DE1762629A1

DE1762629A1 - Hochspannungs-Generatorschaltung

Info

Publication number: DE1762629A1
Application number: DE19681762629
Authority: DE
Inventors: Teruo Kitani; Reiishi Sasaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1967-07-25
Filing date: 1968-07-24
Publication date: 1970-09-17
Also published as: NL6810422A; NL161952B; DE1762629B2; NL161952C; GB1235500A; FR1586410A; US3598909A

Description

PATENTANWÄLTE

Jr.-in<·. KANS RU'"CHKE ϊ.-.fcH..UZ AGULAR

BEf₁LiN 33

M 2451

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka,

Japan.

"Hochspannungs-Generatorschaltung"

Zusammenfassung der Beschreibung

Ein keramischer Übertrager, der eine Hochspannung erzeugt und mehrere Resonanzarten aufweist, ist mit einer Horizontalablenkungsschaltung verbunden, welche eine Impulsspannung ,erzeugt, die harmonische Komponenten enthält,

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um den keramischen übertrager in seinen Resonanzarten zu betreiben. Eine Drosselspule ist auf ein Ablenkungsjoch gewickelt und wirkt als Gleichstrompfad, um die Horizontalablenkungsschaltung zu versorgen.

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs-Generatorschaltung für einen Fernsehempfänger und insbesondere einen Hochspannungsgenerator, der einen keramischen übertrager anstelle eines herkömmlichen Rücklauf-Impulsübertragers enthält .

Beschreibung des Standes der Technik uberlicherweise wird ein Rücklauf-Impulsübertrager verwendet zur Erzeugung einer Hochspannung, die auf die Anode einer Kathodenstrahlröhre in einem Fernsehempfänger gegeben wird. Der Rücklauf—übertrager besteht aus einem Kern und Wicklungen. Die Anzahl der Windungen in den Hochspannungswicklungen des Rücklauf-Impulsübertragers muß groß sein, wenn die zugeführte oder primäre Spannung klein ist, um die notwendige Hochspannung für den Betrieb der Kathodenstrahlröhre zu bekommen, und die Abmessung des Kernes muß ebenfalls groß sein. Dementsprechend sind die Abmessungen des Rücklauf-Impulsübertragers groß und seine Grö.ie ist sehr groß im Vergleich zu den anderen Schaltungselementen. Außerdem entstehen oft Störungen, wie ein Wicklungskurzschluß,

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aufgrund der feinen Windungen des Rücklauf-ImpulsÜbertragers. Deshalb ist eine hohe Zuverlässigkeit mit einem· Rücklauf-Impulsübertrager schwer zu erzielen. Wenn die Ausgangsschaltung des Riicklauf-Impulsübertragers kurzgeschlossen ist aufgrund eines Schichtkurzschlusses der Windungen oder aufgrund eines Funkens zwischen der Hochspannungsschaltung und den anderen Niederspannungsschaltungen, besteht eine Brandmöglichkeit, da die Temperatur des in dem Übertrager verwendeten Isolators, welcher brennbar ist, ansteigt aufgrund des Kurzschlußstromes oder des Funkenstromes. Darüber hinaus fließt der Überstrom aufgrund des Kurzschlusses zum Horizontalausgangs transistor, der den Rücklauf-Übertrager in einem transistorisierten Fernsehempfänger treibt, und dieser Transistor bricht durch. Γ** der RUoklauf-ImpulsUbertrager magnetisch betrieben wird, wird ein unerwünschtes Magnetfeld außerhalb des Abschirmgehäuses des Übertragers erzeugt. Ein elektrostatischer Schirm kann die unerwünschte Streuung des Hagnetfeldes nicht verhindern.

Aus diesem Grund ist es schwierig, die Schaltungselemente eines Fernsehempfängers dicht beieinander anzuordnen, selbst wenn sie miniaturisiert sind. Dementsprechend 1st es schwierig, die Schaltung eines Fernsehempfängers mit Ausnahme der Kathodenstrahlröhre von geringer Größe herzustellen*

Ein keramischer Übertrager verhindert diese Nachteile.

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Bis jetzt war jedoch noch keine Schaltungsanordnung bekannt für den zufriedenstellenden Betrieb eines keramischen Übertragers.

