FR2788920A1 - Control method for vertical deflection screen sweep circuit, involves using output amplifier stage, principal and auxiliary voltage supplies, and two bidirectional interrupters - Google Patents
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Abstract
Description
I Dispositif de commande d'un circuit de déviation verticale d'un spotI Device for controlling a vertical deflection circuit of a spot
balayant un écran, en particulier pour téléviseur ou moniteur informatique. L'invention concerne la commande de la déviation verticale d'un scanning a screen, in particular for a television or computer monitor. The invention relates to the control of the vertical deflection of a
spot balayant un écran.spot scanning a screen.
L'invention s'applique avantageusement mais non limitativement aux écrans de téléviseurs et/ou de moniteurs informatiques. Un spot balaye un écran selon deux directions orthogonales, à savoir un balayage-ligne et un balayage vertical. Le balayage-ligne The invention is advantageously but not limited to the screens of televisions and / or computer monitors. A spot scans a screen in two orthogonal directions, namely a line scan and a vertical scan. Line scanning
s'effectue à une fréquence beaucoup plus élevée que le balayage vertical. occurs at a much higher frequency than vertical scanning.
Ainsi, à titre indicatif, pour une application de télévision, le balayage- For example, for a television application, scanning-
ligne peut s'effectuer à 15625 Hz, tandis que le balayage vertical s'effectue par exemple à 50 Hz. Lorsque le spot a subi un balayage-ligne aller, il se produit alors un retour ligne pour effectuer le balayage de la ligne suivante. Simultanément au balayage-ligne, le balayage vertical permet au spot de balayer l'écran de haut en bas. A l'issue du balayage vertical aller, il se produit alors un retour rapide du spot en haut et à gauche de l'écran (retour trame) et communément appelé par l'homme du line can be carried out at 15625 Hz, while the vertical scanning is carried out for example at 50 Hz. When the spot has undergone a line sweep, there is then a line feed to carry out the scanning of the next line. Simultaneously with the line scan, the vertical scan allows the spot to scan the screen from top to bottom. At the end of the forward vertical scan, there is then a rapid return of the spot at the top left of the screen (frame return) and commonly called by the man of the
métier en langue anglaise "Flyback". profession in English "Flyback".
La déviation verticale du spot comporte donc une phase aller de balayage vertical suivie d'une phase de retour rapide du spot. La déviation verticale est générée par un circuit de déviation verticale, classiquement The vertical deflection of the spot therefore comprises a forward phase of vertical scanning followed by a rapid return phase of the spot. The vertical deflection is generated by a vertical deflection circuit, conventionally
inductif, générant un champ magnétique de déviation du spot. inductive, generating a magnetic spot deflection field.
Les dispositifs de commande classiques de circuits de déviation verticale (ou plus simplement "déviateurs verticaux") sont essentiellement formés d'amplificateurs fonctionnant en classe AB (linéaire), c'est-à-dire dont l'étage de sortie est formé de transistors travaillant dans leur domaine linéaire et produisant par conséquent une tension de sortie continue. L'amplificateur amplifie un signal de consigne, généralement en forme de dents de scie, de façon à délivrer un signal de commande de balayage vertical du spot. Par ailleurs, afin d'assurer le retour rapide du spot, ces dispositifs de commande sont équipés de moyens de génération d'une surtension aux bornes du déviateur. Actuellement, de tels dispositifs de commande ont un rendement réel de l'ordre de 50% et nécessitent généralement des dissipateurs de Conventional devices for controlling vertical deflection circuits (or more simply "vertical deflectors") are essentially formed by amplifiers operating in class AB (linear), that is to say whose output stage is formed by transistors working in their linear domain and therefore producing a continuous output voltage. The amplifier amplifies a setpoint signal, generally in the form of a sawtooth, so as to deliver a signal for controlling the vertical scanning of the spot. Furthermore, in order to ensure the rapid return of the spot, these control devices are equipped with means for generating an overvoltage at the terminals of the deflector. Currently, such control devices have an actual efficiency of the order of 50% and generally require heat sinks
chaleur relativement importants.relatively large heat.
L'invention vise à remédier à cet inconvénient et l'un des buts de l'invention est d'augmenter le rendement d'un tel circuit de commande tout en diminuant la complexité des dissipateurs de chaleur, de façon à The invention aims to remedy this drawback and one of the aims of the invention is to increase the efficiency of such a control circuit while reducing the complexity of the heat sinks, so as to
réduire le coût global du dispositif de commande. reduce the overall cost of the control device.
L'invention a encore pour but de réaliser de tels dispositifs de Another object of the invention is to produce such devices for
commande sous forme de circuits intégrés. control in the form of integrated circuits.
L'invention propose donc un dispositif de commande d'un circuit de déviation verticale d'un spot balayant un écran, comprenant un étage amplificateur de sortie alimenté par une alimentation principale (par exemple 12 Volt) pour la commande de balayage vertical du spot, une alimentation auxiliaire capable de délivrer une surtension, et un premier interrupteur bidirectionnel connecté à l'étage de sortie et commandable de façon à permettre la délivrance de ladite surtension au The invention therefore proposes a device for controlling a vertical deflection circuit of a spot scanning a screen, comprising an output amplifier stage supplied by a main power supply (for example 12 Volts) for controlling the vertical scanning of the spot, an auxiliary power supply capable of delivering an overvoltage, and a first bidirectional switch connected to the output stage and controllable so as to allow the delivery of said overvoltage to the
circuit de déviation verticale pour un retour rapide du spot. vertical deflection circuit for rapid return of the spot.
Selon une caractéristique générale de l'invention, l'étage de sortie est un étage à au moins deux transistors aptes à fonctionner en commutation de façon alternée au moins pour la commande de balayage vertical du spot, cet étage étant associé à un filtre de lissage connecté à la borne commune des deux transistors. En outre, le dispositif comprend un deuxième interrupteur bidirectionnel connecté entre un premier transistor de l'étage de sortie et une première borne de l'alimentation principale, ce deuxième interrupteur bidirectionnel étant commandable de façon à empêcher la délivrance de ladite surtension pendant la commande de According to a general characteristic of the invention, the output stage is a stage with at least two transistors capable of operating in alternating switching at least for the vertical scanning control of the spot, this stage being associated with a smoothing filter connected to the common terminal of the two transistors. In addition, the device comprises a second bidirectional switch connected between a first transistor of the output stage and a first terminal of the main supply, this second bidirectional switch being controllable so as to prevent the delivery of said overvoltage during the control of
balayage vertical du spot.vertical scanning of the spot.
