DE2122656B2 - Schutzschaltung zur begrenzung der bildroehrenhochspannung eines fernsehgeraetes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung zur Begrenzung der Bildröhrenhochspannung eines Fernsehgerätes, mit einer von einem Zeilenoszillator ange-

steuerten Zeilenablenkstufe, die mindestens einen Ablenkschalter aus einem gesteuerten Halbleiterbauelement und einer antiparallel dazu geschalteten Dämpfungsüiode enthält, welche die der Hochspannungser/eugerschaltung zur Ableitung der Bildröh

itnhochspannung zugeführten Rücklauf impulse aut eine Polarität begrenzt, und mit einer Koppelschaltung, welche an einen ersten Schaltungspunkt der Zeilenendstufe.derbei Abweichungen vom normalen Betriebszustand der Hochspannungserzeuger schal tungeine vom normalen Wert abweichende Spannung führt, angeschlossen ist und welche einen Halbleiterschalter enthält, der bei vom normalen Wert abweichender Spannung am ersten Schaltungspunkt leitend wird, und welche zu einem zweiten Schaltungspunkt der Ablenkschaltung geführt ist, über den bei leitendem Halbleiterschalter eine die Ablenkschwingungen beeinflussende Spannung in die Ablenkschaltung eingekoppelt wird.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1811 642 ist eine Schutzschaltung für ein Horizontalablenksystcm bekannt, welche im Falle eines Defektes des Hochspannungsgleichrichters Lichtbogenentladungen über dem Gleichrichter verhindern soll, über welche die Hochspannung rückwärts über den Hochspannungstransformator den Endtransistor der Zeilenablenkstufe zerstören könnte. Die Schutzschaltung enthält einen Transistor, dessen Kollektor-Emitter-Strecke zwischen den Verbindungspunkt einer ersten mit einer zweiten Treiberstufe und ein Potential geschaltet ist, welches bei leitendem Transistor eine Übertragung der Ablenksignale zwischen den beiden Treiberstufen verhindert. Der Transistor wird von einer Spannung gesteuert, welche nach Größe und Richtung dem Gleichrichterstrom des Hochspannungsgleichrichters proportional ist, so daß er bei ordnungsgemäßer Funktion des Hochspannungsgleichrichters gesperrt ist. Tritt dagegen ein Defekt des Hochspannungsgleichrichters auf, so entlädt sich die Bildröhrenkapazität in einem Lichtbogen rückwärts über den Gleichrichter, so daß sich die Steuerspannung für den Transistor umkehrt und diesen zum Leiten bringt. Auf diese Weise wird die Ansteuerung der Zeilenendstufe unterbrochen, so daß auch keine

I.

rücklauf impulse mehr erzeugt werden, aus denen oder des Kopplungstransforraators, kann die Bildröh-Airch Gleichrichtung die Hochspannung erzeugt wor- renhochspannung ebenfalls auf Wertt ansteigen, bei T_n war. denen der Lumineszenzschirm durch die hochenerge-

Weiterhin ist aus der deutschen Off enlegungsschrif t tischen Elektronen zerstört wird und schädliche Kont-1920134 eine Schutzschaltung für Kathodenstrahl- 5 genstrahlen auftreten. Diese Gefahren bestehen soröhren bekannt, welche bei Ausfall der BUd- oder wohl bei Empfängern, bei denen die Bildröhrenhocn-Zeilenablenkung eine Dunkelsteuerung des Elektro- spannung mittels eines Aufwärtstransformators und «enstrahls verursacht, damit auf dem Bildschirm keine eines Hochspannungsgleichrichters erzeugt wird als cLhleinbrennpunkte entstehen, die eine Zerstörung auch bei Empfängern, bei denen die erforderliche der Leuchtstoffpartikel durch übermäßige Strahl- io Hochspannung durch einen Spannungsvervielfacher strombe^tung darstellen. Diese Schutzschaltung erzeugt wird. .

nthält zwei Transistoren, die so lange gesperrt sind, Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

■ ihren Basen die Zeilen- bzw. Bildablenksignale gründe, das Auftreten übermäßig hoher Spannungen * führt werden. Fällt eines dieser Signale aus, so in einer Ablenkschaltung zu verhindern, wenn der heeinnt der betreffende Transistor zu leiten und ver- *5 Stromkreis der Dämpfungsdiode unterbrochen wira ändert dadurch die Potentialverhältnisse am Steuer- oder eine vorhandene Spannungsregelung austaut. «Trter der Bildröhre derart, daß der Elektronenstrahl Auf diese Weise soll das Auftreten von Rontgenstrandunkelgesteuert wird. lungen und die Beschädigung der Leuchtstoffrnatena-

Eine Schaltung der eingangs erwähnten Art ist aus lien beim Beschüß mit zu energiereichen Elektronen Her eieenen älteren Anmeldung, deutsche Offente- *° vermieden werden.

•mnesschnft 1918 554, der Anmelderin bekannt. Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung der einniese Schaltung enthält einen Ablenkschalter aus ei- gangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch ge-„em Tiiviätor mit einer antiparaüe! geschalteten löst, daß der Halbleiterschalter derart angeschlossen Dämpf ungsdiode, welche Schwingungen des Zeilen- ist, daß er bei auf Grund einer Erhöhung der Bildron-{ransförmators dämpft, die anderenfalls durch den »5 renhochspannung abweichender Spannung am ersten Rücklau impuls angeregt werden könnten. Die Schaltungspunkt leitend wird, und daß der zweite Dimpfungsdiode ist so gepolt, daß sie zu leiten be- Schaltungspunkt ein Punkt des derart ausgebildeten rinnt *enn die Rücklaufspannung die Null-Linie Zeilenos2dllators ist, daß sich bei Zufuhrung der ar> überscl.rcitet. Außer ihrer Dämpfungsfunktion hat weichenden Spannung am ersten Schaltungspunki die diese R-ode außerdem noch den Zweck, während des 30 Oszillatorfrequenz erniedrigt.