Ein keramischer Übertrager besteht aus Keranikmateriälien, wie Bariumtitanat, die durch die Zuf(igung bestimmter Materialien modifiziert sind. Die Keramikmaterialien können durch einen einfachen Polarisationsprozeß piezoelektrisch gemacht werden. Sie geeigneten Keramikmaterialien haben ziemlich niedrige elektrische und mechanische Verluste. Zum Beispiel tiberschreitet das mechanische· Qm eines Keramikmaterials, welches die chemische Zusammensetzung Pb (Mg₁/3 ^Nb2/3^x ^Tiy ^Zrz (^wobei X⁺J⁺Z=I) aufweist, den Wert 1000. Aufgrund niedriger Intrinsicverluate würde es eine geeignete Schaltungsanordnung ermöglichen, einen keramischen Übertrager als ein Leistungshandhabungslelement mit hohem Betriebswirkungsgrad zu betreiben.

Die Eingangs- und die Ausgangsimpedanz des keramischen Übertragers sind hoch im Vergleich zu herkömmlichen magnetischen Übertragern. Der keramische Übertrager ist demnach sehr geeignet für eine Versorgungseinrichtung zur Lieferung einer Hochspannung bei geringem Strom.

Die Rücklauf-Impulslibertrager, die magnetisch betrieben werden, erfordern sehr gut isolierte Kupferdrahtwindungen für den Betrieb bei hohen Ausgangsspannungen. Andererseits machen die geringe Größe, die Einfachheit

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und das Fehlen einer Hochspannungswicklung den keramischen Übertrager äußerst brauchbar für den Hochspannungsgenerator eines Fernsehempfängers. Gemäß einer Veröffentlichung von H.W. Katz mit dem Titel »Solid State Magnetic and Dielectric Devices» (John Willey & Sons, 1959) ist der stabartige piezoelektrische Übertrager geeignet für den Betrieb bei der Grundfrequenz oder der zweiten Harmonischen. Zusammenfassung der Erfindung " Ein Ziel der Erfindung ist eine Schaltunganodnung, die einen keramischen Übertrager in einer Hochspannungsschaltung eines Fernsehempfängers betreiben kann.

Ein weiteiHB Ziel der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung, die die Änderung der Ausgangsspannung eines keramischen Übertragers verringern kann, welche bei einer Temperaturänderung auftritt·

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung, die einen Gleichstrompfad in der Horizontalablenkungsschaltung einer Fernsehschaltung herstellen kann, ohne Primärwicklungen zu verwenden, wie sie zur Zeit bei Rücklauf-Impulsübertragern nach dem Stand der Technik vorhanden sind.

Zur Erzielung der obengenannten Ziele umfaßt eine Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung einen keramischen Übertrager mit einer Anzahl von Resonanzarten, bei welchen er durch einen Treiberimpuls betrieben wird, .

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wobei der Treiberimpuls harmonische Komponenten enthält zum Treiben des keramischen Übertragers bei den harmonischen Resonanzarten, sowie eine Drosselspule auf einem Ablenkungsjoch, die als Gleichstrompfad dient zur Versorgung von Leistungsverluste» in der Horizontalablenkungsschaltung.

Beschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Ziel der Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen in welchen

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform einer Hochspannungs-Generatorschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Struktur eines kesmischen Übertragers, der für eine Hochspannungs-Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.

Fig. 3 ist ein schematisches Schaltbild einer anderen Ausführungsform einer Hochspannungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4a ist eine Querschnittansicht eines Ablenkungsjoches senkrecht zu dessen Achse, welches in einer Hochspannungs-Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung verwendet wird.

Fig. 4b ist eine Querschnittansicht des Ablenkungsjoches der Fig. 4a parallel zu dessesn Achse, und

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Flg. 5 ist eine graphische Darstellung der repräsentativen Kennlinie der Treiberfrequenz über der Ausgangshochspannung von der Hochspannungsschaltung der Flg.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 wird ein schematisches Schaltbild einer Hochspannungs-Generatorschaltung für einen Fernsehempfänger gezeigt, die aus einem keramischen übertrager 30 zur Erzeugung einer Hochspannung, einer Horizontalablenkungs-Ausgangsschaltung 10 zur Erzeugung einer Impulsspannung, einer Drosselspule 26 zur Lieferung von Gleichstromlefctung an die Horizontalablenkungs-Ausgangsschaltung 10 und aus einem Ablenkungsjoch 20 für eine Kathodenstrahlröhre besteht, auf das die Drosselspule 26 aufgewickelt ist.

Der keramische übertrager 30 hat eine Vielzahl von Resonanzarten und wird von einer Impulsspannung betrieben, um eine Änderung der Hochs^&mnung zu kompensieren.

Die Drosselspule 26 induziert eiü Magnetfeld, welches senkrecht zu den von den Horizontal- und den Vertikalspulen 21, 22, 23 bzw. 24 induzierten Magnetfeldern steht.