En d'autres termes, l'invention propose la réalisation d'un dispositif de commande dont l'étage de sortie fonctionne en classe D, ce qui permet d'obtenir un rendement pouvant allerjusqu'à 90%. En outre, en combinaison avec ce fonctionnement en classe D, il est nécessaire de prévoir le deuxième interrupteur bidirectionnel qui est commandé de façon à empêcher la délivrance de la surtension, en particulier lorsque, dans une deuxième phase du balayage aller, le deuxième transistor de In other words, the invention proposes the production of a control device, the output stage of which operates in class D, which makes it possible to obtain a yield which can range up to 90%. In addition, in combination with this operation in class D, it is necessary to provide the second bidirectional switch which is controlled so as to prevent the delivery of the overvoltage, in particular when, in a second phase of the forward scan, the second transistor
l'étage de sortie est bloqué.the output stage is blocked.
Tous les transistors du dispositif de commande, que ce soit ceux de l'étage de sortie ou bien ceux formant les différents interrupteurs bidirectionnels, peuvent être des transistors bipolaires. Ceci étant, notamment en vue d'une réalisation par circuit intégré, il est particulièrement avantageux que ces transistors soient des transistors à effet de champ à grille isolée (transistors MOS), par exemple à canal N. Bien qu'en théorie, il ne soit pas nécessaire de connecter sur chaque transistor une diode montée en anti-parallèle à ses bornes, ceci s'avère préférable, tout particulièrement si des transistors bipolaires sont utilisés, afin de permettre une bonne conduction des transistors dans les deux sens, mais également lorsque des transistors MOS sont utilisés de façon à éviter une augmentation de la tension de seuil de ces transistors qui fonctionnent généralement sous forts signaux. En pratique, la diode montée en anti-parallèle est réalisée en reliant la source du transistor au substrat ("bulk" en langue anglaise). On rappelle ici plus généralement, All the transistors of the control device, whether those of the output stage or those forming the various bidirectional switches, can be bipolar transistors. This being so, in particular with a view to production by integrated circuit, it is particularly advantageous for these transistors to be field effect transistors with isolated gate (MOS transistors), for example with N channel. Although in theory, it does not it is not necessary to connect a diode mounted in anti-parallel to its terminals on each transistor, this is preferable, especially if bipolar transistors are used, in order to allow good conduction of the transistors in both directions, but also when MOS transistors are used so as to avoid an increase in the threshold voltage of these transistors which generally operate under strong signals. In practice, the diode mounted in anti-parallel is produced by connecting the source of the transistor to the substrate ("bulk" in English). We recall here more generally,
qu'au sens de la présente invention, une diode est dite montée en anti- that in the sense of the present invention, a diode is said to be mounted in anti-
parallèle aux bornes d'un transistor lorsque l'anode de la diode est reliée à la source du transistor, tandis que la cathode de la diode est reliée au drain parallel to the terminals of a transistor when the anode of the diode is connected to the source of the transistor, while the cathode of the diode is connected to the drain
du transistor (lorsqu'il s'agit d'un transistor MOS). of the transistor (when it is a MOS transistor).
Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier interrupteur bidirectionnel comporte un transistor et une diode montée en antiparallèle aux bornes du transistor, l'anode de la diode étant reliée au premier transistor de l'étage de sortie. Le deuxième interrupteur bidirectionnel, qui permet d'éviter la délivrance de la surtension pendant la commande de balayage vertical du spot, comporte un transistor connecté en série entre le premier transistor d'étage de sortie et la première borne de l'alimentation principale (par exemple +Vcc). Ce deuxième interrupteur bidirectionnel comporte également une diode montée en anti-parallèle aux bornes du transistor, la cathode de cette diode étant reliée au premier transistor de l'étage de sortie et l'anode étant reliée à ladite première borne de l'alimentation principale. En outre, le transistor de ce deuxième interrupteur est conducteur pendant que le transistor du premier interrupteur est bloqué, et vice-versa. Deux variantes de réalisation sont possibles pour générer la surtension nécessaire au retour rapide du spot. On peut prévoir une alimentation auxiliaire externe ou bien une alimentation auxiliaire dite According to one embodiment of the invention, the first bidirectional switch comprises a transistor and a diode mounted in antiparallel across the terminals of the transistor, the anode of the diode being connected to the first transistor of the output stage. The second bidirectional switch, which makes it possible to avoid the delivery of the overvoltage during the vertical scanning control of the spot, comprises a transistor connected in series between the first output stage transistor and the first terminal of the main power supply (by example + Vcc). This second bidirectional switch also includes a diode mounted in anti-parallel to the terminals of the transistor, the cathode of this diode being connected to the first transistor of the output stage and the anode being connected to said first terminal of the main power supply. In addition, the transistor of this second switch is conductive while the transistor of the first switch is blocked, and vice versa. Two alternative embodiments are possible to generate the overvoltage necessary for the rapid return of the spot. One can provide an external auxiliary power supply or an auxiliary power supply called
interne et généralement constituée d'un condensateur. internal and generally consisting of a capacitor.
Dans la première variante (alimentation auxiliaire externe), le premier interrupteur bidirectionnel est connecté en série entre In the first variant (external auxiliary power supply), the first bidirectional switch is connected in series between
l'alimentation auxiliaire et le premier transistor de l'étage de sortie. the auxiliary power supply and the first transistor of the output stage.
