AT395085B - Stabilisierte fernseh-zeilenablenkschaltung - Google Patents

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Description

AT 395 085 B
Die Erfindung betrifft eine stabilisierte Fernseh-Zeilenablenkschaltung, die aus einer Quelle ungeregelter Gleichspannung gespeist wird und von dieser isoliert ist, miteinemReglerschalter, der einen gesteuerten Hauptstromweg und eine Steuerelektrode enthält, einem Transformator, dessen Primärwicklung in Reihe mit dem gesteuerten Hauptstromweg und mit der Quelle ungeregelter Gleichspannung geschaltet ist und dessen Sekundärwicklung, die S galvanisch von der Primärwicklung isoliert ist, an eine Ablenkwicklung gekoppelt ist, einem Hinlaufschalter, der an die Ablenkwicklung gekoppelt ist und mit der Zeilenfrequenz betätigt wird, wobei die Spannung an der Ablenkwicklung während des Rücklaufmtervalles auf die Primärwicklung gekoppelt wird, um den Strom im Hauptstrom weg während derRücklaufmtervalle zu vermindern unddadurchdenReglerschalterauszuschaltenundmiteinerSteuereinrichtung, die mit der Steuerelektrode des Reglerschalters gekoppelt ist. 10 Horizontalablenkschaltungen werden in Verbindung mit Femsehbildröhren in Femseh-Wiedergabegeräten verwendet Typischerweise enthält dieHorizontalablenkschaltung eine auf die Bildröhre wirkende Magnetwicklung und eine Schalteinrichtung, über welche Energie aus einer Gleichspannungsquelle auf die Wicklung und ihre zugehörigen Reaktanzen gekoppelt wird. Die Schalteinrichtung ist synchronisiert mit den Synchronsignalen, die zum Informationsinhalt des mittler Bildröhre wiederzugebenden Videosignals gehören. Um verzerrte Bilder auf dem 15 Wiedergaberaster zu vermeiden, muß die Länge der horizontalen Abtastzeilen (d. h. die Bildbreite) und der Spitzenwert der Ablenkung bzw. des Ablenkstroms über ziemlich lange Zeiten konstant gehalten werden.
Es gibt viele Ursachen, die dazu fuhren können, daß sich die Länge der horizontalen Abtastzeilen ändert Wenn die Speisegleichspannung für die Horizontalablenkschaltung schwankt dann kann sich die Ablenkenergie und somit die Länge der horizontalen Abtastzeilen ändern. In der Vergangenheit ist es üblich gewesen, die an die 20 Horizontalablenkschaltung gelegte Gleichspannung durch Verwendung eines Verlustreglers zu stabüisieren. Da sich Fernsehempfänger jedoch unter anderem auch durch niedrigeren Leistungsveibrauch auszeichnen sollen, geht die Verwendung solcher Verlustregler zu Gunsten verlustloser oder im Schaltbetrieb arbeitender Reglertypen zurück.
Unter den im Schaltbetrieb arbeitenden Konstantreglem zur Versorgung von Femseh-Ablenkschaltungen gibt 25 es den sogenannten Rückstrom-Konstantregler. Dieser Reglertyp wird deswegen so genannt, weil hier die über dem
Maximalbedarf der Ablenkschaltung liegende überschüssige Energie während eines Teils des Ablenkintervalles vom Regler zurück in die Versorgungsquelle fließt. Ein derartiger Konstantregler ist in der US-PS 4 013 923 beschrieben. Bei dem in dieser Patentschrift behandelten Fall eines thyristorgesteuerten Ablenksystems findet die Regelung während desjenigen Intervalls statt, in dem der Kommutierungsschalter geöffnet bzw. nichtleitend ist 30 Dieses Intervall hateineDauer vonungefähr 38 ps.alsomehr als dieHälfteder 63 ps langen Horizontalablenkperiode.
Das Prinzip der Rückstrom-Konstantregelung läßt sich aber nicht ohne weiteres bei transistorgesteuerten Horizontalablenksystemen anwenden, weil dort nur das relativ kurze Rücklaufintervall für das Staufinden der Regelung (d. h. für den Regeleingriff) zur Verfügung steht und außerdem weil die Austastung des Rückstrom-Schalters die Impedanz der Quelle ändert und die Rücklaufzeit störend beeinflußt 35 Vorwärtsstrom-Konstantregler, wie sie in der US-PS 4 002 965 beschrieben sind, können bei Verwendung mit einer transistorgesteuerten Ablenkschaltung für eine galvanischeTrennung oder Netzisolierung sorgen. Entsprechende Anordnungen benötigen jedoch entweder für hohe Spannung ausgelegte Reglaschalter oder erfordern Dioden, um zu verhindern, daß während des Rücklaufintervalles eine übermäßige Spannung in Sperrichtung an den Reglerschalter gelegt wird. Außerdem ist hier die Änderungsbreite der Auf tastzeit, die zur Konstanthaltung der Ausgangsspannung 40 bei Netz- und Lastschwankungen erforderlich ist, relativ groß, was den Korrekturbereich begrenzt
In der US-PS 4 071810 ist ein mit einem bidirektionalen (d. h. in beiden Richtungen leitenden) Reglaschalter arbeitender Vorwärtsstrom-Konstantregler beschrieben, der bei Verwendung mit einer thyristoigesteuerten Ablenkschaltung eine galvanische Trennung zwischen der Energiequelle und der Ablenkschaltung bringt und bei dem die Spannung in Sperrichtung am Reglerschalter begrenzt ist Dieser Konstanthalter erfordert jedoch eine gesonderte 45 gesteuerte Resonanzschaltung, damit der Reglerschalter nichtleitend werden kann.
