DD143544A1 - Treibertransformator fuer eine transistorisierte zeilenablenkstufe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Treibertransformator für eine transistorisierte Zeilenablenkstufe, insbesondere für Niedervolttreiberstufen. Ziel und Aufgabe ist es, einen Treibertransformator, der geringstmöglichen Materialeinsatz und Fertigungsaufwand erfordert, zu schaffen, der als Steuermittel eine optimale Basisstromimpulsform für den -Endstufentransistor garantiert. Erreicht wird das dadurch, daß auf einem Zylinderkern die Primär- und Sekundärwicklung für den Treibertransformator derart aufgebracht sind, daß die Sekundärwicklung von der in zwei gleiche Teile aufgeteilten Primärwicklung umschlossen ist, wobei die Länge des Zylinderkernes etwa der Wicklungsbreite entspricht. Durch diesen Aufbau wird das richtige Maß an Streuinduktivität erreicht, um die gewünschte Basisstromimpulsform zu erzielen. Derartige Treibertransformatoren finden ' insbesondere in transportablen Fernsehgeräten und alphanumerischen Datensichtgeräten Anwendung. — Fig.1 —

Description

Titel der Erfindung

Treibertransformator für eine transistorisierte Zeilenablenkstufe

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Treibertransformator für eine transistorisierte Zeilenablenkstufe, insbesondere für Niedervolttreiberstufen, in Fernsehgeräten sowie in alphanumerischen Datensichtgeräten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen'

Für Treiberschaltungen sind Treibertransformatoren bekannt, die einen geschlossenen magnetischen Floß aufweisen, d. h. Übertrager die streuarm ausgebildet sind· Um bei derartigen Übertragern sekundärseitig bis zum Ende des Hinlaufs des Ablenksägezahnes einen Basisstrom zu erzeugen, der den Endstufentransistor ins Sättigungsgebiet steuert, aber auch die Ladungsträger aus der Basiszone des Transistors am Ende der Sperrflanke ausräumt j ist es erforderlich, durch zusätzliche Bauelemente die Abfallzeit zu beeinflussen. Dazu ist es bekannt, eine zusätzliche Basisdrossel (DE - AS 17 62 326) oder eine Parallelschaltung von Zenerdiode und Widerstand (Neuseeländische Patentschrift 144 016) in die Basiszuleitung einzuschalten. Gleichzeitig ist einer zu hohen Verlustleistung während der Rücklaufzeit entgegenzuwirken* Das wird

bekannterweise durch eine zweite Betriebsspannungsquelle (DE - OS 2? 56 839) erreicht.

Des weiteren ist der Einsatz von Treibertransformatoren mit geschlossenem magnetischen Floß, d. h. mit geschlossenem Eisenkern, in Fernsehgeräten mit einer· in asymmetrischem Betrieb arbeitenden Endstufe ohne Inversbetrieb des Endstufentransistors bekannt, wobei asymmetrischer Betrieb bedeutet, die Sperrdauer des Endstu-,

O fentransistors geht über die Rücklaufzeit des Ablenkstromes hinaus. Hierzu sind jedoch Endstufentransistoren großer Stromverstärkung erforderlich, außerdem muß zur Gewährleistung einer ausreichenden Betriebsspannung, die für die zu speichernde Energie erforderlich ist, die Speisung der Treiberstufe aus der Boosterspannung gewonnen werden, was sich negativ auf die Strombilanz des Gesamtgerätes auswirkt. Nachteilig bei derartigen Treibertransformatoren ist außerdem noch der Aufwand von Material und Fertigungszeit.

