DE1514502A1

DE1514502A1 - Arrangement for rectifying alternating currents of high voltage and high frequency

Info

Publication number: DE1514502A1
Application number: DE19651514502
Authority: DE
Inventors: Schatz Dipl-Ing Reinhard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-07-08
Filing date: 1965-07-08
Publication date: 1969-06-26

Description

Anordnung zur Gleichrichtung von Wechselströmen hoher Spannung und hoher 2requeii--. Bei Pernschgerüten ist es übliche die Beschleunigungs-Hochspannung von etw-- 10 bis 20 kV für den Kathodenstrahl der Bildröhre durch, Gleichrichtung einer Wechselspannung zu ge-Winnen, die vom Zeilentransformato.. geliefert wird. Die vom Zeilentr.-noforr.,ator abg ti di 6 kIllz. Da diese .,ci,Tebene Spannung hat eine Prcquen- von cti-,r,-i 1 Spannung stark von der Sinusform abweicht, also einen sehr hohen überwellenanteil besitzt, kann.für die Gloichrichtung sogar mit einer effektiven Frequenz von etwa 50 bis 10 Ifflz gerechnet werden. Die Verwendung einer Wechselspannung mit einer derart; hohen FrequenZi zur Erzeugung der Beschleunigungsspantung-hat den Vorteilg daß der fÜr ihre Transformierung und für die Glättunc der ,gleichgerichteten Spannung erforderliche Aufwand sehr gering ist. .Als Hochspannungs-Gleichrichter für diesen Zweck werden bisher Röhrendioden verwendet. Man hat seit langem versucht, die Höhrendioden durch einen Halbleiter-Hochspannungsgleichrichter, z.B. einen Selen-Stabgleichrichter mit zahlreichen hintereinander geschalteten Elementen, zu ersetzen. Dabei zeigte sich jedoch in der Regel, daß die in der Nähe der Wechselspannungsklerwie liegenden CD Gleichrichterelemente unter Überlastuncse.-sche-inungen zerst*Ört 0 wurden. Nach Uborlogungen, die anhand der Figur 1 erläutert wer-CD den sollen, sind diese Schwierigkeiten auf die Streukapazität des tD Gleichrichters gegenüber der Umgebung zurückzuführen.Arrangement for rectifying alternating currents of high voltage and high 2requeii--. In the case of Pernsch equipment, it is usual to rectify the high voltage of about 10 to 20 kV for the cathode ray of the picture tube to rectify an alternating voltage supplied by the line transformer. The from the Zeilentr.-noforr., Ator ab ti di 6 kIllz. Since this., Ci, T-plane voltage has a prcquen- of cti-, r, -i 1 voltage deviates strongly from the sinusoidal shape, i.e. has a very high over-wave component, it can even have an effective frequency of about 50 to 10 for the global direction Ifflz can be expected. The use of an alternating voltage with such; high frequencies for generating the acceleration frame has the advantage that the effort required for their transformation and for the smoothing of the rectified voltage is very low. Up to now, tube diodes have been used as high-voltage rectifiers for this purpose. Attempts have been made for a long time to replace the hearing diodes with a semiconductor high-voltage rectifier, for example a selenium rod rectifier with numerous elements connected in series. Here, however, that the lying near the Wechselspannungsklerwie CD rectifier elements destroyed inungen cal-Überlastuncse.-under * Ört 0 were showed in general. According to discussions, which are to be explained with reference to FIG. 1 , these difficulties can be attributed to the stray capacitance of the tD rectifier in relation to the environment.