ersten foils des Ablenkintervalls einen Stromweg für Hierbei wird die Schwingfrequenz des Zeilenoszii-

den AHcnkstrom zu bilden, der einen mit den Ab- lators bei einer Unterbrechung der Dampfungsdiode lenksr-vcn in Reihe geschalteten und dem Ablenk- soweit erniedrigt, daß die Hochspannung[keine uber-TtTOm J'inen S-förmigen Verlauf verleihenden Kon- mäßigen Werte mehr annehmen kann. Die von der densato. auflädt. Man kann die Bildröhrenhochspan- 35 Koppelschaltung übertragene Spannung kann aucn ST duich eine Spannungsvervielfacher^ zur Anzeige, ob ein in der S^mng vorgesehene, ™ocn Die mit der Zeilenendstufe gekoppelte Hochspannungsregler richtig arbeitet, herangezogen

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ST duich eine Spannungsvervielfacher^ zur Anzeige, ob ein in der S^mng vorgesehene,

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Vemotacherschaltung erzeugt eine Gleichspannung werden. Hierzu läßt sich ein ^Tl^?^r ™ί "™" J;

entsprechend der von Spitze zu Spitze gerechneten ner-Referenzdiode verwenden, der emen Anstieg der

3 der EingangWannung Wenn nun die 40 Hochspannung bei Ausfall des Reglers wahrnimmt

Sr ungsdiode nicht ordnungsgemäß leitet ,-.d die ähnlich wie die ^**^™"£?g^

Kaufspannung dementsprechend sowohl in nega- Hochspannung an «^ne™ ^ J™"f "^Söhre

river als auch in positiver Richtung anschwingen sator wahrnimmt, wenn der Strahlstrom der B ldrohre

kann besteht die Gefahr, daß am Eingang der Span- absinkt. Die erwähnte Trensisto^alnmg^wird abe

SUvervielfachenchaltung eine übermäßig hohe 45 nur dann wirksam, wenn ^«SS^SSSS^

Dniangsspannung auftritt, z. B. 40 kV_K im Vergleich sator hegende Spannung auf einen Wert

„den üblichen 26,5 kV_B. Wenn die Bildröhrenhoch- nur bei einer Störung des_ «gg"

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schädliche Röntgenstrahlen auftreten. Es ist da- Erfindung an Hand der Zei

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^Wßne Unterbrechung des Stromkreises der Dämp- der eine SchuUschaltung gemäß einem Ausfuhrungs-

eingesetzt werden können, kommt es jedoch häufig form der ?^rfinduⁿg, und _{fs ei},

vor daß die Diode bei einer Reparatur oder Wartung Fig. 4 e.^ne 8"P^ °_η^Κeinem Steuer-

des Gerätes entweder nicht wieder eingesetzt wird, nes Signals, das^ norma en »^J^D » _{äß F {}

oder daß sie falsch angeschlossen bzw. eingesetzt wird. spannungs-Abgnffpunkt der Schaltung g

Die Endstufe der Ablenkschaltung enthält ferner 6₅ auftritt _schematisch dargestellte Fernseh-

auchhäufigeineRegelschaltungzurStabilisierungder Der m F.^^n^eS^Antenne 10 ver-

Bildröhrenhochspannung. Wenn die Regelung ver- empfanger e^» Jt emen mu ei _{erweise einen}

sagt ζ B durch einen Ausfall eines Regeltransistors bundenen Empfangstell 11, aer η

Hochfrequenzverstärker, eine Misch- und Oszillatorstufe, einen Zwischenfrequenzverstärker und einen Videodemodulator umfaßt. Der Ausgang des Empfangsteils 11 ist mit einem Videoverstärker 12 gekoppelt, der ein verstärktes Leuchtdichtesignal an eine Elektrode (z. B. die Kathode) einer Fernsehbildröhre 13 liefert. Vom Videoverstärker 12 wird das verstärkte Signalgemisch ferner einer Synchronisiersignalabtrennstufe 14 zugeführt, die die Synchronisiersignale vom Bildsignal abtrennt und außerdem die ^:o Bild- und Zeilen-Synchronisierimpulse trennt. Die abgetrennten Bildsynchronisierimpulse werden einem Vertikaloszillator 15 zugeführt, an den eine Vertikalendstufe 16 angeschlossen ist, die ihrerseits mit Klemmen V-Y für eine Vertikalablenkspule 17 verbunden ¹S ist.

Die Zeilensynchronisierimpulse von der Synchronisiersignalabtrennstufe 14 werden zusammen mit einem zweiten Signal einer Phasenvergieichsschaitung 18zugeführt. Das zweite Signal wird von einer Sekundärwicklung 50s eines Zeilenausgangstransformators 50 abgenommen und steht in zeitlicher Beziehung mit der von einem Zeilenoszillator 19 erzeugten Schwingung. Die Phasenvergleichsschaltung 18 liefert an den Zeilenoszillator 19 eine Fehlerspannung, die die Zei- '"> lenfrequenz mit den Zeilensynchronisierimpulsen synchronisiert. Das Ausgangssignal des Zeilenoszillators wird über einen Transformator auf eine Zeilenablenkschaltung 25 gekoppelt.

