Les alimentations de téléviseurs couleurs
L’alimentation des
récepteurs à tubes était simple. La tension secteur redressée et filtrée et une
tension de chauffage des filaments suffisaient. Ces alimentations délivraient
une puissance d’environ 400 watts et utilisaient un transformateur encombrant.
L’apparition des
transistors et des circuits intégrés a permis de réduire la consommation mais a
nécessité l’élaboration de circuits d’alimentation délivrant de nombreuses
tensions très stables.
Toutes les alimentations
modernes visent à ne prélever sur le secteur que la quantité d’énergie
strictement nécessaire au fonctionnement du téléviseur.
Plusieurs techniques sont
utilisées :
Régulation classique par un montage
ballast, simple à réaliser, mais qui dissipe de l’énergie par effet joule.
Utilisation d’un thyristor dont le
temps de fermeture est commandé. Citons également les disjoncteurs
électroniques qui ne régulent pas à proprement parler, mais coupent
l’alimentation en cas de surcharge.
Utilisation d’un convertisseur
(alimentation à découpage).
A part la démagnétisation,
nous n’aborderons pas les circuits annexes tels que : anti-parasitage
secteur, limitation d’intensité à la mise en service, redressement, filtrage,
etc… que nous avons déjà traités au cours de l’examen des alimentations pour
téléviseurs noir et blanc.
I – La démagnétisation
A) Principe
Les champs magnétiques
rémanents des parties métalliques du tube cathodique et du châssis sont la
cause de défauts de pureté.
Ils apparaissent comme des
taches colorées sur l’écran dues au fait que le faisceau du tube cathodique est
dévié de sa trajectoire et n’atteint pas les luminophores prévus initialement.
Les téléviseurs sont donc
équipés d’un circuit de démagnétisation qui élimine les champs magnétiques
parasites. On applique pendant quelques secondes un champ magnétique alternatif
décroissant dont l’allure est représentée (figure 1) .
Cette démagnétisation est
effectuée automatiquement à chaque mise sous tension.
Les premiers téléviseurs
n’étaient pas équipés de démagnétisation automatique. Celle-ci était effectuée
lors de l’installation du téléviseur grâce à une boucle de démagnétisation
extérieure.
Il s’agit d’une bobine de
trente centimètres de diamètre comportant environ 600 spires et raccordée au
secteur.
L’opérateur déplace la
bobine parallèlement à l’écran et démagnétise ainsi le tube et les pièces
métalliques voisines. Après quelques secondes, il éloigne progressivement la boucle
jusqu’à 3 mètres environ, puis débranche la boucle du secteur.
Notons que l’on utilise
encore ce système pour venir à bout de défauts de pureté particulièrement
rebelles, mais très rares.
B) Constitution
Un circuit de
démagnétisation est constitué :
D’une boucle de démagnétisation dans
laquelle circule un courant alternatif.
D’une cellule souvent appelée
posistor dans laquelle sont montées deux thermistances CTP.
Rappelons que les CTP sont
des résistances à coefficient de température positif caractérisée par
l’augmentation rapide de leur résistance avec l’élévation de température.
La (figure
2) donne l’allure de la courbe de variation d’une CTP en fonction de la
température.
La boucle de
démagnétisation est constituée par deux bobines identiques fixées à l’extérieur
du tube cathodique et au niveau du masque.
Chaque bobine a une
résistance assez faible de l’ordre de 10 à 30 et est composée d’une cinquantaine de spires.
C) Fonctionnement
La (figure
3) représente un circuit de démagnétisation classique utilisant deux
thermistances CTP1 et CTP2, une résistance R
et les deux bobines de démagnétisation.
Les thermistances CTP1 et
CTP2 constituent un posistor dans lequel elles sont en contact thermique.
A la mise sous tension,
les deux thermistances sont froides et présentent une résistance de quelques
dizaines d’ohms. Un courant de plusieurs ampères traverse les bobines via CTP1
et CTP2 qui s’échauffent rapidement puisqu’elles sont traversées par un courant
intense.
Leur résistance augmente
donc rapidement et le courant alternatif parcourant les bobines décroît
également jusqu’à une valeur très faible comme l’indique la (figure
4) .
La résistance R
permet de faire circuler un léger courant dans CTP1 de façon à la maintenir à
une température suffisamment élevée. Les deux thermistances CTP1 et CTP2 étant
en contact sont à la même température et présentent une résistance suffisante
pour que le courant qui traverse les bobines de déviation soit négligeable.
Notons qu’il faut éviter
de mettre sous tension le système avec les bobines de démagnétisation
débranchées. En effet, à froid, CTP1 présentant une faible valeur ohmique, un
courant important traverserait CTP1 et R,
et risquerait de détruire ces deux composants.