Es sind weiterhin Treibertransformatoren bekannt, die einen offenen magnetischen Fluß und damit eine hohe Streuinduktivität aufweisen (DE - OS 22 61 060). Derartige Treibertransformatoren lassen sich in Niedervolttreiberstufen nur in Verbindung mit asymmetrischen Transistoren betreiben, d. h. mit solchen Transistoren, die im sogenannten Inversbetrieb arbeiten können. Außerdem ist insbesondere bei transportablen Fernsehgeräten die zur Verfügung stehende Speisespannung für

O derartige Treiberstufen zu gering, um Endstufentransistoren mit den üblichen Stromverstärkungsfaktoren zu verwenden. Ein Anschluß der Treiberstufe an die Boosterspannung zur Erzielung einer höheren Betriebsspannung würde die Strombilanz des Gesamtgerätes erheblieh verschlechtern. Durch die hohe Streuinduktivität

dieses Treibertransformators ist die zur Verfügung stehende magnetische Energie geringer und steuert somit Transistoren geringer Stromverstärkung bzw* hoher Basisbahnwiderstände nicht ins Sättigungsgebiet und verursacht einen zu starken Dachabfall des. Basisstromimpuises am Ende der Hinlaufzeit. Die durch die Streuinduktivität verlängerte Sperrflanke, die Transistoren mit Inversbetrieb erforderlich machen, führt außerdem noch zu hoher tJbertragungsverlustleistung beim Anliegen des Rücklaufimpulses»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen Treibertransformator zu finden, der bei geringstmoglichem Materialeinsatz und Eertigungsaufwand die elektrischen !Forderungen, insbesondere beim Einsatz in Niedervolttreiberstufen, ohne zusätzliche Bauelemente erfüllt.

'° -Derlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen Treibertransformator so zu gestalten, daß der Kopplungsgrad bzw. die Streuinduktivität solche Werte aufweist, daß beim Einsatz eines Endstufentransistors niedrigen Stromverstärkungsfaktors und ohne Inversbetrieb des Endstufentransistors sowie bei Speisung der Treiberstufe aus einer niedrigen, für Batteriebetrieb üblichen, Betriebsspannung die gewünschte Basisstromform mit geringem Dachabfall am Hinlaufende sowie Durchsteuerung_? vorzugsweise im tibernahmegebiet Paralleldiode-Transistor in der ersten Hinlaufhälfte und optimale Sperrflanke hinsichtlich Speicherzeit und Verlustleistung des Endstufentransistors erreicht wird«, -

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einem Zylinderkern die Primär- und Sekundärwicklung für einen Treibertransformator derart aufgebracht sind, daß die Sekundärwicklung von der in zwei gleiche Teile aufgeteilten Primärwicklung umschlossen ist, wobei die Lange des Zylinderkerns etwa der Wicklungsbreite entspricht. Es ist vorteilhaft, das Übersetzungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung etwa mit 5 ' 1 zu wählen und alle Wicklungen ohne Wicklungs-

• . und Lagenisolation zu wickeln. Durch diesen Aufbau des Treibertransformators wird das richtige Maß der Streuinduktivität erreicht,um eine Basisstromimpulsform zu erzielen, die dadurch gekennzeichnet ist, das der Hinlaufanteil durch eine maximale Sättigungssteuerung und

> " bei verkürzter Sperrzeit, trotzdem eine verkürzte Erholzeit des Endstufentransistors garantiert.

Ausführungsbeispiel

) Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel naher erläutert werden. Die.zugehörigen . Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: erfindungsgemäßer Treibertransformator in schein matischer Schnittdarstellung

I?ig. 2; Schaltbild einer Horizontal-Ablenkstufe mit erfindungsgemäßem Treibertransformator

Pig. 3: Kurvenverlauf des Horizontal-Rücklaufimpulses Fig. 4: Kurvenverlauf der Basisspannung

Fig. ü>: Kurvenverlauf des Basisstromes .· Fig. 6: Kurvenverlauf des Ablenkstromes

Auf einem Zylinderkern 1 ist als erstes die erste Teil-Wicklung 2 der in zwei gleiche Teile aufgeteilten Primär?;icklung, darauf die Sekundärwicklung 3 und als letztes die zweite Teilwicklung 4 der-Primärwicklung gewickelt. Die Länge des Zylinderkernes 1 entspricht dabei etwa der Breite der Wicklungen 2, 3» 4. Alle Wicklungen sind ohne Wicklungs- und Lagenisolation ausgeführt.