Die Arbeitsweise der Ablenkschaltung 25 ist in der USA.-Patentschrift 3 452 244 genau beschrieben. Die Ablenkschaltung 25 enthalt einen Ablenkstromschalter, der in beiden Richtungen Strom zu führen vermag und einen Thyristor 29, dem eine Dämpferdiode 30 parallelgeschaltet ist. enthält. Während des Hinlaufteiles jedes Ablenkzyklus schaltet der Ablenkstromschalter einen Kondensator 37, der einen verhältnismäßig großen Kapazitätswert hat und dem Ablenkstrom einen S-förmigen Verlauf verleiht, einer Zeilenablenkwicklung31 parallel. Zwischen den Ablenksiromschalter und einen Kommutator, der in beiden Richtungen Strom zu führen vermag und ein Halbleiterbauelement (Thyristor) 21 sowie eine diesem parallelgeschaltete Diode 22 enthält, sind ein erster Kondensator 28 und eine Kommutatonnduktivitat 26 geschaltet. Zwischen die Verbindung des Kondensators 28 mit der Induktivität 26 und Masse i>t ein zweiter Kondensator 27 geschaltet. Die Verbindung der Kommutatonnduktivität 26 mit dem Kommutatorschalter. 21. 22 ist über eine verhältnis- 5" maßig große Speisedrossel 23 mil einer Klemme einer Spannungsquelle B+ verbunden. Die Steuerelektrode 21g des Thyristors 21 tst über eine Schaltdiode 35 in der dargestellten Weise mit dem S-Formungs-Kondensator 37 gekoppelt. Der Reihenschaltung aus der Ablenkwicklung 31 und dem Kondensator 37 mn Verbindungspunk! 33 sind eine Primärwicklung 5Qp des Zeilentransformator* 50 und eine Ühervrhlagschutzschaltung. die eine Diode 54 mit einem Parallelwiderstand 55 enthält, und ein Blockkondensator 56 parallelgeschaltet, durch den also das niederspannungsseitige Ende der Primärwicklung wechselspannungsmaßig mit Ma-sse gekoppelt ist. Mit der Primärwicklung 50p ist eine Hochspannungswicklung SOIi gekoppelt, die Spannungsimpulse an eine Hochspannungsvervielfacherschaitung 52 liefen. In der Vervielfacherschaltung 52 wird die zugefuhrte Spannung vervielfacht und die dabei erzeugte Bildröhrenhoch-

30

35

40

45 spannung wird einer Klemme 53 der Bildröhre 13 zugeführt.

Die in der beschriebenen Schaltungsanordnung enthaltene Schutzschaltung gemäß der Erfindung arbeitet folgendermaßen: Zu Beginn des Ablenkintervalls eines Ablenkzyklus hat der Strom in den Ablenkspulen 31 infolge des Austauschs von Schwingungsenergie zwischen den Induktivitäten 23 und 26, den Kondensatoren 27 und 28, der Hochspannungsschaltung und der Ablenkwicklung 31 seinen Maximalwert. Der Strom fließt zu diesem Zeitpunkt in einer Richtung, die durch den Pfeil beim Symbol /, in Fig. 1 angegeben ist. Die Dämpferdiode 30 leitet zu diesem Zeitpunkt und schließt dadurch den Ablenkspulenstromweg. Der Kondensator 37 wird durch den in Pfeilrichtung fließenden Strom /, mit der angegebenen Polarität aufgeladen. Im normalen Betrieb beträgt die Gleichspannung am Kondensator 37 etwa 50 Volt.

In der Mitte des AblenkintervaMs entsprechend der Mitte des abgetasteten Rasters ist der Strom /, auf Null abgesunken und der Thyristor 29 wird durch eine Zündschaltung 24 gezündet, die durch eine mit der Speisedrossel 23 gekoppelte Wicklung 23s gespeist wird. Wenn der zweite Teil des Ablenkintervalls beginnt, liefert der Kondensator 37 Energie an die Ablenkspulen und der Strom fließt in Richtung des mit /_: bezeichneten Pfeiles, also in der dem Strom /, entgegengesetzten Richtung. Der Ablenkspulenstromweg wird durch den Thyristor 29 geschlossen. Während des zweiten Teils des Ablenkintervalls wird der Thyristor 21 vor dem Rucklauf durch ein Signal vom Zeilenoszillator 19 gezündet. Dies leitet eine komplexe Folge von Energieaustauschvorgängen zwischen den verschiedenen Blindwiderständen ein, wie es in der USA.-Patentschrift 3 452 244 genauer beschrieben ist. wobei der Ablenkspulenstromweg am Ende des Ablenkintervalls des Ablenkzyklus durch Sperren des Thyristors 29 unterbrochen wird. Bei Untcibrechung des Ablenkstroms, de einen Maximalwert hat. beginnt das den Ablenkspulenstrom begleitende Magnetfeld zusammenzubrechen und es erzeugt dabei auf einer Leitung 40 einen sogenannten Rücklaufimpuls.

Der auf der Leitung 40 während des Rücklaufmtervalls auftretende Rucklaufimpuls ist bei der beschriebenen Schaltungsanordnung positiv. Am Ende des Rucklaufs beginnt die Rücklaufspannung in den negativen Bereich auszuschwingen. Wenn jedoch die Dampferdiode 30 ordnungsgemäß arbeitet, kann die Spannung auf der Leitung 40 nicht nennenswert negativ werden, da die Diode 30 leitet und die Spannung auf ungefähr —0.7 V klemmt. Wenn dagegen dk Diode 30 aus irgendeinem Grunde nicht leitet, kanr die Rucklaufspannung in den negativen Bereich aus schwingen und die von Spitze zu Spitze gerechnete Eingangssp.'innung der Vervielfacherschaltung wire dann nahezu ilonnelt >ji grott aK normal sn daß Au Bildröhrenhochspannung dann einen unerwünscht hohen Wert annimmt. Bei der vorliegenden Schalt un{ »ird ein übermäßiger Anstieg der Hochspannung je doch durch die Schaltdiode 35 verhindert, die zwi sehen die Steuerelektrode 21g des Thyristors 21 um den S-Formungs-Kondensator 37 geschaltet ist.

