Brevet FR2323187A1 — publié le 19770401

L'invention a pour objet un système de régulation haute tension, notamment pour réguler des sources de puissance utilisées avec des systèmes de déviation. Il est connu dans la pratique, de dériver la tension de sortie d'un tube cathodique, tel qu'un tube cathodique de télévision, par le redressement des impulsions de retour horizontal obtenu à partir du système de déviation associé au tube. Il est reconnu qu'une augmentation de la tension de sortie peut être provoquée par une augmentation de la tensionsecteur qui excite le récepteur de télévision, ou par une diminution du courant électronique du tube, et dans ce dernier cas, on dit que l'on a une décroissance de la charge du faisceau. Une haute tension excessive peut provoquer des arcs à l'intérieur du tube d'où une détérioration éventuelle des composants, ou production nuisible de rayons X à partir dudit tube.Le courant continu alimentant le système de déviation peut être régulé pour pallier substantiellement une augmentation de la haute tension provoquée soit par les variations de la tension-secteur, soit par les variations du courant électronique du tube. Un type de régulateur connu utilisé avec des systèmes de déviation, est un régulateur de commutation dans lequel la durée d'enclenchement du commutateur interposé entre une source de courant et de système de déviation, peutetre contrôlé pour effectuer la régulation. Un régulateur à commutation peut être un transformateur relié au système de déviation, ledit transformateur assurant une fonction d'isolation permettant au régulateur d'être relié à une source de puissance d'entrée alors que le système de déviation peut être isolé de cette source d'entrée. Un tel régulateur est décrit dans la demande de brevet américain nO 607.512 déposée le 25 Août1975 et intitulée "Synchronized And Regulated Power Supply".Cette demande de brevet améri*in décrit un dispositif dans lequel un oscillateur est couplé par un transformateur à un régulateur pour synchroniser le fonctionnement de la source d'alimentation avec la fréquence de déviation horizontale pour minimiser les effets visibles de la commutation de la source de puissance. Le transformateur sert à isoler l'oscillateur de la source de puissance. L'amplitude des impulsions de l'oscillateur est représentative des variations du courant continu du système de déviation provoquées par les variations du secteur. Avec un tel dispositif, le nombre de liaisons entre les parties isolées et non-isolées du récepteur sont réduites. Il est cependant souhaitable également de réguler un tel dispositif contre les variations de la haute tension provoquées par la charge du faisceau et de garder le nombre de connexions entre les parties isolées et non-isolées minimum. Selon'l'invention, un régulateur de commutation d'une puissance d'alimentation fournie une tension de fonctionnement pour un système de déviation qui à son tour fournit la tension de sortie pour un tube à rayons cathodiques, tension qui est sujette à des variations provoquées par la charge du faisceau du tube. La commutation du régulateur est synchronisée par une impulsion de synchronisation. La largeur de l'impulsion de synchronisation est déterminée par un signal de contrôle relié à un étage à transistors qui comprend un réseau différentiateur pour différentier l'impulsion de synchronisation. Le signal de commande est produit par des circuits de détection reliés à un signal représentatif de la tension d'acceMiadon. D'autres avantages, caractéristiques et détails apparai- tront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre exemple, et dans lesquels - la figure 1 représente un système de déviation utilisant un système de régulation haute tension conforme à llin- vention ; et - les figures 2 et 3 représentent de façon plus détaillée des sources d'alimentation qui peuvent être utilisées avec le système décrit en référence à la figure 1. En se référant à la figure 1, une source de puissance et un régulateur 10 convertissent une tension alternative en une tension continue régulée disponible aux bornes de sortie B et C. La borne C est reliée à un système de déviation horizontale similaire à un type de commutateur utilisant deux éléments conducteurs bi-directionnels, tels que des redresseurs au silicium commandés, tel que décrit dans le brevet américain n 3.452.244. Le courant continu à la borne C est relié par l'intermédiaire d'une réactance d'entrée il à un commutateur 12 qui assure une conduction,pendant la partie de commutation de chaque cycle de déviation, par des impulsions de synchronisation obtenues à partir d'un oscillateur horizontal 