Brevet FR2005193A1 — publié le 19691205

L'invention concerne tm dispositif rentrant dans le secteur- des détails des systèmes de télévision destiné à engendrer un courant en dents de scie dans la "bobine de déviation horizontale d'un tube de reproduction de télévision et comportant un 5 transistor de sortie dans le circuit de sortie -duquel est montée la "bobine de déviation, ce transistor étant couplé à un transistor de commande par l'intermédiaire d'un transformateur dont le secondaire est connecté entre la "base et l'émetteur du transistor de sortie par l'intermédiaire d'une inductance en série» alors 10 qu'un signal de commutation, appliqué à la "base du transistor de commande, bloque et débloque le transistor de sortie par l'intermédiaire du transformateur, la durée du blocage étant plus grande que la période de retour du courant en dents de scie, alors que le transistor de sortie est essentiellement un tran-15 sistor asymétrique, de sorte qu'au commencement de la période de la course aller, un courant de sens inverse à celui de la fin de la période de course aller peut circuler dans la bobine de déviation , en passant par la diode de base-collecteur du transistor de sortie qui est débloquée, tandis que la tension d'alimentation 20 du transistor de sortie est beaucoup plus élevée, par exemple dix fois plus élevée que la valeur crête â crête du signal de commutation appliqué par l'intermédiaire du transformateur entre la base et l'émetteur du transistor de sortie- ïïn dispositif de ce genre est décrit dans' le bre-25 vet français N° 1.506.384» délivré le 13 novembre 1967* Dans les conditions normales, ce dispositif fonctionne tris bien. Toutefois, on a constaté que lorsque le transistor de commande est détérioré (c'est-à-dire lorsqu'il ne peut plus débiter de courant) ou lorsqu'il se produit, dans son cir-30 cuit de commande, une panne par suite de laquelle ce transistor ne peut plus être rendu conducteur aux instants désirés, le transistor de sortie est également détérioré. En conséquence, on risque que non seulement des éléments du circuit de commande du transistor de sortie, mais également que ce transistor lui-même 35 soient détériorés. De plus, il peut en. résulter que lorsqu'on procède à la réparation, on constate d'abord que le transistor de sortie ne fonctionne plus et lorsqu'on ne remplace que celui-ci, le nouveau transistor de sortie peut à son tour être détérioré. 40 Pour éliminer ces inconvénients, le dispositif bad original 6909683 2005193 - Z - est conforme à 1'invention/caractérisé er; ce que le secondaire du transformateur est- shunté par un condensateur dont l'impédance pour la fréquence de répétition du courant en dents de scie,est inférieure â l?impédance de la self-induetance se-5 condaire du transformateur de commande» Comme on l'expliquera plus en détail par la suite, cette mesure, conforme à l'invention, repose sur l'idée que lorsque de lfénergie est renvoyée, par l'intermédiaire de la diode base-collecteur du transistor de sortie, du circuit de 10 collecteur vers le circuit de base, lorsque le transistor de commande ne devient pas conducteur aux instants désirés, il est possible que le transistor de sortie se mette â osciller de lui-même» Etant donné que lorsque ce transistor se met à osciller, l'énergie de commande dans le circuit de base du 15 transistor de sortie n'est plus à même? â la longue, de maintenir ce transistor de sortie â l'état de saturation, la dissi-= pation propre de ce transistor de sortie devient supérieure â ce qu'elle est dans les conditions de fonctionnement normales» L'autre part, le blocage se fait dans ce cas de façon beaucoup 20 moins abrupte, c'est-à-dire que 2e courant de collecteur décroît beaucoup plus lentement vers zéro que lorsque le transistor de commande est rendu conducteur, De ce fait, le produit du courant et de la tension pour cette coupure