DE1236558B

DE1236558B - Ironless vertical deflection circuit with transistors

Info

Publication number: DE1236558B
Application number: DE1965T0029567
Authority: DE
Inventors: Otto Daute
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-10-13
Filing date: 1965-10-13
Publication date: 1967-03-16

Description

Eisenlose Vertikalablenkschaltung mit Transistoren Bei Vertikalablenkschaltungen kann während der Hinlaufzeit die Ablenkspule als annähernd rein ohmscher Widerstand aufgefaßt werden, weil der Spannungsabfall über dem induktiven Anteil der Ablenkspule nur gering ist. Während der Rücklaufzeit jedoch bewirkt der induktive Anteil der Ablenkspule durch die schnelle Änderung des Ablenkstromes einen hohen Spannungsimpuls über der Ablenkspule, der bei der üblichen Rücklaufzeit von 1 ms neunzehnmal so groß ist wie die Spannung über dem induktiven Anteil während des Hinlaufs. In den F i g. 1 und 2 sind diese Verhältnisse dargestellt. F i g. la zeigt den Verlauf des Stromes i durch die Ablenkspule und gleichzeitig die Spannung Up, an dem ohmschen Anteil R der Ablenksp ule. F i g. 1 b zeigt die Spannung über dem induktiven Anteil L. Sie beträgt während der Hinlaufzeit H - ULH und während der Rücklaufzeit R etwa 19 - ULH. Damit in der Ablenkspule der gewünschte linear ansteigende und während der Rücklaufzeit schnell abfallende Strom gemäß F i g. 1 a fließen kann, muß sich also an der Ablenkspule die Summe der Spannungen gemäß F i g. la und 1 b ausbilden.Ironless vertical deflection circuit with transistors In vertical deflection circuits, the deflection coil can be regarded as an almost purely ohmic resistance during the delay time, because the voltage drop across the inductive portion of the deflection coil is only small. During the flyback time, however, the inductive component of the deflection coil causes a high voltage pulse across the deflection coil due to the rapid change in the deflection current, which, with the usual flyback time of 1 ms, is nineteen times as large as the voltage across the inductive component during the trace. In the F i g. 1 and 2 show these relationships. F i g. la shows the course of the current i through the deflection coil and at the same time the voltage Up, at the ohmic component R of the deflection coil. F i g. 1 b shows the voltage across the inductive component L. It amounts to approximately 19 - ULH during the propagation time H - ULH and during the return time R. So that in the deflection coil the desired linearly increasing and rapidly decreasing current according to FIG. 1 a can flow, so the sum of the voltages according to F i g must be at the deflection coil. la and form B1.

Bei Vertikalablenkschaltungen mit einem Ausgangstransformator stellt dessen Magnetisierungsinduktivität ein Energie speicherndes Element dar. Dabei wird die während des Hinlaufs aufgenommene Energie teilweise während des Rücklaufs dazu verwendet, den Ablenkstrom von seinem z. B. positiven Maximalwert in der kurzen zur Verfügung stehenden Rücklaufzeit auf den gewünschten negativen Maximalwert zu bringen. Die hierzu notwendige hohe Rücklaufspannung entsteht automatisch, wenn der Strom im Endtransistor unterbrochen wird. Da an einer Induktivität keine Gleichspannung abfallen kann, bewirkt der Transformator außerdem, daß die Null-Linie der Ausgangsspannung mit der Betriebsspannung annähernd übereinstimmt, die Kollektorspannung also gewissermaßen um die Betriebsspannung herumpendelt.For vertical deflection circuits with an output transformer, it provides whose magnetization inductance is an energy-storing element the energy absorbed during the outward flow is partially added during the return used to divert the deflection current from its z. B. positive maximum value in the short available ramp-down time to the desired negative maximum value bring. The high return voltage required for this is created automatically when the current in the final transistor is interrupted. Since there is no direct voltage at an inductance can drop, the transformer also causes the zero line of the output voltage corresponds approximately to the operating voltage, i.e. the collector voltage to a certain extent around the operating voltage.

