DE1512420C2 - Schutzschaltung für Fernsehempfänger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für Stromverbraucher mit einem in der Stromzuleitung vorgesehenen Unterbrecher mit zwei Kontakten, deren Betätigung durch den Gesamtstrom des Stromverbrauchers und zusätzlich durch den ein einzelnes, besonders zu schützendes Bauteil durchfließenden Teilstrom auslösbar ist.

Zur Sicherung elektrischer Schaltungen gegen Überströme sind Schmelzsicherungen, Bimetallsicherungen und elektrische Sicherungen bekannt. Bei einer bekannten (DT-PS 8 69 101) elektronischen Sicherung zum Schütze einer Hochleistungsröhre, welche Leistungen in der Größenordnung von Megawatt zu verarbeiten in der Lage ist, ist der betreffenden Röhre eine Gasentladungsröhre parallel geschaltet, die normalerweise nicht gezündet ist, bei übermäßigem Ansteigen des die zu schützende Röhre durchfließenden Stromes jedoch gezündet wird und die Röhre kurzschließt, um den Strom von ihr abzuleiten. Ein derartiger Kurzschluß läßt sich in wesentlich kürzerer Zeit bewerkstelligen als das Abschalten des Stromes mit Hilfe eines mechanischen Schalters,, während dessen Wirksamwerden die teuere Hochleistungsröhre bereits Schaden genommen haben könnte. Die Steuerung der Gasentladungsröhre erfolgt mit Hilfe des Spannungsabfalles, welcher am Kathodenwiderstand der zu schützenden Röhre abfällt und dem sie durchfließenden Strom proportional ist. Zum Schütze von Schaltungen mit mehreren derartigen kostspieligen Hochleistungsröhren besteht ein Ausführungsbeispiel dieser bekannten Schaltung darin, eine Entladungsröhre als Kurzschluß röhre über das die Hochleistungsröhren versorgende Netzteil zu schalten und die Steuerspannung für diese Entladungsröhre aus mehreren Einflußgrößen abzuleiten, welche von den einzelnen Hochleistungsröhren abgeleitet sind, so daß ein Überstrom in jeder dieser Röhren bereits zur Zündung der Entladungsröhre und damit zum Kurzschluß der Versorgungsspannung führt. In weiterer Ausgestaltung wird das Steuersignal für diese Entladungsröhre außerdem zur Betätigung eines Relais ausgenutzt, welches die Netzspannung abschaltet, damit der Versorgungsspannungskurzschluß nicht zu Schaden des Netzgerätes führt. An diesem Netzab-

ao schaltrelais liegt außerdem eine von der Netzzuleitung her induzierte und dem vom Netz aufgenommenen Strom proportionale Spannung, so daß eine Netzabschaltung zur Sicherung der gesamten Schaltungsanordnung auch bei einem Überstrom in der Netzzuleitung erfolgt.

Eine weitere elektronische Sicherung (»Funkschau«, 1963, Heft 9, S. 609) benutzt ebenfalls den Spannungsabfall an einem stromdurchflossenen Widerstand zur Steuerung eines Transistors, in dessen Kollektorleitung ein Relais liegt. Überschreitet der überwachte Strom einen bestimmten Wert, so erreichi der den Transistor durchfließende Strom den Ansprechwert des Relais, welches mit Hilfe eines Unterbrechungskontaktes die Stromzufuhr abschaltet.

Zum verzögerten Einschalten der Anodenspannung von Röhrengeräten sind ferner Thermoschalter bekannt (Zeitschrift »Funkbastler«, 1930, S. 185/186 und 495/496), welche dafür sorgen, daß die Anodenspannung erst mit einer bestimmten zeitlichen Verzögerung nach dem Einschalten der Röhrenheizung an die Röhren geschaltet wird. Zur Verzögerung des Ausschaltens eines Fernsehempfängers ist weiterhin eine Bimetallschalteranordnung bekannt (USA.-Patentschrift 3214 613), welche verhindert, daß bei einem Fernsehempfänger, dessen Kanalwähler mit dem Ein- und Ausschalter mechanisch gekoppelt ist, bei einem Hinwegschalten über die Ausstellung während einer Kanalumschaltung der Empfänger kurzzeitig aus- und wieder eingeschaltet wird. Zum Schutz eines aus einem Transformator mit Strom versorgten Gerätes ist es schließlich bekannt DT-PS 5 54 077), mit dem Transformator thermisch ein Bimetallelement zu koppeln, welches bei übermäßiger Erwärmung des Transformators Unterbrecherkontakte betätigt, welche die Stromzufuhr zum Gerät abschalten.