Die Horizontalablenkungs-Ausgangsschaltung 10 erregt zwei Resonanzarten des keramischen Übertragers 30. Der keramische Übertrager 30 besitzt mindestens eine Elektrode für eine Ausgangsspannung an einem Generatorteil zusätzlich zu einer Elektrode 34 für eine hohe Ausgangsspannung.

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BAD ORiGiNAL

DIe Horizontalablenkungs-Ausgangsschaltung 10 besteht aus einem Impulsübertrager 11, einem Ausgangstransistor 12, einer Dämpfungsdiode 13 und zwei Kapazitäten 14 und 15. Eine zweite Wicklung des Impulsübertragers 11 liegt zwischen Basis und Emitter des Ausgangstransistors 12, dessen Kollektor geerdet ist. Die Anode der Dämpfungsdiode 13 liegt am Emitter des Transistors 12, und die Kathode ist geerdet« Die Kapazität 14 liegt ebenfalls zwischen dem Emitter des Transistors 12 und Masse.

Das Ablenkungsjoch 20 umfaßt die Horizontalablenkungsspulen 21, und 22, die parallel zueinander liegen, die Vertikalablenkungsspulen 23 und 24, die in Reihe-liegen, und die Drosselspule 26 in Kombination mit einem Kern 25. Die parallel geschalteten Horizontalablenkungsspulen 21 und 22 liegen mit dem einen Ende am Emitter des Transistors 12 über die Kapazität 15 und mit dem anderen Ende an Masse. Die Drosselspule 26 liegt zwischen einer Gleichstromversorgungsquelle 60 und dem Emitter des Transistors 12. Die in Reihe liegenden Vertikalablenkungsspulen 23 und 24 sind mit beiden Enden mit der Vertikalausgangsschaltung 70 verbunden.

Der keramische Übertrager 30 besitzt vier Elektroden; die eine ist eine Eingangselektrode 31, die am Emitter des Transistors 12 liegt, die andere ist eine gemeinsame Masseelektrode 32 und die weiteren zwei Elektroden 33 und 34 sind Ausgangsleketroden. Die beiden Elektroden' 33 und 34

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sind mit unabhängigen Gleichrichterschaltungen 40 bzw. verbunden.

Die elektrische Arbeitsweise dieser Schaltung ist wie folgt: . ■

Die Arbeitsweise im eingeschwungenen Zustand wird beschrieben für den Zustand, bei welchem der Horizontal-Ausgangstransistor 12 einschaltet. Die Impulsspannung wird: an die horizontale Ablenkfrequenz über einen Irapulsübertrager 11 angelegt, um den Transistor 12 einzuschalten. Infolgedessen fliei3t ein Horizontalablenkungsstrom in die parallel geschalteten Ablenkungsspulen 21 und 22. Während dieser Zeit wird elektrisch Energie in den Ablenkungsspulen 21 und 22 gespeichert. In der Zeit, in der der Transistor 12 abgeschaltet ist zwischen Impulsen der Impulsspannung beginnt die in den Spulen gespeicherte elektrische Energie, sich in Richtung zur Kapazität 14 zu bewegen, und diese Energiebewegung wächst zu einer elektrischen Schwingung und die Dämpfungsdiode 13-wird abgeschaltet. Nach einer halben Periode der elektrischen Schwingung sind der Transistor 12 und die Dämpfungsdiode 13 durch die elektrische Schwingung in Vorwärtsrichtung vorgespannt, so daß die elektrische Schwingung gedämpft wird. Infolgedessen wird die elektrische Schwingung zu einem Rücklaufimpuls mit einer Impulsbreite einer halben Periode der Schwingfrequenz.

In Flg. 1 ist die Kapazität 14 dem keramischen Über-

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trager 30 zugeordnet. Die Kapazität 15 verbessert die Dezentrierung der Horizontalablenkung auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 80 durch das Abschneiden des Gleichstromes in den Horizontalablenkungsspulen 21 und 22 und verbessert auch die Linearität der Horizontalablenkung, wenn die Kapazität des Kondensators 15 so ist) daß dieser dicht bei der Horizontalablenkungsfrequenz mit der Induktivität der Horizontalablenkungsspulen 21 und 22 in Resonanz ist. Die Leistungsversorgungsquelle 60 liefert die Versorgung für die Horizontalablenkungs-Ausgangsschaltung 10 über die Drosselspule 26 auf dem Ablenkungsjoch 20.

