Brevet FR2116287A1 — publié le 19720713

L'invention concerne un procédé de commutation de tensions et de courants unidirectionnels à partir d'un générateur comportant soit un auto-transformateur, soit un transformateur fournissant au moins deux tensions alternatives de valeurs différentes,redressées et filtrées chacune par au moins une diode et un condensateur et ayant une borne commune. L'invention concerne également un dispositif générateur de tensions continues d'alimentation pour un récepteur de télévision en couleurs mettant en oeuvre le procédé précité et comportant une inductance primaire alimentée par l'intermédiaire d'un interrupteur électronique à partir d'une source de tension alternative redressée et filtrée et une pluralité d'inductances secondaires couplées magnétiquement avec l'inductance primaire pour fournir après redressement et filtrage différentes tensions continues, le fonctionnement de l'interrupteur électronique étant asservi à la tension redressée issue d'une des inductances secondaires de telle façon que les tensions redressées obtenues à partir des inductances secondaires demeurent sensiblement constantes en aépit des variations de la tension du secteur et des charges alimentées. On connatt déjà de tels dispositifs générateurs de tension c'est ainsi, par exemple, que la demande de brevet français NO 70 14.804 du 27 Avril 1970 au nom de 1,N.V. PHILIPS' GLOEILÈPRS- FABRIEEEN" et intitulée "Dispositif semi-conducteur permettant de fournir un courant continu à une charge variant périodiquement" décrit une alimentation régulée pour récepteur de télévision pilotée à partir de la fréquence du balayage horizontal. Dans l'un des montages décrits dans la demande précitée, la régulation est effectuée par asservissement du rapport cyclique temps de conduction/temps de conduction + temps de coupure du courant dans une inductance à l'une des tensions d'utilisation.It'éner- gie 1/2 LI2 emmagasinée lors de la conduction est restituée pendant la coupure (aux pertes près) dans une pluralité d'enroulements secondaires pour obtenir après redressement et filtrage différentes tensions continues alimentant les circuits du téléviseur; ce système donne toutes satisfactions tant en ce qui concerne le rendement du montage que l'efficacité de la régulation. Toutefois, dans le cas où le téléviseur utilisé est de type bidéfinitions des difficultés de commutation apparaSssent, particulièrement lorsque le tube utilisé est à grand angle de déviation,similaire à celui des tubes noir et blanc. En effet, dans l'état actuel de la technique, la puissance importante de balayage imposée par 1remploi de tels tubes ne permet pas d'utiliser un générateur unique de balayage horizontal; on utilise alors un générateur de balayage dit "principal", et un autre générateur dit "ausiliairet chacun de ceux-ci étant alimenté à partir de sources d'alimentations séparées. Lors du passage d'une définition à huit cent dix neuf lignes à une définition à six cent vingt cinq lignes, ou inversement,on est amené à effectuer les commutations nécessaires pour conserver une meme amplitude de balayage horizontal, non sur les générateurs de balayage principal et auxiliaire proprement dits en raison de considérations de fiabilité, mais sur les tensions d'alimentation des dits générateurs à 11 exclusion des autres tensions d'alimentation des étages vidéo, amplificateur AF ,convergences, etc.0.. I1 est évidemment possible de prévoir des enroulements supplémentaires ou à prises pour produire les tensions nécessaires aux deux définitions, mais d'autres difficultés apparaissent, notamment la commutation en charge de tension et courants importants qui imposent d'utiliser des commutateurs manuels ou électro-magnétiques à fort pouvoir de coupure; de plus, la fonction commutation implique une coupure momentanée de l'alimentation du circuit considéré qui, pour & re brève, n'en risque pas moins, par sa répétition,de détériorer, voire détruire un composant actif ou passif du circuit. Le but de l'invention est de permettre de modifier la tension d'alimentation d'une charge au moyen d'un simple interrupteur à faible pouvoir de coupure. Selon l'invention, le procédé de commutation de tensions et courants unidirectionnels est remarquable en ce qu'une borne de sortie, dont on désire modifier la tension