DE19900111A1 - Diodensplitt-Hochspannungstransformator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung gibt einen Diodensplitt-Hochspannungstransformator mit einem Kern, einer Primärwicklung und einer Hochspannungswicklung, die in Kammern (C1-C12) eines Spulenkörpers angeordnet ist, wobei die Kammern (C1-C12) mit der Hochspannungswicklung unterhalb der Primärwicklung liegen, auf der Fläche des inneren Hohlraumes des Spulenkörpers ein leitender Belag (15) angeordnet ist, und durch eine entsprechende Anordnung und Verdrahtung der Kammern (C1-C12) Schwingungen, die während des Betriebes entstehen, auf dem leitenden Belag (15) Induktionsströme induzieren, die in ihrer Summe in etwa Null ergeben. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem durch eine symmetrische Anordnung und Verdrahtung der Kammern (C1-C12) in Bezug auf die Dioden (3, 4) die Schwingungen auf dem leitenden Belag (15) Induktionsströme induzieren, die paarweise mit gleicher Amplitude, aber gegenphasig, auftreten und sich dadurch aufheben. Insbesondere durch eine gleiche Bodenstärke und in etwa gleiche Windungszahlen für alle Kammern (C1-C12) treten die Induktionsströme mit quantisierter Amplitude auf, so daß sich deren Werte auf einfache Weise festlegen lassen, da die Streukapazitäten (SC) für alle Kammern (C1-C12) gleich sind. Durch diese Anordnung kann der Masseanschluß (G) weggelassen werden, die Abschirmwirkung des leitenden Belages (15) bleibt aber erhalten.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Diodensplitt- Hochspannungstransformator mit einem Kern, einer Primärwicklung und einer Hochspannungswicklung, die in Kammern eines Spulenkörpers angeordnet ist. Der Aufbau eines Hochspannungstransformators dieser Art sowie die Bewicklung dieser Kammern ist beispielsweise in der EP-B-0 529 418 ausgeführt.

Der Hochspannungstransformator eines Fernsehgerätes oder eines Computermonitors ist ein relativ teures Bauteil, so daß es wünschenswert ist, dessen Herstellung zu vereinfachen, ohne jedoch dessen Betriebssicherheit zu reduzieren. In der nachveröffentlichten Patentanmeldung PCT/EP 98/03882 ist bereits ein Hochspannungstransformator angegeben, bei dem die Hochspannungswicklung unterhalb der Primärwicklung, zwischen Primärwicklung und Kern, liegt, wodurch dieser erheblich kompakter, leichter und kostengünstiger wird. Zur Vermeidung von Hochspannungsüberschlägen und Koronaeffekten weist dieser eine Isolierung, beispielsweise einen leitenden Belag, zwischen dem Spulenkörper und dem Kern auf.

Es ist weiterhin wünschenswert, daß der Hochspannungstransformator möglichst keine Störstrahlung aussendet, da durch die hohe Integration von Halbleiterschaltungen das Chassis eines Fernsehgerätes inzwischen sehr kompakt geworden ist und hierdurch Einstrahlungen in die Tunerschaltung möglich sind. Hier sind insbesondere Diodensplitt-Hochspannungstransformatoren problematisch, da bei diesen die Hochspannungswicklung außen liegt und keinerlei Abschirmung aufweist bzw. eine Abschirmung sehr aufwendig und problematisch ist. Maßnahmen zur Verringerung dieser Störstrahlung bzw. den unerwünschten Schwingungen sind beispielsweise aus der EP-A-0 735 552 und der EP-A-0 729 160 bekannt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Diodensplitt-Hochspannungstransformator der eingangs genannten Art anzugeben, der sehr kompakt ist und gleichzeitig eine gute Abschirmung der Störstrahlung aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Diodensplitt-Hochspannungstransformator nach der Erfindung enthält einen Kern, eine Primärwicklung und eine Hochspannungswicklung, wobei die Hochspannungswicklung unterhalb der Primärwicklung liegt, bzw. innerhalb der Primärwicklung in Bezug auf das Gehäuse. Die Hochspannungswicklung ist hierbei in Kammern eines Spulenkörpers angeordnet, dessen Fläche des inneren Hohlraumes zwischen dem Spulenkörper und dem Kern mit einem leitenden Belag versehen ist, so daß Koronaeffekte vermieden werden. Koronaeffekte entstehen insbesondere, wenn an Luft oder an Lufteinschlüssen ein hohes elektrisches Feld anliegt, wodurch Ozon entsteht, das chemisch sehr aggressiv ist und den Spulenkörper bzw. Isolierungen zerstört. Durch den leitenden Belag kann das elektrische Feld zwischen der Hochspannungswicklung und dem Kern vollständig abgeschirmt werden, so daß zwischen dem leitenden Belag und der Hochspannungswicklung keine Lufteinschlüsse oder Luftspalte mit hohen elektrischen Feldern während des Betriebs des Hochspannungstransformators auftreten.

