Projet et étude expérimentale de stabilisateurs alternatifs à impédance variable

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Projet et étude expérimentale de stabilisateurs

alternatifs à impédance variable

F. Perrier, J.M. Codina

To cite this version:

137 A

PROJET ET

ÉTUDE EXPÉRIMENTALE

DE STABILISATEURS ALTERNATIFS A

IMPÉDANCE

VARIABLE

Par F. PERRIER et J. M.

_CODINA,

Laboratoire

_d’Optique

_{Électronique}

du C. N. R. S., Toulouse.

PHYSIQUE APPLIQUÉE 18, DÉCEMBRE _1957,

I. Introduction. -

1)

Il est souvent utile de stabiliser une tension de crête. Cette tension

déter-mine _par

_exemple

la valeur de la tension continue fournie _par un redresseur. Un

_type

connu de

stabi-lisateur

₍₁₎

est _{celui que l’on}

_peut

_appeler

à

impé-dance variable. Nous nous sommes

_proposés

de

l’étudier en

_{détail, d’indiquer}

de

_{façon précise}

comment conduire le

_projet

et d’en mesurer les

performances.

Pour

_prendre

un

_exemple

concret

nous nous sommes

_imposés

une stabilité de un

dix-millième _pour des variations de tensions du

_secteur

de

_plus

ou moins

10%.

Pour éviter toute

équi-voque il faut

préciser

dès le début que la tension de crête est stabilisée aux dix-millième mais non

mesurée au

_{dix-millième ;}

autrement _{dit que la}

tension varie de moins de un dix-millième de

_part

et d’autre d’une valeur _{que l’on n’a pas cherché} à

connaître avec une telle

précision.

2)

PRINCIPE DES STABILISATEURS A

_INlPÉDANCE

VARIABLE. - La tension de crête V à stabiliser

est

comparée

à une tension continue de référence E. La différence des deux

_tensions,

_amplifiée,

modifie

une

_impédance

Z en série avec

l’appareil

aux

bornes

_duquel

la tension doit être stabilisée. Les

figures

1a et 1 b schématisent le

_montage

sous la

forme

_{généralement adoptée}

_{pour les}

_systèmes

asservis. Sur ces

_figures,

ainsi que dans tout le reste

de

_l’article,

les tensions

_indiquées

aux bornes des

différentes

_parties

de

_l’appareil

_{Ve, Vl,}

V sont les

tensions

efficaces. Les tensions sont

_supposées

sinu-soïdales et les tensions de crête seront

_désignées

en

ajoutant

l’indice «

0 » aux indices

déjà

employés ;

: on aura _par

exemple Yo

= V

V2.

Avec _ces

nota-tions et ces

hypothèses

la tension du

_secteur,

ou

tension

_d’entrée,

Ye

est la somme

_{géométrique}

des

tensions V et

_V1;

_par

_conséquent

_pour main-tenir

_Vo

_constant,

donc

_V,

_{il faut que les variations} de

Ve

soient

_compensées

_par des variations

conve-nables de

_Vl,

c’est-à-dire _{par des variations}

conve-nables de

_{l’impédance}

Z. La

_figure

1 b montre que

l’impédance

variable est _{constituée par} un

trans-formateur dont le secondaire débite sur 2 triodes

montées en

push-pull. Supposons

le transformateur

parf ait

débitant au secondaire sur une résistance

(1) On peut le _{rattacher par exemple} au _montage

employé

par HANSON. Rev. Sc. _{Instr.,1944, 15,} 57.

variable

_R2.

Le schéma

_équivalent

est

_représenté

sur la

_figure

2 : une inductance L en

parallèle

avec

FiG. 1a et 1 b. - Schéma bloc du stabilisateur.

FIG. 2. - Circuit équivalent

à l’impédance

variable.

138 A

une résistance

R2 in2, n désignant

le

rapport

de

transformation.