Die hohe Gleichspannung, die an die Anode 81 der Kathodenstrahlröhre 80 angelegt werden muß, wird nach dem folgenden Verfahren von der Hochspannungsgeneratorspannung erzeugt. Der keramische Übertrager 30 wird von dem Rücklaufimpuls betrieben und erzeugt eine Wechselhochspannung zwischen der Ausgangselektrode 34 und Masse. Diese Wechselhochspannung wird von Dioden 51 und 52 gleichgerichtet und von der Kapazität 53 gefiltert. Der Wert der Kapazität 53 wird im wesentlichen dargestellt von der Streukapazität zwischen der Anode 81 der Kathodenstrahlröhre 80 und Masse. Andererseits ist es notwendig, eine Gleichspannung zum Betrieb der anderen Schaltungen des Fernsehempfängers zu erhalten. Zum Beispiel wird oft eine Niederspannungsquelle mit 12 oder 24 Volt in einem transistorisierten Fernsehempfänger mit Batteriebetrieb verwendet. In einem solchen

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FaIl kann man die Gleichspannung erhalten unter Verwendung einer Hochspannungsgeneratorschaltung gemäß de-r vorliegenden Erfindung. Gemäß Fig. 1 wird z.B. die Gleichspannung für das zweite Gitter 82 und das dritte Gitter 83 der Kathodenstrahlröhre 83 durch Gleichrichtung der an der Ausgangselektrode 33 des keramischen Übertragers 30 erzeugten Wechslspannung erhalten. In Fig. 1 wird diese

Wechselspannung durch die Dioden 41 und 42 gleichgerichtet,

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und der Kondensator filtert die Wechselstromkompoaenten.

Ein veränderlicher Widerstand 84 ist zur Einstellung des Brennpunktes der Kathodenstrahlröhre 80 Torgesehen. '

Fig. 2 zeigt einen piezoelektrischen keramischen Übertrager der Transversaltype_f wobei ein Treiberabschnitt

35 und ein Generatorabsohnxtt 36 im rechten Winkel zueinander polarisiert sind, wie es durch die Vektoren P angezeigt ist. Ein Elektrodenpaar 31 und 32 ist auf gegenüber liegenden leiten des Treiberabschnittes vorgesehen, und die Elektroden 33 und 34 sind oben auf dem Generatorabschnitt

36 und an dessen finde vorgesehen. Die Elektrode 31 arbeitet Bit der gemeinsamen Masseelektrode 32 zusammen, um eine Eingangsschaltung zu bilden, während die Ausgangselektroden 33 bzw. 34 mit der gemeinsamen Masseelektrode 32 die Ausgangssohaltungen bilden.

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Wenn ein elektrisches Feld Über der Eingangs- ' schaltung der Elektroden 31 und 32 angelegt wird, dann ribrlert der keramieoh· Übertrager In der longitudinal Art. Die Anordnung der Elektroden gemäß 11g. 2 1st dafür · geeignet, den keramischen Übertrager in der Orundlongltudinalart als einen Halbwellenresonator, bei. dem die Gesamtr länge des keranisohen Übertragers gleich der halben Wellen-. länge der Resonansfrequens ist, und in der »weiten harnonisohen Longitudinalart als einen Oanewellenreeonator EU betreiben, bei welohem die Gesamtlänge des keramischem Übertragers gleich einer Wellenlänge der Reeonanefrequens ist. Diese beiden Arten werden wirksaa In der Schaltungsanordnung gemäß der rorllegenden Erfindung rerwendet.

Die Arbeitsweise des keramischen Übertragers der Transrersaltype gemäß Flg.? ist wie folgt: In Flg. 2 wird eine Wechselspannung einschließlich der Impulsspannung cwisohen den Elektroden 31 und 32 angelegt. Wenn die Frequena der angelegten Wechselspannung dicht bei der Frequena des Halbwellen- oder Ganswellenresonators liegt, dann ribriert der keramische Übertrager mit einer großen Amplitude der mechanischen Spannung. Infolgedessen kann ein hohes elektrisches Feld pieeoelektrisch swisohen den Elektroden 34 und 32 und auoh swlschen den Elektroden 33 und 32 erzeugt werden.

In der Schaltungsanordnung gemäß der rorliegenden Erfindung wird der keramische Übertrager mit einer Im -

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pulsspannung betrieben, welche die gleiche Wiederholfrequenz wie die Horlzontalablenkungsfrequens eines Fernsehempfängers

hat. Die Horizontalablenkungsfrequene wird von den Rundfunkin
normen bestimmt und ist etwa konstant* Dann kann die Hori-~

zontalablenkungsfrequena nioht in einem Fernsehempfänger ν für den allgemeinen Hausgebrauch frei gewählt werden.

