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TA1
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Est D
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Etre
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Physical
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3-Tb
(3)
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95 percent de
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522218A1
Family ID 8131874
Probable Assignee Jakoubovitch A
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title OSCILLATEUR DE PUISSANCE A TRANSISTORS
EN Title TRANSISTOR POWER OSCILLATOR FOR INDUCTIVE HEATING - HAS
CAPACITIVE DIVIDER OR LOW IMPEDANCE TRANSFORMER, EMITTER RESISTORS AND
EXCITATION CURRENT CONTROL
Abstract
_________________________________________________________________
OSCILLATEUR DE PUISSANCE A TRANSISTORS, CARACTERISE PAR L'UTILISATION
D'UNE REGULATION AUTOMATIQUE DU COURANT D'ENTRETIEN DE L'OSCILLATEUR
EN FONCTION DE LA CHARGE ET D'UN DISPOSITIF DE MISE EN SERVICE DE
L'OSCILLATEUR.
The transistor power oscillator has four transistors
(TA1,TA2,T'A1,T'A2) having resistors (R1,R2,R3,R4) in series with
their emitters. The alternating base voltage which maintains the
oscillation is obtained with a capacitive divider
(C3,C4,C5,C'3,C'4,C'5). The same fraction at total energy is obtained
from each transistor. The capacitor (C3) supplies reactive power to
the adapting transformer (T2) to which is connected the inductor (L3).
Transformers may be used in place of the capacitive divider. For
inductive heating applications it is necessary to adjust the
excitation current as a function of charge. This is achieved by a
transistor used as a variable resistor and through the continuous
current of the base of the driven transistors. A continuous current
source permits the automatic starting of the oscillator as well as
lowering the apparent resistance of the excitation current control
transistor.
Description
_________________________________________________________________
.La pr..e'sente invention a pour objet un oscillateur de puissance a
transistors principalement destine au chauffage inductif, et
susceptible d'admettre,sans inconvenients une importante variation de
charge.
L'utilisation de transistors pour la constitution d'oscillateurs de
pui.ssanc dans les limites de un a plusieurs centaines de kilo
watt,s,, se. heurte aux prob.lemes suivants
-necessite d'ut il iser simultanement un grand nombre de transistors
compte tenu de la faible puissance elementaire de chacun d'eux.
-necessite d'utiliser un dispositif de regulation du courant
d'entretien de l'oscillateur, dit courant d'excitation, de facon a ce
que ce dernier varie d'une facon proportionnelle a la puissance
delivree par I 'osci I lateur.
-compte tenu des caracteristiques des trans.istors qui admettent un
courant nul en l'absence de courant de base, necessite de prevoir un
dispositif de mise en service automatique de I ltoscil- I- lateur des
l'application de la tension d'alimentation.
Les caracteristiques des transistors actuellement disponibles sur le
marche permettent la production de puissance de l'ordre de quelques
centaines de watts par transistor. La fabrication de transistors plus
importants pose le probleme de vitesse de commutation, et si l'on
souhaite realiser des oscillateurs susceptibles de fonctionner dans
une gamme d.e,frequences utilisee dans la pratique (10, 200 KHz), on
est amene a utiliser des elements de faible puissance unitaire, et a
regrouper de te.ls elements en quantite importante.
La d'fficulte d'arriver a une repartition convenable de puissance est
d deux ordres
-d'une part, une dispersion dans les caracteristiques des transistors.
-d'autre part, la faible importance de l'impedance emetteurbase.
Ces deux problemes sont resolus selon l'invention
-pour le premier, par l'utilisation d'une resistance en serie dans
l'emetteur.
-le deuxieme, par l'utilisation d'un diviseur capacitif dont les
elements ont une faible impedance comparee a l'impedance
collecteur-base du transistor utilise.
La figure 1 represente un tel-osciliateur dans lequel les 4
transistors TA1, TA2, T'A1, T'A2 comportent en serie dans l'emet-
teur, les resistances R1, R2, R3, R4.- La tension alternative de base
destinee a l'entretien de l'oscillation, est obtenue'par les
condensateurs C3, C4, C5, C'3, C'4, C"5; Le condensateur C1 fournit la
puissance reactive au transformateur d'adaptation T3'auquel est
connecte l'inducteur L3. Les selfs L1 et L2 permettent l'alimentation
en;courant continu de la base des transistors TA1 et T'A1.Le courant
d'excitation est controle par la resistance variable R5 decouplee par
le condensateur C2, I'ensemble de ce montage etant alimente par la
source de tension continue S1.
En variante, il est possible d'utiliser des transformateurs a la place
du diviseur capacitif. Cette solution a cependant l'inconvenient
d'etre plus onereuse, et de necessiter l'utilisation de
transformateurs a couplage-eleve.
La figure 2 represente un tel oscillateur dans lequel le diviseur
capacitif a ete remplace par le transformateur d'excitation
T1.
Un oscillateur destine aux applications du chauffage inductif, est
dans la pratique, amene a recevoir d'une facon non previsible, une
charge qui peut varier dans des proportions importantes, 1 a 10 etant
un rapport frequemment rencontre.
