Brevet FR2070222A1 — publié le 19710910

î 2070222 La présente invention concerne un stabilisateur à haute tension. L'invention a notamment pour objet la réalisation drun dispositif stabilisateur à haute tension permettant de stabiliser une haute tension par le môyen d'une tension de résonance obtenue dans un cir-5 cuit résonant série qui est constitué par un transformateur et un condensateur, et qui est relié à un circuit de déviation horizontale. L'invention a également pour objet de réaliser un circuit simple pour la stabilisation d'une haute tension. L'invention a encore pour objet de réaliser un circuit au mo-10 yen duquel une haute tension peut être facilement modifiée ou réglée. L'invention a encore pour objet un dispositif de stabilisation à haute tension, qui-règle automatiquement ses caractéristiques de résonance en détectant des variations dans une charge à haute tension, et qui ne demande que peu de puissance pour ces opérations de 15 réglage. A cet.effet, l'invention prévoit un dispositif de stabilisa^ tion à haute tension, comprenant un circuit de déviation horizontale, un transformateur élévateur de tension, et un condensateur ou tout autre circuit capacitif équivalent, caractérisé en ce que le circuit 20 de déviation horizontale est connecté à un qircuit résonant série qui est' constitué par ledit transformateur élévateur et par ledit conderi-sateûr ou ledit circuit capacitif équivalent, une tension de resonance étant engendrée, entre des impulsions, par ledit circuit résonant série; sous 1*er:ciX'ition desdites impulsions, lesquelles sont à leur, 25 tour engendrées dans l'enroulement primaire dud.it transformateur lorsqu'un organe de coEH.autati.on prévu dans ledit circuit de déviation horizontale est coupé. L'invention sera décrite ci-après de façon plus détaillée en se référant aux dessins ci-annexés lesquels sont fournis à titre pure-30 ment illustratif et non limitatif et dans lesquels : La figure 1 représente un circuit électrique montrant les éléments essentiels d'un dispositif classique d'alimentation à haute .tension. La figure 2 est un graphique montrant l'évolution en fonc-35 tion du temps de la tension fournie par le dispositif selon la figure La figure 3 est le schéma d'un dispositif de stabilisation à . haute tension antérieurement connu. La figure 4 est lé schéma synoptique d'un système de stabili-40 sation de haute tension selon la présente invention. bad original 70 43180 2 2070222 les figures 5a, 5b et 5ç. montrent les formes des signaux en divers points du dispositif selon la figure 4. La figure 6 représente le schéma d'un autre mode possible de réalisation de. l'invention. 5 Les figures 7a et 7b sont des graphiques qui montrent les si gnaux obtenus en certains points caractéristiques du dispositif selon la figure 6. La.figure 8 est un schéma qui montre les éléments essentiels d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. 10 figure 9 est un schéma électrique montrant les éléments es sentiels d'un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Dans un récepteur de télévision de type classique (voir la figure l), un circuit de déviation horizontale 5, comprenant un transis-15 tor de sortie 1, une diode d'amortissement 2, une bobine de déviation 3 et une réactance 4, est connecté à un transformateur 6 par le moyen d'un condensateur 1, et une borne de sortie de ce transformateur 6 est connectée à un tube à rayons cathodiques 9 par l'intermédiaire d'un circuit doubleur de tension 8. Un signal de sortie ou une impulsion de 20 retour du faisceau,qui est fourni par le circuit de déviation horizontale 5 en fonction des commutations du transistor de sortie horizontale 1 et dont la forme est montrée par la figure 2, est appliqué au transformateur 6 par le condensateur 7 dont l'impédance est suffisamment • basse à la fréquence de commutation dudit transistor de s ortie 1. 