DE1464611A1

DE1464611A1 - Protection circuit for cathode ray tubes, especially television picture tubes

Info

Publication number: DE1464611A1
Application number: DE19621464611
Authority: DE
Inventors: Helmut Krug
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-04-17
Filing date: 1962-04-17
Publication date: 1968-12-12

Description

Schutzschaltung für Kathodenstrahlröhren, insbesondere Fernsehbildröhren Die Erfindwtg betrifft eine Schutzschaltung für Kathodenstrahlröhren, insbesondere Fernsehbildröhren gegen Einbrenaschäden des Lenchtschizwes.Protective circuit for cathode ray tubes, in particular television picture tubes The invention relates to a protective circuit for cathode ray tubes, in particular television picture tubes, against burn-in damage to the face.

Bekanntlich ist in Hochspannungsgleichrichterschaltungen für Kathodenstrahlröhren der Strahlstrom der einzige Ableitweg für die Ladung des Kondensators, der meist von dem Hochspannung führenden Innenbelag und dem geerdeten Außenbelag der Kathodenstrahlröhre gebildet wird. Wird ein mit einer solchen Hochspamausgsgleichrichtersohaltung ausgerüstetes Gerät abgeschaltet oder entsteht in der Stromversorgung ein Kurzschluß, so brechen alle Spa=t nungen fast augenblicklich zusamen. Das bedeutet, daß auch die negative Vorspannung der Kathodenstrahlröhre fortfällt. Nur das Hochspannungspotential bleibt erhalten. Da die Kathode auf Grund der hohen Warmkapazität weitere Elektronen emittiert, ergibt sich - da die Röhre nicht mehr vorgespannt ist - trotz Fehlen der Schirngitterspannung ein Strahlatron, der für längere Zeit einen still- stehenden Leuchtpunkt auf den Schirm verursacht, woraus sich eine Beschädigung des Schirsmaterials ergeben kamt. Es ist bereits bekannt, bei Projektionsfernsehbildröhren eine Schutzschaltung mit mehreren Röhren auszuführen. telegen den großen Aufwandes an Schaltelemen- ten ist eine derartige Schutzschaltung aber nur für spezielle Geräte tragbar.It is known that in high voltage rectifier circuits for cathode ray tubes, the beam current is the only out path for the charge of the capacitor, the leading most of the high voltage inner lining and the grounded outer coating of the cathode ray tube is formed. If a device equipped with such a high voltage rectifier circuit is switched off or if a short circuit occurs in the power supply, all voltages break down almost instantaneously. This means that the negative bias of the cathode ray tube is also eliminated. Only the high voltage potential remains . The Schirngitterspannung despite the absence of a Strahlatron causing a still- standing red dot on the screen for a long time, resulting in damage to the Schirsmaterials - Since the cathode emitted due to the high heat capacity of more electrons arises - because the tube is no longer biased surrendered . It is already known to implement a protective circuit with a plurality of tubes in projection television picture tubes. Due to the great expense of switching elements , such a protective circuit is only portable for special devices.

Es ist ferner bekannt, in die zur Helligkeitsregelung benötigte Spannungsteilung spannungsabhängige Widerstände (Varistoren) zu legen, die bei Ausfall der Versorgungsspannung die Helligkeit der Bildröhre erhöhen um während der Zeit, in der noch ein genügend großes Ablenkraster geschrieben wird, das Hochspaanungspotential zu entladen. Diese Schaltungsanordming bildet keinen zuverlässigen Schutz für die Kathodenstrahlröhre. It is also known to place voltage-dependent resistors (varistors) in the voltage division required for brightness control , which increase the brightness of the picture tube if the supply voltage fails in order to discharge the high- voltage potential during the time in which a sufficiently large deflection raster is still being written. This circuit arrangement does not provide reliable protection for the cathode ray tube.

Eine weitere bekannte Schaltung verbindet zur Erhalt»ag einer negativen Vorspannung den Steuergitters der Bild- röhre beim A11sschalten das dem Steuergitter der Bildröhre abgewandte Ende eines Potentiometers mit der Anode einer Diode, deren Kathode geerdet ist. Die Anode der Diode speise- ist außerdem mit dem positiven Pol der Spannungsquelle über einen von einem Kondensator überbrückten Widerstand verbunden. Die Zeitkonstante dieser Anordnung kann prak- tisch nicht so groß ausgelegt werden, daß sie die Kathoden- strahlröhre während der Abkühlungszeit der Kathode sicher sperrt. Auch bei Kurzschlüssen der positiven Versorgungespannung bietet eine derartige Schaltung keinen ausrei- chenden Schutz gegen Einbrenn.schS.den, da die Kathodenstrahl- röhre weiter beheizt wird. Another known circuit connects to obtain "ag a negative bias to the control grid of the picture tube when the A11sschalten facing away from the control grid of the picture tube end of a potentiometer connected to the anode of a Diode whose cathode is grounded. The anode of the diode food- is also connected to the positive pole of the voltage source connected via a resistor bridged by a capacitor. The time constant of this arrangement can in practice not be designed so large that it reliably blocks the cathode ray tube during the cooling time of the cathode. Even if the positive supply voltage is short-circuited, such a circuit does not provide adequate protection against burn-in, since the cathode ray tube continues to be heated.