Dans la deuxième variante (alimentation auxiliaire interne), l'alimentation auxiliaire comporte un condensateur dont une première borne est reliée d'une part à la première borne de l'alimentation principale (+ Vcc par exemple) par l'intermédiaire du premier interrupteur bidirectionnel, et d'autre part à une deuxième borne de l'alimentation principale (- Vcc) par l'intermédiaire d'un interrupteur auxiliaire commandable. La deuxième borne du condensateur (borne positive par exemple) est reliée au premier transistor de l'étage de sortie et au deuxième interrupteur bidirectionnel. L'interrupteur auxiliaire est alors In the second variant (internal auxiliary power supply), the auxiliary power supply includes a capacitor, a first terminal of which is connected on the one hand to the first terminal of the main power supply (+ Vcc for example) via the first bidirectional switch , and on the other hand to a second terminal of the main supply (- Vcc) by means of a controllable auxiliary switch. The second terminal of the capacitor (positive terminal for example) is connected to the first transistor of the output stage and to the second bidirectional switch. The auxiliary switch is then
ouvert lorsque le premier interrupteur bidirectionnel est fermé et vice- open when the first bidirectional switch is closed and vice
versa. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de commande comporte des moyens de contrôle aptes à commander les vice versa. According to one embodiment of the invention, the control device comprises control means capable of controlling the
transistors de l'étage de sortie et les différents interrupteurs du dispositif. transistors of the output stage and the various switches of the device.
Plus précisément, pendant la commande de balayage vertical du spot, les moyens de contrôle commandent les transistors de l'étage de sortie de façon alternée compte tenu d'un signal de consigne présent en entrée du dispositif. En outre, pendant cette phase de balayage vertical du spot, ils ouvrent le premier interrupteur bidirectionnel et ferment le deuxième interrupteur bidirectionnel. Par ailleurs, pendant la commande de retour rapide du spot, les moyens de contrôle rendent conducteur le premier transistor de l'étage de sortie, ferment le premier interrupteur More specifically, during the vertical spot scan control, the control means control the transistors of the output stage alternately taking into account a setpoint signal present at the input of the device. In addition, during this vertical scanning phase of the spot, they open the first bidirectional switch and close the second bidirectional switch. Furthermore, during the fast spot return command, the control means make the first transistor of the output stage conductive, close the first switch.
bidirectionnel et ouvrent le deuxième interrupteur bidirectionnel. bidirectional and open the second bidirectional switch.
Par ailleurs, lorsque la variante dite d'alimentation auxiliaire interne est utilisée, les moyens de contrôle ferment, pendant la commande de balayage vertical du spot, l'interrupteur auxiliaire et l'ouvrent pendant Furthermore, when the so-called internal auxiliary power supply variant is used, the control means close, during the vertical scanning command of the spot, the auxiliary switch and open it during
la commande de retour rapide du spot. the spot fast return command.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un étage de pré-amplification recevant le signal de consigne contreréactionné par le courant traversant le circuit de déviation verticale. Cet étage de pré-amplification délivre un signal d'erreur. Le dispositif comprend en outre des moyens de détection aptes à détecter le franchissement d'un seuil prédéterminé par le signal d'erreur. Les moyens de contrôle déclenchent alors la phase de retour rapide du spot lorsque le According to one embodiment of the invention, the device comprises a pre-amplification stage receiving the reference signal counter-reacted by the current passing through the vertical deflection circuit. This pre-amplification stage delivers an error signal. The device further comprises detection means capable of detecting the crossing of a predetermined threshold by the error signal. The control means then trigger the rapid return phase of the spot when the
signal d'erreur franchit ledit seuil. error signal crosses said threshold.
Il est également possible, en variante, que l'étage de sortie soit formé de quatre transistors selon un montage en pont complet. En d'autres termes, l'étage de sortie comporte alors deux autres transistors aptes à fonctionner en commutation de façon alternée au moins pour la commande de balayage vertical du spot. Le filtre de lissage est alors connecté entre la borne commune des deux premiers transistors et la borne commune des deux autres transistors de l'étage de sortie. Le filtre de lissage se répartit en outre de part et d'autre du circuit de déviation verticale. Bien entendu, dans ce cas, les moyens permettant de générer la surtension nécessaire au retour rapide du spot, ainsi que les moyens permettant d'inhiber la délivrance de cette surtension pendant le balayage vertical du spot, ne It is also possible, as a variant, for the output stage to be formed by four transistors in a complete bridge arrangement. In other words, the output stage then comprises two other transistors capable of operating in alternating switching at least for the vertical scanning control of the spot. The smoothing filter is then connected between the common terminal of the first two transistors and the common terminal of the other two transistors of the output stage. The smoothing filter is also distributed on either side of the vertical deflection circuit. Of course, in this case, the means making it possible to generate the overvoltage necessary for the rapid return of the spot, as well as the means making it possible to inhibit the delivery of this overvoltage during the vertical scanning of the spot, do not
sont connectés qu'à une seule paire de transistors du pont. are connected to only one pair of bridge transistors.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention Other advantages and characteristics of the invention
apparaîtront à la description de modes de réalisation, nullement limitatifs, will appear in the description of embodiments, in no way limiting,
et des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre très schématiquement l'architecture d'un dispositif de commande selon l'invention, - la figure 2 illustre plus en détail un mode de réalisation de l'étage de sortie et des moyens de génération de la surtension nécessaire au retour rapide du spot, - la figure 3 illustre un signal de consigne et un mode de fonctionnement du dispositif selon l'invention, la figure 4 illustre un autre mode de réalisation d'un étage de sortie et des moyens de génération de la surtension nécessaire au retour rapide du spot, et - la figure 5 illustre schématiquement une autre variante de réalisation d'un dispositif selon l'invention, comportant un étage de sortie en pont complet. Sur la figure 1, la référence DCS désigne d'une façon générale un dispositif de commande d'un circuit DV de déviation verticale d'un spot balayant un écran, par exemple un écran de télévision ou un écran de moniteur informatique. Le circuit de déviation verticale est de structure classique essentiellement inductive. Le passage d'un courant IDV dans le circuit de déviation verticale crée un champ magnétique permettant la and attached drawings, in which: - Figure 1 very schematically illustrates the architecture of a control device according to the invention, - Figure 2 illustrates in more detail an embodiment of the output stage and the means for generating the overvoltage necessary for the rapid return of the spot, - Figure 3 illustrates a setpoint signal and an operating mode of the device according to the invention, Figure 4 illustrates another embodiment of an output stage and means for generating the overvoltage necessary for the rapid return of the spot, and - Figure 5 schematically illustrates another alternative embodiment of a device according to the invention, comprising an output stage in full bridge. In FIG. 1, the reference DCS generally designates a device for controlling a DV circuit for vertical deflection of a spot scanning a screen, for example a television screen or a computer monitor screen. The vertical deflection circuit is of conventional, essentially inductive structure. The passage of an IDV current in the vertical deflection circuit creates a magnetic field allowing the
déviation du spot.deviation of the spot.