La (figure
5) présente un autre circuit de démagnétisation comportant une VDR, une
résistance CTN et les deux bobines de démagnétisation.
Rappelons succinctement
qu’une CTN est une résistance à coefficient de température négatif,
c'est-à-dire une résistance dont la valeur diminue lorsque la température
augmente, et qu’une VDR est une résistance dont la valeur augmente brutalement
lorsque la tension a ses bornes diminue et passe en dessous d’un certain seuil.
A la mise sous tension, la
CTN qui est froide, présente une grande résistance. La tension à ses bornes est
donc élevée et un courant important circule dans la VDR et les bobines de
démagnétisation.
Après quelques secondes,
la CTN s’échauffe et sa résistance diminue. La tension à ses bornes diminue
également et lorsqu’elle devient inférieure à la tension de seuil de la VDR, la
résistance de cette dernière augmente brutalement et le courant qui traverse
les bobines de démagnétisation devient pratiquement nul.
Un autre circuit de
démagnétisation est représenté (figure 6) . Il utilise
deux thermistances CTP, un condensateur et les deux bobines de démagnétisation.
A la mise en service du
téléviseur, le courant de démagnétisation circule, d’une part dans CTP2 et les
bobines de démagnétisation, et d’autre part, dans CTP1.
Au bout de quelques
secondes, CTP1 et CTP2 s’échauffent, leur résistance augmente et le courant de
démagnétisation devient négligeable. Le courant qui traverse CTP1 est néanmoins
suffisant pour maintenir les deux thermistances à une température suffisante.
Ce système permet d’éviter
l’emploi de la résistance R
de la (figure 3) et, en outre, la déconnexion des bobines
de démagnétisation ne provoque pas la destruction de la thermistance CTP1.
Le condensateur C permet
d’éliminer les tensions induites à la fréquence ligne dues au léger couplage
entre les bobines de déflexion et les bobines de démagnétisation.
II – Alimentations des téléviseurs couleurs
A)
Téléviseurs entièrement à tubes
Les premiers récepteurs
couleurs à tubes nécessitaient deux sortes de tensions :
Une ou plusieurs hautes tensions
redressées et filtrées, destinées à l’alimentation des anodes et des grilles G2
des tubes électroniques.
Une basse tension alternative pour le
chauffage des filaments.
La (figure
7) représente le schéma synoptique d’une telle alimentation.
1)
Circuits primaires
Dans ces circuits sont
englobés les commutations du répartiteur de tension permettant d’adapter le
transformateur à la tension secteur, les fusibles et les enroulements primaires
du transformateur.
La (figure
8) représente le circuit primaire d’un téléviseur. L’interrupteur S1 permet
d’adapter l’alimentation du téléviseur au réseau EDF 110 volts ou 220 volts.
En position 110 volts,
seul le bobinage primaire L2 est en service.
En position 220 volts, les
bobinages L1 et L2 sont utilisés et reliés en série.
Notons que les fusibles F1
et F2 ne sont pas identiques. En effet, la puissance consommée par le
téléviseur est la même que celui-ci soit alimenté en 110 volts ou en 220 volts.
Il en résulte que le courant circulant dans le circuit primaire du
transformateur est deux fois moins élevé lorsque le récepteur est alimenté par
une tension secteur de 220 volts.
L’enroulement L1, utilisé
uniquement en 220 volts, est bobiné avec un fil plus fin que celui pour
réaliser le bobinage L2, puisqu’il est parcouru par un courant deux fois plus
faible que celui traversant L2 lorsque le récepteur est alimenté en 110 volts.
L’enroulement L2 est doté
d’enroulements complémentaires (+ 7 volts, + 15 volts, + 25 volts). Ces
enroulements sont mis en service par S2 et permettent d’ajuster le rapport de
transformation en cas de tension secteur trop élevée.
Ces commutations peuvent
être effectuées, soit par un cavalier que l’on positionne sur la valeur
désirée, soit par un boîtier embrochable contenant les fusibles, que l’on peut
positionner de plusieurs façons.
2)
Circuit secondaire
Il comprend plusieurs
enroulements distincts qui délivrent les différentes tensions alternatives.
a)
Haute tension
La haute tension issue de
l’enroulement secondaire est redressée en double alternance par le pont de
diodes P (figure 9) , puis filtrées par une cellule
composée de l’inductance L et le condensateur C1.
En effet, dans le cas d’un
débit important, il est préférable d’utiliser un filtre LC plutôt qu’un filtre
RC. Ceci permet de limiter les pointes de courant à la mise sous tension,
d’améliorer le filtrage tout en diminuant la valeur des condensateurs de
filtrage.
