DE2316944A1

DE2316944A1 - Spannungsregler fuer eine ablenkschaltung

Info

Publication number: DE2316944A1
Application number: DE2316944A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Friedrich Wilhe Dietz
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1972-04-05
Filing date: 1973-04-04
Publication date: 1973-10-18
Also published as: DE2366120C2; DK111588D0; SE397761B; DE2316944C3; JPS4917925A; HK17178A; NL181317B; DK155267B; DK155267C; NL181317C; DE2316944B2; FR2179111B1; BR7302431D0; ATA288973A; IT982697B; ES413284A1; FI59315C; GB1431043A; ZA732280B; JPS555739B2

Description

MD.ECA 65 975 29. März 1973

GB-PA 15576/72 ⁷⁵¹⁷"^{73 Dr}-^V'

Filed:April 5, 1972 . 2316944

RCA Corporation

New YqrkJH.Y. (V.St.A.)

_für_ eine Ablenkschaltung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannungsregler für eine Ablenkschaltung, insbesondere einen Regler der erhöhten positiven Spannung für eine Ablenkschaltung eines Fernsehempfängers.

Die Betriebsspannung der Horizontalablenkschaltung eines Fernseherapfangers soll im allgemeinen geregelt sein, damit der Horizontalablenkwicklung in den aufeinanderfolgenden Ablenkperioden immer die gleiche Energie zugeführt wird. Bei schwankender Betriebsspannung ändert sich der die Ablenkwicklung durchfließende Ablenkstrom, was unerwünschte Schwankungen der Bildbreite zur Folge hat. Außerdem wird meistens auch die Bildröhrenhochspannung in der Horizontalablenkschaltung durch Gleichrichten der Rücklaufimpulse erzeugt, die im Zeilentransformator während der Rücklaufintervalle auftreten. Wenn die Betriebsspannung schwankt-, ändern' sich die Energie

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ORIGINAL INSPECTED

der Rücklauf impulse und die Hochspannung, was- zu Schwankungen der Bildhelligkeit und zusätzlichen Änderungen der Bildbreite führt. Häufig werden auch Betriebsspannungen für andere Teile des Empfängers, wie die Video- oder Audiostufen, von der Horizontalablenkschaltung abgenommen und diese Spannungen sollen ebenfalls geregelt sein.

Es ist bekannt, für die Ablenkschaltung einerseits und die anderen Schaltungen andererseits getrennte Spannungsregler zu verwenden, dies ist jedoch kostspielig und erhöht den Schaltungsaufwand im Empfänger. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist es außerdem erwünscht, die Netzspannung unmittelbar gleichzurichten, ohne einen Netζtransformator zur Hochtransformation auf die für die Speisung der Ablenkschaltungen erforderlichen relativ hohen Spannungen zu benötigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, einen Spannungsregler anzugeben, der die gleichgerichtete Wechselspannung füijdie Speisung einer Ablenkschaltung eines Fernsehempfängers oder dergleichen erhöht und regelt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen Spannungsregler für eine Ablankschaltung, welche eine Ablenkwicklung während eines Teiles jedes Ablakintervalles mit Energie versorgt, mit einer Gleichspannungsquelle, die eine Gleichspannung mit unerwünschten Spannungs schv/ankungen liefert, gekennzeichnet durch eine in der Ablenkschaltung enthaltene Schaltvorrichtung, die während jedes Ablenkintervalles von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten schaltet?eine mit der Gleichspannungsquelle und der Schaltvorrichtung gekoppelte induktive Anordnung zur Versorgung der Ablenkschaltung während eines Teiles jedes Ablenkintervalles mit Betriebsstrom; eine Gleichrichteranordnung, welche eine aktive, stromführende Einrichtung enthält, die mit der induktiven Anordnung, an welcher eine Wechselspannung entsteht, die die Schaltvorrichtung vom ersten Betriebszustand in

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äen zweiten umschaltet, sowie ra^it der Gleichspannungsquelle zur Gleichrichtung der Wechselspannung und Addition zu der von der Gleichspannungsquelle gelieferten Gleichspannung gekoppelt ist/ eine Steuervorrichtung, die mit der aktiven stromführenden Einrichtung gekoppelt ist und deren Stromflußdauer steuert;

und eine Spannungsfühlvorrichtung, die mit der Steuervorrichtung sowie mit der Steuervorrichtung sowie mit der Gleichspannungsquelle gekoppelt ist, ein den SpannungsSchwankungen der Gleichspaimungsquelle entsprechendes Signal liefert und aufgrund dieses Signales die Stroraflußdauer der aktiven stromführenden Einrichtung und damit die der Gleichspannungsquelle zugeführte Energie derart steuert, daß die Gleichspannung der Gleichspannungsquelle ira wesentlichen konstant gehalten wird.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält ein Spannungsregler für die erhöhte positive Gleichspannung zur Speisung eines Ablenksystems eines Fernsehempfängers eine Gleichspannungsquelle, bei der unerwünschte Spannungsschwankungen auftreten können. Eine während jedes Ablenkintervalles betätiguare Schaltvorrichtung im Ablenksystem ist über eine induktive Anordnung rait der Gleichspannungsquelle gekoppelt und erhält von dieser Betriebsstrom. Eine Wicklung der induktiven Anordnung, die als Wechselstromquelle wirkt, liefert einen VTechselatrom, wenn die Schaltvorrichtung während jedes Ablenkzyklus von einem Betriebszustand in einen anderen schaltet. Mit der Wicklung und einer Klemme der Spannungsquelle ist eine aktive stromführende Einrichtung gekoppelt, um die Wechselspannung gleichzurichten und zur Gleichspannung zu addieren. Mit der aktiven stromführenden Einrichtung ist eine Steuervorrichtung gekoppelt, die ihre Stromflußdauer während jedes Ablenkzyklus bestimmt. Mit der Steuervorrichtung und einer Quelle für eine Spannung, die den änderungen der Gleichspannung entspricht, ist eine Spannungsfühlvorrichtung gekoppelt, um für die Steuervorrichtung ein Signal zum Bestimmen der Stroitiflußdauer der aktiven stromführenden Einrichtung und da-