Le circuit de commande DCS comporte une borne d'entrée BE recevant un signal de consigne SC dont on reviendra plus en détail ci-après sur la forme, et une borne de sortie BS délivrant un courant IDV dans le The control circuit DCS comprises an input terminal BE receiving a reference signal SC which will be discussed in more detail below on the form, and an output terminal BS delivering a current IDV in the
déviateur vertical DV.vertical deflector DV.
Le dispositif de commande DCS comporte en tête un étage de préamplification PMP, monté dans le cas présent en inverseur, et dont l'entrée inverseuse est reliée à la borne d'entrée BE par l'intermédiaire d'une première résistance R1. L'entrée inverseuse du pré-amplificateur PMP est reliée également par l'intermédiaire d'une deuxième résistance R2 à une autre borne BA du déviateur DV. Cette entrée inverseuse est The DCS control device has at its head a PMP preamplification stage, mounted in this case as an inverter, and whose inverting input is connected to the input terminal BE via a first resistor R1. The inverting input of the PMP preamplifier is also connected via a second resistor R2 to another terminal BA of the deflector DV. This inverting input is
également reliée à la sortie de l'amplificateur PMP par une résistance R4. also connected to the output of the PMP amplifier by a resistor R4.
Les résistances R1 et R4 fixent le gain du pré-amplificateur PMP par rapport au signal de consigne et les résistances R2 et R4 fixent le gain pour Resistors R1 and R4 set the gain of the PMP preamplifier relative to the setpoint signal and resistors R2 and R4 set the gain for
la boucle de contre-réaction.the feedback loop.
Une résistance R3, typiquement de l'ordre de 1 Ohm, relie A resistance R3, typically of the order of 1 Ohm, connects
classiquement le déviateur DV à la masse. conventionally the deflector DV to ground.
L'entrée non-inverseuse du pré-amplificateur PMP est reliée à The non-inverting input of the PMP preamplifier is connected to
une tension de référence Ref.a reference voltage Ref.
La sortie du pré-amplificateur PMP délivre un signal d'erreur ú qui va être pris en compte notamment par des moyens de détection DTF The output of the PMP preamplifier delivers an error signal ú which will be taken into account in particular by DTF detection means
dont on reviendra plus en détail ci-après sur la structure et la fonction. which will be discussed in more detail below on the structure and function.
Le dispositif DCS comporte également un bloc de sortie BLS comportant, comme on le verra plus en détail ci-après, un étage de sortie à deux ou quatre transistors fonctionnant en classe D. Sur la figure 1, un bloc PWM illustré très schématiquement en amont du bloc BLS, reçoit le signal ú et comporte des moyens de contrôle destinés à commander les différents transistors du bloc de sortie BLS. Ces moyens de contrôle comportent notamment, comme on le verra plus en détail ci-après, des moyens de génération d'impulsions de largeurs variables destinées à être appliquées sur les grilles des transistors de The DCS device also includes a BLS output block comprising, as will be seen in more detail below, an output stage with two or four transistors operating in class D. In FIG. 1, a PWM block illustrated very schematically upstream of the BLS block, receives the signal ú and includes control means intended to control the various transistors of the BLS output block. These control means include in particular, as will be seen in more detail below, means for generating pulses of variable widths intended to be applied to the gates of the transistors of
l'étage amplificateur de sortie.the output amplifier stage.
Si l'on se réfère maintenant plus particulièrement à la figure 2, on voit que le bloc de sortie BLS comporte un étage amplificateur de sortie ETS formé ici de deux transistors T1 et T2 en demi-pont. Ces deux transistors TI et T2 sont ici deux transistors NMOS associés chacun à une If we now refer more particularly to FIG. 2, it can be seen that the BLS output block comprises an ETS output amplifier stage formed here of two half-bridge transistors T1 and T2. These two transistors TI and T2 are here two NMOS transistors each associated with a
diode D1 (respectivement D2) montée en anti-parallèle à leurs bornes. diode D1 (respectively D2) mounted in anti-parallel to their terminals.
Plus précisément, la cathode de la diode D 1 est reliée au drain du transistor T1, tandis que l'anode de la diode D2 est reliée à la source du transistor T2 More specifically, the cathode of diode D 1 is connected to the drain of transistor T1, while the anode of diode D2 is connected to the source of transistor T2
elle-même reliée à la borne négative - Vcc de l'alimentation principale. itself connected to the negative terminal - Vcc of the main power supply.
L'anode de la diode D 1 et la cathode de la diode D2 sont reliées ensemble à la borne commune des transistors T1 et T2 et forment la borne de sortie BSS de cet étage ETS. Cette borne de sortie BSS est reliée à la borne BS du dispositif de commande DCS, et par conséquent au circuit de déviation DV The anode of diode D 1 and the cathode of diode D2 are connected together to the common terminal of transistors T1 and T2 and form the output terminal BSS of this stage ETS. This output terminal BSS is connected to the terminal BS of the control device DCS, and therefore to the deflection circuit DV
par l'intermédiaire d'un filtre de lissage F, inductif capacitif. via a smoothing filter F, capacitive inductive.
Les grilles des transistors T1 et T2 sont commandées par les The gates of the transistors T1 and T2 are controlled by the
moyens de contrôle incorporés dans le bloc PWM. control means incorporated in the PWM block.