Der leitende Belag ist vorteilhafterweise eine dünne Schicht, die koloidales Graphit enthält. Diese kann durch Sprühen eines flüssigen Sprühmittels, das kolloidales Graphit und Klebemittel in einem Lösungsmittel aufweist, auf der inneren Wand des Spulenkörpers mittels einer Düse auf einfache Weise aufgetragen werden. Der leitende Belag kann aber auch eine metallisierte Folie sein, die dicht an der inneren Wand des Spulenkörpers anliegt, oder durch Vergießen des Zwischenraumes zwischen dem Kern und dem Spulenkörper mit einem leitfähigen Material gebildet sein. Weitere Einzelheiten zu dem leitförmigen Belag sind in der PCT/EP 98/03882 angegeben, auf die hiermit verwiesen wird.

Die Dioden des Hochspannungstransformators liegen insbesondere nicht zwischen oder überhalb den Kammern mit der Hochspannungswicklung, sondern außerhalb der Kammern, so daß die Primärwicklung, unter Berücksichtigung einer entsprechenden Isolierschicht, direkt über den Kammern angeordnet werden kann und derart dicht gewickelt ist, daß die Hochspannungswicklung vollständig durch die Primärwicklung überdeckt ist. Hierdurch entsteht zusammen mit dem leitenden Belag auf der Unterseite des Spulenkörpers eine hervorragende Abschirmung für die Hochspannungswicklung. Es bietet sich zudem an, jedenfalls bei Hochspannungstransformatoren mit zwei und vier Dioden, die eine äußere Kammer mit Masse zu verbinden und die andere äußere Kammer als Hochspannungsanschluß vorzusehen, so daß der Hochspannungstransformator auch seitlich, bzw. nach oben und unten bei einer stehenden Ausführung, vollständig abgeschirmt ist.

Für die Abschirmwirkung des leitenden Belages müßte dieser geerdet oder mit einen konstanten elektrischen Potential verbunden sein. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der dünne elektrische Belag nicht ohne Probleme mit einem metallischen Leiter kontaktiert werden kann, da dieser nur angeklemmt werden und nicht verlötet werden kann, und der Leiter nur einen punktuellen Kontakt ermöglicht bzw. nur eine sehr kleine Fläche des leitenden Belages kontaktiert ist. Da der leitende Belag insbesondere hochohmig ist, um Wirbelströme zu vermeiden, kann durch Ausgleichsströme die Kontaktstelle zur Masseverbindung zerstört werden. Eine Widerstandsmessung über den leitenden Belag in der Länge des Spulenkörpers ergibt beispielsweise je nach Ausführung Widerstandswerte zwischen 20 kOhm und 2 MOhm.

Dieser Masseanschluß kann jedoch vermieden werden, wenn die Kammern derart angeordnet und mit den Dioden verdrahtet sind, daß die Schwingungen, die während des Betriebes des Diodensplitt-Hochspannungstransformators entstehen, insbesondere in der Sperrphase der Dioden, auf dem leitenden Belag Ströme induzieren, die sich gegenseitig aufheben, die Summe dieser Ströme also Null ist. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem in den Kammern die Störschwingungen mit gleichen Amplituden, aber gegenphasig auftreten, und die Kapazitäten zwischen den Kammern und dem leitenden Belag gleich sind, so daß sich die Induktionsströme auf dem leitenden Belag ausgleichen. Vorzugsweise wird eine geradzahlige Anzahl von Kammern verwendet, die alle eine gleiche Windungszahl oder wenigstens eine paarweise gleiche Windungszahl aufweisen, so daß die Schwingungen mit quantisierten Amplituden auftreten. Durch die Verbindungen der Kammern untereinander und zu den Dioden treten in einer Richtung Schwingungen mit steigender bzw. fallender Amplitude auf, so daß sich die Ausgleichsströme von jeweils zwei Kammern, deren Schwingungen die gleichen Amplituden haben, auf den leitenden Belag ausgleichen.