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mit des Betrages an Energie, der der Gleichspannungsquelle zu deren Stabilisierung zugeführt wird, zu bestimmen.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind" in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen.·

Fig. 1 ein Schaltbild eines Ablenksystems mit einem Spannungsregler gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung des Verlaufes von •Gleichspannungen an zwei Punkten der Schaltungsanordnung" gemäß Fig. 1 in Abhängigkeit von der Netzspannung;

Fig. 3A bis 3G normierte graphische Darstellungen des Verlaufes von Schwingungen an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 ein Schaltbild eines Spannungsreglers jjemäß einem v/eiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein teilweise in Blockform gehaltenes Schaltbild eines ein Ausführungsbeispiel der Erfindung enthaltenden Ablenksystems dargestellt. Mit Ausnahme einer Regelschaltung, auf die im folgenden noch genauer eingegangen wird, handelt es sich um eine rücklaufgesteuerte Horizontalablenkschaltung, wie sie im Prinzip aus der US-PS 3 452 244 bekannt ist.

Die Schaltungsanordnung enthält einen Umpolschalter 11 mit einem steuerbaren Siliziumgleichrichter oder Thyristor 12 und einer entgegengesetzt gepolten Dämpfungsdiode 13, die zwischen eine Wicklung 27a einer Eingangsdrossel· 27 und Masse

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geschaltet sind. Für die Zwecke der Erläuterung der Ablenkschaltung kann angenommen v/erden, daß die andere Klemme der Wicklung 27a mit einer Quelle für eine positive Gleichspannung verbunden ist. Der ümpolschalter 11 ist über eine Umpolspule 22 und einen Kondensator 23 mit einem Hinlaufschalter 14 verbunden. Der Hinlaufschalter 14 enthält einen Thyristor 15 sov/ie eine entgegengesetzt gepolte Dämpfungsdiode 16. Die Verbindung zwischen Umpolspule 22 und dem Kondensator 23 ist über einen Kondensator 24 mit Masse gekoppelt. Der Hinlaufschalter

14 ist über eine Reihenschaltung aus einer Horizontalablenkwicklung 17 und einem zur Erzeugung eines S-förmigen Stromverlaufes dienenden Kondensator 18 mit Masse sowie über eine Primärwicklung 19a eines Horizontalausgangs- oder Zeilentransformators 19 und einen Gleichspannung sperrenden Kondensator 20 mit !lasse verbunden.

Der Zeilentransformator 19 enthält ferner eine Sekundär- oder Hochspannungswxcklung 19b, an der während des Rücklaufintervalles jedes Ablenkzyklus ein Rücklaufimpuls verhältnismäßig großer Amplitude auftritt. Diese Rücklaufimpulse werden einer Ilochspannungs-Vervielfächer- und Gleichrichter-Schaltung 21 (im folgenden kurz Hochspannungs-Schaltung) zugeführt, um eine aohe Gleichspannung +HV in der Größenordnung von z.B. 27 kV für die Hochspannungselektrode einer nicht dargestellten Fernsehbildröhre zu erzeugen.

i-Iit der Steuerelektrode des Thyristors 12 im Umpolschalter 11 ist ein Zeilenoszillator 25 gekoppelt, der während jedes Ablenkzyklus kurz vor dem Ende des Hinlaufintervalles einen Impuls zum Zünden des Thyristors 12 und zur Einleitung des Umpolintervalles erzeugt. Zwischen einen Abgriff der Wicklung 27a der Eingangsdrossel 27 und die Steuerelektrode des Thyristors 15 im Hinlaufschalter 14 ist ein Kurvenformungsnetzwerk 26 geschaltet, das ein Signal liefert, welches den Thyristor

15 während der zweiten Hälfte des Hinlaufintervalles leiten

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läßt.■

Im Regelschaltungsteil des Ablenksystems wird eine Wechselspannung von einer Netzspannungsquelle mittels einer Gleichrichterdiode 28 gleichgerichtet und durch eine Filterschaltung 29 geglättet. Von der Filterschaltung 29 wird die Gleichspannung über eine Diode 30 und einen Strombegrenzungswiderstand 31 einer Klemme eines Speicherkondensators 32 zugeführt, dessen andere Klemme an Hasse liegt. Die Verbindung zwischen dem Strombegrenzungswiderstand 31 und dem Kondensator 32 ist zur Speisung der Ablenkschaltung mit Gleichspannung mit der zweiten Klemme der Wicklung 27a der Eingangsdrossel gekoppelt.

