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Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme in einer Induktivität, die zum Betrieb an verschieden hohen Betriebsspannungen geeignet ist.
Es ist bekannt, für den Betrieb transistorbestückter Fernsehgeräte nur eine einzige Betriebsgleichspannung vorzusehen. Als eine solche Betriebsspannung konnte bisher nicht die in Europa übliche 6-V-Autobatterie verwendet werden. weil dort ein relativ hoher Strom des Endtransistors der Ablenkstufe erforderlich ist. Schalttransistoren für kurze Abschaltzeiten für derart hohe Ströme sind jedoch noch nicht verfügbar. Bei den bekannten Geräten wurde diese Betriebsspannung daher so hoch wie möglich gewählt, weil dann-bei gegebener Ablenkleistung - der Strom des Endtransistors der Ablenkschaltung am geringsten wird. Das wirkt sich günstig auf den Wirkungsgrad der Ablenkschaltung aus, weil die den Wirkungsgrad mitbestimmende Abschaltzeit dann den geringsten Wert hat und weil die Kollektorrestspannung weniger ins Gewicht fällt.
Ausserdem ist ein möglichst geringer Strom für den Endtransistor erforderlich, weil die zur Verfügung stehenden Transistoren nur eine begrenzte Stromaufnahmefähigkeit haben. Die Betriebs-
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überschreiten darf. Die Höhe dieser Rücklaufspannung ist einerseits der Betriebsgleichspannung direkt proportional und übertrifft diese um ein Mehrfaches und hängt anderseits noch von dem Verhältnis von Hin laufzeit zu Rücklaufzeit ab, das durch die Fernsehnorm vorgegeben ist. Bei bekannten Schaltungen. dieser Art für Batteriebetrieb wurde bisher meist eine 12-V-Batterie verwendet.
Es ist auch bekannt, die in der Induktivität während eines Teiles des Hinlaufs gespeicherte Energie durch eine Diode zurückzugewinnen, die diese freiwerdende Energie als Strom in die Betriebsspannungsquelle zurückliefert (sogenannte Stromrückgewinnung " Transistors in Television Receivers"Overton, Journal of the Television Society Vol. 8, No 11, S. 462-463). Bekannt ist ferner bei Röhrenschaltungen, dass bei niedrigerer Betriebsspannung eine Erhohung der Gesamtspannung an der Induktivität bis zur Höhe der maximal zulässigen Betriebsspannung dadurch erreicht werden kann, dass man aus der in der Induktivität gespeicherten Energie durch eine Gleichrichterschaltung mit Ladekondensator eine Zusatzspannung gewinnen kann (Spannungsrückgewinnung :
DBP 929 318), die in Serie mit der Betriebsspannungsquelle an der Induktivität liegt.
Es ist bei Röhrenschaltungen auch bekannt (DBP 819 568) eine Spannungsrückgewinnung und eine Stromrückgewinnung zu kombinieren, wenn keine reine Spannungsrückgewinnung erreicht werden'kann, weil die in der Induktivität gespeicherte Energie grösser ist als die Verlustleistung der Schaltungsanordnung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Transistorfernsehgeräte für zwei Batteriespannungen, z. B. 6 V und 12 V verwendbar zu machen. Sie betrifft eine insbesondere für Transistorfernsehgeräte bestimmte umschaltbare Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer In-
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zu einemeinen Pol der Betriebsspannungsquelle bei niedriger Betriebsspannung mit dem Verbindungspunkt des Kondensators mit der ersten Diode und bei hoher Betriebsspannung mit dem dem Transistor abgewendeten Ende der Induktivität verbindet. Dadurch wird erreicht, dass mit einem einzigen Umschaltkontakt wahlweise zwei verschieden hohe Betriebsspannungen an den Generator geschaltet werden können.
Beider niedrigen Betriebsspannung ist im wesentlichen die Spannungsrückgewinnungs-Diode und bei der hohen Betriebsspannung die Stromrückgewinnungs-Diode wirksam.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass alle andern Stromverbraucher des elektronischen Gerätes, das den Sägezahnstromgenerator enthält, ihre Betriebsspannung von dem Punkt an der Induktivität beziehen, der die höhere Betriebsspannung führt. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, das gesamte elektronische Gerät mit einem einzigen Umschalter von einer auf eine andere Betriebsspannungshöhe umzuschalten.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand mehrerer in der Zeichnung dargesteller Ausführungsbei- spiele näher erläutert, wobei gleiche Schaltungselemente mit gleichen Bezugszeichen vorgesehen sind.
