Brevet FR2734441A1 — publié le 19961122

-1 APPAREIL AMPLIFICATEUR DE DEVIATION HORIZONTALE La présente invention concerne un appareil amplificateur de déviation horizontale, qui est utilisé pour une alimentation principale automatique en courant telle que l'alimentation pour un tube à rayons cathodiques, un tube-image-couleur et une télévision à haute définition. La déviation horizontale d'un tube à rayons cathodiques classique utilise un appareil amplificateur de déviation horizontale qui nécessite une tension d'alimentation d'environ 80 V. Cette tension d'alimentation est fournie par un circuit d'alimentation en courant à commutation ou par un circuit d'alimentation en courant linéaire. Bien que le circuit à commutation soit extrêmement efficace, le bruit de commutation détériore la qualité de l'image en influençant négativement le courant de déviation; pour cette raison, le circuit linéaire est le plus largement utilisé. Comme schématisé à la figure 1, un appareil amplificateur de déviation horizontale classique pour un circuit d'alimentation en courant linéaire comprend une alimentation en courant 10, un module 20 d'attaque de la bobine de déviation, un module 30 de commande des condensateurs, et un autotransformateur 40. L'alimentation en courant 10 fournit des tensions constantes "en courant continu" au module 20 d'attaque de la bobine de déviation et au module 30 de commande des condensateurs, pour que l'autotransformateur 40 fournisse la tension d'excitation nécessaire pour exciter une bobine de déviation horizontale (voir figure 3). Ici, I'autotransformateur 40 fournit la tension de déviation appropriée pour la bobine de déviation horizontale (bobine de déviation) d'un poste de télévision, au moyen d'une prise sélectionnée manuellement lors de la fabrication du poste en fonction de la dimension de l'écran du poste de télévision. On a représenté à la figure 2 I'alimentation en courant 10, et à la figure 3, le module 20 d'attaque de la bobine de déviation, le module 30 de commande des condensateurs et l'autotransformateur 40. Comme représenté à la figure 2, la tension collecteur-émetteur (environ 5 V) d'un transistor Q1 est prédéterminée de façon à réduire la perte en énergie inhérente à l'alimentation en courant 10, et un transistor Q2 est prévu pour fermer le circuit d'alimentation en courant en mettant hors circuit le transistor Q1, et empêche tout dommage électrique au circuit de déviation horizontale. A cet effet, un redresseur commandé à semi-conducteur (thyristor) Q3 est installé à la base du transistor Q2. Lorsqu'on applique le déclenchement approprié à la grille du thyristor Q3, la base du transistor Q2 est effectivement mise à la terre par l'intermédiaire du thyristor. 2 2734441 On utilise deux moyens pour protéger le circuit de déviation horizontale, chaque moyen mettant hors circuit le transistor Q1. D'abord, lorsqu'un courant excessif passe à travers une résistance R1, un transistor Q4 atteint la saturation, la porte du thyristor Q3 est déclenchée, et le fonctionnement du circuit d'alimentation en courant est arrêté. En second lieu, lorsque la tension pulsée (Vcp) appliquée au collecteur d'un transistor Q5, c'est-à-dire un transistor bipolaire à grille isolée, du module 20 d'attaque de la bobine de déviation de la figure 3 excède environ 1000 V, un signal de déclenchement est créé et fourni à la grille du thyristor Q3 par l'intermédiaire d'un comparateur 11, pour arrêter ainsi le fonctionnement du circuit d'alimentation en courant. Comme représenté à la figure 3, dans le module 20 d'attaque de la bobine de déviation, la tension de 15 V appliquée depuis la source de courant 10 est de l'énergie pour commander le transistor bipolaire à grille isolée Q5 en fonction d'un signal de déviation horizontale HDEV; de même, une tension d'alimentation constitue de l'énergie pour commander la bobine de déviation par l'intermédiaire de plusieurs condensateurs Cl à C14 et l'autotransformateur 40. Ceci revient à dire que si l'on applique en continu la tension d'alimentation au module 30 de commande des condensateurs en fonction du fonctionnement en commutation du transistor bipolaire Q5, il se créée une tension appropriée Vcp entre l'émetteur et le collecteur du transistor Q5. Le module 30 de commande des condensateurs comprend les condensateurs Cl à C14 et les commutateurs à relais KI à K12 pour sélectionner les condensateurs. L'autotransformateur 40 comporte