progressive est beaucoup plus élevé que lorsque le courant de collecteur s'annule rapide-25 ment. C'est surtout à cause de ce dernier fait qu'il se produit de très fortes dissipations, Cela signifie que lorsque ce transistor se met à osciller, les conditions normales de déblocage et de blocage ne sont plus remplies, -et étant donné que cette oscillation peut se ./G maintenir pendant quelques périodes, la dissipation totale du ' transistor de sortie dépasse celle pour laquelle il esc calculé, à tel point que ce transistor peut être,fortement endommagé ou même détérioré» Grâce à la disposition conformé â l'invention, suivant laquelle un condensateur est ajouté du coté du secon-35 daire, la possibilité d'auto-oscillation est- éliminée, de sorte . 1 que l'on évite que le transistor de sortie soit détérioré lors- 5 qu'une panne se produit dans le circuit de commande» CD La description qui va suivre, en regard des dessins § annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera biei. ^ 40 comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particula- 03 6909683 2005193 rités qui ressortent tant au texte que des figures des dessins faisant, "bien entendu, partie de ladite invention» La fige 1 représente le dispositif décrit dans le brevet français N° ■* 506„ J84.„ 5 La fig. 2 est un schéma équivalent partiel du dis positif de la fig. 1 » La figo 3 représente un dispositif conforme à la présente,invention» La fig. 4 montre l'allure du courant de collecteur 10 et la tension de collecteur du transistor de sortie en fonction du temps, en fonctionnement normal et lorsque le transistor de commande n'est pas rendu conducteur, pour le cas où l'on n'a pas appliqué la mesure conforme â l'invention» Le fonctionnement du dispositif représenté sur la 15 fig. 1 a déjà été décrit, abstraction faite de l'inductance en série Lgf dans le brevet français précité 1.506,384» aussi se cont«ntera-t-on de citer ici les divers composants utilisés. Le dispositif représenté sur la fig. 1 est con s-titué par un transformateur de commande (1) comportant un 20 prinaire (2) connecté dans le circuit de collecteur d'un transistor de commande (T^) au circuit, de base duquel est appliqué le signal de commande (3). L'enroulement secondaire (4) du transformateur (1) eBt inséré entre la base (b) et l'émetteuy (e) du transistor de sortie (T2)9 dans le circuit de collecteur du-25 'quel est insérée la combinaison en parallèle d'une bobine de déviation (Ly) et d'un condensateur (Cy) et qui est alimentée à partir d'une source de tension (Vjj). Le fonctionnement de l'inductance en série (Lj>) est décrit dans la demande de brevet français N0 155«525 déposée 30 le 17 juin 1968, cette inductance (L^) étant utilisée pour obtenir qu'à la fin de la course aller du courant en dents de scie dans la bobine (1^)9 le courant de collecteur du transistor de sortie (Tg) passe le plus rapidement possible d'une valeur finale donnéieà la valeur zéro*, 35 La fig. 2 est le schéma équivalent partiel du dis positif de la fig. 1 « Ce schéma montre que lorsque le transistor de commande (T^) fonctionne, il circule, aux instants où ce transistor est conducteur (interrupteur(T^) de la fig. 2 fermé), un courant (i^ qui accumule de l'énergie électromagnétique dans 40 .l'inductance de couplage (L^). Ce courant (iç ) circule dans le 6909683 2005193 20 25 30 35 circuit primaire du transformateur (l) et sera appelé pour cette raison par la suite "énergie fournie par 1fintermédiaire du 15 primaire' La fig» 2 montre également que dans le circuit 10 secondaire, il circule un courant. ln » L,, qui accumule égale- 2 2 ment de l'énergie dans l'inductance de couplage Cette dernière énergie sera dénommée par la suite "énergie fournie par l'intermédiaire du secondaire"» En pratique, pour les conditions de fonctionnement normal, "l'énergie primaire" domine fortement, par rapport à "l'énergie