DE1514735C

DE1514735C - Circuit arrangement for stabilizing the anode voltage for cathode ray tubes in color television sets

Info

Publication number: DE1514735C
Authority: DE
Inventors: Edgar 7521 Heideisheim; Kretzschmar Heinz 7530 Pforzheim; Schröder Wolfgang Dipl.-Ing. 7541 Feldrennach Bauer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Publication date: 1972-06-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Stabilisierung der Anodenspannung für Kathodenstrahlröhren, insbesondere in Farbfernsehgeräten, mittels einer steuerbaren parallelen Belastung, bei der der Hochspannungstransformator eine tertiäre Hilfswicklung besitzt, die mit der sekundären Hochspannungswicklung einen mindestens teilweise gemeinsamen Koppelweg zur primären Speisewicklung aufweist und der tertiären Hilfswicklung eine zu der Änderung der Hochspannungsbelastung gegensinnig schwankende Ersatzleistung entzogen wird und ein in der Belastungsschaltung arbeitendes steuerbares Schaltelement von der Amplitudenschwankung einer Wechselspannung und/oder einer gleichgerichteten Spannung gesteuert wird.The invention relates to a circuit arrangement for stabilizing the anode voltage for cathode ray tubes, especially in color televisions, by means of a controllable parallel load, in which the high-voltage transformer has a tertiary auxiliary winding that connects to the secondary High-voltage winding an at least partially common coupling path to the primary supply winding has and the tertiary auxiliary winding an opposite direction to the change in the high voltage load fluctuating replacement performance is withdrawn and a controllable one working in the load circuit Switching element from the amplitude fluctuation of an alternating voltage and / or a rectified Voltage is controlled.

Zur Stabilisierung der Anodenhochspannung für Kathodenstrahlröhren in Fernsehgeräten sind zwei prinzipielle Stabilisierungsarten (vgl. z. B. britische Patentschriften 976 764, 945 654) bekannt. Die eine beruht auf einer Steuerung der horizontalen Ablenkstufe, bei der mittelbar oder unmittelbar die Steuerelektrode der Endstufe mit zunehmender Hochspannung beeinflußt wird, daß der Ablenkstrom und damit •auch die Hochspannung wieder abnehmen. Bei magnetisch abgelenkten Systemen erzielt man die Hochspannung bekanntlich durch Hinauftransformieren und Gleichrichten der induktiv erzeugten Rücklaufspitzen. Das hat bei der erwähnten Art der Regelung zur Folge, daß die Hochspannung nicht allein geregelt werden kann, sondern auch der Ablenkstrom beeinflußt wird, und, sofern die Kopplung zwischen der sekundären Hochspannungswicklung der primären Speisewicklung nicht fest genug ist, bei Belastung der Hochspannungsquelle ein von der Regelung nicht erfaßbarer Fehler bestehen bleibt, der sich als eine mit der Belastung schwankende Ablenkamplitude äußert.To stabilize the anode high voltage for cathode ray tubes in televisions are two basic types of stabilization (cf., for example, British patents 976 764, 945 654) are known. The one is based on a control of the horizontal deflection stage, in which directly or indirectly the control electrode the output stage with increasing high voltage is influenced that the deflection current and thus • also decrease the high voltage again. With magnetically deflected systems, the As is well known, high voltage is achieved by stepping up and rectifying the inductively generated return peaks. With the type of regulation mentioned, this means that the high voltage is not alone can be regulated, but also the deflection current is influenced, and, provided the coupling between the secondary high-voltage winding of the primary supply winding is not strong enough when the High-voltage source an error that cannot be detected by the control system remains, which turns out to be a expresses the deflection amplitude fluctuating with the load.

Bei Farbröhren, insbesondere bei der Lochmaskenröhre, würde dieser Fehler gleichzeitig Konvergenzfehler und bei den hohen Strahlströmen (bis zu 1,5 mA), nicht nur Amplitudenschwankungen, sondern auch Linearitätsfehler verursachen und man hält daher die Hochspannung durch eine entsprechend gereuelte Laströhre parallel zur Anodenspannung der Bildröhre konstant. Zu diesem Zweck wird eine spezielle, für die Betriebshochspannung (bis 27 kV) ausgelegte Triode mit der Anode an den Hochspannungsausgang der Hochspannungsglcichrichterkathode gelegt, deren Steuergitter zum Beispiel über einen Hochspannungsteiler direkt oder über Zwischenverstärker von der Hochspannung geregelt wird, so daß bei abnehmendem Strahlstrom in der Farbbildröhre eine entsprechende Ersatzbelastung über die Anode der Lasttriode stattfindet. Bei dieser Methode bleibt die Verlustleistung, die Hochspannung und die Ablcnkleistung konstant, so daß bei schwankender Bildhelligkeit keine Ablenkwinkelfehlcr und Konvergcnzfehler eintreten können.In the case of color tubes, especially the shadow mask tube, this error would be convergence errors at the same time and with the high beam currents (up to 1.5 mA), not only cause amplitude fluctuations, but also linearity errors and are maintained hence the high voltage through an appropriately regulated load tube parallel to the anode voltage of the Picture tube constant. For this purpose, a special, for the operating high voltage (up to 27 kV) designed triode with the anode to the high-voltage output of the high-voltage rectifier cathode placed, whose control grid, for example, directly via a high voltage divider or via an intermediate amplifier is regulated by the high voltage, so that with decreasing beam current in the color picture tube a corresponding equivalent load takes place via the anode of the load triode. With this method the power loss, the high voltage and the deflection power remain constant, so that with fluctuating Image brightness no deflection angle errors and convergence errors can enter.