Eine Kammergruppe in der Mitte des Hochspannungstransformators weist hierbei zwischen zwei Kammern eine impulsfreie Verbindung auf, die vorteilhafterweise für den Fokusanschluß einer Bildröhre verwendet werden kann. Bei dem Wickeln der Kammern muß hierbei beachtet werden, daß noch nicht gefüllte Kammern nicht durch Drähte überspannt werden, und der Wicklungssinn der Kammern einheitlich ist.

Da sich die Ausgleichsströme aufheben, wird die Störstrahlung der in der Hochspannungswicklung entstehenden Schwingungen wirksam abgeschirmt, auch wenn der Masseanschluß für den leitenden Belag weggelassen wird. Die Kammerböden sind insbesondere gleich dick, beispielsweise einen Millimeter, so daß die zwischen den Kammern und dem leitenden Belag entstehenden Kapazitäten gleich sind. Ein endgültiger Nullabgleich der Ausgangsströme kann weiterhin durch unterschiedliche Windungszahlen in einzelnen Kammern erfolgen, wodurch verbleibende Impulsspannungen von beispielsweise 40 V bis auf etwa 0 V reduziert werden können. Zur Kontrolle kann hierbei der Ausgleichsstrom zwischen dem leitenden Belag und einem Bezugspotential, beispielsweise Masse, gemessen werden. Bei idealem Abgleich geht dieser zu Null.

Bei einem Hochspannungstransformator mit zwei Dioden sind die Kammern mit der Hochspannungswicklung in drei Gruppen unterteilt durch die beiden Dioden, wobei beidseitig an den beiden Dioden die höchsten Impulsspannungen auftreten und der Fokusanschluß aus der mittleren Kammer herausgeführt wird und impulsspannungsfrei ist.

Bei Hochspannungstransformatoren mit drei und vier Dioden kann ebenfalls durch eine entsprechende Anordnung und Verdrahtung bzw. Wicklung der Kammern erreicht werden, daß sich die Induktionsströme auf dem leitenden Belag ausgleichen, so daß auch bei diesen ein Masseanschluß vermieden werden kann. Die Kammern sind hier ebenfalls vorzugsweise derart ausgebildet, daß Schwingungen mit gleicher Amplitude, aber gegenphasig auftreten. Auch diese enthalten eine mittlere Gruppe mit einer geradzahligen Anzahl von Kammern, so daß eine Fokusspannung herausgeführt werden kann, die wechselspannungsfrei ist.

Der vorliegende Hochspannungstransformator eignet sich also ausgezeichnet für neuere Fernsehgeräte oder Monitor-Chassis, da er praktisch störstrahlungsfrei arbeitet. Einstreuungen der Störstrahlung in die Tunerschaltung müssen nicht mehr befürchtet werden. Eine Kontaktierung des leitenden Belages, die kompliziert ist bei einer zuverlässigen Ausführung und dadurch die Kosten des Hochspannungstransformators erhöht, kann vermieden werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand von schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einem Diodensplitt- Hochspannungstransformator mit zwei Dioden zur Erzeugung einer Hochspannung für eine Bildröhre,

Fig. 2 einen Spulenkörper mit Wicklungen und zwei Dioden für einen Hochspannungstransformator,

Fig. 3 die Beschaltungen der Kammern für einen Hochspannungstransformator mit zwei Dioden,

Fig. 4 ein Blockschaltbild mit einem Diodensplitt- Hochspannungstransformator mit drei Dioden zur Erzeugung einer Hochspannung für eine Bildröhre, und

Fig. 5 die Beschaltungen der Kammern für einen Hochspannungstransformator mit drei Dioden.

In der Fig. 1 ist ein Diodensplitt- Hochspannungstransformator Tr mit einer Primärwicklung W1 und einer Hochspannungswicklung W2-W4 dargestellt, die in Teilwicklungen W2, W3a, W3b und W4 unterteilt ist, wobei zwischen der ersten und der zweiten und der dritten und der vierten jeweils eine Hochspannungsdiode 3 bzw. 4 zur Gleichrichtung zwischengeschaltet ist. Zwischen der zweiten und der dritten Hochspannungswicklung W3a, W3b ist ein Abgriff F zur Bereitstellung einer Hochspannung für die Fokuselektrode einer Bildröhre 7 herausgeführt. Ein Ende der Teilwicklung W2 ist mit einem Referenzpotential G, üblicherweise Masse, verbunden und an einem Ende der Teilwicklung W5 liegt die Hochspannung UH an, die an einem Anschluß herausgeführt ist für den Betrieb der Bildröhre 7.