Die Resonanzfrequenz des keramischen Übertragers ist duroh die folgende Gleichung gegeben:

■f _m ^* ϊ ζ A \

wobei f die Grundreaonanefrequenz, C die Schallwellen-Fortpflanzungsgeschwindigkeit in dem keramischen Material und L die Gesamtlänge des keramischen Übertragers 1st. Die Gleichung (1) zeigt, daß die Länge des keramischen Übertragers sehr widhtig ist, damit der keramische Übertager mit der Horizontalablenkungsfrequena oder ihren harmonischen Frequenzen schwingt. Außerdem, wenn der keramische Übertrager zur Erzeugung der Hochspannung in einem Fernsehempfänger verwendet wird, verändert eine Änderung der Umgebungstemperatur und eine Selbsterwärmung des keramischen Übertragers die Resonanzfrequenz des Übertragers, da das keramische, fiir den Übertrager verwendete Material gewöhnlich einen großen Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz aufweist. Um das große Übersetzungsverhältnis zu erzielen, welches benötigt wird, sollte der keramische Übertrager einen ausreichend großen mechanischen Qualitats-

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faktor Qm aufweisen, so daß die Bandbreite der Resonanzfrequenz in einer Frequenzkurve sehr eng wird. Wenn die Wechselspannung, die eine verhältnismäßig konstante Frequenz aufweist» den keramischen Übertrager treibt, dann verändert die Änderung der Resonanzfrequenz des keramischen Übertragers mit der Temperatur die Ausgangshochspannung, selbst wenn die Resonanzfrequenz genau mit der horizontalen Ablenkfrequenz oder ihrer harmonischen Frequenz bei dem An|angsbetriebszustand zusammenfällt. Das Treiberrerfahren P gemäß der vorliegenden Erfindung kompensiert auch diese Veränderung in der Resonanzfrequenz. Sin typischer Rüoklaufimpuls oder rechteckige Impulsformen sind geeignet zum Treiben des keramischen Übertragers, wenn die mehreren Resonanzarten verwendet werden, um Veränderungen der Resonanzfrequenz zu kompensieren· Diese Impulsspannungen haben Orundfrequenz- und harmonische Frequenzkomponenten, wie

z.B. f₁ « 1/T, f₂ - 2/T, f_n - n/T,

wobei T eine flederholperiode 1st, und die Amplitude jeder Komponente hängt von der Impulsbreite und der Impulsform ab. Bei diesen harmonischen Frequenzkomponenten kann der keramische Übertrager ähnlich bei der Grundfrequenz betrieben werden. Gewöhnlich ist die Frequenz f^der Ganzwellenresonanzart nahezu doppelt so groß wie die Frequenz fw. der Halbwellenresonanzart. Die Differenz zwischen der y Frequenz f\und dem Doppelten der Frequenz

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Tiele Zehnerperioden, wenn die Frequenz f^„ gleich der HorlsontalablenkungsfrequenB eines Fernsehempfängers 1st.

Wenn der keramische Übertrager ron der Impulsspannung betrieben wird, die eine konstante Impulsbreite und eine Wiederholfrequen* aufweist, welche nahezu gleich der Grundresonansfrequene des keramisohen Übertragers ist, dann gibt es swei Spltsenspannungen in der Kennlinie der Ausgangahoohspannung Über der Wlederholfrequens des treibenden Impulses. Die eine Spit seilspannung entsteht aufgrund der * Frequenskomponente f^ » 1/T des Impulses und die andere Spit seilspannung entsteht aufgrund der Frequenskomponente f. * 2/T, die in dem Treiberimpuls enthalten ist« Wenn eine Impulsbreite fUr den Treiberimpuls gewählt wird, die den gleichen Wert der Spit seilspannung aufweist, wie die Sinusspannung, dann wird die Bandbreite der Wiederholfrequenekurre bei einer Ausgangsspannung, die um wenige DeBibel niedriger 1st als die maximale Ausgangsspannung, breiter als die bei Betrieb des keramisohen Übertragers mit einer Sinusspannung· Die Wlederholfrequens des Treiberimpulses ist gleioh der Horisontalablenkungsfrequene und durch die Rundfunknormen in einem Fernsehempfänger festgelegt. Die Hori-Bontalablenkungsfrequens kann Jedoch eine Frequenzdrift von weniger als 0,5 % gemäß den Synchronisationsnormen von Fernsehsystemen aufweisen. Die Resonanzfrequenz des keramischen Übertragers wird auch aufgrund der Veränderung der Um-