Es war bereits erwähnt worden, daß der S-For mungs-Kondensator 37 im normalen Bel.ieS durcf den Ladestrom /, auf eine Gleichspannung von unge fahr - 50 \ aufgeladen wird. Für diesen Strom / steht jedoch kein Stromweg /ur Verfügung, wenn di<

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Diode 30 nichtleitend wird. Die Gleichspannung am Kondensator 37 wird dann auf einen negativen Wert absinken. Wenn dies eintritt, wird die Diode 35, die normalerweise sperrt und dementsprechend auch den normalen Betrieb der Schaltung nicht beeinflußt, leitend und klemmt die Spannung an der Steuerelektrode 21g des Thyristors 21 aul die nun herabgesetzte Spannung am Kondensator 37. Bei der beschriebenen Thyristorschaltung wird dadurch der normale Kommutationszyklus verhindert, was wiederum zur Folge »° hat, daß die Rücklaufimpulse nicht mehr mit der normalen Frequenz von 15 734 Hz erzeugt werden. Hierdurch wird die mittlere Spannung auf der Leitung 40, die die Hochspannungsvervielfacherschaltung über die Hochspannungswicklung 50h des Zeilentransformators 50 speist, herabgesetzt. Bei einer praktisch ausgeführten Schaltung dieser Axt sank die Umschaltfrequenz auf etwa 2000Hz ab und die Bildröhrenhochspannung wurde dadurch unter etwa 20 kV gehalten.

Der oben an Hand einer speziellen Thyristorschaltung erläuterte Erfindungsgedanke kann selbstverständlich auch bei einer transistorbestückten Ablenkschaltung verwendet werden. In diesem Falle würde dann die Diode 35 zwischen einen Zeilenendstufen- *5 transistor und den S-Formungs-Kondensator geschaltet und in entsprechender Weise ein übermäßiges Ansteigen der Hochspannung verhindern.

F i g. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, die bei einer Unterbrechung des Dämpferdiodenkreises ebenfalls ein übermäßiges Ansteigen der Bildröhrenhochspannung verhindert und ebenfalls die Tatsache nutzbar macht, daß die Rücklaufspannung bei diesem Fehler sowohl in positiver als auch in negativer Riehtung ausschwingt. Bei Verwendung dieser Schaltungsanordnung kann die Diode 35 in Fig. 1 entfallen.

Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 2 enthält eine Spitzengleichrichterschaltung mit einer Diode 62 und einem Kondensator 61, die mit der Wicklung 50s des Zeilentransformators gekoppelt ist. Die Ausgangsklemme der Spitzengleichrichterschaltung ist über eine Lawinendiode 60 mit einem Steuerelement eines Zciieriendstufen-Halbleiterbauelementes gekoppelt, z. B. mit der Steuerelektrode 21g des Thynstors 21. Im normalen Betrieb treten an der Wicklung 50s in erster Linie negative Impulse auf, die über die mit einem Pfeil bezeichnete Leitung der Phasenvergleichsschaltung 18 zugeführt werden. Der Kondensator 61 wird über die Diode 62 durch die vorhandene kleine positive Impulskomponente auf eine verhältnismäßig niedrige Spannung aufgeladen, die unterhalb der Durchbnichsspannungder Lawinendiode 60 liegt. Wenn jedoch die Dämpferdiode 30 ausfällt, tritt eine positive Impiüskomponente erheblicher Amplitude auf und der Kondensator 61 wird über den Gleichrichter 62 mit der eingezeichneten Polarität stärker aufgeladen. Die Durchbruchsspannung der Lawinendiode 60 ist so gewählt, daß sie nur beim Auftreten dieser erhöhten Spannung am Kondensator 61 leitet und dann der Steuerelektrode 21g des Thyristors 21 eine positive Spannung genügender Größe mführt. daß der Thyristor 21 dauernd im gezündeten Zustand gehalten wird. Wenn der Thyristor 21 leitet, wird die Betriebsspannung B+ über die Wicklung 23p der Speisedrossel 23 direkt nach Masse abgeleitet. Hierdurch wird die Spannungsqueue B + so stark belastet, daß ein nichtdargestellter überstromschutzschalter in der Spannungsquelle B+ öffnet und dadurch verhindert wird, daß im Empfänger eine übermäßige Hochspannung auftritt.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ablenkschaltung enthält der Zeilenoszillator 101 des Empfängers einen Transistor 121, dessen Emitterelektrode an Masse liegt und dessen Basiselektrode mit einer Wicklung 141 eines Transformators 161 gekoppelt ist. Die Kollektorelektrode des Transistors 121 ist über eine zweite Wicklung 181 des Transformators 161 mit einer Klemme A verbunden, an der durch einen Widerstand 201 und eine spannungsregelnde Zenerdiode 221, die in Reihe zwischen eine Spannungsquelle + V₁ und Masse geschaltet sind, eine verhältnismäßig konstante Spannung aufrechterhalten wird. Mit der Klemme A sind ferner ein die Zenerdiode 221 überbrückender Filterkondensator 241 und eine Reihenschaltung verbunden, die Widerstände 261. 281, 301, 321 und 341 enthält und einen Kondensator 361 mit der eingezeichneten Polarität auflädt um eine Auftastspannung für den Transistor 121 zu erzeugen. Dies und ein Sperrschwingerbetrieb werden dadurch erreicht, daß die Verbindung zwischen den Widerständen 301 und 321 über einen weiteren Widerstand 381 mit dem dem Transistor 121 abgewandten Ende der Wicklung 141 gekoppelt wird, während die Verbindung zwischen den Widerständen 321 und 341 durch einen Kondensator 401 und ein Impuls-Formungsnetzwerk 421 mit demselben Ende der Wicklung 141 verbunden ist.