Die Hochspannung wird üblicherweise geglättet durch Kabelkapazitäten des Verbindungskabels und Kapazitäten in der Bildröhre 7, hier durch die Kapazität 6 angedeutet. Diese Kapazität beträgt üblicherweise mehrere Nanofarad, so daß die Hochspannung für Störimpulse des Hochspanungstransformators ein Gleichspannungspotential darstellt. Das eine Ende der Primärwicklung W1 ist mit einer Betriebsspannung UB verbunden und das andere Ende mit einem Schalttransistor 2, der von einem Ansteuersignal 1 periodisch ein- und ausgeschaltet wird. Der Hochspannungstransformator enthält weiterhin einen Kern K, üblicherweise ein E/E- oder E/I-Ferritkern.

Der Schalttransistor 2 wird in der kurzen Zeit des horizontalen Zeilenrücksprungs gesperrt. Hierdurch entsteht für den Hochspannungstransformator Tr eine hohe Impulsbelastung, die bei dessen Konstruktion berücksichtigt werden muß. Da in der Anordnung nach der Fig. 1 die gleichrichtenden Dioden 3, 4 zwischen die Teilwicklungen des Hochspannungstransformators geschaltet sind, ist ersichtlich, daß die äußeren Enden der Hochspannungswicklung wechselspannungsfrei sind, da sie an den Gleichspannungspotentialen G und UH anliegen. Die impulsförmigen Belastungen liegen daher hauptsächlich an den den Dioden benachbarten Teilwicklungen an und sind am höchsten, aber gegenphasig, an den Anschlüssen der Dioden 3 und 4. Die einzelne Aufteilung der Impulsspannungen wird anhand der Fig. 3 erläutert.

In der Fig. 2 ist in einer Schnittzeichnung ein Spulenkörper 9 dargestellt, der sowohl die Primärwicklung W1 als auch die in die Teilwicklungen W2-W4 unterteilte Hochspannungswicklung aufnimmt, wobei die Wicklungen W2-W4 unterhalb der Primärwicklung W1 liegen. Der Spulenkörper 9 enthält einen axialen inneren Hohlraum 11, der den Ferritkern (nicht dargestellt) aufnimmt, und eine Vielzahl von Kammern C, in diesem Ausführungsbeispiel zwölf, deren Boden in Richtung des Hohlraumes etwa eine Dicke von 1 mm aufweist, und in die die Teilwicklungen W2-W4 der Hochspannungswicklung gewickelt sind. Hierbei entsprechen jeweils drei nebeneinander liegende Kammern eine der Teilwicklungen W2, W3a, W3b bzw. W4.

Über den Kammern C liegt eine Isolierschicht 10, die in diesem Ausführungsbeispiel aus einigen Lagen einer Folienwicklung besteht. Direkt auf diese Isolierschicht 10 ist die Primärwicklung W1 in einer oder mehreren dichtgewickelten Lagen aufgewickelt. Zusätzlich sind auf der Primärwicklung W1 Hilfswicklungen WH aufgebracht zur Erzeugung von weiteren Gleichspannungen. Sinnvolle Drahtstärken sind beispielsweise für die Primärwicklung W1 0,335 mm oder dicker und für die Hochspannungswicklung 0,05 mm Kupferlackdraht.

Alternativ zu der Folienwicklung ist auch eine Kunststoffhülse als Isolierschicht zwischen der Primärwicklung und der Hochspannungswicklung möglich, die über den Spulenkörper 9 mit der Hochspannungswicklung W2-W4 aufschiebbar ist. Die Primärwicklung kann dann zusammen mit den Hilfswicklungen direkt auf die Kunststoffhülse gewickelt werden. Durch eine entsprechende Anordnung der Dioden, wie in der PCT/EP 98/03882 beschrieben, kann auch bei Verwendung einer Hülse der gesamte Spulenkörper sehr kompakt gehalten werden. Die Hülse liegt dann formschlüssig über den Kammern C der Hochspannungswicklung W2-W4 und überdeckt diese vollständig.