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gebungstemperatur und der Selbsterwärmung des keramischen Übertragers geändert. Zur Vermeidung einer Änderung der Ausgangshochspannung bei diesen Frequenzänderungen sollte die Resonanzfrequenz dicht bei der Mitte zwischen den Treiberfrequenzen für die beiden maximalen Ausgangehochspannungen gewählt werden. Die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz f\/2 ^un<* ·£*"" let nahezu konstant trotz irgenweIcher Änderungen der Resonanzfrequenz aufgrund einer Temperaturänderung des keramischen Übertragers·

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 1 die Wechselspannung, welche verbunden ist mit einer Gleiohspannung für das zweite und dritte Gitter 82 bzw. 83 der Kathodenstrahlröhre 80, auch von dem keramischen Übertager 30 geliefert, dessen Ausgangselektrode 33 am Generatorabschnitt 36 liegt. Die Dioden 41 und 42 und der Kondensator 43 in der Gittersohaltung werden dazu verwendet, die Gleichspannung für das zweite und das dritte Gitter 82 bzw. 83 der Kathodenstrahlröhre 80 zu erhalten. Die Stellung der Elektrode 33 1st wichtig in der Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, da die 'zwei Resonanzarten vom Treiberimpuls angeregt werden, welcher von der Horizontalablenkungsechaltung 10 erzeugt wird. Ss wurde entdeckt, daß die Elektrode 33 zwischen den Knotenpunkten der zwei Arten angeordnet sein sollte, um die Ausgangsspannungsänderung an der Elektrode 33 auf ein

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Minimum zu begrenzen, wenn die Betriebsart von der einen in die andere Art übergeführt wird. Die Elektrode 33 ist eine Schmalbandelektrode, die an den vier Seiten des Generatorabschnittes 36 des keramischen Übertragers 30 angeordnet ist.

Gemäß Fig. 1 wird ein Gleichstrom über die Drosselspule 26 von der Versorgungsquelle 60 geliefert. Der Gleichstrompfad in der Horizontalablenkungsschaltung 10 wird sogar in einer Hochspannungs-Generatorschaltung be- ' nötigt, die einen keramischen Übertrager verwendet} um eine gute Linearität der Horizontalablenkung zu erzielen und eine Dezentrierung der Ablenkung zu vermeiden.

Gemäß Fig. 3, in welcher gleiche Bezugszeichen den Elementen der Fig. 1 ähnliche Elemente kennzeichnen, sind die Anschaltung und die Arbeitsweise des Impulsübertragers 11, des Horizontalausgangstransistors 12, der Dämpfungsdiode 13, der Kondensatoren 14- und 15, der Horizontalablenkungsspulen 21 und 22, der Vertikalablenkungsspulen 23 und 24 und der Drosselspule 26 die gleichen wie in Fig. Die Drosselspule 26 umfaßt weiterhin eine Sekundärspule 27· Die Eingangselektrode 31 des keramischen Übertragers 30 ist nurit der um die Drosselspule 26 herumgewickelten Sekundärspule 27 verbunden. Diese beiden Spulen 26 und 27 bilden eine Art Übertrager. Die Spule 27 besitzt eine mit einer Diode 91 verbundene Anzapfung. Die Ausgangselektroden 33

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und 34 des Übertragers sind mit unabhängigen Spannungsgleichrichterschaltungen 40 bzw. 50 verbunden.

Der RUcklaufimpuls wird im Emitter des Horizontalausgangstransistors 12 auf eine Weise induziert, die ähnlich der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen ist. Diese Rücklaufimpulsspannung wird durch die Spulen 26 und 27 heraufgesetzt. Die Gleichspannung für die Videoausgangsschaltung P 90 wird auch von einer Anzapfung der Spule 27 nach der Gleichrichtung durch die Diode 91 geliefert. Die Spulen 26 und 27 besitzen gegeneinander eine lose Kopplung, so daß der in der Spule 27 auftretende Impuls geolippt ist.