secondaire". Cela provient du fait que lorsqu'il est fermé,, l'interrupteur (T^ ) peut être considéré comme un court~circuit étant donné que le transistor de commande (T^) est alors pratiquement porté à saturation. En conséquence, à partir du secondaire, on ne voit pas l'inductance (l^)» mais pratiquement le•court=circuit» Par contre, â partir du primaire, on voit l'inductance (Lg)» la résistance interné de la diode de base (B)-collecteur (C)-(D_ ) et la combinaison parallèle du condensateur (Cy) de la bobine (Ly). H est en effet vrai que lorsque l'interrupteur (T., ) est fermé, il ne faut pratiquement t tenir compte que de l'énergie primaire» (pour ce raisonnement, on considère que les résistances internes des sources de tension (Yg) et (Vg) sont pratiquement nulle, tandis que les inductances de fuite du transformateur (1) sont négligées)» Etant donné que le déblocage du transistor (T.,) est commandé par le signal de commande (j) appliqué à sa base, les instants auxquels de l'énergie est transmise à l'inductance (Ijj) et la mesure dans laquelle cette énergie est transmise â cette inductance, sont entièrement déterminés. Par contre, si le transistor (T^) n'est pas rendu conducteurs du fait que ce transistor est endommagé par suite d'une panne dans son circuit de commande, l'énergie fournie par l'intermédiaire du primaire disparaît,.de sorte, que-la commande du circuit de commande du transistor de sortie (Tg) n'agit plus» Dans ce dernier cas, l'énergie secondaire joue un rôle qui n'est plus contrôlé» De plus, cette.énergie, secondaire èst plus élevée que dans le cas où l'énergie primaire est appliquée. En effet, dans ce cas, oh ne voit plus à partir du secondaire un court-circuit, mais' l'inductance (L^)»'"L'énergie fournie .à partir de la besôine (Ly) s'accumule par conséquent dans les '' copy! ^ A Yt y *7 T ^ 6909683 2005193 " 0 Si l'on examine 1s courant de collecteur(l, )et la tension ) du transistor (T„), on constate ce qui suit? la fig. 4a représente ce courant de collecteur (l_ ), et'la fig. 4b 2 le courant de collecteur ) du transistor (T.,) lorsque le 5 transistor de commande (T., ) fonctionne convenablement. Sur la fig. 4c, la courbe (5) représente le courant de collecteur (L_ ), 2 la courbe (6) la tension de collecteur (Vrv> ) et la courbe (7) le courant (L^y) dans les bobines de déviation (Ly), lorsque le transistor ) ne devient pas conducteur. On suppose que le 10 transistor (T., ) tombe en panne après qu'une période (0 - t.,) et la période de commande (t., - t^) suivante se soient écoulées convenablement, comme le montre la partie de gauche de la f'ig„4c-Si le transistor (T.,) tombe en panne pendant la période (0 - t7), l'énergie primaire est supprimée un peu plus tôt et le phénomène 15 peut être un peu moins prononcé, mais en principe il reate le même. Etant donné que la période aller est supérieure à la période (0 - tg), le risque d'un défaut de fonctionnement, est le plus élevé pendant la période aller,, A l'instant (t^) diquel, dans les conditions nor-20 maies le transistor (T,) devient conducteur^ l'énergie dans les inductances (L^) et (L^) n°est pas encore nulle et par conséquent, il continue de circuler dans le transistor de sortie (T0), un courant de base et, par suite un courant de collecteur, ce qui produit une baisse de cette énergie résiduelle après l'instant. 25 (^4)° Toutefois, étant donné que les inductances (Ly.) et (L^) ne reçoivent temporairement' pas de nouvelle énergie, le transistor (Tg) ne peut être maintenu très longtemps à la saturation après l'instant (t.) et lron suppose qu'à l'instant (tE)y le transistor 4- (T„) quitte l'état de saturation. Le courant de collecteur ( I-, ) c 0 2 30 conserve pendant une courte période (t,. - tg) une valeur pratiquement constante et s'annale ensuite pendant l'intervalle (tg - t-y). A l'instant (t^), 1®énergie dans les inductance?. (L^.) et (L.