Brevet FR2146102A1 — publié le 19730302

La présente invention concerne un procédé d'obtention de condt tions optimales d'attaque du transistor de puissance d'un généra teur de balayage horizontal comportant notamment un premier transistor de commutation dit "de commande" sur la base duquel sont appliquées des impulsions de synchronisation lignes et dans le collecteur duquel est insérée une inductance emmagasinant de lté- nergie pendant la période de conduction du premier transistor précité, puis la restituant pendant la période de blocage sous la forme d'une tension stockée dans un condensateur réservoir, une partie de l'énergie restituée étant utilisée pour faire circuler un courant de forme et d'amplitude déterminées dans la base d'un second transistor de commutation dit "de puissance" alimentant les bobines de déviation horizontale. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-desuus comportant, entre autres, un générateur de. signaux de synchronisation lignes ayant utile borne de sortie active, un transistor de commande, un moyen de couplage et d'adaptation constitué par un transformateur, un condensateur réservoir, une diode commutatrice et un transistor de puissance. Le transistor de puissance équipant l'étage final d'un circuit de balayage horizontal est commandé par un courant de base dont la forme et l'amplitude sont spécifiées à l'intérieur de limites très étroites afin d & ter que ledit transistor ne soit amener à dissiper une puissance excessive préjudiciable à sa durée de vie : en effets ce composant est soumis à de très sévères conditions de commutation mettant en Jeu tout à la fois des courant s intenses et des tensions élevées ; dans ces conditions, un courant de base surabondant provoque une dissipation excessive de puissance par accumulation de porteurs dans les jonctions, alors qu t un courant de commande insuffisant produit également une dissipation excessive du fait que le transistor de puissance ntest pas amené en régime de saturation. Lors de la conception d'un générateur de balayage horizontal, on est amené à prendre certaines précautions pour maintenir le courant de base à l'intérieur des limites specifiées, ce qui implique un ensemble de mesures complexes et coûteuses allant de la stabilisation rigoureuse des tensions d'alimentation au tri de certains composants. Un des buts de la présente invention est de réaliser à peu de frais un générateur de balayage horizontal dont l'amplitude de courant de base du transistor de puissance est dans une large mesure indépendante des valeurs des tensions et de la forme des signaux appliqués au montage, ainsi que des dispersions de caractéristiques des composants actifs et passirs. Selon l'invention, le procédé d'obtention de conditions opti d'attaque males/du transistor de puissance ci un genérateur de balayage horizontal comportant notamment un premier transistor de commutation dit "de commande" sur la base duquel sont appliquées des impulsifs de synchronisation lignes et dans le collecteur duquel est insérée une inductance emmagasinant de l'énergie pendant la période de conduction du premier transistor précité, puis la restituant pendant la période de blocage sous forme d'une tension stockée dans un condensateur réservoir, une partie de l'énergie restitue étant utilisée pour faire circuler un courant de forme et d'am- plitude déterminées dans la base d'un second transistor de commutation dit "de puissance" alimentant les bobines de déviation horizontale, est notamment remarquable en ce que le tep de conduction du transistor de commande est asservi à l'intensité du courant circulant dans 17inductance d'emmagasinage d'énergie, De la sorte, la quantité d'énergie 1/2 LI2 emmagasinée dans l'inductance ne dépend pas de la valeur de L, qui est invariable, et de la valeur d.6terminee de I qui provoque le blocage du transistor de commande. Pendant les période de blocage du transistor de commande, on obtient ainsi aux bornes de l'inductance des variations de tension de forme et dtamplitude égales permettant d'attaquer le transistor de puissance dans les conditions optimales prescrites. également, selon llinvention, le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, comprenant entre autres un générateur de signaux de synchronisation lignes ayant une borne de sortie active, un transistor de commande, un moyen de couplage et d'adaptation constitué par un transformateur, un condensateur ré réservoir, une diode autocommutatrice et un transistor de puissance est notamment remarquable en ce que la borne de sortie active du générateur de signaux de synchronisation lignes est reliée par un réseau différentiateur comportant un condensateur et une résistance à une borne de commande d'un circuit basculeur bistable dont une borne de sortie est réunie à la base du transistor de commande, et en ce qu t une borne de remise à zéro dudit circuit basculeur bistable est reliée à une extrémité d'une résistance disposée dans le circuit d'alimentation du transformateur. Ainsi, la bascule provoque la mise en conduction du transistor de commande par le front arrière différentié de l'impulsion de synchronisation lignes, le retour à l'étant de blocage s'effectuant par la borne de remise à zéro lorsque la chute de tension aux bornes de la résistance a atteint une valeur correspondant à un courant déterminé circulant dans le primaire du transformateur, qui peut être du type "autotransformateur". ta description qui va suivre en regard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure 1 représente le schéma de principe du dispositif selon l'invention. La figure 2 représente une forme de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 3 représente des oscillogrammes relevés en diffé rents points du montage de la figure 2. Sur la figure 1, la borne de sortie 1 d'un générateur 2 d'impulsions de synchronisation de lignes est reliée par un réseau différentiateur comprenant un condensateur 3 et une résistance 4 à une borne de commande 5 d'une bascule histable 6 dont la borne de sortie 7 est réunie à la base d'un transistor interrupteur de commande 8 de type NPN. Le collecteur du transistor 8 est alimenté à travers une in ductance 9, en série avec une résistance 10, à partir d'un con ducteur 11 réuni à une borne positive 12 d'une source de tension continue Vb dont la borne négative 1) est reliée par un conduc teur 14 à une masse commune 15. Le point commun à 1'inductance 9 et à la résistance 10 est connecté à une borne 16 de remise à zéro de la bascule bistable 6, tandis que l'émetteur du transis tor 8 est relié au conducteur négatif 14. L'anode d'une diode de récupération 17 est reliée au collec teur du transistor 8, un réseau constitué d'un condensateur élec trochimique réservoir 18 en parallèle avec une résistance 19 étant disposé entre la cathode de la diode 17 et le conducteur négatif 14. Sur la figure 2, dont les références sont communes à la figure 1, la bascule bistable 6 comprend deux transistors 2O et 21 de type PNP dont les émetteurs sont directement reliés au conducteur positif 11. La connexion commune à la base du transistor 20 et au collecteur du transistor 21, qui constitue la borne de commande 5 de la bascule bistable 6, est par ailleurs reliée au conducteur positif 11 par la résistance de différentiation 4. Le collecteur du transistor 20 est relié au conducteur négatif 14 par deux résistances 22 et 23 en série dit le point commun, réuni à la base du transistor 8, constitue la borne de sortie 7 de la bascule bistable 6.La cathode d'une diode de protection 24 est reliée au collecteur du transistor 8, l'anode étant par ailleurs réunie par une résistance 25 a la base du transistor 20. Le dispositif équivalent à l'inductance 3 de la figure 1 est un transformateur 26 dont 1 l'enroulement primaire 27 est branché de la même façon que l'inductance précitée, l'enroulement secondaire 28 ayant ses extrémités reliées par une inductance de mise en forme 29 et par une résistance 30 respectivement à la base et à l'émetteur du transistor de puissance )l de type NPN constituant l'étage final de balayage horizontal cathode d'une diode autocommutatrice 32 est reliée à la bave du transistor 31, tandis que l'anode est réunie tout à la fois à l'émetteur dudit transistor et au conducteur négatif 14 Le collecteur du transistor 31, relié à une borne 33, est alimenté à partir du pôle positif d'une source de tension continue non représentée, à travers les bobines de déviation horizontale. Le fonctionnement du montage de la ure 1 peut s'expliquer de la façon suivante : les impulsions de synchronisation lignes en forme de créneaux issues du générateur 2 (figure 3, oscillc- gramme 40) sont différentiées par la cellule constituée par le condensateur 3 et la résistance 4 d façon à obtenir des impul sions de polarité positive (oscillogramme 41) et négatives (ocillogramme 42). Seule l'impulsion négative 42 corraspondant au flanc arrière de l'impulsion de synchronisation lignes 40 est utilisée pour placer la sortie 7 du basculeur bistable 6 dans lLn etat tel qu'il rende conducteur le transistor 8 ; à ce moment l'inductance 9 alimentée par la source Vb et le courant qui la traverse erott de façon sensiblement linéaire jusqu'à ce que la tension aux bornes de la résistance 10 ait atteint une valeur suffisante pour ramener le basculeur bistable 6 à l'étant initial par la borne de remise à zéro 16. Au moment de la coupure du transistor 8, 1 'énergie accumulée dans l'inductance 9 est libérée sous la forme d'un courant décroise sant linéairement qui vient charger le condensateur réservoir 18 à travers la diode 17 ; après un certain nombre de cycles de fonctionnement, la tension aux bornes de ce dernier se stabiliserait à une valeur supérieure à celle de la source Vb en raison de la surtension développée aux bornes de 1tinductance 9 au moment de la coupure. La résistance 19 évite le blocage du processus en dissipant une partie de l'énergie récupérée. ttoscillograsme 43 représente le courant de base du transistor 8 et l'oscillogramme 44, en traits interrompus, le courant circulant dans l'inductance 9, avec la ligne 45 représentant le courant limite pour lequel se produit le blocage du transistor 8. Sur la figure 2, la bascule bistable Ó comporte les deux transistors 20 et 21, le premier étant alternativement conducteur et bloqué pendant des portions importantes du cycle de fonctionnement: le second étant bloqué pendant la quasi totalité du cycle. Le transistor 20 est mis en conduction par l'impulsion négative différentiée 42 (figure 3), ce qui porte la base du transistor de commande 8 à une tension positive le plaçant également en saturation. Après la disparition de l'impulsion 42, le transistor 20 est maintenu conducteur par la chute de tension dans la résistance 4 due au courant se refermant par la résistance 25, la