plusieurs prises correspondant à des commutateurs à relais K13 à K22 pour sélectionner l'inductance appropriée (dimension de l'écran), afin de créer la tension de déviation correcte destinée à une bobine de déviation 50 du poste de télévision, les commutateurs à relais K19 à K22 étant prévus pour l'ajustement fin de la tension de déviation. Dans l'appareil amplificateur de déviation horizontale précité, des condensateurs sont reliés sélectivement de façon que le courant de déviation désiré soit fourni à la bobine de déviation. Pendant cette liaison, toutefois, l'état du circuit change, ce qui crée des courants transitoires ayant des niveaux de tension excessifs. En conséquence, la source de courant doit être mise hors circuit juste avant que les condensateurs soient reliés, et remise en circuit immédiatement après cette étape. Le but de la présente invention est de proposer un appareil amplificateur de déviation horizontale dans lequel soit rendu impossible tout dommage dû à un courant transitoire excessif lorsqu'une bobine de déviation horizontale est reliée à des condensateurs par l'intermédiaire de moyens de commutation. Pour atteindre ce but de la présente invention, on propose un appareil amplificateur de déviation horizontale, caractérisé en ce qu'il comprend: - un autotransformateur présentant plusieurs prises; - plusieurs condensateurs reliés sélectivement aux prises de l'autotransformateur; des premiers moyens de commutation, pour relier sélectivement les condensateurs aux prises de l'autotransformateur; - un module d'attaque de la bobine de déviation, pour appliquer un courant à l'autotransformateur à travers les premiers moyens de commutation; - une alimentation en courant pour fournir une tension constante aux condensateurs et au module d'attaque de la bobine de déviation, cette alimentation comportant des moyens de protection pour interrompre la tension constante afin de protéger le module d'attaque de la bobine de déviation; et - des moyens de commande pour commander les premiers moyens de commutation et pour fournir aux moyens de protection un signal de commande afin d'interrompre temporairement la tension constante avant l'opération de commutation des premiers moyens de commutation. Avantageusement, les premiers moyens de commutation comprennent des premiers commutateurs à relais pour sélectionner les condensateurs, et des seconds commutateurs à relais pour sélectionner les prises de l'autotransformateur. De préférence, les moyens de protection de l'alimentation en courant comprennent un second moyen de commutation qui est constitué par un élément choisi dans le groupe formé par les transistors bipolaires, les transistors bipolaires à grille isolée, les transistors à effet de champ, les redresseurs commandés au silicium (thyristors), et les triacs, pour mettre hors circuit l'alimentation en courant en réponse au signal de commande des moyens de commande. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-dessous d'un mode de réalisation préféré. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un appareil amplificateur de déviation horizontale classique; - la figure 2 est un schéma de circuit de l'alimentation en courant de la figure 1; - la figure 3 est un schéma de circuit du module d'attaque de la bobine de déviation, du module de commande des condensateurs, et de l'autotransformateur de la figure 1. 4 2734441 - la figure 4 est un schéma fonctionnel d'un appareil amplificateur de déviation horizontale selon un mode de réalisation de la présente invention. - la figure 5 est un schéma de circuit de l'alimentation en courant de la figure 4; - la figure 6 est un schéma de circuit du module d'attaque de la bobine de déviation, du module de commande des condensateurs, et de l'autotransformateur de la figure 4; - les figures 7 et 8 sont des chronogrammes représentant le fonctionnement du circuit respectivement lorsque les condensateurs sont reliés à la bobine de déviation de la figure 4 et lorsque les condensateurs sont séparés de la bobine de déviation de la figure 4; - la figure 9 représente des formes d'ondes pour expliquer le fonctionnement du circuit de la figure 4; et - les figures 10 et 11 représentent des formes d'ondes de la figure 9 dilatées dans le temps lorsque l'alimentation en courant de la figure 4 est respectivement dans le mode hors circuit et dans le mode en circuit. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 4 à 6, un appareil amplificateur de déviation horizontale selon la présente invention est constitué par une alimentation en courant 410 pour fournir des tensions constantes (courant continu) et comportant un circuit de protection 41 Oa (voir figure 5) installé à l'intérieur de celle-ci, un module 420 d'attaque de la bobine de déviation, un module 430 de commande de condensateurs comportant plusieurs condensateurs CI à C14 adaptés à fournir la tension appropriée à une bobine de déviation 450 (voir figure 6), un autotransformateur 440, un microprocesseur 460 pour commander le circuit de protection et pour relier sélectivement les condensateurs. Le module 420 d'attaque de la bobine de déviation et le module 430 de commande des condensateurs sont identiques à ceux des circuits existants, et l'alimentation en courant 410 diffère de celle de la figure 2 uniquement en ce qu'elle comporte le circuit de protection 410a. L'alimentation en courant 410 est réalisée comme représenté à la figure 5. Le circuit de protection 410a, qui est prévu en supplément par rapport aux alimentations classiques, comporte un transistor Q6 relié en parallèle avec le thyristor Q3. Immédiatement avant que les condensateurs soient reliés à la bobine de déviation 450 ou séparés de cette bobine par l'intermédiaire de l'autotransformateur 440, le transistor Q6 est mis en service: il met à la masse la base du transistor Q2, et interrompt ainsi la tension d'alimentation, de façon à protéger le transistor bipolaire à grille isolée Q5 du module 420 d'attaque de la bobine de déviation. Le microprocesseur 460 commande les commutateurs K1 à K12 (premiers moyens de commutation) du module 430 de commande des condensateurs, les commutateurs à relais K13 à K22 de l'autotransformateur 440, et le fonctionnement en service et hors service du transformateur Q6 du circuit de protection 410 Oa. Lors du fonctionnement de l'appareil amplificateur de déviation horizontale décrit ci-dessus, lorsque la tension de l'alimentation en courant 410 est basse, la tension appliquée à un enroulement primaire L1 est de 80 V, et lorsque la tension d'alimentation est élevée, la tension dans L1 est OV. La combinaison correcte de commutateurs à relais KI à K12 est déterminée de façon à commander (mettre en service) des condensateurs CI à C14 (parmi lesquels Ci et C9 sont sélectionnés en solution de base) afin de fournir le courant de déviation désiré pour la bobine de déviation 450. Le microprocesseur 460 commande n (par exemple 22) commutateurs à relais Ki à K22 qui sont constitués par m (dix) commutateurs K,3 à K22 destinés à la liaison sélective de prises intermédiaires pour déterminer l'inductance de l'enroulement secondaire de l'autotransformateur 440, et n-m (22-10) commutateurs Ki à K,2 pour relier sélectivement la batterie de condensateurs au module 430 de commande des condensateurs. Les n commutateurs à relais sont reliés au microprocesseur 460 par n lignes de bus et sont commandés conformément à un signal de sélection de prise du microprocesseur 460. De même, à la commande du microprocesseur 460, le circuit de protection 410a interrompt la tension d'alimentation de l'alimentation en courant 410 immédiatement avant le fonctionnement de l'un quelconque des commutateurs à relais, c'est à dire immédiatement avant le changement de l'état de liaison de la bobine de déviation et des condensateurs, afin de protéger ainsi le transistor Q5 (transistor bipolaire à grille isolée) et la bobine de déviation 450 d'un courant excessif (transitoire). Dans le circuit de protection 410a, lorsqu'un signal de commande venant du microprocesseur 460 est appliqué à la base du transistor Q6, la tension de la base du transistor d'attaque Q2 de l'alimentation en courant 410 tombe à OV, de façon à interrompre ainsi la tension d'alimentation appliquée aux circuits de la figure 6. L'autotransformateur 440 comporte plusieurs prises pour sélectionner le nombre de tours d'enroulement afin de fournir une tension appropriée pour la bobine de déviation correspondant à la dimension de l'écran d'un poste de télévision. Il comporte également des commutateurs à relais K13 à K,8 pour sélectionner les prises afin de créer une tension de déviation appropriée pour la bobine de déviation horizontale du poste de télévision, et des commutateurs à relais K,9 à K22 correspondant à des prises de réglage de précision pour ajuster avec précision la tension de déviation. Ces commutateurs à relais sont