Aufgabe der Erfindungist es, einen in Verbindung mit einer transistorgesteuerten Ablenkschaltung verwendbaren Konstanthalter zu schaffen, der eine galvanische Trennung gegenüber dem Netz bringt, keine hohe Spannung am Reglaschalter während des Rücklaufintervalls verursacht einen breiten Regelbereich hat in einen nichtleitenden Zustand kommutiert wird und somit nur relativ kleine Verluste bringt und der entweder keine unabhängige 50 Schaltungsanordnung zum Ausschalten benötigt oda, falls eine solche Schaltungsanordnung vowendet wird, beim
Ausschalten nur kleinen Schaltstößen unterliegt
Diese Aufgabewird bei einer stabilisiertenZeilenablenkschaltungder eingangs angeführten Arterfindungsgemäß durch eine an den Hinlaufschalter und die Ablenkwicklung gekoppelte Startschaltung, die beim Einschalten Rücklaufimpulse erzeugt, gelöst 55 Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Figuren 1 und 3 sind Schaltbilda erfindungsgemäßer stabilisierter Ablenkschaltungen für Fernsehempfänger, Figuren 2 und 4 zeigen den zeitlichen Verlauf verschiedena elektrischer Größen in den Schaltungen nach Figur 1 bzw. 2. -2-
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Oben links in Fig. 1 ist ein insgesamt mit (10) bezeichneter Energieversorgungsteil (Netzteil) dargestellt, dessen Klemmen (12) und (14) an das Wechselspannungsnetz oder eine andere Wechselspannungsquelle (nicht gezeigt) anschließbar sind. Mit den Klemmen (12) und (14) istein VoUweg-Briickengleichrichter (16) gekoppelt, der in bekannter Weise mit einem Siebkondensator (18) zusammengeschaltet ist, um den pulsierenden Gleichstrom zu glätten und 5 eine ungeregelte Gleichspannung zu liefern. Die Gleichspannung wird an eine insgesamt mit (20) bezeichnete Konstantreglerschaltung gelegt. Die Reglerschaltung (20) enthält eine Reihenschaltung aus einer Induktivität oder Wicklung (22), der Primärwicklung (24a) eines Transfamators (24) und einem bidirektionalen Reglerschalter (26). Diese Reihenschaltung ist parallel zum Kondensator (18) angeordnet. Der Schalter (26) enthält einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (Thyristor) (28) und antiparallel dazu eine Diode (30). 10 Aneiner Sekundärwicklung(24b)desTransformators(24)wird eine hohe Wechselspannungerzeugt. Diese hohe
Spannung wird durch einen als Diode (32) dargestellten Gleichrichter gleichgerichtet und von der Kathode der Diode (32) an den Hochspannungsanschluß einer Bildröhre (nicht dargestellt) gelegt Eine weitere Sekundärwicklung (24c) des Transformators (24) ist mit einer Schaltung (33) verbunden, die eine Bezugsspannung liefert. Von der Wicklung (24c) fließt über eine Diode (34) und einen Widerstand (36) Strom zu einem insgesamt mit (38) bezeichneten und IS aus einem Widerstand und einer Kapazität gebildeten Filter, um eine Gleichspannung zu erzeugen, die in Relation zum Betrag der im System zirkulierenden Energie steht Diese Gleichspannung wird als Bezugsgröße zur Steuerung des Konstantreglers verwendet
Mit dem einen Ende einer dritten Sekundärwicklung (24d) des Transformators (24) ist eine insgesamt mit (40) bezeichnete Horizontalablenkschaltung gekoppelt. Das andere Ende der Wicklung (24d) ist über einen Filter-20 kondensator (41) anMasse gekoppelt Die Horizontalablenkschaltung (40) enthälteinenEinlaufschalter (42), bestehend aus einem npn-Horizontalendtransistor (44), dessen Emitter an Masse angeschlossen ist, und einer Zeilendiode (46), deren Kathode mit dem Kollektor des Transistors (42) und dessen Anode mit Masse verbunden ist Parallel zum Schalter(42)liegteinRücklaufkondensator(48)und eine Reihenschaltungauseiner Ablenkwicklung (50) und einem S-Formungskondensator (52). Die Ablenkschaltung (40) wird durch Energie gespeist die über den Transformator 25 (24) eingekoppelt und im Kondensator (41) gespeichert wird.
Eine Quelle für horizontalfrequente Synchronsignale, in Figur 1 rechts unten als Oszillator (60) dargestellt ist mit der Basis eines npn-Treibertransistors (62) verbunden, dessen Emitter an Masse angeschlossen ist Der Kollektor (64) des Transistors (62) ist über einen Transformator (66) mit der Basis (43) des Transistors (44) gekoppelt. Der Kollektor (64) des Treibertransistors (62) steuert außerdem eine insgesamt mit (68) bezeichnete Steuerschaltung für 30 den Konstantregler an. Die Steuerschaltung (68) enthält einen Parallelregler (69), bestehend aus einer zwischen dem
Kollektor des Transistors (64) und MassegeschaltetenReihenschaltung eines Widostandes (70) und einer Zenerdiode (72). Ein Ladewiderstand (74) koppelt den Ausgang des Parallelreglers (69) mit einer Klemme eines Ladekondensators (80), dessen andere Klemme an Masse angeschlossen ist. Parallel zum Kondensator (80) liegt der Basis-Emitter-Übergang eines Transistors (76) in Reihe mit einem Stabilisierungswiderstand (78). 35 Der Kollektor (77) des Transistors (76) istan ein Ende der Primärwicklung (82a) eines Trenntransformators (82) angeschlossen, deren anderes Ende mit dem Kollektor (64) verbunden ist Parallel zur Wicklung (82a) ist ein Dämpferwidastand(84) angeordnet. DiePrimärwicklung(82b)desTransformators(82)istzwischendieGateelektrode und dieKathode desThyristors(28) geschaltet DieSteuerschaltung spricht über dieReihenschaltungeinerZenerdiode (86) und eines Widerstandes (88), welche die Basis des Transistors (76) mit dem Filter (38) verbindet, auf die in dem 40 stabilisierten Ablenksystem zirkulierende Energie an. Die Versorgungsspannung für den Treibertransistor (62) und die Steuerschaltung (68) kommt aus einer Versorgungsquelle, die einen Transformator (90) enthält, dessen Primärwicklung an die Klemmen (12) und (14) angeschlossen ist und dessen Sekundärwicklung mit einer Gleichrichterdiode (92) und einer Siebschaltung verbunden ist, welche die Kondensatoren (93) und (94) und einen Widerstand (95) umfaßt Zwischen dem Kondensator (93) und dem Kondensator (41) ist eine einen Widerstand (97) 45 und eine Diode (98) enthaltende Startschaltung (96) eingefügt, um beim anfänglichen Einschalten Betriebsspannung für die Horizontalablenkschaltung (40) zu liefern.