Die Verbindung zwischen den Widerständen 321 und 341 ist ferner mit der Ausgangsklemme einer Phasenvergleichsschaltung 441 verbunden, die die Frequenz des Oszillators 101 mit der Frequenz der Zeilensynchronisierimpulse des empfangenen Fernsehsignals synchronisiert. Der Phasenvergleichsschaltung 441 werden über eine Klemme 461 Zeilensynchronisierimpulse von einer Synchronisierimpulsabtrennstufe des Empfängers zugeführt, außerdem erhält die Phasenvergleichsschaltung 441 von einer Sekundärwicklung α eines Zeilentransformators 481 ein Signal, dessen zeitlicher Vorlauf von der Arbeitsweise des Oszillators 101 abhängt. Der Widerstand 281 ist verstellbar und dient als Zeileneinfangsteller des Empfängers, da er den Zeitpunkt mitbestimmt, indem der Transistor 121 seine Einschaltspannung erreicht, und daher eine Feineinstellung der Schwingungsfrequenz des Zeilenoszillators 101 ermöglicht. Der Widerstand 301 ist ebenfalls verstellbar und dieni dazu, den Frequenzbereich zu beschränken, der durch die Verstellung des Widerstandes 281 überstricher werden kann, so daß verhindert wird, daß der Oszillator mittels des Widerstandes 281 auf einen Frequenzwert eingestellt wird, der für einen ordnungsgemäßer Betrieb der im folgenden beschriebenen Zeilenab lenkschaltung zu hoch ist. Die Verbindung der Wider stände 281 und 301 ist durch einen Kondensator 501 mit Masse gekoppelt während die Verbindung de Widerstände 261 und 281 durch einen Thermistor 52] mit Masse verbunden ist. Der Thermistor 521 bilde mit dem Widerstand 261 eine temperaturempfindli ehe Spannungsteilerschaltung, die die Basisspannuni des Transistors 121 so ändert, daß Schwankungen de Oszillatorfrequenz kompensiert w eraen, welche sons durch temperaturbedingte Änderungen der Betriebs eigenschaften des Transistors 121 auftreten könnten

Der Oszillator-Transistor 121 wird durch Impulse die von seiner Kollektorelektrode über den Transfer

309530/28;

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mator 161 auf seine Basiselektrode gekoppelt werden, gesperrt. Während der Transistor 121 gesperrt ist, entlädt sich der Kondensator 401 über den Zeileneinfangwiderstand 281 und die zugehörige Schaltungsanordnung auf die geringfügig positive Einschaltspannung des Transistors 121. Der im Kollektorkreis resultierende Stromimpuls wird dann durch den Transformator 161 in den Basiskreis gekoppelt und leitet die Sättigung des Oszillators ein.

Der Transformator 161 hat noch eine dritte Windung 581, von der Steuerimpulse über einen Kondensator 561 einer Zeilenablenkschaltung 25 des Empfängers zugeführt werden. Die Zeilenablenkschaltung entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 besprochenen. Während des letzten Teils des Ablenkintervalls tritt vor dem Rücklauf an der Wicklung 581 des Transformators 161 im Zeilenoszillator 101 ein Impuls auf, der der Steuerelektrode 21g des Thyristors 21 zugeführt wird, diesen zündet und den Umschaltteil des Ablenkzyklus einleitet. Während dieses Teils des Zyklus leiten sowohl der Thyristor 29 als auch der Thyristor 21, der Strom vom Umschaltkreis steigt jedoch schneller an als der Ablenkspulenstrom /,, so daß der resultierende Strom im Thyristor 29 nach einer sehr kurzen Zeit sein Vorzeichen umkehrt und der Thyristor 29 dadurch gesperrt wird. Da der Strom im Umschaltkreis momentan größer als der Ablenkspulenstrom wird, tritt an der Diode 30 eine Flußspannung auf und diese Diode leitet während dieser Zeit. Der Stromfluß durch die Diode 30 fließt jedoch nur während einer sehr kurzen Zeitspanne, nämlich bis der Umschaltkreisstrom absinkt und gleich dem Ablenkspulenstrom wird. Dann sperrt die Diode 30 wieder und das Rücklaufintervall beginnt.

Während der ersten Hälfte des Rücklaufintervalls, in der sowohl der Thyristor 29 als auch die Diode 30 sperren, enthält die Schaltungsanordnung einen Serienresonanzkreis aus der Induktivität 26, dem Kondensator 28 und der Ablenkwicklung 31. (Der Kondensator 37 liegt zwar ebenfalls in Reihe mit diesen Schaltungselementen, wegen seines großen Kapazitätswertes kann sein Einfluß hier jedoch vernachlässigt werden.) Der Strom im Serienresonanzkreis wird in der Mitte des Rücklaufintervalls Null und beginnt dann in entgegengesetzter Richtung zu fließen, wodurch der Thyristor 21 gesperrt wird, da die Stromrichtung nun der Flußstromrichtung entgegengesetzt ist. Die Diode 22 wird dann in Flußrichtung vorgespannt und beginnt zu leiten, wodurch sie den Stromkreis für den Rest des Rücklaufstromes schließt. Die Energie, die während dieses Intervalls im Kondensator 28 gespeichert worden war. wird auf diese Weise also wieder den Ablenkspulen 31 zugeführt. Am Ende des Rücklaufintervalls hat sich an der Diode 30 eine Flußspannung solcher Größe aufgebaut, daß die Diode in den leitenden Zustand geschaltet wird. Hierdurch werden die Bauteile 28, 26 von der Ablenkwicklung 31 abgeschaltet und der Kondensator 37 wird der Wicklung parallelgeschaltet. Die in den Ablenkspulen gespeicherte Energie entlädt sich dann in den Kondensator 37 und es beginnt die erste Hälfte eines neuen Ablenkintervalls.

Damit bei Ausfall (Unterbrechung) der Diode 30 die negative Rücklaufspannung auf der Leitung 40 nicht unzulässig hoch wird, ist der Zeilentransformator 50 mit seiner Primärwicklung P über einen zwischen seine Niederspannungsklemme 34 und Masse geschalteten Kondensator 671 der Kombination aus der Ablenkwicklung 31 und denn Kondensator 37 parallelgeschaltet und die Hochspannungsvervielfacherschaltung 52 wird durch eine Hochspannungswicklung h mit Spannungsimpulsen gespeist, so daß beim Ausfallen der Diode 30 auf der Leitung 40 eine Impulsspannung für die Hochspannungsvervielfacherschaltung 52 auftritt, deren von Spitze zu Spitze gerechneter Wert nahezu das Doppelte des Wertes bei betriebsfähiger Diode 40 ist.

