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Stromversorgung für mit Röhren und Transistoren bestückte Anordnung
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Stromversorgung einer mit Röhren und Transistoren bestück- ten Anordnung, insbesondere für Fernsehempfänger, in der die Netzwechselspannung über einen Gleich- richter und ein Glättungsfilter den Transistoren zugeführt wird. In derartigen Schaltungen hat man meistens die Anodenspannungen der Röhren und die Betriebsspannungen der Transistoren aus gesonderten Gleich- richteranordnungen gewonnen. Insbesondere beim direkten Netzanschluss, wobei also ein Transformator fehlt, begegnet man dann Problemen um die Betriebsspannung der Transistoren auf den erforderlichen ge- ringen Wert herabzusetzen. Man hat zu diesem Zweck schon vorgeschlagen, die Betriebsspannung fur einen Transistor aus der negativen Gittervorspannung einer Röhre abzuleiten.
Auch könnte man die Be- triebsspannung für die Transistoren durch Gleichrichtung der Zeilenablenkspannung bzw. durch Reihen- anordnung des Röhren- und des Transistorteiles in bezug auf den Betriebsgleichstrom gewinnen, aber diese
Lösungen bringen verschiedene Schwierigkeiten technischer Art mit sich.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfäden der Röhren in Reihe mit dem Gleich- richter geschaltet und im Glättungsfilter aufgenommen sind.
Schaltungen zur Stromversorgung von Anordnungen, die mit direkt geheizten Röhren bestückt sind und bei denen die Heizfäden auch vom Anodenstrom dieser Röhren durchflossen werden, wobei die Heizfäden der Röhren in Reihe mit einem Gleichrichter geschaltet sind, sind bekannt.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass wenn in einer Röhrenanordnung mit direktem Netzanschluss (Allstromgerät), in der die Heizfäden in Reihe an die gleichgerichtete Netzwechselspannung angeschlossen werden, eine Anzahl der Röhren durch Transistoren ersetzt wird, der bei richtiger Heizstromeinstellung über den Heizfäden erzeugte Spannungsabfall geringer bleibt als die durch Gleichrichtung der Netzwechselspannung gewonnene Spannung. Anderseits ist der durch die Heizfäden fliessende Strom verhältnismässig gross. Die Differenz beider Spannungen lässt sich daher erfindungsgemäss wegen dieses grossen Stromes besonders günstig zur Speisung der Transistoren anwenden.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert : Fig. 1 veranschaulicht ein Prinzipschaltbild der Erfindung. Fig. 2 veranschaulicht eine Abänderung des Schaltbildes nach Fig. 1. Fig. 3 veranschaulicht eine weitere Ausbildung des Schaltbildes nach Fig. 1 und Fig. 4 eine weitere Ausbildung des Schaltbildes nach Fig. 2.
In Fig. l wird die Netzwechselspannung, z. B. 220 V, den Klemmen 1 der Schaltung zugeführt. Diese Spannung erreicht über einen kleinen Widerstand 2, z. B. eine Schmelzsicherung, und einen Gleichrichter 3, einen Glättungskondensator 4. Über diesen Glättungskondensator entsteht somit eine gleichgerichtete Spannung, die zur Anodenstromversorgung des Röhrenteiles 5 der Anordnung angewendet werden kann.
Die am Glättungskondensator 4 erzeugte Gleichspannung soll weiter geglättet werden, weil infolge des grossen Strombedarfs der Transistoren die Brummspannung an diesem Glättungskondensator 4 noch verhältnismässig hoch ist. Dazu ist erfindungsgemäss ein weiteres Glättungsfilter vorgesehen, dessen Widerstand durch die Reihenschaltung der Heizfäden 6 der Röhren, und dessen Kondensator durch einen Glättungskondensator 7 gebildet wird. Die über diesem Kondensator 7 erzeugte Gleichspannung wird dem End-
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transistor 8 bzw. nach weiterer Glättung dem weiteren Transistorteil 9 der Anordnung zugeführt. Die Last- impedanz 10, z.
B. ein Lautsprecher, ist dabei vorzugsweise im Emitterkreis des Endtransistors 8 einge- schaltet, so dass die am Kondensator 7 noch anwesende Brummspannung nicht zur Lastimpedanz 10 durch- dringen kann.