Der Spulenkörper 9 weist in diesem Ausführungsbeispiel an den Kammerenden seitliche Ränder 13 auf zur Aufnahme der Folienwicklung 10 und der Primärwicklung W1. Diesen Erhöhungen folgen nach außen hin zwei weitere Kammern 14, 16, die der Aufnahme der beiden Hochspannungsdioden 3, 4 dienen. Die Dioden 3, 4 sind mit den Teilwicklungen W2-W4 der Hochspannungswicklung über die Drähte der entsprechenden Wicklungen verbunden.

Durch diese Ausführung sind die Kammern C mit der Hochspannungswicklung vollständig durch die Primärwicklung W1 überdeckt, separiert durch eine Isolierschicht, so daß die niederohmige Primärwicklung W1 eine effektive Abschirmung der hochfrequenten, starken Störstrahlung bewirkt, die durch das Schalten des Schaltransistors 2 entsteht und mit dem Transformationsverhältnis der Windungszahlen von der Primärwicklung W1 zur Hochspannungswicklung hochtransformiert wird. Wenn die Dioden 3, 4 sperren, werden die Störschwingungen separiert in unterschiedliche Schwingungen in jeder der Teilwicklungen W2-W4, die Schwingungsfrequenz hängt hierbei von den entsprechenden Streuinduktivitäten und Streukapazitäten jeder Teilwicklung ab.

Der innere Hohlraum 11 des Spulenkörpers 9, in dem ein Schenkel des Kernes (nicht dargestellt) liegt, ist in diesem Ausführungsbeispiel auf seiner Fläche vollständig mit einem leitenden Belag 15 versehen, der geerdet sein kann, beispielsweise durch Kontakt mit dem Kern. Als leitender Belag kann vorteilhafterweise eine kolloidale Graphitschicht verwendet werden, die sich in einem Sprühverfahren auftragen läßt und die eine hochohmige Leitfähigkeit aufweist. Hierdurch wird der an sich nicht vermeidbare, mit Luft gefüllte Zwischenraum zwischen dem Ferritkern und dem Spulenkörper 9 gegen die Hochspannung abgeschirmt, so daß durch diese Maßnahme die Koronabildung völlig unterdrückt wird. Die Leitfähigkeit des Belags ist derart gewählt, daß Wirbelströme in diesem vermieden werden.

Die Schicht mit dem kolloidalen Graphit kann vorzugsweise mittels eines flüssigen Sprühmittels aufgetragen werden, das kolloidales Graphit und Klebemittel in einem Lösungsmittel enthält und das den Kunststoff des Spulenkörpers 9 zusätzlich leicht anlöst, um die Haftfähigkeit zu erhöhen. Dieses Sprühmittel kann beispielsweise mit einer in radialer Richtung sprühenden Düse, die durch den Hohlraum 11 des Spulenkörpers 9 durchgeführt wird, auf einfache Weise aufgetragen werden.

Der Spulenkörper 9 enthält an seiner Unterseite elektrische Anschlüsse 12, mit dem der Hochspannungstransformator direkt auf einer Platine befestigt wird. Er wird zusätzlich noch mit einem Kunststoffgehäuse umgeben (nicht dargestellt), das zur Seite der Anschlüsse offen ist, und mit diesem mittels einer Kunststoffharzmasse vollständig vergossen.

Die Fläche des inneren Hohlraumes 11 kann beispielsweise auch mittels einer metallisierten Folie, insbesondere Kunststoffolie, mit dem leitenden Belag 15 ausgestattet sein. Die metallisierte Folie ist hierbei zwischen Kern und Spulenkörper überlappend eingewickelt und sollte sich möglichst dicht mit der metallisierten Seite an die Fläche des inneren Hohlraumes anschmiegen, so daß Koronaeffekte vermieden werden. Eine niederohmige Metallfolie allein ist nicht geeignet, da sie eine Kurzschlußwicklung bilden würde. Eine metallisierte Kunststoffolie, z. B. aluminisiertes Mylar, bildet auch bei einer Überlappung keine Kurzschlußwicklung über dem Umfang. Denkbar ist auch die Verwendung von zwei Folien, z. B. einer Kunststoffolie und einer Metallfolie, die derart überlappend gewickelt sind, daß die Metallfolie keinen elektrischen Kontakt an dem überlappenden Ende aufweist. Möglich ist auch ein Vergießen des verbleibenden Hohlraums zwischen dem Kern K und dem Spulenkörper 9 mit einem Material, das eine niedrige Leitfähigkeit aufweist.

