Brevet FR2600851A1 — publié le 19871231

La présente invention se rapporte à des alimentations en courant pour appareilsde visualisation vidéo, et en particulier, à des alimentations en courant o sont incorporés des dispositifs de commutation. Un appareil de visualisation vidéo, tel qu'un moniteur d'ordinateur, contient une ou plusieurs alimentations en courant qui produisent des niveaux de tension régulée pour divers circuits de charge de l'appareil de visualisation vidéo. Additionnellement, des moniteurs qui fonctionnent à plus d'une fréquence de déviation horizontale ou verticale 10 pouvant être choisie, peuvent nécessiter différentes tensions de fonctionnement pour certains circuits, en particulier l'étage de sortie horizontale, à différentes fréquences de fonctionnement ou de balayage. Il est possible de produire la plage des niveaux souhaités de tension en prévoyant des enroulements multiples ou des prises sur un transformateur d'alimentation en courant, par exemple. La prise ou l'enroulement approprié est alors choisi pour une fréquence donnée de balayage. Ce choix peut être peu pratique et prendre du temps ou, s'il est fait par un montage automatique, 20 peut être complexe et couteux à réaliser. Un convertisseur fréquencetension modulant la largeur des impulsions offre, par ailleurs, la capacité de produire les tensions souhaitées de fonctionnement en réponse à une fréquence donnée de fonctionnement ou de balayage. La tension de fonctionnement 25 est typiquement développée dans un condensateur qui est chargé par une source de tension, par couplage périodique via un dispositif de commutation. Le dispositif de commutation, tel qu'un transistor à effet de champ (FET), par exemple, répond à un signal dépendant de la fréquence, dont la largeur d'impulsion est modulée (PWM). Le signal PWM dépend de la fréquence de fonctionnement ou de balayage, donc la tension au condensateur est à son tour également déterminée par la fréquence de fonctionnement. Il est important que le dispositif de commutation change d'étatsconducteurs aussi rapidement que possible de manière que la puissance et, par suite, la chaleur, qui sont dissipées dans le dispositif de commutation soient maintenues à un minimum. Selon un aspect de la présente invention, une alimentation en courant pour un appareil de visualisation vidéo comprend un montage qui produit un premier signal ayant une fréquence représentative d'une fréquence de fonctionnement 10 de l'appareil de visualisation vidéo. Un circuit répond au premier signal et produit un second signal ayant des largeurs d'impulsion déterminées par la fréquence du premier signal. Le second signal excite un premier enroulement d'un transformateur, qui à son tour excite un second enroulement 15 du transformateur. Un premier commutateur est couplé à un second enroulement et reçoit un premier signal d'entrée. Le commutateur a-une borne d'entrée connectée à un condensateur, qui est chargé en réponse au signal d'entrée, à un niveau de tension représentatif de la fréquence du premier signal. Un 20 second commutateur est connecté au premier enroulement du transformateur et il répond à l'excitation du premier enroulement pour appliquer un second signal d'entrée audit premier moyen commutateur. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, 25 caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans 30 lesquels: La figure 1 est un schéma d'une portion d'un appareil de visualisation vidéo o est incorporée une alimentation en courant selon un aspect de la présente invention; et Les figures 2 (A-E) et 3 (A-E) illustrent des formes d'onde associées au circuit de la figure 1. En se référant à la figure 1, elle montre une portion d'un appareil de visualisation vidéo, illustrée, à titre d'exemple, sous la forme d'un moniteur couleur pour un ordinateur, o un signal vidéo,sous la forme de composantes vidéo de couleur rouge, verte et bleueest appliqué à l'appareil de visualisation vidéo, par exemple, par un ordinateur (non représenté) via une réglette de raccordement d'entrée 10. Les composantes vidéo couleur, désignées par R (rouge), G (vert) et B (bleu),sont appliquées au montage 11 10 de traitement de chrominance et de luminance qui produit les signaux d'attaque couleur du rouge, du vert et du bleu. Les signaux d'attaque couleur sont appliqués via un conducteur 12 à l'ensemble 13 de canons d'électrons qui est placé dans le col d'un tube à rayons cathodiques (CRT) 14. A l'appareil de visualisation vidéo est également appliqué, via la réglette de raccordement 10, un signal de synchronisation qui est désigné par CS qui, à titre d'exemple, contient à la fois-l'information de synchronisation