Die Eingangsdrossel 27 hat noch eine weitere Wicklung 27b, deren eine Klemme über eine Induktivität 33 mit der Anode eines Spannungsregel-Thyristors 34 verbunden ist. Die Kathode des Thyristors 34 ist an den Kondensator 32 angeschlossen. Die Verbindung zwischen der Wicklung 27b und der Induktivität ist über einen Kondensator 38, einen Widerstand 37, einen Widerstand 39 und einen Widerstand 40 mit der Basiselektrode eines Steuertransistors 35 gekoppelt. Die Emitterelektrode des Steuertransistors 35 ist mit der Steuerelektrode des Thyristors 34 gekoppelt und die Kollektorelektrode ist über einen Widerstand 36 mit der Verbindung der Widerstände 37 und 39 gekoppelt, an die außerdem die Kathode einer zur Begrenzung dienenden Zenerdiode 43 angeschlossen ist, deren Anode mit einer Klemme des Speicherkondensators 32 verbunden ist. Die Verbindung der Widerstände 39 und 40 ist über einen Integrierkondensator 42 mit dem Kondensator 32 gekoppelt.

Der Speicherkondensator 32 ist mit einer Spannungsteilerschaltung überbrückt, die einen Reihenschaltung aus Widerständen 44 und 45 und einem Potentiometer 46 enthält. Mit der Verbindung der Widerstände 44 und 45 ist die Anode einer

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Zenerdiode 47 gekoppelt, deren Kathode mit der Basiselektrode des Steuertransistors 35 verbunden ist.

Der die Horizontalablenkwicklung 17 durchfließende Strom hat zu Beginn des Hinlaufintervalles einen negativen Maximalwert und fällt dann linear ab, während durch die Dämpfungsdiode 16 und die Horizontalablenkwicklung 17 ein Strom fließt, der den Kondensator 18 auflädt. Etwa in der Hitte des liin lauf interval Ie s geht der Äblenkstrorc durch Null und kehrt dann seine Polarität um, die Därapfungsdiode 16 sperrt nun und der Thyristor 15, welcher während der ersten Hälfte des Hinlaufes durch einen positiven Steuerimpuls vom Kurvenformungsnetzwerk 26 aufgetastet worden war, leitet nun und bildet einen üurch die tiorizontalafolenkwicklung 17 nach Z'asse führenden Stronrrec; für die Energie, welche im Kondensator 18 gespeichert ist, der gleichzeitig dazu dienten Strom einen S-förmigen Verlauf zu geben. =lan beachte, daß die mittlere Spannung am Kondensator 13 in der Größenordnung von 50 Volt liegt und daß der Kondensator so groß ist, daß die Ladungsänderungen beim Aufladen und Entladen während jedes Ablenkzyklus nur einen Teil der der Nennspannung von 50 Volt entsprechenden mittleren Ladung ausmachen.

während des Hinlaufintervalles ist der Umpolschalter offen und die Kondensatoren 23 und 24 werden über die Umpolspule 22 durch die in der Wicklung 27a der Eingangsdrossel 27 gespeicherte Energie parallel aufgeladen. Kurz vor dem Ende des Hinlaufes wird der Thyristor 12 durcli einen positiven Steuerimpuls von Seilenoszillator 25 aufgetastet und er beginnt zu leiten, vouurcli das Umpolintervall eingeleitet wird. Zu diesem Zeitpunkt werden zwei Resonanzkreise gebildet, von denen der er ate uen Thyristor 12, die tJinpolspule 22 und den Kondensator 24 uiiü aer zweite den Thyristor 12, die Umpolspule 22, den Kondensator 23 und den Thyristor 15, der nun Strom in zwei Sichtungen leitet, enthalten.

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Der Resonanzstrom, der vom Kondensator 23 durch dan Thyristor 15 fließt, nimmt schneller zu als der Ablenkstrorn und wenn er letzteren übersteigt,"wird der Thyristor 15 gesperrt. In diesem Zeitpunkt geht der Strom auf die Diode 16 über, wenn jedoch der Resonanzstrom vom Kondensator 23 seine Polarität umkehrt, wird die Diüe 16 gesperrt und der Äfolenkstromweg wird unterbrochen, so daß das HinlaufIntervall endet und das Rücklaufintervall beginnt. Während des Rücklaufintervalles, das vollständig in das ümpolintervall fällt,erfolt eine Energielieferung durch den Umpolschalter 11, die Umpolspule 22, die Kondensatoren 23 und 24 sowie durch die Korizontalablenkwicklung 17 zur Wiederauffüllung der Ladung des Kondensators 18 und vom Umpolschafcer 11, der Umpolspule 22 und den Kondensatoren 23 und 24 zur Wiedeofauffüllung der Energie, die in der Primärwicklung 19a des Zeilentransformators 19 gespeichert ist.

Während des Rücklaufintervalles, in dem der Energieaustausch stattfindet, werden der Thyristor 12 sowie die Dämpfungsdiode 13 gesperrt und damit der Umpolschalter 11 geöffnet, wenn die betreffenden Bauelemente durch die Schwingungsspannung in Sperrichfcmg beaufschlagt werden. Ferner beginnt die Dämpfungsdiode 16 wieder zu leiten, wenn der Resonanzstrom die an ihr liegende Sperrspannung genügend herabgesetzt hat, wodurch das nächste Hinlaufintervall eingeleitet wird.

Das Umpolinterval.1 endet kurz nach Beginn des Hinlaufintervalles, wenn die Ströme in den Kondensatoren 23 und 24 sich dem Wert Null nähern und die Dämpfungsdiode 13, die während des Umpolintervalles ein zweites Mal geleitet hatte, gesperrt wird. Die Wicklung 27a war während des Umpolintervalles, als der Umpolschalter geschlossen war, zwischen die Betriebsspannungsquelle und Masse geschaltet und führte daher einen linear ansteigenden Strom. Wenn der Umpolschalter 11 am Ende des Umpolintervalles öffnet, werden die Kondensatoren 23 und 24

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zur Vorbereitung des nächsten Umpolintervalles durch die in der Wicklung 27a gespeicherte Energie wieder aufgeladen.