Der Treibertransformator ist in der Treiberstufe bzw. Horizontal-Ablenkstufe so eingeschaltet, daß die Sekundärwicklung 3 an den Basis-Emitterübergang des Endstufentransistors 5 direkt angekoppelt ist, während die Primärwicklung 2_$ 4 zwischen der Speisespannung TL· und dem Kollektor des Treibertransistors 6 liegt. Die

Primärwicklung 2, 4 des Treibertransformators ist durch ein Bedämpfungsglied, bestehend aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 8 und eines Kondensators 9» überbrückt. Der Basis des Treibertransistors 6 wird ein O Schaltsignal zugeführt, das über den Treibertransformator den Endstufentransistor 5 sperrt und entsperrt. In der hier angeführten Horizontal-Ablenkstufe mit einem Medervolt-Schalttransistor als Treibertransistor 6 ist die Emitter-Kollektorstrecke des Endstufentransistors ,5 mit einer Paralleldiode 7 überbrückt.

Die Anschaltung bzw. Ansteuerung der Horizontal-Ablenkstufe erfolgt so, daß die Treiberstufe als Sperrtreiber arbeitet« Da die gespeicherte Energie im Treibertransformator den Endstufentransistor 5 auch bei höherer Transistor-Sperrschichttemperatur durchsteuern muß, ist ein relativ hoher Kopplungsfaktor erforderlich, der durch den erfindungsgemaßen Aufbau des Treibertransformators realisiert wird. Die oben beschriebene Ansteue-

rungsmethode ist erforderlich, da das Einschalten des Treibertransistors 6 wesentlich exakter erfolgen muß als sein Ausschalten, damit der Einfluß der Schaltverzögerung in der Treiberstufe auf den Endstufentransistor 5 vermieden wird. Weiterhin wird im Zeitpunkt der hohen Spannungsbeanspruchung des Endstufentransistors 5 eier Treibertransist.or 6 leitend, d. h., die Basis-Emitter-Strecke ist niederohmig abgeschlossen. Das bedeutet im vorliegenden Beispiel, daß 3 /is vor dem Hinlaufende der Treibertransistor 6 leitend geschaltet wird. Der leitend geschaltete Kollektorstrom im Treibertransistor 6 erzeugt in der Sekundärwicklung 3 des Treibertransformators das negative Sperrsignal im Zeitraum t^ - t^, (Pig. 5) für den Endstufentransistor 5· Das Sperrsignal im Zeitraum t~ - t^,· besitzt eine solche Amplitude ins negative Gebiet, damit die gespeicherten Ladungsträger restlos ausgeräumt werden. Dieser Zeitraum t~ - tn ist die Speicherzeit, die keinen Einfluß auf den Kollektorstrom I des Endstufen-

transistor 5 hat. Der Endstufentransistor 5 ist dann nach kurzer Schaltzeit (0,5 /as) nach dem Zeitpunkt t^, nicht leitend. Dadurch trägt der Kollektorstrom I nur

während dieser Zeit zum Abschaltverlustleistungsimpuls bei. 'Der Verlauf des Ansteuerimpulses am Endstufentransistor 5 Nuß. abgestimmt sein auf die Faktoren: Verlustleistung, Speicherzeit und Durchsteuerung des Endstufentransistors 5· Die Steilheit des Ansteuerimpulses in Sperrichtung ist dabei die beeinflußbare Kenngröße des Basisstromes Ig. Die Speicherzeit ist unmittelbar mit der Sperrflanke verknüpft. Eine schnelle Sperrung vermindert die Speicherzeit, läßt aber den letzten Teil der Abfallzeit der Rücklaufspannung erheblich steigen, was wiederum eine höhere Verlustleistung bedeutet. Eine langsame Sperrung vermindert die Leitfähigkeit und den Anstieg der Sattigungsspannung aufgrund einer Erhöhung der Speicher-