horizontale et verticale. Le signal de synchronisation est appliqué au 20 montage 15 de traitement de signaux de synchronisation qui sépare l'information de synchronisation respective à la fréquence ligneset trames.Les impulsions de synchronisation à la fréquence tramesou verticale sont appliquées, via un conducteur désigné par VS, au montage 16 de déviation verticale qui produit un courant de déviation verticale ou à la fréquence tramesvia les bornes V et V' dans des enroulementsde déviation verticale 17, qui sont placés sur le tube à rayonscathodiques 14. Les impulsions de synchronisation à la fréquence horizontale ou lignessont appliquées 30 via un conducteur désigné par HS au montage 20 de déviation horizontale, qui produit un courant de déviation horizontale ou à la fréquence ligne via les bornes H et H' dans les enroulements de déviation horizontale 21, qui se trouvent également sur le tube à rayonscathodiques14. Les courants de déviation s'écoulant dans les enroulements de déviation 17 et 21 créent des champs électromagnétiques de déviation qui produisent la déviation horizontale et verticale des faisceaux d'électrons 22 produits par l'ensemble de canons d'électrons 13 selon un schéma prédéterminé afin de former une trame double balayée sur un écran de visualisation 23 de luminophores qui est placé sur le panneau avant du tube à rayonscathodiques14. Il est souhaitable de configurer le montage de déviation d'un appareil de visualisation vidéo fonctionnant en 10 tant que moniteur d'ordinateur pour qu'il soit capable de fonctionner à différentes fréquences de déviation ou de balayage, afin d'être compatible avec différents ordinateurs ayant différentes fréquences de fonctionnement, ou avec des ordinateurs ayant deux fréquences ou plus au choix, que l'on peut utiliser pour améliorer la résolution de la visualisation vidéo. La fréquence de l'information de synchronisation au conducteur CS, indiquant la fréquence de déviation, peut être utilisée pour forcer le montage respectif de déviation à fonctionner à la bonne fréquence. Un bon fonctionnement des 20 circuits de déviation, comme le montage de déviation horizontale 20, peut nécessiter l'ajustement des tensions d'alimentation de fonctionnement à différentes fréquences de déviation ou de fonctionnement. Selon un aspect de la présente invention, cela est accompli de la manière suivante: 25 Une source de courant, telle que l'alimentation en courant alternatif 24 du secteur, est connectée à un circuit redresseur 25 et à un condensateur de filtrage 26 pour produire une source de tension continue non régulée à une borne 27. La tension continue non régulée est appliquée à une 30 borne d'un enroulement 30 d'un transformateur de puissance 31. L'autre borne de l'enroulement 30 est connectée au collecteur d'un transistor de commutation 32. La conduction du transistor 32, déterminée par le circuit de contrôle 33, force le courant à s'écouler dans l'enroulement 30 ce qui, 35 par action de transformateur, force le courant à s'écouler dans les enroulements 34, 35 et 36. Le courant dans l'enroulement 34 est redressé par une diode 37 et charge un condensateur 40 pour développer une tension de réaction qui est appliquée au circuit de contrôle 33. En réponse à la tension de réaction, le circuit de contrôle 33 contrôle l'intervalle de conduction du transistor 32 afin de maintenir la tension dans le condensateur 40 à un niveau régulé constant. La régulation de la tension aux bornes du condensateur 40 a pour résultat une régulation des alimentations de charge dérivées des enroulements de transformateur 35 et 36. Le transformateur 31 produit également l'isolement électrique entre la ligne de courant alternatif "chaude" et les circuits "froids" de charge et les connecteurs d'interface de l'utilisateur, comme la 15 réglette de raccordement d'entrée 10. Le courant dans l'enroulement 35, redressé par une diode 41, charge un condensateur 42 pour produire une tension à une borne 43 qui est utilisée pour alimenter divers circuits de l'appareil de visualisation vidéo, comme le circuit 11 de traitement 20 de chrominance et de luminance, par exemple. La tension établie aux bornes du condensateur 44, dérivée de l'enroulement 36 via la diode 45, est appliquée au drain d'un transistor à effet de champ 46. Selon un aspect de la présente invention, le transistor à effet de champ 46 fait partie 25 d'un circuit d'alimentation en courant 47 dépendant de la fréquence, qui fonctionne comme suit. Le circuit 47 d'alimentation en courant, opérant en tant que convertisseur courant continu à courant continu, contient un circuit 50 modulant la largeur des impulsions, 30 qui