FR2668663A1 - Alimentation a decoupage perfectionnee du type a conduction directe. - Google Patents

Abstract

Le dispositif comporte deux bornes d'entrée pour une source de tension sensiblement continue, un transformateur possédant un primaire et un secondaire, un étage de commande comportant une unité de commutation commandable propre à relier séquentiellement, selon une loi de commande prédéterminée, le primaire aux deux bornes d'entrée, et un étage de sortie comportant une cellule de redressement aval connectée au secondaire du transformateur, suivie d'une cellule de filtrage aval comportant un circuit inductif aval ayant une valeur inductive choisie ainsi qu'une capacité aval contribuant à fournir une tension de sortie. Le circuit inductif aval comporte deux inductances aval (LA1-2,LA2-2) possédant des valeurs inductives respectives dont la somme est sensiblement égale à ladite valeur inductive choisie, et les deux inductances aval sont respectivement connectées, en série avec la capacité aval (CA-2), de part et d'autre de cette capacité aval.

Description

M 2668663

Alimentation à découpage perfectionnée du type à conduction directe L'invention concerne les alimentations à découpage du type à conduction directe.

Parmi les alimentations à découpage, l'homme du métier dis-

tingue habituellement celles du type à conduction inverse

présentant un montage à accumulation inductive isolé ("fly-

back") et celles du type à conduction directe présentant

un montage série isolé ("forward").

Ce dernier type d'alimentation comporte

deux bornes d'entrée pour une source de tension sensible-

ment continue, un transformateur possédant un primaire et un secondaire, un étage de commande comportant une unité de commutation commandable, propre à relier séquentiellement selon une loi de commande prédéterminée, le primaire aux deux bornes d'entrée, et un étage de sortie comportant une cellule de redressement aval connectée au secondaire du transformateur, suivi d'une cellule de filtrage aval comportant un circuit inductif

aval ayant une valeur inductive choisie ainsi qu'une capaci-

té aval contribuant à fournir une tension de sortie.

Par rapport aux alimentations à conduction inverse, dont

l'homme du métier sait que la puissance transmise est limi-

tée de par la structure même de leur montage, les alimenta-

tions à conduction directe présentent l'avantage de ne pas présenter, du moins en théorie, de limite supérieure pour

la puissance transmise à travers le transformateur.

De plus, lorsque l'étage de commande comporte un circuit à modulation de largeur d'impulsions associé à des moyens de régulation, une telle alimentation présente l'avantage de fournir une tension de sortie stable quelles que soient les variations du courant absorbé par une charge connectée en sortie et quelles que soient les variations de la tension d'entrée. Une telle alimentation est couramment utilisée avec un transformateur présentant un rapport du nombre de spires du secondaire au primaire très nettement inférieur à 1 pour produire une basse tension C'est notamment le cas en avionique o ce genre d'alimentation permet d'obtenir, à partir du réseau triphasé avion ( 220 volts efficaces entre phases), une tension d'alimentation de l'ordre de quelques

dizaines de volts.

Cependant, lorsque l'on désire utiliser une telle alimenta-

tion comme élévateur de tension, notamment pour contribuer à fournir de la haute tension, il est alors nécessaire d'augmenter le nombre de spires au secondaire, et d'augmenter la taille du circuit inductif aval En conséquence, la capacité parasite du secondaire et celle du circuit inductif aval deviennent importantes et sont en outre "vues" au primaire à travers le carré du rapport des nombres de spires qui peut être alors très supérieur à 1 L'homme du métier sait alors que la puissance transmise à travers le transformateur à chaque cycle de découpage va en fait être utilisée pour charger cette capacité parasite au lieu d'être transmise en sortie de l'alimentation. Une solution pourrait alors consister à réduire la fréquence de découpage de façon à obtenir des -cycles dont la durée

plus importante permettrait, après la charge de cette capa-

cité parasite, la transmission de la puissance restante.

Cependant, outre les pertes de puissance occasionnées, une telle solution condurait alors à augmenter la taille du primaire, et par conséquent la taille du secondaire ainsi

que la taille du circuit inductif aval sans pour cela obte-

nir de résultats significativement plus satisfaisants, et

ce avec un encombrement total plus important qui peut s'avé-

rer prohibitif dans certaines applications.

Devant de tels problèmes, l'homme du métier a jusqu'à pré-

sent abandonné le principe de l'utilisation de telles ali-

mentations à découpage à conduction directe pour contribuer

à la génération d'une haute tension de sortie.

L'invention vise à apporter une solution à ces problèmes.