Allgemein gesagt koppelt die Anordnung nach Fig. 1 Energie vom Versorgungsteil (10) über den Transformator (24) zur Ablenkschaltung (40), wobei Netz und Masse galvanisch voneinander getrennt sind. Die Horizontalablenkschaltung (40) wird mit der Horizontalfrequenz gesteuert, und der Thyristor (28) wird durch pulszeitmodulierte 50 Signale der gleichenFrequenz gesteuert, um das Maß (Betrag) der Ablenkung und/oder die Bildröhren-Hochspannung zu regeln. Der Thyristor (28) wird durch die Horizontalrücklaufimpulse, die von der Ablenkschaltung (40) über den Transfarmator(24) rückgekoppeltwerden, jeweilsin den ausgeschalteten ZustandkommutienNach dem anfänglichen Einschaltintervall wird die Startschaltung (96) ναι der Ablenkschaltung (40) abgekoppelt, und zwar über die Diode (98) durch den Anstieg der am Kondensator (41) herrschenden Gleichspannung infolge der vom Hinlaufschalter (42) 55 bewirkten Gleichrichtung des von der Wicklung (24d) produzierten Wechselstroms.
Im Betrieb ist unmittelbar vor dem in Fig. 2 eingetragenen Zeitpunkt (T2) da Transistor (62) leitend und da Horizontalendtransistor (44) nichtleitend, und die Zeilendiode (46) leitet einen abnehmenden Strom, der durch die -3-
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Wicklung (50) und den Kondensator (52) fließt, da die Wicklung (50) Energie an den Kondensator (52) abgibt. Die Diode (30) des Reglerschalters (26) leitet ebenfalls einen abnehmenden Strom (126) (in Fig. 2j dargestellt), daEnergie, die in der Induktivität (22) im Magnetfeld gespeichert ist, zum Kondensator (18) und, über den Transformator (24), zum Kondensator (41) übertragen wird. Bei leitenden Dioden (30) und (46) sind die Spannungen am Reglerschalter 5 (26)undamHinlaufschalter(42)imwesentlichengleichNuU,wieesdieKurve(V26)inFig.2kbzw.dieKurve(V42) in Fig. 2d zeigt. Der Thyristor (28) und der Transistor (44) sind leicht in Sperrichtung vorgespannt und daher nichtleitend. Der Transistor (76) erhält keine Kollektorvorspannung und ist nichtleitend, und der Kondensator (80) hat zwischen seinen Klemmen eine Spannung, die kleiner ist als die Basis-Emitter-Offsetspannung (VB76) des Transistors (76); der Kondensator (80) entlädt sich über den Widerstand (88) und die Zenerdiode (86), wie es die 10 Kurve (V80) in Fig. 2f zeigt.
Zum Zeitpunkt (T2) macht die vom Oszillator (60) erzeugte Steuerspannung (V60) einen Sprung in negativer Richtung, wie es die Fig. 2a zeigt, wodurch der Transistor (62) in den nichtleitenden Zustand gebracht wird. Die in der Stieuinduktivität des Transformators (66) gespeicherte Energie bewirkt eine positive Impulsspannung am Kollektor (64), wie es die Kurve (V64) in Fig. 2b zeigt, und außerdem an der Basis (43) des Transistors (44), was 15 einen Basisstrom in Vorwärtsrichtung zur Folge hat, wie es die entsprechende Kurve (143) in Fig. 2c zeigt. Der Transistor (44) wird somit vor dem Zeitpunkt (T6), zu dem der Strom (150) in der Ablenkwicklung (50) den Wert 0 erreicht (Fig. 2e), leitend gemacht. Im Intervall (T2-T10) bewirkt die positive Spannung (V64) am Kollektor des Transistors (62) eine positive Spannung an der Zenerdiode (72), wie es die Kurve (V72) in Fig. 2b zeigt Die positive Spannung an der Zenerdiode (72) erlaubt einen Stromfluß durch den Widerstand (74), so daß der durch den 20 Widerstand (88) fließende Entladestrom versetzt wird und eine positiv gerichtete Sägezahnspannung im Kondensator (80) »zeugt wird, wie es die Kurve (V80) in Fig. 2f zeigt Der Transistor (76) bleibt jedoch nach dem Zeitpunkt (Γ2) nichtleitend, und zwar bis zu einem späteren Zeitpunkt (T8), bei dem die ansteigende Sägezahnspannung (V80) den Wert der Basis-Emitter-Offsetspannung (VB76) des Transistors (76) erreicht
Das Schalten des Transistors (62) zum Zeitpunkt (T2) beeinträchtigt nicht die Energieübertragung aus der 25 Induktivität (22) zum Versorgungsteil (10) und zum Kondensator (41). Energie wird in der beschriebenen Weise bis zu einem späteren Zeitpunkt (T4) weiterhin übertragen. Zum Zeitpunkt (T4) ist die im Magnetfeld der Induktivität (22) gespeichert gewesene Energie erschöpft, und es fließt kein Strom mehr in dem die Induktivität (22), die Diode (30) und die Wicklung (24a) umfassenden Kreis. Die Diode (30) wird nichtleitend, und der Reglerschalter (26) öffnet sich. Beim Fehlen eines Stromflusses in der Induktivität (22) oder in der Wicklung (24a) steigt die Spannung am 30 Reglerschalter (26) auf einen Wert, der gleich der zu diesem Zeitpunkt gerade am Kondensator (18) erscheinenden ungeregelten Spannung ist, wie es die Kurve (V26) im Intervall nach (T4) in Hg. 2k zeigt. Der Thyristor (28) bleibt trotz vorhandener Durchlaß-Vorspannung nichtleitend, und zwar bis zu einem späteren Zeitpunkt (T8), wo ihn ein Aufsteuerimpuls wieder leitend macht Während des Intervalls (T4-T8), in dem der Reglerschalter (26) geöffnetist, wird keine Energie zwischen der Induktivität (22) und der Ablenkschaltung (40) übertragen. 35 Im Intervall zwischen den Zeitpunkten (T4) und (T6) nimmt der Strom, der in dem aus der Ablenkwicklung (50), dem Kondensator (52) und der Zeilendiode (46) bestehenden Stromkreis fließt ab, bis er zum Zeitpunkt (T6) den Wert 0 erreicht und die Diode (46) nichtleitend wird. Der Transistor (44) wirdwie erwähnt vor dem Zeitpunkt (T6) leitend, und zum Zeitpunkt (T6) beginnt unter dem Einfluß der Spannung am Kondensator (52) Strom durch die Wicklung (50) und den Transistor (44) zu fließen, wie es die Kurve (150) in Fig. 2e zeigt Jedoch fließt kein Strom 40 im Intervall (T4-T8) vom Kondensaten’ (48) über die Wicklung (24d) und den Transistor (43) nach Masse, da die Wicklung (24d) mit der infolge des geöffneten Schalters (46) in einem offenen Stromkreis liegend»! Wicklung (24a) gekoppelt ist