Gemäss Fig. 2 erfolgt die Anodenstromversorgung desRöhrenteiles 5 mittels einer gesonderten Gleich- richteranordnung 13, 14, wodurch eine bessere Trennung zwischen dem Röhrenteil 5 und dem Transistorteil 9 ermöglicht wird. Dieser Transistorteil 9 ist über einGlättungsfilter 15 an die Lastimpedanz 10 angeschlossen über der, ausser dem Signal, durch geeignete Mittel ein nahezu konstanter, von Netzspannungsschwan- kungen unabhängiger Gleichspannungsabfall erzeugt wird. Die Anordnung nach Fig. 2 hat aber den Nachteil, dass die Glättungskondensatoren 4 und 7, die üblicherweise als Elektrolytkondensatoren ausgebildet sind, mit den positiven Polen an Masse gelegt sind, während der Elektrolytkondensator 14 mit dem negativen Pol an Masse zu legen ist.
In der Schaltung nach Fig. 3 ist nur eine einzige Gleichrichteranordnung 3, 4 verwendet und alle Elektrolytkondensatoren sind mit den negativen Polen an Masse gelegt, so dass Verbund-Elektrolytkondensatoren verwendet werden können.
In dieser Fig. 3 wird wieder die Spannung über dem Kondensator 4 dem Röhrenteil 5 der Anordnung zugeführt und dann, nach Glättung im Filterglied 17, 18, über die Heizfäden 6 dem Transistorteil zugeführt, wobei durch den Kondensator 7 eine weitere Glättung erfolgt. Nur der Endtransistor 8, in dessen Emitterkreis die Lastimpedanz 10 eingeschaltet ist, und der ihm direkt vorangehende Transistor 19 sind an die Spannung über dem Kondensator 7 gelegt. Dem Transistor 19 ist ein weiterer Transistor 20 vorangeschaltet, an dessen Basis das im Fernsehempfänger erzeugte Niederfrequenzsignal angelegt wird und dessen Kollektor gleichstrommässig mit der Basis des Transistors 19 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 19 ist ebenfalls gleichstrommässig mit der Basis des Transistors 8 verbunden.
Der Transistor 20 wird mit einer Spannung gespeist die über das Glättungsfilter 22,21 vom Kondensator 23 abgenommen wird, über dem eine etwas grössere Gleichspannung entsteht als über dem Kondensator 7, weil er an einem Punkt der in Reihe geschalteten Heizfäden 6 angeschlossen ist, wo die Gleichspannung höher ist.
Es erfolgt somit eine weitgehende Unterdrückung der Brummspannungskomponente der Betriebsspannung am Transistor 20 durch die Glättungsfilter 17, 18 bzw. 6, 23 bzw. 22, 21. Daher enthält die mittels des Spannungsteilers 24, 25 aus dieser Betriebsspannung abgeleitete Basisspannung des Transistors 20 nur eine sehr geringe Brummspannung. Zwar wird diese Brummspannung im Transistor 20 verstärkt, gleicht dann aber praktisch die Brummspannung am Kondensator 7 aus. Somit ist die Spannung über der Lastimpedanz 10 praktisch brummfrei.
Der Spannungsabfall über den Widerständen 22 und 27 ist ungefähr dem Unterschied zwischen den Spannungen über den Kondensatoren 23 und 7 gleich. Der Spannungsteiler 24-25 ist so eingestellt, dass der Gleichspannungsabfall über der Lastimpedanz 10 praktisch der Hälfte der Spannung über dem Kondensator 7 gleich ist. Die Stromversorgung des weiteren Transistorteiles 9 kann z. B. durch weitere Glättung der Spannung über dem Kondensator 7, wie veranschaulicht in Fig. 3 bzw. durch Glättung der über der Lastimpedanz 10 erzeugten Gleichspannung, wie veranschaulicht in Fig. 2, erfolgen.
