Brevet FR2210050A1 — publié le 19740705

L'invention concerne un amplificateur de sortie équilibré en série servant à amplifier une grandeur d'entrée constamment présente à l'état de travail, en particulier un circuit amplificateur de sortie pour la déviation verticale dans un récepteur de télévision comportant une combinaison-en série d'au moins un premier et un deuxième transistor montés entre deux connexions d'alimentation, une première borne de sortie étant couplée à une liaison entre le premier et le deuxième transistor et une deuxième borne de sortie étant reliée au moins du point de vue du courant alternatif avec une des connexions d'alimentation précitées, avec une résistance connectée d'une part à la base d'un des transistors est reliée d'autre part à un condensateur. Dans "Philips Application Information 256", p. 5, on décrit un tel amplificateur de sortie qui sert à fournir le courant de déviation à une bobine de déviation verticale d'un récepteur de télévision. Dans ce cas, le condensateur sert de condensateur d'alimentation en retour et est relié à la base de l'un des transistors. L'invention a pour but de fournir un dispositif de sécurité de courtcircuit pour un amplificateur du genre envisagé dans le préambule qui ne demande que peu de composants supplémentaires. Un amplificateur de sortie équilibré en série du genre envisagé dans le préambule est, conformément à l'invention, caractérisé en ce que le point de liaison de la résistance et du condensateur est couplé du point de vue courant continu à une diode, la diode et le condensateur formant, pour une tension alternative de sortie de l'amplificateur, un circuit redresseur qui fournit une tension de polarisation nécessaire pour le fonctionnement du transistor dont la base est reliée à la résistance. Si, dans un circuit de ce genre, les bornes de sortie sont court-circuitées , la tension continue engendrée par la diode aux bornes du condensateur disparait et bloque le transistor qui recevait -sa tension de polarisation de ce condensateur, de sorte que l'étage équilibré ne peut plus fournir de puissance aux bornes de sortie court-circuitées. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple.non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réaliste. Les figures 1, 2, 3 et 4 sont des schémas de principe de forme de réalisation d'un awplificateur de sortie équilibré en série conforme à l'invention. Sur la figure 1, à une entrée 1 d'un préamplificateur 3 est appliquée une tension en dents.de scie qui esttransmise par l'intermédiaire d'une sortie 5 du pré-amplificateur 3 à la base d'un transistor npn 7 servant de transistor de commande. L'émetteur du transistor 7 est à la masse par l'intermédiaire d'une combinaison en parallèle d'une résistance 9 et d'un condensateur de découplage ll et le collecteur est relié par l'intermédiaire d'une combinaison en série des résistances 13 et 15 à une extrémité d'un condensateur 17 dont l'autre ex trématé est reliée à une première borne de sortie 19. Le collecteur est connecté par ailleurs à la base d'un transistor pnp 21 qui forme avec le transistor npn 23 qui se trouve en série avec lui un étage de sortie équilibré en série. Cet étage de sortie peut fournir à la borne de sortie 19 connectée à une prise entre les résistances 25 et-;7 reliant les émetteurs des transistors 21 et 23 un signal amplifié par le transistor 7. Outre la base du transistor 21, la base du transistor 23 est également commandée par le transistor 7, cette base étant reliée avec le point de liaison des résistances 13 et 15. Dans l'état de fonctionnement normal, la borne de sortie 19 fournit un courant en dents de scie à une bobine de déviation pour la déviation verticale 29 qui, par ailleurs, est connectée à une deuxième borne de sortie 31 par l'intermédiaire d'une combinaison en série d'un condensateur 33- et d'une résistance 35 ; ces derniers forment un circuit basse impédance pour le courant alternatif à une connexion 0 d'une source d'alimentation non représentée à iaquelle est également relié le collecteur du transistor 21. Une autre connexion de la source d'alimentation est reliée au collecteur du transistor 33. La liaison entre le condensateur 33 et la résistance 35 est connectée dans des buts de contre-couplage à une autre entrée 32 de l'aplificateur 3. Le condensateur 17 servant de capacité d'alimentation en retour forme, avec une diode située entre la liaison de celle-ci avec la résistance 15 et la deuxième borne de sortie 31, un circuit redresseur qui, en présence d'une tension de sortie aux bornes de la bobine de déviation 29 telle que celle-ci se produit à l'état de fonctionnement normal, engendre une tension continue aux bornes-du condensateur 17 qui fournit le courant de base du transistor 23 par l'intermédiaire de la résistance 15 reliée à la base de celui-ci. La liaison entre le condensateur 17 et la diode 37 est en effet alors positive par rapport à la borne de sortie 19 et donc par