Elle va à l'encontre des idées préconçues et propose une alimentation à découpage du type à conduction directe dont la structure originale permet son utilisation en élévateur de tension, notamment pour contribuer à la génération d'une

haute tension de sortie, avec en outre la possibilité d'uti-

liser une fréquence de découpage élevée.

La structure générale de l'alimentation à découpage proposée

est du type de celui évoqué ci-avant.

Selon la principale caractéristique de l'invention, le cir-

cuit inductif aval comporte deux inductances aval possédant

des valeurs inductives respectives dont la somme est sensi-

blement égale à la valeur inductive choisie pour le circuit

inductif aval; ces deux inductances aval sont alors respec-

tivement connectées, en série avec la capacité aval, de

part et d'autre de cette capacité aval.

La Demanderesse a alors observé qu'une telle structure con-

tribuait à apporter une solution au problème posé Elle a également observé qu'une telle structure permettait également d'améliorer le fonctionnement de l'alimentation lorsque celle-ci est utilisée comme abaisseur de tension

pour fournir de la basse tension.

Il est par ailleurs particulièrement avantageux que les deux inductances aval soient couplées sur un même noyau

en étant alors de polarités opposées.

Selon un autre mode de réalisation il est prévu que l'étage de sortie comporte au moins une cellule de redressement auxiliaire fonctionnellement analogue à la cellule de redressement aval suivie d'une cellule de filtrage auxiliaire structurellement analogue à ladite cellule de filtrage aval La cellule de redressement auxiliaire est alors reliée en parallèle avec la cellule de redressement aval (CR-3) par l'intermédiaire d'un circuit capacitif de liaison (CL-3), tandis que la capacité auxiliaire de la cellule de filtrage auxiliaire est connectée en série avec

la capacité aval de la cellule de filtrage aval.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appa-

raitront à l'examen de la description détaillée ci-après

et des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente un synoptique schématique d'une

alimentation à découpage à conduction directe de l'art anté-

rieur,

la figure 2 représente un mode de réalisation d'une ali-

mentation à découpage selon l'invention, la figure 3 illustre un autre mode de réalisation d'une alimentation à découpage selon l'invention, et la figure 4 illustre un troisième mode de réalisation d'une alimentation à découpage selon l'invention permettant

notamment l'alimentation d'un tube hyperfréquence.

Les dessins comportent pour l'essentiel des éléments de caractère certain A ce titre, ils font partie intégrante

de la description et pourront non seulement servir à mieux

faire comprendre la description détaillée ci-après, mais

aussi, le cas échéant, contribuer à la définition de l'in-

vention. Sur la figure 1, les références B El-l et BE 2-1 désignent deux bornes d'entrée de ce dispositif de l'art antérieur,

pour une source de tension d'entrée sensiblement continue.

Le transformateur TR-1 possède un enroulement primaire EP-1

susceptible d'être relié aux deux bornes d'entrée, séquen-

tiellement selon une loi de commande prédéterminée, par une unité de commutation commandable COM-1 faisant partie

d'un étage de commande ETC-1.

Il est également prévu, en aval du transformateur TR-1, un étage de sortie ETS-1 propre à délivrer une tension de

sortie Cet étage de sortie comporte une cellule de redres-

sement aval CR-1, connectée à l'enroulement secondaire ES-1

du transformateur, cette cellule de redressement étant sui-

vie d'une cellule de filtrage aval CFA-1 comportant une

inductance C Il-1 ayant une valeur inductive choisie en fonc-

tion de l'application ainsi qu'une capacité aval CA-1 dont les deux bornes B Sl-l et B 52-2 définissent ici les deux

bornes de sortie du dispositif.

La cellule de redressement CR-1 est ici une cellule fonc-

tionnant en mono-alternance et comportant deux diodes Dl-l et D 2-1 dont les cathodes respectives sont reliées ensemble

à la borne de l'inductance CIA-1 opposée à celle B 52-1 re-

liée à la capacité CA-1 Les anodes de ces deux diodes sont respectivement reliées aux deux bornes de l'enroulement secondaire ES-1. Enfin, il est à remarquer, comme c'est habituellement le cas dans ce genre de dispositif de l'art antérieur, que l'une des extrémités de l'enroulement, à savoir celle reliée à la borne BS-1, est reliée à la masse, constituant ainsi

un point "froid" alors que l'autre extrémité de l'enroule-

ment constitue un point "chaud".

L'homme de métier sait que l'enroulement secondaire du transformateur ES-1 et l'inductance aval CIA-1 présentent des capacités parasites respectives qui peuvent être

considéres, en fonctionnement, comme étant en parallèle.