25 La tension qui est appliquée au condensateur 7 a la même for me que le signal de sortie du circuit de déviation horizontale 5 et, par conséquent, la largeur de l'impulsion qui est appliquée au dou-• bleur de tension 8 est comprise entre 10 et 15 microsecondes, si bien que la période de conduction du doubleur de tension 8 est réduite, ce 30 qui affecte défavorablement la stabilité de la haute tension. Afin d'améliorer la stabilité de la haute tension, il est possible d'engendrer les cinq harmoniques supérieures de la .fréquence de commutation du transistor de sortie 1, au moyen d'un circuit résonant comprenant une inductance et la capacité répartie de l'enroulement 35 secondaire du transformateur 6, cela afin de prolonger la période de conduction des diodes qui constituent'le circuit double de tension 8. Toutefois ce procédé a l'inconvénient d'entraîner une baisse de la productivité étant donné qu'il est nécessaire de réaliser des ajustements très délicats au cours de la fabrication pour obtenir des harmoni-40 ques supérieures. BAD ORIGINAL 70 43180 2070222 Un autre procédé antérieurement connu pour améliorer la stabilité de la haute tension consiste à utiliser un dispositif du genre montré par la figure 3 dans lequel un circuit de déviation horizontale 10 est relié à une bobine de régulation 11. Dans ce cas, la lar-^ geur des impulsions de retour de faisceau est déterminée par la fréquence de résonance d'un ensemble constitué par un. condensateur 12, une bobine déflectrice 13, un ensemble de bobines 11 et un transformateur 14. Il est possible de faire varier l'amplitude de l'impulsion de retour du faisceau et, par conséquent, la haute tension, en modi-10 fiant la fréquence de résonance. Il s'ensuit par conséquent, que l'on peut'stabiliser la haute tension en agissant sur l'ensemble de bobines 11. En d'autres termes, lorsque la tension de sortie tombe, du fait dune charge accrue à haute tension, le courant qui traverse la bobine d'excitation de l'ensemble de bobines 11 e.st augmenté et l'inductance 15 de l'ensemble de bobines 11 est réduite, de telle sorte que la chute de la tension de sortie est compensée par l'augmentation de la fréquence de résonance. Toutefois, dans ce dispositif de stabilisation à haute ten-' sion, la puissance réactive et la consommation d'énergie du circuit sont 20 augmentées du fait de la bobine supplémentaire 11. Simultanément, un courant plus important traverse le transistor de sortie 15 de commande de la déviation, horizontale et la diode'd'amortissement 16, et il en résulte que ces éléments doivent être prévus pour une puissance nominale plus élevée. 25 la présente invention vise à pallier les inconvénients des dis positifs antérieurement connus et elle sera maintenant décrite en se référant à quelques exemples de réalisation qui sont illustrés par les dessins ci-annexés. C'est ainsi que dans la figure 4, on a en 17 le circuit de déviation horizontale, avec son transistor de sortie et sa 30 diode d'amortissement, et en 18 un transformateur qui est relié audit circuit de déviation horizontale 17 par l'intermédiaire d'un condensateur 19. Ce transformateur 18 et le condensateur 19 constituent ensemble un circuit résonant qui résonne à une fréquence spécifique, ainsi que cela sera décrit ultérieurement. En 20 se trouve un circuit redres-35 seur à haute tension qui est connecté au transformateur 18 et en 21 un tube à rayons cathodiques qui est relié au circuit redresseur à haute tension 20. le fonctionnement du dispositif stabilisateur à haute tension décrit ci-dessus sera maintenant explicité en se référant aux figures 40 5a, 5b et 5ç. On obtient sur la borne de sortie A du circuit de dévia- osuginau ! 70 43180 4 2070222 tion horizontale 17 un signal du genre montré par la figure 5a, ainsi que cela a été décrit précédemment. On obtient un signal du genre montré par la figure 5b sur la borne B du transformateur 18 en faisant coïncider approximativement avec la fréquence de balayage horizontal, e; la fréquence de résonance du circuit résonant constitué par le condensateur 19 et le transformateur 18. Une tension ayant la même forme est alors appliquée au circuit redresseur à haute tension 20, grâce à quoi ledit circuit redresseur 20 est rendu conducteur pendant une période suffisamment prolongée pour que la stabilisation à haute tension soit jLq possible. Comme la forme d'onde de la tension qui est appliquée au circuit redresseur à haute tension 20 est relativement adoucie, on a seulement de faibles pertes, imputables à un courant de rétablissement qui apparaît après le blocage de la diode de redressement placé dans le 15 circuit redresseur 20. En outre, un. courant ayant la forme montrée sur la figure 5c traverse les bobines du transformateur 18 qui fait partie du circuit résonant et c'est pourquoi un courant moins important traverse le transistor de sortie qui équipe le circuit de déviation horizontale 17, pendant la seconde moitié d'une période du balayage hori-20 