Brevet FR2492199A1 — publié le 19820416

Dispositif de reproduction d'images muni d'un tube de reproduction d'images ainsi que d'un circuit pour alimenter le filament de ce tube. L'invention concerne un dispositif de reproduction d'images muni d'un tube de reproduction d'images ainsi que d'un circuit pour alimenter le filament de ce tube, ledit circuit comportant des première et deuxième bornes de con- nexion pouvant être branchées sur une source de tension d'alimentation et des composants sous l'influence desquels la tension du filament lors de la mise en service du tube de reproduction d'images acquiert une valeur plus élevée que la valeur nominale et acquiert cette valeur nominale après une durée de chauffage déterminée d'avance, lesdits composants comportant un thermistor à coefficient de température positif. Un circuit du genre dont il est question au para- graphe précédent et à l'aide duquel est accéléré le chauf- fage de la (des) cathode(s) d'un tube de reproduction d'images, est connu du brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 3.886.401. Dans ledit circuit connu, après quelques secondes, le filament est branché sur la tension nominale, c'est-à-dire la tension qui est indiquée par le fabricant du tube comme étant la tension de régime moyenne en fonctionnement normal, et est chauffé. A cet effet, le filament est soumis à l'influence de la source de tension alternative à travers une résistance. Cette résistance est shuntée par un thermistor à coefficient de température positif, ce thermistor étant maintenu chaud et, par conséquent, fortement ohmique grâce à un deuxième thermistor à coefficient de température positif, branché entre les bornes de connexion. Lors de l'enclenchement du dispositif de reproduc- tion d'images la résistance des deux thermistors est fai- ble, de sorte que la tension sur le filament est plus éle- vée que dans le cas du fonctionnement permanent. Dans la pratique, le circuit ne fonctionne pas de façon satisfaisan- te lorsque le deuxième thermistor fait défaut. A l'état froid, la résistance du premier thermistor doit être très faible, et ce thermistor nécessite donc pour son chauffage un courant à forte intensité. Comme le filament se compor- te lui aussi comme un thermistor à coefficient de tempéra- ture positif, thermistor dont la variation de résistance est en outre beaucoup plus rapide que oelle du premier ther- mistor, la température finale de ce dernier doit être rela- tivement élevée. On y parvient à l'aide du deuxième ther- mistor. De ce fait, il y a une forte dissipation de puis- sance surtout par le deuxième thermistor qui est soumis di- rectement à la tension de la source. De plus, un tel ther- mistor double est un constituant coûteux. Or, le but de l'invention est de procurer un dis- positif de reproduction d'images muni d'un circuit d'ali- mentation à l'aide duquel la tension d'incandescence est initialement augmentée temporairement, ce circuit d'ali- mentation étant moins coûteux que le circuit connu et don- nant lieu à une moins grande dissipation de puissance. A cet effet, le dispositif de reproduction d'images conforme à l'invention est remarquable en ce que le filament est raccordé à l'enroulement secondaire d'un transformateur dont l'enroulement primaire est raccordé à la première borne de connexion, alors que les autres extrémités des enroule- ments primaire et secondaire sont interconnectées et rac- cordées au thermistor, tandis que l'autre extrémité du fi- lament et l'autre extrémité du thermistor sont raccordées à la deuxième borne de connexion, le nombre de spires de l'enroulement secondaire du transformateur étant plus éle- vé que le nombre de spires de l'enroulement primaire. Le dispositif de reproduction d'images conforme à l'invention peut avoir la particularité que le transfor- mateur est réalisé comme un autotransformateur avec un enroulement et une dérivation, l'entier enroulement cons- tituant l'enroulement secondaire tandis qu'une partie de l'enroulement, située entre une extrémité de celui-ci et la dérivation, constitue l'enroulement primaire, alors que 24 9 2 1 9 9 ladite extrémité est raccordée au thermistor et que la dé- rivation