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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY REDRESSEURS SECS
La présente invention concerne des perfectionnements aux redresseurs métalliques également connus sous le nom de redresseurs secs. Elle concerne plus particulièrement une réali- sation permettant de minimiser les effets de court-circuits internes.
Les redresseurs secs comprennent généralement une pla- -que de base en métal rigide et conducteur, tel que de l'alumi- nium ou de l'acier, formant une des électrodes sur laquelle on dépose une couche semi-conductrice recouverte d'une partie conductrice appelée contre-électrode. Cette couche semi-conduc- trice peut être constituée par du sélénium'et la contre-électro- de peut se présenter sous la forme d'une couche de métal conduc- teur déposée sur la surface du sélénium par pulvérisation après liquéfaction du métal.
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La couche semi-conductrice est extrêmement mince et une cause importante de la mise hors d'usage des éléments est due au fait que cette couche ne peut résister à la ten- sion appliquée aux électrodes, ce qui a pour effet de per- cer ladite couche et de provoquer un court-circuit. Ces ac- cidents peuvent être provoqués par divers facteurs, tels que des irrégularités ou des impuretés de la couche semi- conductrice, et le passage du courant par le point défec- tueux met l'élément tout entier hors service.
Ces défectuosités peuvent se révéler aux essais, mais elles peuvent également se produire lorsque le redres- seur est en service. Dans ce dernier cas, ces accidents peu- vent être très sérieux, par exemple dans le cas d'installa- tions sur avions.
Les unités redresseuses de ce type sont générale-
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moi njnul;.ltii4mFi FI pHI' plllF1Í "11 l'FI r;l rrrni;rf i nrliet1 r3na-1 n omp:1.- léo lea U1HJ our les uut1'8r>, et l'on emploie fréquennnent une combinaison de plusieurs de ces unités. La détermina- tion du nombre et des dimensions des éléments redresseurs montés dans de telles unités et le système de connexions de ces éléments en série ou en parallèle, suivant des com- binaisons variées est établie par des calculs basés sur les caractéristiques des éléments individuels. En particu- lier, lorsque les tensions sont sensiblement plus élevées que celles que chaque élément individuel peut supporter sans danger, on monte plusieurs éléments en série, de sor te qui la tension appliquée à. chaque élément soit dans les limites de sécurité.
Il est évident que lorsqu'un élément est mis hors d'usage par un court-circuit franc, la tension appliquée aux autres éléments de la série sera sensiblement accrue, ce qui peut produire une mise hors d'usage de tous les éléments et de l'unité tout entière. Même si ceci ne doit pas se produire, la mise hors service d'un élément
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par un court-circuit peut complètement changer les caractéris- tiques de l'unité tout entière, particulièrement dans les cir- cuits en pont et dans les autres dispositions à circuits équilibrés.
Un des objets de la présente invention concerne la réalisation d'une construction de redresseurs, et une disposition telle que l'effet d'un court-circuit se produisant dans un élé- ment soit minimisé et empêche en particulier la mise hors servi- ce de l'élément tout entier. Ce résultat est généralement obte- nu en prévoyant sur l'élément plusieurs zônes redresseuses sépa- rées et en reliant ces zônes par des connexions fusibles, lais- sant passer le courant normal seulement, un court-circuit pro- duisant la fusion de cette connexion, ce qui a pour effet d'iso- ler la zône défectueuse des autres et de permettre à l'élément d'être laissé en service, bien que l'intensité qu'il peut suppor- ter se trouve légèrement réduite.
L'invention a plus particulièrement pour objet d'obte- nir ce résultat d'une manière simple et efficace qui ne demande pas l'emploi de connexions fusibles spéciales et qui facilité l'emploi des méthodes habituelles de fabrication de redresseurs.
Ce résultat est obtenu suivant la présente invention en faisant remplir à des parties de la contre-électrode le rôle de fusibles, lesdites parties reliant entre elles les zones redresseuses.