Les diodes Dl1 et D2 sont ici réalisées par la liaison de la source The diodes Dl1 and D2 are here produced by the link of the source
de chaque transistor T1, T2 au substrat. from each transistor T1, T2 to the substrate.
Le bloc BLS comporte par ailleurs des moyens MFB associés à cet étage de sortie ETS et destinés notamment à contrôler la génération de The BLS block also includes MFB means associated with this ETS output stage and intended in particular to control the generation of
la surtension nécessaire au retour rapide du spot. the overvoltage necessary for the rapid return of the spot.
Plus précisément, dans la variante décrite sur cette figure 2, et correspondant à une alimentation auxiliaire ALM externe au bloc BLS (par exemple une source de tension auxiliaire de plusieurs dizaines de Volt), les moyens MFB comportent un premier interrupteur bidirectionnel formé ici d'un transistor NMOS T3 dont la source est reliée au drain du premier transistor T1 de l'étage ETS, et dont le drain est relié à une borne BAL destinée à recevoir la tension VF délivrée par l'alimentation auxiliaire ALM. Ce premier interrupteur bidirectionnel comporte également une diode D3 dont l'anode est reliée à la source du transistor T3 et dont la cathode est reliée au drain du transistor T3. La grille du transistor T3 est également commandée par les moyens de contrôle incorporés dans le bloc PWM. Outre ce premier interrupteur bidirectionnel, les moyens MFB comportent un deuxième interrupteur bidirectionnel formé d'un transistor NMOS T4 et d'une diode D4 montée en anti-parallèle aux bornes du transistor T4. Plus précisément, le drain du transistor T4 et la cathode de la diode D4 sont reliés au drain du premier transistor T1, tandis que la source du transistor T4 et l'anode de la diode D4 sont reliées ensemble à la borne + More specifically, in the variant described in this FIG. 2, and corresponding to an auxiliary supply ALM external to the BLS block (for example an auxiliary voltage source of several tens of Volts), the means MFB comprise a first bidirectional switch formed here of an NMOS transistor T3, the source of which is connected to the drain of the first transistor T1 of the ETS stage, and the drain of which is connected to a terminal BAL intended to receive the voltage VF delivered by the auxiliary supply ALM. This first bidirectional switch also includes a diode D3 whose anode is connected to the source of transistor T3 and whose cathode is connected to the drain of transistor T3. The gate of transistor T3 is also controlled by the control means incorporated in the PWM block. In addition to this first bidirectional switch, the MFB means comprise a second bidirectional switch formed by an NMOS transistor T4 and a diode D4 mounted in anti-parallel mode across the terminals of transistor T4. More specifically, the drain of transistor T4 and the cathode of diode D4 are connected to the drain of the first transistor T1, while the source of transistor T4 and the anode of diode D4 are connected together to the + terminal.
Vcc de l'alimentation principale.Vcc of the main power supply.
On va maintenant décrire plus en détail le fonctionnement du dispositif selon l'invention, en se référant plus particulièrement aux We will now describe in more detail the operation of the device according to the invention, with particular reference to
figures 1, 2 et 3.Figures 1, 2 and 3.
La partie haute de la figure 3 illustre une forme classique d'un signal de consigne SC. Un tel signal SC qui illustre, soit le courant, soit la tension à borne d'entrée BE, se compose d'une succession de rampes RP1 centrées dans l'exemple décrit autour du niveau 0 et ayant chacune typiquement une durée de 19 ms. Chaque rampe RP1 est suivie d'une portion décroissante RP2 ayant une durée de l'ordre de 0,1 ms, elle-même suivie d'une portion plate dont la durée est de l'ordre de 0,9 ms. Bien The upper part of FIG. 3 illustrates a conventional form of a reference signal SC. Such a signal SC which illustrates either the current or the voltage at input terminal BE, consists of a succession of ramps RP1 centered in the example described around the level 0 and each typically having a duration of 19 ms. Each ramp RP1 is followed by a decreasing portion RP2 having a duration of the order of 0.1 ms, itself followed by a flat portion whose duration is of the order of 0.9 ms. Well
entendu, ces valeurs numériques sont données ici à titre d'exemple. of course, these numerical values are given here by way of example.
La partie basse de la figure 3 illustre l'allure du courant IDV The lower part of Figure 3 illustrates the shape of the IDV current
circulant dans le déviateur vertical DV. circulating in the vertical deflector DV.
A la rampe RP1 du signal de consigne SC, correspond une décroissance linéaire du courant IDV correspondant à la phase de balayage vertical du spot sur l'écran. Cette décroissance s'effectue entre deux valeurs opposées, par exemple + 1 Ampère. Dans une première phase B 1 du balayage, le courant IDV est positif, c'est-à-dire qu'il est sortant The ramp RP1 of the setpoint signal SC corresponds to a linear decrease in the current IDV corresponding to the vertical scanning phase of the spot on the screen. This decrease takes place between two opposite values, for example + 1 Ampere. In a first phase B 1 of the scanning, the current IDV is positive, that is to say it is outgoing
vis-à-vis de l'étage de sortie ETS et donc rentrant dans le déviateur DV. vis-à-vis the ETS output stage and therefore entering the DV deflector.
Dans la deuxième phase B2 du balayage vertical, le courant IDV est négatif, c'est-à-dire qu'il est sortant vis-à-vis du déviateur DV et par In the second phase B2 of vertical scanning, the current IDV is negative, that is to say that it is outgoing with respect to the deflector DV and by
conséquent rentrant vis-à-vis de l'étage ETS. therefore re-entering vis-à-vis the ETS floor.