par rapport à la borne commune, est reliée à un point du circuit redresseur, où existe une certaine tension redressée et filtrée, par une diode semi-conductrice disposée dans un sens tel qu'elle est bloquée ou passante selon que ladite borne est ou non reliée à un point du circuit redresseur où existe une tension redressée et filtrée plus élevée. Ainsi, par la mise en oeuvre d'un simple interrupteur il est possible de modifier la tension appliquée à une charge sans interrompre l'alimentation de celle-ci. L'invention concerne également un dispositif générateur de tensions continues pour un récepteur de télévision en couleurs mettant en oeuvre le procédé précité, remarquable en ce que chacune des bor nes positives d'alimentation correspondant respectivement à un premier générateur de balayage horizontal dit "principal" et à un second générateur de balayage horizontal dit "auxiliaire" est reliée à la cathode (l'anode) d'une diode semi-conductrice dont l'anode (la cathode) est reliée à un point commun à la cathode (l'anode) d'une diode redresseuse et à l'armature d'un condensateur de filtrage, et à un des plots d'un interrupteur unipolaire dont l'autre plot est réuni à un point porté à une tension plus élevée,commun à la cathode (l'anode) d'une autre diode redresseuse et à l'armature d'un condensateur de filtrage.De préférence, les deux interrupteurs précités sont couplés mécaniquement. De cette façon la commande, soit manuelle, soit électromagnétique des deux interrupteurs permet de modifier les deux seules tensions nécessaires au passage d'une définition à l'autre sans réagir sur les tensions alimentant les autres circuits du téléviseur. En outre les conditions de travail des interrupteurs sont-telles que ceux-ci peuvent etre choisis dans des modèles à faible pouvoir de coupure La description qui va suivre, en regard des dessins annexés,donnés à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente le schéma de principe d'un montage redresseur utilisant le procédé selon l'invention. La figure 2 représente le schéma de principe d'une variante du montage de la figure 1. La figure 3 représente le schéma de principe d'une alimentation régulée destinée à alimenter un récepteur de télévision en couleurs bi-standardset utilisant le procédé selon l'invention. Sur la figure 1, un transformateur 1 comporte un enroulement primaire 2 dont les extrémités sont reliées aux bornes 3 et 4 d'alimentation en tension alternative0 Un-enroulement secondaire 5 muni d'une prise intermédiaire 6 a l'une de ses extrémités connectée à une borne de sortie négative 7 , l'autre extrémité étant reliée à l'anode d'une diode redresseuse 8 dont la cathode est connectée à un plot d'un interrupteur unipolaire 9. La prise intermédiaire 6 est reliée à l'anode d'une autre diode redresseuse 10 dont la cathode est connectée à l'anode d'une diode de blocage ll,la cathode de cette dernière aboutissant à une borne positive de sortie 12 à laquelle est connecté l'autre plot de l'interrupteur 9. Un premier condensateur de filtrage 13 est disposé entre le point commun des diodes 10-11 et la borne de sortie négative 7, tandis qu'un second condensateur de filtrage 14 est connecté entre les cathodes des diodes 8 et 10. Sur la figure 2, dont les références sont communes avec la figure 1, un condensateur de filtrage 64 est disposé entre la cathode de la diode 8 et la borne négative 7. Sur la figure 3, les bornes 15 et 16 du secteur sont reliées respectivement à une extrémité d'une inductance primaire 17 et à l'anode d'une diode redresseuse 18, la cathode de cette dernière étant connectée au collecteur d'un transistor 19 de type NPN dont l'émetteur est relié à l'autre extrémité de l'inductance primaire 17 par un conducteur 24. Un condensateur électrochimique de filtrage 20 est disposé entre la borne 15 du secteur et la cathode de la diode 18. Une inductance secondaire 21, couplée à l'inductance primaire 17 par le circuit magnétique 22, a l'une de ses extrémités reliée à l'anode d'une diode 23; l'autre extrémité étant connectée au conducteur 24 reliant l'extrémité de l'inductance primaire 17 à 11 émetteur du transistor 19.Entre la cathode de la diode récupératrice 23 et le conducteur 24 sont disposés en parallèle un condensateur 25 et une résistance de charge 26. La base du transistor 19 est