Après ce filtrage énergique,
on dispose d’une tension HT1 qui, très souvent, est d’environ 380 volts.
Les hautes tensions HT2 et
HT3 sont obtenues en réalisant une chute de tension dans une résistance.
Ces deux tensions, plus
faibles que HT1, sont ensuite filtrées par les condensateurs C1 et C2.
Un enroulement secondaire
du transformateur fournit la tension alternative nécessaire au chauffage des
tubes. Les filaments peuvent être reliés en série ou en parallèle.
Le chauffage du tube
cathodique est délivré par un enroulement secondaire spécialement destiné à cet
effet, de façon à isoler le cathoscope.
B)
Téléviseurs hybrides équipés de tubes et de transistors
La transistorisation
progressive des téléviseurs couleurs a modifié petit à petit leurs
alimentations. A la haute tension nécessaire aux tubes, il a fallu ajouter une
ou plusieurs alimentations basses tensions destinées aux circuits
transistorisés.
La (figure
10) représente le schéma synoptique d’une alimentation de téléviseur
hybride.
Nous découvrons deux
nouveaux circuits sur ce synoptique : un circuit produisant une basse
tension négative et un circuit délivrant une basse tension positive qui,
éventuellement, peut être régulée.
1)
Circuit basse tension négative
Selon le sens de branchement
de la diode, nous obtenons des demi alternances positives ou négatives comme
indiqué à la (figure 11) .
Dans le cas de la (figure 11 b) , si nous plaçons un condensateur en
parallèle sur la résistance de charge Rc, celui-ci va être chargé par les
alternances négatives et au point A, nous disposons d’une tension négative.
Attention, si le
condensateur est à diélectrique chimique, l’armature positive doit être reliée
au point B.
Pour une plus grande
efficacité du montage, on préfère utiliser un pont de diodes de façon à
effectuer un redressement double alternance.
2)
Circuit basse tension positive
On effectue d’abord un
redressement, puis un filtrage et éventuellement une stabilisation.
La (figure
12) donne le schéma synoptique du circuit d’alimentation basse tension
positive.
Ce circuit, dans son
principe, a déjà été présenté dans le chapitre consacré aux alimentations des
téléviseurs noir et blanc.
3)
Exemple d’alimentation pour téléviseur hybride
La (figure
13) donne le schéma d’une alimentation d’un téléviseur à tubes et à
transistors.
Le circuit primaire du
transformateur est constitué par trois enroulements. Un système de boîtier
embrochable permet la commutation en 110 volts et 220 volts et l’ajustement à
la tension secteur (position 127 volts
ou 237 volts).
La (figure
14) donne les quatre positions du répartiteur de tension, les enroulements
primaires en service et les fusibles en service.
En position 220 volts (figure 14 a), les enroulements 1 et 2 sont connectés en
série.
En position 110 volts (figure 14 b) , les enroulements 1 et 2 sont reliés en
parallèle.
En position 127 volts (figure 14 c) ,l’enroulement 3 est mis en série avec les
enroulements 1 et 2 connectés en parallèle.
En position 237 volts (figure 14 d) , les trois enroulements sont connectés en
série.
Voyons maintenant les
circuits secondaires. L’enroulement 7-8 délivre une haute tension alternative
qui est appliquée au pont de diodes P1. Le circuit de démagnétisation est
également alimenté par cet enroulement.
A partir de la haute
tension redressée par P1, puis filtrée, on obtient la haute tension TH1.
Cette tension utilisée
pour générer les tensions HT2, HT3 et HT4 est une basse tension positive
stabilisée par la diode zener.
Le pont redresseur P2
effectue un redressement négatif de la tension délivrée par l’enroulement
secondaire 9-10. La tension obtenue est filtrée et stabilisée à – 12 volts par
une diode zener.
L’enroulement 11-12
délivre une basse tension qui est redressée par le pont P3. On obtient une
première tension filtrée par C013 et utilisée pour les circuits de
convergences.
Cette tension est
appliquée à un circuit de régulation (T001, T002, T003, T105, Z001, Z002) qui
permet d’obtenir les basses tensions régulées + 22 volts et + 12 volts.
L’enroulement 13-14
délivre la tension de chauffage.
C)
Alimentation pour téléviseurs à transistors
Ces téléviseurs
nécessitent une haute tension nécessaire pour l’alimentation des circuits de
balayage et plusieurs basses tensions pour alimenter les circuits
transistorisés ne demandant pas une grande puissance.
La simplification apportée
dans les étages THT a permis d’ajouter sans problème, quelques enroulements au
transformateur THT. Ces enroulements utilisent l’énergie accumulée pendant les
retours lignes pour produire différentes tensions secondaires.
