Brevet FR2657180A1 — publié le 19910719

La présente invention concerne un procédé d'alimentation électrique de magnétron. Les magnétrons sont des tubes à vide permettant de générer des ondes électromagnétiques. Ces ondes trouvent leurs applications dans de nombreux domaines tant industriels que militaires, scientifiques ou médicaux. Certains magnétrons sont équipés de bobines électriques qui permettent d'augmenter ou de diminuer le champ magnétique produit par des aimants permanents. La variation de champ magnétique entraine une modification des caractéristiques électriques du magnétron, ce qui permet de faire varier la puissance émise . Jusqu a présent la variation de la puissance émise ne se réalise que grâce aux bobines. Les principaux inconvénients d'un tel procédé sont d'une part, une forte constante de temps interdisant des variations rapides de puissance émise, et d'autre part la répercussion de l'ondulation résiduelle du courant bobine et de la tension d'alimentation du magnétron sur la puissance émise. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en ajoutant en série avec le magnétron un dispositif dit "régulateur rapide" travaillant en liaison avec un régulateur nommé "régulateur lent". Ce dernier agit par l'intermédiaire des bobines afin de réduire la tension présente aux bornes du régulateur rapide ainsi que la puissance dissipée par celui-ci. Le régulateur rapide et le magnétron sont montés en série selon un ordre quelconque et forment ainsi une charge alimentée par une source . Le régulateur rapide peut comporter soit un ou plusieurs tubes à vide triodes, tétrodes etc... soit un ou plusieurs composants semi-conducteurs. Il s'oppose plus ou moins à la circulation du courant qui le traverse afin de remplir l'une des deux conditions suivantes La première condition consiste à fournir au magnétron un courant constant lié à une grandeur de consigne. La deuxième condition correspond à une version préférentielle du procédé et consiste à alimenter le magnétron avec une puissance constante dont la valeur est liée à une grandeur de consigne. Pour réaliser ce fonctionnement un circuit multiplieur fournit le résultat du produit de la tension aux bornes du magnétron par le courant qui le traverse et par une constante. Le régulateur rapide utilise cette grandeur dite de retour en la comparant à la consigne qu'il reçoit. La grandeur de retour peut être également prise plus en aval, par exemple en réalisant une mesure de la puissance électromagnétique émise. La consigne appliquée au régulateur rapide peut-être fixe ou variable. Selon les cas, les tensions et puissances dont il est ici question, et qui sont prises en compte par les différents régulateurs seront soit des grandeurs moyennes soit des grandeurs instantanées. Le régulateur lent peut utiliser selon le mode de réalisation choisi, deux grandeurs de retour différentes, soit la tension aux bornes du régulateur rapide soit la puissance dissipée par ce dernier. Cette dernière grandeur est issue d'un multiplieur réalisant le produit de la tension présente aux bornes du régulateur rapide par le courant qui le traverse. Pour chacun des deux modes de réalisation le régulateur lent peut agir pour que la grandeur de retour moyenne soit constante ou bien liée à la puissance moyenne absorbée ou émise par le magnétron ou à son courant moyen. Pour chacun des deux modes de réalisation le régulateur lent peut imposer une valeur instantanée particulière. Cette valeur instantanée peut être fixe ou dépendre d'une autre valeur instantanée ou moyenne de puissance absorbée ou émise ou de courant magnétron. Une variante à ce procédé est caractérisée en ce que le régulateur lent utilise comme grandeur de retour 1' élevation de température issue du fonctionnement des composants de puissance du régulateur rapide afin de maintenir cette élévation égale ou liée à une grandeur de consigne constante ou dépendante du point de fonctionnement du magnétron. Une autre variante à ce procédé consiste à ce que le régulateur lent n'agisse plus comme régulateur, mais associe à la tension fournie par la source ou à tout autre grandeur mesurée en amont et qui lui est liée, un courant dans la bobine Un dispositif de protection vis à vis des surtensions peut-être placé en parallèle sur le régulateur rapide. On peut également placer en parallèle sur ce dernier un dispositif laissant circuler un faible courant dans le magnétron lorsque le régulateur rapide se bloque. La masse de l'installation peut se trouver en n'importe quel point du circuit, elle correspond le plus souvent à l'anode du magnétron. La tension aux bornes du régulateur rapide peut être obtenue par mesure directe ou par soustraction de la tension présente aux bornes du magnétron à la tension produite par la source. Les régulateurs lents et rapides peuvent être de type analogique ou numérique. La mesure de la tension produite par la source peut s'effectuer directement sur celle-ci ou sur tout autre grandeur physique liée à elle et se trouvant en amont. Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente le schéma synoptique simplifié relatif au procédé selon l'invention. La figure 2 représente le schéma synoptique d'un mode de réalisation du procédé dans lequel le régulateur lent utilise comme grandeur de retour une tension instantanée particulière prise aux bornes du régulateur rapide. Cette valeur instantanée particulière correspond au minimum de tension. La grandeur de consigne est élaborée à partir d'une valeur particulière de la puissance instantanée absorbée par le magnétron soit dans le cas présent sa valeur maximale. La figure 1 fait apparaitre la source (1) qui alimente le dipôle constitué par la mise en série du magnétron (4) et du régulateur rapide (2). Le régulateur lent (5) agit sur le magnétron (4) par l'intermédiaire de la bobine (3). La figure 2 illustre le fonctionnement du procédé selon un mode de réalisation dans lequel les différents régulateurs utilisent des grandeurs instantanées. Le régulateur rapide (2) s'oppose plus ou moins à la circulation du courant I de façon à ce que la valeur instantanée de la puissance absorbée par le magnétron soit constante et liée à la valeur de consigne Pc. La grandeur de retour liée à la puissance absorbée est fournie par un multiplieur (9). Le produit est effectué à partir de l'information courant fournie par un capteur (7) et de l'information tension fournie par un second capteur (6). Un circuit de mémorisation de valeur maximum(11)fournit au régulateur lent(5) la valeur maximum de puissance absorbée. Ce régulateur élabore à partir de cette grandeur une consigne de tension minimum de régulateur rapide. La tension aux bornes du régulateur rapide (2) est obtenue grâce à un capteur (8) ; un dispositif de mémorisation de valeur minimum (12) fournit au régulateur lent 11 information tension minimum. Cette grandeur est utilisée en tant que grandeur de retour par le régulateur lent qui a pour rôle de la maintenir égale ou liée à la consigne définie ci-dessus. Les valeurs maximales et minimales sont régulièrement remises à jour à une fréquence imposée par une horloge (13). Un dispositif de protection (10) peut être placé en parallèle sur le régulateur rapide (2). D'autres valeurs instantanées distinctes des maximales et minimales peuvent être choisies. Le présent procédé est destiné à la réalisation d'appareils générateurs d'énergie électromagnétique utilisant des magnétrons. REVENDICATIONS 1) Procédé d'alimentation de magnétron caractérisé en ce qu'un régulateur dit rapide (2) placé en série avec le dit magnétron (4), agit de telle façon que ce dernier soit alimenté sous courant ou puissance constante et en ce qu'un régulateur dit lent (5) agisse sur le magnétron par l'intermédiaire de sa bobine (3) afin de diminuer la tension et la puissance respectivement présente aux bornes et dissipée par le régulateur rapide (2). 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mise en série du régulateur rapide (2) du capteur de courant (7) et du magnétron (4) s'effectue selon un ordre quelconque et que la masse, bien que généralement placée sur l'anode du magnétron, peut se trouver en n importe quel point du circuit. 3) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le régulateur rapide comporte soit un ou plusieurs tubes à vide soit un ou plusieurs dispositifs semi-conducteurs et que les régulateurs sont soit de type analogique continu soit numériques. 4) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le régulateur lent (5) utilise comme grandeur de retour l'élévation de température issue du fonctionnement des composants de puissance du régulateur rapide (2) afin de maintenir cette élévation égale ou liée à une grandeur de consigne constante ou dépendante du point de fonctionnement du magnétron. 5) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la grandeur de retour utilisée par le régulateur lent (5) est soit la tension moyenne aux bornes du régulateur rapide (2) soit la puissance moyenne dissipée par celui ci, cette dernière étant obtenue par multiplication de la tension citée ci-dessus et du courant magnétron I 6)Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la grandeur de retour utilisée par le régulateur lent (5) est une valeur instantanée particulière de la tension aux bornes du régulateur rapide (2) ou de la puissance dissipée par celui-ci. Cette valeur instantanée particulière peut, par exemple, correspondre à la valeur minimale de la tension présente aux bornes du régulateur rapide, cette mesure s1 effectue pendant un temps d'observation donné et régulièrement renouvelé. 7) Procédé selon les revendications 1 ; 5 et 6 caractérisé en ce que la consigne appliquée au régulateur lent (5) est fixe ou dépendante d'une valeur instantanée particulière de puissance absorbée ou émise ou du courant magnétron. 8) Procédé selon les revendications 1 ; 5 et 6 caractérisé en ce que la consigne appliquée au régulateur lent (5) est fixe ou dépendante de la valeur moyenne de la puissance absorbée ou émise ou du courant magnétron. 9) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le régulateur lent (5) n'agit plus en tant que régulateur mais associe à la tension fournie par la source (1) ou à tout autre grandeur mesurée en amont et qui lui est liée, un courant dans la bobine (3). 10) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mesure de tension aux bornes du régulateur rapide peut se faire directement sur celui-ci ou par soustraction de la tension aux bornes du magnétron (4) à la tension de la source (1).