rapport à l'émetteur du transistor 23 relié à la sortie 19. Lorsque les bornes de sortie 19 et 31 sont court-circuitées, la tension continue aux bornes du condensateur 17 disparait et le transistor 23 est bloqué ainsi que la combinaison en série avec le transistor 21. Aucun de ces transistors ne peut donc alors être surchargé. Pour pouvoir obtenir après un court-circuit ou après l'enclenchement du circuit à nouveau une tenslon. de.polarisation sur le transistor 23, on a prévu un diviseur de tension comportant. une résistance 34 et une résistance 38 entrè les bornes 0 et + de la source d'alimentation-à une prise de laquelle est connectée la deuxième borne de sortie 31.De ce fait, en l'absence d'une tension continue aux bornes du condensateur 17, le transistor 2l'peut tirer un faible courant} par suite, par l'intermédiaire de ce transistor, on peut obtenir une tension alternative de sortie qui peuttprovoquer à nouveau une tension continue aux'bornes du condensateur 17 1 il s'ensuit qu'un état de travail normal déterminé par un.contre-couplage présent dans le circuit peut être atteint. En cas de court-cirèuitage d'une des bornes de sortie 19, 31 par rapport à la masse, le transistor 23 pourrait être surchargé parce qutil se produit alors une pointe de courant continu à la sortie qui peut persister jusqu'à ce que le condensateur 17 soit décharge.Pour limiter l'amplitude de cette pointe de courant continu, on a prévu entre la base du transistor 23 et la liaison entre les résistances 25 et 27 un circuit limiteur de tension ayant la forme d'une résistance dont ls valeur est fonction de la tension 39 qui limite la tension aux bornes de la résistance 27 et, de ce fait, le courant à travers le transistor 23 à une valeur de sécurité. Une variation éventuelle de tension d'alimentation n'a pas d'influence sur le courant de sortie du circuit si la commande reste constante. La tension aux bbrnes du condensateur 17 conserve la -même valeur et le courant à travers la résistance 15 ne varie pas parce qu;à partir des bornes de sortie du circuit il n'y a pas de liaison vers la borne positive de la source de tension d'alimentation. La valeur ohmique des résistances du diviseUr de tension 34 et 38 est relativement grande et le transistor 23 est une source de courant. Dans le cas où les transistors 21 et 23 sont commandés à l'aide d'une tension en dents de scie croissant lentement pendant le temps d'aller de la dé- viation, tension en dents de scie qui diminue rapidement dans le temps de retour, le transistor 23 est conducteur dans la deuxième moitié du temps d'aller. Au début du temps de retour, le courant à travers ce transistor qui a alors sa valeur maximale diminue brusq'i.ement de sorte que, par suite de la self-induction de la bobine de déviation 29, il apparait à la première borne de sortie 19 un saut de tensionnégative qui s'efforce decontrecarer cette dimenon. De ce fait, il apparait aux bornes du transistor 23 une tension élevée, tandis que la valeur de courant est encore grande.Le courant à travers le transistor est cependant fortement limité à cet instant par suite de l'utilisation de la diode 37 parce que cette diode est alors conductrice et le courant à travers la bobine de dé viation ne doit plus être fourni que pour une petite partie par le transistor 23. A l'état de fonctionnement normal du circuit, il s'ensuit que, chaque fO. des instants ou il se produit une charge de pointe du transistor 23, une tie de cette charge de pointe est reprise par la diode 37, ce qui constitue * grand avantage pour des circuits de déyiation. Sur la figure 2, les composants correspondant à ceux de la figure t portent les-mêmes références. Le circuit de la figure 2 diffère principale ment de celui due la figure 1 par le fait que l'on utilise des transistors de même type au lieu de transistors complémentaires dans un circuit équilibré en série On utilise par ailleurs une commande de l'étage final telle que la tension aux bornes de sortie est en opposition de phase par rapport à celle de la figure la L'entrée 1 est reliée à la base d'un transistor pnp 40 qui est -relié, par ailleurs, par l'intermédiaire d'une résistance ajustable 41, à une source de-tension d'ajustage provenant d'un diviseur de tension 43, 45. Le collecteur du transistor 40 est relié par l'intermédiaire d'use résistance 47 à la base d'un transistor npn 49 et l'émetteur à la deuxième bOFi ne d'entrée 31 pour l'obtention d'un contre-couplage. L'émetteur du transistor 49 est relié à la connexion 0 de la sous dialimentation et le collecteur, par l'intermédiaire de la combinaison en si d'une diode 51 et de la résistance 27, est relié à l'émetteur du transistor 13. -La diode 5t est shuntée par une résistance 39 dont la valeu-r est fonction de la tension. La base du transistor 23 est reliée par l'intermédiaire d'une dis de 53 au collecteur du transistor 49. La liaison de la résistance 15 avecla diode 37 et le condensateur 17 est reliée au collecteur du