Gemäß !Figur 1 ist an die Klemmen 1 und 2 eines HochspannunGsein H,-ilblei'ur-,r-Stt-.ib"-leichrichter 3 in Reihe r-,iit einem Verbraucher 4 an-cschlossen. Parallel zur,- Verbraucher 4 liegt ein Glc-:#-iI-tiziigskoiidensator 5. Zwischen der Säule 3 und der U"zi"f-#-bung besteht eine Streukapazität, die län,-s der Säule 3 in Tcilkapazitäten 6 zerlegt gedacht werden kann. Bei den genann-C> ten hohen Frequenzen in der Größenordnung von 10 kHz fließen über C> diese Streukapazitäten erhebliche Verschiebungsströme, die die Vlemente der Säule 3 zusätzlich belasten, und zwar besonders die #i Elemente, die in der Nähe der Wechselspannungsklemme 1 liegen. #üi2o ist gleichbedeutend damit, daß das Wechselpotential län-s u der Säule 3 nicht gleichmäßig, sondern in der Nähe der Klemme 1 CD zunächst steil, dann flacher abfällt. Die vorstehenden Überlegungen sind bereits in der deutschen Patentschrift dargelegt. In der genannten Patentschrift .ist ferner eine Selen-Gleichrichtersäule für Wechselströme hoher Spannung und Frequenz bescilrieben, bei der die genannten Mängel dadurch beseitigt sind, daß mit ihrer wech.-Jolopannungsseitigen Anschlußklemmc ein glockenartiger Schirm veraunden ist, der sich zur Gleichspannungsklemnie hin erweitert. Dieser Schirm bildet gegenüber den einzelnen Punkten der Glcichriclitersäule TeilIcapazitäten, die sich in Richtung zuri Gleichspannungsanschluß vermindern und die llo-4-Lentialverteilung in Längsrichtung der Säule vergleichmäßigen. Jie Erfindung liefert eine andere Lösung des geschilderten Problcr,s. Sie bezieht sich auf eine Anordnung zur Glcichrichtung von #iccils(-,1.-.trörien hoher Spannung und hoher Frequenz, insbesondere zur Erzeugung der Bildotrahl-Beschleunigungsspannung für Fernsch-Eildröh.ren, r.,iit(.tclo eines stabförmigen, mit einer vcr,#--,licnen Halbleiter-Gleichrichter und besteht darin, daß die Abscliirmung durch einen den Gleichrichter um-ichließenden metallischen, isolicrüc.,1 -,iinit# gebildet wird, der mit dem wechselspannungSseitigen Anschluß des Gleichrichters verbunden ist und von diesem um etwa 1/5 bis 1/2 der S-i,--blänge-entfern-lu- ist. Gegenübc.- einer -,#bsciiirr.un30-glockc hut dcr gemäß der Erfindung vorge.-Jehene Ring, den Vorteil, daß er dic des Gleichrichters durch Konvektion nic'tit behindert, Es Inaü sich ferner ge--eigt, daß der Ou--chmesser des Ringes bei gleicl,-,2--# hinsichtlich der Vergleichmäßigung des Sparnungsabfalgeitählt werden kann als de.- größte Durchmesser einer des Gleichrichtters nach der vorliegenden Aus-, fUhrung zu Teilen, die Massepotential führen, können daher geringgr gewählt werden als bei der bekannten Abschirmung. Ein. weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kapazität des AbAchirmringes gegenüber Massepotential führenden Teilen geringer ist als die einer Glocke; damit wird der Nebenschluß über diese Kapzität, der zu einem Abbau der Amplitude der Hochspannungs-Aufladeimpulse führen kann, weniger wirksam. Die Entfernung der Abschirmringes vom wechselspannungsseitigen Anschluß des Gleichrichters be- trägt vorzugsweise etwa 2/5 der Stablänge.According to FIG. 1 , terminals 1 and 2 of a high voltage are connected to a high voltage rectifier 3 in series with a consumer 4. In parallel with the consumer 4 If there is a Glc -: # - iI-tiziigskoiidensator 5. Between the column 3 and the U "zi" f - # - exercise there is a stray capacitance which can be thought of as being broken down into the column 3 into partial capacities 6 -C> ten high frequencies in the order of 10 kHz to flow over C> these stray capacitances considerable displacement currents, the burden on the Vlemente the column 3 in addition, and that especially the #i elements located in the vicinity of the AC voltage terminal. 1 # üi2o is synonymous with the fact that the alternating potential län-s u of the column 3 does not drop uniformly, but rather steeply and then flatter in the vicinity of the terminal 1 CD set out. In the cited patent specification, a selenium rectifier column for alternating currents of high voltage and frequency is also described, in which the shortcomings mentioned are eliminated in that a bell-like screen is connected to its alternating connection terminal on the Jolo voltage side, which expands towards the DC voltage terminal. Compared to the individual points of the direct voltage column, this screen forms partial capacitances, which decrease in the direction of the direct voltage connection and equalize the llo-4 potential distribution in the longitudinal direction of the column. The invention provides a different solution to the problem described. It relates to an arrangement for the rectification of #iccils (-, 1 .-. Trörien high voltage and high frequency, in particular for generating the image beam acceleration voltage for telegraph drones, r., Iit (.tclo of a rod-shaped, with A vcr, #, licnen semiconductor rectifier and consists in that the shielding is formed by a metallic, insulating, 1 -, iinit # which surrounds the rectifier and which is connected to and from the AC voltage side connection of the rectifier about 1/5 to 1/2 of the Si, - length-distance-lu-. Opposite- a -, # bsciiirr.un30-glockc has the ring provided according to the invention, the advantage that it The rectifier is not hindered by convection. It is also appropriate that the diameter of the ring at the same, -, 2 - # can be counted as the largest diameter of the ring with regard to the equalization of the savings waste of the rectifier according to the present embodiment, to parts that Lead ground potential can therefore be selected to be lower than with the known shielding. A. Another advantage is that the capacitance of the shielding ring with respect to parts carrying ground potential is less than that of a bell; thus the shunt via this capacity, which can lead to a reduction in the amplitude of the high-voltage charging pulses, becomes less effective. The removal of the shield ring from the AC voltage side terminal of the rectifier loading contributes preferably about 2/5 of the rod length.

