DE2316944B2 - Schaltungsanordnung zur erzeugung einer geregelten ausgangsgleichspannung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur erzeugung einer geregelten ausgangsgleichspannungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.
w) Die Betriebsspannung der Horizontalablenkschaltung
eines Fernsehempfängers soll im allgemeinen geregelt sein, damit der Horizontalablenkwicklung in
den aufeinanderfolgenden Ablenkperioden immer die gleiche Energie zugeführt wird. Bei schwankender
br> Betriebsspannung ändert sich der die Abienkwicklung
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 der
Rücklaufimpulse 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 allgemein 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 Netztransformator zur Hochtransformation auf die für die Speisung der
Ablenkschaltungen erforderlichen relativ hohen Spannungen zu benötigen.
Aus der Zeitschrift »Funk-Technik« 1967, Seiten 891/892 sind Regelschaltungen bekannt, wobei im Falle
eines elektronisch geregelten Netzteiles statt der üblichen Transistoren im Längszweig Thyristoren
verwendet werden, die in Phasenanschnittsteuerung betrieben werden.
Ferner ist aus der Zeitschrift »Funk-Technik« 1970, Heft 11, Seite 1074 ein geregelter Netzteil für einen
Fernseher bekannt, wobei F i g. 4 dieser Literaturstelle eine Gleichrichterschaltung zur Erzeugung einer geregelten
Gleichspannung darstellt, bei welcher mit Hilfe einer in einer Induktivität induzierten Spannung die von
der vorgeschalteten üblichen Gleichrichterschaltung erzeugte Gleichspannung erhöht wird. Dabei wird eine
im Längszweig liegende eisengeschlossene Induktivität periodisch über einen Thyristor an Masse gelegt und
baut in diesen Zeiträumen ihr Magnetfeld auf. Ein nachgeschalteter Speicherkondensator ist während
dieser Zeit über gesperrte Dioden gegen den durch den leitenden Thyristor gebildeten Kurzschluß isoliert.
Wenn der Thyristor nach genügendem Aufbau des Spulenfeldes einen Abschaltimpuls von einer Steuerschaltung
enthält, dann wird der Spulenstrom sehr schnell unierbrochen, so daß eine Induktionsspannung
in der Induktivität induziert wird, welche die erwähnten Dioden durchläuft und den Kondensator auf eine
höhere Spannung auflädt, als es normalerweise der Fall wäre. Der Zeitpunkt des Abschaltens des Thyristors
richtet sich nach der Höhe der Ausgangsspannung und wird durch die Steuerschaltung so gewählt, daß die
Ausgangsspannung konstant gehalten wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltung, die mit einer aus eingekoppelten Impulsen
abgeleiteten Zusatzspannung zur normal gleichgerichteten Netzspannung arbeitet, zu schaffen, welche sich
preiswerter aufbauen läßt, insbesondere keine teure eisengeschlossene Induktivität benötigt, welche in der
Lage ist, ein starkes Magnetfeld aufzubauen, und di? auch keinen Spezialthyristor, der mit einem Gatterimpuls
sperrbar ist, braucht. Ferner soll die Steuerschaltung einfacher gestaltet sein und die Möglichkeit
bestehen, bereits voi handene Teile der Ablenkschaltung mit zu benutzen.
Diese Aufgabe wird durch im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst. Anstelle der
eisengeschlossenen hochinduktiven Induktivität verwendet die erfindungsgemäße Schaltung einen einfachen,
wesentlich preiswerteren Übertrager. Ferner benötigt sie auch nur einen üblichen Thyristor, der durch
einen Gatterimpuls eingeschaltet wird. Nicht nur diese preiswerteren Bauelemente wirken sich günstig auf den
Preis der Schaltung aus, sondern auch die Vereinfachungen der den Thyristor ansteuernden Steuerschaltung.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Insbesondere eignet sich die
erfindungsgemäße Schaltung zur Verwendung bei einer sogenannten Kommutatorablenkschaltung, wobei die
Speiseinduktivität und der Rücklaufschalter außer ihrer Funktion in der Ablenkschaltung gleichzeitig für die
Spannungsregelung bei der erfindungsgemäßen Schaltung herangezogen werden.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert; es zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild eines Ablenksystems mit einem Spannungsregler gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung,
F i g. 2 eine graphische Darstellung des Verlaufes von Gleichspannungen an zwei Punkten der Schaltungsanordnung
gemäß F i g. 1 in Abhängigkeit von der Netzspannung,
Fig.3A bis 3G normierte graphische Darstellungen
des Verlaufes von Schwingungen an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 und
F i g. 4 ein Schaltbild eines Spannungsreglers gemäß einem weiteren 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 34 52 244 bekannt ist.