Man ist jedoch bemüht, Vertikalablenkschaltungen ohne Ausgangstransformator, nämlich eisenlos, aufzubauen, um vor allem die Abmessungen und das Gewicht der Schaltung zu vermindern. Bei einer solchen eisenlosen Schaltung ist kein Energie speicherndes Element mehr vorhanden. Das bedeutet, daß die Summe der Spannungen gemäß den F i g. la und lb, nämlich die Spannung UI=2- URs+20 - ULI, in der Betriebsspannung enthalten sein muß, wenn sich der gewünschte Strom gemäß F i g. la in der Ablenkspule ausbilden soll. Da somit der Rücklaufimpuls einen Teil der Betriebsspannung ausmacht, bleibt für den sägezahnförmigen Teil während des Hinlaufes nur ein restlicher Teil der Betriebsspannung übrig, so daß die erreichbare Amplitude für die Sägezahnspannung verringert wird.Efforts are being made, however, to construct vertical deflection circuits without an output transformer, namely ironless, in order to reduce the dimensions and weight of the circuit in particular. In such an ironless circuit, there is no longer any energy-storing element. This means that the sum of the voltages according to FIGS. la and lb, namely the voltage UI = 2 - URs + 20 - ULI, must be included in the operating voltage if the desired current according to FIG. la is to train in the deflection coil. Since the return pulse thus makes up part of the operating voltage, only a remaining part of the operating voltage remains for the sawtooth-shaped part during the trace, so that the achievable amplitude for the sawtooth voltage is reduced.

Es ist zwar möglich, die Betriebsspannung so weit zu erhöhen, daß die Rücklaufspannung in der Betriebsspannung enthalten ist und die Sägezahnspannung trotzdem die gewünschte Amplitude hat. Dieses bedeutet aber eine wesentliche Verschlechterung des Wirkungsgrades der gesamten Schaltung.It is possible to increase the operating voltage so far that the flyback voltage is included in the operating voltage and the sawtooth voltage still has the desired amplitude. But this means a significant deterioration the efficiency of the entire circuit.

Es ist auch bekannt (schweizerische Patentschrift 385 915), mit einer als Schalterelement dienenden Diode die Ablenkschaltung während der Rücklaufzeit von der Betriebsspannungsklemme abzuschalten, damit sich unabhängig von der Betriebsspannung ein hoher Rücklaufimpuls ausbilden kann. Bei dieser Schaltung kann der Strom aber nur auf Null abklingen und nicht, wie erforderlich, auf ein Maximum in entgegengesetzter Richtung gebracht werden.It is also known (Swiss patent 385 915) to switch off the deflection circuit from the operating voltage terminal during the flyback time with a diode serving as a switch element, so that a high flyback pulse can develop independently of the operating voltage. With this circuit, however, the current can only decay to zero and not, as required, be brought to a maximum in the opposite direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf eisenlosem Wege eine Ausbildung der hohen Rücklaufspannung, die etwa gleich der doppelten Amplitude der Hinlaufspannung ist, zu ermöglichen und einen wesentlich besseren Wirkungsgrad zu erreichen.The invention is based on the object of an ironless way Formation of the high return voltage, which is approximately equal to twice the amplitude of the Trace voltage is to enable and a much better efficiency too reach.

Die Erfindung geht aus von einer eisenlosen Vertikalablenkschaltung mit Transistoren, bei der an der im Ausgangskreis der Endstufe liegenden Ablenkspule während der Rücklaufzeit ein hoher Spannungsimpuls auftritt und ein Stromversorgungsanschluß der Endstufe mit einer Betriebsspannung über ein spannungsgesteuertes, während der Rücklaufzeit nichtleitendes Schalterelement verbunden ist.The invention is based on an ironless vertical deflection circuit with transistors, in the case of the deflection coil located in the output circuit of the output stage a high voltage pulse occurs during the flyback time and a power supply connection the output stage with an operating voltage via a voltage-controlled, while the Return time non-conductive switch element is connected.

Die Erfindung besteht darin, daß der Stromversorgungsanschluß mit einem zweiten spannungsgesteuerten Schalterelement während der Rücklaufzeit an eine zweite, gegenüber der ersten größere Betriebsspannung angeschlossen ist.The invention consists in that the power supply connection with a second voltage controlled Switch element during the Ramp-down time connected to a second operating voltage that is greater than the first is.

