DE2303988C3 - Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer niedrigen Gleichspannung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer niedrigen Gleichspannung, enthaltend eingangsseitig eine an eine Stromquelle für die niedrige Gleichspannung angeschlossene Reihenschaltung aus einem Schaltelement, das mit einem periodischen Signal gesteuert wird, aus der Primärwicklung eines Transforn ators und aus einem Impedanzelement, das zwischen eis Schaltelement und die Primärwicklung des Transformators geschaltet ist, ferner enthaltend einen Kondensator parallel zur Primärwicklung des Transformators, welcher mit der Primärwicklung einen Parallelresonanzkreis vorbestimmter Resonanzfrequenz zur Erzeugung einer im wesentlichen sinusförmigen Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators bildet, und eine mindestens einen Kondensator aufweisende Gleichrichtereinrichtung, die an die Sekundärwicklung des Transformators zur Gleichrichtung der im wesentlichen sinusförmigen Spannung angeschlossen ist, um die hohe Gleichspannung zu erzeugen.

Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt (DT-OS 20 34 148). Die bekannte Schaltungsanordnung hat eingangsseitig einen Serien- und einen Parallelresonanzkreis, die so bemessen sind, daß sie bei der Schaltfrequenz des Schaltelements in Resonanz sind. Der in der Gleichrichterschaltung vorhandene Kondensator wirkt sich auf die Resonanzfrequenz des eingangsseitigen Parallelresonanzkreises nicht aus, solange keine Lade- und Entladeströme fließen. Bei einer Belastung verringert sich die Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung infolge des Innenwiderstandes der Gleichrichterschaltung. Da bei Belastung in dem Kondensator der Gleichrichterschaltung Lade- und Entladeströme fließen, wirkt sich dieser Kondensator auf den Parallelresonanzkreis aus und verringert dessen Resonanzfrequenz, so daß sich eine niedrigere Ausgangsspannung der Gleichrichterschaltung einstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, daß ohne Belastung und mit Belastung eine möglichst stabile hohe Gleichspannung erhalten wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die vorbestimmte Resonanzfrequenz höher als die Schaltfrequenz des Schaltelements ist Bei einer entsprechenden Dimensionierung kann erreicht werden, daß bei Belastung die Resonanzfrequenz des Para'Ielresonanzkreises derart verringert wird, daß sie gleich der Schaltfrequenz des Schaltelements ist. Dies bedeutet, daß an dem Parallelresonanzkreis eine erhöhte Spannung auftritt und damit eine stabile Ausgangsspannung erhalten werden kann.
" Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 3 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2 und 3 Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels der F i g. 1.

F i g. 1 zeigt die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung in Anwendung auf einen Fernsehempfänger zur Erzeugung bestimmter hoher Gleichspannungen wie der Fokussier- und der Konvergenzspannung.

Die Schaltungsanordnung hat ein Schaltelement in Form eines Schalttransistors 11, der an seiner Basis mit einem periodischen Signal gesteuert wird, das im Falle eines Fernsehempfängers ein zeilenfrequentes Signal mit einer Frequenz von z. B. 15,75 kHz ist. Der Koilektor des Transistors 11 ist über eine Spule 18 und einen Kondensator 29 mit der Primärwicklung 14a eines Transformators 14, eines sog. Rücklauftransformators, verbunden. Parallel zu der Primärwicklung 14a ist ein Kondensator 20 geschaltet. Die niedrige Gleichspannung, aus der die hohe Gleichspannung erzeugt werden soll, wird über einen Anschluß 15 der Primärwicklung 14a zugeführt und beträgt z. B. 130 V. Eine Sättigungsdrossel 28 ist zwischen den Verbindungspunkt der Spule 18 und des Kondensators 29 und den Spannungsquellenanschluß 15 geschaltet. Die Sekundärwicklung 146 des Transformators 14 ist mit einer Gleichrichterschaltung 16' verbunden, die an ihrem Ausgangsanschluß 17 die hohe Gleichspannung abgibt. Die Gleichrichterschaltung 16' weist auch einen Einstell widerstand 31 zur Einstellung der Fokussierspannung und einen Einstellwiderstand 32 zur Einstellung der Konvergenzspannung auf. Der Transformator 14 hat außerdem eine dritte Wicklung 14c, von der eine sinusförmige Spannung abgenommen und über einen Kondensator 30 zu der statischen Fokussierspannung addiert wird, die an dem Einstellwiderstand 31 erhalten wird, um die dynamische Fokussierung des Fernsehempfängers durchzuführen.