„) est nulle et le courant de base (!„ ) ainsi que le courant de collecteur (l„ ) sont également nuls. u2 - 35 Pendant l'intervalle (t? ■= tg), de l'énergie est. de nouveau emmagasinée dans la bobine de déviation (iy^.et si le courant de collecteur (i-, ) est coupé l'intervalle (t^ - COP* Um J WW UU C- -L. I Ct-i. 16 V *"* vrT / Ç 2 SÀD ORIGINAL 6909683 2005193 cette énergie à tendance â engendrer une oscillation amortie aux bornes du condensateur (Cy)., Le courant alors engendré est représenté par la courbe (?) sur la fig» 4°° Cela signifie en fait qu'à la fin de la période d1 amortissemei£?de l'énergie est ren-5 voyée aux inductances (L^) et (L^) par l'intermédiaire de la diode de base-collecteur flL ) qui est alors débloquée, de sorte qu'à nouveau, l'énergie accumulée dans ces inductances peut provoquer l'apparition d'un courant de base (l_ ) dans le transistor 2 (Tg)° Ceci signifie que le phénomène représenté sur la fig» 4c 10 se répète autant de fois que le permettent les pertes» Toutefois, si ces pertes sont faibles,, cette auto-oscillation peut se maintenir assez longtemps, la source (Vg) remplissant alors en fait la fonction de source dfénergie» Il est évident que l'on pourrait mettre fin à cette auto-oscillation en prévoyant un dis-15 positif d'amortissement dans le circuit secondaire» Toutefois, cet amortissement agirait également dans des conditions de fonctionnement normales, ce qui réduirait notablement le rendement du circuit, de sorte que cette solution ne peut être prise en considération» 20 Si l'on envisage la tension de collecteur (V„_ ) 2 qui se produit lorsque le transistor de commande (T., ) ne devient-pas conducteur, on s'aperçoit en examinant la fig» 4c dans laquelle la courbe (6) représente la tension de collecteur )s 2 que la dissipation du transistor de sortie (T^) a fortement aug-25 menté» Tant que le transistor (T^) se trouve â l'état de saturation, la tension de collecteur (V~„ ) ne diffère que très peu 2 dé zéro, de sorte que le produit du courant par la tension, déterminant la dissipation propre du transistor (T5>)i, est endore assez faible» Toutefois-lorsque, après l£instant (t,-)ç le tran-30 sistor (Tg) quitte 1°état de saturation, la tension de collecteur augmente rapidement, de même, par conséquent, que le produit du courant par la tension» C'est surtout par suite du fait que le blocage se fait lentement pendant l'intervalle (tg - t?) » que la dissipation propre du transistor (T„) augmente fortement» § •35 Cela provient surtout du fait que la tension ) pendant cet 2 2 O intervalle augmente fortement et que le courant conserve une in- Û tensité notable pendant une grande partie de cet intervalle» Par ^ conséquent, le dégagement de chaleur dans le transistor de 6909683 2005193 sortie (Tg) a ^es conséquences désastreuses, surtout si le phénomène l'auto-oscillation se prolonge pendant quelques périodes» Pour éviter cette auto-oscillation, on a connecté, comme le montre la fig» 5» un condensateur (8) de capacité re~ 5 lativement élevée en parallèle avec le secondaire (4) du trans= formateur (1)„ Ce condensateur (8) est également représenté en pointillés dans le schéma équivalent de la fig» 2» La capacité du condensateur (8) est choisie telle que son impédance, à la fréquence de répétition du courant en dents de scie, soit élevée 10 par rapport à'l'inductance secondaire (Lg) du transformateur (î). On choisit de préférence la capacité du condensateur de telle façon que, pour la fréquence de répétition du courant en dents de scie, l'impédance du condensateur (8) soit J à 5 fois supérieure â l'impédance de cette inductance-secondaire (L2)° 15 Le fait que cette mesure permet d'éviter l'auto- oscillation peut s'expliquer de la façon suivante. En effet, lorsque le transistor (T^) est défectueux, le circuit secondaire voit, au lieu de l'inductance de couplage (L*) - qui dans ce cas e«t