ίο Gemäß der Erfindung sind jedoch eine Diode 931 und ein mit dieser in Reihe geschalteter Widerstand 941 zwischen den Erdungskondensator 671 für den Transformator 50 und die Verbindung der Widerstände 261 und 281 im Zeilenoiizillator geschaltet, um das Ansteigen der Hochspannung auf einen unzulässig hohen Wert zu vermeiden.

Während des normalen Betriebes der Schaltungsanordnung hat die Spannung V₆₇₁ am Kondensator 671 den in Fig. 4 graphisch dargestellten Verlauf.

Während des ersten Teils T, eines Zeilenablenkintervalls fließt ein Strom /', in Pfeilrichtung in den Kondensator 671, der dadurch mit der in das Schaltbild eingezeichneten Polarität aufgeladen wird. Während des zweiten Teiles T₂ des Zeilenablenkintervalls fließt

ein Entladestrom V₂ in Richtung des entsprechenden Pfeiles aus dem Kondensator 671 durch den Thyristor 29 nach Masse. Die Ströme /', und V₂ haben einen ähnlichen Verlauf wie die Zeilenablenkströme /', und /', und fließen durch die Diode 30 und den Thyristor

29 als Ströme /', und V₂.

Wenn die Diode 30 des Ablenkschalters ordnungsgemäß leitet, ist die am Kondensator 671 entstehende mittlere Gleichspannung größer als die geregelte Spannung an der Klemme A, die den Zeilenoszillator speist, und die Diode 931 wird dadurch in Sperrichtung vorgespannt. Wenn die Diode 30 jedoch nicht leitet, kann der Ladestrom Z₁ nicht fließen und die mittlere Gleichspannung am Kondensator 671 fällt auf einen Wert ab, der wesentlich kleiner als der Wert

₄n der geregelten Speisespannung ist. Wenn dies eintritt, wird die Diode 931 in Flußrichtung vorgespannt und koppelt dadurch die Verbindung der Widerstände 261 und 281 mit dem auf der niedrigen Spannung liegenden Schaltungspunkt. Hierdurch wird die Zeit vergrö-

ßert, die der Oszillatorkondensator 361 für die Aufladung auf den zur Aussteuerung des Transistors 121 erforderlichen Wert benötigt und die Osziüatorfrequen? sinkt dementsprechend ab.

Bei der dargestellten Ablenkschaltung bewirkt das

Absinken der Frequenz des Zeilenoszillators ein Absinken der Frequenz der Steuersignale, die von dei Transformatorwicklung 581 dem Thyristor 21 zugeführt werden, so daß im Ganzen die der Zeilenablenkwicklung und der Primärwicklung P des Transforms

tors 50 zugeführte Energie geringer wird. Dai Ergebnis ist ein Absinken der der Vervielfacherschaltung 52 zugeführten Spannung und eine entsprechende Verringerung der erzeugten Bildröhrenhochspannung. Da die Oszillatorfrequenz bei einem

Diodenausfall absinkt, wird auch kein Bild auf dei Bildröhre mehr wiedergegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird auch gewahrleistet, daß die Frequenz des ZeilenoszUlatori 101 absinkt und das Büd verschwindet, wenn ein Feh-

ler im Spannungsregelsystem auftritt. Zum Beispiel j^st· te" einer Zeilenablenkschaltung, wie s\e aus dei USA.-Patentschrift 3452244 bekannt ist, die induktive Wicklung 23p so bemessen, daß sie mit den Um-

Schaltkondensatoren 28 und 27 mit einer Frequenz schwingen kann, die einer Periode von etwa dem Doppelten des Zeiienablenkintervalls entspricht. Die Resonanzfrequenz wird durch die Hochspannungsregelschaltung so geändert, daß die sich durch die Resonanz ergebende Kurvenform den Betrag der Ladung bestimmt wird, die diese Kondensatoren enthalten, wenn die Kondensatorenergie in den Ausgangskreis übertragen wird.

Um dies zu erreichen, kann, wie es in F i g. 3 dargestellt ist, eine sättigbare Drossel oder ein Transduktor 108 verwendet werden, dessen Arbeitswicklung 110 der Transformatorwicklung 23p parallelgeschaltet ist. Die sich den Kondensatoren 28 und 27 darbietende Gesamtinduktivität wird durch Änderung des Stromes ' in einer Steuerwicklung 112 des Transduktor gesteuert. Der Steuerstrom für die Steuerwicklung 112 wird durch einen Hochspannungsregeltransistor 115 bestimmt, dessen bmitter-Koiiektor-Strcckc über die Steuerwicklung 112 und einen Widerstand 114 mit einer Klemme einer Spannungsquelle + B verbunden ist und dessen Basiselektrode an den Verbindungspunktzweier Widerstände 118 und 120 angeschlossen ist, die zwischen die Kollektorelektrode und Masse geschaltet sind. Zwischen die Basiselektrode des *5 Transistors 115 und einen Schleifer eines veränderlichen Widerstandes 124 ist eine Zenerdiode 122 zum Erzeugen einer Referenzspannung gekoppelt. Der Widerstand 124 ist in Reihe mit Widerständen 126 und 128 zwischen den Ablenkspulen-Erdungskon- s° dcnsator 641 und Masse geschaltet. Die Verbindung der Wicklung 112 mit dem Widerstand 114 ist über einen Widerstand 116 mit Masse verbunden

