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APPAREIL RADIO-ELECTRIQUE.
,La présente invention concerne un appareil ou dispositif de pro- tection des tubes de puissance contre les surcharges., plus particulièrement un dispositif électronique utilisant une cellule photoélectrique pour proté- ger les tubes des émetteurs radio-électriques contre les surcharges,,
On peut utiliser divers types d-appareils de surcharge pour pro- téger les tubes électroniques, Un appareil répondant au courant plaque, tel qu'un relais, peut être mis en série dans le circuit de sortie., qui répondra au courant plaque réel du tube quand celui-ci dépasse certaines limites,, ou bien un appareil peut être mis en parallèle sur le circuit de sortie qui répond à la tension de sortie.
Ces appareils donnent une indication exacte des conditions du circuit de sortie extérieur du tube mais ne donnent pas une indication sure des conditions réelles existant à l'intérieur du tube,
Dans les tubes électroniques le courant de plaque ou de sortie peut rester constant pendant que la tension plaque varie. Un tube peut donc être surchargé à cause d'une augmentation de tension plaque alors que le courant plaque reste constant. De telles conditions de surcharge ne peuvent pas être facilement détectées au moyen de relais répondant à une surcharge de courant ou de tension placés dans le circuit de sortie parce que les conditions existant dans le tube ne se reflètent pas exactement dans le circuit de sortie.
Dans un émetteur radio-électrique le problème consiste à proté- ger les tubes de puissance contre des dégâts dûs à une dissipation plaque ou anodique exagérée. Le problème est plus grave pour les tubes multi- grilles mais existe aussi dans les triodes.' Le courant anodique d'un tube électronique, spécialement en ce qui concerne les tubes multi-grilles, est en grande partie indépendant de la tension plaque. La dissipation au con- traire ne l'est pas.
Dans le fonctionnement d'un amplificateur en classe C, où la po-
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larisation de grille est pratiquement double de la polarisation requise-pour amener le tube au cut-off en l'absence d'excitation, le courant plaque ne circule que pendant une fraction du cycle positif d'excitationo La dissipa- tion admise pour un tube est déterminée par la température que celui-ci at- teint, et la température anodique ou de plaque est déterminante à cet égard.
Particulièrement en classe C, on peut fortement dépasser la dissipation ano- dique permise sans courant anodique exagéré. Une mesure sérieuse de la puis- sance dissipée par l'électrode d'un tube est l'étude de la couleur de celle- ci, indication directe de sa température. Le courant de plaque circulant dans le circuit de sortie ou la tension anodique peut indiquer un fonction- nement normal du tube alors que la dissipation permise dans le tube est bien dépassée, tandis que la température des électrodes indique toujours l'état exact du fonctionnement. Par conséquent, en utilisant un appareil indicateur de surcharge sensible à la chaleur ou au rayonnement, on emploie un procédé très supérieur à celu:L utilisant des appareils commandés par le courant ou la tension plaque.
Ceci est particulièrement vrai puisque les données de surcharge sont déterminées initialement par des limitations de températures.
L'emploi de pyromètres, thermocouples, bimétaux ou appareils sen- sibles à la lumière tels que des cellules photoélectriques comme appareils sensibles à la chaleur est bien connu. La présente invention constitue ce- pendant un pérfectionnement par rapport aux appareils antérieurs, en ce qu'el- le utilise un appareil répondant aux radiations lumineuses et sensible aux couleurs avec un tube électronique dans le circuit de cut-off ; combi- naison permet un fonctionnement complètement automatique, plus sûr et plus sensible et assure une plus grande sécurité des tubes très coûteux qui subi- raient autrement des dégâts.
L'invention a pour but de procurer un appareil électronique per- fectionné utilisant une cellule photoélectrique répondant à l'énergie lumi- neuse ou radiante émise par l'anode d'un tube de puissance et servant à ré- gler l'énergie fournie au tube.
Conformément à la présente invention, une cellule sensible à la lumière est excitée par la radiation, par exemple de rayons infra-rouges ou rouges ou autres rayons lumineux émis par l'anode d'un tube de puissance, quand l'anode dissipe une énergie exagérée soit à cause d'une surcharge soit à cause d'un défaut, Cette cellule sensible à la lumière est connec- tée de façon à régler l'alimentation d'un tube élêctronique, de sorte que celui-ci se mette en marche quand les radiations excitant la cellule sen- sible à la lumière atteignent une intensité déterminée. Le point de fonc- tionnement du tube électronique peut évidemment être choisi en réglant à la main sa polarisation de grille, afin que le tube électronique puisse fonctionner pour différentes conditions de surcharge déterminées.
Un relais normalement fermé a une paire de contacts insérée dans l'alimentation en courant anodique du tube de puissance et une autre paire de contacts dans le circuit cathodique du tube électronique de commande.
La bobine de ce relais est reliée, en série avec un certain nombre de résis- tances, aux bornes de l'alimentation en courant anodique du tube électroni- que de commande. Une de ces résistances se trouve aussi en série avec la ca- thode du tube électronique de commande, et est pourvue d'un curseur auquel la résistance de grille du tube électronique de commande est reliée, de sor- te que l'on peut varier à volonté la polarisation de grille de celui-ci.