Im Intervall zwischen (T6) und (T8) steigt die Sägezahnspannung (V80) weit» an, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch die Zenerdiode (72), den Widerstand (74), den Widerstand (88), die Zenerdiode (86) und 45 die am Filter (38) gespeicherte Spannung bestimmt ist Der Thyristor (28) bleibt trotz vorhanden» Durchlaß-Vorspannung nichtleitend. Zum Zeitpunkt (T8) wird die Sägezahnspannung (V80) gleich der Basis-Emitter-Offsetspannung des Transistors (76), und dieser Transistor wird leitend. Bei leitendem Transistor (76) macht die Spannung (V77) am Kollektor dieses Transistors einen Sprung in negativer Richtung, wie es die Fig. 2g zeigt, und an den Thyristor (28) wird ein Aufsteuerimpuls gelegt, wie es die Kurve (V82b) in Fig. 2h zeigt Zum Zeitpunkt (T8) 50 wird also d» Thyristor (28) leitend gemacht und der Reglerschalter (26) geschlossen. Die Spannung am Reglerschalter (26) fällt auf Null ab, wie es die Kurve (V26) in Fig. 2k zeigt Bei geschlossenem Reglerschalt» (26) im Intervall (T8-T12) bilden der Kondensator (18) des Versorgungsteils, die Induktivität (22) und die Transformatorwicklung (24a) eine in sich geschlossene Reihenschaltung. Die effektive Impedanz an der Sekundärwicklung (24d) Mit ab, und unter dem Einfluß der am Kondensator (41) liegenden Spannung fließt normal Strom nach oben durch 55 die Wicklung (24d). Infolge der vorgesehenen Polung des Transformators (24) fuhrt dies zu einer Spannung an der Primärwicklung (24a), durch welche die Spannung an der Induktivität (22) erhöht wird, d. h. die zu diesem Zeitpunkt an der Wicklung (24a) erscheinende Spannung unterstützt die ungeregelte Gleichspannung beim Treiben von Strom -4-
AT 395 085 B in die Induktivität (22). Somit wird im Intervall (T8-T12) Energie aus der Ablenkschaltung (40) zur Wicklung (22) übertragen.
Im Intervall (T8-T10) bleibt die Ausgangsspannung (V60) des Oszillators (60) niedrig, und der Transistor (62) bleibt nichtleitend. Die Kollektorspannung (V64) des Transistors (62) bleibt hoch ebenso wie die Spannung (V72) 5 an der Zenerdiode (72). Die Sägezahnspannung (V80) und der Sägezahnstrom (150) steigen weiterhin an. Zum Zeitpunkt (T10) macht das Ausgangssignal des Oszillators (60) einen positiven Sprung, und der Transistor (62) wird leitend. Dies führt dazu, daß die an der Basis (43) des Endtransistors (44) liegende Spannung einen negativ gerichteten Sprung macht und daß das Fortnehmen von Ladungsträgern aus der Basiszone des Transistors (44) beginnt, wie es mit der Kurve (143) in Fig. 2c gezeigt ist 10 Der negativ gerichtete Sprung der Spannung (V64) am Kollektor des Transistors (62) zum Zeitpunkt (T10) hat außerdem zur Folge, daß die Beaufschlagung von der Zenerdiode (72) weggenommen und die am Kollektor (77) des Transistors (76) verfügbare Versorgungsspannung fortgenommen wird. Die Spannung (V77) wirdalso durch Fortnahme der Kollektorversorgung unabhängig von der Basisspannung auf Null gehalten. Der Kondensator (80) entlädt sich nach dem Zeitpunkt (T10) weiterhin über den Widerstand (88) und die Zenerdiode (86), über die Widerstände (70) 15 und (74) entlädt er sich jedoch auf die niedrige Spannung am Kollektor (64), anstatt über diesen Weg aufgeladen zu weiden. Somit bekommt die Spannung (V80) einen sägezahnförmigen Verlauf mit negativer Steigung. Zu einem Zeitpunkt (T16), der als Beispiel an einem Punkt während des Rücklaufintervalls angenommen wird, aber auch im Verlauf des Hinlaufinterintervalls erscheinen kann, wird die abfallende Sägezahnspannung (V80) gleich und dann kleiner als die Basis-Emitter-Offsetspannung (VB76) des Transistors (76). Es erscheint jedoch kein Sprung in der 20 Spannung (V77) am Kollektor des Transistors (76), weil die Versorgungsspannung (V64) für den Transistor (77) zu diesem Zeitpunkt gleich Null ist. Somit kann (V77) keinen Sprung machen, bis (V64) wieder positiv wird.
Im Intervall (T10-T12) kurz vor dem Beginn des Rücklaufintervalls worden immer noch Ladungsträger aus der Basiszone (43) genommen (wie die Kurve (143) zeigt), und der Transistor (44) bleibt leitend, wie es der niedrige Wert der an diesem Transistor abfallenden Spannung (V44) in Fig. 2d zeigt Der Kollektorstrom des Transistors (44) steigt 25 weiter an, da der Ablenkstrom (150) steigt. Der Strom in da Induktivität (22) steigt weiterhin an, da aus der ungeregelten
Spannungsquelle und aus dem Kondensator (41) Energie in diese Induktivität übertragen wird, und der Thyristor (28) des Reglerschalters (26) bleibt geschlossen.