Im Betrieb gibt die Spannung am Kondensator 37 die Änderungen der Hochspannung in der Schaltung wieder. Außerdem steuert diese Spannung den Regeltransistor 115, wenn sie die Durchbruchsspannung der Zenerdiode übersteigt. Wenn z. B. der Strahlstrom abnimmt, neigt die Hochspannung am Kondensator 37 zum Zunehmen, wobei augenblicklich ein höherer Stromimpuls durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 115 fließt. Dies erhöht wiederum den Steuerstrom in der Steuerwicklung 112 des Transduktors 108 in einer solchen Richtung, daß die Gesamtinduktivität erhöht wird, die den Kondensatoren 28 und 27 durch die Wicklungen 23p- und 110 dargeboten wird. Die resultierende Änderung der Resonanzfrequenzhat zur Folge, daß die Spannung am Kondensator 28 absinkt und dementsprechend auch die für den Ausgangskreis zur Verfugung stehende Energie ver- So ringen, sowie dadurch die Hochspannung stabilisiert wird.

Wenn der Strahlstrom andererseits absinkt, hat die Abnahme der sich am Kondensator 37 ausbildenden Hochspannung den entgegengesetzten Effekt, es wird nämlich ein niedrigerer Stromimpuls durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 115 fließen, der den Steuerstrom des Transduktor verringert und die Resonanzfrequenz in einer solchen Richtung ändert, daß die Ausgangskreisenergie zur Kompensation erhöht wird. Ebenso wie ein Ausfall der Diode 30 kann jedoch auch eint Störung in der Regelschaltung zu einem unzulässigen Anstieg der Hochspannung führen. Wenn also der Transistor 115 nichtleitend werden sollte oder wenn eine Unterbrechung der Transduktorwickhingen eintritt, fällt die Regelung der dem Zeilenausgangskreis zugeführten Energie aus und die Hochspannung kann dann auf einen übermäßig hohen Wert ansteigen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch noch eine zweite Schutzschaltung vorgesehen, die einen Transistor 150 und eine Zenerdiode 152 enthält. Wie dargestellt, ist der Kollektor des Transistors 150 mit der Verbindung der Widerstände 261 und 281 im Zeilenoszillator 101 verbunden, während der Emitter des Transistors 150 über einen kleinen Strombegrenzungswiderstand 154 mit einer an Masse angeschlossenen Zenerdiode 152 verbunden ist. Die Basiselektrode des Transistors 150, die auf Anstiege der Hochspannung anspricht, ist mit der Verbindung zweier Widerstände 156 und 158 verbunden, von denen der Widerstand 156 nach Masse führt, während der Widerstand 158 über einen zusätzlichen Widerstand 160 entweder mit dem den Ablenkspulen in Reihe geschalteten Kondensator 37 oder dem mit der Primärwicklung des Zeilentransformators 50 in Reihe geschalteten Kondensators 671 gekoppelt ist. Der Widerstand 156 ist mit einem Kondensator 162 überbrückt, der die Gleichspannung an der Basiselektrode des Transistors 150 filtert, und die Verbindung zwischen der Zenerdiode 152 und dem Widerstand 154 ist über einen Widerstand 164 mit einer dritten Spannungsquelle + K, gekoppelt.

Unter normalen Betriebsbedingungen und mit den in Fig. 3 angegebenen Schaltungsparametern kann die sich am Kondensator 37 (oder Kondensator 671) ausbildende Spannung die Referenzspannung der Zenerdiode 1.52 nicht überschreiten, so daß der Transistor 150 normalerweise gesperrt ist. Ein etwaiger Anstieg der Hochspannung, z.B. infolge von Netzschwank ungen, wird durch die beschriebene Regelschaltung ausgeregelt. Wenn die Regelschaltung jedoch versagt, tritt bei einem Netzspannungsanstieg auch ein Anstieg der mittleren Gleichspannung am Kondensator 37 (oder 671) auf und an der Basis des Transistors 150 erscheint eine höhere Gleichspannung. Bevor jedoch der Netzspannungsanstieg zu einer Erhöhung der Hochspannung führen kann, bei der Röntgenstrahlen auftreten oder der Leuchtstoff beschädigt wird, wird der Transistor 150 durch die erhöhte Gleichspannung an seiner Basis leitend. Hierdurch wird dann die Spannung am Kollektor herabgesetzt, der mit dem Zeilenoszillator 101 gekoppelt ist und die Betnebsfrequenz des Zeilenoszillators wird dadurch verringert und das Bild verschwindet, ebenso wie es oben in Verbindung mit der Schaltungsanordnung zum Schutz gegen den Ausfall der Dämpfungsdiode beschrieben worden war.

Nachdem einmal eine bestimmte Zenerdiode 152 gewählt worden ist, können die Werte für die Bauelemente 154 bis 164 so bestimmt werden, daß sich eine gewünschte Änderung der Oszillatorfrequenz gegenüber der Frequenz, bei der ein Bild wiedergegeben wird, ergibt. Die Zenerdiode 152 wird ihrerseits entsprechend dem Wert der geregelten Spannung am Schaltungspunkt A gewählt.

Bei einer Ausführungsform der Schaltungsanordnung hatte die geregelte Gleichspannung am Schaltangspunkt A den Wert von ungefähr 33 V. Ein einwandfreies Funktionieren der Schutzschaltung gemä£ der Erfindung beim Auftreten von Fehlern ist danr mit einer Zenerdiode 152 gewährleistet, deren Referenzspannung einige wenige Volt bis etwa 5 ^ ,.leinei als der Wert von 30 V ist. der sich an der Verbindung der Widerstände 261 und 281 einstellt. Die vorlie gertde Schaltung enthält zwei Widerstände 158 unc

160 äquivalenter Widerstandswerte an Stelle eines einzigen Widerstandes um eine Prüfmöglichkeit zu schaffen: Beim Kurzschließen des Widerstandes 158 tritt an der Basis des Transistors 150 eine höhere Gleichspannung auf und es wird ein Fehler simuliert. Der Transistor 150 soll dann zu leiten beginnen und die Oszillatorfrequenz sollte soweit herabgesetzt werden, daß das Bild verschwindet.