Gemäß diesem Verfahren wird die Wellenform des in der Spule 27 induzierten Impulses rechteckig. Eine solche geclippte Impulsspannung mit einer geeigneten Impulsbreite enthält Grundfrequenz- und zweite harmonische Komponenten, die eine größere Amplitude als die Rücklaufimpulsspannung haben. Deshalb 1st der geclippte Impuls zum Treiben des keramischen Übertragers geeignet, welcher von den gleichen Treiberimpuls in zwei Resonanzarten betrieben wird, der Grundfrequenz- und der zweiten harmonischen Resonanzart· Der in der Spule 27 induzierte geclippte Impuls wird auf die Eingangselektrode 31 des keramischen Übertragers 30 gegeben. Infolgedessen wird die Hochspannung in der Ausgangsschaltung zwischen den Elektroden 34 und 32 erzeugt, von den Dioden 51 und 52 gleichgerichtet und durch den Konden-

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sator 53 gefiltert, welcher die Streukapazität der Anode der Kathodenstrahlröhre 80 enthält. Auf diese Weise wird die Gleichhoohspannung für die Anode 81 der Kathodenstrahlröhre 80 erhalten. Die Gleichspannung für das zweite

80 und dritte Gitter 82 bzw. 83 der KathodenstiahIröhre wird auch von dem keramischen Übertrager 30 durch die Ausgangselektrode 33 am Generatorabschnitt 36 geliefert. Die in der Ausgangselektrode 33 induzierte Wechselspannung wird von den Dioden 41 und 42 gleichgerichtet und durch den Kondensator 43 gefiltert.

In den Figuren 4a und 4b wird ein Ablenkungsjoch gezeigt, wie es in der Schaltungeanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das Ablenkungsjoch be-r steht aus eines Paar Horizontalablenkungaspulen 21 und 22, einem Paar Vertikalablenkungsspulen 24 und 23, einer Drosselspule 26, einer weiteren Spule 27 und einem Kern 25, welcher der Pfad des Magnetflusses dieser Spulen ist. Drei Arten von Spulen werden in der Figur gezeigt. Die Spulen 21 und 22 sind sattelartige Spulen für die Horizontalablenkung und die Spulen 23 und 24 sind artige Spulen und verteilte Wloklungsspulen. Die Spulen 26 und 27 sind zylindrisch um die Ablenkungsspulen 21, 22, 23 und 24 herumgewickelt. Die Spule 26 wird als Gleichstrompfad ver-,' wendet. Wenn es notwendig 1st, ist eine weitere Spule 27 um die Spule 26 herumgewickelt. Die von diesen Spulen

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26 und 27 erzeugten Magnetfelder stehen senkrecht zu den Magnetfeldern der Horizontal- und Vertikalablenkungsspulen 21, 22, 23 bzw. 24.

Fig. 4a ist eine Querschnittansicht des Ablenkungsjoches senkrecht zu dessen Achse. Die Drosselspule 26 und die ande» Spule 27 werden als eine Art Übertrager verwendet. In diesem Fall ist die Drosselspule 26 die Primärspule und die andere Spule 27 die Sekundärspule des Übertragers.

Fig. 4b ist eine Querschnittanaicht des Ablenkungejoches parallel zu dessen Achse. Der Kern 25 bildet einen offenen Pfad- des Magnetfeldes für eine Art Übertrager, der sich aus der Primärspule 26 und der Sekundärspule 27 zusammensetzt, so daß diese Primärspule 27 und die Sekundärspule 27 gegenseitig eine lese Kopplung aufweisen und ein großer Oleichstrom in der Primärspule 26 fließenfcann. Dementsprechend kann die Primärspule 26 als ein Olelohstrompfad in der Horizontalablenkungesehaltung arbeiten, und «ine Art Übertrager aus der Primär- und der Skundärepule 26 bzw. 27 wird dazu verwendet, Impulse an die notwendigen Schaltungen im Fernsehempfänger zu liefern.

Ein Beispiel für die Entwurfsparameter der in Fig. 3 gezeigten Schaltung ist das folgende. Der keramische übertrager hat z.B. die folgenden Abmessungen :

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Länge » 111,7 nun
Breite = 29,6 mm
Höhe = 5,6 mm
Breite der Elektrode 33 » 5,0 mm

Als keramisches Material wird PCM-32^W verwendet. (Electric Components Catalog, englische Ausgabe, 10, April 67, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Japan.) Der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz beträgt -Q,03£/°C* ä Die Spannung von Spitze zu Spitze des Treiberimpulses für den keramischen übertrager beträgt 130 V₃₃. Die Gleichhochspannung beträgt 10 kV. Die Versorgungsspannung der Horizontalausgangsschaltung liegt bei -12 V.

Die ununterbrochene Linie 1 in Fig. 5 zeigt das Verhältnis der Wiederholfrequenz und der Ausgangshochspannung für die oben angegebenen Arbeitsbedingungen. In Fig. 5 zeigt die gestrichelte Kurve 2 das Verhältnis von Wiederholfrequenz zu Ausgangshochspannung in dem Fall, wo der keramische übertrager durch eine Sinusspannung angetrieben wird, die nahe bei der Horizontalablenkungsfrequenz liegt. Die gestrichelte Kurve 2 kennzeichnet, daß unter solchen Bedingungen der keramische Übertrager nur in der Grundfrequenzart betrieben wird, d.h. als Halbwellenresonator bei einer Frequenz von 15,7 kHz und daß keine andere Resonanz nahe einer Frequenz von 15,7 kH vorliegt.