Zum Zeitpunkt (T12) sind die Ladungsträger aus der Basiszone des Transistors (44) entfernt, und der Basisstrom fällt auf Null ab (wie es die Kurve (143) zeigt), obwohl die an die Basis gelegte Sperrvorspannung weiter andauert. 30 Der Transistor (44) wird nichtleitend, und die zu diesem Zeitpunkt in der Ablenkwicklung (50) und in der Wicklung (24d) fließenden Ströme beginnen, in den Rücklaufkondensator (48) zu fließen, um das Rücklaufintervall einzuleiten. Die Spannung am Kondensator (48) steigt an, bis sie gleich der Spannung am Kondensator (41) ist, und wächst anschließend weiter. Wenn die Spannung am Kondensator (48) größer wird als die Spannung am Kondensator (41), dann kehrt sich die Polarität der an der Sekundärwicklung (24d) liegenden Spannung gegenüber der im Hinlauf-35 intervall vorhandenen Polarität um. Die umgekehrte Spannung erscheint an der Primärwicklung (24a) und beginnt, dem Stromfluß in der Induktivität (22) entgegenzuwirken anstatt ihn zu unterstützen. Die im Magnetfeld der Induktivität (22) gespeicherte Energie läßt weiterhin Strom in die entgegengesetzte Richtung fließen, die an der Primärwicklung (24a) erzeugt wird. Somit wird kurz nach dem Zeitpunkt (T12), bei dem das Rücklaufintervall anfängt, damit begonnen, die in der Wicklung (22) gespeicherte Energie über de Sekundärwicklung (24d) zum 40 Rücklaufkondensator (48) zu übertragen. Während der ersten Hälfte (T12-T14) des Rücklaufintervalls übertragen die Ablenkwicklung (50) und die Induktivität (22) im wesentlichen all ihre Energie zum Kondensator (48), da die Ströme (150) und (126) in Richtung auf Null abnehmen. Zum Zeitpunkt (T14) erreicht der Kondensator (48) seine maximale Rücklaufspannung, wie es die Kurve (V48) in Fig. 2d zeigt, und der Strom in der Wicklung (50) und in da* Induktivität (22) erreicht den 45 Wert 0. Wenn der Strom im Schalter (26) den Wat 0 »reicht hat, dann wird der Thyristor (28) nichtleitend. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt (T14) beginnt der Strom in der Ablenkwicklung (50) und auch der Strom in der Induktivität (22) und im Schalt» (26), in d» entgegengesetzten Richtung anzusteigen. Der Strom in Schalter (26) fließt durch die Diode (30), wodurch d» Thyristor (28) leicht in Sperrichtung vorgespannt wird. Wenn der Strom ansteigt, nimmt die Rücklaufspannung am Transistor (44) und am Rücklaufkondensator (48) ab. 50 Während der zweiten Hälfte des Rücklaufintervalls, die von (T14) bis (T18) dauert, wird durch Stromfluß über die Wicklung (24d) Energie aus dem Kondensator (48) zum Kondensator (41) übertragen.
In der gleichen Zeitspanne wird Energie von der Wicklung (24d) zur Wicklung (24a) gekoppelt und an die Induktivität (22) und den ungeregelten Versorgungsteil (10) übertragen. Kurz vor dem Zeitpunkt (T18) wird die Spannung am Rücklauf kondensator (48) gleich und dann niedriger als die zu diesem Zeitpunkt am Kondensat» (41) 55 herrschende Spannung, woraufhin die Spannung an der Wicklung (24d) und somit die Spannung an der Wicklung (24a) ihre Polarität umkehrt, also die entgegengesetzte Richtung gegenüb» d» während des Hauptteils des Rücklaufintervalls eingenommenen Richtung bekommt Somit hört nahe dem Endzeitpunkt (T18) des Rücklauf- -5-
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Intervalls die Energieübertragung von der Ablenkschaltung (40) zur Induktivität (22) auf, und es wird wieder damit begonnen, Energie von der Induktivität (22) zurück zur Ablenkschaltung (40) sowie zum ungeregelten Versargungsteil (10) zu übertragen.
Zum Zeitpunkt (T18) sinkt die Spannung am Kondensator (48) auf einen leicht negativen Wert ab, die Diode (46) 5 wird leitend, und das Rücklaufintervall endet Durch die Ablenkwicklung (50) und die Zeilendiode (46) fließt weiterhin ein in seinem Betrag sägezahnförmig abnehmender Strom, und von der Induktivität (22) wird weiterhin Energie an den ungeregelten Versorgungsteil und, über den Transformator (24), an den Kondensator (41) übertragen, und der Zyklus beginnt von neuem.
Wiebeschrieben überträgt die AnordnungnachFig.lEnergiean die Horizontalablenkschaltung über einen Weg, 10 da* den Transformator (24) enthält und sowohl Strom als auch den Fluß von Augenblicksleistung in beiden Richtungen übertragen kann. Die Augenblicksrichtung des Leistungsflusses während der relevanten Teile jedes Zyklus ist in Fig. 2 mitPfeilen dargestellt. Der bidirektionale Schalter (26) wird dadurch in den nichtleitenden Zustand kommutiert, daß die an ihm liegende Spannung auf Null vermindert wird, und weil der Schalter bidirektional ist, überschreitet die an ihm während des Rücklaufintervalls liegende maximale Spannung nicht den Wert (B+) der 15 ungeregelten Spannung. Da der Schalter (26) kommutiert wird, gibt es während der Ausschaltzeiten keine Schalt verluste in den Reglern, so daß der Wirkungsgrad hoch ist.