Ainsi, le rôle principal
de l’alimentation est de faire fonctionner l’étage base de temps lignes- THT.
Généralement, une haute tension et une basse tension suffisent (figure 15) .
1)
Régulation par transistor
La fabrication en série de
transistors de puissance capables de réguler des énergies importantes à permis
d’appliquer aux alimentations haute tension, les techniques de stabilisation
basse tension.
Le principe de
fonctionnement d’un tel montage est représenté (figure 16)
.
Après redressement et
filtrage, le courant I parcourt la boucle formée par le régulateur, le circuit
de mesure de courant et la charge. Le régulateur fonctionne avec deux
informations :
Une mesure de tension, en fait une
comparaison entre la tension aux bornes de la charge et une tension de
référence.
Une mesure du courant débité, valeur
traversée par le courant I.
En fonction de la valeur
de ces deux informations et de leurs variations, le régulateur (un transistor
ballast) est rendu plus ou moins conducteur et contrôle ainsi la haute tension.
2)
Exemple de réalisation d’alimentation régulée
La (figure
17) reproduit une telle alimentation. Dans le circuit primaire, nous
trouvons un filtre antiparasite composé d’un condensateur CP01 et de LP01
constitué de deux inductances bobinées en sens inverse.
L’enroulement secondaire
inférieur délivre une tension alternative qui, après redressement et filtrage,
permet d’obtenir la basse tension U3 = + 19 volts.
Cette tension U3 est
appliquée à un circuit intégré régulateur (IP01) qui délivre une tension
régulée U2 = + 12 volts. Nous détaillerons le fonctionnement de ce circuit intégré
dans le chapitre suivant.
L’enroulement secondaire
supérieure alimente le circuit de démagnétisation ainsi que le circuit haute
tension.
Après redressement et
filtrage, le courant traverse la charge et l’élément régulateur constitué par
le transistor ballast TP03. On constate que TP03 est monté dans la ligne de
retour et non dans la ligne positive. Ce dispositif ne présente aucun
inconvénient. Le transistor TP03 a son collecteur relié à la masse (0 volt) et
son émetteur a un potentiel négatif par rapport à la masse (environ – 30
volts).
L’espace collecteur
émetteur peut être assimilé a une résistance variable.
Entre les sorties +
et - du pont redresseur, nous trouvons
une tension égale à 124 volts plus 30 volts, c'est-à-dire 154 volts. Les 30 volts
correspondent à la tension VCE du transistor ballast.
La mesure du courant est
fait par la résistance RP05 de 0,75 .
Cette résistance est placée entre la base et l’émetteur du transistor TP01.
Supposons que le courant I
augmente à la suite d’un débit excessif. La tension aux bornes de RP05
augmente, donc la tension VBE de TP01 augmente et TP01 conduit plus. Sa tension
collecteur devient plus négative ce qui diminue la tension VBE du transistor
NPN TP02. Ce dernier conduit donc moins et provoque la diminution du courant de
base de TP03 qui conduit moins également. Le courant I diminue alors que le
processus que nous venons de décrire avait été déclenché par une augmentation
du courant I. Il y a donc bien régulation en courant grâce à ce dispositif.
Si un court circuit se
produit dans le téléviseur, le transistor TP03 est immédiatement bloqué. Le
transistor TP01 a donc un rôle de régulation et de protection.
La mesure de tension est
faite par le transistor PNP TP04 dont l’émetteur est relié a un potentiel fixe
(diode zener DP06 de 6,7 volts) et la base a un potentiel issu de la tension de
sortie, donc susceptible de varier.
Supposons que la tension
U1 diminue. La tension base de TP04 diminue également et TP04 conduit plus. Sa
tension collecteur devient moins négative et cette variation se répercute sur
la base de TP02 qui devient, à son tour, plus conducteur. Le transistor TP03
conduit plus également, sa tension VCE diminue, donc la tension de sortie U1
augmente, ce qui est bien le but recherché.
Le potentiomètre PP01
permet d’ajuster la tension de sortie U1 à sa valeur correcte.
Remarquons les deux
résistances RP09 et RP10 montées en shunt sur le transistor ballast TP03, leur
rôle est de limiter la puissance dissipée dans le transistor TP03.
3)
Les régulateurs intégrés
Ces composants, de la
famille des circuits intégrés analogiques, peuvent être classés en deux
catégories : les régulateurs fixes et les régulateurs ajustables.
Les régulateurs fixes sont
prévus pour réguler une tension précise. On trouve dans le commerce, toute une
gamme de circuits permettant de choisir la tension désirée ( 5 V, 12 V, 33 V
etc.).