Die Schaltungsanordnung enthält einen Umpolschalter 11 mit einem steuerbaren Siliziumgleichrichter oder
Thyristor 12 und einer entgegengesetzt gepolten Dämpfungsdiode 13, die zwischen einer Wicklung 27a
einer Eingangsdrossel 27 und Masse geschaltet sind. Für die Zwecke der Erläuterung der Ablenkschaltung kann
angenommen werden, daß die andere Klemme der Wicklung 27a mit einer Quelle für eine positive
Gleichspannung verbunden ist. Der Umpolschalter 11 ist über eine Umpolspule 22 und einen Kondensator 23
mit einem Hinlaufschalter 14 verbunden. Der Hinlaufschalter 14 enthält einen Thyristor 15 sowie 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 Masse
verbunden.
Der Zeilentransformator 19 enthält ferner eine Sekundär- oder Hochspannungswicklung 19b, an der
während des Rücklaufintervalls jedes Ablenkzyklus ein Rück'iaüiirnpuls verhältnismäßig großer Amplitude
auftritt. Diese Rücklaufimpulse werden einer Hochspannungs-Vervielfacher-
und Gleichrichter-Schaltung 21 (im folgenden kurz Hochspannungs-Schaltung) züge-
Führt, um eine hohe Gleichspannung +HV in der Größenordnung von z. B. 27 kV für die Hochspannungselektrode
einer nicht dargestellten Fernsehbildröhre zu erzeugen.
Mit der Steuerelektrode des Thyristors 12 im Umpolschalter 11 ist ein Zeilenoszillator 25 gekoppelt,
der während jedes Ablenkzyklus kurz vor dem Ende des Hinlaufintervalls einen Impuls zum Zünden des
Thyristors 12 und zur Einleitung des Umpolintervalls erzeugt. Zwischen einen Abgriff der Wicklung 27a der ι
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 Hinlaufintervalls leiten läßt.
Im Regelschaltungsteil des Ablenksystems wird eine Wechselspannung von einer Netzspannungsquelle mittels
einer Gleichrichterdiode 28 gleichgerichtet und durch eine Filterschaltung 29 geglättet. Von der
Filterschahung 29 wird die Gleichspannung über eine Diode 30 und einen Strombegrenzungswiderstand 31
einer Klemme eines Speicherkondensators 32 zugeführt, dessen andere Klemme an Masse 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 27
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 33 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 eine Reihenschaltung aus
Widerständen 44 und 45 und einem Potentiometer 46 enthält. Mit der Verbindung der Widerstände 44 und 45
ist die Anode einer Zenerdiode 47 gekoppelt, deren Kathode mit der Basiselektrode des Steuertransistors
35 verbunden ist
Der die Horizontalablenkwicklung 17 durchfließende Strom hat zu Beginn des Hinlaufintervalls 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 Mitte des
Hinlaufintervalls geht der Ablenkstrom durch Null und kehrt dann seine Polarität um, die Dämpfungsdiode 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 durch die
Horizontalablenkwicklung 17 nach Masse führenden Stromweg für die Energie, welche im Kondensator 18
gespeichert ist, der gleichzeitig dazu dient, dem Strom einen S-förmigen Verlauf zu geben. Man beachte, daß
die mittlere Spannung am Kondensator 18 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 Hinlaufintervalls ist der Umpolschalter 11 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 durch einen positiven Steuerimpuls vom
Zeilenoszillator 25 aufgetastet und er beginnt zu leiten, wodurch das Umpolintervall eingeleitet wird. Zu diesem
Zeitpunkt werden zwei Resonanzkreise gebildet, von denen der erste den Thyristor 12, die Umpolspule 22 und
den Kondensator 24 und der zweite den Thyristor 12, die Umpolspule 22, den Kondensator 23 und den
Thyristor 15, der nun Strom in zwei Richtungen leitet, enthalten.