La phase de retour rapide du spot correspond à la croissance du courant DV depuis la valeur -1 Ampère jusqu'à la valeur +1 Ampère. Il convient de noter ici que ce retour rapide du spot est initialisé par la portion décroissante RP2 du signal de consigne SC, mais s'effectue sur une durée un peu plus longue, typiquement de l'ordre de 0,8 à 0,9 ms. C'est la raison pour laquelle le signal de consigne SC comporte une partie plane permettant de ne déclencher la rampe suivante que lorsque le spot est effectivement revenu à sa position de départ (en haut et à gauche de l'écran). Durant cette phase de retour rapide, les moyens MFB créent une surtension, typiquement de l'ordre de quelques dizaines de volts, aux bornes du déviateur DV. Là encore, le retour rapide du spot comporte deux phases, à savoir une première phase FB 1 au cours de laquelle le courant IDV est rentrant dans l'étage ETS, et une deuxième phase FB2 au cours de The rapid return phase of the spot corresponds to the growth of the DV current from the value -1 Ampere to the value +1 Ampere. It should be noted here that this rapid return of the spot is initialized by the decreasing portion RP2 of the setpoint signal SC, but takes place over a slightly longer duration, typically of the order of 0.8 to 0.9 ms. . This is the reason why the setpoint signal SC comprises a flat part making it possible to trigger the next ramp only when the spot has actually returned to its starting position (at the top left of the screen). During this rapid return phase, the MFB means create an overvoltage, typically of the order of a few tens of volts, at the terminals of the deflector DV. Again, the rapid return of the spot comprises two phases, namely a first phase FB 1 during which the current IDV is entering the stage ETS, and a second phase FB2 during
laquelle le courant IDV est sortant vis-à-vis de l'étage ETS. which the IDV current is outgoing vis-à-vis the ETS stage.
Pendant le balayage vertical du spot (phases B1 et B2), les moyens de contrôle rendent alternativement les transistors TI1 et T2 conducteurs et bloqués à une fréquence de découpage bien plus élevée que la fréquence de balayage vertical (en l'espèce, par exemple supérieure ou égale à 100 kHz). On récupère alors à la borne de sortie BS de l'étage de sortie la valeur moyenne de la tension, au point commun BSS des transistors, que l'on lisse dans le filtre de lissage F, de façon à obtenir l'allure décroissante du courant IDV illustrée sur la figure 3 (phases B 1 et B2). Bien entendu, la largeur des impulsions de commande destinées à rendre conducteur ou bloqué chacun des transistors, dépend de la valeur du signal de consigne, et par conséquent de l'instant courant de la phase de balayage vertical. Ainsi, dans la première phase B1 du balayage, le During the vertical scanning of the spot (phases B1 and B2), the control means alternately make the transistors TI1 and T2 conductive and blocked at a switching frequency much higher than the vertical scanning frequency (in this case, for example higher or equal to 100 kHz). The average value of the voltage, at the common point BSS of the transistors, is then recovered at the output terminal BS of the output stage, which is smoothed in the smoothing filter F, so as to obtain the decreasing appearance of the IDV current illustrated in Figure 3 (phases B 1 and B2). Of course, the width of the control pulses intended to make each of the transistors conductive or blocked, depends on the value of the setpoint signal, and consequently on the current instant of the vertical scanning phase. Thus, in the first phase B1 of the scanning, the
transistor T1 sera plus longtemps conducteur que le transistor T2 et vice- transistor T1 will be longer conductive than transistor T2 and vice
versa dans la deuxième phase B2 du balayage. En d'autres termes, la durée d'une impulsion de commande destinée à rendre conducteur le transistor T1, décroît depuis environ 90% de la période de découpage jusqu'à environ 10% de la période de découpage. Simultanément, la durée de l'impulsion de commande destinée à rendre conducteur le transistor T2 croît d'environ 10% de la période de découpage jusqu'à environ 90% de la période de découpage. Lorsque le courant IDV passe par la valeur zéro, O10 chacune des impulsions de commande occupe 50% de la période de découpage. Pendant les deux phases de balayage B 1 et B2, les moyens de contrôle bloquent le transistor T3 (premier interrupteur bidirectionnel ouvert) et rendent conducteur le transistor T4 (deuxième interrupteur versa in the second phase B2 of the scan. In other words, the duration of a control pulse intended to make the transistor T1 conductive decreases from approximately 90% of the switching period to approximately 10% of the switching period. Simultaneously, the duration of the control pulse intended to make the transistor T2 conductive increases from approximately 10% of the switching period to approximately 90% of the switching period. When the IDV current passes through the zero value, O10 each of the control pulses occupies 50% of the switching period. During the two scanning phases B 1 and B2, the control means block the transistor T3 (first bidirectional switch open) and make the transistor T4 conductive (second switch
bidirectionnel fermé).bidirectional closed).
En conséquence, pendant la première phase du balayage B1, quand le transistor Tl conduit, le courant circule dans le transistor T4, la diode D4 et le transistor T1. Quand le transistor T1 est bloqué, le courant Consequently, during the first phase of the scan B1, when the transistor Tl conducts, the current flows in the transistor T4, the diode D4 and the transistor T1. When transistor T1 is blocked, the current
circule dans le transistor T2 et la diode D2. flows through transistor T2 and diode D2.
Dans la deuxième phase B2 du balayage, lorsque le transistor T2 conduit, le courant circule dans le transistor T2. Par contre, lorsque le transistor T2 est bloqué, le courant circule dans le transistor Tl et dans la In the second phase B2 of the scanning, when the transistor T2 conducts, the current flows in the transistor T2. On the other hand, when the transistor T2 is blocked, the current flows in the transistor Tl and in the
diode D1, puis dans le transistor T4. diode D1, then in transistor T4.
Il convient de noter ici que la présence de l'interrupteur bidirectionnel T4, D4 est indispendable pour éviter que le courant rentrant de recirculation traversant la diode Dl et le transistor T1 ne déclenche prématurément la génération de la surtension VF, lorsque le transistor T2 est bloqué dans la deuxième phase B2 du balayage. En effet, en l'absence de conduction du transistor T4, le courant de recirculation pourrait alors traverser la diode D3 et provoquer la génération d'un début de surtension aux bornes du déviateur, provoquant un début de remontée rapide du spot It should be noted here that the presence of the bidirectional switch T4, D4 is essential to prevent the re-entering recirculation current passing through the diode Dl and the transistor T1 from prematurely triggering the generation of the overvoltage VF, when the transistor T2 is blocked in the second phase B2 of the scan. Indeed, in the absence of conduction of the transistor T4, the recirculation current could then cross the diode D3 and cause the generation of a start of overvoltage at the terminals of the deflector, causing a start of rapid rise of the spot
jusqu'à ce que le transistor T2 soit à nouveau conducteur. until the transistor T2 is again conductive.