Eine andere bekannte Schaltung benutzt eine meist direkt vom Bildablablenksägezahn beheizte Elektronenröhre, die im Normalbetrieb durch Impulse vom Zeilenablenkteil ge- öffnet wird, so dsß ihr Elektronenstrom die am Steuer- gitter der Bildröhre anliegende hohe negative Spannung aei3 >d@tafär . Bier he llisksit srferderl en *ert kas@sasi@ert,, , se@ea '@r@ d@r ,@f!@r6icat :di:@r .Schslt@rsa@t aie ;beiei :@sfall .deZ° @er'aors- sp, *a hier :amoh eie negati@re sperrsgaNig @.sm Hildrtih't t"er . fert fallt . Eine weitere .bekannte Sahu*mohalt.hsaätigt -eiue zueatZl*"* '# mit `"twää "§11e& 3tenerzittern, der »er slmn Kaawstsr @etl» mpnla"satge Sp» . :@lesl;eenerator >m,t- -sug*^xiad, 141-e aus ,den nosmea wird. Hei arbeitender lsohslten<g.,wird Bathodjo dieemr »usatzlt"ea -Bi@hre °,aeheizt, @fd sie ,;d pertodiseh b:iat :,Auftreten :der pulse ;en"pe2%rt, roh der °K=d'smator "übsr den itsartaad der HHhae positiv #mnledea wird. -3'li@.e positive Spannung :über des 'iareldeasator -hebt .die vxm ,.:einer zusätzlichen 'Batt«rgelieferten, das :ai.erostddel ..der iathodssaestx,3.- röhre emberdrückeaden Igaannng :aua, so daß .de 'RKhme .war Viedezlpaäe -von -Bildern :gesst Amt. Bei Ausfall oder baißerblesohal@äuagsn füsßt die positive Bpaa- nmg den =#1Casdeasata@z@s ab, fwodurah an .der Steueaalee der' KadenrtrahlrtJhre ..die v»n :der Batterie stasrende Sperrs a sg ..a"ftritt. 'Diese .Snhaltungsaa@o.lot jedoch besmndera aufwmmLt-g, oder sie versagt _ form äie irre -Batteriespag des .Netzteil -matten wird - bei Ausf a1. l ..daer .:rer@cslesaen@g . Die .rftadung sahafTt ::nun eime-sehr e#rifaai@e :x@ad äe- sase Sclttssmäaltung dadurch, dsß -.d.e . im atener«itterkr»ls der Katnstxmhlre ade ::Hraarensatoreaaaos duraah «"e bei ...'aa3.l "äea ;Al@ier@tra-sns@rrrrr'bs- ahtiäe .äprg"au@,gelthra rIrd--melä. ,da8 :ela'tfer, der' b e i :al l @@ der . Ab :aeiar@r@g :artayet , das rn K,aräesrsdar,@:-dgiedte '.äedensts-Blum ::zerrt., ars@thrd@t . Die Erfindung ist im folgenden am Beispiel einer Fern- sehbildröhre erläutert und in der Zeichnung dargestellt. Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung mit einer Glimmlampe als Schalter Figur 2 zeigt die gleiche Schaltungsanordnung mit einem spannungsabhängigen Widerstand] Figur 3 zeigt die neue Schaltungsanordnung nach Fig. 2 mit Helligkeitsstabilisierung. In allen Figuren sind gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Another known circuit uses a heated mostly directly from Bildablablenksägezahn electron tube, which is open during normal operation overall by pulses from the line deflection, ye electron current DSSS the grid of the picture tube applied to the control high negative voltage aei3> d @ tafär . beer he llisks it srferderl en * ert kas @ sasi @ ert ,,, se @ ea '@ r @ d @ r, @ f! @ r6icat: di: @r .Schslt @ rsa @ t aie; beiei: @sfall .deZ ° @ er'aors- sp, * a here: amoh eie negati @ re sperrsgaNig @ .sm Hildrtih't t "he. Fert falls. Another. known saw u * mo hal t.hsaickt -eiue zueatZ l * "* '# with` "twää" §11e & 3tenerquern, der »he s lm n Kaawstsr @etl» mpnla "satge Sp» . : @lesl; eenerator> m, t- -sug * ^ xiad, 141-e from, the nosmea will. He working solids <g., Will Bathodjo dieemr »u satzlt" ea -Bi @ hre °, aeheizt, @fd sie,; d pertodiseh b: iat:, occurrence: the pulse; en "pe 2% rt, raw the ° K = d's m ator "over the itsartaad of the HHhae positive #m nledea will. -3'li @ .e positive tension: over of the 'iareldeasator -lifts .the vxm ,.: an additional ' batt 'r delivered, the: ai.erostddel ..der iathodssaestx, 3.- röhre emb errückead Igaannng: ouch, so that .de ' RKhme . was Viede zlp aäe -von -Images : gesst Amt. In the event of failure or baißerblesohal @ äuagsn feet the positive Bpaa- nmg den = # 1Casdeasata @ z @ s from, fwodurah to .der Steueaalee the 'Kadenrtstrahlrtyours .. the v » n: the battery stasre nd Sperrs a sg ..a "step. 'This .Snhaltungsaa @ o.lot however besmndera au fwmmLt- g, or it fails _ form aie crazy -Batteriespag of .Power supply -mats will - at exit a1. l ..daer .: rer @ cslesaen @ g . The .rf tadung sahafTt :: now eime- very e # rifaai @ e: x @ ad äe- sase sclttssmäaltung thereby, dsß -.de . in the atene r «i tter kr» ls Ade Katnstxmhlre :: Hraarensatoreaaaos duraah «" e bei ... 'aa3.l "äea; Al @ ier @ tra-sns @ rrrrr'bs- ahtiäe .äprg "au @, Gelthra rIrd - melä., da8: ela'tfer, der 'be i : al l @@ der. From: aeiar @ r @ g: artayet, the rn K, aräesrsdar, @: - dgiedte '.äedensts -Blum :: zerrt., ars @ thrd @ t. The invention is explained below using the example of a television picture tube and shown in the drawing. Figure 1 shows the arrangement according to the invention with a Glow lamp as a switch Figure 2 shows the same circuit arrangement with a voltage-dependent resistance] FIG. 3 shows the new circuit arrangement according to FIG. 2 with brightness stabilization. In all figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Die Kathodenstrahlröhrelist wird in bekannter Weise von der Anode 2 der Videoendröhre 3 angesteuert. Der eh der Yersorgungspannung 14 liegende Anodenwiderstand 4 erzeugt die Videosteuerspannung. Die Hochspannung für die Anode der Kathodenstrahlröhre 1 wird dem Horizontalableskgenerator 6 entnommen. Die Vorspaunung für das Steuergitter 7 der Kathodenstrahlröhre 1 wird durch das Potentiometer 8 eingestellt, das als Spannungsteiler zwischen plus und Masse geschaltet ist und durch dessen Einstellung gleich- zeitig die Grundhelligkeit der Kathodenstrahlröhre 1 ge- geben ist. The cathode ray tube list is driven in a known manner from the anode 2 of the video output tube 3. The anode resistor 4 lying before the supply voltage 14 generates the video control voltage. The high voltage for the anode of the cathode ray tube 1 is taken from the horizontal reading generator 6. The pre-voltage for the control grid 7 of the cathode ray tube 1 is set by the potentiometer 8 , which is connected as a voltage divider between plus and ground and whose setting gives the basic brightness of the cathode ray tube 1 at the same time.