D'autres objets et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante et en relation avec les dessins joints, dans lesquels :
La fig. I est une vue de face d'un élément redresseur suivant un exemple de réalisation de la présente invention ;
La fig. 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la fig.I;
La fige 3 est une partie de la fig.I représentée à plus grande échelle et montrant l'effet d'un court-circuit;
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La fig. 4 est une vue de face d'une autre réalisa- tion d'éléments redresseurs pouvant se monter dans une unité ou batterie, et,
La figure 5 est une coupe d'une partie de l'unité ou batterie, suivant la ligne 5-5 de la fig.4.
Les fig. I, 2 et 3 montrent que l'élément redres- seur comprend une plaque de base conductrice I, pouvant être en acier, aluminum ou autre métal convenable. La cou- che semi-conductrice de sélénium 2 est coulée sur la pla- que de base I et peut comprendre un mélange d'éléments va- riés et connus, ces éléments étant déposés simultanément ou successivement et cette couche peut être soumise aux traitements de surface divers et connus de l'homme de l'art.
La contre-électrode 3 peut être constituée par un alliage convenable, par exemple par du métal de WOOD, qui est avantageusement déposé par pulvérisation du métal liqui- de sur le sélénium. On soumet l'élément aux traitements habituels, y compris la formation électrique qu'il rend ,ropre à redresser efficacement des courants alternatifs.
On a avantage . laisser un intervalle 4 entre la contre-électrode 3 et le rebord extérieur de la. couche semi- conductrice 2 ete la plaque I dans le but d'éviter des court-circuits marginaux entre les électrodes. Ladite con- tre-électrode est divisée en plusieurs zônes 5 ,aussi rapprochées les unes des autres qu'il est techniquement possible. Les zônes consécutives 5 sont reliées électrique- ment entre elles par des éléments fusibles suffisants pour laisser passer le courant traversant l'élément pendant le fonctionnement normal mais qui fondent et se coupent lors- qu'un courant sensiblement plus élevé provenant d'un court- circuit les traverse.
Ces parties fusibles sont avantageu- sement constituées par des parties de la contre-électrode 3 elle-même, ces parties constituant des jonctions 7 coupant
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les intervales 6;an choisissant un métal convenable pour la contre-électrode et en déterminant la largeur des jonctions fusibles 7, on peut déterminer d'une façon suffisamment pré- cise le courant provoquant la fusion. On a trouvé que les carac- téristiques électriques des métaux habituellement employés pour la contre-électrode, par exemple le métal de Wood, conviennent à cet emploi.
Les dimensions et la forme des zones 5 peuvent évidem- ment être très différentes de ce qui est représenté dans l'exem- ple de réalisation. On a cependant avantage à disposer ces zones de telle façon que, pendant le fonctionnement, et après un court-circuit, le courant puisse contourner la zône isolée par la fusion des jonctions 7. Ce résultat est facilement obte- nu comme représenté fig.I, en disposant les zones 5 en colonnes, chaque zône étant connectée aux zônes adjacentes par une jonc- tion fusible 7.
Lorsqu'un court-circuit franc, comme représenté schématiquement en 8, fig.3, isole une zône 5a par la fusion de toutes les jonctions 7 en contact avec ladite zône, comme représenté en 9, toutes les zones adjacentes 5 se trouveront reliées électriquement autour de la zône 5a, de sorte que le .courant traversant chacune des zones adjacentes ne sera pas affecté par le court-circuit, mais continuera à passer libre- ment jusqu'à la prise de courant de sortie.
Par conséquent, le court-circuit 8 a simplement pour résultat de mettre hors circuit la zône 5a en tant que surface redresseuse; et en cons- truisant l'élément redresseur de telle sorte que la zône 5a ne soit qu'une partie suffisamment petite de la surface totale utile, la légère diminution de la surface efficace est large- ment comprise dans les limites de sécurité normale, et, en pratique, passera inaperçue en particulier avec les éléments redresseurs de grandes dimensions ou ensembles importants de ces éléments.
On a représenté dans les fig. 4 et 5 le montage habituel
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d'un redresseur constitué par des éléments redresseurs cir- culaires superposés sur un goujon de montage qui les traver- se par des ouvertures centrales, les éléments individuels étant généralement espaces par des rondelles ou pièces si- milaires dans le but d'assurer une circulation d'air appro- priée. Dans cet exemple de réa lisation, on a représenté les zones1- sous la forme de segments concentriques.