Le transformateur est donc

_équivalent

à une

impédance

Z dont

_l’argument

varie de zéro à 900

quand R2

varie de zéro à l’infini et dont le module

FIG. 3a et 3b. - Variations du module Z de

l’impédance

variable et des tensions Ve et _{Y, quand R2} varie.

Les

_figures

3a et 3b

_indiquent,

en fonction de

_R2

les

variations

de

_IZI

et de

_ve

en

_supposant

le

stabi-lisateur

_parfait

_{( V}

_constant)

et l’intensité

pri-maire

_Il

constante

_également.

Dans

_{l’hypothèse}

du

transformateur

_parfait,

le lieu de l’extrémité de Z

quand R2 varie,

est un

_{cercle ;}

il en est de même

de l’extrémité de

_V,

=

ZI1

(fig. 3b),

donc de

l’extrémité de

Ve.

Avec un transformateur réel le lieu r est voisin

d’un

_cercle,

_par

_{conséquent Ve}

_{passe par} un maxi-mum _pour un

_point

C de r. Il en résulte

_qu’entre

A

et C une

_augmentation

de

_Ve

doit être

_compensée

par une

_augmentation

de

_V,

_{pour que} V reste

constant,

tandis

_qu’entre

D et C

_{l’augmentation}

de

Ve

doit être

_compensée

_par une diminution

de

_Vl.

Il _{faut donc choisir l’une} ou l’autre

_partie

de ce

_{lieu ;}

il est

_préférable

de choisir la

_partie

AC et

_même,

_pour ne _pas utiliser des tensions

_V,

_trop

fortes

_qui

_{fatigueraient}

les

_lampes,

de se limiter à une

_partie

AB du lieu _pour

_laquelle

les 3 tensions

_V,

Ve

et

_Y,

sont _presque en

_phase.

Dans ces conditions

l’accroissement de

_V,

est à _peu

_{près égal}

à

l’accrois-sement de

Ve

qu’il

doit _compenser. Les valeurs extrêmes de

_V,

et de

Ve

sont donc

_VI.

=

Vem

- V

et

_V1M

=

VeM

- V. La limite inférieure A

ne

_peut

pratiquement

correspondre

à une valeur nulle de

_{R2 ;}

_pour un transformateur donné elle est déter-minée par le courant _{maximum que les}

_lampes

peuvent

débiter.

II.

_Projet

du

stabilisateur.

-

1)

CHOIX DES LAMPES. - Les constructeurs

indiquent

pour

chaque

type

de

_lampe

la

_puissance

_{maximum que} l’on

_peut

_dissiper

dans la

_lampe,

la valeur

maxi-mum du courant

_qui

_peut

la

_traverser,

la valeur

maximum de la tension anode cathode. Ces 3 condi-tions vont limiter notre choix

_puis

déterminer les

caractéristiques

du transformateur. Examinons-les successivement en

_supposant

_que les

_lampes

soient

des triodes ou des

pentodes

montées en triodes.

a)

Condition de

_puissance.

- La

puissance

dissipée

dans

_{l’impédance}

variable

l’est,

en

partie

dans le

_{transformateur,}

en

_partie

dans les

lampes.

Pour conduire le

_projet

on

_peut

négliger

les

_pertes

dans le fer du transformateur et les

_pertes

dans le

primaire ;

par

contre,

si l’on veut _que les

dimen-sions du transformateur soient

_acceptables,

il faut

tenir

_compte

des

_pertes

dans le secondaire dont la résistance sera

comparable

à celle des secondaires

des transformateurs

usuels

_{d’alimentation,}

c’est-à-dire de

_quelques

centaines

d’ohms.

On

_peut

se la

fixera

_{priori; désignons-la}

_{parr2 pour}

_chaque

demi-secondaire.

La

_puissance

maximum à

_dissiper

dans

l’impé-dance variable est

_{Vm Il, puisque V,}

et

_Il

sont

supposés

en

_phase

_quel

_{que soit}

_{Vi ;}

la moitié de cette valeur doit être

_perdue

dans

_{chaque lampe}

et

chaque

demi-secondaire. Pour nous réserver une

marge de

sécurité,

choisissons une

_{lampe qui,}

à elle

seule,

serait

_capable

de

_dissiper

cette

_puissance.