Aus der vorangegangenen Beschreibung der Arbeitsweise der Ablenkschaltung ist ersichtlich, daß alle Schwankungen der Betriebsgleichspannung, die durch die Wicklung 27a zum Umschaltteil der Schaltung gekoppelt werden, den Betrag der Energie ändern, die in der Primärwicklung 19a und dem Kondensator 18 rückgespeichert v/ird, und damit unerwünschte Schwankungen der Bildröhrenhochspannung sowie der Bildbreite verursachen.

In Fig. 1 ist die Abhängigkeit der vom Wetzteil bzw. Reglerteil des in Fig. 1 dargestellten Ablenksystems erzeugten, längs der Ordinate aufgetragenen Gleichspannungen von der längs der Abszisse aufgetragenen Netzspannung graphisch dargestellt. Die Kurve 48 zeigt, wie die Gleichspannung am Ausgang des die Gleichrichterdiode 28 und die Filterschaltung 29 enthaltenden Netzteils von der Netzspannung abhängt. Bei einer Änderung der Netzspannung von 105 bis 135 Volt ändert sich die Gleichspannung von 130 bis 170 Volt. Da solche Schwankungen der Netzspannung, für die ein Nennwert von 120 Volt angenommen wurde, häufig auftreten können, ist offensichtlich irgend eine Regelung erforderlich. Außerdem ist es wünschenswert, die Ablenkschaltung mit einer konstanten Gleichspannung von etwa 170 Volt zu betreiben, wie sie in Fig. 2 durch die Kurve 49 dargestellt ist, also mit einer Spannung, die außer bei extrem hohen Werten der Netzspannung nicht durch einfache Gleichrichtung aus dieser gewonnen v/erden kann. Die Funktion des Regelschaltungsteils des Ablenksystems gemäß Fig. 1 besteht darin, die gleichgerichtete Netzspannung zu erhöhen und sie, unabhängig von Netzspannungsschwankungen, auf dem erhöhten tfert zu stabilisieren. Um dies zu erreichen, addiert die Spannungserhöhungs- und Regelschaltung eine der Differenz zwischen den Kurven 48 und 49 entsprechende Spannung zur gleichgerichteten Netzspannung.

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In den Fig. 3A bis 3G sind normierte Spannungs- und Stromverläufe dargestellt, die an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 auftreten und auf die bei der folgenden Erläuterung des Regelschaltungsteiles des Ablenksystems Bezug genommen wird. Die Punkte der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1, an denen die Spannungen bzw. Ströme gemäß Fig. 3ä bis 3G auftreten, sind der Einfachheit halber mit den entsprechenden Buchstaben A bis G bezeichnet.

Bei Betriebsbeginn nach Einschalten des Fernsehempfängeis gelangt die gleichgerichtete Netzspannung durch die Diode 30 und den Strombegrenzungswiderstand 31 zur Wicklung 27a der Eingangsdrossel, so daß die Ablenkschaltung in der oben beschriebenen Weise zu arbeiten beginnt. Wenn die Ablenkschaltung arbeitet, tritt am Umpolschalter 11 eine Spannung 50 auf, deren Verlauf in Fig. 3A dargestellt ist. Das Umpolintervall entspricht demjenigen Teil der dargestellten Kurve, in dem die Spannung 50 den Wert Null hat. Die Spannung 50 des dargestellten Verlaufs wird trans forma torisch auf die Wicklung 27b der Eingangsdrossel 27 gekoppelt und erscheint invertiert als Spannung 51 mit dem in Fig. 3B dargestellten Verlauf bezüglich Masse an der Verbindung der Wicklung 27b, des Kondensators 38 und der Induktivität 33.. Bei dem in Fig. 1 dargestellten- Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es der positive? dem Umpolintervall entsprechende Teil der Spannung 51 gemäß Fig.3B, der durch den Thyristor 34 für eine Addition zu der aiii Kondensator 32 liegenden gleichgerichteten Netzspannung gerichtet wird. Bei dieser Anordnung wird der Ablenkschaltung nur während des Umpolintervalles Energie entnommen und der Einfluß auf die Arbeitsweise der Ablenkschaltung während des Hinlaufintervalles ist dementsprechend nur sehr klein.

Die Spannung 51 wird ferner über den Kondensator 38 und den Widerstand 37 auf die Kathode der Zenerdiode 43 gekoppelt, deren Anode zu einer Quelle für die Spannung V zurückgeführt

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ist. Die Zenerdiode 43 ist so bemessen, daß sie den positiven Teil der Spannung 51 abschneidet und an ihr daher immer eine Spannung 52 mit einer vorgegebenen, von Spitze zu Spitze gerechneten Amplitude leigt, unabhängig davon wie sich der positive Spitzenwert der Spannung 51 ändert. Die feste, begrenzte Spannung 52 an der Zenerdiode 43 ist in Fic;. 3C dargestellt. Lie Spannung 52 wird über den Widerstand 36 der Kollektorelektrode des Steuertransistors 35 als Betriebsspannung zugeführt. Sie wird ferner durch den Widerstand 39 und den Kondensator 42 integriert, um eine Sägezahnspannung mit konstanter, von Spitze zu Spitze gerechneter Amplitude zu erzeugen, welche dann über den Widerstand 40 der Easiselektrode des Transistors 35 zur Vorspannung zugeführt wird.