Wenn beim Betrieb eines Fernsehempfängers beispielsweise die Ansteuerung der Zeilenendröhre ausfällt, steigt der Strom in dieser Röhre so stark an, daß sie zerstört werden kann. Ein gewisser Schutz für die Zeilenendröhre läßt sich durch Unterbrecher er-' reichen, die auf den Gesamtstrom des Empfängers, in dem der Strom der Zeilenendröhre enthalten ist, ansprechen. Wegen der Toleranzen der verschiedenen Bauelemente und wegen unterschiedlicher Betriebsbedingungen sind jedoch wirtschaftlich arbeitende Unterbrecher nicht ausreichend empfindlich auf Erhöhung des Stromanteils der Zeilenendröhre im Verhältnis zum Gesamtstrom des Empfängers, so daß sie

keinen zuverlässigen Schutz gegen gefährliche Betriebszustände der Zeilenendröhre bieten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Schutzschaltung, welche bei vertretbarem wirtschaftlichem Aufwand eine wesentlich bessere Ansprechempfindlichkeit als die bekannten Schutzschaltungen hat. Die erfindungsgemäße Schutzschaltung soll sich allgemein zum Schutz stromverbrauchender Teile eines Fernsehempfängers eignen, um diese vor Überlastungen zu schützen, insbesondere soll sie jedoch zusätzlich eine Überlastung der Zeilenendstufe verhindern. ·

Diese Aufgabe wird bei einer Schutzschaltung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stromverbraucher ein Fernsehempfänger und das besonders zu schützende Bauteil vorzugsweise die Horizontalausgangsstufe ist und daß der Unterbrecher in an sich bekannter Weise ein temperaturempfindliches Element (Bimetallelement 40) enthält, welches von mindestens einem Teil des Gesamtstromes des Fernsehempfängers durchflossen ist und außerdem mit einem vom Strom der Hörizontalausgangsstufe durchflossenen Stromfühler (Heizelement 52) thermisch gekoppelt, elektrisch von ihm aber isoliert ist.

Bei dieser Anordnung spricht der Unterbrecher auf den Gesamtstrom des Empfängers an und unterbricht bei Überstrom die Stromzuleitung; außerdem spricht der Unterbrecher gesondert auf den Strom der Horizontalausgangsstufe an, welche ihrerseits ein Anteil des Gesamtempfängerstromes ist. Durch die Vereinigung der Wirkungen des Gesamtempfängerstromes und des Zeilenendröhrenstromes ergibt sich eine hohe Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit für den Betrieb des Unterbrechers, so daß der Empfänger sicher abgeschaltet wird, wenn der Strom der Zeilenendröhre oder der Strom des bei anderer Anwendung der erfindungsgemäßen Schutzschaltung zu überwachenden Teiles einen vorbestimmten Sicherheitswert überschreitet.

Eine besonders gute Ansprechempfindlichkeit ergibt sich, wenn man die Kontakte in den Gleichstromkreis des Fernsehempfängers legt und wenn das temperaturempfindliche Element ebenfalls vom Empfängergleichstrom durchflossen wird.

In günstiger Ausgestaltung der Erfindung kann der Stromfühler in Form eines Heizelementes um das als Bimetallelement ausgebildete temperaturempfindliche Element herumgewickelt sein.

Für einen Schutz der Horizontalausgangsstufe hat es sich schaltungsmäßig als günstig erwiesen, das Heizelement in Reihe mit der Anoden-Kathoden-Strecke der Zeilenendröhre de.r Horizontalausgangsstufe zu schalten.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweise in Blickschaltung ausgeführten Schaltungsausschnitt eines Fernsehempfängers, bei dem die erfindungsgemäße Schutzschaltung den Strom der Zeilenendröhre kontrolliert.