20.L'énergie stockée dans la réactance d'entrée Il est utilisée pour charger des condensateurs de commutation 13 par l t intermédiaire d'une bobine de commutation 13a. Un commutateur 14 pour le balayage ligne ou commutateur aller commandé par des signaux de commande obtenus à partir d'un diviseur de tension comprenant une résistance 21, un condensateur 22, et un condensateur 23, monté aux bornes du commutateur 12, et un réseau de mise en forme comprenant une résistance 24 et une inductance 25 permet au courant de balayage de circuler dans les bobinages de déviation horizontale 15 et dans le condensateur 16Aiseen forme en S. Le courant de balayage horizontal circule également à travers un bobinage primaire 17a et dans un condensateur de couplage 18 pour permettre l'excitationdutransformateur 17 pendant chaque cycle de déviation horizontale.Un troisième bobinage 17b du transformateur 17 applique les impulsions de retour horizontal à un ensemble 19 multiplicateur de tension et redresseur pour produire une haute tension continue appropriée qui est appliquée à la borne de sortie d'un tube cathodique de télévision, comme tension d'accélération ou tension de sortie Comme la tension de sortie du tube est dérivée à partir du circuit de déviation horizontale, il est souhaitable de réguler la haute tension contre les variations provoquées par les variations du courant électronique du tube du fait de la modulation des signaux vidéo. Une haute tension continue régulée élimine substantiellement la possibilité d'endommager les composants du récepteur de télévision, et élimine la possibilité excessive d'une radiation de rayons X souvent associée à une haute tension excessive appliquée au tube.Le reste du circuit représenté sur la figure 1, et les modes de réalisation des sources de puissance représentés sur les figures 2 et 3 sont utilisés pour contrôler la tension B+ à la borne C fournissant une haute tension continue régulée. L'onde de tension périodique 26 obtenue à partir du bobinage secondaire 17c est redressée et filtrée par une diode 27 et un condensateur 28. Cette tension positive est reliée par une diode de blocage 29 au point de jonction d'une résistance 30 et d'une diode zener 31. La combinaison série d'une résistance de polarisation 33, de la diode zener 31, et de la résistance 30 fournit un courant de repos pour le transistor 32, qui a son chemin conducteur principal relié à une source B± à la borne D par l'intermédiaire des résistances 34 et 35. La diode zener 31 décale la tension aux bornes du condensateur 28 jusqu'à un niveau de commande approprié pour le transistor 32. Une augmentation de la tension positive passant par la diode 29, du fait d'une augmentation des ondes de tension du transformateur 17, est appliquée à la diode zener 31, et à pour conséquence une décroissance de la conduction du transistor 32, dont l'effet va être explicité ci-dessous. L'oscillateur horizontal 20 fournit des impulsions de synchronisation 38 à la fréquence horizontale, qui sont reliées par une résistance 37 et un condensateur 36 au point de jonction entre le collecteur du transistor 32 et la base d'un transistor 40. La résistance 35 reliée également au collecteur du transistor 32 et au condensateur 36 fait partie du réseau de différentiation qui différencie la tension 38 illustrée par la forme d'onde 39. Le transistor 40 monté en émetteur-suiveur avec une impédance d'entrée élevée n'influence pas la constante de temps du réseau de différentiation composé du condensateur 36 et de la résistance 35, d'une façon significative. Le collecteur du transistor 32 est également relié au réseau différentiateur, mais du fait que l'impédance du collecteur du transistor est élevée, cela ne charge pas le différentiateur. Ainsi, la forme des impulsions 39 ne change pas avec une variation de la conduction du transistor 32, mais le niveau continu se modifie. La largeur des impulsions 75 dépend du temps pendant lequel le transistor 43 est en conduction, c'est à-dire lorsque la tension sur la base du transistor 40 dépasse une valeur qui est la somme de la tension base-émetteur du transistor 40,delatension base-émetteur du transistor 43, etas la tension de conduction directe de la diode 44. Ainsi, lorsque le niveau continu des impulsions 39 varie par la variation de la conduction du transistor 32, -le temps de conduction du transistor 43 est modifié.La largeur des impulsions 75 augmente lorsque la haute tension-diminue. L'amplitude des impulsions 75 correspond à la tension B+ sur la borne D, tension décroissante avec la tension de saturation du transistor 43 et la tension directe de la diode 44. L'amplitude