Der Spannungsteiler aus der Reihenschaltung der Widerstände 44, 45 und des Potentiometers 46 dient zum Abfühlen etwaiger Schwankungen der Spannung V , die ^ am Spannungsteiler liegt. Die Zenerdiode 47, die zwischen die Basis des Transistors 35 und die Verbindung der Widerstände 44 und 45 geschaltet ist, bildet einen Stromweg veränderlicher Leitfähigkeit, der den dem Transistor 35 zugeführten Basissteuerstrom und damit die 2eitspanne steuert, die der Thyristor 34 während jedes Ablenkzyklus eingeschaltet ist.

Bei niedriger Netzspannung neigt die Gleichspannung V dazu, auf einen weniger positiven Wert abzusinken. Hierdurch wird der Spannungsabfall am Widerstand 44 kleiner. Bei absinkender positiver Spannung an der Anode der Zenerdiode 47 kann die Spannung an ihrer Kathode um einen entsprechenden Betrag ansteigen, bevor die Zenerdiode 43 zu leiten beginnt.Die Sägezahnspannung vom Kondensator 42 speist daher lediglich den Basiskreis des Transistors 35 und der ganze Strom vom Kondensator 42 dient zur Steuerung der Basis des als Stromverstärker wirkenden Steuertransistors 35. Die Spannung an der Emitter-

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elektrode des Transistors 35 tastet ihrerseits den Thyristor 34 iia Zeitpunkt T auf idem Beginn des Umpolintervalles,.das durch die allen Figuren 3A bis 3G gemeinsamen senkrechten !linien angedeutet ist) und läßt den Thyristor 34 bis zura Zeitpunkt T₂ leiten, der kurz nach dem Ende des Umpolintervalles auftritt. Der Speicherkondensator 32 wird dadurch mit dem größtmöglichen Betrag an Energie aufgeladen und die Spannung V_Q wird dementsprechend erhöht. Fig. 3G zeigt den Verlauf der Sägezahnspannung 53, die bei niedriger Hetzspannung an der Basiselektrode des Transistors 35 liegt. Der Verlauf des Stromes 55, der unter diesen Umständen durch die gesteuerte Stromstrecke des Thyristors 34 fließt, ist in Fig. 3F dargestellt.

Wenn andererseits die Netzspannung hoch ist, neigt die Speisespannung V dazu, positiver zu v/erden und der Spannungsabfall am Spannungsteiler und am Widerstand 44 nimmt zu. Dies erhöht die Spannungen an der Kathode und Anode der Zenerdiode 47,, diese Beginnt dann bezogen auf den zeitlichen Verlauf der Sägezahnspannung am Kondensator 42 eher zu leiten' und bilden dann mit dem Widerstand 45 und dem Potentiometer 56 einen Nebenschluß, durch den Strom vom Kondensator 42 abfließen kann, der sonst der Basiselektrode des Transistors 35 zugeführt würde. Die Sägezahnspannung muß daher auf einen positiveren Wert als bei niedriger.Hetzspannung ansteigen, bevor der Transistor 35 und damit der Thyristor 34 zu leiten beginnen. Hierdurch wird die Zeitspanne innerhalb der Umpolintervalles, während derer dem Speicherkondensator 32 Energie zugeführt wird, verkürzt und damit die Spannung V herabgesetzt.

Der Widerstand 45 und das Potentiometer 46 liegen in einem Entladestromkreis für den Kondensator 42, wenn die Zenerdiode 47 leitet und bestimmen damit die Geschwindigkeit, mit der die sägezahnförmige Vorspannung für den Transistor 35 herabgesetzt wird. Das Potentiometer 46 dient zur Einstellung der Spannung, bei der die Regelung einsetzt.

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Wenn die Netzspannung außergewöhnlich hoch ist und der Thyristor 34 gar nicht mehr eingeschaltet wird, fließt der Betriebsstrom für die Ablenkschaltung durch.die Diode 30. In diesem Falle verhindert der Strombegrenzungswiderstand 31, daß die Spannung beim Übergang des Stromes vom Thyristor 34 auf die Diode 30 stark ansteigt.

Die dem Thyristor 34 in Reihe geschaltete Induktivität 33 bestimmt die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes und damit das Sperren des Thyristors 34 im Zeitpunkt T2 nach dem Ende des ümpolintervalles. Mit der Größe der Induktivität 33 kann der Maximalwert der vom Thyristor 34 durchgelassenen und im Kondensator 32 gespeicherten Energie bestimmt werden. Die Energie von der Induktivität 33 und der Streuihduktivität der Eingangsdrossel 27, die dem Speicherkondensator 32 zugeführt wird, tritt als positive Auswanderung der Spannung 50 (Fig. 3A) während des Intervalles T₁ ^-T₂ in Erscheinung.

Da die der Eingangsdrossel 27 zugeführte Speisespannung V geregelt, d.h. stabilisiert ist, sind Hilfsstromversorgungsschaltungen, die mit Hilfsv/icklungen auf der Eingangsdrossel 27 oder Wicklungen auf dem Zeilentransformator 19, wie Gleichrichterschaltungen zur Erzeugung einer Betriebsspannung für den Videoteil des Fernsehempfängers oder eine Schaltung zur Speisung der Bildröhrenheifeung, ebenfalls geregelt.