II est alors necessaire de prevoir un dispositif susceptible de
permettre l'ajustage soit manuel, soit autOmatique du courant
d'excitation en fonction de la charge.
L'absence d'un tel dispositif aurait pour consequence, soit
l'obligation d'utiliser le transistor a une tres faible fraction de sa
puissance, soit le risque de destruct-ibn do transistor par exces de
courant d'excitation.
L'objet de la presente invention a pour effet dajuster -automa-
tiquement le courant d'excitation a la valeur correcte, en fonction de
la charge.
Elle consiste a mesurer a l'aide d'un amplificateur differentiel, la
difference qui existe entre la tension continue appliquee a
l'oscillateur, et la tension alternative de crete delivree par le dit
oscillateur.
Cette derniere valeur varie en pratique entre la valeur exacte de la
tension continue en l'absence de charge, et 90 a 95 percent de cette
valeur selon l'importance de la charge.
On dispose en serie avec les bases des transistors, une resistance
variable constituee avantageusement par un transistor, resistance dont
la valeur est commandee de facon a maintenir constant l'ecart qui
existe entre la tension continue et la tension de crete delivree par
l'oscillateur-
Dans le but d'obtenir le demarrage automatique de l'oscillateur, ainsi
que pour abaisser l'impedance apparente du transistor utilise comme
resistance variable en serie avec les bases des transistors de
puissance, on disposera en serie avec ce dernier, une source de
tension continue dont la polarite sera telle qu'elle amenera les
transistors de puissance a un etat de conduction.
Un exemple de realisation d'un tel oscillateur sera decrit en se
referant au schema annexe planche 2, figure 3, dans lequel la tension
alternative de base destinee a l'entretien de ltoscillateur, est
fournie par le transformateur T1. La resistance de base selon
l'invention, est constituee par un transistor T6 en serie avec une
source de polarisation S2 destinee a obtenir un courant en l'absence
de signal dans le transistor TA. Le transistor T6 constituant une
resistance variable de base selon l'invention, est commande par un
amplificateur differentiel qui compare la tension d'alimentation
continue de la source S1 a la tension alternative fournie par
l'oscillateur, redressee et filtree.Lorsque la tension alternative de
crete se rapproche de la tension continue de la source S1,
I'amplificateur differentiel fournira une tension tel le que le
transistor T6 verra sa resistance augmenter.
En variante, il est possible de commander le transistor de regulation
de courant de base, en fonction du courant continu d'alimentation des
transistors de'puissance.
Une tel le realisation est representee dans la figure 4 dans laquelle
le signal permettant la variation de la resistance emetteurcollecteur
du transistor T6, est commande par la tension prelevee aux bornes d'un
shunt dispose en serie dans l'alimentation continue du transistor de
puissance TA. Le courant circulant dans ce shunt est proportionnel
pour une tension d'alimentation donnee, a la puissance fournie par
ltoscillateur. I I suffira par consequent, d'amener sur le transistor
de commande du courant d'excitation TB, un signal tel que la
resistance de celui-ci augmente d'une facon inversement
proportionnelle au courant circulant dans le shunt.
II est bien evident que l'invention n'est nullement limitee a ces
exemples.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS l)Oscillateur de puissance a transistors caracterise en
ce qu'il comporte un diviseur capactitif (fig
1-C3-C4-C5-C'3-C'4-C'5) associe a l'introduction d'une resistance
d'emetteur (fig 1-R2-R4) de facon a obtenir de chaque transistor une
meme fraction de l'energie totale.
2)Oscillateur de puissance a transistors, selon la revendication 1,
caracterise en ce qu'il comporte des transformateurs a basse impedance
(fig 2-T1) associes a l'introduction d'une resistance d'emetteur (fig
2 R2-R4) de facon a obtenir de chaque transistor une meme fraction de
l'energie totale. 3)0scillateur de puissance a transistors, selon
revendications 1 ou 2, caracterise en ce que le moyen de commande du
courant d'excitation est constitue par un transistor (fig
3-Tb) utilise comme une resistance variable, et parcouru par le
courant continu de base des transistors commandes.
4)Oscillateur de puissance a transistors, selon revendication 3,
caracterise par la presence en serie dans le transistor de commande du
courant d'excitation, d'une source de courant continu (fig 3-S2)
destinee a permettre le demarrage automatique de l'oscillateur, ainsi
qu 'a abaisser la resistance apparente du transistor de commande de
l'excitation. 5)0scillateur de puissance a transistors, selon
revendication 3, caracterise en ce que le transistor de commande (fig
3-Tb) du courant d'excitation recoit un signal d'un amplificateur
differentiel (fig 3-DIF) comparant la tension d'alimentation continue
de l'oscillateur a la tension alternative produite par le dit
oscillateur. 6)0scillateur de puissance a transistors, selon
revendication 3, caracterise en ce que le transistor de commande (fig
3-Tb) du courant d'excitation recoit un signal proportionnel au
courant d'alimentation continu de l'oscillateur.
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