In Fig. 1 ist die Schaltung einer Sägezahnstromendstufe dargestellt. Über den Spannungswahlschal- ter 1 wird die einseitig geerdete Betriebsspannungsquelle 2 (z. B. 6 V oder 12 V) mit einem Ende einer
Induktivität, bestehend aus den Teilwicklungen 3 und 4 verbunden. Zur Erzeugung eines sägezahnförmi- gen Stromes in der Induktivität 3,4 ist an Punkt 14 ein Transistor 6 angeschlossen. Parallel zur Induktivi- tät3, 4 ist ein Kondensator 7 geschaltet. Ausserdem können parallel zur Induktivität 3,4 Ablenkspulen 5 geschaltet sein. Das Ende 14 der Induktivität 3. 4 ist mit der Anode einer Diode 8 verbunden. Parallel zur Teilwicklung 3 liegt die Serienschaltung einer Diode 9 und eines Kondensators 10, mit dessen Elek- troden jeweils ein Kontakt n oder h des Wahlschalters 1 verbunden ist.
Der Spannungswahlschalter 1 muss, wenn die Spannung oder Quelle 2 als die. höhere, z. B. maximal zulässige Spannung, angenommen wird, in Stellung h stehen. Bei Verwendung einer Quelle 2 niedrigerer Spannung liegt der Schalter 1 in Stel- lung n.
Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 6 wird als von der Basis-Emitter-Strecke gesteuerter
Schalter eingesetzt, der im leitenden Zustand in der Induktivität einen linear ansteigenden Strom fliessen lässt. Nach dem Sperren des Transistors 6 durch einen positiven Impuls 13 an dessen Basis führtder Schwing- kreis. bestehend aus der Induktivität 3,4 und der Kapazität 7, eine halbe Sinusschwingung aus. Am En- de dieser halben Sinusschwingung wird die Spannung am Ende 14 der Teilwicklung. 4, durch Null gehend, positiv und die Diode 8, deren Kathode an Masse liegt, wird leitend. Dadurch wird die in der Induktiv- tät 3,4 gespeicherte Energie als nützlicher Spulenstrom in die Betriebsspannungsquelle 2 zurückgeliefert (sogenannte Stromrückgewinnung).
Bei Verwendung der niedrigeren Betriebsspannung wird der Spannungswahlschalter 1 in Stellung n gelegt. Der Strom durch einen der Spannung entsprechenden Teil der Induktivität wird jetzt über eine Diode 9 zugeführt, die in Serie mit einem Kondensator 10 parallel zur Teilwicklung 3 liegt. Bei leitendem
Transistor entsteht durch die Wirkung der Induktivität 3,4 als Autotransformator an der Wicklung 3 eine
Spannung, die, weil die Diode 9 leitend ist, den Kondensator 10 entsprechend dem Windungszahlverhält- nis auf die Zusatzspannung auflädt. Nach dem Sperren des Transistors 6 durch den positiven Impuls 13 an der Basis führt der Schwingkreis, bestehend aus der Induktivität 3,4 und der Kapazität 7 (die z. B. eine
Wicklungskapazität ist) eine halbe Sinusschwingung aus. Die Diode 9 ist während dieser Zeit gesperrt.
Am Ende dieser halben Sinusschwingung wird die Spannung an der Wicklung 3, von Null ansteigend, so gross wie die Zusatzspannung am Kondensator 10. Bei Überschreiten des Wertes der Zusatzspannung an der Wicklung 3 wird die Diode 9 leitend. Dadurch wird die in der Induktivität 3,4 gespeicherte Energie als nützlicher Spulenstrom und zur Aufladung des Kondensators 10 verwendet (sogenannte Spannungsrückgewinnung).
Ist dieser Spulenstrom auf den Wert Null abgefallen, wird der Transistor 6 wieder leitend gemacht und der Zyklus beginnt von Neuem. Die Spannung an der Induktivität 3,4 ist in beiden Schalterstellungen gleich gross. Bei Verwendung der Schaltung zur Ablenkung des Elektronenstrahles in Fernsehgeräten können die Ablenkspulen 5 galvanisch, kapazitiv oder induktiv an die Induktivität 3, 4 angeschlossen werden. Auch könnte diese Induktivität selbst als Ablenkspule verwendet werden.