In Fig. 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines Spannungsreglers für eine erhöhte positive Betriebsspannung zur Speisung eines Ablenksystems dargestellt. Schaltungsteile, die funktionsmäßig Schaltungsteilen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Die eigentliche Ablenkschaltung ist in Fig. 4 der Einfachheit halber weggelassen, die Fig. 4 ist also durch eine Ablenkschaltung der in Fig. 1 dargestellten oder ähnlicher

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Art ergänzt zu denken. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Spannungsregler für die erhöhte positive Betriebsspannung diente der Thyristor 34 als Halbweggleichrichter für einen von der Eingangsdrossel 27 gelieferten Wechselstrom. Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 dient außer zur Regelung auch zur Erhöhung der positiven Betriebsspannung, so daß die Versorgungsspannung V_Q für die Ablenkschaltung bei einem Nennwert der Netzspannung von 120 Volt in der Größenordnung von 170 Volt lag. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird eine Vollweggleichrichterschaltung verwendet, um eine noch größere geregelte Spannung zu erzeugen, die hier, wieder eine Eingangsnetzspannung von 120 Volt vorausgesetzt, in der Größenordnung von 200 Volt liegt. Mit Ausnahme des aus der Vollweggleichrichterschaltung bestehenden Teiles arbeitet der Spannungsregler jedoch im allgemeinen wie der gemäß Fig. 1.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 wird die Netzspannung wieder durch eine Gleichrichterdiode 28 gleichgerichtet und eine Filterschaltung 29 geglättet. Bei Einschaltung des Empfängers und bei außergewöhnlich hoher Netzspannung gelangt die Betriebsspannun g für die Ablenkschaltung über die Reihenschaltung aus einer Diode 30, einem Strombegrenzungswiderstand 31 und eine Wicklung 27a einer Eingangsdrossel 27 zu dem in Fig. nicht dargestellten Umpolschalter 11 (Fig. 1).

Bei niedriger Netzspannung ,neigt die Betriebsspannung V' dazu, abzusinken. Dabei fließt der positive Teil der Spannung am Punkt B (Fig. 3B) über eine Wicklung 19c des in Fig. 4 sonst nicht dargestellten Zeilentransformators 19 (Fig.l) sowie eine Induktivität 33 und v/ird durch einen Thyristor 34 gleichgerichtet. Der den Thyristor 34 durchfließende Strom lädt einen Speicherkondensator 32 auf. Hierdurch wird die Spannung am Speicherkondensator 32 erhöht, welche dann über eine Wicklung 27a der Ablenkschaltung zugeführt wird.

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wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist. der Spannungsabfall an einem Spannungsteiler mit Widerständen 44, 45 und einem Potentiometer 46 bei niedriger Netzspannung relativ klein und aia Widerstand 44 liegt daher eine verhältnismäßig kleine Spannung. Hierdurch wird das positive Potential an der Anode der Zenerdiode 47 herabgesetzt und die Spannung an der Basiselektrode des Transistors 35 kann dadurch auf einen höheren Wert ansteigen, bevor die Zenerdiode 47 zu leiten beginnt. Der Transistor 35 kann dadurch während des ganzen Umpolintervalles leiten, da die integrierte Sägezahnspannung seiner Basiselektrode zugeführt wird. Der Transistor 35 tastet daher den Thyristor 34 zu Beginn des ümpolintervalles auf und der Thyristor 34 läßt während des ganzen Ümpolintervalles und noch eine kurze anschließende Zeitspanne bis zum Zeitpunkt T^ Strom zur Aufladung des Kondensators 32 durch, so daß eine maximale Erhöhung der gleichgerichteten Netzspannung eintritt.

Bei dieser Ausführungsform wurde die zusätzliche Wicklung 19c des Seilentransformators der Wicklung 27b der Eingangsdrossel in Reihe geschaltet. Die Schaltungsanordnung könnte zwar auch ohne die Wicklung 19c betrieben werden, diese liefert jedoch /7ährend des ümpolintervalles einen Rücklauf impuls, dessen Energie sich einfach zu der Energie des Uraschaltiiapulses addiert, dervom Thyristor 34 durchgelassen wird. Durch diese Anordnung wird also die Energie erhöht, die während des Umpolintervalles im Epeicherkondensator 32 gespeichert wird.

Eine Diode 60, die mit ihrer Kathode an einen Kondensator 61 sowie die Induktivität 33 und mit ihrer Anode an die Wicklung 27b angeschlossen und entgegengesetzt zum Thyristor 34 gepolt ist, erßöglicht die Gleichrichtung der Spannung B während des Hinlauf interval les und damit eine v/eitere Erhöhung der ^annung V . ITenn die Spannung B während des Hinlauf in tervallas negativ ist, führt die Diode 60 Strom, der im Kondensator 61 gespeichert wird. Diese Anordnung entspricht in der Funk-

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tion einer Spannungsverdopplerschaltung, bei-- der - der Kondensator 61 während des nächsten Umpolintervalles'entladen wird und dabei seine Ladung, die im wesentlichen eine Steuerung für jeden Zyklus darstellt, zur Ladung des Kondensators 32 addiert. Diese Ladung wird sowohl bei hoher als auch bei niedriger Netzspannung hinzugefügt, solange der Thyristor. 34 leitet.