en fait constitué par l'inductance secondaire (Lg) ~ 20 la conbinaison série de l'inductance précitée (Lg) et du condensateur (8). De ce fait, la partie du courant (l_ ) qui circule 2 vers l'inductance de couplage (i^) est réduite de telle façon que l'énergie, renvoyée dans cette inductance de couplage (L^), soit trop faible pour engendrer 1'auto-oscillation» En d'autres 25 termes, en insérant le condensateur (8), on a obtenu que lJin- ductance apparente dans le circuit secondaire soit inféxfSàêe â l'inductance (L^) qui s'y trouvait à l'origine» Etant donné que la bobine (Ly), qui fournit l'énergie lorsque la diode de base -collecteur (D„ ) est conductrice, peut être considérée comme 2 30 line source de courant, le courant circulant dans la combinaison parallèle formée par (Ljç) et (8) est la même, mais l'énergie accumulée dans l'inductance apparente (^g^) es"t inférieure à celle accumulée dans la bobine (L^) en l'absence du condensateur - (Vc'ii „ j2 9 étant donné que ^ ^sch^° ^us ^-a 2 s cil C£ J 35 capacité du condensateur (8) est grand, plus l'énergie accumulée S dans l'inductance apparente (L . ) est faible, ainsi que le g sch risque que le circuit se mette â osciller» On ne peut cependant . û pas augmenter indéfiniment la capacité du condensateur (8-), du fait qu'à un moment donné, l'énergie primaire deviendrait O a â 6909683 - 8 » 2005193 elle-aussi trop faible pour permettre encore le fonctionnement-correct du dispositif. On peut'cependant donner au condensateur (8) une capacité assez élevée, du fait que le débit de l'énergie primaire incombe au transistor de commande (T^)« Par conséquent, 5 si l'on augmente la capacité du condensateur (8), il circulera pendant les intervalles durant lesquels le: transistor de commande (T.j ) est conducteur, un courant de collecteur d'intensité plus élevée du fait qu'il doit toujours se trouver suffisamment d'énergie dans l'inductance de couplage (l»x) pour qu'il circule 10 un courant de base (l_ ) suffisamment intense dans le transistor de sortie (Tg) après que le transistor de commande (T^) ait de nouveau été bloqué. Toutefois, en choisissant le rapport de transformation n du transformateur (1) légèrement plus élevé, on peut obtenir que même avec un condensateur (8) de capacité rela-15 tivement élevée, il ne doive pas circuler dans le transistor de commande (T^) un courant de collecteur trop intense. En effet, l'enroulement primaire (2) comporte un nombre de spires n fois plus élevé que le nombre de spires de l'enroulement secondaire (4), de sorte que l'inductance secondaire (Lg) se trouve multi-20 pliée par un rapport n2 dans le circuit primaire« Le même raisonnement est valable pour le condensateur (8), qui apparaît lui cependant réduit n2 fois dans le circuit primaire. Il s3ensuit que si l'on fait en sorte que l'impédance du condensateur (8) soit inférieure à l'impédance de l'inductance secondaire (L^), 25 cette différence est augmentée n2 fois du côté du primaire. De ce fait, le courant de collecteur nécessaire du transistor de commande (T^) dans le cas où 11 est relativement élevé, sera notablement plus petit que si le rapport de transformation était égal à 1/1. Si 1' on suppose que la valeur crête à crête du signal 50 de commutation entre la base et 1!émetteur du transistor (Tg) est environ égale â ? V, et que la tension d'alimentation Vg du transistor de commande (T^) s'élève à environ 1J0 Y, la valeur n est égale à 20, de sorte que n2 = 400. Grâce â ce rapport de transformation, on obtient, malgré le fait que l'on introduise 55 un condensateur (8) de capacité relativement élevée, que le courant de collecteur du transistor de commande (T^) ne devient pas trop intense. 21 Bans-.