Zur Halterung des Abschirmringes kann eine Scheibe aus Isolierstoff verwendet werden, die eine Öffnung besitzt, durch die der SteL-gleichrichter hindurchgeführt ist. Diese Scheibe kann z.B. mit der Isolierung des Ringes verschweißt sein. Jer mittlere Durchmesser des Ringes soll sich zu dem Durchmesser der Gleichrichterelemente etwa wie 2:1 bis 10:1 verhalten; besonders günstig ist ein Verhältnis vcn 5:1. A disk made of insulating material, which has an opening through which the SteL rectifier is passed, can be used to hold the shielding ring. This disk can for example be welded to the insulation of the ring. The mean diameter of the ring should relate to the diameter of the rectifier elements approximately as 2: 1 to 10: 1 ; A ratio of 5: 1 is particularly favorable.

In Pigur 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Glcichrichtungsanordnung nach der Erfindung im Zusammenhang mit weiteren Teilen zur Erzeugung der Bildstrahl-Beschleunigungsopannung einer Fernsch-Bildröhrevaareinfacht dargdstcllt. Dabei ist die Gleichrichtoranordnung im Verhältnis zu den übrigen Teilen des Fernschgerätos, insbesondere zur Bildröhrc, der Deutlichklit halber woscntlich vergrößert gezeigt.In Pigur 2, an embodiment of the rectification arrangement according to the invention is shown in a simplified manner in connection with further parts for generating the image beam acceleration voltage of a pair of tele-TV picture tubes. The rectifier arrangement is shown enlarged for the sake of clarity in relation to the other parts of the tele-viewing device, in particular the picture tube.

in.Figur 2 ist mit 10 derjenige Teil des Zeilentransforrators eines Fernsehgerätes bezeichnet, der zur Erzeugung der Bcochleunigungs -Gleichspannung für den Kathodenstrahl der Bildröhre eine WechGelspannung von etwa 10 bis 20 kV mit einer Grundfrequenz von etwa 20 kHz und hohem Oberwellenunteil liefert. Die vom Transformator 10 abgegebene Spannung wird durch den Selen-Stabgleichrichtor 12 gleichgerichtet. Das Hochopannungsteil, bestehend aus nicht dargestellt= Röhren, Transformator 10 und Gleichrichter 12, ist durch einen metallischen Käfig 11 abgeschirmt. Der Gleichrichter 12 besteht aus einer großen Anzahl von tablettenförmigen Selengleichrichter-Elementen 13, die in einem rohrförmigen Isolierstoffgehäuso 14 aufeinander.gestapelt sind. Das Gehäuse 14 ist durch metallische Verschlußkappen 15 und 16 abgeschlossen. Mit 17 ist eine Kontaktdruckfeder bezeichnet.In Figure 2, 10 denotes that part of the line transformer of a television set which supplies an alternating voltage of around 10 to 20 kV with a fundamental frequency of around 20 kHz and a high harmonic component to generate the DC acceleration voltage for the cathode ray of the picture tube. The voltage output by the transformer 10 is rectified by the selenium rod rectifier 12. The high-voltage part, consisting of tubes, transformer 10 and rectifier 12 not shown, is shielded by a metallic cage 11. The rectifier 12 consists of a large number of tablet- shaped selenium rectifier elements 13 which are stacked on one another in a tubular insulating housing 14. The housing 14 is closed by metal caps 15 and 16 . With a contact pressure spring 17 is designated.