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Andererseits zeigt die ununterbrochene Kurve 1, daß es zwei Maximumspitzen der Ausgangshochspannung gibt, da die Grundfrequenz- und die zweiten harmonischen Komponenten des Rücklaufimpulses den keramischen Übertrager sowohl in der Halbwellen- als auch in der Ganzwellen-Längenreaonanzart selbst im Bereich der Wiederholfrequenz, die nahe bei der Horizontalablenkungsfrequenz liegt, betreiben können·

. In einer praktischen Anwendung des keramischen Übertragers für einen Fernsehempfänger hat die Streukapazität der Ausgangselektrode einen starken Einfluß auf die Resonanzfrequenz des keramischen Übertragers. Durch Ausnutzung dieser Streukapazität kann jedoch die Resonanzfrequenz des keramischen Übertragers leicht eingestellt werden, und dementsprechend ist eine große Toleranz in der Sröße des keramischen Übertragers zugelassen.

Weiterhin ist gemäß der Erfindung die Änderung der an die Anode der Kathodenstrahlröhre angelegten Hochspannung reduziert durch Verbreiterung des Frequenzbereiches, in welchem die Hochspannung erzeugt wird. Deshalb kann ein keramischer Übertrager verwendet werden zur Erzeugung einer stabilen Hochspannung im Fernsehempfänger.

Weiterhin ist das Volumen der Hochspannungs-Generator schaltung bei Verwendung eines keramischen Übertragers wesentlich kleiner als bei Verwendung eines RUcklaufimpulsübertragers, und dementsprechend wird dies wirk-

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sam, wenn die Schaltungsbestandteile miniaturisiert werden.

Weiterhin kann gemäß der Erfindung eine gute Sicherheit erzielt werden, da der keramische Übertrager nicht entflammbar ist.

Die Zorerlässigkeit wird ebenfalls gesteigert durch Ausschließen der feinen Windungen des RUcklaufimpulsiibertragers.

Der keramische Übertrager arbeitet piezoelektrisch, und deshalb wird kein großes Magnetfeld induziert, obwohl eine Hochspannung erzeugt wird. Dementsprechend können "

unerwünschte Strahlungen durch. Verwendung einer elektrostatischen Abschirmung allein abgeschirmt werden. -

-Patentansprüohe-

009838/0609

Claims

Patentansprüche

1. Hochspannungs-Generatorschaltung fUr einen Fernsehempfänger, gekennzeichnet durch einen keramischen übertrager zur Erzeugung einer Hochspannung, durch eine Horizontalablenkungs-Ausgangsschaltung zur Erzeugung einer Impulsspannung, die mit dem Eingang des Übertragers gekoppelt ist, durch ein Ablenkungsjoch, eine Drosselspule und eine Horizontal- sowie eine Vertikalablenkungsspule, die auf das Ablenkungsjoch aufgewickelt sind, wobei die Drosselspule mit der Horizontalablenkungs-Ausgangsschaltung gekoppelt ist zur Lieferung von Oleichstromleistung an die Horlzontalablenkungs-Ausgangsschaltung und an das Ablenkungsjoch, wobei der keramische Übertrager eine Anzahl von Resonanzarten aufweist und ron der Impulsspannung betrieben wird, um eine Änderung der Ausgangshochspannung bei Änderung der. Temperatur des Übertragers zu kompensieren, und wobei die Drosselspule so gewickelt ist, daß sie ein Magnetfeld induziert, welches senkrecht zu den von den Horizontal- bzw. Vertikalablenkungsspulen induzierten Magnetfeldern steht.

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2. Hochspannungs-Generatorschaltung naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die HoAzontalablenkungs-Ausgangsschaltung eine Impulss.pannung erzeugt, die zwei Resonanzarten des keramischen Übertragers erregt.

3» Hochspannungs-Generatorschaltung nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der keramische Übertrager einen Generatorabschnitt mit einer Hochspannungs-Ausgangselektrode daran und mindestens einer zusätzlichen Elektrode für eine Gitterrersorgungsspannung aufweist.

4. Hochspannungs-Generatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule eine Primärspule und eine Sekundärspule aufweist, die miteinander lose gekoppelt sind.

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