La sor- tie ou contact de contre-électrode est constituée par une rondelle métallique 10 et dans l'ensemble représenté les éléments redresseurs sont montés en série sur un goujon iso- lé II, chaque rondelle 10 assurant le contact entre la con- tre-électrode d'un. élément et la placlue de base 1 de l'é- lément suivant.
Dans cette disposition, si un court-circuit se pro- duisait en-dessous de la rondelle 10 ou dans une zône 5 avec laquelle la rondelle est en contact direct, ceci met trait complètement l'élément hors de service, les jonctions fusibles n'ayant aucun effet.
Bien que l'on puisse diminuer l'importance de cet inconvénient jusqu'àd un minimum en disposant les interval- les 6 et les jonctions fusibles 7 de telle -anière que la surface de la contre-électrode 3, directement en contact avec la rondelle 10, soit minimum, il est préférable de dis- poser un intercalaire isolant 12,, fig.5, entre la contre- électrode 3 et la couche semi-conductrice 2 couvrant toute la surface de la contre-électrode pouvant être mis en con - tact avec la rondelle 10. On élimine ainsi la possibilité de tout court-circuit se produisant directement en-dessous de ladite rondelle. L'intercalaire isolant 12 peut être cons- titué par un vernis isolant convenable, tel qu'uni vernis à' base d'acétate de cellulose.
On peut déposer la contre-électrode 2 de différentes façons ciui dépendent de sa structure et de sa composition.
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Lorsqu'elle est obtenue par dépôt du métal fluide par pulvérisa- tion ou d'autre façon, sur la couche semi-conductrice 2, on peut former les jonctions fusibles 7 en conservant les intervalles 6 en appliquant, sur la surface de la couche semi-conductrice un cache approprié recouvrant les intervalles 6 ainsi que les zônes marginales 4. On peut ensuite déposer le métal par pulvérisa - tion ou. de tout autre façon sux les parties de la surface qui ne sont pas recouvertes par ledit cache. On peut également for- mer les intervalles 6 par. un découpage approprié de la contre- électrode 3 et il est à remarquer que le découpage simultané de la couche semi-conductrice adjacente 2 ne nuira pas au fonc- tionnement de l'élément, puisque les parties découpées, de toute façon, ne sont pas utilisées.
Un autre procédé consiste à laisser les intervalles 6 sans solution de continuité en utilisant un cache approprié, les jonctions fusibles 7 étant formées par la suite, après le dépôt de métal formant la contre- électrode. Ce résultat peut être obtenu en utilisant un autre cache comportant des ouvertures correspondantes aux jonctions fusibles. Lorsque plusieurs de ces jonctions se trouvent sur le même axe, on peut les former simultanément en appliquant une traînée du métal de la contre-électrode.
Bien que la présente invention ait été décrite en rela- tion avec des exemples de réalisation, il est clair qu'elle n'est en rien limitée auxdits exemples et que ceux-ci sont susceptibles de nombreuses variantes et modifications, sans sortir du domaine de l'invention. Ainsi, bien que l'invention ait été décrite en se reportant plus particulièrement aux redresseurs au sélénium et présente des avantages spéciaux lorsqu'elle est appliquée à ce type, elle a des caractéristi- ques qui concernent également l'emploi de couches semi-conduc- trices d'autres types.
De plus, bien que la contre-électrode de métal fusible déposée par pulvérisation est préférable lorsque l'invention est utilisée en relation avec des redresseurs
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habituels du type indiqué, il est clair que dans sen sens le plus large, l'invention est également applicable à des redresseurs dans lesquels l'élément conducteur qui est au contact avec la couche semi-conductrice du côté opposé à la plaque de base est d'un type différent. Il est évidem- ment nécessaire qu'un tel type de contre-électrode.compren- ne des parties distinctes au contact avec des parties sépa rées de la couche serai-conductrice et connectées électri- quement par des éléments fusibles.