Parmi les

_{lampes qui}

conviennent on choisira

celles dont le courant

_grille

est très faible. Il est commode de choisir des

_lampes

du

_type

«

récep-tion _{» ; ; pour} des

_puissances

_importantes

on

_peut

évidemment en

placer plusieurs

en

_parallèle.

Pour

simplifier l’exposé

supposons que 2

lampes

suffisent

une sur chacun des demi-secondaires.

b)

Condition d’intensité. -

Désignons

par

12m.,,

l’intensité maximum _{que la}

_lampe

choisie

_peut

supporter.

Imposons-nous

de

_plus

de n’utiliser

qu’une

tension

_grille

_négative

ou nulle et _supposions le transformateur

_parfait.

Le courant

_primaire

a _par

hypothèse

une valeur efficace constante

_Il

_par

conséquent

le courant secondaire a aussi une valeur

de crête constante

_{12 V2}

_qu’il

faut choisir. Les

caractéristiques

d’une triode

_montrent,

_qu’à

cou-rant

_anodique

_constant,

la

_{puissance dissipée}

par la

139

désigne

par p la

puissance

réellement

dissipée

dans

une

_lampe,

la

_puissance

_dissipée

dans les deux

lampes

et dans le secondaire est

_{2p + r2 12}

en

désignant

par

12

l’intensité efficace du courant

_qui

circule dans le retour commun aux 2

derni-secon-daires. La valeur minimum de cette

_puissance

est

_{V1m Il}

d’où

_2p

=

Vl.

Il - r2 1.2. Traçons,

dans le

réseau de

_{caractéristiques V,}

I de la

_lampe

choisie

( fig. 4)

la courbe C

_{d’équation :}

Fi. 4. - Détermination des

limites de

fonctionnement

de la _lampe choisie.

Son

_intersection

avec la

_{caractéristique}

vg = 0

donne la valeur

de

_I2.

_{Pour que la}

_lampe

convienne il _{faut que}

_I2

_V12-

soit inférieur à

_{l’intensité}

maxi-mum _{que la}

_lampe

_{peut supporter.}

"

c)

Condition de tension. -

Appliquons

une

cons-truction

_analogue

à la

_puissance

maximum

_{Vm 7B}

à

_dissiper.

L’intersection de la courbe

_(C’)

avec la droite

_{I == 12 ( fig.}

₄₎

donne la tension

efficace

_{V2M ;}

il _{faut que}

_V2m

_v’2

soit inférieur à la tension maximum admissible. Il convient de

_plus

que ce

_point

d’intersection tombe dans une

_région

où les

_{caractéristiques}

soient sensiblement

recti-lignes.

Remarque.

-

Nous avons examiné la

_lampe

avec

la condition

limite vg

=

0 ;

si la

lampe

le

_permet,

c’est-à-dire si la condition de tension est

_largement

satisfaite on _{pourra choisir} une tension maximum

de

_grille

_négative

pour déterminer

I2

ce

_qui

réduira

le courant

_grille.

Il ne faudra _pas toutefois

_prendre

, une valeur

trop

négative,

car il convient pour

éviter les _{déformations que, presque}

_toujours,

l’une

ou l’autre

_lampe

conduise.

2)

DÉTERMINATION DU TRANSFORMATEUR.

-a)

Le

_rapport

de transformation n =

I1 jI2

est

déterminé

_puisque

_Il

est

_imposé

et _que nous venons

de trouver

_{graphiquement}

_12.

_b)

Le raisonnement du

_paragraphe

_précédent

_{suppose que}

_V,

et

_Il

sont _presque en

_{phase ;}

cela

_exige

donc _{que Lo}

soit

_toujours

_grand

devant

_{R21’ë (fig.}

_2).