In einem praktischen Ausführungsbeispiel wurden die Schaltelemente in Fig. 3 wie folgt bemessen :
EMI2.1
<tb>
<tb> Transistoren <SEP> Widerstände <SEP> Kondensatoren
<tb> 8 <SEP> = <SEP> OC <SEP> 28 <SEP> 2 <SEP> = <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> 4 <SEP> = <SEP> 200 <SEP> pF <SEP>
<tb> 19 <SEP> =OC <SEP> 77 <SEP> 10 <SEP> = <SEP> 70 <SEP> 0 <SEP> 7 <SEP> = <SEP> 500 <SEP> pF <SEP>
<tb> 20 <SEP> = <SEP> OC <SEP> 77 <SEP> 17 <SEP> =390 <SEP> {2 <SEP> 18 <SEP> = <SEP> 100 <SEP> if <SEP>
<tb> 22 <SEP> = <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> k <SEP> 0 <SEP> 21 <SEP> = <SEP> 500 <SEP> liF <SEP>
<tb> Gleichrichter <SEP> 24 <SEP> = <SEP> 10 <SEP> k <SEP> a <SEP> 23 <SEP> = <SEP> 100 <SEP> pF <SEP>
<tb> 3=2XOA214 <SEP> 25=56kQ <SEP> 28=100jnF <SEP>
<tb> 26 <SEP> =6, <SEP> 8 <SEP> k0 <SEP>
<tb> 27=5600 <SEP> 29=22000pF <SEP>
<tb>
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Die Netzwechselspannung war 220 V,
die Gleichspannung am Kondensator 4 = 270 V, die am Kondensator 18 m 150 V, die am Kondensator 23. 60 V und die am Kondensator 7 = 32 V. Der Gleichstrom in der Leitung 30 war 300 mA. Der Kondensator 29 dient zur Unterdrückung der Schaltspannungsstösse des Netzes.
Zur weiteren Glättung können auch weitere Kondensatoren zwischen die Heizfäden und Masse gelegt werden. Die höchste Brummspannungsunterdrückung bei gegebener Zahl der Glättungskondensatoren wird erzielt, falls die Gleichspannungsabfälle über die Längswiderstände bzw. Heizfäden gleich gross sind.
In derSchaltung nach Fig. 4 ist der Glättungskondensator 4 aus Fig. 2 weggelassen, so dass durch die Heizfäden 6, infolge der Reihenanordnung mit dem Gleichrichter 3 während der halben Periode, ein Halbwellenstrom fliesst. Dadurch wird etwa der doppelte Spannungsabfall über die Heizfäden ermöglicht als mit den zuvor beschriebenen Schaltungen.
Die Heizfäden sind nämlich für einen gewissen Gleichstrom I bemessen und erzeugen dann einen Gleichspannungsabfall V. In der Schaltung nach Fig. 4 kann der Spitzenwert des Halbwellenstroms etwa das Doppelte des Gleichstromwertes I, also 2 I, betragen. Der Spitzenwert des über den Heizfäden erzeugten Spannungsabfalls ist dann ebenfalls das Doppelte, also 2 V. Weil der Strom aber während der halben Periode fliesst und der Effektivwert einer Sinusschwingung = 1/2 V'2ihres Spitzenwertes beträgt, ist die in den Heizfäden entwickelte Leistung somit 1/2 x ( V) X ( T. I) = V. I, also gleich der Leistung bei Gleichstrombetrieb. Der mittlere Strom durch die Heizfäden und also auch der dem Transistorteil zur Ver-
EMI3.1
tung nach Fig. 4 können z. B. ähnlich wie jene in Fig. 3 bemessen werden.
Eine wesentliche Verbesserung wird dadurch erzielt, dass der in Fig. 3 am Widerstand 17 entstehende grosse Leistungsverlust vermieden werden kann, weil in Fig. 4 unter gleichbleibenden Bedingungen am Kondensator 7 nur noch eine Span- nung von 62 V bei 220 V Netzwechselspannung auftritt. Die weiteren GlättungsÏ1lter vor der Leitung 30, durch die ein Gleichstrom von 180 mA fliesst, enthalten z. B. Widerstände von je 47Q und Kondensatoren vom 500 MF. Der Widerstand 22 soll aber kleiner gewählt werden als in Fig. 3, nämlich z. B. 2, 2 kO und der Widerstand von 10 mit 150 Q.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Stromversorgung einer mit Röhren und Transistoren bestückten Anordnung, insbesondere für Fernsehempfänger, in der die Netzwechselspannung über einen Gleichrichter und ein Glättungsfilter den Transistoren zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfäden der Röhren in Reihe mit dem Gleichrichter geschaltet und im Glättungsfilter aufgenommen sind.