Leurs valeurs s'ajoutent donc Cette capacité résultante Cr se comporte alors, ramenée au primaire, comme une capacité dont la valeur est égale à Cr (n 2 %)2 o N 2 désigne ni le nombre de spires du secondaire et ni le nombre de spires du primaire Lorsqu'un tel dispositif fonctionne en abaisseur de tension, par exemple pour fournir une tension de sortie de l'ordre de quelques dizaines de volts à partir d'une tension d'entrée de l'ordre de 220 volts, notamment avec des rapports de spires N 2 de l'ordre de 1/15 ème à 1/30 ème, la capacité résultante ramenée au primaire peut être négligée Par contre, dans le cas o l'on souhaite faire fonctionner ce dispositif en élévateur de tension, c'est-à-dire pour fournir une tension de sortie supérieure à la tension d'entrée, le rapport N 2 peut devenir alors nettement supérieur à 1 et la valeur de cette capacité parasite résultante ramenée au primaire ne peut plus être négligée En effet, à chaque cycle de découpage, la puissance disponible en entrée du dispositif va servir à charger cette capacité parasite, cette dernière étant déchargée au cycle suivant Plus la fréquence de découpage est élevée, plus la durée de chaque cycle est courte et plus le temps de charge de cette capacité se rapproche de la durée totale d'un cycle L'homme de métier comprend alors que la puissance transmise en sortie du dispositif peut,

dans certains cas, être très réduite.

Une solution pourrait consister alors à diminuer la fréquen-

ce de découpage pour augmenter la durée de chaque cycle de façon à ce que le temps de charge de la capacité parasite

n'occupe qu'une faible portion de la durée totale du cycle.

Cependant, ceci conduirait alors à une augmentation du nom-

bre de spires au secondaire et au primaire du transformateur

et également à une augmentation du nombre de spires de l'in-

ductance aval CIA-l En conséquence, la capacité parasite au secondaire s'en trouverait augmentée et, finalement, le résultat obtenu ne serait alors pas plus satisfaisant que celui indiqué dans le cas précédent avec une fréquence

de découpage élevée.

Ceci aurait tout au plus conduit à un encombrement du dispo-

sitif plus important.

Alors que face à ces problèmes, l'homme de métier a jusqu'à présent abandonné le principe d'utiliser une alimentation à découpage du type à conduction directe, la Demanderesse au contraire propose une alimentation à découpage de ce type dont la structure originale remédie aux inconvénients précités. Un mode de réalisation d'une telle alimentation à découpage

est illustré sur la figure 2.

Sur cette figure, le circuit inductif aval de la cellule de filtrage aval CFA-2 comporte maintenant deux inductances

aval L Al-2 et LA 2-2 possédant des valeurs inductives respec-

tives dont la somme est sensiblement égale à la valeur in-

ductive choisie pour ce circuit inductif aval De préféren-

ce, on choisira deux inductances aval identiques Ces deux inductances aval sont alors respectivement connectées, en série avec la capacité aval CA-2, de part et d'autre de cette capacité aval Les bornes de ces deux inductances, opposées à celles reliées aux deux bornes de la capacité aval CA-2, sont respectivement reliées, par l'intermédiaire de la cellule de redressement CR-2 aux deux extrémités de

l'enroulement secondaire ES-2.

Il convient alors de remarquer qu'un tel agencement impose de ne plus relier l'une des extrémités de l'enroulement secondaire à la masse et de considérer les deux extrémités

de cet enroulement secondaire comme ayant un potentiel flot-

tant Là encore, la Demanderesse est allée à l'encontre d'une idée préconçue consistant à relier généralement l'une

des extrémités de l'enroulement secondaire à la masse.

L'unité de commutation commandable COM-2 de l'étage de com-

mande amont ETC-2 peut être réalisée en un montage demi-pont ou en un montage en pont complet bien connu de l'homme de métier On a illustré ici très schématiquement un montage en demi-pont comportant généralement deux transistors montés en inverseurs L'unité de commutation COM-2 relie ici les

deux extrémités de l'enroulement primaire EP-2 du transfor-

mateur aux deux bornes d'entrée B El-2 et BE 2-2 propres à

recevoir respectivement la tension d'entrée V+ et V-.