Mais si le

déphasage

est faible

_R21n2

est très voisin de

_{V1 jIl ;}

sa valeur maximum est donc

_{Vm ili}

et il _{faut que} l’inductance du

_primaire

excède cette valeur. Il est facile de vérifier _{que si}

_{Lco = 4V,,&/Il le}

dépha-sage est

toujours

inférieur à 15

degrés

c’est-à-dire

pratiquement

négligeable.

c)

On

_peut

remédier à

une réactance Lw insuffisante _par

l’emploi

d’un

condensateur en

_parallèle

sur le

_primaire

ou sur le

secondaire,

mais il faut éviter de se

placer

au voisi-nage de la résonance car la ferrorésonance amènerait

une

irrégularité

de fonctionnement.

3)

VOLTMÈTRE DE CRÊTE. - La tension de

crête aux bornes de

l’appareil

d’utilisation est obtenue par un voltmètre de crête

_qu’il

faut étudier avec

beaucoup

de

soin,

puisque

la

précision

du stabilisateur ne

_peut

excéder celle du voltmètre.

Il faut d’abord redresser les deux

_alternances,

,

sinon le stabilisateur introduirait une

dissymétrie,

.

comme le montrent les

enregistrements

décrits

ci-dessous. Il- _{faut ensuite que la} constante de

temps

CR soit convenablement choisie :

_trop

courte elle

_produit

une déformation de la tension

stabilisée,

trop longue

elle ne

_permet

_pas au

volt-mètre de suivre les variations

_rapides.

La tension de crête subit en effet

dés

variations

périodiques

assez

_rapides

dues

_probablement

à des

battements entre les tensions fournies _{par les} alter-nateurs

_qui

alimentent le

_réseau,

il

_{f aut’ pour}

les

supprimer

d’abord les détecter. Cela

_exige

_qu’au

bout d’une alternance la baisse de

_{tension à Vo}

( fig. 5)

aux bornes du circuit CR du voltmètre de

FIG. 5. -

Comparaison

de la variation AFo aux bornes du

voltmètre de crête à la _{plus grande} variation

_{prévue 8Fo.}

crête soit au moins

égale

à la

_{plus grande}

baisse de

tension

_8Vo

_{qui peut}

se

produire

entre deux

alter-nances. Pendant un centième de seconde la

varia-tion relative de tension vaut à _peu

_près

remplaçant à Vo par ôVo

que

l’expérience

nous

donne nous tirons CR. Au laboratoire nous avions

8Vo

inférieur à

_0,1

volt et comme

_Vo

est

_égal

à 100 volts nous avons

_pris

CR = 10

_{secondes ;}

on voit que les constantes de

_temps

sont

impor-tantes. Il

_faut,

_{pour les}

_obtenir,

choisir une valeur

élevée de la résistance R afin que la résistance de la

diode, lorsqu’elle conduit,

soit

_négligeable

devant R. On ne

_peut

d’autre

_part

_dépasser

1 MS2 _{parce que}

cette résistance se trouve aussi sur la

_grille

de la

140 A

4)

TENSION DE RÉFÉRENCE. -

_L’emploi

d’une

pile

sèche de 108 volts nous a donné toute satis-faction. Il faut

_placer

cette

_pile

dans un boîtier

métallique

qui

la soustrait au

_rayonnement

des

lampes

et ramène à la masse les éventuels courants

de fuite.

5)

AMPLIFICATEUR. - Une

expérience

préli-minaire a montré que, _{pour compenser} une

varia-tion donnée de la tension de

_crête,

_{il fallait} pro-duire une variation de tension

_grille

_vg des

_lampes

de

_puissance

_{environ T.,5}

fois

_plus

_grande.

Comme l’on s’est

_imposé

une stabilité. de 10-4 pour une

variation de 10-2 du

_secteur,

il faut réduire les

variations au centième. Cette variation se retrou-vant à l’entrée de

_{l’amplificateur}

doit

donc pro-duire une variation 150 fois

_plus

grande

sur les

grilles

des

_lampes

de

_puissance.