Fig. 2 eine Kurve zur Veranschaulichung der Punkte, bei denen der Unterbrecher in Abhängigkeit vom Empfängergesamtstrom und vom Zeilenendröhrenstrom öffnet oder schließt.

Nach F i g. 1 hat der Netzteil des Fernsehempfängers einen Netzstecker 10 zum Anschluß an das Stromnetz von beispielsweise 120 V Wechselspannung. Ein Anschluß des Steckers 10 ist über eine Induktivität 12 mit Masse verbunden, während der andere Anschluß des Steckers über eine Reiheninduktivität 14 und eine Querkapazität 16 mit einem Netzschalter 18 verbunden ist. Bei geschlossenem Schalter wird die Wechselspannung über den Spannungsverdoppler mit der Reihenschaltung eines Kondensators 20 und eines Widerstandes 22 und zwei als Gleichrichter geschalteten Dioden 24 und 26 gleichgerichtet.

ίο Der Gleichstrom fließt über die Diode 26 durch einen Unterbrecher 28 und eine Drossel 30 zu den Schaltungsteilen des Empfängers, die eine Spannung von 280 V benötigen. Mit Hilfe eines Längswiderstandes 32 und eines Siebkondensators 34 wird eine niedrigere Spannung, beispielsweise 140 V, für andere Schaltungsteile des Empfängers erzeugt.

Der Unterbrecher 28 hat einen leitenden Rahmen 36, der auf einer Isolierhalterung 38 montiert ist. Ein mit dem Rahmen 36 mechanisch und elektrisch verbundenes Bimetallelement 40 hat einen ersten Kontakt 42 des Unterbrechers 28. Ein fester Kontakt 44, der mit dem Kontakt 42 zusammenarbeitet, hat einen Verbindungspunkt 46, der durch die Isolierhalterung 38 nach außen ragt. Der Verbindungspunkt 46 und der Rahmen 36 bilden ein Paar Anschlüsse des Unterbrechers. '

Soweit der Unterbrecher bis jetzt beschrieben ist, gleicht er dem in dem RCA-Fernsehempfanger CTC-17 X verwendeten Unterbrecher.

Im Betrieb fließt der Gesamtstrom des Empfängers durch die Diode 26, den Rahmen 36, das Bimetallelement 40 und die Kontakte 42 und 44 zu den entsprechenden Schaltungsteilen des Empfängers. Das Bimetallelement 40 wird durch den ihn durchfließenden Strom aufgeheizt, und wenn der Strom einen vorbestimmten Pegel überschreitet, wird es so heiß, daß es sich in eine zweite stabile Lage umbiegt und die Kontakte 42 und 44 öffnet, so daß die Niederspannungsschaltung des Empfängers unterbrochen ist.

Der Unterbrecher kann mit Hilfe eines Rückstellknopfes 48, der mechanisch mit dem Bimetallelement 40 verbunden ist, wie es die unterbrochene Linie andeutet, zurückgestellt werden.

Zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Unterbrechers für den Anteil des Gesamtempfängerstroms, der auf die Zeilenendröhre 50 zurückgeht, ist mit dem Bimetallelement 40 ein Heizelement 52 verbunden, das den Strom der Zeilenendröhre 50 führt. Wie die Zeichnungen zeigen, kann das Heizelement eine Heizdrahtwicklung aufweisen, die auf das Bimetallelement 40 isoliert aufgewickelt ist. Ein Anschluß des Heizelementes ist mit Masse verbunden, der andere Anschluß führt durch die Isolierhalterung 38 und ist mit der Kathode der Zeilenendröhre 50 verbunden, so daß der gesamten Kathodenstrom dieser Röhre durch das Heizelement 52 fließt. Selbstverständlich kann die Heizwicklung auch im Anodenkreis der Zeilenendröhre 50 angeordnet sein; die Verbindungen werden dann so geändert, daß die Kathode an Masse liegt und der Heizdraht in Reihe zwischen den Anschlüssen 54 und 56 liegt.

In dem Koordinatensystem der F i g. 2 ist auf der Ordinate der Gesamtempfängerstrom und auf der Abszisse der Strom der Zeilenendröhre aufgetragen.