Der Aufbau und die Beschaltung der Hochspannungswicklung der Fig. 1 und 2 wird anhand der Fig. 3 näher erläutert, in der die Wicklungen in den Kammern C1-C12 sowie ihre Beschaltung schematisch, ohne den Spulenkörper 9, dargestellt sind. Die erste Teilwicklung W2 enthält die drei Kammern C1-C3, die seriell verschaltet sind, und wobei der Anfang der Kammer C1 an Masse G liegt und das Ende der Kammer C3 mit der Diode 3 verbunden ist. Die Teilwicklungen W3a und W3b liegen in den Kammern C4-C6 bzw. C7-C9 und sind ebenfalls seriell verbunden. Die Teilwicklung W4 enthält die Kammern C10-C12, wobei vom Ende der Kammer C12 der Anschluß für die Hochspannung UH herausgeführt ist. Der Anfang der Kammer C4 ist mit der Kathode der Diode 4 verbunden und das Ende der Kammer C9 mit der Anode der Diode 3. Die Anode der Diode 4 ist mit dem Anfang der Kammer C10 verbunden.

Alle Kammern enthalten in diesem Ausführungsbeispiel in etwa die gleiche Windungszahl, die beispielsweise bei einer zu erzeugenden Hochspannung von 24 kV ca. 300 beträgt. Durch diesen symmetrischen Aufbau ergeben sich für die Impulsspannungen UP folgende Verhältnisse: Da die Dioden 3, 4 symmetrisch zu Masse G und der Hochspannung UH sowie zur Mitte der Hochspannungswicklung geschaltet sind, stehen an beiden Dioden die gleichen Impulsspannungen an, die bei einer Hochspannung von 24 kV in etwa bei +/- 6 kVpp liegen. Diese Spannungen liegen entsprechend an den Kammern C3, C4 C9 und C10 an. Da die Kammern seriell verschaltet sind, reduziert sich die Spannung für die übrigen Kammern nach dem Spannungsteilerprinzip entsprechend, wobei in diesem Ausführungsbeispiel pro Kammer, der Wicklung entsprechend zwischen Kammerboden und Kammeroberseite, eine Impulsspannung von 2 kVpp anliegt. Am Kammerboden der Kammern C1-C3 liegen deshalb die Impulsspannungen UP +2, +4 und +6 kV, da die Diode 3 mit dem Kammerboden der Kammer C3 verbunden ist. Diese Kammern sind hierbei in der Reihenfolge C3, C2, C1 gewickelt, so daß das Wickelende der Kammer C1, die Kammeroberseite, an Masse G liegt.

An den Kammerböden der Kammern C12, C11, C10 liegen die Impulsspannungen 0, -2 und -4 kV, da diese beginnend mit der Kammer C12 gewickelt sind und das Drahtende der Kammer C12 zum Hochspannungsanschluß UH herausgeführt ist und das Drahtende der Kammer C10 für den Anschluß an die Diode 4. Bei den Kammern C4-C9 stellen sich an den Kammerböden entsprechende Impulsspannung von +4 - -6 kV mit einer Differenzspannung von 2 kV pro Kammer ein, da der Kammerboden der Kammer C9 mit der Kathode der Diode 3 verbunden ist und das Wicklungsende der Kammer C4 mit der Anode der Kammer 4 verbunden ist. Die Verbindung zwischen den Kammern C6 und C7 ist impulsspannungsfrei und wird deshalb für die Fokusspannung F benutzt.

Die Hochspannungswicklung wird durch die Dioden 3, 4 gewissermaßen in Gruppen C1-C3, C4-C9 und C10-C12 unterteilt, wobei in jeder Gruppe die Impulsspannungen UP quantisierte Werte in aufsteigender bzw. abfallender Folge annehmen und in der oder einer mittleren Gruppe C4-C9 ein Amplitudenwert Null auftritt, der für den Fokusanschluß nutzbar ist.