Die Nachteile des Arbeitcns mit einer Hochspannuni'slaströhre (vgl. /.. B. deutsche Auslegeschril't 1 058 109) beruhen einmal auf den Isolatioiisproblemen nicht nur für die Röhre selbst, sondern auch für clic /upchörii'cn Widerstünde und dem damit verbundenen Raumbedarf des Hochspannungskäfigs. Die in der Röhre zu vernichtende große Leistung (20 bis 30 Watt) bringt Kühlprobleme mit sich, außerdem ist die Lebensdauer dieser Leistungsröhrc nicht groß und ihr P.rsatz kostspielig.The disadvantages of working with a high-voltage university tube (cf. / .. B. German Auslegeschril't 1 058 109) are based on the isolation problems not only for the tube itself, but also for clic / upchörii'cn resistance and the associated Space requirement of the high-voltage cage. The great power to be destroyed in the tube (20 to 30 watts) brings cooling problems with it, and the service life of this power tube is not long and their replacement expensive.

Nun sind bereits Schaltungsanördnungen zur Stabilisierung der Anodenspannung für Kathodenstrahlröhren mittels einer steuerbaren parallelen Belastung bekannt (vgl. z.B. die USA.-Patentschrift 2 843 796, Fig. 1 und Fig. 3), bei der der Hochspannungstransformator eine tertiäre Hilfswicklung aufweist, die mit der sekundären Hochspannungswicklung gekoppelt ist, und bei der der tertiären Hilfswicklung über eine Röhren- oder Diodenschaltung eine zu der Änderung der Hochspannungsbelastung gegensinnig schwankende Ersatzleistung entzogen wird. Es sei noch erwähnt, daß in diesem Zusammenhang auch bekannt ist (USA.-Patentschrift 2 854 592), den Hochspannungstransformator ganz oder teilweise als Autotransformator auszubilden, dessen primäre, sekundäre oder tertiäre Wicklung durch entsprechende Anzapfungen dargestellt ist.Now there are already circuit arrangements for stabilizing the anode voltage for cathode ray tubes known by means of a controllable parallel load (see e.g. the USA patent specification 2 843 796, Fig. 1 and Fig. 3), in which the high-voltage transformer has a tertiary auxiliary winding that connects to the secondary high voltage winding is coupled, and in the case of the tertiary auxiliary winding via a tube or diode circuit a replacement power that fluctuates in the opposite direction to the change in the high voltage load is withdrawn. It should also be mentioned that it is also known in this context (USA.-Patent 2 854 592) to design the high-voltage transformer in whole or in part as an autotransformer, whose primary, secondary or tertiary winding is represented by corresponding taps.