La bobine du relais est mise, en série avec une résistance., aux, bornes du tube électronique de commande. Cette bobine est excitée quand le tube électronique de commande est déconnecté, et l'alimentation en courant anodique est ainsi connectée au tube de puissance. Quand l'anode du tube de puissance rayonne par dissipation exagérée, la cellule sensible à la lu- mière met le tube électronique de commande en marche en surmontant la pola- risation normalement appliquée à la-grille du tube de commande. Le tube électronique de commande court-circuite ou dérive alors une partie du cou- rant d'excitation de la bobine du relais de sorte que celui-ci déclenche ses contacts et interrompt l'alimentation en courant anodique du tube de
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puissance.
En même temps, le circuit cathodique du tube électronique de commande est interrompu et le tube cesse d'être conducteur. Les contacts insérés dans le circuit cathodique du tube de commande assurent la réappli- cation de la polarisation de grille un rien avant la refermeture du circuit de cathode, afin que la grille de commande puisse rentrer en jeu.
L'invention ressortira clairement de la description d'une forme d'exécution préféréee représentée, à titre d'exemple, dans le dessin annexé dont l'unique figure est un schéma de connexions d'un dispositif de circuit conforme à l'invention, Le dessin représente un tube de puissance démis- sion 10 ayant une plaque ou anode Il!) une grille-écran 12, une grille de commande 13 et une cathode 14 Ce tube est placé dans un circuit amplifica- teur de potentiels haute fréquence tel qu'on en utilise en radio-émission
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ou dans leindustrie,
La cathode ou filament 14 du tube de puissance 10 est relié au se- condairel6 du transformateur de chauffage filament 15 dont le primaire17 est connecté à une source appropriée de courant alternatif. Une paire de conden- sateurs de by-pass 18 et 19 sont mis en série aux bornes du secondaire 16 et le point de réunion de ces condensateurs est relié à la prise médiane du se- condairel6 et à la borne négative de la source de courant anodique haute ten- sion ainsi qu'à la borne positive de la source de tension ou de polarisation de grille du tube de puissance,,
La borne négative de la source de polarisation de grille est re- liée à la résistance de grille 21 et par celle-ci à la self haute fréquence 20 qui est à son tour connectée à la grille de commande 13 et au condensa- teur de couplage de grille 22
Le potentiel haute fréquence à amplifier est envoyé au condensa- teur 22
Un condensateur de by=pass 23 est inséré entre la grille-écran 12 et l'ossature métallique ou châssis de l'appareil afin de réduire le po- tentiel haute fréquence de la grille=écran pratiquement à zéro. La haute tension continue est envoyée à la grille-écran 12 par la résistance 24 et à l'anode 11 par la self haute fréquence 25, Le point commun à la résis- tance 24 et à la self 25 est relié au contacts 30 du relais 27 et par ceux- ci à la borne positive de la source de courant anodique haute tension.
Le débit haute fréquence du tube de puissance 10 ne peut s'écou- ler vers la source de courant continu haute tension grâce à l'interposition de la self 25 et est envoyé dans un circuit de sortie qui peut être un cir- cuit. oscillant approprié, un circuit d'antenne ou un circuit de chauffage industriel par l'intermédiaire d'un condensateur 26
La cellule sensible à la lumière 31 est placée dans un boîtier 32 qui empêche la cellule d'être excitée de façon notable par de la lumière in- désirable.
Les radiations telles que rayons infra-rouges, rouges, ou autres rayons lumineux produites par dissipation excessive de l'anode 11 du tube de puissance 10 pénètrent dans le boîtier 32 par une ouverture appropriée qui peut être occupée par la lentille 33 qui sert à concentrer les rayons ou radiations sur la cathode 35 de la cellule sensible à la lumière 31 Cel- le-ci est de préférence du type sensible à l'extrémité rouge du spectre, com- me la cellule R C A 925 Une telle cellule n'est pas sensible à la lumière visible ambiante. On peut cependant employer d'autres types de tubes avec, si on le désire, un filtre 34 qui laisse passer les rayons rouges et arrête les autres rayons lumineux.
La cathode 35 de la cellule sensible à la lumière 31 est reliée à la grille 39 d'un tube électronique de commande 37 et à la résistance de grille 42. Le tube de commande 37 est dans ce cas un tube à gaz du type thyratron. L'anode 36 de la cellule sensible à la lumière 31 est connec- tée à l'anode 38 du thyratron 37 et à la borne positive 46 d'une source de courant qui alimente la cellule sensible à la lumière 31, le thyratron¯37 et la bobine 28 du relais 270 La borne négative 47 de la source de courant est mise à la terre au châssis de l'appareil et est aussi reliée à l'extré-
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mité inférieure du potentiomètre 44 La borne supérieure de ce potentiomè- tre est reliée à une extrémité de la résistance 45 et à un des contacts de relais 29.