est raccordée à la première borne de connexion. De préférence, le dispositif de reproduction d'i- mages conforme à l'invention a la particularité que le cou- plage magnétique entre l'enroulement primaire et l'enrou- lement secondaire est tel que la polarité de la tension du filament au cours de la durée de chauffage est pratiquement la même qu'après celle-ci, une autre particularité étant que la source de tension alternative est formée par un enrou- lement élaboré sur un transformateur de ligne. La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre un circuit servant à alimenter le filament d'un tube de reproduction d'images équipant un dispositif de reproduction d'images conforme à l'inven- tion. La figure 2 illustre l'allure de la tension de fi- lament dans le circuit selon la figure 1. La figure 3 est une variante du circuit dalimen- tation répondant à la figure 1. En ce qui concerne un dispositif de reproduction d'images, par exemple un récepteur de télévision, la fi- gure 1 ne représente que le circuit servant à alimenter le filament F d'un tube de reproduction d'images. Dans certains types de tubes d'images, la cathode est chauffée directement, i sorte que cette cathode acquiert générale- ment rapidement la température souhaitée. Les tubes d'i- mages en couleur comportent trois filaments qui, dans le cas de leur chauffage indirect, sont branchés en paral- lèle ou en série, la combinaison formée de la sorte rem- plaçant le filament F de la figure 1. Dans le cas o les filaments sont séparés, il est possible de réaliser en tri- ple le circuit répondant à la figure 1. Le circuit d'alimentation que montre la figure l comporte une bobine avec une dérivation, et cette bobine forme ainsi deux inductances LI et L2, couplées magnétique- ment l'une à l'autre. L'inductance Ll est en série avec une résistance R, tandis que l'ihductance L2 est en série avec le filament F. La dérivation forme une borne A. L'ex- trémité de la résistance R non raccordée à l'inductance Ll et l'extrémité du filament F non raccordée à l'inductance L2 sont interconnectées, ce qui fournit une borne B. Les bornes A et B sont branchées sur une source de tension al- ternative E. Cette source E est par exemple un enroulement secondaire d'un transformateur pouvant être branché sur le réseau électrique. Dans le cas envisagé, la source 2 est formée par un enroulement secondaire élaboré sur un trans- formateur de ligne, les extrémités dudit enroulement étant le siège d'impulsions de retour de ligne au cours du fonc- tionnement. Un avantage d'une alimentation en impulsions à fréquence de ligne réside dans le fait que grâce à la fré- quence relativement élevée, les coefficients de self des inductances sont relativement petits, un autre avantage ré- sidant dans le fait que dans la plupart des cas, l'amplitu- de des impulsions de retour de ligne est pratiquement'cons- tante. La résistance R est un thermistor à coefficient de température positif. Lors de la mise en service du récep- teur, le thermistor R est froid et par conséquent sa valeur ohmique est faible. Après quelques dixièmes de seconde, le circuit de déviation i ligne est en action, et des impul- sions de retour de ligne se manifestent entre les bornes A et B. Les inductances Ll et L2 forment un autotransforma- teur, de sorte que les impulsions de la source E subissent une élévationci tension. De ce fait, la tension de filament efficace Vf augmente progressivement, ce qui est favorable pour empêcher l'endommagement du filament. Le circuit est dimensionné de façon qu'après quelques dixièmes de seconde, la tension.Vf soit par exemple d'environ 10 Volts efficaces et soit ainsi plus élevée que la valeur nominale, par exem- ple égale à 6,3 Volts efficaces. Ainsi, la durée de chauf- fage de la (des) cathode(s) chauffées) par le filament F est réduite. Au cours de cette durée, le fonctionnement des différents circuits du récepteur est à même de se stabili- ser. Sans raccourcissement de la durée de chauffage, il apparaît, après 8 à 9 secondes consécutivement à l'enclen- chement du récepteur, une image à luminosité normale sur l'écran du tube d'images. Avec le circuit de la Fig. 1 la même