En fonctionnement, des créneaux de tension alternativement positifs et négatifs vont être transmis, à travers le noyau

magnétique NY-2 du transformateur, à l'enroulement secondai-

re ES-2 Par construction, l'homme de métier comprendra alors que le point milieu de l'enroulement secondaire ES-2 constitue ici un point "froid" vis-à-vis des créneaux de tension alternativement positifs et négatifs alors que les deux extrémités de l'enroulement secondaire constituent

des points "chauds" En d'autres termes, une mesure de ten-

sion effectuée en ce point milieu O conduirait à la valeur de la composante continue de la tension alternative délivrée aux bornes de l'enroulement secondaire Ce point milieu pourrait d'ailleurs éventuellement, bien que cela ne soit

pas nécessaire, être relié à la masse.

io De ce fait, bien que la capacité parasite résultante au secondaire soit identique à celle du dispositif de l'art

antérieur, celle-ci est "'vue" ici au primaire du transforma-

teur à travers non plus N 2 spires mais N 2/2 spires En conséquence, la capacité parasite ramenée au primaire est divisée par quatre par rapport à la capacité parasite du dispositif de l'art antérieur, puisqu'intervient le carré

du rapport du nombre de spires.

La Demanderesse a observé que cet agencement original du

secondaire du transformateur permettait d'utiliser une ali-

mentation à découpage à conduction directe en élévateur de tension en s'affranchissant des problèmes de capacité

parasite Elle a par ailleurs observé que ce mmontage origi-

nal était également utile lorsqu'une telle alimentation était utilisée en abaisseur de tension en ce sens que l'on obtient alors une réduction du bruit et de la tension de

mode commun en sortie.

La Demanderesse a par ailleurs observé qu'il était encore

possible de réduire la capacité parasite ramenée au primai-

re, en couplant les deux inductances aval LA 1-2 et LA 2-2.

Ce couplage est effectué en bobinant ces deux inductances sur un même noyau magnétique en veillant bien entendu à leurs sens de connexion de sorte qu'elles présentent des polarités respectives opposées vis-à-vis du sens de passage du flux magnétique Ces deux inductances présentent alors

ensemble, vis-à-vis de l'environnement extérieur, une capa-

cité parasite égale à celle d'une inductance prise isolé-

ment On obtient donc bien encore une réduction de la capa-

cité parasite résultante au secondaire et par conséquent

une réduction de cette capacité ramenée au primaire.

Bien que l'on ait décrit ici une cellule de redressement mono-alternance, l'agencement particulier de la cellule de filtrage de cette alimentation à découpage est compatible avec d'autres types de cellules de redressement, notamment des cellules de redressement bi-alternance telles que celles

montées en pont de Graetz, comme illustré sur la figure 3.

Les éléments constitutifs de cette figure ont des références

affectées du suffixe 3 On ne décrira ici que les différen-

ces entre les figures 2 et 3.

Le pont de Graetz CR-3 comporte classiquement deux paires de diodes Dl- 3, D 2-3, D 3-3, D 4-3 Les deux diodes de chaque paire sont montées en série dans le même sens La borne commune des deux diodes (Dl-3 et D 2- 3) de l'une des paires forme une première borne de sortie du pont, tandis que la borne commune des deux autres diodes de l'autre paire (D 3- 3 et D 4-3) forme la deuxième borne de sortie Les deux bornes d'entrée sont formées par les cathodes respectives de deux diodes de deux paires différentes (D 2-3 et D 3-3) ainsi que par les anodes respectives des deux autres diodes (Dl-3

et D 4-3).

Les deux bornes d'entrée du pont sont respectivement reliées aux deux extrémités de-l'enroulement secondaire tandis que

les deux bornes de sortie sont reliées aux deux bornes res-

pectives des deux inductances aval LA 1-3 et LA 2-3, opposées

à celles connectées à la capacité aval CI-3.

il Il est alors prévu que l'étage de sortie comporte, d'une

façon générale, au moins une cellule de redressement auxi-

liaire CRX-3 fonctionnellement analogue à la cellule de redressement aval CR-3, suivie d'une cellule de filtrage auxiliaire CFAX-3 structurellement analogue à la cellule

de filtrage aval CFA-3.

La cellule de redressement auxiliaire est fonctionnellement analogue à la cellule de redressement aval en ce sens que son mode de fonctionnement, (mono-alternance ou bi-alternance par exemple) sera identique à celui de la cellule de redressement aval En pratique, comme illustré ici, la cellule de redressement auxiliaire est également

structurellement analogue à la cellule de redressement aval.

Le pont de Graetz (Dl X-3, D 2 X-3, D 3 X-3, D 4 X-3) formant cette cellule de redressement auxiliaire CRX-3 est reliée en parallèle avec le pont de Graetz de la cellule de redressement aval CR-3 par un circuit capacitif de liaison CL-3 Concrètement, ce circuit capacitif de liaison comporte deux capacités de liaison CL-3 respectivement connectées entre les deux bornes d'entrée homologues de ces deux ponts

de Graetz.