Es wurde beobachtet, daß ein rapider Anstieg der ungeregelten Spannung (B+) in der Anordnung nach Fig. 1 zu einer Situation führen kann, bei welcher der Reglerschalter (26) während des Rücklaufintervalls nicht ausgeschaltet wird.Esistanzunehmen.daßdies von einem Anstieg des inderInduktivität(22)gespeichertenEnergiebetrags herrührt, 20 der nicht von einem entsprechenden Anstieg der Energie des Rücklaufimpulses begleitet ist. Die Fig. 3 zeigt eine
Anordnung, bei der für den Reglerschalter ein Transistor verwendet wird. In der Anordnung nach Fig. 3 ist der Reglerschalter im Normalbetrieb in den ausgeschalteten Zustand kommutiert, so daß man alle Vorteile erhält, die in Verbindung mit der Anordnung nach Fig. 1 beschrieben wurden. Im Falle daß der Reglerschalter während des Rücklaufintervalls durch einen Rücklaufimpuls nicht ausgeschaltet werden sollte, wird der Transistor durch die 25 Steuerschaltung ausgeschaltet, so daß eine wirksame Steuerung erfolgt
Im Schaltbild der Fig. 3 sind Elemente, die einzelnen Elementen der Fig. 1 entsprechen, mit 300er Bezugszahlen bezeichnet deren letzte beiden Ziffern jeweils der Bezugszahl für das betreffende Element in Fig. 1 entsprechen. In der Anordnung nach Fig. 3 wird aus einer an den Eingangsklemmen (312) und (314) zugeführten und im Brückengleichrichter (316) gleichgerichteten Wechselspannung eine ungeregelte Gleichspannung am Filter-30 kondensator (318) erzeugt. Der Reglerschalter (326) liegt in Reihe mit der Induktivität (322) und der Primärwicklung (324a) des Transformators (324). Der Reglerschalter (326) enthält einen npn-Transistor (328), dessen Kollektor mit dem positiven Pol der ungeregelten Gleichspannung gekoppelt ist. Eine Diode (330) liegt mit ihrer Kathode am Kollektor undmitihrerAnodeam Emitter des Transistors (328).Parallel zur Diode(330)isteine Dämpfungsschaltung (327) angeordnet. 35 Eine Hochspannungswicklung (324b) und ein Gleichrichter (332) erzeugen die Hochspannung (Endanodenspannung) für eine Bildröhre, die in Fig. 3 nicht dargestellt ist. Die Ablenkschaltung (340) ist der entsprechenden Anordnung (Schaltung (40)) in Fig. 1 sehr ähnlich, ebenso die Bezugsspannungs-Erzeugungsschaltung (333) zum Erzeugen einer für die im System zirkulierende Energie charakteristischen Gleichspannung. Die Steuerschaltung (368) jedoch ist so ausgelegt, daß sie den Ansteuererfordernissen des Transistors (328) Rechnung 40 trägt, die anders sind als beim Thyristor (28). Eine als Block (408) dargestellte Synchronsignalquelle ist mit einem Ausgang an einen Treibertransformator (366) angeschlossen, um die Basis (343) des Horizontalendtransistors (344) anzusteuem. Ein weiterer Ausgang der Synchronsignalquelle (408) ist über einen Widerstand (410) und eine Diode (412) mit einer Zeitschaltung verbunden, die insgesamt mit (413) bezeichnet ist. Die Schaltung (413) enthält einen als Verstärker in Emitterschaltung angeordneten npn-Transistor (416), dessen Basis mit der Diode (412) verbunden 45 ist Der Kollektor des Transistors (416) ist über einen Widerstand (418) mit dem Spannungsanschluß (B+) gekoppelt und ferner über einen Widerstand (420) mit Masse und über einen Kondensator (422) mit der Basis eines npn-Transistors (426) verbunden. Die Basis des Transistors (426) ist über einen veränderbaren Widerstand (424) mit (B+) gekoppelL Der Transistor (426) ist in Emitterschaltung bzw. als invertierende Schaltung angeordnet, und sein Kollektor (427) ist über einen Lastwiderstand (428) mit (B+) verbunden und über einen Rückkopplungswiderstand 50 (414) auf die Basis des Transistors (416) rückgekoppelt. Die Zeitschaltung (413) empfängt einen positiv gerichteten
Impuls von der Quelle (408) und erzeugt einen negativ gerichteten Signalsprung am Kollektor (427) zu einem Zeitpunkt, der unter Steuerung durch den Widerstand (424) verzögert ist, um den Ausschaltzeitpunkt des Reglertransistors (328) festzulegen.
EinezweiteZeitschaltung(429)enthälteinenKondensator(430),derüber einenVerbindungspunkt (431) inReihe 55 mit einem einstellbaren Widerstand (432) zwischen dem Spannungsanschluß (B+) und dem Kollektor (427) der Zeitschaltung (413) gekoppelt ist. Zwischen dem Schaltungspunkt (431) und Masse liegt der Basis-Emitter-Übergang eines Transistors (434). Der Kollektor des Transistors (434) ist über einen Widerstand (436) mit dem -6-
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Spannungsanschluß (B+) verbunden. Zwei in Darlington-Schaltung (438) angeordnete npn-Transistoren (440) und (442) bilden eine V erbund-Transistoranordnung, deren äquivalenter Emitteranschluß mit Masse und deren äquivalenter Basisanschluß mit dem Kollektor des Transistors (434) verbunden ist. Mit dem Kollektor der Darlington-Schaltung (438) ist das eine Ende der Primärwicklung (382a) eines Trenntransformators (382) gekoppelt. Das andere Ende der S Wicklung (382a) ist über einen Endkopplungswiderstand (448) mit dem Spannungsanschluß (B+) und über einen
Kondensator (450) mit Masse verbunden. Parallel zur Wicklung (382a) liegt eine Dämpfungsschaltung, die einen Widerstand (444) und eine Diode (446) enthält. Die Sekundärwicklung des Transformators (382) ist über den Basis-Emitter-Übergang des Reglertransistors (328) geschaltet. Eine zwischen dem Schaltungspunkt (431) und die Bezugsspannungs-Erzeugungsschaltung (333) gekoppelte Reihenschaltung aus einer Zenerdiode (386) und einem 10 Widerstand (388) sorgt dafür, daß die Steuerschaltung (368) abhängig von der im Ablenksystem zirkulierenden Gesamtenergie reagiert
Die Verzögerungsschaltung (413) ist so eingestellt, daß sie im Betrieb den ausschaltenden Teil des auf die Basis des Transistors (328) gekoppelten Steuerimpulses während der zweiten Hälfte des Rücklaufintervalls wirksam werden läßt. Wenn also der Rücklauf impuls den Schalter (326) nichtin den Sparzustand kommutiert, wie es infolge 15 eines rapiden Anstiegs der ungeregelten Versorgungsspannung eintreten kann, schaltet die Steuerschaltung den Transistor (328) aus, um einen Betriebohne übermäßige Energiespeicherungzugarantieren. Die Zeitschaltung (429) ist mittels des Widerstandes (432) so eingestellt, daß die Menge da zirkulierenden Energie durch Steuerung da relativen Lage der Einschaltzeit des Reglertransistors (328) richtig bemessen wird.