Bei hoher Netzspannung ist die Spannung am-Spannungsteiler und damit am Widerstand 44 entsprechend hoch und an der Anode der Zenerdiode 47 liegt daher eine relativ hohe positive Spannung. Wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 beginnt dann die Zenerdiode 47 zu einem früheren Zeitpunkt während der Periode der Sägezahnspannung zu leiten, die der Basiselektrode des Transistors 35 zugeführt wird. Wenn die Zenerdiode 47 Strom führt, leitet sie Basissteuerstrom vom Transistor 35 ab, der dann erst zu einem späteren Zeitpunkt während der Periode der Sägezahnspannung zu leiten beginnt. Der Thyristor 34 wird dementsprechend, wenn überhaupt, nur während eines kleinen Teiles des Umpolintervalles aufgetastet und er läßt dementsprechend nur wenig Strom zur Aufladung des Kondensators 32 durch, sodaß die Betriebsspannung V' verringert wird. Wie oben erwähnt, leitet die Diode 60 jedoch während des Hinlaufteiles der Spannung B weiter und die Spannungsregelung wird durch den Thyristor 34 mit der,zugehörigen Steuerschaltung bewirkt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 enthält noch eine Schaltungsanordnung 65 zum Äbfühlen der Spannung 50 (Fig. 3A) am Umpolschalter 11, um·zusätzlich eine Strahlstromregelung zu ermöglichen. Die Spannung 50 von der Anode des Thyristors 12 des Umpolschalters 11 (Fig. 1) wird durch eine Diode 62 gleichgerichtet, durch einen Kondensator 63 geglättet und über einen Widerstand 64 der Verbindung zwischen dem Widerstand 44 und dem Potentiometer 45 im Spannungsteiler zugeführt. Wenn der Strahlstrom zunimmt, sinkt der Spitzenwert der Spannung 50 und damit die Spannung an der Verbindung des Widerstands

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44 mit dem Potentiometer 45 ab, was bewirkt, daß die Regelschaltung die erhöhte Spannung in der beschriebenen Weise zur Kompensation vergrößert. Da die abgefühlten Spannungen für die itfetzspannungsänderungen und die Strahlstroraänderungen einander entgegengesetzt sind, werden die Werte der Widerstände 44 und 64 so gewählt, daß sich das richtige Verhältnis der beiden Regelungen ergibt. Die Strahlregelschaltung kann selbstverständlich auch bei dem mit Halbweggleichrichtung arbeitenden Spannungsregler verwendet werden, der anhand der Fig. 1 erläutert wurde.

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Claims

Patentansprüche

1. Spannungsregler für eine Ablenkschaltung, welche eine Äblenkwicklung während eines Teiles dieses xAblenkintervalles mit Energie versorgt, mit einer Gleichspannungsquelle, die eine Gleichspannung mit unerwünschten Spannungsschwankungen liefert, gekennzeichnet durch

eine in der Ablenkschaltung enthaltende Schaltvorrichtung, die ^fahrend jedes Ablenkintervalles von einem ersten Betriebszustand in einen zweiten schaltet;

eine mit der Spannungsquelle und der Schaltvorrichtung gekoppelte induktive Anordnung zur Versorgung der Ablenkschaltung während eines Teiles jedes Äienkintervalles mit Betriebsstrom;

eine Gleichrichteranordnung, welche eine aktive, stromführende Einrichtung enthält, die mit der induktiven Anordnung, an welcher eine Wechselspannung entsteht, wenn die Schaltvorrichtung vom ersten Betriebszustand in den zweiten umschaltet, sowie mit der Gleichsspannungsquelle zur Gleichrichtung der Wechselspannung und Addition zu der von der Gleichspannungsquelle gelieferten Gleichspannung gekoppelt ist;

eine Steuervorrichtung, die mit der aktiven stromführenden Einrichtung gekoppelt ist und deren Stromflußdauer steuert, und .

eine Spannungsfühlvorrichtung, die mit der Steuervorrichtung sov/ie der Gleichspannungsquelle gekoppelt ist, ein den SpannungsSchwankungen der Gleichspannungsquelle entsprechendes Signal liefert und aufgrund dieses Signals die Strom-

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flußdauer der aktiven stromführenden Einrichtung und damit die der Gleichspannungsquelle zugefihrte Energie derart steuert, daß die Gleichspannung der Gleichspannungsquelle im wesentlichen konstant gehalten wird.

2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive stromführende Einrichtung ein steuerbarer Siliziumgleichrichter (Thyristor 34) ist und daß die Steuervorrichtung einen Transistor (35) enthält, dessen Äusgangselektrode mit einer Steuerelektrode des Thyristors gekoppelt ist.

3. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine mit der Induktivität (27, 27b) gekoppelte Schaltungsanordnung (39, 40, 42, 43) enthält, die der Steuerelektrode des Steuertransistors (35) zur Vorspannung eine konstante Rampen- oder Sägezahnspannung zuführt.

4. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsfühlvorrichtung einen Spannungsteiler (44, 45, 46), der zwischen die Gleichspannungsquelle (V) und einen auf Bezugsportential (Masse) liegenden Schaltungspunkt gekoppelt ist, sowie eine Zenerdiode enthält, deren eine Klemme mit der Steuerelektrode des Steuertransistors (35) und deren andere Elektrode mit einem Schaltungspunkt des Spannungsteilers gekoppelt ist, welcher die Zeit, bei der die Zenerdiode während der Periode der Sägezahnspannung leitet, und damit die Stromflußzeit des Steuertransistors (35) sowie des Thyristors (34) während jedes Ablenkzyklus und dadurch die Spannungserhöhung, die der Spannung der Gleichspannungsquelle hinzugefügt wird, bestimmt.

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5. Spannungsregler nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die .Gleichrichteranordnung einen ersten Kondensator enthält, der mit der steuerbaren Stromstrecke des Thyristors und der Gleichspannungsquelle so gekoppelt ist, daß ihm vom Thyristor eine Ladung zur Erhöhung der Gleichspannung zuführbar ist.