Der Resonanzstrom, der vom Kondensator 23 durch den Thyristor 15 fließt, nimmt schneller zu als der
Ablenkstrom 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 Diode 16 gesperrt und der Ablenkstromweg wird unterbrochen, so daß das
Hinlaufintervall endet und das Rücklaufintervall beginnt. Während des Rücklaufintervalls, das vollständig
in das Umpolintervall fällt, erfolgt eine Energielieferung durch den Umpolschalter 11, die Umpolspule 22, die
Kondensatoren 23 und 24 sowie durch die Horizontalablenkwicklung 17 zur Wiederauffüllung der Ladung
des Kondensators 18 und vom Umpolschalter 11, der Umpolspule 22 und den Kondensatoren 23 und 24 zur
Wiederauffüllung der Energie, die in der Primärwicklung 19a des Zeilentransformators 19 gespeichert ist.
Während des Rücklaufintervalls, 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 Sperrichtung 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 Umpolintervall endet kurz nach Beginn des Hinlaufintervalls, wenn die Ströme in den Kondensatoren
23 und 24 sich dem Wert Null nähern und die Dämpfungsdiode 13, die während des Umpolintervall"
ein zweites Mal geleitet hatte, gesperrt wird. Ok Wicklung 27a war während des Umpolintervalls, als dei
Umpolschalter geschlossen war, zwischen die Betriebs Spannungsquelle und Masse geschaltet und führte dahe
einen linear ansteigenden Strom. Wenn der Umpol schalter 11 am Ende des Umpolintervalls öffnet werdei
die Kondensatoren 23 und 24 zur Vorbereitung de nächsten Umpolintervalls durch die in der Wicklung 27
gespeicherte Energie wieder aufgeladen.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der Arbeits weise der Ablenkschaltung ist ersichtlich, daß all
Schwankungen der Betriebsgleichspannüng, die durc die Wicklung 27a zum Umschaltteil der Schaltun
gekoppelt werden, den Betrag der Energie ändern, di
in der Primärwicklung 19a und dem Kondensator 18
rückgespeichert wird, und damit unerwünschte Schwankungen der Bildröhrenhochspannung sowie der Bildbreite
verursachen. -IU,,,, lnFic
1 ist die Abhängigkeit der vom Netzteil bzw. s Reglerteil des in Fig. 1 dargestellten Ablenksystems
erzeugten längs der Ordinate aufgetragenen Gleichspannungen vogn der längs der Abszisse aufgetragenen
Netzspannung graphisch dargestellt. Die Kurve 48 zeigt, wie die Gleichspannung am Ausgang des die ,o
Gleichrichterdiode 28 und die F.Iterschaltung 29
enthaltenden Netzteils von der Netzspannung abhängt Bei einer Änderung der Netzspannung von 105 bis ^
Volt ändert sich die Gleichspannung von 130 bis 170
Volt Da solche Schwankungen der Netzspannung, fur is
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 "1^ln de
Spannung, die außer bei extrem hohen We ten de
Netzspannung nicht durch einfache Gleichrichtung au dieser gewonnen werden kann. Die »on de
Regelschaltungsteils des Ablenksystems gemäß Fig. 1
besteht darin die gleichgerichtete Netzspannung zu erhöhen und sie, unabhängig von Netzspannungsschwankungen,
auf dem erhöhten Wert zu stabil« eren. Um dies zu erreichen, addiert die Spannungserhohungs-
und Regelschaltung eine der Differenz zwischen den Kurven 48 und 49 entsprechende Spannung zur
gleichgerichteten Netzspannung.