Les régulateurs ajustables
sont capables de délivrer une tension de sortie régulée dans une certaine plage
(ex : 2 V à 35 V), le réglage de la tension se faisant par un simple
potentiomètre extérieur.
Ces deux types de circuits
sont basés sur le même principe illustré par la (figure 18)
.
Le principe général de
fonctionnement du régulateur est basé sur la régulation série ou ballast.
Le ballast est commandé
par un régulateur de tension qui est un comparateur. Cet étage compare en
permanence une partie de la tension de sortie, prélevée entre R2 et R3 et une tension
fixe de référence fabriquée dans une autre partie du circuit intégré.
En plus de la régulation
de tension, le ballast est soumis à différentes informations de contrôle :
Limitation du courant de sortie.
Protection thermique du circuit
intégré
Le circuit de limitation
du courant est constitué par un étage comparateur et une résistance R1. La
chute de potentiel aux bornes de R1 est directement proportionnelle au courant
qui traverse R1.
Lorsque cette tension
devient supérieure à un seuil (correspondant au courant maximum que peut
délivrer le circuit régulateur), l’étage limiteur produit une tension qui vient
limiter la conduction de l’étage ballast.
La protection thermique
garantit le circuit intégré contre les élévations de température, celles-ci
pouvant être dues à un radiateur insuffisant ou à une ambiance thermique
défavorable.
4)
Régulation par thyristor
Un système régulateur
classique à transistor ballast dissipe de la chaleur, environ 30 à 40 watts
pour réguler les 150 watts nécessaires au balayage lignes. Ceci conduit à
l’utilisation de radiateurs volumineux et d’autre part, l’élévation importante
de la température dans le récepteur diminue la fiabilité des composants.
La régulation à thyristor
réduit considérablement ces inconvénients.
Le thyristor fonctionnant
en tout ou rien, la puissance dissipée est faible et son radiateur est petit.
Par contre, le courant
délivré contient beaucoup d’harmoniques susceptibles de perturber les circuits
du téléviseur et le réseau de distribution électrique.
Une inductance de lissage
est donc nécessaire pour éliminer les impulsions parasites indésirables.
La (figure
19) donne le schéma de principe d’un régulateur à thyristor.
Le principe de la
régulation consiste à faire varier le temps de conduction d’un thyristor placé
en série sur la haute tension redressée.
La commande de gâchette se
fait à partir d’impulsions prélevées sur le secteur, superposées à une tension
continue proportionnelle à la tension délivrée par l’alimentation. Cette
tension continue permet de faire varier dans le temps, le point de
déclenchement du thyristor.
Le thyristor est amorcé
pendant une partie des alternances positives, issues du circuit de redressement.
Le blocage du thyristor
s’effectue à la fin de chaque alternance positive, lorsque le courant s’annule.
Si par exemple la tension
VS augmente, l’amorçage du thyristor est retardé par le circuit de commande de
la gâchette et l’énergie transmise au circuit de filtrage est plus faible
puisque le thyristor conduit moins longtemps. Il en résulte une baisse de la
tension de sortie VS.
La (figure
20) donne un exemple réel de circuit régulateur à thyristor.
Les diodes D1 et D2,
montées en parallèle, effectuent un redressement mono alternance. La tension
redressée traverse la self de lissage et le thyristor TH1 lorsque ce dernier
est conducteur.
La haute tension redressée
est ensuite dirigée vers un circuit de filtrage ne figurant pas sur le schéma.
La commande de la gâchette
du thyristor est effectuée par les circuits du transistor Q1.
Deux basses tensions + 17
volts et + 25 volts sont nécessaires pour le fonctionnement du circuit de
commande du thyristor.
Le transistor Q1 a son
émetteur relié directement au + 17 volts et sa base polarisée par une fraction
de la haute tension filtrée, prélevée grâce à P6. Cette tension de base est
légèrement inférieure à 17 volts de façon à maintenir Q1 conducteur.
Les diodes D3 et D4 sont
montées en écrêteur double. D3 limite à – 0,7 volt et D4 à + 17,7 volts.
Au point commun des deux
diodes, nous obtenons une tension rectangulaire de fréquence 50 Hz et d’une
amplitude de 18,4 volts (figure 21 a) .
Cette tension carrée est
appliquée au circuit différentiateur constitué par C1-R3-P6 et R7.
Sur la base de Q1, nous
obtenons une tension qui est la résultante de la tension continue appliquée à
travers R3 et des impulsions différenciées. Notons que les pics négatifs ont totalement
disparus. Ceci est du au fait que la diode base émetteur du transistor Q1 est
conductrice. Il ne subsiste donc que la partie des pics positifs, supérieure à
la tension de polarisation de base (figure 21 b) .