Comme déjà expliqué ci-avant, il est particulièrement avan-

tageux que les deux inductances aval LA 1-3 et LA 2-3, ainsi que les deux inductances aval auxiliaires LAX 1-3 et LAX 2-3 soient couplées ensemble, c'est-à-dire bobinées sur le même noyau magnétique NYL-3 A des fins de clarification, on a représenté les inductances de même polarité en trait plein avec un rond plein indiquant le sens de polarisation, et les inductances de polarités opposées en tireté avec un rond vide en tireté Il convient bien entendu encore de veiller au sens de connexion de ces inductances de façon à respecter leur polarité respective Ainsi, notamment,

les deux inductances LA 1-3 et LAX 2-3 des cellules de filtra-

ge aval CFA-3 et auxiliaire CFAX-3, connectées à la borne commune des capacités aval CA-3 et CAX-3 sont de polarité opposée. Pratiquement, le bobinage de ces inductances sur le noyau magnétique NYL-3 s'effectue en bobinant tout d'abord l'une

sur l'autre toutes les inductances d'une polarité, par exem-

ple celles représentées en tireté, puis toutes les inductan-

ces de polarité opposée.

La capacité parasite de toutes ces inductances aval et auxi-

liaires couplées est alors équivalente à la capacité parasi-

te d'une seule inductance prise isolément.

L'homme du métier comprendra que le montage ainsi réalisé

au secondaire du transformateur constitue en fait un dou-

bleur de tension En effet, en fonctionnement, la tension VSA-3 délivrée entre les deux bornes B 51-3 et B 52-3 de la capacité aval CA-3 est de niveau analogue à celui de la tension VSAX-3 délivrée entre les bornes B 52-3 et B 53-3 de la capacité auxiliaire CAX-3 Bien entendu, comme déjà expliqué, la capacité parasite résultante du secondaire est toujours vue à travers la moitié du nombre de spires

de cet enroulement secondaire.

Cependant, bien que les niveaux nominaux des tensions de sortie soient égales, la puissance délivrée entre les bornes

de la capacité aval CA-3 est plus importante que celle déli-

vrée entre les bornes de la capacité auxiliaire CAX-3 En d'autres termes, si une telle alimentation est destinée à alimenter deux charges branchées respectivement aux bornes

de la capacité aval CA-3 et aux bornes de la capacité auxi-

liaire CAX-3, on disposera préférentiellement aux bornes de la capacité aval CA-3 la charge susceptible de requérir

l'appel de puissance le plus rapide.

Bien entendu, une tension de sortie peut être prise -entre deux des trois bornes B 51-3, B 52-3 et B 53-3, et notamment entre les deux bornes extrêmes des deux capacités aval et auxiliaire On obtient ainsi une tension de sortie qui est

la somme des deux tensions VSA-3 et VSAX-3.

Un tel mode de réalisation peut se généraliser en connectant

en parallèle une pluralité de cellules de redressement auxi-

laires reliées mutuellement par des capacités de liaison, ces cellules auxiliaires étant toutes suivies de cellules de filtrage auxiliaires de structure analogue, toutes les capacités auxiliaires CAX formant avec la capacité aval

CA une rangée de capacités montées en série.

L'étage de sortie peut encore se généraliser tel qu'illustré sur le mode de réalisation de la figure 4, particulièrement bien adapté à l'alimentation d'un tube hyperfréquence TOP,

notamment pour un radar à impulsions.

Sur cette figure, les références des différents constituants sont cette fois-ci affectées du suffixe 4 On ne décrira

que les différences entre cette figure 4 et la figure 3.

Bien que la tension continue d'entrée V+, V puisse être

élaborée à partir d'une source de tension continue conven-

tionnelle, on supposera ici, comme c'est généralement le

cas à bord d'un avion, que cette tension d'entrée est déri-

vée d'un réseau triphasé et convenablement redressée par

un jeu de diodes, puis filtrée par un circuit inductif capa-

citif Dans ce cas, la tension redressée, présente entre les bornes BE 1- 4 et BE 2-4, peut avoir une valeur nominale d'environ 270 volts, mais être sujette à des fluctuations

comprises entre environ 130 volts et 420 volts.

L'étage de commande ETC-4 comporte ici un circuit à modula-

tion de largeur d'impulsions PWM-4 propre à commander les deux transistors à effet de champ TP-4 de l'unité de commutation COM-4, montés en demi-pont, par l'intermédiaire d'un transformateur d'isolement TI-4 suivi de deux circuits

de mise en forme CFM-4.

Le transformateur TR-4 comporte une pluralité d'enroulements

secondaires E Si-4 alternativement bobinés sur toute la lon-

gueur du noyau magnétique NY-4 avec un nombre correspondant

d'enroulements primaires E Pij-4 reliés en parallèle à l'uni-

té de commutation commandable COM-4.