Par contre, en raison de la conduction du transistor T4 et en raison du fait que la surtension VF est choisie supérieure à la tension d'alimentation principale + Vcc, le courant ne circule pas dans la diode D3 On the other hand, due to the conduction of the transistor T4 and due to the fact that the overvoltage VF is chosen to be greater than the main supply voltage + Vcc, the current does not flow in the diode D3
et ne provoque pas la génération prématurée de la surtension. and does not cause the premature generation of the overvoltage.
Il convient de noter ici également, qu'il serait nécessaire en théorie de fermer le deuxième interrupteur bidirectionnel (c'est-à-dire de rendre conducteur le transistor T4) uniquement dans la deuxième phase du balayage B2 et pendant les périodes au cours desquelles le transistor T2 est bloqué. Ceci étant, ceci nécessiterait de commander le transistor T4 à la fréquence de découpage élevée. Il est donc beaucoup plus simple de laisser le transistor T4 conducteur pendant toute la durée du balayage It should also be noted here, that in theory it would be necessary to close the second bidirectional switch (that is to say to make the transistor T4 conductive) only in the second phase of the scan B2 and during the periods during which transistor T2 is blocked. This being the case, this would require controlling the transistor T4 at the high switching frequency. It is therefore much simpler to leave the transistor T4 conductive for the entire duration of the scan.
vertical du spot (phases B 1 et B2). vertical of the spot (phases B 1 and B2).
Il A l'issue du balayage vertical du spot, les moyens de contrôle interrompent la commutation des transistors TIl et T2 à la fréquence de découpage et rendent le transistor T1 conducteur. En outre, les moyens de contrôle ouvrent le deuxième interrupteur bidirectionnel, c'est-à- dire bloquent le transistor T4 et ferment le premier interrupteur bidirectionnel, c'est-à-dire rendent le transistor T3 conducteur. Il en résulte donc la génération d'une surtension aux bornes du déviateur DV et par conséquent le retour rapide du spot. Pendant la première partie FB 1 du retour rapide, le courant circule dans la diode Dl et le transistor T1, puis dans la diode D3 et le transistor T3. Pendant la deuxième partie FB2 du retour rapide, le courant circule dans le transistor T3, puis dans le At the end of the vertical scanning of the spot, the control means interrupt the switching of the transistors TI1 and T2 at the switching frequency and make the transistor T1 conductive. In addition, the control means open the second bidirectional switch, that is to say block the transistor T4 and close the first bidirectional switch, that is to say make the transistor T3 conductive. This therefore results in the generation of an overvoltage across the terminals of the DV deflector and therefore the rapid return of the spot. During the first part FB 1 of the fast return, the current flows in the diode Dl and the transistor T1, then in the diode D3 and the transistor T3. During the second part FB2 of the fast return, the current flows in the transistor T3, then in the
transistor T1.transistor T1.
Il convient de noter ici qu'il aurait été possible de poursuivre pendant cette phase de retour rapide, la commutation alternée des transistors T1 et T2 de l'étage de sortie à la fréquence de découpage. Ceci étant, le fait d'interrompre cette commutation et de rendre le transistor T1 conducteur pendant toute la durée du retour rapide, permet d'appliquer en permanence la surtension VF aux bornes du déviateur (c'est-à-dire sans perte de tension au cours des périodes o le transistor TI aurait été It should be noted here that it would have been possible to continue, during this rapid return phase, the alternating switching of the transistors T1 and T2 of the output stage at the switching frequency. This being so, the fact of interrupting this switching and of making the transistor T1 conductive throughout the duration of the fast return, makes it possible to permanently apply the overvoltage VF across the terminals of the deflector (that is to say without loss of voltage during periods when the TI transistor would have been
bloqué).blocked).
Les moyens de contrôle qui permettent de commander les différents transistors du dispositif de commande selon l'invention, de la façon qui vient d'être décrite, peuvent être aisément réalisés par l'homme du métier à l'aide de circuits logiques classiques. Ceci étant, il est avantageux de détecter la fin du balayage vertical du spot afin de pouvoir commander les transistors T3 et T4 pour enclencher la phase de retour rapide. C'est le rôle des moyens de détection DTF. Ceux-ci sont essentiellement formés d'un comparateur qui compare le signal d'erreur ú The control means which make it possible to control the various transistors of the control device according to the invention, in the manner which has just been described, can be easily produced by a person skilled in the art using conventional logic circuits. That said, it is advantageous to detect the end of the vertical scanning of the spot in order to be able to control the transistors T3 and T4 to trigger the fast return phase. This is the role of the DTF detection means. These are essentially formed by a comparator which compares the error signal ú
à un seuil prédéterminé, par exemple + 0,5 volt. at a predetermined threshold, for example + 0.5 volts.
Lorsqu'à la fin du balayage vertical du spot, le signal d'erreur croît jusqu'à dépasser le seuil, en raison de l'inertie du déviateur, les moyens de détection délivrent alors aux moyens de contrôle un signal de détection en réponse auquel les moyens de contrôle commandent les When, at the end of the vertical scanning of the spot, the error signal increases until it exceeds the threshold, due to the inertia of the deflector, the detection means then deliver to the control means a detection signal in response to which the control means control the
différents transistors du dispositif de commande comme indiqué ci-avant. different transistors of the control device as indicated above.