In ihrer Summe ergeben die Impulsspannungen UP an den Kammerböden der Kammern C1-C12 also Null. Da die Stärke der Kammerböden hin zu dem leitenden Belag 15 für alle Kammern in diesem Ausführungsbeispiel gleich gewählt ist, sind auch die Kapazitäten SC zwischen den Kammerwicklungen C1-C12 und dem leitenden Belag 15 alle gleich, von Randeffekten abgesehen. Die durch die Impulsspannungen UP auf den leitenden Belag 15 induzierten Ströme sind deshalb proportional zu den quantisierten Impulsspannungen UP und ergeben deshalb in ihrer Summe ebenfalls Null. Hierdurch sind die Kammern C1-C12 durch den leitenden Belag 15 genauso effektiv abgeschirmt, als wenn dieser mit einem Masseanschluß G versehen wäre. Auf diesen kann daher verzichtet werden.

In der Schaltung der Fig. 4 ist ein Diodensplitt- Transformator mit drei Dioden 3-5 dargestellt, der ähnlich wie der anhand der Fig. 1 und 2 erläuterte Hochspannungstransformator aufgebaut ist. In den Figuren sind deshalb gleiche Begriffe mit denselben Bezugszeichen versehen. Zwischen den Teilwicklungen W2-W5 ist jeweils eine Diode 3, 4, 5 angeordnet und der Abgriff F für die Fokuselektrode ist hier aus der Teilwicklung W3 herausgeführt, wie nachfolgend anhand der Fig. 5 erläutert wird.

Fig. 5 zeigt eine Hochspannungswicklung mit 12 Kammern C1-C12 entsprechend dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, die durch Dioden D3-D5 in vier Teilwicklungen bzw. Gruppen von Kammern, C1-C2, C3-C6, C7-C9 und C10-C12 unterteilt ist. Durch eine entsprechende Anordnung und Dimensionierung der Kammern C1-C12 in Bezug auf die Dioden 3-5 ergeben sich hier ebenfalls quantisierte Amplitudenwerte A, von -2 bis +2, und durch eine entsprechende Dimensionierung der Parameter des Spulenkörpers sind die Kapazitäten zwischen Kammerboden und leitendem Belag 15 für jede Kammer C1-C12 jeweils gleich, so daß die quantisierten Amplitudenwerte A, wie in der Fig. 5 angegeben, in ihrer Summe Null ergeben und sich die Induktionsströme auf dem leitenden Belag 15 ebenfalls aufheben. Hierdurch kann auch hier der Masseanschluß G weggelassen werden kann. Die Kammern sind hierbei gewickelt beginnend mit der Kammer C1 in aufsteigender Reihenfolge bis zur Kammer C12, wobei alle Anschlußdrähte für die Dioden 3-5 nach unten, in der Figur, geführt sind, so daß alle drei Dioden 3-5 hier unterhalb der Kammer C1 liegen.

Für Hochspannungstransformatoren mit mehr als drei Dioden kann der Spulenkörper und die Hochspannungswicklung ebenfalls derart konstruiert werden, daß die Summe der Induktionsströme auf dem leitenden Belag Null ergibt, so daß auch diese durch den leitenden Belag abgeschirmt sind strahlungsfrei sind. Durch kleinere Unsymmetrien, beispielsweise Randeffekte, können unter Umständen bestimmte Kammern nicht genau die gewünschten Amplitudenwerte der Impulsspannungen ergeben, so daß ein Feinabgleich notwendig wird. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß diese Kammern entsprechend geänderte Windungszahlen aufweisen. Hierdurch können auch für diese Fälle die Induktionsströme auf dem leitenden Belag praktisch bis auf Null reduziert werden.

Der in dem vorangehend genannten Ausführungsbeispiel verwendete Aufbau mit gleicher Stärke der Kammerböden und in etwa gleicher Windungszahl für alle Kammern C1-C12 ist keine notwendige Voraussetzung, damit sich die induzierten Ströme auf dem leitenden Belag 15 aufheben. Denkbar ist beispielsweise auch, daß jeweils zwei Kammern gleich aufgebaut und derart symmetrisch in bezug auf die Dioden angeordnet sind, daß sich für diese jeweils die Induktionsströme auf dem leitenden Belag 15 aufheben, beispielsweise, um für bestimmte Kammern eine bessere Hochspannungsfestigkeit zu gewähren. Weitere Ausführungsbeispiele sind ebenfalls möglich, wobei die Kammern derart aufgebaut und angeordnet sein müssen, daß die Summe aller Induktionsströme auf dem leitenden Belag 15 Null ergibt bzw. sich die Induktionsströme gegenseitig kompensieren.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungen eines Diodensplitt-Hochspannungstransformators sind nur beispielhaft, insbesondere kann die Hochspannungswicklung auch in mehr als vier Teilwicklungen bei Verwendung von mehr als drei Dioden, wie auch in eine andere Anzahl von Kammern C, unterteilt sein. Schaltungen, wie in den Fig. 1 und 4 dargestellt, werden ebenfalls in Computer-Monitoren verwendet.