Unmittelbar vor dem im Diagramm der Fig. 4 eingetragenen Zeitpunkt (TI) ist der Ausgang der Synchron-20 signalquelle (408) niedrig, und der Endtransistor (344) ist in Durchlaßrichtung vorgespannt und leitet einen abnehmenden Strom in einem aus dem Kondensator (352) und da Wicklung (350) bestehenden Weg. Ebenfalls unmittelbar vor dem Zeitpunkt (TI) ist da Reglerschalter (326) leitend, und unter der Triebkraft der ungeregelten Gleichspannung fließtein ansteigcnderStrom durch dielnduküvität(322) und dieTransformatorwicklung(324), wie er mit der Kurve (1322) in Fig. 4d gezeigt ist. Die Transistoren (426) und (442) sind leitend, und die Transistoren (416) 25 und (434) sind nichtleitend. Da Schaltungspunkt (423) ist um das Maß da Basis-Emitter-Offsetspannung des Transistors (426) leicht positiver als Masse, und der Kondensator (422) wird in der gezeigten Polarität aufgeladen.
Zum Zeitpunkt (TI) macht das Ausgangssignal der Quelle (408) einen Sprung in positiva Richtung, wie es die Wellenform (V408) in Fig. 4a zeigt. Mit diesa Signaländerung beginnt die Extraktion von Ladungsträgan aus der Basiszone des Horizontalendtransistors (344), wie es der Kurvenverlauf (1343) in Fig. 4b zeigt Der Signalsprung 30 schaltet außerdem den Transistor (416) ein, womit an seinem Kollektor ein negativ gerichteter Spannungssprung auftritt Diese Spannungsänderung wird auf den Schaltungspunkt (423) gekoppelt wie es in der Kurve (V423) in Fig. 4f zu erkennen ist. Der Transistor (426) wird nichtleitend, und seine Kollektorspannung steigt an, wie es die Kurve (V427) in Fig. 4e zeigt Diesa positive Spannungssprung wird über den Rückkopplungswiderstand (414) auf die Basis des Transistors (416) rückgekoppelt, um diesen Transistor leitend zu halten. 35 Im Intervall zwischen (TI) und (T3) werden weiterhin Ladungsträger aus der Basiszone des Transistors (344) gezogen, wie es der Stiomverlauf (1343) in Fig. 2b zeigt Außerdem steigt im Intervall (T1-T3) die Spannung am Schaltungspunkt (423) sägezahnförmig an, wie rieh da Kondensator (422) entlädt Zum Zeitpunkt (T3) sind die Ladungsträger aus da Basiszone des Transistors (344) entfernt und der Basisstrom fällt auf Null. Der Transistor (344) wird nichtleitend, womit das Rücklauf intervall begonnen wird. Da in da Ablenkwicklung (350) und in da 40 Wicklung (324d) fließende Strom strömt in den Rücklaufkondensator (348), so daß im Intavall (T3-T11) eine hohe Rücklaufspannung erzeugt wird, wie es die Kurve (V348) in Fig. 2c zeigt Während da asten Hälfte (T3-T5) des Rücklaufintervalls (T3-T11) läßt die hohe Rücklaufspannung den in der Ablenkwicklung fließenden S trom in Richtung auf Null absinken, ebenso wie den S trom (1322). Im normalen Betrieb erreichtder Strom (1322) in der Induktivität (322) den WertNull nahe dem Zeitpunkt (T5) in der Mitte desRücklaufs. 45 Hiamit wird auch der Strom im Reglerschalter-Transistor (328) auf Null reduziert, ungeachtet da Tatsache, daß der
Basis-Emitta-Übagang für Leitfähigkeit vorgespannt ist. Während der letzten Hälfte (T5-T11) des Rücklaufintervalls bewirkt die Rücklaufspannung, daß ein ansteigender Strom durch die Ablenkwicklung (350) fließt, da dort Strom gespeichert ist, und daß außerdem ein ansteigender Strom durch dielnduktivität(322) und die Diode(330)fließt,daEnergie von der Ablenkschaltung(340)zur Induktivität 50 (322) und zur Quelle (310) übertragen wird.
Zu einem Zeitpunkt (T7), der im dargestellten Fall innerhalb der letzten Hälfte (T5-T11) des Rücklaufintervalls liegt aber wie gefordert auf irgendeinen passenden Punkt eingestellt waden kann, wird die Sägezahnspannung (V423) gleich der Basis-Emitta-Durchlaßspannung (Offsetspannung) des Transistors (426). Der Transistor (426) wird wieda leitend,und seine Kollektorspannung (V427) nimmt, wie in Fig. 4edargestellt, ab und hältden Transistor 55 (416) nicht leitend. Da negative Spannungssprung von (V427) wird über den Kondensator (430) auf den
Schaltungspunkt (431) an der Basis des Transistors (434) gekoppelt, wodurch dieser Transistor nichtleitend gemacht wird. Die Kollektorspannung des Transistors (434) steigt an, wie es die Kurve (VC434) in Fig. 4h zeigt. Der Darlington- -7-
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Transistor (438) wird leitend, und seine Kollektorspannung fällt steil ab, wie es die Kurve (VC438) in Fig. 2i zeigt Diese Spannungsänderung wird an die Basis des Transistors (328) in einem solchen Sinne übertragen, daß dieser Transistor in Sperrichtung vorgespannt wird.
Im nachfolgenden Intervall (T7-T9) werden Ladungsträger aus der Basiszone des Transistors (328) gezogen, S jedoch bleibt dieser Transistor noch leitfähig. Am Schaltungspunkt (431) wird eine Sägezahnspannung (V431) erzeugt da sich der Kondensator(430) über den Widerstand(432) und unter demEinfluß des Bezugsspannungserzeugers (333) entlädt
Zum Zeitpunkt (T9) sind alle Ladungsträger aus der Basiszone des Transistors (328) extrahiert, und dieser Transistor wird unfähig zu leiten, bis er wieder in Durchlaßrichtung vorgespannt wird. Da die Stromleitung des 10 Schalters (326) nach dem Mittenzeitpunkt (T5) des Rücklauf intervalls im Normalbetrieb über die Diode (330) geht macht das zum Zeitpunkt (T9) beginnende Versetzen des Transistors (328) in den leitunfähigen Zustand keinen Unterschied im Betrieb der Schaltung. Im Intervall zwischen demZeitpunkt (T9), wo der Transistor (328) zum Leiten unfähig gemacht wird, und dem Ende (TU) des Rücklaufintervalls nimmt die Rücklaufspannung weiter ab. Irgendwann vor dem Zeitpunkt (Tll)winldieRücklaufspannunggleich der SpannungamSpeicherkondensator(341), 15 und die an die Wicklung (324d) gelegte Spannung wird gleich Null und kehrt sich anschließend um, wie es in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, wodurch die Richtung des Energieflusses geändert wird.