Beispielsweise wird die erste Betriebsspannung während der Hinlaufzeit in einem Kondensator gespeichert, der während der Rücklaufzeit zwischen die erste Betriebsspannung und den Stromversorgungsanschluß geschaltet ist. Der Kondensator wird dabei so groß bemessen, daß sich seine Ladung während der Rücklaufzeit nicht wesentlich ändert.For example, the first operating voltage is during the trace time stored in a capacitor, during the release time between the first Operating voltage and the power supply connection is switched. The condenser is dimensioned so large that its charge does not change during the return time changes significantly.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein besserer Wirkungsgrad durch kurzzeitige Betriebsspannungserhöhung erzielt wird, dabei aber die Ablenkschaltung vollständig eisenlos aufgebaut werden kann.A major advantage of the invention is that a better Efficiency is achieved by briefly increasing the operating voltage, but in doing so the deflection circuit can be constructed completely ironless.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

F i g. 1 zeigt Kurvenformen zur Erläuterung der Wirkungsweise, F i g. 2 das Ersatzschaltbild einer Vertikalablenkspule, F i g. 3 das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispieles der Erfindung; in F i g. 4 ist ein praktisches Ausführungsbeispiel der Schaltung nach F i g. 3 dargestellt.F i g. 1 shows curve shapes to explain the mode of operation, FIG. 2 shows the equivalent circuit diagram of a vertical deflection coil, FIG. 3 shows the basic circuit diagram of an exemplary embodiment of the invention; in Fig. 4 is a practical embodiment of the circuit of FIG. 3 shown.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen.The same parts are provided with the same reference numbers in the figures.

In F i g. 3 wird eine Vertikalendstufe 1 von einer Klemme 2 mit einer sägezahnförmigen Spannung 3 angesteuert. An die Vertikalendstufe 1 ist eine Ablenkspule 4 angeschlossen. Ein Stromversorgungsanschluß 24 der Vertikalendstufe 1 ist während des Hinlaufs über einen Schalter 5 (untere Stellung) an eine erste Betriebsspannung - U, gemäß F i g. 1 c angeschlossen, wobei sich außerdem ein Kondensator 17 über einen Widerstand 19 auf die Spannung -U, auflädt. Während des Rücklaufes ist in der oberen Stellung des Schalters 5 der auf - U, aufgeladene Kondensator 17 zwischen die Betriebsspannung - U, und den Anschluß 24 geschaltet, so daß nun gemäß F i g. 1 c an der Stufe 1 die doppelte Betriebsspannung -2 U, liegt. Am Punkt 6 der Ablenkspule 4 kann sich dann eine sägezahnförmige Spannung 7 gemäß F i g. 1 d zwischen den Werten - U, und 0 ausbilden. Da die erhöhte Betriebsspannung -2 U, nur während der Rücklaufzeit R an der Schaltung liegt, wird der Wirkungsgrad der Schaltung, von den unwesentlichen Verlusten im Kondensator 17 abgesehen, nicht verschlechtert.In Fig. 3 , a vertical output stage 1 is controlled by a terminal 2 with a sawtooth-shaped voltage 3. A deflection coil 4 is connected to the vertical output stage 1. A power supply terminal 24 of the vertical output stage 1 during trace through a switch 5 (lower position) to a first operating voltage - U, in accordance with F i g. 1 c connected, with a capacitor 17 also charging through a resistor 19 to the voltage -U . During the return movement, in the upper position of the switch 5 , the charged capacitor 17 is connected between the operating voltage - U and the terminal 24, so that now according to FIG. 1 c at stage 1 is twice the operating voltage -2 U. At point 6 of deflection coil 4, a sawtooth-shaped voltage 7 according to FIG. Form 1 d between the values - U, and 0 . Since the increased operating voltage -2 U is applied to the circuit only during the flyback time R, the efficiency of the circuit, apart from the insignificant losses in the capacitor 17 , is not impaired.

In F i g. 4 wird die Vertikalendstufe durch zwei komplementäre Endtransistoren 8, 9 gebildet, deren Emitter miteinander verbunden und über einen Koppelkondensator 10 an die Ablenkspule 4 angeschlossen sind, deren anderes Ende an eine Klemme 11 mit der Spannung -U, angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 9 ist geerdet. Die Basen der Transistoren 8,9 sind miteinander verbunden und außerdem mit dem Kollektor eines Treibertransistors 12 und über zwei Widerstände 13, 14 mit der Klemme 11 verbunden. Der Emitter des Treibertransistors 12 ist geerdet. Der Verbindungspunkt der Widerstände 13, 14 ist über einen Kondensator 15 mit den Emittern der Transistoren 8, 9 verbunden. Der Kollektor des Transistors8 ist über eine als erstes Schalterelement dienende Diode 16 an die Klemme 11 angeschlossen und außerdem über einen Kondensator 17 mit dem Kollektor eines als zweites Schalterelement dienenden Transistors 18 verbunden. Der Kollektor dieses Transistors ist über einen Widerstand 19 geerdet und sein Emitter mit der Klemme 11 verbunden.In Fig. 4, the vertical output stage is formed by two complementary output transistors 8, 9 , the emitters of which are interconnected and connected via a coupling capacitor 10 to the deflection coil 4, the other end of which is connected to a terminal 11 with the voltage -U . The collector of transistor 9 is grounded. The bases of the transistors 8, 9 are connected to one another and also to the collector of a driver transistor 12 and to the terminal 11 via two resistors 13, 14. The emitter of the driver transistor 12 is grounded. The connection point of the resistors 13, 14 is connected to the emitters of the transistors 8, 9 via a capacitor 15 . The collector of the transistor 8 is connected to the terminal 11 via a diode 16 serving as the first switch element and also connected via a capacitor 17 to the collector of a transistor 18 serving as the second switch element. The collector of this transistor is grounded via a resistor 19 and its emitter is connected to terminal 11 .