Punkt A der Darstellung veranschaulicht den maxi^s malen Empfängerstrom und den maximalen Zeilenendröhrenstrom im Normalbetrieb unter Berücksichtigung der zu erwartenden Toleranzen der Bau-

elemente und des Betriebszustandes. Links von der Kurve B liegen die Betriebszustände, in denen die Kontakte des Unterbrechers auf Grund der Fabrikationsdaten geschlossen sein sollen, rechts von der Kurve C müssen sie dagegen geöffnet sein. Der Unterbrecher ist so justiert, daß er im Punkt D gerade noch hält, wenn die maximalen Betriebsströme gleichzeitig durch das Bimetallelement 40 und das Heizelement 52 fließen. Ein Anwachsen des Stromes in einem von beiden führt zum öffnen der Kontakte innerhalb einer bestimmten Zeit, die sich nach der Höhe der Stromüberschreitung richtet.

Der Betriebspunkt E auf der Kurve C stellt die minimalen Empfängerströme bei Ausfall der Ansteuerung der Zeilenendröhre dar. Die normalen Empfängerströme bei normal arbeitender Zeilenendstufe sind durch den Punkt F veranschaulicht. Der Unterschied zwischen den normalen Empfängerströmen nach den Punkten F und A beruht auf den Toleranzen der verschiedenen Bauelemente und den Betriebsbedingungen wie Temperatur, Netzspannung usw.

Ein Empfänger, dessen normale Ströme dem Punkt F entsprechen und der das Heizelement 52 nicht enthält, zeigt bei Ausfall der Steuerung der Zeilenendröhre ein Anwachsen des Gesamtempfängerstromes auf etwa 1,5 A, so daß sich der Betriebsdruck zum Punkt G verschiebt. Man sieht, daß der Punkt G links von der Kurve B liegt und daß daher die Unterbrecherkontakte sich nicht öffnen, selbst wenn die Zeilenendröhre mehr Strom führt, als ihrer maximalen Verlustleistung entspricht. Bei vielen

ίο Empfängern, deren normale Betriebsströme in den Bereich zwischen den Punkten A und F fallen, liegen die Betriebspunkte bei Ausfall der Steuerung der Zeilenendröhre irgendwo im Unsicherheitsbereich zwischen den Kurven S und C, wo der Unterbrecher anspricht oder auch nicht anspricht.

Ist das Heizelement 52 in der F i g. 1 gezeigten Weise angeschlossen und die Zeilenendröhre zieht einen überhöhten Strom, so steigt der durch das Heizelement 52 fließende Strom, und ein gleicher

Überstrom fließt über das Bimetallelement 40, so daß die Empfindlichkeit des Unterbrechers auf Störungen bei der Steuerung der Zeilenendröhre 50 vergrößert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schutzschaltung für Stromverbraucher mit einem in der Stromzuleitung vorgesehenen Unterbrecher mit zwei Kontakten, deren Betätigung durch den Gesamtstrom des Stromverbrauchers und zusätzlich durch den ein einzelnes, besonders zu schützendes Bauteil durchfließenden Teilstrom auslösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucher ein Fernsehempfänger und das besonders zu schützende Bauteil vorzugsweise die Horizontalausgangsstufe ist und daß der Unterbrecher in an sich bekannter Weise ein temperaturempfindliches Element (Bimetallelement 40) enthält, welches von mindestens einem Teil des Gesamtstromes des Fernsehempfängers durchflossen ist und außerdem mit einem vom Strom der Horizontalausgangsstufe durchflossenen Stromfühler (Heizelement 52) thermisch gekoppelt, elektrisch von ihm aber isoliert ist.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (42, 44) im Gleichstromkreis des Fernsehempfängers liegen und das temperaturempfindliche Element ebenfalls vom Empfängergleichstrom durchflossen wird.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfühler in Form eines Heizelementes (52) um das als Bimetallelement (40) ausgebildete temperaturempfindliche Element herumgewickelt ist.

4. Schutzschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalausgangsstufe eine Zeilenendröhre (50) mit Anode und Kathode enthält und daß das Heizelement (52) in Reihe mit der Anoden-Kathoden-Strecke der Zeilenendröhre (50) geschaltet ist.