Alle diese genannten Röhrenschaltungen, insbesondere mit Trioden, haben den Nachteil, daß sie eine Röntgenstrahlung verursachen. Bei Verwendung von Impulslängensteuerung undGleichspannungssteuerung ergibt sich weiterhin eine nachteilige Abhängigkeit von der Hochspannungsbelastung und die Notwendigkeit, die Koinzidenzbedingungen genau einzuhalten.All of these tube circuits mentioned, especially with triodes, have the disadvantage that they are a Cause x-rays. When using pulse length control and DC voltage control there is also a disadvantageous dependence on the high voltage load and the need to to strictly adhere to the coincidence conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art zur Stabilisierung der Anodenspannung für Kathodenstrahlröhren zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden sind.The invention is based on the object of providing a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning To provide stabilization of the anode voltage for cathode ray tubes with the disadvantages mentioned are avoided.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in der Belastungsschaltung arbeitende steuerbare Schaltelement ein Transistor ist, und der steuernde Impuls ein Amplitudensieb durchläuft, mittels zusätzlicher Klemmdioden so vorgespannt wird, daß der sich mit der Hochspannungsbelastung am stärksten ändernde Teil des Impulses, insbesondere nach Verstärkung und Impedanzwandlung über gleichstromgekoppelte Transistoren für die Steuerung des Belastungstransistors zur Wirkung kommt, und daß die Impuls- oder Wechselspannung der tertiären Hilfswicklung von der Belastung mittels einer Diode gleichgerichtet wird.This object is achieved according to the invention in that the controllable one operating in the load circuit Switching element is a transistor, and the controlling pulse passes through an amplitude filter, by means of additional clamping diodes is biased so that the strongest with the high voltage load changing part of the pulse, especially after amplification and impedance conversion via DC-coupled Transistors for controlling the load transistor comes into effect, and that the pulse or alternating voltage of the tertiary auxiliary winding from the load by means of a diode is rectified.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bestellt darin, daß in der Belastungsschaltung an Stelle eines Transistors ein löschbarer Thyristor verwendet wird, der von einem zu der Kathodenstrahlablenkung synchronen Impuls gesteuert wird, dessen Länge von der Hochspannungsamplitude abhängig ist.Another embodiment of the invention ordered that in the load circuit instead of a Transistor an erasable thyristor is used, which is used by one to deflect the cathode ray synchronous pulse is controlled, the length of which depends on the high voltage amplitude.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß im Gegensatz zu Schaltungen mit Trioden, keine Röntgenstrahlung auftritt. Sie hat weiterhin den Vorteil, daß an Stelle der Impulslängensteuerung und an Stelle der sonst gewählten Gleichspannungssteuerung, bei der man die Diodenspannung aus den Impulsen gleichrichtet, die dann ebenfalls mit der Hochspannungsbclastung schwankt, eine Impuls-Amplitudenstcuerung verwendet werden kann. Die Ausführung, die impulsförmige Spannung mittels einer Diode gleichzurichten und dann die Gleich- oder pulsierende Gleichspannung zu belasten und die durchgeführte Klemmung, ergibt als besonderen Vorteil, daß nicht so sehr auf die genaue Koinzidenz der Impulse geachtet werden muß und daß auch weniger schnell schaltende Transistoren oder Thyristoren verwendet werden können.The advantages achieved by the invention are in particular that, in contrast to circuits with triodes, no X-ray radiation occurs. It also has the advantage that instead of the pulse length control and instead of the otherwise selected DC voltage control, in which the diode voltage is used rectifies from the pulses, which then also fluctuates with the high voltage load, one Pulse amplitude control can be used. The execution, the pulsed voltage by means of to rectify a diode and then to load the direct or pulsating direct voltage and the performed clamping, results as a particular advantage that not so much on the exact coincidence of the Pulses must be taken into account and that less fast switching transistors or thyristors are used can be.

Dabei treten nur die bei diesen Halbleitern üblichen Betriebsspannungen auf. Die Anordnung kann räumlich weiter vom Hochspannungskäfig entfernt, anOnly the normal operating voltages of these semiconductors occur. The arrangement can be spatial further away from the high voltage cage

Claims

3 43 4

a location that is favorable for heat conduction. Via the coupling capacitor 16, the base

are brought, in addition, cooling plates are applied to the transistor, negatively directed pulses are supplied,

bar. The space requirement is much smaller and the one as required in an amplitude sieve and / or

Lifespan greater. The preamplifier to be expected for the future can be amplified to the

The costs for this circuit are less than a 5 control factor. The right working point

for the load tube circuit. for the load transistor 14 is with the voltage

The structure and the mode of operation of the invention divider 18/19 discontinued. About the possibilities

according to the circuit arrangement is below on the circuit of the amplitude sieve and / or pre

Hand of fig. 1 to 3 explained. It shows amplifier 17, further details will be given later

Fig. 1 a makes a circuit diagram to explain the prin- ίο,

zips and the mode of operation of the invention and It goes without saying that instead of a pnp-

F i g. Ib the associated equivalent circuit diagram, transistor also an npn type can be used

F i g. 2 a circuit example with a transistor, for which the polarity of the pulses is reversed,

as an adjustable load resistor, when controlling a transistor can be used in place

3 shows a circuit according to the invention. 15 of the pulse length control shown above and

The principle of the circuit is shown in FIG. 1 shown. instead of the simpler one, not particularly shown here-1 is the primary supply winding of the high-voltage DC voltage control, in which the regulating transformer, which rectifies with sinusoidal voltage or voltage from the pulses, which then is fed in a pulsed manner. In general, 1 represents also fluctuates with the high voltage load, the main winding of a flyback transformer, 20 pulse amplitude control can be applied the taps for the horizontal output stage, as shown in FIG. 3 is described.

