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.