Cette pointe de tension
rend la base de Q1 positive par rapport à l’émetteur et bloque le transistor Q1
pendant un temps variable qui dépend de la tension polarisation base. Si la
tension base est égale à 16,8 volts, le transistor est au bord de la conduction.
Dés que la pointe de
tension dépasse + 17 volts, le transistor Q1 se bloque et le temps de blocage
correspond au temps pendant lequel l’impulsion positive reste au dessus de + 17
volts. La (figure 21 c) montre le signal apparaissant
sur le collecteur de Q1. Envisageons le cas où la tension filtrée diminue.
Cette diminution peut être
due à une baisse du secteur ou à une consommation accrue des circuits du
téléviseur.
La tension de la base de
Q1, prélevée par le pont diviseur constitué par R5, P6 et R7, diminue également
(par exemple : 16 volts ou 15,5 volts comme le montre la (figure
22) ). Q1 est bloqué moins longtemps et TH1 laisse passer le courant
pendant un temps plus long, de sorte que la valeur moyenne de la tension
revienne à sa valeur primitive.
Dans le cas d’une
augmentation de la tension filtrée, c’est le contraire qui se produit, le
thyristor est bloqué pendant un temps plus long et la valeur moyenne redescend.
5)
Doubleur à diode commandée
Ce système utilise un
doubleur de Schenkel dont une des diodes est remplacée par un thyristor. La (figure 23) donne le schéma d’un doubleur de Schenkel.
L’alternance négative
charge C1 à travers D1 à la tension U. Cette tension s’ajoute à celle de
l’alternance positive et charge C2 à travers D2 à la tension 2 U.
Si la diode D2 pouvait
être rendue conductrice sur commande, la tension de sortie serait variable.
Ce procédé de régulation
est obtenu en remplaçant D2 par un thyristor qui s’amorce en appliquant une
impulsion sur sa gâchette et qui se désamorce automatiquement à chaque demi
alternance, lorsque la tension secteur repasse à zéro.
La (figure
24) et la (figure 25) décrivent le circuit de
commande du thyristor.
Un signal rectangulaire
est fabriqué par écrêtage à partir du secteur, puis différencié (figure 24) . Le procédé est identique à celui que nous
avons vu précédemment.
Le signal différencié est superposé
à une tension de polarisation continue proportionnelle à la tension de sortie
du doubleur (figure 25) . Les pics positifs bloquent le
transistor de commande pendant un temps variable qui dépend de la valeur de la
tension de sortie.
Ce dispositif fonctionne
très bien, mais présente quelques inconvénients.
En effet, si le thyristor
se met en court circuit, les condensateurs C1 et C2 sont branchés directement sur
le secteur et au bout de quelques instants, il y a destruction des
condensateurs.
Il est donc prudent de
prévoir dans l’alimentation haute tension, un dispositif qui est chargé de
couper la tension d’alimentation en cas d’incidents.
6)
Disjoncteurs électroniques
a)
Disjoncteur à thyristor
Ce sont des systèmes
destinés à protéger le téléviseur contre d’éventuelles détériorations dues à
une consommation anormale, à un court circuit dans les étages de puissance ou à
un défaut de fonctionnement au niveau de l’alimentation. Le principe en est
indiqué par la (figure 26) .
Un disjoncteur
électronique est doté d’un circuit de mesure du courant débité, analogue à
celui que nous avons examiné au chapitre consacré aux alimentations à transistors
et d’un système interrupteur (généralement un thyristor ou un triac). La (figure 27) donne le schéma d’un disjoncteur électronique à
thyristor.
Un redresseur double
alternance délivre, à partir du secteur, une tension pulse à la fréquence de
100 Hz.
La cellule R5-C5 applique
à la gâchette du thyristor une tension de même forme mais d’amplitude plus
faible. Le thyristor s’amorce donc au début de chaque demi alternance positive
et il se bloque à la fin des demi alternances lorsque la tension retombe à zéro
volt. Le thyristor laisse donc passer la totalité du signal.
La commande du thyristor
est constituée par le circuit du transistor TR1.
Le rôle du transistor TR1
est de court circuiter l’espace cathode gâchette du thyristor lorsque le
courant demandé à l’alimentation devient trop important. Voyons comment
fonctionne ce système. La (figure 28) donne une version
simplifiée du circuit de commande.
Le transistor TR1 est
alimenté par la tension apparaissant entre les points A et B situés de part et
d’autre des résistances R1 et R2.
TR1, monté en collecteur
commun, a pour charge d’émetteur la résistance R4.