Die erfindungsgemäße Schutzschaltung besteht aus den Kondensatoren 9 und 10 und einem als Schalter wirkenden Element 11 oder 12. The protective circuit according to the invention consists of the capacitors 9 and 10 and an element 11 or 12 acting as a switch.

Die Schutzschaltung nach der Erfindung funktioniert nun folgendermaßen: Solange der Horizontalablenkgenerator 6 arbeitet, erhält die als Schalter eingesetzte Glimmlampe 11 (Pia. 1) über -di+uleitung 15, an der auch Boosterspannungspotential liegt, Impulse aus dem Horisontalablenkgenerator 6, durch die die Glimlampe ständig gezündet wird. Im gezündeten Zustand ist die Glimzelampe 11 relativ niäderohmig. Mit 16 ist der zur Glimmlampe 11 gehörige Serienwiderstand bezeichnet, mit 13 ein Entkopplungswiderstand. The protection circuit according to the invention now operates as follows: As long as the horizontal deflection generator 6 operates the glow lamp used as the switch 11 receives (Pia. 1) via -di + UCable 15, lies on the even booster voltage potential, pulses from the Horisontalablenkgenerator 6 through which the Glimlampe is constantly ignited . In the ignited state , the glow lamp 11 has a relatively low resistance. The series resistor belonging to the glow lamp 11 is denoted by 16 , and a decoupling resistor is denoted by 13.