Puisque le bobinage de ce transformateur a été effectué

en commençant par un enroulement secondaire et en se termi-

nant par un enroulement secondaire, le nombre d'enroulements primaires est diminué d'une unité par rapport au nombre d'enroulements secondaires Il en aurait été autrement si l'on avait commencé par bobiner un enroulement primaire

puis un enroulement secondaire et ainsi de suite pour termi-

ner par un enroulement primaire.

Par la suite, l'indice i+l sera remplacé par la lettre j

à des fins de simplification.

L'étage de sortie ETS-4 de cette alimentation comporte alors

une pluralité de cellules de redressement aval C Ri-4 respec-

tivement reliées à la pluralité d'enroulements secondaires et toutes constituées ici d'un pont de Graetz Ces cellules de redressement aval sont également respectivement suivies d'une pluralité de cellules de filtrage aval CF Ai-4 Les capacités aval C Ai-4 de ces cellules de filtrage aval sont

reliées en série les unes aux autres pour définir une pre-

mière rangée qui possède une première capacité aval d'extré-

mité CF Al-4 ainsi qu'une deuxième capacité aval d'extrémité

CF An-4.

Il est également prévu une multiplicité de cellules de re-

dressement auxiliaires CR Xi-4, toutes également constituées

ici d'un pont de Graetz respectivement suivies d'une multi-

plicité de cellules de filtrage auxiliaires CFA Xi-4 Les capacités auxiliaires respectives CA Xi-4 de ces cellules de filtrage auxiliaires sont reliées également en série

les unes aux autres pour définir une deuxième rangée possé-

dant une première capacité auxiliaire d'extrémité CAX 1-4 ainsi qu'une deuxième capacité auxiliaire d'extrémité CA Xm-4 La première capacité auxiliaire d'extrémité CAX 1-4 est reliée en série avec la deuxième capacité aval

d'extrémité C An-4.

Il est à noter ici que les nombres N et m peuvent être égaux

ou différents.

Deux cellules de redressement auxiliaires voisines CR Xi-4 et CR Xj-4 sont reliées en parallèle par un circuit capacitif de liaison C Lij-4 Toutes ces cellules forment ainsi une deuxième file correspondant à ladite deuxième rangée Alors

qu'il est indispensable que la première cellule de redres-

sement auxiliaire d'extrémité CRX 1-4 soit reliée en parallè-

le, par l'intermédiaire d'un circuit capacitif de liaison C Lnl-4, avec la cellule de redressement aval C Rn-4, il est également préférable que toutes les cellules de redressement aval C Ri-4 soient reliées également les unes aux autres

par des circuits capacitifs de liaison C Lij-4 afin de répar-

tir uniformément la charge des différents condensateurs

de liaison.

Par ailleurs, comme déjà évoqué précédemment, il est parti-

culièrement avantageux que toutes les inductances aval des cellules de filtrage aval, ainsi que toutes les inductances auxiliaires des cellules de filtrage auxiliaires, soient couplées ensemble Dans ce cas, il est nécessaire que les deux inductances aval L Ali-4 et LA 2 j-4 de deux cellules de filtrage aval voisines connectées à la borne commune

des deux capacités aval de ces deux cellules voisines CFA Xi-

4 et CFA Xj-4, soient de polarité opposée Il doit en être

de même pour les deux inductances auxiliaires des deux cel-

lules de filtrage auxiliaires voisines connectées à la borne commune des deux capacités auxiliaires de ces deux cellules

voisines Pratiquement, toutes ces inductances sont connec-

tées sur un même noyau magnétique en commençant par exemple par bobiner les unes sur les autres toutes les inductances de même polarité, par exemple celle représentée en tireté

sur la figure, puis toutes les inductances de polarité oppo-

sée (celles représentées en trait plein).

* La Demanderesse a observé qu'il était préférable, dans cer-

taines applications, de disposer en sortie de certaines des cellules dfiltrage aval des circuits écrêteurs de tension classiques ECR 1-4 et EC Rn-4 que l'on a représentés

ici très symboliquement à des fins de simplification.

Le couplage de toutes les inductances des cellules de fil-

trage permet non seulement de présenter une capacité parasi-

te sensiblement égale à la capacité parasite qu'aurait une inductance prise isolément, mais également de disposer moins de circuits écrêteurs qu'il n'y a de cellules de filtrage aval En pratique, la Demanderesse a observé qu'il suffisait

de disposer deux-circuits écrêteurs en sortie des deux cel-

lules de filtrage aval d'extrémité.