zontal. - On décrira un autre mode possible de réalisation de l'invention en se référant ci-après à la figure 6. En 22 se trouve un circuit de déviation horizontale, en 23 un transformateur de retour du • faisceau, auquel est appliqué le signal de sortie du circuit de dévia-25 tion horizontale, en 24 une diode de redressement et en 25 un tube à rayons cathodiques qui reçoit la haute tension en provenance de la diode 24. En 26 se trouve un condensateur, en 27 une inductance variable et en 28 un condensateur qui est monté en série avec l'inductance variable 27. le condensateur 26, l'inductance 27 et le condensateur 28 30 constituent un ensemble à réactance capacitive qui, avec l'inductance du transformateur 23, forme un circuit résonant à une fréquence qui est égale ou voisine de la fréquence du balayage horizontal. Autrement dit, on peut définir une capacitance équivalente pour le circuit série constitué par l'inductance variable 27 et le condensateur 28, selon la for-35 mule suivante : • ç G = , (1 - 0)210 > 0) 0 1 - Û^LC où 1 est la valeur de l'inductance variable 27, et C la capacité du condensateur 28. Selon la formule qui précède, la capacitance équiva-40 lente Co varie en fonction de l'inductance 1. Une tension en résonance avec la capacitance équivalente Co, de la façon qui est montrée par les BAD ORIGINAL 5 70 43180 2070222" figures 7a et 7b, se superpose à l'impulsion de retour du faisceau q.ui est produite dans le circuit de déviation horizontale 22 et la tension résultante apparaît sur le primaire du transformateur 23. Si l'en choisit pour la fréquence de résonance une fréquence qui est sû-5 périeure à la fréquence du balayage horizontal, on obtient des impulsions du genre montré par la figure 7a, sur le primaire du transformateur 23» i'amplitude de ces impulsions est indiquée en E^. Lorsque la cspssitançe équivalente CQ est rendue plus importante de façon à rapprocher la fréquence de résonance de la fréquence de balayage horizon-10 tel, l'impédance, pour la fréquence de déviation horizontale, s'abaissé, ©t il en résulte qu'un courant plus important traverse le transfor-aat§ur ©t que l'on est conduit à des impulsions du genre montré par la figlirç 7b, où la tension E2 est supérieure à la tension précédente El. COKffi© Oïl" obtient une tension élevée en relevant ainsi la tension des 15 impulsions t cette tension élevée peut être réglée en fonction des variations de la valeur de l'inductance variable 27. Incidemment, un coursât résonant à haute fréquence fourni par l'enroulement à haute tension du transformateur 23 est shunté par le condensateur 26 et, dans ' ces conditions, le circuit série constitué par l'inductance variable 20 27 et le condensateur 28 ne saurait en aucun cas affecter défavorablement les caractéristiques du transformateur £3» Dans le mode de réalisation qui est montré par la figure 6, --pomme dans celui qui est montré par la figure 4, il est possible de prolonger suffisamment M durée de conduction de la diode 24 pour obtenir 25 la stabilisation de la haute tension. Un autre mode de réalisation de l'invention est montré par la figure 8. Les composants qui sont désignés par les numéros de référence 22 à 26 sont les mêmes que ceux qui sont repérés par les mêmes numéros sur la figure 6 et l'on ne reviendra donc pas là-dessus. Selon l'in-30 vention, en 29 et 30 se trouvent deux condensateurs et en 31 une inductance variable. Le circuit parallèle comprenam, l'inductance variable 31 ©t le condensateur 30 est en série avec le condensateur 29, et 1! ensemble constitué par les trois composants précités est en parallèle avec le condensateur 26. Si les deux condensateurs 29 et 30 ont des 35 capacités respectivement égales à Cl et C2, et si la valeur de l'inductance variable 3.1 égale à L, la capacitance équivalente Co du cir-ouit constitué par les éléments 29,30 et 31 est donné par la formule suivante : C1(cJ2LC,-l) C, M ' w2l«a + °2>-i f (0o>l) 70 43180 6 2070222 Il ressort de cette équation que Co varie en fonction de L et que, par conséquent,il est possible de faire varier la haute tension. Un exemple du dispositif de stabilisation à haute tension faisant appel au circuit de la figure 6, est illustré par la figure 9 5 dans laquelle une tension de déviation horizontale est appliquée au transformateur 23, une tension élevée qui est obtenue sur le secondaire du transformateur 23 étant appliquée, par l'intermédiaire du redresseur 24, au tube à