Claims (11)

1. Diodensplitt-Hochspannungstransformator mit einem Kern (K), einer Primärwicklung (W1) und einer Hochspannungswicklung (W2-W5), die in Kammern (C) eines Spulenkörpers (9) angeordnet ist, wobei
die Kammern (C) mit der Hochspannungswicklung (W2-W5) unterhalb der Primärwicklung (W1) liegen,
auf der Fläche des inneren Hohlraumes (11) des Spulenkörpers (9) ein leitender Belag (15) angeordnet ist, und
durch eine entprechende Anordnung und Verdrahtung der Kammern (C) Schwingungen, die während des Betriebes im Hochspannungstransformator entstehen, auf dem leitenden Belag (15) Induktionsströme induzieren, die in ihrer Summe in etwa Null ergeben.

2. Hochspannungstransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine symmetrische Anordnung und Verdrahtung der Kammern (C) in Bezug auf die Dioden (3, 4, 5) die Schwingungen auf dem leitenden Belag (15) Induktionsströme induzieren, die paarweise mit gleicher Amplitude, aber gegenphasig auftreten, und sich dadurch aufheben.

3. Hochspannungstransformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kammern (C) geradzahlig ist und jeweils zwei Kammern (C) derart aufgefüllt und mit anderen Kammern verbunden sind, daß die in diesen Kammern entstehenden Störimpulse (UP) jeweils eine gleiche Amplitude aufweisen, aber gegenphasig sind.

4. Hochspannungstransformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens zwei Kammern (8) die Kammerböden in etwa gleich dick sind und ihre Wicklungen eine gleiche Windungszahl aufweisen, so daß die Kapazitäten zwischen diesen Kammern (C) und dem leitenden Belag (15) sowie die auf dem leitenden Belag (15) induzierten Ströme in ihrem Betrag jeweils in etwa gleich sind.

5. Hochspannungstransformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kammern (C) des Hochspannungstransformators geradzahlig ist.

6. Hochspannungstransformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungswicklung in Gruppen von Kammern (C) unterteilt ist, wobei zwei Gruppen jeweils durch eine Diode (3, 4) miteinander verbunden sind, so daß das Ende der ersten Gruppe (C1-C3) in Wicklungsrichtung mit dem Ende der zweiten Gruppe (C4-C9) über eine Diode (3) verbunden ist und der Anfang der zweiten Gruppe (C4-C9) über eine Diode (4) mit dem Anfang der dritten Gruppe (C10-C12) verbunden ist, und daß eine mittlere Gruppe (C4-C9) eine gerade Anzahl von Kammern (C) aufweist, wobei aus der Mitte dieser Gruppe ein Fokusanschluß (F) herausgeführt ist.

7. Hochspannungstransformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungstransformator zwei Dioden (3, 4) aufweist, durch die die Hochspannungswicklung in drei Gruppen (C1-C3; C4-C9; C10-C12) unterteilt ist, wobei die erste und die dritte Gruppe (C1-C3, C10-C12) eine gleiche Anzahl von Kammern (C) und die mittlere Gruppe (W3, W4) eine gerade Anzahl von Kammern (C) und den Fokusanschluß aufweist.

8. Hochspannungstransformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Dioden (3, 4, 5) drei beträgt, durch die die Hochspannungswicklung in vier Gruppen unterteilt ist, wobei die Anzahl der Kammern (C) der vier Gruppen zwei, vier und zweimal drei beträgt und die zweite Gruppe einen Fokusanschluß (F) aufweist, der aus der Mitte dieser Gruppe herausgeführt ist.

9. Hochspannungstransformator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsdioden (3, 4, 5) seitlich von den Kammern (C) angeordnet sind und daß die Primärwicklung (W1) die Hochspannungswicklung (W2-W5) vollständig überdeckt.

10. Hochspannungstransformator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die letzte Kammer (C1, C12) der Hochspannungswicklung (W2-W5) gleichspannungsmäßig auf Massepotential liegt.

11. Hochspannungstransformator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein abschließender Nullabgleich der Induktionsströme durch geänderte Windungszahlen in einzelnen Kammern (C) hergestellt ist.