diode 24 et le transistor 8 en saturation. Pendant ce temps, le transistor 21 est bloqué et le reste jusqu a ce que la chute de tension dans la résistance 10, due à la croissance du courant dans le primaire du transistor 27, soit suffisante pour le porter à saturation, ce qui court-circuite la jonction base-émetteur du transistor 20, entratnant son blocage et, en conséquence, celui du transistor 7. A cet instant, le circuit de base du transistor 20 cesse d'être alimenté, ce qui le maintient en état de blocage, et le processus ci-dessus se répète à l'apparition d'une nouvelle impulsion de synchronisation lignes.La diode 24 a pour fonction de protéger la jonction base-émetteur du transistor 20 d'une tension inverse excessive induite dans le primaire 27 au moment du blocage du transistor 8. Afin d'obtenir la forme requise du courant de base du -ran- sistor 31, le circuit secondaire du transformateur 26 comporte une inductance 29 et une résistance 30 qui confèrent au courant traversant l'enroulement primaire 27 l'allure représente par 1 t oscillogramme 46, et une allure semblable au courant secondaire représentée par l'oscillogramme 47. La portion du courant située en dessous de l'axe zéro de l'oscillogramme 47 circule dans la diode 32 alors que la portion supérieure circule dans la Jonction base-émetteur du transistor 31, ledit courant de base étant repr4- senté par 1 ' oscillogramme 48. Ainsi qu'il a été précédemment indiqué, la quantité d'énergie 1/2 LI2 emmagasinée dans l'inductance équivalente vue du pri- maire 27 du transformateur 26 est théoriquement indépendante de la valeur de la tension vb ; ceci ne demeure pas rigoureusement exact en pratique car le minimum de courant circulant dans ladite inductance ne correspond pas à une valeur nulle (oscillogrammes 44 et 46). Dans ces conditions, l'énergie résiduelle au moment où le courant recommence à croître en fonction de la différence entre la tension récupérée aux bornes du condensateur 18 et la tension de la source Vb ; ceci n'est pas gênants car en règle générale la tension Vb est suffisamment stable pour que cet effet ne soit pas perceptible ; en revanche, le montage selon l'inven- tion permet d'obtenir un courant de base du transistor Ce puise sanve remarquablement indépendant du gain du transistor 8, du rapport cyclique des impulsions de synchronisation lignes et partant, de la définition. Un avantage supplémentaire du dispositif selon l'invention réside dans le fait qu'une disparition accidentelle impulsi@ i de synchronisation lignes se traduit par le blocage irrinédiat de tous les transistors du montage. - REVENDICATIONS 1.- Procédé d'obtention de conditions optimales d'attaque du transistor de puissance d'un générateur de balayage horizontal comportant notamment un premier transistor de commutation dit "de commande': sur la base duquel sont appliquées des impulsions de synchronisation lignes et dans le collecteur duquel est insérée une inductance emmagasinant de l'énergie pendant la période de conduction du premier transistor précité puis la restituant pendant la période de blocage sous la forme d'une tension stockée dans un condensateur réservoir, une partie de l'énergie restituée étant utilisée pour faire circuler un courant de forme et d'amplitude déterminées dans la base d'un second transistor de commutation dit "de puissance" alimentant les bobines de déviation horizontale, caractérisé en ce que le temps de conduction du transistor de commande est asservi à l'intensité du courant circulant dans l'inductance d'emmagasinage d'énergie. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ion la revendication 1, comportant entre autres un générateur de signaux de synchronisation lignes ayant une borne de sortie active, un transistor de commande, un moyen de couplage et d'adaptation constitué par un transformateur, un condensateur réservoir, une diode autocommutatrice et un transistor de puissance, caractérisé en ce que la borne de sortie active du générateur de signaux de synchronisation lignes est reliée par un réseau différentiateur comportant un condensateur et une résistance à une borne de commande d'un circuit basculeur bistable dont une borne de sortie est réunie à la base du transistor de commande, et en ce qutune borne de remise à zéro dudit circuit basculeur bistable est reliée à une extrémité d'une résistance disposée dans le circuit dtalimentation du transformateur. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit basculeur bistable comporte un premier transistor et un second transistor de même polarité. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une liaison directe est établie entre le collecteur du premier transistor et la base du second transistor précités. 5.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la liaison directe entre le premier transistor et le second transistor est couplée par une résistance, montée en série avec une diode semiconductrice, avec le collecteur du transistor de commande. 6.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 a 5, ca- ractérisé en ce que la base du premier transistor constitue la bor- ne de remise à zéro du circuit basculeur bistable. 7.- Dispositif selon ltensemble des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la connexion commune à deux résistances dispo- sées en série dans le collecteur du second transistor constitue la borne de sortie du circuit basculeur bistable.