Une

_pentode

à

_{grande pente}

suffit à

_produire

cette

_{amplification}

de 150 fois. En réalité on en

utilise _{deux pour compenser la}

_dérive,

_puisque

l’amplificateur

est

continu ;

mais on _remarquera

que les

grilles

des

triodes

sont connectées aux deux

plaques

des

_pentodes

et _{que par}

_{’conséquent}

on utilise

_{l’amplification}

totale _que donnerait une

lampe

seule.

6)

SCHÉMA DÉFINITIF. - La réunion des

parties

décrites ci-dessus conduit au schéma de la

_figure

6. On y remarquera les résistances destinées à limiter le courant

_grille

des EF 42 ou les courants écrans

des EL 38 montées en triodes. Le voltmètre de crête est monté comme une valve

_biplaque,

les 2 alternances sont donc traitées de

_façon

symé-trique ;

on s’est réservé la

possibilité

de faire

varier la valeur de la tension à stabiliser en

_prenant

une fraction convenable de cette _{tension pour la}

comparer à la tension de référence fournie par P. Les cathodes des différentes

_lampes

sont à des tensions

_trop

_{différentes pour}

_qu’on

_puisse

ali-menter les filaments en

_{parallèle ;}

les courants

_dg

chauffage

sont stabilisés _par une

_lampe

fer

hydro-gène.

On _{voit que}

_l’appareil

_{n’utilise que du} matériel

_courant,

à

_{l’exception}

des 2 transfor-mateurs

_qu’il

a fallu faire bobiner

spécialement :

celui de

_{l’impédance}

variable et celui

_qui

fournit les trois

_{chauffages ;}

ils sont

_cependant

bobinés

sur des tôles standard.

7)

EXEMPLE CONCRET. -

Les mesures faites au laboratoire ont montré _{que la tension du} secteur était

_toujours

_comprise

entre 110 et 125

_{volts ;}

avec les notations

_{précédemment employées}

nous avons donc

_Vem

= 110

_{volts, Veu}

= 125 volts. La

tension d’utilisation V est nécessairement inférieure à

_Vem

nous choisissons V =100

_volts,

c’est-à-dire

une tension de crête

V 0

141 volts.

_Mais,

en

plus

des variations

_lentes,

la tension du secteur

présente

des variations

_{rapides ; l’expérience}

a

montré que les

_{plus rapides}

étaient inférieures

à a v == 0,2 volt

par

période

et nous avons vu comment cette valeur déterminait le voltmètre de crête. Le courant d’utilisation

_Il

est

_supposé

constant et

_égal

à 2

_ampères.

Avec ces

_valeurs,

2

_lampes

de

_puissance

suffisent. En effet les

cons-tructions

_{précédemment}

_indiquées

effectuées sur le

réseau de

_{caractéristiques}

d’une EL 38. montée en

triode,

donnent I2=200

mA ; Vm

= 500 volts. Ces

valeurs conviennent à la

_lampe

choisie

_{qui peut}

débiter 200 mA et

_qui

admet

_jusqu’à

800 volts

entre anode et cathode. Ces mêmes valeurs

con-duisent à un transformateur de

_rapport

n =

_11//2

= 20 et à une tension

primaire

maxi-mum de

_500/20

= 25 volts. A titre

d’expérience,

nous avons commandé à un bobineur un transfor-mateur de

_{rapport 20 ;}

d’intensité

_primaire

2

_ampères

et d’intensité secondaire 100

_mA,

le

primaire

devant être alimenté sous 25 volts. Il a

donc été bobiné comme un transformateur usuel de

radio. L’inductance du

_primaire

étant

_trop

_faible,

nous avons

_placé

sur

_chaque

demi secondaire un

condensateur de

_{0,25 V.F.}

Dans ces conditions la

réactance est de 54 ohms et

_{l’inégalité}

L cù >

4Fm//i

ou

_{54 _>-}

4 x

_25/2

est satisfaite et

_{l’expérience}

doit vérifier les calculs

précé-dents.