Toutes les capacités aval et auxiliaires délivrent à leurs bornes une tension continue de niveau sensiblement égale

et contribuent ainsi ensemble à fournir entre la borne d'ex-

trémité B Sl-4 de la première capacité aval d'extrémité C Al-4

et la borne d'extrémité B 53-4 de la deuxième capacité auxi-

liaire d'extrémité CA Xm-4 une tension globale qui est la somme de toutes les tensions élémentaires fournies par ces capacités. L'hélice H du tube hyperfréquence TOP est connectée à cette borne d'extrémité B 53- 4 tandis que la cathode K du tube est reliée à la borne B 51-4 Par ailleurs, le collecteur Co du tube est relié à la borne commune B 52-4 de la deuxième capacité aval d'extrémité C An-4 et de la première capacité

auxiliaire d'extrémité CAX 1-4.

Ce montage est particulièrement bien adapté à un tube hyper-

fréquence puisque l'homme du métier sait que, dans un tel tube, la consommation d'énergie est plus importante entre

la cathode et le collecteur qu'entre la cathode et l'hélice.

Aussi, l'alimentation ainsi décrite permet de charger très rapidement les capacités aval des cellules de filtrage aval,

ce qui permet de fournir très rapidement la puissance néces-

saire entre le collecteur et la cathode.

Bien entendu, la haute tension délivrée à la borne de sortie B 51-4 de cette alimentation est sujette à des variations en fonction de l'appel de courant du tube Aussi, est-il

prévu que l'étage de commande comprenne des moyens de régu-

lation REG-4 de la tension délivrée à la cathode K du tube.

Ces moyens de régulation sont propres à ramener la haute tension délivrée à la cathode à une valeur plus faible, par exemple par un pont diviseur, puis à comparer cette tension réduite à une valeur de référence, le résultat de cette comparaison étant fourni au circuit à modulation de

largeur PWM-4 qui modifiera en conséquence le rapport cycli-

que pour rétablir la tension nominale en sortie.

Par ailleurs, l'utili Xsation d'un circuit à modulation de largeur d'impulsions permettant une régulation de la tension de sortie par modification du rapport cyclique et non par modification de la fréquence de découpage permet notamment de maintenir cette dernière synchrone de la fré-

quence de répétition du radar associé au tube TOP.

La Demanderesse a ainsi réalisé une alimentation à découpage du type à conduction directe capable de fournir entre les bornes BSI-4 et B 53-4 une haute tension de l'ordre de 400-0 volts en délivrant aux bornes de chaque capacité aval et auxiliaire une tension de l'ordre de 330 volts avec un rapport N 2 du nombre de spires de chaque enroulement secondaire à chaque enroulement primaire correspondant qui soit environ égal à 4 La fréquence de découpage est de l'ordre de 500 kilohertz et le rendement d'une telle

alimentation a été estimé à environ 91 %.

L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation ci-

dessus décrit mais en embrasse toutes les variantes conte-

nues dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (11)

Revendications.

1 Dispositif d'alimentation électrique, comprenant: deux bornes d'entrée pour une source de tension sensible- ment continue, un transformateur possédant un primaire et un secondaire, un étage de commande comportant une unité de commutation commandable propre à relier séquentiellement, selon une loi de commande prédéterminée, le primaire aux deux bornes d'entrée, un étage de sortie comportant une cellule de redressement aval connectée au secondaire du transformateur, suivie d'une cellule de filtrage aval comportant un circuit inductif

aval ayant une valeur inductive choisie ainsi qu'une capaci-

té aval contribuant à fournir une tension de sortie, caractérisé en ce que le circuit inductif aval comporte deux inductances aval (L Al-2, LA 2-2) possédant des valeurs inductives respectives dont la somme est sensiblement égale à ladite valeur inductive choisie, et en ce que les deux inductances aval sont respectivement connectées, en série avec la capacité aval (CA-2), de part et d'autre de cette

capacité aval.

2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce

que la valeur inductive de chaque inductance aval est sensi-

blement égale à la moitié de ladite valeur inductive choi-

sie.

3 Dispositif selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce que les deux inductances aval sont cou-

plées sur un même noyau magnétique et sont de polarité oppo-

sée.

4 Dispositif selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce que le secondaire du transformateur com- porte un enroulement secondaire (ES-3), et en ce que la cellule de redressement aval (CR-3) comporte quatre redresseurs montés en pont de Graetz (Dl-3, D 4-3) dont les deux bornes d'entrée sont respectivement reliées aux deux bornes de l'enroulement secondaire et dont les deux bornes de sortie sont respectivement reliées aux

deux bornes des deux inductances aval (L Al-3, LA 2-3), oppo-

sées à celles connectées respectivement aux bornes de la

capacité aval (CA-3).