La variante illustrée sur la figure 4 correspond à l'utilisation d'une alimentation auxiliaire interne constituée d'un condensateur C. Plus précisément, dans l'exemple illustré, la borne positive du condensateur est reliée au drain du transistor T1 et au drain du transistor T4, tandis que l'autre borne du condensateur est reliée à la source du transistor T3, ainsi qu'à la borne - Vcc de l'alimentation principale par l'intermédiaire d'un interrupteur auxiliaire T5 qui peut être également formé d'un transistor The variant illustrated in FIG. 4 corresponds to the use of an internal auxiliary supply consisting of a capacitor C. More specifically, in the example illustrated, the positive terminal of the capacitor is connected to the drain of the transistor T1 and to the drain of the transistor T4, while the other terminal of the capacitor is connected to the source of transistor T3, as well as to the terminal - Vcc of the main supply via an auxiliary switch T5 which can also be formed of a transistor
NMOS commandé sur sa grille par les moyens de contrôle. NMOS controlled on its grid by the control means.
Par ailleurs, dans cette variante, le drain du transistor T3 et la cathode de la diode D3 sont reliés ensemble à la borne + Vcc de Furthermore, in this variant, the drain of the transistor T3 and the cathode of the diode D3 are connected together to the terminal + Vcc of
l'alimentation principale.main power.
Pendant le balayage vertical du spot, les moyens de contrôle commandent les transistors T1 et T2 comme expliqué ci-avant et rendent During the vertical scanning of the spot, the control means control the transistors T1 and T2 as explained above and render
les transistors T4 et T5 conducteurs. Le transistor T3 est bloqué. the transistors T4 and T5 conductors. The transistor T3 is blocked.
Pendant la première phase B 1 du balayage, le courant passe alors dans le transistor T4 dans la diode D4, puis dans le transistor T1 lorsque celui-ci est conducteur. Quand le transistor T 1 est bloqué, le courant passe During the first phase B 1 of the scanning, the current then passes through the transistor T4 in the diode D4, then through the transistor T1 when the latter is conductive. When the transistor T 1 is blocked, the current flows
dans le transistor T2 et dans la diode D2. in transistor T2 and in diode D2.
Dans la deuxième phase B2 du balayage vertical, le courant passe dans le transistor T2 lorsque celui-ci conduit, et lorsqu'il est bloqué, In the second phase B2 of the vertical scanning, the current passes through the transistor T2 when the latter conducts, and when it is blocked,
il passe dans le transistor T1 et la diode D1, puis dans le transistor T4. it passes through transistor T1 and diode D1, then through transistor T4.
A l'issue de la deuxième phase B2 du balayage, le condensateur At the end of the second phase B2 of the scanning, the capacitor
C est chargé.It is loaded.
La détection de la fin du balayage est effectuée comme expliqué ci-avant. Au cours de la phase de retour rapide du spot, les transistors T4 et T5 sont bloqués par les moyens de contrôle et le transistor T3 est rendu The detection of the end of the scanning is carried out as explained above. During the rapid return phase of the spot, the transistors T4 and T5 are blocked by the control means and the transistor T3 is returned
conducteur, de même que le transistor T1. conductor, as well as transistor T1.
Pendant la première phase FB 1 du retour rapide, le courant passe dans la diode D1 et le transistor T1, puis dans la capacité C, puis dans le During the first phase FB 1 of the rapid return, the current flows through the diode D1 and the transistor T1, then into the capacitor C, then into the
transistor T3 et la diode D3.transistor T3 and diode D3.
Dans la deuxième phase FB2 du retour rapide, le courant, issu de la borne + Vcc traverse le transistor T3 puis la capacité C et le transistor T1. La tension présente aux bornes du condensateur C au cours du retour rapide du spot a permis la génération de la surtension. La fonction du transistor T4 est identique à celle qui a été décrite ci- avant pour la In the second phase FB2 of the fast return, the current, coming from the terminal + Vcc passes through the transistor T3 then the capacitor C and the transistor T1. The voltage present at the terminals of capacitor C during the rapid return of the spot allowed the generation of the overvoltage. The function of transistor T4 is identical to that which was described above for the
variante utilisant l'alimentation auxiliaire externe. variant using the external auxiliary power supply.
Dans l'une ou l'autre des variantes qui viennent d'être décrites, l'étage de sortie ETS, les moyens MFB et le filtre F peuvent être aisément In one or other of the variants which have just been described, the output stage ETS, the means MFB and the filter F can be easily
réalisés au sein d'un même circuit intégré. La figure 5 illustre schématiquement une variante de réalisation de made within the same integrated circuit. FIG. 5 schematically illustrates an alternative embodiment of
l'étage de sortie en pont complet. Plus précisément, selon cette variante, on adjoint aux premiers transistors T1 et T2 deux autres the exit floor in full deck. More precisely, according to this variant, two other transistors are added to the first transistors T1 and T2
transistors T 10 et T20 associés à deux diodes D10 et D20 montées en anti- transistors T 10 and T20 associated with two diodes D10 and D20 mounted in anti-
parallèle. Les transistors T 1, T2, T 10 et T20 sont alimentés entre + Vcc et la masse. Les transistors Tl et T10 sont commandés simultanément et les transistors T2 et T20 sont commandés simultanément. Bien entendu, les moyens MFB ne sont reliés qu'à une des deux paires de transistors, en l'espèce par exemple les transistors T1 et T2. Le filtre de lissage se compose alors de deux inductances LF, respectivement connectées aux bornes communes des deux transistors de chaque paire. Le déviateur et la résistance R3 sont connectés en série entre les deux inductances LF, et la capacité CF du filtre F est montée en parallèle aux bornes du déviateur DV et de la résistance R3. La boucle de contre- réaction est ici réalisée de façon différentielle comme indiqué très schématiquement par les deux parallel. The transistors T 1, T2, T 10 and T20 are supplied between + Vcc and ground. The transistors T1 and T10 are controlled simultaneously and the transistors T2 and T20 are controlled simultaneously. Of course, the MFB means are only connected to one of the two pairs of transistors, in this case for example the transistors T1 and T2. The smoothing filter then consists of two inductors LF, respectively connected to the common terminals of the two transistors of each pair. The deflector and the resistor R3 are connected in series between the two inductors LF, and the capacitance CF of the filter F is mounted in parallel across the terminals of the deflector DV and of the resistor R3. The feedback loop is here performed in a differential manner as indicated very schematically by the two
flèches aux bornes de la résistance R3. arrows across the resistor R3.
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