8)

VÉRIFICATION : EXPÉRIENCES PRÉLIMINAIRES.

- Faisons varier

Fe

avec un alternostat et

_agissons

sur la

_tension

_grille

des triodes pour maintenir

Il

== 2

A,

donc V == 100

volts,

dans _un

appareil

d’utilisation constitué par une résistance de 50 ohms. Pour maintenir

_Il

constant

_lorsque

_Ve

varie de 110 à 126

_volts,

il a fallu faire varier la

tension

_grille

des triodes de 0 à - 30

volts,

VIa

pris

les valeurs de 10 et 26 volts comme il était

prévu, I2

était un _peu

_plus

faible _{que calculé}

(98

et 80

_mA),

Dans cet intervalle les 2

_lampes

se sont donc

comportées

comme une résistance

_unique

et les 3 tensions

_{V, Ve et V,}

ont été sensiblement en

phase.

Le

_déphasage

_apparaît

au contraire si l’on

fait fonctionner le stabilisateur hors _{de la gamme}

pour

laquelle

il a été construit. En abaissant la tension

_grille

à - 40 volts

on a _{pu maintenir}

il

constant bien _que

_V.

soit

_égal

à 132

_volts,

mais la variation de

_V,

excède la variation de

_V.,

cqs

variations

_étant

_{respectivement}

36 et 32 volts. III.

Étude

_{expérimentale.}

- L’alimentation à

travers un alternostat et la mesure de la tension de

sortie avec un voltmètre ordinaire ne constituent

qu’une

vérification

_grossière

_susceptible

seulement de mettre en évidence une faute de

_{montage. On,}

pourrait

employer

un voltmètre de crête et _opposer à la tension obtenue celle d’une

_pile

de

_référence,

mais nous avons voulu obtenir des

_{renseignements}

FIG. 6. - Schéma de

principe

du stabilisateur.

1)

ÉTUDE

DES VARIATIONS RAPIDES’ DE LA

TENSION D’ENTRÉE. - Nous

avons modulé la

tension d’entrée

_appliquée

au

_dispositif

de la

figure

6 en

_interposant

entre cette entrée et le

secteur une deuxième

_impédance

variable

iden-tique

à celle du

_{stabilisateur,}

c’est-à-dire

cons-tituée,

elle

_aussi,

_par une transformateur dont le

secondaire débite dans deux EL 38 montées en triodes. Les

_grilles

des EL 38 sont

_attaquées

_par

une tension sinusoïdale fournie _par un

_générateur

à très basse

_fréquence

_{(générateur}

GB 64 de la

Compagnie

des

_compteurs).

Si le stabilisateur

remplit

bien sa

fonction,

c’est-à-dire maintient dans tout le circuit une intensité

_constante,

les

variations

_périodiques

de cette deuxième

impé-dance

_produisent

une variation

périodique

de la

tension

_appliquée

à l’entrée du

_{stabilisateur,}

c’est-à dire

_équivalent

à l’alimenter avec une tension

modulée. Nous avons sur ce

_principe

_réalisé

l’équi-valent d’une alimentation alternative à 120 volts

efficaces variant de

_plus

ou moins 3 volts à la

fréquence

de modulation. Pour

déterminer

avec

précision

les variations de crête nous avons utilisé

le

_montage

usuel de la sélection

_{d’amplitude qui}

consiste

_{(fig. 7)}

à

_appliquer

la tension à

_analyser

à une diode en série avec une

_{pile ;}

le courant traverse la diode

_quand

la tension

_appliquée

est

supérieure

à la tension de la

_pile.

Ce courant

_produit

une différence de

potentiel

dans la résistance de 50 000

_ohms,

on

amplifie

cette dernière et

_l’applique

à un

_{oscillographe}

à

styles

(oscillographe

OSL 81 A de la

_Compagnie

des

_compteurs).

La

_figure

8 donne 3

_{enregistrements}

ainsi

obtenus,

sur chacun les tensions d’entrée et de

sortie ont été

_{enregistrées}

simultanément.