Der Kollektor des Transistors 11 ist außerdem mit einem Transformator 34 verbunden, der eine Primärwicklung 34a, eine Sekundärwicklung 346 und eine Tertiärwicklung 34c hat. Von der Sekundär- und der Tertiärwicklung 346 und 34c werden Impulsspannungen entgegengesetzter Polarität erhalten, die Dioden 27 und 28 zugeführt werden, um nach der Gleichrichtung unterschiedliche niedrige Gleichspannungen für hier nicht

näher beschriebene Zwecke zu erhalten.

Der Kondensator 20 bildet mit der Primärwicklung 14a des Transformators 14 einen Parallelresonanzkreis 21, dessen Resonanzfrequenz auf etwa 19 kHz, also höher als die Schaltfrequenz des Transistors 11, eingestellt ist. Der Grund hierfür ist folgender: Wenn die Resonanzfrequenz Λ des Resonanzkreises 21 gleich der Schaltfrequenz gewählt würde, wäre die hohe Gleichspannung am Ausgangsanschluß 17 der Gleichrichterschaltung 16' gleich Ei, wie Fig.2 zeigt, wenn kein Laststrcn fließt, so daß in dem Kondensator der Gleichrichterschaltung keine Lade- und Entladeströme fließen. Die Tatsache, daß kein Strom durch den Kondensator fließt wirkt sich so aus, als ob kein Kondensator vorhanden wäre, wenn der Ausgangsanschluß 17 von der Sekundärwicklung 146 des Transformators 14 aus gesehen wird. In diesem Zustand wird die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 21 von der Induktivität der Primärwicklung 14a des Transformators 14 und der Kapazität des Kondensators 20 bestimmt. Wenn dagegen ein Laststrom fließt, wird die Gleichspannung infolge des Innenwiderstandes der Gleichrichterschaltung 16 auf Ei verringert. Gleichzeitig fließt ein Strom von der Sekundärwicklung 146 des Transformators 14 in den Kondensator der Gleichrichterschaltung 16', um den Strom zu ersetzen, der von dem Kondensator zur Last fließt. Die Tatsache, daß Strom von dem Kondensator in die Gleichrichterschaltung 16' fließt, bedeutet, daß der Kondensator zur Wirkung kommt, wenn der Ausgangsanschluß 17 von de' Sekundärwicklung 146 des Transformators 14 aus gesehen wird. Der Kondensator wirkt somit durch den Transformator 14 hindurch auf dessen Primärwicklung 14a; dies ist gleichbedeutend mit einem zusätzlichen Kondensator parallel zu dem Kondensator 20. Somit wird die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 21 entsprechend auf h /erringen. Der Resonanzkreis 21 ist somit nicht in Resonanz, so daß die aufgrund des Innenwiderstandes verursachte Spannungsverringerung nicht ausgeglichen werden kann.