chose est déjà obtenue après 4 secondes. Aussi longtemps que le thermistor R reste froid et que par conséquent sa valeur ohmique est faible, des impulsions de ligne élevées en tension sont appliquées au filament F, et la tension Vf reste égale à environ 10 Volts, (Voir la figure 2). Toutefois, sous l'influence du courant passant dans l'inductance Ll et dans le thermistor R, la température du thermistor augmente. Après une durée compri- se entre 3 et 4 secondes, le thermistor a atteint une tem- pérature telle que sa valeur ohmique est relativement éle- vée-. Ce thermistor est parcouru alors par un courant à fai- ble intensité par lequel le thermistor garde une température élevée. La liaison entre l'inductance Li et la borne B est pour ainsi dire interrompue. Etant donné que l'amplitude des impulsions de la source E est par spire du transformateur de ligne, déjà égale à quelques Volts (efficaces), et varie donc par pas importants comparativement à la valeur nomina- le de la tension Vf, la tension de la source E est abaissée à l'aide de l'inductance en série L2. La figure 2 permet de se rendre compte que la tension Vf diminue progressivement après environ 3 à 4 secondes et atteint la valeur finale de 6,3 Volts après une durée environ comprise entre 7 et 10 secondes consécutivement à l'enclenchement du récepteur. La réalisation du circuit d'alimentation est possi- ble également de la façon illustrée sur la figure 3. Sur cette figure 3, la référence T indique un transformateur dont un enroulement primaire se situe entre la borne A et le thermistor R, ce transformateur remplissant donc la même fonction que l'inductance LI de la figure 1. L'enroulement secondaire du transformateur T se trouve entre le filament F et le thermistor R, et remplit donc la même fonction que l'enroulement total Ll + L2 de la figure 1. Le sens de bobinage des spires des enroulements est important aussi bien sur la figure 1 que sur la figure 3. Les inductances L1 et L2 doivent de préférence être couplées de façon à donner lieu à des lignes de force qui ont des sens opposés, ce qui sur les figures 1 et 2 est indiqué par des points de polarité. La polarité de la ten- sion Vf à l'état froid du thermistor R est alors égale à la polarité à l'état chaud de ce thermistor. Le calcul démontre que dans le cas opposé, le dimensionnement est plus critique. Dans la pratique, le couplage magnétique k entre les inductances Ll et L2 ou entre les enroulements de même nom du transformateur T est assez lâche pour qu'on puisse réaliser ces constituants comme une petite self à air. Par le choix adéquat des coefficients de self des inductances L1 et L2, du couplage k et des propriétés à fréquence de ligne du thermistor R, on peut, dans certaines limites et pour une amplitude donnée des impulsions de la source E, satisfaire aux trois exigences à especter, à savoir la va- leur de la tension de filament accrue, la valeur finale de cette tension de celle-ci et la durée de chauffage de la (des) cathode (s) chauffée (s) par le filament F. A l'aide du circuit selon la figure 1, et avec les valeurs numériques suivantes on a pu obtenir des résultats satis- faisants. - source E: amplitude 28,5 Volts avec une impédance inter- ne inductive correspondant 2 /uHo - coefficient de elf de l'inductance L1: 6,6 /uH. - coefficient de self de l'inductance L2:22 uH; - couplage k = 0,51 thermistor R: à 25 C: résistance*0,5JL à 150 C: résistance > 40-JL facteur de dissipation: 27 mW/ C capacité thermique: 1,2 J/ C. Lorsqu'on utilise un circuit répondant auxdites valeurs numériques, le thermistor R a besoin d'environ 4 secondes pour être chauffé, et le courant traversant ce thermistor a l'intensité efficace requise égale à environ ,4 A. La valeur initiale de l'intensité du courant tra- versant le filament F est égale à environ 2 A ce qui est la valeur admissible maximale, tandis que l'intensité fi- nale dudit courant est égale à 700 mA. On conçoit facile- ment que dans un circuit série direct - c'est-à-dire sans inductance série - formé par le thermistor et le filament, il n'est pas possible de réaliser un courant initial dont l'intensité est égale à 5,4 A. On a constaté qu'aussi bien