rayons cathodiques 35, et le primaire du transformateur 23 étant connecté en série avec le condensateur 26, exacte-10 ment de la même manière que dans le circuit montré par la figure 6. Les éléments qui ont la même fonction que ceux de la figure 6 sont repérés par les mêmes numéros de référence, et l'on ne reviendra pas ici sur leur description. Le condensateur 26 est connecté en parallèle sur un circuit série constitué par bobine à inductance variable 32 et un 15 condensateur 28, la- valeur de la bobine à inductance variable 32 évoluant en fonction d'un courant continu qui traverse un enroulement d' excitation 36. Le numéro 33 représente un enroulement propre à détecter une variation de tension, ledit enroulement étant porté par le transformateur 23. En 34 se trouve un dispositif redresseur et en 35 20 un amplificateur dont le signal de sortie est appliqué à l'enroulement d'excitation 36. On admettra maintenant que l'on a une augmentation -de la charge du dispositif à haute tension. La tension de redressement du dispositif de redressement 34 s'abaisse et la tension résultante ést amplifiée par l'amplificateur 35, si bien que le courant d'excitation 25 de la bobine à inductance variable 32 est abaissé, ce qui procure une augmentation de l'inductance et permet de compenser là chute de tension. Dans ce cas, le courant qui s'écoule dans la bobine à inductance variable 32 est une fraction du courant traversant le condensateur 26 et il a donc une faible intensité, ce qui permet de se contenter d'un compo-30 sant de faible puissance pour constituer la bobine à inductance variable 32. En outre, comme l'on n'a pas d'augmentation de la puissance' réactive, ce dernier dispositif a l'avantage remarquable de prévenir toute surcharge du transistor de sortie ou de la diode d'amortissement. Dans le mode de réalisation qui est montré par la figure 9, 35 il est possible de substituer au dispositif de détection des variations de tension constitué par l'enroulement 33 du transformateur 23, un autre système constitué par un diviseur de tension en parallèle, selon des dispositions en elles-mêmes bien connues. bad original 70 43180 7 - BEirEHDICÂTIOES - 2070222 1.- Dispositif de stabilisation à haute tension, comprenant un circuit dé déviation horizontale, un transformateur élévateur de tension, et un condensateur ou tout autre circuit capacitif équivalent, caractérisé en ce que le circuit de déviation horizontale est 5 connecté à un circuit résonant série qui est constitué par ledit transformateur élévateur et par ledit condensateur ou ledit circuit capacitif équivalent, une tension de résonance étant engendrée, entre des impulsions, par ledit circuit résonant série, sous l'excitation desdites impulsions, lesquelles sont à leur tour engendrées dans l'enroulement 10 primaire dudit transformateur lorsqu'un organe de commutation prévu dans ledit circuit de déviation horizontale est coupé. 2.- Dispositif de stabilisation à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit capacitif équivalent est constitué par une inductance variable en série avec un condensa- 15 teur, ou par un condensateur en série avec un circuit parallèle comprenant une inductance variable et un autre condensateur, la haute tension pouvant être réglée en agissant sur ladite inductance variable. 3.- Dispositif de stabilisation, à haute tension selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit capacitif équiva- 20 lent est monté entre la masse et le transformateur qui est relié au circuit de déviation horizontale, un condensateur étant monté en parallèle sur le circuit capacitif équivalent, cela afin de pouvoir shunter un harmonique supérieur apparaissant dans l'enroulement haute tension dudit transformateur. 25 4.- Dispositif de stabilisation à haute tension selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'inductance variable est constituée par une bobine à inductance variable, dont l'inductance peut ê-tre modifiée en agissant sur un courant continu qui traverse un enrou- . lement d'excitation, un courant qui varie en fonction des variations de 30 la haute tension étant amené à traverser ledit enroulement d'excitation, afin de régler les caractéristiques de résonance. 5.- Dispositif de stabilisation à haute tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de résonance du circuit série résonant est rendue approximativement égale à la fréquence 35 cle balayage horizontal. BAD ORIGN^ "