Fällt nun infolge eines Kurschlusses oder beim Abschalten des Gerätes der Horizontalablenkgenerator 6 aus, so bricht einerseits die im Ablenkgen®rator 6 erzeugte Boosterspannung zusammen. Die an dieser Spannung in Serie liegenden Konden- satoren 9 und 10 werden durch die negativ gerichtete Spannungsänderung so aufgeladen, daß der Kondensator 9, der praktisch zwischen Kathode und Steuergitter 7 der Bild- röhre 1 liegt, für diese eine negative Sperrspannung liefert. Andererseits erhält auch die Glimmlampe 11 über den Konden- sator 10 keine Zündimpulse mehr, so daß sie = sobald die Ladung des gondensators 9 unter die Zündspannung abgesunken ist - eins, praktisch unendlich hohen Widerstand darstellt, also wie ein geöffneter Schalter wirkt. Da die Ladung des Kondensators 9 nun nicht weiter abfließen kann, bleibt die Sperrspannung für die Bildröhre,1 bis weit über die Abkühlungszeit der Kathode erhalten, so daß ein sicherer Schutz gegen Einbrenaschäden gewährleistet ist. If the horizontal deflection generator 6 fails as a result of a short circuit or when the device is switched off, on the one hand the booster voltage generated in the deflection generator 6 collapses. The capacitors 9 and 10 connected in series with this voltage are charged by the negative voltage change in such a way that the capacitor 9, which is practically located between the cathode and control grid 7 of the picture tube 1, supplies a negative reverse voltage for the latter. On the other hand, the glow lamp 11 is through the capacitor 10 no longer firing pulses so that it = as soon as the charge of is gondensators 9 dropped below the ignition voltage - is one practically infinite resistance, thus acts like an open switch. Since the charge on the capacitor 9 can no longer flow away , the reverse voltage for the picture tube, 1 is maintained until the cathode has cooled down , so that reliable protection against burn-in damage is ensured .

Anstelle der Glimmlampe 11 lassen sich auch andere Schalt- elemente als Schalter verwenden, z.B. spannungsabhängige Widerstände (Varistoren), wie in Fig. 2 gezeigt ist. Über die Zuleitung 15 erhält der Paristor 12 aus dem Horizontalablenkgenerator hohe Impulse (positiv oder negativ), aus denen sich durch die gleichrichtende Wirkung des Varistors 12 eine entsprechende Gleichspannung bildet. Diese GleIchspannung und die Teilspannung am Potentiometer 8 liefern die Vorspanuuag für das Steuergitter 7. Bot Ausfall des Horizaontalablenkgenerators 6 fohlen die Impulse und damit die am Paristor 12 entstehende Gleichspannung. Der Varistor 12 wird dadurch ilußerst hochohrig und wirkt wie die Glimlampe 11 als geöffneter Schalter. Es ist auch denkbar, anstelle der elektronischen Schalter ($.B. Glimmlampe oder Paristor) einen mechanisch wirkenden Schalter, beispielsweise ein Relais zu verwenden. Das Relais wird durch eine Spannung aus .dem Horizontalablenkgenerator 6 gespeist, so daß es im angezogenen Zustand verharrt, solange der Horizontalablenkgenerator 6 arbeitet. Fällt dieser au.s, fehlt die Haltespannung des Relais, und es fällt ab.@Dadurch ist der gleiche Effekt erzielt, wie bereits beschrieben: Die Kondensatorladung kann nicht abfließen und das Steuer- gitter 7 bleibt negativ gegenüber der Kathode der KathodenstrahlrUhre 1.Instead of the glow lamp 11, other switching elements can also be used as switches , for example voltage-dependent resistors (varistors), as shown in FIG . A bout the feed line 15 of the Paristor 12 receives from the horizontal deflection high pulses (positive or negative) of which forms a corresponding DC voltage by the rectifying action of the varistor 12th This DC voltage and the partial voltage at the potentiometer 8 supply the preload for the control grid 7. If the horizontal deflection generator 6 fails, the pulses and thus the DC voltage generated at the paristor 12 will result. The varistor 12 becomes extremely high-eared and, like the glow lamp 11, acts as an open switch. It is also conceivable to use a mechanically acting switch, for example a relay , instead of the electronic switch (e.g. glow lamp or paristor) . The relay is fed by a voltage from the horizontal deflection generator 6 , so that it remains in the attracted state as long as the horizontal deflection generator 6 is working. If this fails, the holding voltage of the relay is missing and it drops out. @ This achieves the same effect as already described: The capacitor charge cannot drain away and the control grid 7 remains negative in relation to the cathode of the cathode ray tube 1.