6. Spannungsregler nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung eine mit der Induktivität gekoppelte und bezüglich der steuerbaren Stromstrecke des Thyristors entgegengesetzt gepolte Diode enthält, die den nicht vom Thyristor gleichgerichteten Teil der Wechselspannung gleichrichtet, und daß mit der Diode und der Verbindung zwischen dem Thyristor und der induktiven Anordnung ein zweiter Kondensator gekoppelt ist, der von der Diode Ladung zur weiteren Erhöhung der Gleichspannung erhält.

7. Spannungsregler für eine Ablenkschaltung bei der die Schaltvorrichtung im ersten Betriebszustand während eines Hinlaufteiles jedes Ablenkzyklus die Ablenkwicklung an eine Energiequelle anschaltet und im ^weiten Zustand während eines ümpolintervalles jedes Ablenkzyklus die Energiequelle wieder auffüllt, gekennzeichnet durch eine mit der Induktivität magnetisch gekoppelte Wicklung, die eine mit der Gleichspannungsquelle gekoppelte erste Klemme aufweist und an der eine Wechselspannung entsteht, wenn die erste Schaltvorrichtung während der Umpol- und HinlaufIntervalle jedes Ablenkzyilus vom einen Betriebszustand in den anderen umschaltet; eine mit der Gleichspannungsquelle gekoppelte Energiespeichervorrichtung; eine aktive stromführende Einrichtung, die mit ihrer Hauptströmstrecke zwischen eine zweite Klemme der Wicklung und die Energiespeichervorrichtung geschaltet und so gepolt ist, daß sie während des Ümpolintervalles jedes, Kblenkzyklus unter Gleichrichtung eines Teiles der an der Wick-

lung auftretenden Wechselspannung Strom führt und dadurch der Energiespeichervorrichtung Energie zuführt sowie die Gleichspannung erhöht; eine mit einer Steuerelektrode der aktiven stromführenden Einrichtung gekoppelte Steuervorrichtung zum Bestimmen der Stromflußdauer der Einrichtung während jedes Umpolintervalles; und eine Spannungsfühlvorrichtung, die mit der Energiespeichervorrichtung und der Steuervorrichtung gekoppelt ist. Signale entsprechend den Schwankungen der Gleichspannung erzeugt und aufgrund dieser Signale die Stromflußdauer der aktiven stromführenden Einrichtung und damit den Betrag der der Energiespeichervorrichtung zugeführten Energie so bestimmt, daß die Gleichspannung im wesentlichen konstant gehalten wird.

8. Spannungsregler nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Induktivität in Reihe zwischen die zweite Klemme der Wicklung und die aktive stromführende Einrichtung geschaltet ist, um den Ladestrom zu begrenzen, der durch die aktive stromführende Einrichtung zur Energiespeichervorrichtung fließt..

9. Spannungsregler nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die induktive Anordnung eine Wicklung (19c) eines in der Ablenkschaltung enthaltenen Zeilentransformators (19) enthält, durch die der Ablenkschaltung Rücklaufimpulsenergie zugeführt wird, welche durch die aktive stromführende Einrichtung (34) gleichgerichtet wird.

10. Spannungsregler nach Anspruch 1 oder 7 für eine Ablenkschaltung mit einer ersten Schaltvorrichtung, die während eines Hinlaufteiles jedes Ablenkzyklus eine Ablenkwicklung an eine Energiequelle anschaltet, und mit einer zweiten Schaltvorrichtung, die während eines ümpolintervalles jedes äienkzyklus Energie in die Energiequelle nachfüllt, gekennzeichnet durch :

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eine Gleichspannungsquelle, bei der unerwünschte Spannungsschwankungen auftreten können;

eine Anordnung,- die eine mit der Gleichspannungsquelle und der ersten Schaltvorrichtung gekoppelte Induktivität zur Versorgung der ersten Schaltvorrichtung mit Betriebsstrom enthält; .

eine magnetisch mit der Induktivität gekoppelte Wicklung, die mit einer ersten Klemme an die Gleichspannungsquelle gekoppelt ist und an der eine Wechselspannung entsteht, wenn die erste Schaltvorrichtung während der Umpol- und Hinlaufintervalle jedes Ablenkzyklus von einem in einen anderen Betriebszustand schaltet; zwei mit der Gleichspannungsquelle gekoppelte Energiespeichervorrichtungen;

eine Gleichrichteranordnung, welche eine aktive stromführende Einrichtung enthält, die mit ihrer HauptStromstrecke zwischen eine zweite Klemme der Wicklung und die erste der Energiespeichervorrichtungen gekoppelt und so gepolt ist, daß sie während des Umpolintervalles jedes Ablenkzyklus Strom führt um einen Teil der an der Wicklungjauftretenden Wechselspannung gleichzurichten und dadurch der ersten Energiespeichervorrichtung Energie zuzuführen sowie die Gleichspannung zu erhöhen; und eine in nur einer Richtung stromführende Einrichtung, welche mit einer Klemme an die zweite Klemme der Wicklung angekoppelt und so gepolt ist, daß sie Strom der entgegengesetzten Richtung wie die aktive stromführende Einrichtung leitet, und die mit ihrer anderen Klemme mit der zweiten Energiespeichervorrichtung gekoppelt ist, um den Hinlaufteil der Wechselspannung gleichzurichten und der zweiten Energiespeichervorrichtung zur weiteren Erhöhung der Gleichspannung Energie zuzuführen.

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