reçoit un signal d'entrée, comme le montrent les figures 2A et 3A, sur un conducteur 51 du montage de déviation horizontale 20. A titre d'exemple, la figure 2 illustre le fonctionnement du circuit à une fréquence de déviation horizontale de 15, 75 kHz, tandis que la figure 3 35 montre ce fonctionnement à 31,50 kHz. Le signal sur le conducteur 51 se compose d'impulsions se présentant à la fréquence de déviation horizontale ou lignes.Le circuit modulateur de la largeur des impulsions 50, comprenant à titre d'exemple un circuit intégré, désigné,par exemple, par NE5560, fabriqué par Signetics Corporation, contient un transistor de sortie 49. Le circuit 50 modulateur de la largeur des impulsions produit un signal de sortie, montré aux figures 2B et 3B, o sont incorporées des impulsions ayant des largeurs et une fréquence déterminéesen réponse à 10 la fréquence des impulsions d'entrée. Le signal à la sortie du circuit modulateur 50 est appliqué par un condensateur de couplage 52 à l'enroulement primaire 53 d'un transformateur54. L'enroulement secondaire 55 du transformateur 54 a une borne couplée par un condensateur 56 à la cathode d'une 15.diode 57, au collecteur d'un transistor 60, à une borne d'une résistance 61 et à la porte du transistor à effet de champ 46. L'autre borne de l'enroulement secondaire 55 est couplée à l'anode de la diode 57, à une résistance de polarisation de transistor 62, à l'émetteur du transistor 60, 20 à l'autre borne de la résistance 61 et à la borne de source du transistor à effet de champ 46. La borne de source du transistor 46 est également couplée à un condensateur d'alimentation 63 via une bobine d'induction 64. Le transformateur 54 produit l'isolement en courant continu qui permet aux circuits secondaires d'être référencés sur la tension aux bornes du condensateur 63. Les impulsions représentatives de la fréquence de déviation,produites par le circuit modulateur de la largeur des impulsions 50, qui sont appliquées à l'enroulement primaire 53, provoquent la commutation du transistor 46 par action de transformateur. La conduction du transistor à effet de champ 46 charge le condensateur 63 via le transistor 46 et l'inductance 64 par la tension d'alimentation développée aux bornes du condensateur 44. Comme le temps de conduction 35 du transistor 46 est déterminé par la fréquence de déviation horizontale représentée par les impulsions représentatives de la fréquence de déviation à la sortie du circuit modulateur 50 de la largeur des impulsions, la tension développée aux bornes du condensateur 63 dépend également de la fréquence de déviation horizontale et peut par conséquent être utilisée en tant que tension d'alimentation pour des circuits qui nécessitent des niveaux différents de tension de fonctionnement en réponse à des fréquences différentes de déviation. La tension aux bornes du condensateur 63 est 10 appliquée au montage de déviation horizontale 20 par un enroulement 65 de transformateur via une borne 66. L'enroulement forme l'enroulement primaire d'un transformateur haute tension 67. Des impulsions conventionnelles de retour produites par le circuit de déviation horizontale 20 développent une tension dans un enroulement tertiaire 70 qui forme un potentiel haute tension ou final à une borne 71, qui est appliqué au tube à rayonscathodiques 14. Afin d'éviter la dissipation d'une quantité sensible de puissance dans le transistor 46, pour empêcher sa surchauffe, il est important que ce transistor 46 soit commuté aussi rapidement que possible entre ses états de conduction. Un retard de commutation dû au temps de passage à l'ouverture du transistor de sortie 49 du circuit modulateur de la largeur des impulsions 50, et dû à l'inductance de fluite du 25 transformateur 54, peut provoquer une surchauffe du transistor à effet de champ 49, diminuant ainsi la fiabilité et la durabilité de ce transistor 46. Selon un nouvel aspect de la présente invention, les impulsions du circuit modulateur 50, montrées aux figures 2B 30 et 3B, sont appliquées par l'enroulement primaire du transformateur 54 à la base du transistor 60 via un réseau de différenciation 72 comprenant une résistance 73, un condensateur 74 et une diode 75. Le flanc menant de l'impulsion de passage à l'ouverture du transistor 46, se 35 produisant au temps t1, est différencié par le réseau 72 pour former le signal impulsionnel de tendance positive montré sur les figures 2C et 3C, qui est appliqué à la base du transistor 60. L'impulsion différenciée du flanc arrière de l'impulsion du modulateur 50 est réduite en amplitude par la diode 75. Les impulsions différenciées de tendance positive font rapidement passer le