In den F i g. 3A bis 3G sind normierte Spannungs- und
Stromverläufe dargestellt, die an verschiedenen Punk
ten der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 auftreten und auf die bei der folgenden Erläuterung oes
Regelschaltunesteiles des Ablenksystems Bezug ge noLen wirdT Die Punkte der Schaltungsanordnung
gemäß Fig.l. an denen die Spannungen bzw Strome
gemäß Fig.3A bis 3G auftreten sind der Einfachheit
halber mit den entsprechenden Buchstaben A bis G
nach Einschalten des Fernseh
zu arbeiten be
50 des dargestellten Verlaufs wird ^£
die Wicklung 27b der Eingangsdrossel 27 gekoPP_ _
erscheint invertiert als Spannung 51 mit dem F. &3B
dargestellten Verlauf bezüglich Masse a der Verbm dung der Wicklung 27ft, des Kondensators 3i und der
Induktivität 33. Bei dem in F. g. 1 dargestMiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung «: «£ ^*
dem Umpolintervali entsprechende Teil d p
51 gemäß F i g. 3B. der durch den Thyristor 34.fur
Addition zu der am Kondensator 32 hegenden
gleichgerichteten Netzspannungtg^*™* Jur
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 V0 zurückgeführt 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 liegt, unabhängig davon
wie sich der positive Spitzenwert der Spannung 51 ändert. Die feste, begrenzte Spannung 52 an der
Zenerdiode 43 ist in F i g. 3C dargestellt. Die Spannung 52 wird übet- 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 Basiselektrode 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 Zeitspanne steuert, die der Thyristor 34 während jedes Ablenkzyklus eingeschaltet ist.
Bei niedriger Netzspannung neigt die Gleichspannung V0 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 Emitterelektrode
des Transistors 35 tastet ihrerseits den Thyristor 34 im Zeitpunkt T0 auf (dem Beginn des Umpolintervalls,
das durch die allen F i g. 3A bis 3G gemeinsamen senkrechten Linien angedeutet ist) und läßt den
Thyristor 34 bis zum Zeitpunkt Ti leiten, der kurz nach
dem Ende des Umpolintervalls auftritt. Der Speicherkondensator 32 wird dadurch mit dem größtmöglicher
Betrag an Energie aufgeladen und die Spannung V0 wire
dementsprechend erhöht. F i g. 3G zeigt den Verlauf dei Sägezahnspannung 53, die bei niedriger Netzspannung
an der Basiselektrode des Transistors 35 liegt. De Verlauf des Stromes 55, der unter diesen Umständei
durch die gesteuerte Stromstrecke des Thyristors 3-fließt, ist in F i g. 3F dargestellt.
Wenn andererseits die Netzspannung hoch ist, neig die Speisespannung V0 dazu, positiver zu werden um
der Spannungsabfall am Spannungsteiler und ar Widerstand 44 nimmt zu. Dies erhöht die Spannunge
an der Kathode und Anode der Zenerdiode 47, dies beginnt dann bezogen auf den zeitlichen Verlauf de
Sägezahnspannung am Kondensator 42 eher zu leite und bilden dann mit dem Widerstand 45 und der
Potentiometer 56 einen Nebenschluß, durch den Stroi vom Kondensator 42 abfließen kann, der sonst df
Basiselektrode des Transistors 35 zugeführt würde. Di Sägezahnspannung muß daher auf einen positivere
Wert als bei niedriger Netzspannung ansteigen, bev(
der Transistor 35 und damit der Thyristor 34 zu leiten beginnen. Hierdurch wird die Zeitspanne innerhalb der
Umpolintervalle, während derer dem Speicherkondensator 32 Energie zugeführt wird, verkürzt und damit die
Spannung V0 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.
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 Tj nach dem Ende des Umpolintervalls. 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 Streuinduktivität der Eingangsdrossel 27, die dem
Speicherkondensator 32 zugeführt wird, tritt als positive Auswanderung der Spannung 50 (F i g. 3A) während des
Intervalls Γι bis Γ2ΐη Erscheinung.