L'autre contact 29 est connecté à la cathode 40 du thyratron 37. L'autre extrémité de la résistance 45 est connectée à la borne infé- rieure de l'enroulement 28 du relais 27, et la borne supérieure de cet en- roulement 28 est reliée à la borne positive 46 de la source de courant.
La polarisation de grille de la grille 39 du thyratron 37 est fournie par le potentiomètre 44 au moyen du curseur ou contact 43 qui est relié à la borne inférieure de la résistance de grille 42, dont la borne su- périeure est connectée à la grille de thyratron 390
Ce montage convient particulièrement bien à la protection de tubes émetteurs multi-grilles contre la dissipation anodique excessive et ses mé- faits.
Dans les tubes multi=grilles, le courant plaque est en grande par- tie indépendant de la tension anodique ou de plaque et, en fonctionnement en classe C, la dissipation anodique permise du tube peut être largement dé- passée sans augmentation notable du courant plaque, simplement parce que le courant passe à des moments où la tension de plaque est désagréablement éle- vée. Dans la présente invention on tire parti de l'augmentation de tempéra- ture de la plaque ou anode du tube due à l'augmentation de 1a dissipation anodique, et la longueur d'onde déterminée de la lumière ou des rayons rayon- nés par l'anode aux températures anodiques accrues est utilisée pour exciter la cellule sensible aux radiations 31 et allumer le thyratron 37 quand la dissipation anodique du tube 10 devient exagérée.
Dans ce but, la cellule sensible à la lumière 31 est insérée entre anode 38 et grille 39 du thyratron et règle la tension de grille appliquée au thyratron par la source de courant anodique de thyratron.
Comme il a été dit, le courant anodique est envoyé au tube émet- teur 10 par l'intermédiaire des contacts 30 du relais ou disjoncteur-élec- tromagnétique. La bobine 28 du disjoncteur 27 maintient les contacts fer- més aussi longtemps que son courant d'excitation est suffisant. L'enroule- ment 28 reçoit son courant à travers la résistance 45 et l'enroulement du po- tentiomètre 44. Le point commun à la résistance 45 et au potentiomètre 44 est relié à la cathode 40 du thyratron 37, par l'intermédiaire des contacts 29 du disjoncteur 27.
Ainsi le thyratron 37 est connecté aux bornes de la résistance 45 et de l'enroulement 28 du disjoncteur 27 et aussi longtemps que le thyra- tron 37 est désionisé, l'enroulement 28 reçoit assez de courant pour garder le disjoncteur fermé. Quand le thyratron 37 s'allume au contraire, un cou- rant supplémentaire traverse le potentiomètre 44 et la chute de tension aux bornes de cette résistance augmente en conséquence et la tension aux bornes de la-bobine 28 diminue, devenant insuffisant pour maintenir le disjoncteur fermé.
Celui-ci déclenche donc ou s'ouvre, et le courant est coupé des cir- cuits de grille-écran et d'anode du tube de puissance 10 Ces circuits peu- vent rester hors circuit jusqu'à fermeture du disjoncteur à la main, au moyen d'un dispositif approprié, ou fermeture automatique par la bobine 28 Les contacts 29 du disjoncteur 27 ouvrent le circuit cathodique du tube de com- mande 37 de façon que la grille de commande 39 reprenne ses fonctions dès que le courant est rétabli.
Un disjoncteur 50 ayant une poignée 51 pour la fermeture manuel- le, est inséré dans l'alimentation anodique du tube 37 Le disjoncteur 50 est maintenu fermé par un plongeur à solénoïde 52 qui se trouve en contact avec le dessous d'une patte 53 montée sur la poignée 51 Quand les contacts 30 et 29 du disjoncteur 27 sont ouverts, les contacts 54 sont fermés. Ceci excite la solénoïde 55 qui retire le plongeur 52 de dessous la patte 53 et la commande 51 tombe, ouvrant les contacts du disjoncteur 50 Celui-ci res- te ouvert jusqu'à refermeture à la main.
En s'ouvrant, le disjoncteur 50 enlève le potentiel existant aux bornes 46 et 47 de la- bobine 28 et empêche le disjoncteur 27 de vibrer à cause du potentiel aux bornes 16 et 47 quand
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les circuits danode et de circuit de grille du tube de puissance 10 sont mis hors service par la cellule sensible aux radiations 31
Quoique dans la forme d'exécution décrite ci-dessus, le tube élec=.
Ironique de commande 37 ait été décrit comme étant un thyratron il se con- çoit aisément que l'on peut utiliser comme tube de commande n9importe quel type de tube satisfaisant.
REVENDICATIONS.
1 Appareil de protection des tubes de puissance contre les sur- charges, comprenant une cellule sensible à la lumière disposée de façon à recevoir les radiations délivrées par dissipation anodique d'un tube de puis- sance, un disjoncteur connecté de manière à régler le courant envoyé au tube de puissance,, un tube électronique de commande relié de manière à commander le disjoncteur, et des connexions entre la cellule sensible à la lumière et le tube de commande par lesquelles le tube de commande est excité pour une excitation déterminée de la cellule sensible à la lumière par la dissipation anodique du tube de puissance afin douvrir le disjoncteur.