En fonctionnement normal,
la chute de tension provoquée par le passage du courant principal de
l’alimentation dans les résistances R1 et R2 est inférieure à la tension de
zener de la diode Z1. Celle-ci est bloquée et le transistor TR1 est bloqué
également et il n’intervient pas dans le fonctionnement.
Si le courant demandé à
l’alimentation devient trop important, la tension entre les points A et B
devient supérieure à la tension de zener de Z2. Celle-ci conduit et TR1 est
alimenté. La base de TR1 est portée à un potentiel négatif et TR1 est saturé.
Il se comporte comme un court circuit placé entre gâchette et cathode du
thyristor qui ne peut plus être amorcé. Dans la (figure 27)
, nous remarquons la présence du condensateur C4.
Supposons qu’un court circuit
apparaisse en aval du point B, la chute de tension dans R1 et R2 est importante
et dépasse la tension de zener de Z1. TR1 se sature et le condensateur C4 se
charge rapidement et il maintient la saturation du transistor.
Si le court circuit est
accidentel, TR1 reste saturé pendant environ 400 ms. Au-delà de ce temps, la
charge négative de C4 est insuffisante pour maintenir TR1 en conduction et ce
dernier cesse de court circuiter le thyristor TH1.
Si le court circuit
persiste, C4 se recharge lors du réamorçage fugitif du thyristor et le
processus recommence toutes les 400 ms.
Dans certains téléviseurs, la résistance R1 est une
résistance fusible et après 30 secondes de battement, si le débit reste
anormalement élevé, la résistance fusible disjoncte et coupe le circuit
d’alimentation.
b)
disjoncteur à triac
Le triac est un composant
semi conducteur dont le fonctionnement est semblable à celui du thyristor.
Comme le thyristor, le triac est un interrupteur électronique mais il transmet
une tension alternative alors que le thyristor se comporte comme une diode
commandée.
On peut donc l’assimiler à
un thyristor bidirectionnel. Il comprend trois électrodes : une électrode
de commande (la gâchette) et deux anodes qui sont les électrodes d’entrée et de
sortie du triac.
Le triac s’amorce
lorsqu’une tension est présente entre ses anodes et qu’une tension non nulle
est appliquée sur sa gâchette. Voyons maintenant le fonctionnement d’un
disjoncteur à triac. La (figure 29) montre le schéma
synoptique d’un disjoncteur à triac. Examinons le rôle des différents circuits
qui le composent.
Le triac joue le rôle
d’interrupteur, en fonctionnement normal, l’interrupteur est fermé et alimente
le redresseur.
En cas de débit anormal
dans le téléviseur, un circuit de mesure de courant informe le circuit de
commande du triac qui déclenche l’ouverture de l’interrupteur un court instant.
Si ce débit anormal
persiste, le circuit de sécurité bloque définitivement le triac. Le schéma d’un
disjoncteur à triac est donné à la (figure 30) .
Le circuit de mesure du
courant est constitué par la résistance R1 (1,5 ,
10 watts) montée en série avec l’enroulement secondaire du transformateur.
Si le courant I augmente,
la tension aux bornes de R1 augmente et inversement.
Le pont diviseur, formé
par les résistances R7 et R8, prélève une partie de la tension aux bornes de
R1.
Cette tension est
redressée par la diode D2 et filtrée par le condensateur C5. On obtient ainsi une
tension continue négative qui est appliquée à la base du transistor TR1.
L’interrupteur est
constitué par le triac D1. la commande de gâchette de D1 est assurée par les
transistors TR1, TR2 et TR3.
En fonctionnement normal,
TR1 est bloqué, TR2 et TR3 sont saturés. L’émetteur de TR3 est polarisé par une
tension négative, redressée par la diode D3 et filtrée par R6, C3 et C4.
lorsque sa base est correctement polarisée, un courant collecteur circule,
imposant un potentiel négatif au point commun des résistances R5 et R4 et donc
la gâchette du triac. Ce dernier entre alors en conduction.
Les transistors TR1 et TR2
constituent une bascule monostable. En fonctionnement normal, TR1 est bloqué et
TR2 est saturé. La charge de TR2 est constituée par les résistances R10 et R11.
Le courant collecteur de
TR2 provoque une chute de tension d’au moins 0,7 volt aux bornes de R11 qui est
branchée entre la base et l’émetteur de TR3. Le transistor TR3 conduit et
provoque la conduction du triac.
En cas d’anomalie dans le
téléviseur, la tension aux bornes de R1 augmente à la suite d’un accroissement
de la consommation.
La tension continue
négative, appliquée sur la base de TR1 augmente et à partir d’un certain seuil,
le transistor TR1 se sature faisant ainsi basculer le circuit monostable.