Im Vorstehenden wurden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläntert, die jedoch in der verschiedensten Weise abgewandelt werden können. Der Erfindungsgedanke ist nämlich auch auf andere Ablenkschaltungstypen anwendbar und auch auf Transistoren des entgegengesetzten Leitungstyps, mit denen die Frequenz des Zei- ¹S lenoszillators erhöht wird. Die Kollekiorelektrode des Schutztransistors 150 könnte auch direkt mit dem Schaltungspunkt A verbunden werden und nicht, wie dargestellt, mit der Verbindung der Widerstände 261 und 281. Weiterhin kann der Filterkondensator 162 *° im Basiskreis des Transistors 150 entfallen und die Anordnung kann auch so ausgelegt werden, daß sie in entsprechender Weise mit positiven Spitzen der zugefuhrten Spannung arbeitet. Dies ist jedoch nicht so wünschenswert, da sich die Werte der Schaltungs- »5 komponenten und die Schwingungsformen sowie der Punkt bei dem der Transistor zu leiten beginnt, ändern könne.

Die vorliegenden Schutzschaltungen können auch für Schaltungsanordnungen verwendet werden, bei denen der Zeüenrücklaufimpuls zur Erzeugung der Hochspannung hochtransformiert und gleichgerichtet wird. In diesem Falle kann wie bei der dargestellten Spannungsvervielfacherschaltung ein Anstieg des Gleichspannungswertes des gleichgerichteten Impulses über einen vorgegebenen Wert dazu verwendet werden, einen Ausfall der Regelschaltung anzuzeigen und die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung in Betrieb zu setzen. In beiden Fällen ist außerdem ersichtlich, daß dieses Merkmal sowohl zusammen mit der vorher beschriebenen Schutzschaltung für die Diode 30 oder unabhängig von einer solchen Schutzschaltung nützlich ist. Beide Anordnungen würden einen unkontrollierten Ausfall der Zeilensynchronisation bewirken, der zu einer Bildstörung führt, so lange der betreffende Fehler besteht. Es ist außerdem ersichtlich, daß die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung eine solche Kontrolle auch bei Fehlem in Schaltungsanordnungen bewirkt, bei denen die mittlere Gleichspaniuujg am Reihenkondensato* 671 de» Zeilentransfo.-mators überwacht, ganz entsprechend wie es oben hinsichtlich der Überwachung der Gleichspannung am Reihenkondensator 37 der Abienkwicklung beschrieben wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schutzschaltung zur Begrenzung der Bildröhrenhochspannung eines Fernsehgerätes, mit einer von einem Zeilenoszillator angesteuerten Zeilenablenkstufe, die mindestens einen Ablenkschalter aus einem gesteuerten Halbleiterbauelement und einer antiparallel dazu geschalteten Dämpfungsdiode enthält, welche die der Hochspannungserzeugerschaltung zur Ableitung der Bildröhrenhochspannung zugeführten Rucklaufimpulse auf eine Polarität begrenzt, und mit einer Koppelschaltung, welche an einen ersten Schaltungspunkt der Zeilenendstufe, der bei Abweichungen vom normalen Betriebszustand der Hochspannungserzeugerschaltung eine vom normalen Wert abweichende Spannung führt, angeschlossen ist und welche einen Halbleiterschalter enthält, der bei vom normalen Wert abweichender Spannung am ersten Schaltungspunkt leitend wird, und welche zu einem zweiten Schaltungspunkt der Ablenkschaltung gefühlt Ut, über den bei leitendem Halbleiterschalter eine die Ablenkschwingungen beeinflussende Spannung in die Ablenkschaltung eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (35, 931) derart angeschlossen ist, daß er bei auf Grund einer Erhöhung der Bildröhrenhochspannung abweichender Spannung am ersten Schaltungspunkt (33, 34) leitend wird, und daß der zweite Schaltungspunkt ein Punkt des derart ausgebildeten Zeilenoszillators (19) ist, daß sich bei Zuführung der abweichenden Spannung am ersten Schaltungspunkt die Oszillatorfrequenz erniedrigt.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt (33) der Verbindungspunkt der Zeilcnablenkwicklung (31) mit einem an ein Bezugspotential (Masse)geschalteten S-Formungskondensator (37) ist.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt (34) der Verbindungspunkt des bezugspotentialseitigen Endes eines Rücklaufimpulstransformators (SO) mit einem auf das Bezugspotential (Masse) geführten Kondensator (671) ist.

4. Schutzschaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (35, 931) eine Diode ist.

5. Schutzschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Diode ein Strombegrenzungswiderstand (941) geschaltet ist.

6. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung auf den mit dem Zeilenoszillator (19) verbundenen Steuereingang (21g) der Zeilenablenkstufe (25) geführt ist.

7. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung auf einen die die Schwingfrequenz des Zeilenoszillators (101) bestimmende Betriebsspannung für diesen führenden Schaltungspunkt (A) geführt ist.

8. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt ein Anschluß einer Sekundärwicklung (50s) eines Rücklaufimpulstransformators (50) ist und daß die Koppelschaltung einen Spitzengleichrichter (62, 61) enthält (Fig. 2).

9. Schutzschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spitzengleichrichter (62, 61) eine Lawinendiode (60) kleiner Durchbruchsspannung als der normale Wert der Spitzengleichrichterspannung nachgeschaltet ist.

10. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung einen normalerweise gesperrten Transistor (150) enthält, dessen Basis mit dem Schaltungspunkt (34) verbunden ist.

11. Schutzschaltung nach Anspruch 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (150) zwischen den die Betriebsspannung des Zeilenoszillators (101) führenden Schaltungspunkt (A) und Masse geschaltet ist.