Rap-FIG. 7. -

Dispositif de sélection _{d’amplitude} utilisé pour les enregistrements des figures 8 et 9.

FIG.’8. -

Réponse du stabilisateur à une tension modulée ;

en ‘abscisses la distance entre 2 traits _{vaut 1/100} de seconde,

en’ordonnées

la modulation vaut environ 3 volts.

pelons

que la modulation a une

_amplitude

de 3 volts

et _que

_chaque

trait

_correspond

à l’extrémité d’une

142 A

de

_1/100

de seconde. Ces 2 valeurs fixent l’échelle du dessin et

_permettent

d’évaluer les

_performances

du stabilisateur. En a et b

_{l’amplification}

est la même _{pour les tensions}

d’entrée

et de sortie et la

modulation,

très visible sur

_l’entrée,

ne l’est

_plus

sur la sortie. En c

l’amplification

est 5 fois

plus

grande

pour la tension de

sortie,

l’ondulation devient

_visible,

on

_peut

estimer _{que le} stabilisa-teur l’a réduite au

vingtième

de sa valeur à l’entrée. On _{remarquera que dans} ce cas le taux

de variation atteint 1 volt par

période

c’est-à-dire est 20 fois

_{plus grand}

_{que celui pour}

_lequel

l’appa-reil a été conçu. ,

FiG. 9. - Même

expérience que la figure 8, mais la vitesse de déroulement est _plus faible et la tension d’entrée est

le secteur lui-même ; seuls sont _enregistrés les sommets

des crêtes.

Le cliché 9 a été

_pris

dans les mêmes conditions que les clichés

précédents

mais le déroulement du film est

_beaucoup

_plus

lent et

_{l’amplification plus}

grande.

La tension d’entrée est celle du secteur : on _{y voit les fluctuations presque}

_périodiques

dont

nous avons

_déjà

_parlé.

Ici encore les

_traits,

distants de

_1/100

de

_seconde,

fixent l’échelle des

_{abscisses ;}

en ordonnées la

dévia-tion totale vaut _{environ 1 volt. On remarquera}

que les fluctuations ont

_{pratiquement disparu}

à la sortie.

FIG, 10. -

Enregistrement

des variations lentes.

2)

ÉTUDE

DES VARIATIONS LENTES. - Le

stabi-lisateur est alimenté _par le

_secteur,

la tension aux

bornes de

_l’appareil

d’utilisation est obtenue _par un voltmètre de crête. Cette tension est

_opposée

à une

_pile

de référence et la différence des deux

est

enregistrée

avec un millivoltmètre

_enregistreur

Méci. La

_figùre

10 donne un

_exemple

d’enre-gistrement ;

la sensibilité et l’échelle des

_temps

portées

sur la

_figure

montrent _{que sur} une durée

de

_1/4

d’heure la variation de _{tension n’atteint pas}

le dix-millième.

3)

STABILITÉ ’VIS-A-VIS DES VARIATIONS DE

CHARGE. - Le stabilisateur

a été calculé en

sup-posant

au courant

_qui

le traverse une intensité

constante,

déterminée par la résistance de

l’appa-reil d’utilisation. On

_peut

donc s’attendre à une

variation de tension

_lorsque

cette résistance

_change.

Toutefois cette variation

_doit

être faible car le

stabilisateur étant un

_appareil

à contre-réaction a certainement une très faible

_impédance

de sortie :

c’est bien ce _{que l’on} observe.

_Lorsqu’on

_augmente

la résistance

_jusqu’à

abaisser l’intensité

_Il

du courant de 2 A à 1 A la tension ne

_change

_que

de

_0,01

_volt,

c’est-à-dire la résistance de sortie est

de

_0,01

ohm.

4)

DÉTECTION D’UNE OU DEUX ALTERNANCES.

= _{Nous avons}

indiqué qu’il

convenait de

com-mander le _{stabilisateur par} un voltmètre de crête

double,

c’est-à-dire détectant les deux alternances.