à l'état froid qu'à l'état chaud du thermistor R, des dis- persions dans les valeurs du thermistor R restent sans influence essentielle sur la tension de filament, Celle-ci est terminée quasi exclusivement par la source de tension alternative et par la bobine LI, L2. On a constaté égale- ment que la capacité parasite du thermistor, capacité qui n'est pas négligeable à la fréquence de ligne, n'excerce pas d'influence défavorable sur le fonctionnement du cir- cuit; également le fait que la valeur ohmique du thermis- tor dans sa situation finale varie dans une certaine me- sure en fonction de la tension d'impulsion instantanée, est sans inconvénient. Le thermistor ne constitue donc pas un composant critique, et la reproductibilité du circuit d'a- limentation ne pose aucun problème. De plus, le circuit est fiable. Dans le cas o le thermistor tombe en panne, ce thermistor devient simplement une interruption. On a pu constater qu'une coupure complète du thermistor ne provoque dans la situation finale qu'une variation de 0,2 Volt de la tension de filament. Il va de soi que dans ce cas le chauffage du filament n'a plus lieu de façon accélérée. Par contre, un commutateur mécanique remplaçant le thermistor peut rester conducteur, ce qui di- minue notablement la durée de vie du tube d'images. Cela est le cas également d'une autre possibilité, à savoir celle suivant laquelle un redresseur avec un réseau à constante de temps fait office de commutateur. Pour terminer, on re- marque que le fait de maintenir chaud le thermistor dans sa situation finale donne lieu à une faible dissipation. En présence d'une température ambiante de 2000 et d'une tem- pérature finale de 1400C, les valeurs numériques données ci-dessus ont comme conséquence une dissipation de (140-20). 0,027 = 3,2 Watts. il est possible de réduire encore cette dissipation en utilisant un thermistor spécialement approprié. 2 4 9?199 REVENDICATIONS: 1. Dispositif de reproduction d'images muni d'un tube de reproduction d'images ainsi que d'un circuit pour alimenter le filament de ce tube, ledit circuit comportant des première et deuxième bornes de connexion pouvant être branchées sur une source de tension d'alimentation et des composants sous l'influence desquels la tension du filament lors de la mise en service du tube de reproduction d'images acquiert une valeur plus élevée que la valeur nominale et acquiert cette valeur nominale après une durée de chauffage déterminée d'avance, lesdits composants comportant un thermistor à coefficient de température positif, caractéri- sé en ce que le filament (F) est raccordé à l'enroulement secondaire (L2) d'un transformateur (T) dont l'enroulement primaire (Ll) est raccordé à la première borne (A) de connexion, alors que les autres extrémités des enroulements primaire et secondaire sont interconnectées et raccordées au thermistor (R), tandis que l'autre extrémité du filament et l'autre extrémité du thermistor sont raccordées à la deuxième borne (B) de connexion, le nombre de spires de l'enroulement secondaire du transformateur étant plus élevé que le nombre de spires de l'enroulement primaire. 2. Dispositif de reproduction d'images selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que le transformateur est réalisé comme un autotransformateur avec un enroulement et une dérivation, l'entier enroulement (Ll + L2) consti- tuant l'enroulement secondaire tandis qu'une partie (Ll) de l'enroulement, située entre une extrémité de celui-ci et la dérivation, constitue l'enroulement primaire, alors que ladite extrémité est raccordée au thermistor (R) et que la dérivation est raccordée à la première borne (A) de connexion. 3. Dispositif de reproduction d'images selon la re- vendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le couplage ma- gnétique (k) entre l'enroulement primaire et l'enroulement secondaire est tel que la polarité de la tension du fila- ment (F) au cours de la durée de chauffage soit la même qu'après celle-ci. 249.199 4. Dispositif de reproduction d'images selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de tension alternative (E) est formée par un enroulement élaboré sur un transformateur de ligne.