Bei der Stellung n des Schalters 1 tritt aber nur dann reine Spannungsrückgewinnung auf, wie beschrieben, wenn für die gegebene Spannungserhöhung (z. B. von 1 : 2) die in der Schaltung verbrauchte Leistung zuzüglich der aus der Schaltung z. B. für die Hochspannung entnommenen Leistungen einen bestimmen Mindestwert nicht unterschreiten. Bei Unterschreitung dieses Wertes tritt eine gleichzeitige Stromrückgewinnung über die Diode 8 auf.
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In Fig. 2 ist eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1 dargestellt, bei der der Kondensator 10 nicht mitdemn-KontaktdesSpannungswahlschaltersIverbunden, sondern an die Masseleitungangeschlossenist.
Dadurch wird dieser Kondensator 10 bei Verwendung der höheren Betriebsspannung nicht über die Diode 9 aufgeladen wie in Fig. l, sondern bewirkt eine Erniedrigung des Innenwiderstandes der Betriebsspannungs- quelle, Insbesondere, wenn die Hochspannung für die Bildröhre aus dem Zeilenrücklauf gewonnen wird, ergibt sich dadurch eine Stabilisierung der Ablenkamplitude und der Hochspannung. Ausserdem bildet bei dieser Schaltung der Punkt 14 einen Abgriffpunkt des Transformators 15, an den der Transistor 6 ange- schlossen ist, so dass sich zwischen diesem Anschlusspunkt und der Diode 8 noch eine Wicklung 19 befin- det. Die Wicklung 19 kann auch in den andern dargestellten Schaltungen verwendet werden.
Eine andere in Fig. 3 dargestellte Weiterbildung der Schaltung nach Fig. 1 gestattet es. das ge- samte elektronische Gerät, z. B. das Fernsehgerät, das die Sägezahnstromendstufe enthält, mit einem
Umschaltkontakt auf zwei unterschiedliche Betriebsspannungen umzuschalten. Dazu werden alle andern
Stromverbraucher 11 dieses Gerätes an den Umschaltkontakt h des Spannungswahlschalters 1 angeschlossen.
Es können auch Stromverbraucher 12 der kleineren Spannung gespeist werden, wenn diese parallel dem
Kondensator 10 geschaltet werden.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das den Betrieb des Fernsehgerätes sowohl aus einer im Fernsehgerät eingebauten wiederaufladbaren Batterie 16, als auch aus Aussenbatterien 2 mit zwei wahlweise zu benutzenden Spannungen gestattet. Die eingebaute Batterie 16 kann dabei über eine sepa- rate Wicklung 17 auf der Induktivität 3, 4 und einen Gleichrichter 18 durch die Aussenbatterie 2 aufge- laden werden. Die Zeilenendstufe wirkt in diesem Falle als Gleichspannungswandler. der bei verschieden hohen, umschaltbarenEingangsspannungen eine konstante Ladegleichspannung liefert, die höher sein kann als die Eingangsspannung.
Fig. 5 zeigt eine Zeilenablenkschaltung, bei der statt eines Spartransformatörs 3, 4 - wie in Fig. 1 bis 4 - ein übertrager mit getrennten Wicklungen 20 und 21 verwendet wird. Das Übersetzungsverhältnis dieses Übertragers beträgt vorzugsweise 1 : 2.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer Induktivität durch periodische Unterbrechung des dieser Induktivität zugeführten Stromes mittels eines mit der Induktivität in Reihe geschalteten Transistors, wobei zur Spannungsrückgewinnung parallel zu einem Teil der Induktivität die Reihenschaltung einer Diode und eines Kondensators und zur Stromrùckgewinnung parallel zum Transistor eine weitere Diode vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein einpoliger Umschalter (l) od. dgl. vorgesehen ist, der einen Pol der Betriebsspannungsquelle (2) bei niedriger Betriebsspannung mit dem Verbindungspunkt des Kondensators (10) mit der ersten Diode (9) und bei hoher Betriebsspannung mit dem dem Transistor (6) abgewendeten Ende (15) der Induktivität (3, 4) verbindet.