Le transistor TR2 est donc
bloqué et son courant collecteur s’annule. La tension aux bornes de R11
s’annule et le transistor TR3 se bloque également.
Le courant collecteur de
TR3 étant nul, il n’existe plus de chute de tension aux bornes de R5 et donc la
tension de gâchette du triac suit exactement la tension de l’anode A1. En
conséquence, le triac ne peut plus s’amorcer et la haute tension du téléviseur
disparaît.
Dés le basculement du
monostable, le condensateur C1 se recharge à travers D3, R6 et R3.
A l’instant où il atteint
le seuil de conduction de TR2, le monostable rebascule (TR2 conducteur, TR1
bloqué) entraînant la réapparition de la haute tension.
Si de nouveau une tension
importante est détectée aux bornes de R1, le monostable rebascule et provoque
l’ouverture du triac. En cas de court circuit permanent, ce processus de
relaxation continuerait indéfiniment si un circuit de sécurité ne permettait
pas de couper définitivement l’alimentation.
Le circuit de sécurité est
constitué par le transistor TR4 dont le collecteur est relié à la base du
transistor TR2 et d’une cellule RC (R13-C2) à forte constante de temps.
A chaque changement d’état
du monostable, il apparaît une impulsion négative sur les émetteurs des
transistors TR1 et TR2. Cette impulsion charge le condensateur C2 à travers la
résistance R2.
Après un certain nombre de
relaxations du monostable, la tension aux bornes de C2 atteint 0,7 volt. La
tension de seuil de TR4 est atteinte et celui-ci se sature. La base du transistor
TR2 se trouve donc à la tension VCE saturée de TR4. Le transistor TR2 est donc
définitivement bloqué ainsi que TR3.
Le triac D1 ne se réamorce
plus et la haute tension est coupée. Nous venons de voir un système très complet
de sécurité dans l’alimentation des téléviseurs, nous allons examiner
maintenant la fabrication de tensions auxiliaires issues de la base de temps
lignes.
III – Tensions auxiliaires
Toutes les tensions ne
sont pas fournies directement par l’alimentation. Il n’est pas nécessaire de
bobiner de nombreux enroulements secondaires sur un transformateur
d’alimentation encombrant et coûteux, alors que certaines tensions peuvent être
fabriquées à partir d’autres tensions, grâce à des régulateurs notamment.
Par ailleurs, sur l’étage
base de temps lignes, la tension récupérée peut fournir une énergie importante,
utilisable pour alimenter en haute tension des circuits tels que les
amplificateurs vidéo et de chrominance ou le circuit de balayage vertical.
Enfin, les tensions très
élevées de polarisation du cathoscope (tension de G3 et G5) sont plus simples à
obtenir à partir de l’enroulement THT.
A)
Utilisation de la tension récupérée
Cette tension est obtenue
par redressement et filtrage des impulsions de retour lignes et atteint une
valeur d’environ 1000 volts pour les bases de temps lignes à tubes.
Dans ce cas, elle peut
servir à polariser la grille G2 du cathoscope. Elle peut servir également à
alimenter les circuits amplificateurs vidéo ou le balayage vertical. Ceci
permet d’asservir l’amplitude du balayage vertical au balayage lignes (figure 31) .
B)
Utilisation d’enroulements secondaires du transformateur THT
Les différentes tensions
de polarisation du cathoscope sont obtenues à partir des enroulements
secondaires du transformateur THT.
Une prise intermédiaire
sur le tripleur THT permet de disposer d’une tension de 5 kvolts à 8,5 kvolts
pour polariser la grille G3.
La polarisation de la
grille G2 se fait à partir d’un enroulement secondaire et après redressement et
filtrage par la diode D et al cellule R1, C1 (figure 32)
.
Pour obtenir la THT de 25
KV, les premiers téléviseurs couleurs utilisaient un enroulement secondaire
élévateur très important qui fournissait directement la haute tension.
L’utilisation du multiplicateur de tension (tripleur THT) a permis de réduire
considérablement cet enroulement secondaire. Ceci laisse la place pour d’autres
enroulements capables de délivrer d’autres tensions d’alimentation. Ces
tensions sont asservies à la régulation du balayage lignes et disparaissent en
cas de panne sur cet étage. La (figure 33) illustre ce
type de circuit.
Nous reconnaissons dans le
primaire le circuit de puissance de la base de temps lignes (transistor, diode,
condensateur). Dans le secondaire, un enroulement THT (L2) alimente le
tripleur.
L’enroulement double L3
délivre les tensions pour l’amplificateur vidéo et le balayage vertical.
L’enroulement L4 fourni la tension de chauffage du cathoscope.