transistor 60 à la fermeture, comme cela est montré par la forme d'onde de la tension collecteur-émetteur des figures 2D et 3D. La conduction du transistor 60 fait rapidement passer le 10 transistor 46 à l'ouverture, comme le montrent les figures 2E et 3E. Le transistor à effet de champ 46 est efficacement mis en circuit par la présence d'une impulsion de synchronisation au temps t2, qui détermine la fin de l'impulsion de passage à l'ouverture. Le transistor 46 15 dissipe par conséquent très peu de puissance pendant la commutation avec pour résultat que sa température de fonctionnement reste basse, ce qui contribue à une haute fiabilité. R E V E N D I C A T IONS 1. Alimentation en courant pour un appareil de visualisation vidéo, du type comprenant: un moyen pour produire un premier signal à une fréquence représentative d'une fréquence de fonctionnement dudit appareil de visualisation vidéo; caractérisée par un moyen (50) répondant audit premier signal pour produire un second signal comprenant des impulsions dont les largeurs sont déterminées par la fréquence dudit premier signal; un transformateur (54) ayant un premier enroulement (53) couplé audit moyen (50) produisant le second signal et qui en est ainsi excité, et ayant un second enroulement (55) excité par ledit premier enroulement (53) ; un premier moyen de commutation (46) couplé audit second enroulement (55) pour en recevoir un premier signal d'entrée, ledit premier moyen de commutation (46) ayant une borne de sortie (source); un condensateur (63) couplé à ladite borne de sortie (source) et chargé en réponse audit premier signal d'entrée (VcE60) pour établir une tension à travers lui, représentative de ladite fréquence dudit premier signal; et un second moyen de commutation (60) couplé audit premier moyen de commutation (46) et audit premier enroulement (53) et répondant à son excitation pour appliquer 25 un second signal d'entrée audit premier moyen de commutation (46). 2. Alimentation en courant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second signal d'entrée précité rend le premier moyen de commutation (46) non conducteur. 3. Alimentation en courant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier moyen de commutation (46) comprend un transistor à effet de champ. 4. Alimentation en courant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fréquence précitée de fonctionnement 35 est une fréquence de déviation horizontale. 5. Alimentation en courant pour un appareil de visualisation vidéo, du type comprenant: un moyen pour produire un signal ayant une caractéristique représentative d'une fréquence choisie de fonctionnement 5 dudit appareil de visualisation vidéo; caractérisée par un transformateur (54) comprenant un premier enroulement (53) couplé au moyen (50) produisant un signal et qui en est ainsi excité et un second enroulement (55) électriquement couplé audit premier enroulement (53); un commutateur (46) couplé audit second enroulement (55) pour en recevoir des impulsions pour rendre ledit commutateur (46) conducteur; un condensateur (63) couplé audit commutateur (46) pour être chargé lorsque ledit commutateur (46) est rendu conducteur afin d'y établir une tension d'alimentation; un moyen (60,72) couplé audit premier enroulement (53) et audit commutateur (46) pour appliquer des impulsions dudit premier enroulement (53) audit commutateur (46) pour rendre ledit commutateur non conducteur. 6. Alimentation en courant selon la revendication 5, caractérisée en ce que le moyen (60,72) couplé au premier enroulement (53) et au commutateur (46) comprend un moyen de différenciation de signaux (72). 7. Alimentation en courant pour un appareil de 25 visualisation vidéo, du type comprenant: un moyen pour produire un signal ayant une caractéristique représentative d'une fréquence choisie de fonctionnement dudit appareil de visualisation vidéo, caractérisée par un transformateur (54) comprenant un premier enroulement (53) couplé audit moyen produisant un signal (50) et qui en est ainsi excité, et un second enroulement (55) électriquement couplé audit premier enroulement (53); un commutateur (46) couplé audit second enroulement (55) pour en recevoir des premières impulsions de commutation; et un moyen (60,72) couplé audit premier enroulement (53) et audit commutateur (46) pour appliquer les secondes impulsions de commutation dudit premier enroulement (53) audit commutateur (46). 8. Alimentation en courant selon la revendication 7, caractérisée en ce que les secondes impulsions de commutation forcent ledit commutateur (46) à commuter plus rapidement entre ses états conducteurs que les premières impulsions de commutation.