automatiquement sélectionnés et mis en circuit par le microprocesseur 460 avec un programme de commande prédéterminé. Pour le dispositif d'attaque Q6 du module 420 d'attaque de la bobine de déviation, on peut utiliser un dispositif actif tel qu'un transistor bipolaire, un transistor bipolaire à grille isolée, un transistor à effet de champ, un thyristor ou un triac. Les caractéristiques du transistor bipolaire à grille isolée sont les caractéristiques préférées. Chaque jeu de formes d'onde a) à e) des figures 7 et 8 représente les tensions présentes en cinq noeuds des circuits représentés aux figures 5 et 6, respectivement dans les modes relais en service et relais hors service. De façon plus précise, "a" représente un signal de commutation indiquant respectivement la liaison et la séparation d'un condensateur; "b" représente la tension de base du transistor Q6; "c" représente la tension de base du transistor Q4; "d" représente la tension appliquée à l'enroulement primaire L1 de l'autotransformateur 440 pour créer une tension d'attaque appliquée à la bobine de déviation, qui est déterminée par la tension du collecteur du transistor bipolaire à grille isolée Q5 d'attaque; et "e" représente la tension à travers un commutateur à relais. On va maintenant décrire, en référence aux formes d'ondes a) à e) la séquence de fonctionnement du microprocesseur 460 pour protéger l'appareil amplificateur de déviation horizontale selon la présente invention. Lorsque les condensateurs dans le module 430 de commande des condensateurs doivent être reliés à la bobine de déviation 450 ou séparés de celle-ci, les signaux de commutation pour faire fonctionner les commutateurs à relais K1 à K12, de façon à sélectionner et relier (ou séparer) de façon adéquate des condensateurs correspondants du module 430 de commande des condensateurs, ainsi que les commutateurs à relais K13 à K18 pour relier sélectivement les prises de l'autotransformateur 440, sont produits par le microprocesseur 460 pendant une période de temps to- tx (voir "a" aux figures 7 et 8), o tx représente un temps arbitraire. Le microprocesseur 460 applique ensuite un signal de contrôle "haut" (voir "b" et "c" qui suit "b" aux figures 7 et 8) à la base du transistor Q6 du circuit de protection 410a, pour faire tomber la tension d'attaque de l'enroulement L1 à 0V (voir "d" aux figures 7 et 8). La période de temps pour amener la tension d'attaque de la bobine de déviation jusqu'à 0V est to- t1 (environ 2 ms). Le signal haut (H) ou bas (L) pour relier sélectivement les commutateurs à relais K1 à K18 du module 430 de commande des condensateurs et l'autotransformateur 440 au temps t2 ou pour séparer sélectivement lesdits relais de l'autotransformateur, est appliqué aux commutateurs à relais K13 à K18 par le microprocesseur 460 pour mettre en 7 2734441 circuit ou pour mettre hors circuit le commutateur à relais. Le fonctionnement en service/hors service du commutateur à relais devrait être effectué pendant que la tension d'attaque de l'enroulement primaire L1 est égale à OV. En conséquence, au temps t3 o le condensateur correspondant et la bobine de déviation 450 sont reliés l'un à l'autre ou séparés l'un de l'autre, un signal de commande "bas" (L) du microprocesseur 460 est appliqué à la base du transistor Q6 du circuit de protection 410a de la figure 5. Ainsi, la tension d'alimentation venant de l'alimentation en courant 410 est de nouveau appliquée, et la tension d'attaque de l'enroulement primaire L1 revient alors à 80 V. Ceci revient à dire que la tension d'alimentation d'environ 80 V est fournie au module 430 de commande des condensateurs, pour fournir 80 V à l'enroulement primaire L1 de l'autotransformateur 440 et pour appliquer la tension nécessaire pour la bobine de déviation 450 conformément à un enroulement secondaire L2 sélectionné par l'un des commutateurs à relais Q13 à Q18, de façon que le courant correct passe dans la bobine de déviation 450 par l'intermédiaire des condensateurs. Le temps de réponse (to - t2) des commutateurs à relais est d'environ 100 ms, et t, - t3 constitue la période de temps d'interruption valide dans la période de temps totale (to - t3) d'interruption de la tension d'alimentation. Lorsque la tension au collecteur du transistor bipolaire à grille isolée Q5 arrive trop rapidement à la tension normale de l'alimentation en courant 410, le changement rapide de tension dans cet état transitoire peut créer