reliée à la sortie d'un circuit modulateur 27 possédant deux entrées reliées respectivement à un amplificateur 28 et à un multivibrateur 29, l'entrée de l'amplificateur 28 étant reliée à la cathode de la diode 23 et l'entrée 30 du multivibrateur 29 à un générateur de signal à la fréquence du balayage horizontal. Une deuxième inductance secondaire possédant une prise intermédiaire 32 a l'une de ses extrémités reliée à une masse 33 constituant la borne négative commune du montage, l'autre extrémité étant reliée à l'anode d'une diode 34 dont la cathode aboutit à une première borne positive de sortie 35. La prise 32 est reliée à l'anode d'une diode 36 dont la cathode est connectée à l'anode d'une diode de blocage 37, la cathode de cette dernière aboutissant à une deuxième borne positive de sortie 38. Un premier condensateur électrochimique 39 est disposé entre le point commun des diodes 36-37 et la masse 33, un second condensateur électrochimique 40 étant par ailleurs branché entre les cathodes des diodes 34 et 36. Un interrupteur 41 est connecté entre les bornes positives de sortie 35 et 38. Une troisième inductance secondaire 42 possédant une prise 43 intermédiaire a l'une de ses extrémités reliée à la masse 33, autre extrémité étant reliée à l'anode d'une diode 44. La prise 43 est reliée à l'anode d'une diode 45 dont la cathode est connectée à l'anode d'une diode de blocage 46, la cathode de cette dernière aboutissant à une troisième borne positive de sortie 47,une quatrième borne 48 étant connectée au point commun des diodes 45 et 46. Un premier condensateur électrochimique 49 est disposé entre le point commun des diodes 45-46 et la masse 33, un second condensateur électrochimique 50 étant par ailleurs branché entre les cathodes des diodes 44 et 45. Un interrupteur 51, couplé mécaniquement avec l'interrupteur 41, est disposé entre la cathode de la diode 44 et la borne positive 47. Une quatrième inductance secondaire 52 possédant une prise intermédiaire 53 a l'une de ses extrémités reliée à la masse 33, l'autre extrémité étant reliée à l'anode d'une diode 54 dont la cathode aboutit à une cinquième borne positive de sortie 55. La prise 53 est reliée à l'anode d'une diode 56 dont la cathode est connectée à une sixième borne positive de sortie 57. Un premier condensateur électrochimique 58 est disposé entre la cathode de la diode 56 et la masse 33, un deuxième condensateur électrochimique 59 étant par ailleurs branché entre les cathodes des diodes 54 et 56. Une cinquième inductance secondaire 60 a ses extrémités connec- tées aux bornes de sorties de tension alternative 61 et 62. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre de la façon suivante Sur la figure 1, les cathodes des diodes redresseuses 8 et 10 fournissent deux tensions positives différentes par rapport à la borne commune 7. Lorsque l'interrupteur 9 est ouvert, la tension entre les bornes 7 et 12 est égale à celle existant entre la borne 7 et la cathode de la diode 10, diminuée de la chute de tension dans le sens direct dans la diode 11.Lors de la fermeture de l'interrupteur 9, la cathode de la diode 11 est portée à une tension positive supérieure à celle de l'anode, ce qui entraîne son blocage et la borne 12 se trouve alors portée à la tension existant à la cathode de la diode 8o On peut voir que les conditions de travail de ltinterrupteur 9 ne soulèvent pas de problèmes particuliers, en effet, à la fermeture, seule existe la différence de potentiel correspondant à l'é- cart entre les deux tensions redressées, et à l'ouverture une éventuelle étincelle de rupture est absorbée par le condensateur de filtrage 14. Par ailleurs, il n'y a aucune interruption de l'ali- mentation de la charge branchée entre les bornes 7 et 12,le passage de l'une à l'autre des tensions s'effectuant sans coupure. La variante du montage de la figure 2 selon le procédé fonctionne dans les mêmes conditions que ci-dessus à la différence près que les condensateurs de filtrage 13 et 64 ont une armature négative commune. Dans l'alimentation régulée de la figure 3, la tension secteur redressée par la diode 18 et filtrée par le condensateur 20 est appliquée à travers le trajet collecteur-émetteur du transistor 19 à l'inductance 17. La base du transistor 19 est portée par le modulateur 27 à une tension positive de