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende: Den beiden Transistoren 8, 9 wird über den Treibertransistor 12 eine sägezahnförmige Steuerspannung 22 zugeführt, die in der Ablenkspule den gewünschten sägezahnförmigen Strom bewirkt. Der Transistor 18 ist während der Hinlaufzeit nichtleitend. Während der Hinlaufzeit ist die Diode 16 leitend und schließt den Kollektor des Transistors 8 an die Betriebsspannung -U, an.The mode of operation of this circuit is as follows: The two transistors 8, 9 are fed a sawtooth-shaped control voltage 22 via the driver transistor 12, which causes the desired sawtooth-shaped current in the deflection coil. The transistor 18 is non-conductive during the trace time. During the delay time, the diode 16 is conductive and connects the collector of the transistor 8 to the operating voltage -U .

Da die obere Elektrode des Kondensators 17 praktisch an der Klemme 11 und seine untere Elektrode wegen des nichtleitenden Transistors 18 praktisch an Erde liegt# lädt sich der Kondensator 17 während der Hinlaufzeit über den Widerstand 19 etwa auf die Spannung -U, auf. Dieser Aufladevorgang hat während der Hinlaufzeit keinen Einfluß auf die Wirkung der Ablenkschaltung. Während der Rücklaufzeit wird der Transistor 18 mit einem positiv g> richteten Impuls 23 leitend gesteuert. Am Kollektor des Transistors 18 erscheint dann ein negativer Impuls 23, der die Diode 16 nichtleitend steuert, so daß der Kollektor des Transistors 8 von der Klemme 11 getrennt wird. Da wegen des leitenden Transistors 18 die untere Elektrode des Kondensators 17 und der Kollektor des Transistors 18 praktisch auf der Spannung an der Klemme 11, d. h. auf der Spannung 'r u# liegen und außerdem der Kondensator 17 auf die Spannung - U, aufgeladen ist, addieren sich die Spannung - U, an der Klemme 11 und die Spannung - U, am Kondensator 17, so daß während der Rücklaufzeit an dem Kollektor des Transistors 8 etwa die doppelte Spannung -2 U, gemäß F i g. 1 d zur Verfügung steht und die Ausbildung des gewünschten sägezahnförinigen Stromes in der Ablenkspule gemäß F i g. la ermöglicht.Since the upper electrode of the capacitor 17 is practically connected to the terminal 11 and its lower electrode is practically connected to earth because of the non-conductive transistor 18 , the capacitor 17 charges during the delay time via the resistor 19 to approximately the voltage -U . This charging process has no influence on the effect of the deflection circuit during the trace time. During the retrace time the transistor 18 is supplied with a positive g> directed pulse 23 conducting. A negative pulse 23 then appears at the collector of transistor 18 , which makes the diode 16 non-conductive, so that the collector of transistor 8 is separated from terminal 11 . Since, because of the conductive transistor 18, the lower electrode of the capacitor 17 and the collector of the transistor 18 practically on the voltage at the terminal 11, i. H. are on the voltage 'ru # and the capacitor 17 is also charged to the voltage - U, the voltage - U, at the terminal 11 and the voltage - U, at the capacitor 17, so that during the flyback time at the collector of the transistor 8 approximately twice the voltage -2 U, according to FIG. 1 d is available and the formation of the desired sawtooth-shaped current in the deflection coil according to FIG . la allows.