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zeit im Baaisraum. Eine Veränderung der Steilheit der Sperrflanke·in beiden Richtungen führt zur Erhöhung der Verlustleistung« Dadurch ist es möglich, ein Optimum der Sperrflanke zu suchen* Die Höhe des Basisstromes I_

am Ende des Hinlaufs wirkt indirekt ebenfalls auf die Verlustleistung ein und zwar insofern die nachfolgende Sperrflanke des Basisstromes I-g vom höheren Energieniveau erfolgen muß. Andererseits ist es erforderlich, am Ende des Hinlaufs ein hohes Stromniveau einzuspeisen, da der Kollektor des Endstufentransistors 5 zu diesem Zeitpunkt den größten Strombedarf, besonders bei Transistoren mit geringem Stromverstärkungsfaktor, hat. An die Einschaltflanke und die Schnelligkeit des Stromanstieges beim Eiilkippvorgang wird die Forderung

15 gestellt, den Endstufentransistor 5 schnell in einen hochleitenden Zustand zu kippen. Die Vorderflanke des Basisstromimpulses ab Zeitpunkt tp legt dabei die Übernahme des Ablenkstromes von der Paralleldiode 7 zum Endstufentransistor 5 fest« Da die Basis-Emitter-Strecke des Endstufentransistor 5 jetzt sehr niederohmig wird, muß der Endstufentransistor 5 ab Zeitpunkt tρ schnell genug mit entsprechend hohem Basisstrom I_ß in das Sättigungsgebiet des Kollektorstromes Iq gesteuert werden, damit kein Knick bzw. keine Nichtlinearität in den sägezahnförmigen Ablenkstrom gelangt., Im weiteren Verlauf, d. h. im Zeitraum tp - t~., muß die Basisstromform (EIg. 5) so gestaltet werden, daß für den Endstufentransistor 5 geringer Stromverstärkung noch eine genügend hohe Stromeinspeisung in die Bsüis des Endstufentransiator 5 entsprechend dem anwachsenden Strombedarf in der Ablenkwicklung vorhanden ist. Die gespeicherte Energie im Treibertrahsfcrmator wird deshalb durch eine Bedämpfung der Magnetisieruugsj.nduktivität durch die Reihenschaltung des Widerstandes 8 und des Kondensators 9 über diesen Zeitraum so verteilt, daß

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• - β- 21 2 95 2

sich ein relativ ansteigender Verlauf des Basisstromes I-n des Endstufentransistors 5 ergibt. Der in Fig. 5 gestrichelt dargestellte Verlauf des Basisstromes zeigt demgegenüber das zu erzielende Ergebnis gemäß DE - QS 22 61 060.

Der Schnelligkeit des Stromanstieges im Endstufentransistor 5 während des Abschaltens der Treiberstufe wirkt die Streuinduktivität sowie die Wicklungs- und Schaltkapazität des Treibertransformators entgegen. Die Flankensteilheit bzw. der Verlauf des Ansteuerimpulses wird also weitestgehend vom Treibertransformator bestimmt. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau sowie die Dimensionierung des Treibertransformators und somit sein Einsatz als Steuermittel lassen sich die obengenannten Bedingungen optimal realisieren.

Claims (3)

Erfindungsanspruch

1. Treibertransformator für eine transistorisierte Zeilenäblenkstufej die einen Niedervolt-Treiber und einen Endstufentransistor, der durch eine

Paralleldiode überbrückt ist, aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß die auf einen Zylinderkern (1) aufgebrachte, in zwei gleiche Teile aufgeteilte Primärwicklung (2, 4) die Sekundärwicklung (3)

umschließt, wobei die Länge des Zylinderkernes (1)

etwa der Wicklurigsbreite entspricht.

2. Treibertransformator nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung etwa 5 J 1 ist.

3ο Treibertransformator nach Pkt. 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Wicklungen ohne Wicklungs- und Lagenisolation gewickelt sind«

Hierzu.

.3 Seiten Zeichnungen