(Transistor, tube or controllable rectifier), Compared to the previously used load of

the switching diode (e.g. booster diode) and the deflection high voltage source through direct use of the

coil 2 is the secondary winding for the high pulses from the tertiary auxiliary winding for the control

voltage generation with the high-voltage equilibrium switching element there is the possibility of the

Richter 3, which as a vacuum tube is usually rectified with a small pulse-shaped voltage by means of a diode

Additional winding from the transformer is heated, straightened and then the direct or pulsating

which is not shown here, or to load from a selenium direct voltage. As a great benefit

rectifiers or other semiconductors can exist. yourself with this method that you don't care too much

Of course, at this point, a must and must pay attention to the exact coincidence of the pulses

Voltage multiplier circuit can be used. also less fast switching transistors or

The capacitor 4 is the charging and filter capacitor can use thyristors.

for the rectified high voltage. It is shown in In F i g. 3 shows a circuit that has been tried and tested in practice, with control pulses that are generally amplitude-modulated by the inner and outer layers. Wickder picture tube formed. Finally, 5 is the high- 35 ment 61 represents an additional auxiliary winding to the voltage consumer, so the beam of the picture tube. At this point, with the amplitude-modulated control pulses that are still customary today, 63 is shown The thyristor arrangement 40 of the diode 43, the resistor 44 and the capacitor are to be replaced. For this purpose there is an on sator 45. This creates the pulse 64. With the well-known tertiary auxiliary winding 6, diode 46, the pulse peak is held as a reference potential with the help of which the transistor and / or thyristor are recorded, so that if there is an amplitude fluctuation circuit 7 produce a controllable equivalent load against the negative portion of the pulse 65 can. The stabilization process is changed on the basis of the reference potential. The diode 47 with the equivalent circuit diagram of Fig. Ib clearly shows where the voltage divider 48/49 cuts the positive Im transformer to its mutual inductance 8 and the pulse peak so far that the required pulse width for both leakage inductances of the primary winding arises. Since the trimming on the side of the secondary winding 9 and to the tertiary winding 10 takes place at reference potential, the amplitude change remains. When 11 is close to the high voltage consumption. With the help of the capacitor rather represents with its fluctuating load, so 50 and the diode 51 and the resistor 52 becomes 12 the controllable load circuit, which clamped over the pulse 66 on the negative side. That the voltage drop across the leakage inductance 9 to the positive, with the high voltage load swan connections of the consumer 11, the high voltage kende roof of the pulse is used to control the stabilized. A more favorable control efficiency is obtained 55 npn transistor 53 with the negative feedback resistor if either the leakage inductance 10 can be made to stand 55 for operating point stabilization and the zero or the high-voltage collector resistor 54, which is moved to the point 11 to adapt to consumers. In practice, the transistor 56 serving the output stage is galvanically controlled by a corresponding arrangement of its base. The transistor 57 loads the energy stored in the tertiary auxiliary winding in the coupling path between ⁶ ° capacitor 60, which is reached with the help of the primary and secondary winding. the rectifier 40 and the resistor 59 from

Fig. 2 shows the example of the circuit which is taken from the tertiary auxiliary winding 6,
from the tertiary auxiliary winding, for example from

only one turn on the flyback transformer in claims:

may exist close to the high-voltage winding, 65

directly the pulse voltage 13 as collector voltage 1. Circuit arrangement for stabilizing the

for the load transistor 14 with the collector anode voltage for cathode ray tubes, ins-

work resistance 15 is taken. especially in color televisions, by means of a

controllable parallel load in which the high-voltage transformer has a tertiary auxiliary winding possesses, which with the secondary high-voltage winding at least partially Has common coupling path to the primary feed winding and the tertiary auxiliary winding a replacement power that fluctuates in the opposite direction to the change in the high voltage load is withdrawn and a working in the load circuit controllable switching element of the Controlled amplitude fluctuation of an alternating voltage and / or a rectified voltage is, characterized in that the controllable switching element operating in the load circuit is a transistor (57), and the controlling pulse passes through an amplitude sieve (43, 44, 47, 49) by means of additional clamping diodes (46, Sl) is pretensioned so that it is strongest with the high voltage load

changing part of the pulse (63), especially after amplification and impedance conversion DC-coupled transistors (53, 56) for controlling the load transistor (57) for Effect comes, and that the pulse or alternating voltage of the tertiary auxiliary winding of the load is rectified by means of a diode (40).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the equivalent load takes place during the return time of the cathode ray deflection.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in the Load circuit instead of a transistor an erasable thyristor is used, which is from a pulse synchronous to the cathode ray deflection is controlled, the length of which depends on the High voltage amplitude is dependent.

1 sheet of drawings