Zum Zeitpunkt (Tll) endet das Rücklaufintervall und beginnt das Hinlauf intervall, indem die Zeilendiode (346) einra sägezahnförmig abnehmenden Strom durch die Ablenkwicklung (350) zu leiten beginnt. Die Diode (330) des Reglerschalters (326) leitet ebenfalls einen abnehmenden Strom durch die Wicklung (322) während des Intervalls 20 (T11-T13), dadie Induktivität (322) Energie in die ungeregelte Versorgungsquelle (310) und zum Kondensator (341) übergibt. Zum Zeitpunkt (T13) erreicht der Strom in der Induktivität (322) den Wert 0, wie es in Fig. 4d zu erkennen ist, und der Reglerschalter (326) bleibt anschließend bis zum nächstfolgenden Intervall geöffnet, in dem Basisstrom zum Transistor (328) geliefert wird. Bei geöffnetem Schalter (326) fällt die Spannung (V322 + V324a) an der Reihenschaltung der Induktivität (322) und der Wicklung (324a) auf Null, wie es in Fig. 4k zu erkennen ist. Der 25 Spannungsverlauf in Fig. 4k zeigt ferner, daß im Intervall unmittelbar nach dem Ausschaltzeitpunkt (Γ13) Einschwingvorgänge auftreten.
Zu einem Zeitpunkt (T15) vor der Mitte des Rücklaufintervalls macht das Ausgangssignal des Synchronsignalgenerators (408) einen negativen Sprung, der über den Transformator (366) zur Basis des Transistors (344) übertragen wird, um diesen Transistor in Durchlaßrichtung vorzuspannen und ihn leitend zu machen. Nahe dem 30 Zeitpunkt (T15) ist der Schalter (326) noch nichtleitend, und am Schaltungspunkt (431) erscheint weiterhin die Sägezahnspannung (V431), da sich der Kondensator (430) auflädt. Zu einem Zeitpunkt (T17) hat die Sägezahn-Spannung (V431) am Schaltungspunkt (431) einen Wat erreicht, der gleich dar Basis-Emitter-Offsetspannung des Transistors (434) ist. Da Transistor (434) wird wieder leitend, und seine Kollektorspannung (VC434) fällt ab und macht den Transistor (438) nichtleitend. Die Kollektorspannung (VC438) des Transistors (438) steigt in positiver 35 Richtung an, wodurch der Transistor (326) in Durchlaßrichtung vorgespannt wird.
Nach dem Zeitpunkt (T17) beginnt Strom durch den Transistor (328) und die Induktivität (322) zu fließen. Zu -diesem Zeitpunkt (T17) endet also die Periode, während welcher keine Energie zwischen der ungeregelten Quelle (310), der Induktivität (322) und der Ablenkschaltung (340) übertragen wird. Die jeweilige Lage des Zeitpunkts (T17) während jeder wiederkehrenden Regelungsperiode kann sich von Zeit zu Zeit ändern, je nach der von der 40 Bildröhre aus der Schaltung (40) gezogenen Energiemenge und auch abhängig vom Betrag der ungeregelten Gleichspannung.
DieEnergieübertragungzurInduktivität(322) und, über denTransformator (324), zum Kondensator (341)dauert bis kurz nach dem nächstfolgenden Zeitpunkt (T3), wo die Folge der Eneigieübeigaben beginnt, deren Endresultat eine Energiezufuhr in die Ablenkschaltung (340) zur Kompensation von Schaltungsverlusten ist. 45 Neben den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind auch andere Ausgestaltungen der Erfindung möglich.
Beispielsweise kann der Schalter (326) mit einem beliebigen Punkt irgendwo im Reihenweg verbunden sein, da die Induktivität (322) und die Wicklung (324a) enthält. Die Hochspannungsleistung kann auch von einem gesonderten Transformator entnommen werden, der parallel zur Ablenkwicklung (350) geschaltet ist. Die im System zirkulierende Energiemenge kann auch auf andere Arten als unter Verwendung eines Bezugsspannungsgenerators (33) bzw. (333) 50 erfaßt werden, etwa durch Abtasten der Spannung am Kondensator (52) bzw. (352). Ebenfalls nicht kritisch ist die
Form der Steuerschaltung zur Erzeugung der passenden Impulse zum Steuern des Thyristors (28) bzw. des Transistors (328).Diebei den beschriebenen Ausführungsbeispielen durcheineSpule(22)bzw.(322)gebildeteInduktivität kann stattdessen auch durch die Streuinduktivität gebildet waden, die der Primärwicklung des Transformators (24) bzw. (324) zugeordnet ist. -8- 55

Claims (2)

  1. AT 395 085 B PATENTANSPRÜCHE 1. Stabiüsierte Femseh-Zeilenablenkschaltung, die aus einer Quelle ungeregelter Gleichspannung gespeist wird und von dieser isoliert ist, mit einem Reglerschalter, der einen gesteuerten Hauptstromweg und eine Steuerelektrode enthält, einem Transformator, dessen Primärwicklung in Reihe mit dem gesteuerten Hauptstromweg und mit der Quelle ungeregelter Gleichspannung geschaltet ist, und dessen Sekundärwicklung, die galvanisch von der Primärwicklung isoliert ist, an eine Ablenkwicklung gekoppelt ist, einem Hinlaufschalter, der an die Ablenkwicklung gekoppelt ist und mit der Zeilenfrequenz betätigt wird, wobei die Spannung an der Ablenkwicklung während des RücÜaufintervalles auf die Primärwicklung gekoppelt ist, um den Strom im Hauptstromweg während der Rück· laufintervalle zu vermindern und dadurch den Reglerschalter auszuschalten, und mit einer Steuereinrichtung, die mit der Steuerelektrode des Reglerschalters gekoppelt ist, gekennzeichnet durch eine an den Hinlaufschalter (44,344) und die Ablenkwicklung (50,530) gekoppelte Startschaltung (96), die beim Einschalten Rücklaufimpulse erzeugt.
  2. 2. Ablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Reglerschalter (26; 326) eine Induktivität (22; 322) angeordnet ist Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -9-
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