Wenn dagegen die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 21 gleich A = 19 kHz gewählt wird, wie F i g. 3 zeigt, erhält man bei der Schaltfrequenz h - 15,75 kHz am Ausgangsanschluß 17 der Glleichrichterschaltung 16' die Spannung Ei. Wenn ein Laststrom in der Gleichrichterschaltung 16' fließt, neigt die Gleichspannung infolge des Innen Widerstandes der Gleichrichterschaltung 16' zu einer Verringerung. Dabei wird jedoch die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 21 verringert und verschiebt sich von A nach h, so daß die Gleichspannung das Bestreben zu einer Erhöhung hat, so daß sie sich im Ergebnis nicht ändert. Die Gleichspannung wird somit durch die Änderung des Laststroms in der Gleichrichterschaltung 16' nicht geändert und damit wird eine siabile Gleichspannung erhalten.
Wenn angenommen wird, daß, wenn kein Laststrom

ίο in der Gleichrichterschaltung 16' fließt, die Frequenz des Schaltsignals des Transistors 11 auf etwa 19 kHz geändert wird, kann die Gefahr auftreten, daß die Gleichspannung sich auf Ea erhöht, so daß in der Gleichrichterschaltung 16' ein Durchschlag auftritt.

Um dies zu vermeiden, ist ein Serienresonanzkreis 22, bestehend aus der Spule 18 und dem Kondensator 29, zwischen die Primärwicklung 14a des Transformators 14 und den Transistor 11 geschaltet. Die Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises 22 ist zu etwa 14 kHz gewählt. Daher wird die dem Transformator 14 von dem Transistor 11 zugeführte Energie nahe der Frequenz von 14 kHz maximal, so daß die Ausgangsgleichspannung nicht so stark erhöht wird, selbst wenn die Frequenz des Schaltsignals des Transistors 11 hoch wird.

Die Drosselspule 28 zwischen dem Verbindungspunkt der Spule 18 und des Kondensators 29 und dem Spannungsquellenanschluß 15 verhindert, daß der Transistor II durchschlagen wird, selbst wenn die hohe Gleichspannung überschlägt. Wenn die Gleichspannung überschlägt, wird die in dem Kondensator der Gleichrichterschaltung 16' gespeicherte Ladung entladen und es fließt ein hoher Strom durch die Sekundärwicklung 14ö und damit auch durch die Primärwicklung 14a des Transformators 14, um den Kondensator wieder zu laden. Dabei tritt ein starker Impuls an der Primärwicklung 14a des Transformators 14 auf, der über den Kondensator 29 zu dem Verbindungspunkt der Spule 18 und der Sättigungsdrossel 28 übertragen wird, so daß ein hoher Strom durch die Sättigungsdrossel 28 fließt. Dadurch wird die Induktivität der Sättigungsdrossel 28 verringert und die Primärwicklung 14a des Transformators 14 wird kurzgeschlossen. Somit tritt keine hohe Gleichspannung an dem Ausgangsanschluß

17 auf und der Überschlag der hohen Gleichspannung wird beendet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer niedrigen Gleichspannung, enthaltend eingangsseitig eine an eine Stromquelle für die niedrige Gleichspannung angeschlossene Reihenschaltung aus einem Schaltelement, das mit einem periodischen Signal gesteuert wird, aus der Primärwicklung eines Transformators und aus einem Impedanzelement, das zwischen das Schaltelement und die Primärwicklung des Transformators geschaltet ist, ferner enthaltend einen Kondensator parallel zu der Primärwicklung des Transformators, welcher mit der Primärwicklung einen Parallelresonanzkreis vorbestimmter Resonanzfrequenz zur Erzeugung einer im wesentlichen sinusiörmigen Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators bildet, und eine mindestens einen Kondensator aufweisende Gleichrichtereinrichtung, die an die Sekundärwicklung des Transformators zur Gleichrichtung der im wesentlichen sinusförmigen Spannung angeschlossen ist, um die hohe Gleichspannung zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Resonanzfrequenz höher als die Schaltfrequenz des Schaltelements (11) ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Impedanzelement ein Serienresonanzkreis (22) ist, der aus einer Spule (18) und einem Kondensator (20) besteht, der zwischen die Primärwicklung (14a) des Transfer nators (14) und das Schaltelement (11) geschaltet ist.