-ce qui précède, on a supposé que le trans- S3 ce formateur (1) ne présente pratiquement pas d'inductance de O 40 fuite. Toutefois, s'il en est ainsi, l'effet est encore augmenté § m 69Q9683 2005193 par l'introduction de condensateur (S),, 3n effet, dans es cas, le courant secondaire In- ~ L» rencontre d?abord le condensa- 2 2 teur (8), et a par conséquent tendance à traverser ce dernier, et - dans une mesure légèrement moindre - la combinaison série 5 des inductances de fuite et de l5inductance de couplage (L^)0 Au primaire par contre, le courant primaire I_ rencontre d'abord "■i 1*inductance de couplage (L^) et seulement ensuite, par l'intermédiaire des inductances de fuite secondairess le condensa--teur (8)0 Par conséquent, l'inductance de couplage (l^) est 10 traversée par un courant primaire plus intense que le courant secondaire, ce qui facilite un peu le débit d!énergie primaire dans les conditions de fonctionnement normales par rapport au cas où il n'y a pas d'inductance de fuite, et complique lé" gèrement le débit d:énergie secondaire au cas où le transistor 15 (ï-| ) ne devient pas conducteur,, Il faut remarquer, que le condensateur (8) ne doit absolument pas shunter 1?inductance série (Lg)° --n effet, comme on l'a montré, cette inductance, est utilisée pour que, dans les conditions de fonctionnement normales, le courant de 20 collecteur In du transistor de sortie (T-,) s:annule aussi ra« 2 pidement que possible â la fin de la course aller, et cette fonction de (i^) ne doit en rien être influencée» Voici quelques valeurs pratiques pour un dispositif du genre de celui représenté sur la fig„ 25 Rapport de transformation n s 20 Inductance de fuite (L^) s 500yaïï Inductance série (L^) a 22/uE Condensateur (8) s 470 kgF Transistor de commande (T^ ) s Philip,:~ype BD 115 30 Transistor de sortie (ï£) g Philips9 type BU 105 Condensateur (Cy) ï 2,4 kpF Inductance (ly) " 2,"joR Tension d'alimentation Y^ - Y^ - 130 Y0 bad ORIGINAL 6909683 2005193 - 10 - REVENDICATIONS g 1. Dispositif destiné à engendrer un oourant en dents de scie dans la bobine de déviation horizontale d'un tube de reproduction de télévision et comportant un transistor de sortie 5 dans le circuit de sortie duquel est montée la bobine de déviation» ce transistor étant couplé à un transistor de commande par l'intermédiaire d'un transformateur dont la secondaire est connecté entre la base et l'émetteur du transistor de sortie par l'intermédiaire d'une inductance en série, alors qu'un signal 10 de commutation, appliqué -à la base du transistor de commandee bloque et débloque le transistor de sortie par l'intermédiaire du transformateur, la durée du blocage étant plus grande que la période de retour du courant en dents de scie, alors que le transistor de sortie est essentiellement un transistor asymé-15 trique, de sorte qu'au commencement de la période de la course aller, un courant de sens inverse à celui de la fin de la période de course aller peut circuler dans la bobine de déviation, en passant par la diode de base-collecteur du transistor de sortie qui est débloquée, tandis que la tension d'alimentation 20 du transistor de sortie est beaucoup plus élevée, par exemple dix fois plusfappliqué par l'intermédiaire du transformateur entre la base et l'émetteur du transistor de sortie, caractérisé en ce que le secondaire du transformateur est shunté par un condensateur dont l'impédance pour la fréquence de répétition du 25 courant en dents de scie est inférieure à l'impédance de la self-inductance secondaire du transformateur de commande. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que pour la fréquence de répétition du courant en dents de scie, l'impédance de l'inductance secondaire est environ 3 â 5 30 fois inférieure à l'impédance du condensateur introduit dans le secondaire. 3« Dispositif selon revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enroulement primaire du transistor-de commande comporte un nombre de spires égal à n fois le nombre de spires de 35 l'enroulement secondaire, n étant par exemple égal à 20.