FIG. 11. -

Comparaison

de la commande par un _voltmètre

simple

(en a) et _par un voltmètre doublé

(en b).

La

_figure

11 en montre nettement Fintérôt :

l’enre,

gistrement

11a

_correspond

à

_l’emploi

d’un volt, mètre

_simple,

les différences entre les

"deux

alter-.

nances sont

_nettes,

seule celle

_qui

est redressée est

stabilisée.

Les différences entre les deux alter,

n ances ont

_disparu

sur le cliché 11 b

_{qui correspond}

à

_l’emploi

d’un voltmètre

double. On

se

_rappellera

que sur ces

_{enregistrements}

ne se trouvent _{que les}

parties

supérieures

des

_sinusoïdes,

environ la cen’

tième

_partie.

5)

DÉFORMATION DE LA TENSION DE SORTIE. --·

Si nous

_négligeons

les déformations dues à

l’hysté-résis du transformateur il reste encore deux causes

143 A

sur une

_{lampe (en}

réalité deux en

push

_pull).

La

caractéristique

non linéaire des

_lampes

se traduira

par une déformation. Cette déformation sera

d’autant

_{plus importante}

_{que la}

_lampe

_demeurera

bloquée

pendant

une

_{partie plus importante}

_de

l’alternance. C’est _{pour la} réduire _que nous avons

choisi de faire travailler la

_lampe

avec une

polari-sation aussi faible _que

_possible.

_b)

La double diode

du voltmètre de crête ne débite

_qu’au

_voisinage

FiG. 12. - Déformation de la tension

V2 aux bornes de

l’impédance

variable et de la tension d’utilisation V ; vo est _{la tension donnée par le voltmètre de} crête. La

cons-tante de _temps est de 2 s _{pour les} 4

_premiers

enregis-trements et de 10 s _pour le 5e ; le voltmètre de crête est simple en a et c, double Pn b d, e.

des

_crêtes,

elle

_produit

sur la

grille

de la

pentode

amplificatrice

une tension discontinue d’allure en

dents de scie. Il

_importe

donc de réduire au

mini-mum cette

_{discontinuité ;}

on _y

_parvient

d’abord en

redressant les deux alternances au lieu d’une seule

puis

en

_augmentant

la constante de

_temps

du

circuit du voltmètre. La

_figure

12 montre ces

déformations.

Les

_{enregistrements}

_a,

_{b, c, d}

ont été obtenus

avec une constante de

_temps

de 2 secondes. La déformation est surtout visible sur la tension

_V2

aux bornes de

_{l’impédance}

variable ;

une seule

alternance est redressée en _a, les deux alternances

sont redressées

_{en b,}

comme le montrent d’ailleurs

les variations des tensions

_grilles

_{vo. On}

remar-quera que les déformations sont bien moins visibles

sur la tension de sortie

_V,

en c et

_d,

_qui

corres-pondent respectivement

au redressement d’une et

de deux alternances. Ces déformations

_imposent

une limite inférieure à la constante de

_temps

du circuit du

_{voltmètre ;}

on la

_prendra

aussi

_grande

que le

permettent

les variations de la tension

d’entrée. Nous avons vu

_qu’avec

les conditions

imposées

la constante de

_temps

_pouvait

atteindre 10 secondes.

_{L’enregistrement}

e montre _{que dans} ce cas la déformation est très faible.

Conclusion. - Nous

espérons

avoir _{montré que} le

projet

de ce

_type

de stabilisateur

_peut

être conduit

de

_façon

_simple

et

_{systématique.}

Nous en avons

indiqué

les

_{possibilités}

et les limites. Facile à

cons-truire avec du matériel

_usuel,

il est

_{précieux lorsque}

les variations de tension sont

_gênantes.

_Ajoutons

que, construit pour stabiliser les tensions de

crête,

il stabilise

_pratiquement

aussi les tensions efficaces.

Un appareil

du même

_type

dans

_lequel

les

_lampes

sont

_remplacées

_{par des} transistors est en

cons-truction au laboratoire.