Gemäß der Erfindung ist die Tablettensäulo 13 des Gleichrichters 12 gegen den auf Massopotential'befindlichen metallischen Käfig kreisförmigen 11 durch einenKing 18 abgeschirmt, der das Gehäuse 12 umgibt und im Auoführungobeispiel um etwa 2/5 der Länge des Gleichrichters 12 von dem Wechselspannungsanschluß 15 entfernt ist. Der Ring 18 bcsteht aus einem Kupferdraht 18a, der durch einen Polyäthylenschlauch 18b gegen 20 kV isoliert ist. Der Ring 18 ist über die Leitung 19 mit der wechselspannungsseitigen Metallkappe 15 durch Lötung verbunden. Bei einem Durchmesser der Tabletten 13 von z.B. 5 mm be- trägt der Durchmesser des Ringes 18 etwa 25 mm; der Durchmesser des Drahtes 18a kann z.B. 0,6 mm, der des Isolicrschlauches 18b 2,5 mm betragen. Der Ring 18 stützt sich durch eine Polyäthylenplatte 20, dio an ihrem Umfang mit der Isolierung 18b verschvcißt ist, gegen das Gehäuse 12 ab. Der Ring 18 kann mit seiner Anschlußleitung 19 aus einem einheitlichen isolierten Drahtstück gebogen werden; dabei ist jedoch zu beachten, daß der Draht auch an der StoßstOle des Ringes vollständij isoliert sein muß. Das kann auf einfache Weise durch Erwärmen und Verschmelzen der Isolierung an der Stoßstelle erreicht werden.According to the invention, the tablet column 13 of the rectifier 12 is against the metallic cage, which is at massopotential circular 11 shielded by a king 18 surrounding the housing 12 and in Auoführungobeispiel by about 2/5 of the length of the rectifier is removed from the AC terminal 15 12th The ring 18 consists of a copper wire 18a which is insulated against 20 kV by a polyethylene hose 18b . The ring 18 is connected via the line 19 to the metal cap 15 on the AC voltage side by soldering. With a diameter of the tablets 13 of for example 5 mm loading borne by the diameter of the ring 18 is about 25 mm; the diameter of the wire 18a can be 0.6 mm, for example, that of the insulating tube 18b 2.5 mm. The ring 18 is supported by a polyethylene plate 20, the circumference of which is sealed with the insulation 18b , against the housing 1 2. The ring 18 can be bent with its connecting line 19 from a single insulated piece of wire; It should be noted, however, that the wire must also be completely insulated at the joint of the ring. This can be achieved in a simple manner by heating and melting the insulation at the joint.

Über die wechoelspannungsseitige Metallkappe 15 und die zu dem Ring 18 und dem Transformator 10 führenden Anschlußleitungen ist eine aus Isoliermaterial bestehende Abdockkappe 21 geschoben, die die offen liegenden metallischen Teile gegen Glimm- und Sprühentladungen schützt. Dia Kappe 21 weist einen knopfartigen Ansatz 21b auf, der durch ein entsprechenden Loch lla des Abschirmkäfigs 11 gedrückt ist und damit der mechanischen Halterung des Gleichrichtors 12 dient. Zur Verhinderung von Glimm- und Sprühentladungon ist es weiter von Vorteil, den Innenraum der Kappe 21 mit Isolierfett zu füllen. An undocking cap 21 made of insulating material is pushed over the metal cap 15 on the alternating voltage side and the connecting lines leading to the ring 18 and the transformer 10 and protects the exposed metal parts against glow and spray discharges. The cap 21 has a button-like projection 21b which is pressed through a corresponding hole 11a of the shielding cage 11 and thus serves to mechanically hold the rectifier 12. To prevent glow and spray discharge, it is also advantageous to fill the interior of the cap 21 with insulating grease.

Claims

P atc li ta ii ap r ü chc 1. ) Iknorder for rectifying alternating currents of high voltage and high frequency, in particular for generating the image beam acceleration voltage for television picture tubes, by means of a. 1-itabfö - migcii, provided with a shield = semiconductor rectifier.j, thereby gelceniizeichnc'ti that the shielding is insulated by a metallic, closing the gloichrichter =. Ring is formed, which is connected to the AC voltage terminal dcs Gleichric'Ilüc-r, -) and is removed from this by about 1/5 to 1/2 of the rod length. 2.) Arrangement according to Alnspruch 1, dadu -, t. ", 1 characterized in that the distance of the ring from the alternating voltage connection of the approximately 2/5 of the rod length amounts to" L- ". 7.) Arrangement according to claim 1 , characterized in that the -1 "i" g is supported by a disc of insulating material against the housing of Gleichrichtero a-no -. dnung according to claim 1, characterized in that demittlcre LurchmeSser de0 ring to deri diameter of Gleichwic. otwa- 2: 1 to 10: 1 vc.-holds.; 75.) n-, ch claim Ar, thereby gekennzcicline ', dü.-3 that carries cr - * "i #, l ##, # l. ; .- s ("t" ..- 5: 1 bc4v G