une tension de 1300V ou plus sur le collecteur du transistor Q6 du module 420 d'attaque de la bobine de déviation du fait de l'inductance de la bobine de déviation 450 et de l'autotransformateur 440. En conséquence, il est nécessaire d'utiliser un dispositif à long temps de montée, ou à démarrage lent. Pour réaliser ce démarrage lent ou ce lent temps de montée, on insère à la base du transistor Q4 de l'alimentation en courant 410 une résistance R4 et un condensateur C1 5. Le fonctionnement de l'appareil amplificateur de déviation horizontale est représenté aux figures 9 à 11, dans lesquelles la forme d'onde 1 représente la tension de la grille du transistor bipolaire à grille isolée Q5, la forme d'onde 2 représente le courant traversant la bobine de déviation, et la forme d'onde 3 représente la tension au collecteur du transistor bipolaire à grille isolée. Dans le cas présent, le transistor bipolaire à grille isolée est endommagé lorsque la tension à son collecteur dépasse 1300V. Les figures 10 et 11 représentent des formes d'ondes de la figure 9 dilatées dans le temps, lorsque l'alimentation en courant de la figure 4 est respectivement dans le mode hors service et dans le mode en service. 8 2734441 Comme décrit ci-dessus, avec l'appareil amplificateur de déviation horizontale selon la présente invention, l'opération consistant à relier la bobine de déviation et les condensateurs est remplacée par une opération de commutation à relais à la commande d'un microprocesseur. Pour empêcher une destruction du transistor d'attaque du module d'attaque de la bobine de déviation, ou un endommagement de la bobine de déviation, du fait d'un courant excessif créé lorsque l'on relie le condensateur à un circuit ou qu'on sépare ce condensateur d'un circuit pendant le fonctionnement de la bobine de déviation, sous l'effet de l'alimentation en courant appliquée, le condensateur se trouve relié ou séparé dans un état de la tension d'alimentation en courant de OV, puis la tension d'alimentation en courant est de nouveau appliquée. On peut ainsi utiliser et attaquer en toute sécurité l'appareil amplificateur de déviation horizontale selon la présente invention. REVENDICATIONS 1. Appareil amplificateur de déviation horizontale, caractérisé en ce qu'il comprend: - un autotransformateur (440) présentant plusieurs prises; - plusieurs condensateurs (Cl à C14) reliés sélectivement aux prises de l'autotransformateur (440); - des premiers moyens de commutation (K1 à K18), pour relier sélectivement les condensateurs (Cl à C14) aux prises de l'autotransformateur (440); - un module (420) d'attaque de la bobine de déviation (450), pour appliquer un courant à l'autotransformateur (440) à travers les premiers moyens de commutation (K. à K18); - une alimentation en courant (410) pour fournir une tension constante aux condensateurs (Cl à C14) et au module (420) d'attaque de la bobine de déviation (450), cette alimentation (410) comportant des moyens de protection (410a) pour interrompre la tension constante afin de protéger le module (420) d'attaque de la bobine de déviation (450); et - des moyens de commande (460) pour commander les premiers moyens de commutation (K1 à K18) et pour fournir aux moyens de protection (410a) un signal de commande afin d'interrompre temporairement la tension constante avant l'opération de commutation des premiers moyens de commutation. 2. Appareil amplificateur de déviation horizontale selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de commutation (Ki à K18) comprennent des premiers commutateurs à relais (K1 à K12) pour sélectionner les condensateurs (CI à C14), et des seconds commutateurs à relais (K13 à K,8) pour sélectionner les prises de l'autotransformateur (440). 3. Appareil amplificateur de déviation horizontale selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de protection (410a) de l'alimentation en courant (410) comprennent un second moyen de commutation (Q6) pour mettre hors service l'alimentation en courant (410) en réponse au signal de commande des moyens de commande (460). 4. Appareil amplificateur de déviation horizontale selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second moyen de commutation (Q6) est constitué par un élément choisi dans le groupe formé par les transistors bipolaires, les 2734441 transistors bipolaires à grille isolée, les transistors à effet de champ, les redresseurs commandés au silicium (thyristors), et les triacs.