transistor 23 par l'intermédiaire d'une résistance 55 qui doit faire démarrer le circuit comme OÈ l'a décrit pour la résistance 38 sur la figure 1. Ce collecteur est relié, 'labO ce cas, par l'intermédiaire d'une combinaison en parallèle d'une diode 57 et d'un condensateur59 à la borne- positive + de la source d'alimentation. La résistance 35 et le condensateur 33 sont intervertis par rapport à la figure 1 et leur point de liaison est relié par l'intermédiaire d'un cono densateur 61 à la résistance 41 pour fournir une tension de correction à la base du transistor 40. La diode 37 est reliée par son anode au point de liaison de la ré-- sistance 35 et du condensateur 33. Le fonctionnement du circuit de protection avec la diode 37, le condensateur 17 et la résistance 15 est tout à fait identique à celui de la figure 1. Le -démarrage du circuit après un court-circuit ou lors de'l'enclenchement se fait dans ce cas à l'aide de la résistance 55 qui transmet un faible courant à travers le transistor 23 vers le condensateur 33 et qui, dans ce cas, par suite de son placement dans le circuit de base du transistor 23 donne encore moins de perte que la résistance 38 de la figure 1. La tension en dents de scie à l'entrée est alors-telle que la tension à la base du transistor 49 augmente lentement pendant le temps d'aller de base de temps et baisse rapidement pendant la course de retour. Pendant la première partie de la course de base de temps, le transistor 23 conduit à l'état de fonctionnement normal sous l'influence de la tension aux bornes du condensateur 17 dru courant à la bobine de déviation 29. -La diode Si est alors bloquée. Le condensateur 17 se décharge fortement par suite du -courant à travers la résistance 15. Dans la deuxième moitié de la course de la base de temps; le transistor 49 devient conducteur et le transistor 23 est bloqué par suite de Ia.chute de tension qui se produit alors aux bornes de la diode 51.La tension aux bornes de la bobine-de déviation 29 diminue toujours pendant le temps d'aller. Pendant-la dernière partie de la course, la tension aux bornes de la bobine de déviation 29 deviént de plus en plus négative, la diode 37 devient conductrice et charge le condensateur 17 pour l'obtention du courant de commande de base du transistor 23 au début de la course suivante. Au début de la coures de retour de la base de temps, le courant à travers le transistor 49 diminue rapidement et la tension aux bornes de la bobine de déviation 29 augmente brusquement et devient positive de sorte que la diode 57 est bloquée. Le transistor 23 conduit un peu dans le sens inverse ou une diode 62 connectée en parallèle à celui-ci devient conductrice et la bobine de déviation 29 forme avec le condensateur 59 un circuit de résonance de sorte que l'on obtient une course de retour rapide. Pendant la deuxième partie de la course de retour, le transistor 23 est conducteur dans le sens normal et le transistor 49 fournit par suite du blocage de la diode 51 uniquement la commande pour le transistor 23. Du fait que, dans ce circuit, le condensateur 17 est chargé pendant un temps plus long que dans le circuit de la figure 1 et parce que le courant de base du transistor 23 doit diminuer pendant la première partie du temps d'aller, on peut appliquer des charges intenses du condensateur 17 dans cette première partie du temps d'aller et la capacité de ce condensateur peut être notablement plus petite que dans le cas de la figure 1. La tension moyenne aux bornes de la résistance 15 est de ce fait aussi moindre, de sorte que la dissipation dans cette résistance est plus petite que dans le cas de la figure 1. Dans le cas d'un court-circuitage des bornes de sortie, la tension aux bornes du condensateur par suite du fait qu'il a une plus petite capacité disparait très rapidement de sorte que le transistor 23 est bloqué très rapidement. Dans le cas d'un court-circuitaige de la borne de sortie t9 vers la masse, le transistor 23 ne peut pas conduire trop fortement parce que la résistance non linéaire 39 assure une limitation de la tension aux bornes de la résistance 27. Dans ce cas également, la petite valeur de capacité du condensateur 17 est avantageuse parce que le transistor 23 ne peut conduire qutaussi longtemps que le condensateur 17 a de la charge et ce temps est plus petit que dans le cas dela figure 1. Si l'on ne cherche pas à obtenir une course de retour rapide, la combinaison en parallèle de la diode 57 et du condensateur 59 peut être supprimée. La figure 3 représente un circuit pour un cas de ce genre. Une autre différence avec le circuit de la figure 2 est que le circuit redresseur servant à fournir le courant de base du transistor 23 est connecté de telle façon à la sortie que dans le. circuit 33, 35 qui, dans ce cas, est également connecté comme sur la figure 1, dans les périodes de course aucun courant ne peut circuler qui circule également à travers le circuit redresseur. La tension de contrecouplage