est par conséquent représentative de toute variation de la tension B+ provoquées par les modifications de la puissance d'entrée. La diode 47 sur le primaire du transformateur 46 protège le transistor 43 des surtensions. Les impulsions 75 apparaissent sur le secondaire du transformateur, mais le niveau moyen reste zéro. Bien que la valeur crête à crête ne change pas, l'amplitude de crête par rapport à zéro et fonction de la durée d'enclenchement.Ainsi, comme les impulsions 75 ont une fréquence de répétition constante, l'amplitude crête par rapport à zéro est fonction de la largeur desdites impulsions. Les impulsions 75 sont reliées par un transformateur 46, et tous les transitoires sont amortis par une résistance 49. Les impulsions peuvent avoir la forme de l'impulsion 53 à la borne E. Ces impulsions sont utilisées pour synchroniser la commutation du régulateur de puissance 10. Une diode 50, un condensateur 51 et une résistance 52 forment un réseau détecteur de crête qui fournitjà la borne B durégulateuretde1nsorce de puissance d'entrée 107une une tension analogique continue re- présentative des variations du courant continu haute tension, etdejatension de courant continu à la borne D. Sur la figure 1, les impulsions 75 sont couplées par llin- termédiaire du transformateur 46 qui fournit l'isolation du circuit secondaire du transformateur 17 de la tension d'entrée. Cette isolation est souhaitable de façon à ce que tout courant continu obtenu à partir des bobinages supplémentaires du transformateur 17, et utilisé pour exciter les autres parties du récepteur de télévision1 est référencé par rapport au chas- sis du récepteur. Cela élimine l'utilisation d'un transformateur de puissance relativement cher, qui autrement serait nécessaire pour obtenir l'isolation du secteur dans le chassis du récepteur de télévision. Avec un tel dispositif d'isolation, le retour pour les circuits de verrouillage et de détection se fait par la borne A de la source de puissance 10. La figure 2 illustre une source de puissance à commutation, similaire à celle décrite dans la demande de brevet britannique nO 24861/75 déposée le 10 Juin 1975, et qui peut être utilisée dans le bloc 10 de la figure 1.pour donner un fonctionnement à isolation pour le récepteur de télévision. La ligne d'entrée ou secteur est reliée à un redresseur à pont 60, et le courant continu positif est relié à un transistor de commutation 61 qui excite le primaire d'un transformateur régulateur de commutation 62. Le secondaire du transformateur 62 est relié par une diode 63 qui redresse l'onde carrée commutée et fournit un courant continu à la borne C pour faire fonctionner le circuit de déviation horizontale.Lorsque le dispositif de la figure 2 est utilisé, la réactance d'entrée 11 de la figure 1 peut être éliminée et la borne C est reliée directement à la bobine de commutation 13a comme cela est représenté sur la figure 2, le bobinage secondaire du transformateur 62 servant effectivement comme source d'énergie stockée qui supprime la nécessité d'avoir ladite réactance d'entrée 11. Une prise sur le secondaire du transformateur 62 est couplée par l'intermédiaire d'une diode 64 et d'un condensateur de filtrage 65, de sorte que le niveau bas de la tension B+ peut être obtenu à la borne D pour exciter la partie de détection du circuit régulateur de la figure 1. il est à noter que le tranformateur 62 sert de transformateur d'isolation, le bobinage secondaire étant relié à la masse du châssis permettant ainsi à tous les circuits de déviation d'être isolés du secteur.Le transistor de commutation 61 a ses états coupé et conducteur commandés par un circuit de commande approprié 66 qui reçoit comme signaux d'entrée la tension de commande analogique de la borne B, et l'impulsion de synchronisation à la borne F. Ainsi, la commutation est synchronisée à la fréquence de dévotion horizontale pour éliminer une source d'interférences avec les signaux vidéo et les intervalles arrêt-marche de chaque cycle de régulation sont contrôlés par la tension analogique de la borne B.Le commutateur de contrôle 66, par exemple, peut comprendre un étage multivibrateur sensible au signal analogique de la borne B, multivibrateur dont le cycle de fonctionnement varie en fonction de la tension de contrôle pour faire varier l'état coupé-conducteur du transistor 61, et dC à le niveau de la tension B+ présente aux bornes C et D. La figure 3 représente un autre type de régulateur qui peut également utiliser les signaux de contrôle analogiques obtenus à partir du circuit de la figure I. La tension alternative est redressée par un redresseur à pont 60, et le courant continu