Die wirklich an die Gesamtschaltung angelegte Betriebsspannung - U, ist also nur halb so groß wie die Betriebsspannung -2 U., die ohne Anwendung der Erfindung für einen einwandfreien Betrieb der Schaltung notwendig wäre. Der Transistor 18 kann z. B. gleichzeitig ein zur Phasenumkehr dienender Transistor eines den Treibertransistor 12 steuernden Multivibrators sein. Der Kondensator 17 ist so groß bemessen, daß sich seine Ladung während der kurzen Rücklaufzeit R praktisch nicht ändert. Der Transistor 18 kann auch gleichzeitig dazu dienen, die schnelle Umladung eines Ladekondensators während der Rücklaufzeit einzuleiten, der über einen Widerstand während der Hinlaufzeit etwa linear aufgeladen oder entladen wird und die sägezahnförmige Steuetspannung 22 erzeugt. Dabei würde der Transistor 1,2 am Emitter durch den Transistor 18 angesteuert, während zwischen Basis des Transistors 12 und Masse eine Diode mit Anode an Masse liegt. Aufstellung der Bezugszeichen 1 Vertikalendstufe 2 Klemme 3 Steuerspannung 4 Ablenkspule 5 Schalter 6 Schaltungspunkt 7 Spannung 8 Transistor 9 Transistor 10 Koppelkondensator 11 Klemme 12 Treibertransistor 13 Widerstand 14 Widerstand 15 Kondensator 16 Diode 17 Kondensator 18 Transistor 19 Widerstand 22 Steuerspannung 23 Impuls 24 Stromversorgungsanschluß i Strom durch Ablenkspule * induktiver Anteil der Ablenkspule * Ohmscher Anteil der Ablenkspule * Rücklaufzeit H Hinlaufzeit U.R Spannung am ohmschen Anteil der Ablenkspule UL SpannungaminduktivenAnteilderAbelenkspule The operating voltage - U, actually applied to the overall circuit is therefore only half as large as the operating voltage -2 U., which would be necessary for perfect operation of the circuit without the application of the invention. The transistor 18 can, for. B. at the same time serving for phase reversal transistor of a driver transistor 12 controlling multivibrator. The capacitor 17 is dimensioned so large that its charge practically does not change during the short retrace time R. The transistor 18 can also serve at the same time to initiate the rapid charge reversal of a charging capacitor during the flyback time, which is charged or discharged approximately linearly via a resistor during the trace time and generates the sawtooth-shaped control voltage 22. In this case, the transistor 1, 2 at the emitter would be controlled by the transistor 18 , while a diode with an anode is connected to ground between the base of the transistor 12 and ground. List of reference numbers 1 vertical output stage 2 clamp 3 control voltage 4 deflection coil 5 switches 6 switching point 7 tension 8 transistor 9 transistor 10 coupling capacitor 11 clamp 12 driver transistor 13 resistance 14 resistance 15 capacitor 16 diode 17 capacitor 18 transistor 19 resistance 22 control voltage 23 impulse 24 Power supply connection i current through deflection coil * inductive part of the deflection coil * Ohmic part of the deflection coil * Return time H follow-up time UR voltage at the ohmic part of the deflection coil UL voltage on the inductive portion of the deflection coil

Claims

Claims: 1. Ironless vertical deflection circuit with transistors, in which a high voltage pulse occurs on the deflection coil located in the output circuit of the output stage during the flyback time and a power supply connection of the output stage is connected to an operating voltage via a voltage-controlled, non-conductive switch element during the flyback time, d a d urch characterized in that the power supply connection (24) with a second voltage-controlled switch element (18) is connected to a second operating voltage (2 U,) greater than the first (- U,) during the flyback time (R).

2. Vertical deflection circuit according to claim 1, characterized in that the second switch element is a transistor (18) . 3. Vertical deflection circuit according to claim 1, characterized in that the first operating voltage (-U0) during the trace time (H ) is stored in a capacitor (17) which is between the first operating voltage (-U,) and during the flyback time (R) the power supply connection (24) is switched ( FIG. 3). 4. Vertical deflection circuit according to claim 3, characterized in that the capacitor (17) is dimensioned so large that its charge does not change substantially during the flyback time (R). 5. Vertical deflection circuit according to claim 3, characterized in that the power supply connection (24) both via a diode (16) and via the series connection of the capacitor (17) and the collector-emitter path of a transistor (18) which is conductively controlled during the flyback time is connected to the first operating voltage (- Uj, the connection point between capacitor (17) and transistor (18 ) being grounded via a resistor (19) (Fig. 4). 6. Vertical deflection circuit according to Claim 1, characterized in that with a pulse (23) occurring during the flyback time, the first switch element (16 ) is simultaneously controlled to be non-conductive and the second switch element (18) to be made conductive.