Um die Dimensionierung der.Schaltelemente der erfIndungsgemäßen Schutzschaltung zu vereinfachen, ist es zweckmäßig, die an dem Potentiometer 8 eingestellte Grundhelligkeit gegenüber Netzapannungsschwankungen zu stabilisieren. Dies wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ohne zusätz- lichen Aufwand an Schaltelementen erreicht. Die netzspannungeabhängigen Helligkeitsschwankungen sind dadurch be- gründet, daß das Kathodenpotential der Kathodenstrahlröhre positiver ist als das Gitterpotential. Somit liegt die Kathodenspannung der vollen Höhe der Versorgungsspannung näher und wird von ihren Schwankungen stärker betroffen als das herabgesetzte Potential am Steuergitter 7. Wie in Figur 3 dargestellt, werden über den Kondensator 10 auf die Gitterseite des Varistors 12 im Punkt 17 Horizon- talimpulse geschickt, die für die Helligkeitsstabilisierung positiv gerichtet sein müssen, so daß am Varistor 12 eine negative Gleichspannung entsteht. Diese wird durch eine entsprechend höhere Spannung, die der Helligkeitsregler (Potentiometer 8) liefert, der zwischen der Boosterspannung 20 und der Versorgungsspannung 14 liegt, aufgehoben. Bei entsprechender Di=ensienieruag ist es möglich, die Yorapaaau»s und damit die Grundhelligkeit der Röhre auch bei starken Schwankungen der Versorguagsapannung konstant au halten. Hin weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung . - liegt darin, daß der Kondensator 9 gleichzeitig dazu benutzt werden km--, um von Bildausgangsübertrager 18 (Fig. 3) die Bildanstastimpulae auf das Steuergitter 7 der Bildröhre 1 zu übertragen. In order to simplify the dimensioning of the switching elements of the protective circuit according to the invention, it is expedient to stabilize the basic brightness set on the potentiometer 8 against fluctuations in the mains voltage. This is achieved in a further embodiment of the invention without additional expenditure of switching elements. The mains voltage-dependent brightness fluctuations are due to the fact that the cathode potential of the cathode ray tube is more positive than the grid potential. Thus, the cathode voltage is closer to the full level of the supply voltage and is more affected by its fluctuations than the reduced potential at the control grid 7. As shown in FIG. 3, horizontal pulses are sent via the capacitor 10 to the grid side of the varistor 12 at point 17, which must be directed positively for the brightness stabilization, so that a negative DC voltage is produced at the varistor 12. This is canceled by a correspondingly higher voltage, which is supplied by the brightness regulator (potentiometer 8), which lies between the booster voltage 20 and the supply voltage 14. With appropriate service it is possible to keep the Yorapaaau »s and thus the basic brightness of the tube constant even with strong fluctuations in the supply voltage . Another advantage of the circuit according to the invention. - is that the capacitor 9 are used simultaneously to km-- to transfer of image output transformer 18 (Fig. 3) the Bildanstastimpulae on the control grid 7 of the picture tube. 1

Claims

P a tentanapr ü ohe 1. Protective circuit for cathode ray tubes, especially Ferasehbildrdhren against incursion damage of the fluorescent screen, characterized in that the capacitor arrangement (9,10) lying in the control , grid circles of the cathode ray tubes is negatively charged by a voltage which collapses in the event of failure of the horizontal deflection generator . and that a switch (11, 12), which opens if the deflection fails, prevents the discharge of the capacitor charge which blocks the cathode ray tube. 2 '. Protective circuit according to claim 1, characterized in that an electronic switch (for example a glow lamp or a paristor) is used. Sohutz.altung according to claim 1, characterized in that a mechanical switch (eg relay) is used . 4. Protection circuit according spoke 1 and 2, characterized in that the electronic switch is kept conductive (low resistance) by coupling pulses to the Horizontalablenkgeneratorn via the condenser (10) and that the side of the condenser (10) lying on the deflection generator leads to booster voltage potential. Protective circuit according to spoke 1-4, characterized in that the voltage-dependent resistor (12) receives positive horizontal pulses via the capacitor (10) on its side facing the control grid (7). 6. Protection circuit according to claims 1-5, characterized in that the image blanking pulses are transmitted to the control grid ('7) of the picture tube via the capacitor (9) from the output transformer (18) .