durée variable fonction de la tension continue existant aux bornes de la résistance 26 et amplifiée par l'amplificateur terreur 28o Le modulateur 27 est lui-mtme attaqué par le multivibrateur 29 synchronisé par le signal 30 à la fréquence du balayage lignes.Dans ces conditions, le rapport cyclique temps de conduction/temps total du transistor 19 pendant la durée d'un cycle de balayage horizontal détermine la quantité d'énergie 1/2 LI2 appliquée à 1'inductance 17 en raison de la croissance sensiblement linéaire du courant dans cette dernière. Pendant les périodes où le transistor 19 est bloqué, l'énergie emmagasinée est récupérée,aus pertes près, par les différentes inductances secondaires couplées avec la première. Le système tel qu2il est conçu tend à maintenir constantes les différentes tensions tant en ce qui concerne les variations de charges que les variations de tensions de secteur. Dans le montage de la figure 3, la borne 35 constitue ltalimenta- tion des circuits à vidéo-fréquence, la borne 38 celle du générateur de balayage horizontal principal, la borne 47 celle du générateur de balayage horizontal auxiliaire, la borne 48 celle du circuit de convergence des coins, la borne 55 celle du circuit de convergence trame, et la borne 57 celle de l'amplificateur audiofréquence et des étages à fréquence intermédiaire. Enfin les bornes 61 et 62 constituent 11 alimentation des filaments de chauffage des trois cathodes du tube image, On peut voir de cette façon que la manoeuvre des interrupteurs couplés 41 et 51 permet de faire varier la tension des bornes 38 et 47 à l'exclusion de toutes les autres; dans l'exemple précis montré par le schéma, les interrupteurs sont fermés en position 819 lignes et ouvertsen position 625 lignes - RETENDICA?IONS- 1.- Procédé de commutation de tensions et courants unidirectionnels à partir d'un générateur comportant, soit un auto-transformateur, soit un transformateur fournissant au moins deux tensions alternatives de valeurs différentes, redressées et filtrées chacune par au moins une diode et condensateur et ayant une borne commune, caractérisé en ce qu'une borne de sortie, dont on désire modifier la tension par rapport à la borne commune, est reliée à un point du circuit redresseur, où existe une certaine tension redressée et filtrée, par une diode semi-conductrice disposée dans un sens tel qu'elle est bloquée ou passante selon que ladite borne est ou non reliée à un point du circuit redresseur où existe une tension redressée et filtrée plus élevée. 2.- Dispositif générateur de tensions continues d'alimentation pour un récepteur de télévision en couleurs pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une inductance primaire alimentée par l'intermédiaire d'un interrupteur électronique à partir d'une source de tension alternative redressée et filtrée, et une pluralité d'inductances secondaires couplées magnétiquement avec l'inductance primaire pour fournir après redressement et filtrage différentes tensions continues, le fonctionnement de l'inter- rupteur électronique étant asservi à la tension redressée issue d'une des inductances secondaires de telle façon que les tensions redressées obtenues à partir des inductances secondaires demeurent sensiblement constantes en dépit des variations de la tension du secteur et des charges alimentées, dispositif caractérisé en ce que chacune des bornes de sortie d'alimentation correspondant respectivement à un premier générateur de balayage horizontal dit "princi paln et à un second générateur de balayage horizontal dit "auxiliaire" est reliée à la cathode (l'anode) d'une diode semi-conductrice dont l'anode (la cathode) est reliée à un point commun à la cathode (l'anode) d'une diode redresseuse et à l'armature d'un condensateur de filtrage, et à un des plots d'un interrupteur unipolaire dont l'autre plot est réuni à un point porté à une tension plus élevée, commun à la cathode (l'anode) d'une autre diode redresseuse et à l'armature d'un condensateur de filtrage0 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux interrupteurs sont couplés mécaniquement0 4.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que les interrupteurs sont à commande manuelle. 5.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que les interrupteurs sont à commande électromagnétique.