Dispositif selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce que l'étage de sortie comporte au moins

une cellule de redressement auxiliaire (CRX-3) fonctionnel-

lement analogue à la cellule de redressement aval (CR-3),

suivie d'une cellule de filtrage auxiliaire (CFAX-3) struc-

turellement analogue à ladite cellule de filtrage aval

(CFA-3),

et en ce que la cellule de redressement auxiliaire (CRX-3) est reliée en parallèle avec la cellule de redressement aval (CR-3) par l'intermédiaire d'un circuit capacitif de liaison (CL-3), tandis que la capacité auxiliaire de la cellule de filtrage auxiliaire (CAX-3) est connectée en série avec la capacité aval de la cellule de filtrage aval

(CA-3).

6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que toutes les inductances aval et auxiliaires sont couplées sur un même noyau magnétique, l'inductance aval (L Al-3) de la cellule de filtrage aval et l'inductance auxiliaire (LAX 2-3) de la cellule de filtrage auxiliaire, connectées à la borne commune des deux capacités aval et auxiliaire

(CA-3, CAX-3) étant de polarité opposée.

7 Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, carac-

térisé en ce que les cellules de redressement aval et auxi-

liaire comportent chacune un pont de Graetz, et en ce que le circuit capacitif de liaison comporte deux capacités de liaison (CL-3) respectivement connectées entre les deux bornes d'entrée homologues des deux ponts de Graetz.

8 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caracté-

risé en ce que le secondaire du transformateur comporte une pluralité d'enroulements secondaires (E Si-4),

en ce que l'étage de sortie comporte une pluralité de cellu-

les de redressement aval (C Ri-4) respectivement suivies d'une pluralité de cellules de filtrage aval (CF Ai-4), ainsi qu'une multiplicité de cellules de redressement auxiliaires

(CR Xi-4) respectivement suivies d'une multiplicité de cellu-

les de filtrage auxiliaires (CFA Xi-4),

en ce que les cellules de redressement aval sont respective-

ment connectées à la pluralité d'enroulements secondaires,

les capacités aval respectives (C Ai-4) des cellules de fil-

trage aval étant reliées en série les unes aux autres pour définir une première rangée possédant une première (C Al-4) et une deuxième (C An- 4) capacités aval d'extrémité, en ce que les capacités auxiliaires respectives (CA Xi-4)

des cellules de filtrage auxiliaires sont reliées en paral-

lèle les unes aux autres pour définir une deuxième rangée possédant une première (CAX 1-4) et une deuxième (CA Xm-4)

capacité auxiliaire d'extrémité, la première capacité auxi-

liaire d'extrémité étant reliée en série avec la deuxième capacité aval d'extrémité, et en ce que les cellules de redressement auxiliaires sont reliées en parallèle les unes aux autres par des circuits capacitifs de liaison (C Lij-4) formant ainsi une deuxième file correspondant à ladite deuxième rangée, la première cellule de redressement auxiliaire (CRX 1-4) étant reliée en série, par l'intermédiaire d'un circuit capacitif de

liaison (C Lnl-4) avec la cellule de redressement aval (C Rn-

4) correspondant à la cellule de filtrage aval (CF An-4)

possédant la deuxième capacité aval d'extrémité (C An-4).

9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce

que les cellules de redressement aval sont reliées en paral-

lèle les unes aux autres par les circuits capacitifs de liaison pour former une première file correspondant à ladite

première rangée.

10 Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, carac-

térisé en ce que toues les inductances aval et auxiliaires sont couplées ensemble sur un même noyau magnétique, les deux inductances aval de deux cellules de filtrage aval voisines connectées à la borne commune des deux capacités

aval de ces deux cellules voisines étant de polarité oppo-

sée, de même que les deux inductances auxiliaires de deux cellules de filtrage auxiliaires voisines connectées à la borne commune des deux capacités auxiliaires de ces deux

cellules voisines.

11 Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, desti-

né à alimenter un tube hyperfréquence comportant une hélice (H), un collecteur (CO) et une cathode (K), caractérisé

en ce que la cathode (K) est connectée à la borne d'extrémi-

té (B Sl-4) de la première capacité aval d'extrémité (C Al-4), en ce que le collecteur est connecté à la borne commune (B 52-4) de la deuxième capacité aval d'extrémité (C An-4) et de la première capacité auxiliaire d'extrémité (CAX 1-4), et en ce que l'hélice est connectée à la borne d'extrémité (B 53-4) de la deuxième capacité auxiliaire d'extrémité

(CA Xm-4).

12 Dispositif selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce que l'étage de commande comporte un cir- cuit à modulation de largeur d'impulsions (PWM-4).