qui apparait aux bornes de la résistance 35 est alors uniquement fonc tion du courant à travers la bobine de déviation 29. Le circuit redresseur est formé dans ce cas par une diode 36 reliée à la borne de sortie 19 et le condensateur 16 vers la ligne 0.Le point de liaison de la cathode de la diode 36 et du condensateur 16 est relié à la résistance 15 qui, par ailleurs, est connectée à la base du transistor 23. La résistance 15 est scindée en une résistance 15a et une résistance 15b entre lesquelles est connecté le condensateur d'alimentation en retour 17. Les composants correspondant à ceux des figures précédentes portent les mêmes références. Pour leur description, on se référera à la description de ces figures. Le circuit redresseur 36, 16 fournit lors d'une commande correspon dant à celle de la- figure 2 uneAtension continue positive parce que-le condenateur 16 est chargé pendant les temps de retour de trame par les impulsions de retour à lancée positive. La protection se fait de la façon décrite en regard de la figure 2. Le condensateur 33 peut évidemment également'être placé entre la connexion 19 et le point de liaison de la résistance 27, de la diode 51, de la résistance dont la valeur est fonction de la tension 39 et de la diode 36 ou en série avec la bobine de déviation 29 entre les connexions 19 et 3t. Le circuit de la figure 3 convient également pour une commande avec laquelle à la sortie on obtient une impulsion de retour à lancée négative. Un circuit qui, èomme celui de la figure 3, convient également pour une commande avec laquelle on obtient à la sortie une impulsion de retour à lancée positive ou à lancez négative est représenté sur la figure 4. Le circuit de la figure 4 diffère de celui de la figure 3 en ce que, outre le circuit~redresseur 36, 16, se trouve encore un autre circuit redresseur qui est constitué par la diode 37 qui est reliée par son anode au point de liai- son de la diode 36 et du condensateur 16 et le condensateur d'alimentation en retour 17 dont l'extrémité reliée à la résistance de base 15 est connectée à la cathode de la diode 37. --Le condensateur 16 qui, comme sur la figure 3, peut être relié à une des connexions d'alimentation est relié ici à la connexion pesitive. Dans la partie la plus positive de la tension à la borne de sortie 19, la. diode 36 est conductrice et charge le condensateur 16 tandis que dans la partie la plus négative la diode 37 est conductrice et charge le condensateur 17. Du fait qu'une des diodes 36 ou 37 est toujours conductrice,. si la tension alternative de sortie a une grande amplitude, aucun des transistors 23, 49ne doit conduire dans le sens inverse. Une~diode en parallèle à un des tran- sisters ntest dans ce cas plus nécessaire ; Si cet avantage n'est pas important, la diode 36 peut être remplacée par une résistance. Bien que le circuit soit décrit pour l'utilisation dans un circuit de déviation verticale, il est évident que dans une forme appropriée n'importe quel circuit équilibré en série commandé de façon continue peut etre équipé d'un circuit de protection conforme à l'invention. Il est par ailleurs clair qu'en série avec les diodes 36 et 37; on peut monter au besoin une résistance ou une bobine. D'autre part1 de façon ap propriée, on peut utiliser des transistors d'un autre type de conduction dan. les circuits. La résistance non linéaire ou la diode de mener 39 peut être omise sur les figures 2, 3 et 4 si la diode 51 a une tension de Zener suffisamment basse ou si la protection obtenue par celle-ci n'est pas désirée. REVENDICATIONS : 1. Amplificateur de sortie équilibré en série servant à amplifier une grandeur d'entrée consta-ment présente à l'état de travail, en particulier un circuit an.plificateur de surtie pour la déviation verticale dans un récepteur de-télévision ocnp-crtant une-combinaison en série d'au moins Lm premier et un deuxième transistor montés entre deux connexions d'alimentation, une première borne de sortie étant couplée à une liaison entre le premier et le deuxième transistor et une deuxième-borne de sortie étant relie au moins du point de vue du courant alternatif avec une des connexions d'alimentation précites, avec une résistance connectée d'une part à la base d'un des transistors est reliée d'autre part à un condensateur, cet amplificateur étant caractrisé en ce que le point de liaison de la résistance et du condensateur est couplé du point de vue courant continu à une diode, la diode et le condensateur formant, pour une tension alternative de sortie de l'amplificateur, un circuit redresseur qui four- nit une tension de polarisation nécessaire pour le fonctionnement du transistor dont la base est reliée à la résistance. 2. Amplificateur de sortie équilibré en série selon la revendication l, caractérisé en ce que dans le circuit base-émetteur du transistor dont la base est reliée à la résistance précitée se trouve un circuit limiteur qui limite le courant de collecteur du transistor.