pulsé est rendu continu par un réseau de filtrage comprenant une bobine 67 et un condensateur 68. Le courant continu passe alors par une diode 69 pour arriver à la borne C afin d'exciter le circuit de déviation horizontale de la figure 1. Des résistances 71 et 72montées aux bornes de la source de puissance fournissent à leur jonction un niveau bas de tension 3+ qui est relié à la borne D pour exciter le circuit de détection de la figure 1.Les impulsions de synchronisation 53 sont reliées à partir de la borne F au commutateur de contrôle 73, et la tension de contrôle analogique est reliée par l'intermédiaire de la borne B audit commutateur. de contrôle. Dans le dispositif décrit sur la figure 3, un thyristor 70 est excité à un temps approprié déterminéJpar une impulsion de détection 53 reliée à la borne F; pendant une durée de temps déterminée-par la tension analogique présente à la borne B. Ainsi, le commutateur de contrôle 73 fournit un contrôle de phase pour la conduction du thyristor 70. Comme cela est connu, la conduction du thyristor 70 permet à 11 énergie stockée dans le réseau de commutation 13 et 13a de la figure 1 de se décharger par le thyristor 70 jusqu'à la source de puissance pour maintenir un niveau désiré d'énergie dans le circuit de déviation pour donner une haute tension régulée au récepteur de télévision. Le mode de réalisation de la figure 3 ne possède pas d'isolation par rapport au châssis. Cependant, si cela est souhaité, un transformateur d'isolation peut être inséré dans le circuit alternatif avant le redresseur à pont 60 de sorte que le chassis entier peut être isolé. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui n'ont été décrits et donnés qu'à titre d'exemple ; mais comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont réalisées et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Système de régulation haute tension comprenant un régulateur de commutation d'une puissance d'entrée, un système de déviation relié à ladite source de puissance pour recevoir un courant de fonctionnement pour produire des impulsions de tension de retour périodiques appropriées pour le redressement pour fournir une tension de sortie pour un tube à rayons cathodiques, une source d'impulsions de synchronisation reliée audit système de déviation pour synchroniser lesdites impulsions périodiques, et des circuits de contrôle de la source de puissance reliés à ladite source d'impulsions de synchronisation, caractérisé en ce qu'il comprend un réseau différentiateur (35, 36) relié à ladite source (20) d'impulsions de synchronisation, un étage à transistors (43, 44) reliés audit réseau différentiateur pour recevoir des impulsions différentiées (39), des circuits (27, 28, 29, 31, 32) reliés audit circuit de déviation et audit étage à transistors (43, 44) pour fournir un premier signal de contrôle représentatif du niveau desdites impulsions périodiques (26) et pour appliquer ledit premier signal de contrôle audit étage à transistors (43, 44) pour contrôler sa polarisation et ainsi contrôler la largeur des impulsions de synchronisation différentiées (75) obtenues à partir de l'étage à transistor (43, 44), et des circuits (50, 51, 53) reliés à la sortie de l'étage à transistors (43, 44) et à la source de puissance (10) pour fournir un second signal de contrôle à partir des impulsions de synchronisation (75) modulé en largeur, et pour relier ledit second signal de contrôle à ladite source de puissance pour contrôler le cycle de fonctionnement de la commutation de ladite source. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les circuits précités pour fournir le premier signal de contrôle comprennent des circuits pour rectifier (27) et filtrer (28) les impulsions périodiques précitées (26) pour fournir ledit signal de contrôle représentatif du niveau moyen desdites impulsions périodiques. 3.- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les impulsions précitées (75) de synchronisation modulées en largeur , sont reliées au régulateur de la source de puissance (10) pour synchroniser les opérations de commutation de ladite source. 4.- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens précités pour fournir le second signal de contrôle comprennent des circuits (50, 51, 52) pour fournir une tension moyenne dont le niveau varie avec la durée des impulsions de synchronisation (75) modulées en largeur précitées. 5.- Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que les impulsions de synchronisation (75) modulées en largeur précitées sont reliées par un transformateur (46) aux circuitsprécités (50, 51, 52) qui produisent le second signal de contrôle.