Da die der Eingangsdrossel 27 zugeführte Speisespannung Vo geregelt, d.h. stabilisiert ist, sind Hilfsstromversorgungsschaltungen,
die mit Hilfswicklungen 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 Bildröhrenheizung, 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 F i g. 1 versehen. Die eigentliche Ablenkschaltung ist in Fig.4 der
Einfachheit halber weggelassen, die F i g. 4 ist also durch eine Ablenkschaltung der in Fig. 1 dargestellten oder
ähnlicher Art ergänzt zu denken. Bei dem in F i g. 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 V0 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 wieder gemäß Fi g. 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 Betriebsspannung für die Ablenkschaltung über die Reihenschaltung aus einer
■> Diode 30, einem Strombegrenzungswiderstand 31 und
eine Wicklung 27a einer Eingangsdrossel 27 zu dem in der Figur nicht dargestellten Umpolschalter 11 (F i g. 1).
Bei niedriger Netzspannung neigt die Betriebsspannung V„' dazu, abzusinken. Dabei fließt der positive Teil
ίο der Spannung am Punkt ß(F i g. 3B) über eine Wicklung
19cdes in Fig.4 sonst nicht dargestellten Zeilentransformators
19 (Fig. 1) sowie eine Induktivität 33 und wird 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 27ader Ablenkschaltung zugeführt wird.
Ähnlich 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 am 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 Umpolintervalls leiten, da die integrierte Sägezahnspannung seiner Basiselektrode
so zugeführt wird. Der Transistor 35 tastet daher den Thyristor 34 zu Beginn des Umpolintervalls auf und der
Thyristor 34 läßt während des ganzen Umpolintervalls und noch eine kurze anschließende Zeitspanne bis zum
Zeitpunkt T2 Strom zur Aufladung des Kondensators 32
J5 durch, so daß eine maximale Erhöhung der gleichgerichteten
Netzspannung eintritt.
Bei dieser Ausführungsform wurde die zusätzliche Wicklung 19c des Zeilentransformators der Wicklung
27i> der Eingangsdrossel in Reihe geschaltet. Die
■»0 Schaltungsanordnung könnte zwar auch ohne die
Wicklung 19c betrieben werden, diese liefert jedoch während des Umpolintervalls einen Rücklaufimpuls,
dessen Energie sich einfach zu der Energie des Umschaltimpulses addiert, der vom Thyristor 34
durchgelassen wird. Durch diese Anordnung wird also die Energie erhöht, die während des Umpolintervalls im
Speicherkondensator 32 gespeichert wird.
Eine Diode 60, die mit ihrer Kathode an einer Kondensator 61 sowie die Induktivität 33 und mit ihrei
Anode an die Wicklung 27b angeschlossen unc entgegengesetzt zum Thyristor 34 gepolt ist, ermöglich
die Gleichrichtung der Spannung B während de; Hinlaufintervalls und damit eine weitere Erhöhung dei
Spannung V1,'. Wenn die Spannung B während de:
Hinlaufintervalls negativ ist, führt die Diode 60 Strom der im Kondensator 61 gespeichert wird. Diesi
Anordnung entspricht in der Funktion einer Spannungs verdopplerschaUung, bei der der Kondensator 6
während des nächsten Umpolintervalls entladen wire
M) und dabei seine Ladung, die im wesentlichen eini
Steuerung für jeden Zyklus darstellt, zur Ladung de Kondensators 32 addiert. Diese Ladung wird sowohl be
hoher als auch bei niedriger Netzspannung hinzugefüg solange der Thyristor 34 leitet.
f>5 Bei hoher Netzspannung ist die Spannung ar
Spannungsteiler und damit am Widerstand 44 entspre cnend hoch und an der Anode der Zenerdiode 47 lieg
daher eine relativ hohe positive Spannung. Wie bei de
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 Umpolintervalls aufgetastet und er
läßt dementsprechend nur wenig Strom zur Aufladung des Kondensators 32 durch, so daß die Betriebsspannung
V0' verringert wird. Wie oben erwähnt, leitet die
Diode 60 jedoch während des Hinlaufteiles der Spannung ß weiter und die Spannungsregelung wird
durch den Thyristor 34 mit der zugehörigen Steuerschaltung bewirkt.
Die Ausführungsform gemäß F i g. 4 enthält noch eine Schaltungsanordnung 65 zum Abfühlen 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
(F i g. 1) wird durch eine Diode 62 gleichgerichtet, durch einen Kondensator 63 geglättet und über einen
Widerstand 64 in 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 44 mit dem Potentiometer 45 ab, was bewirkt, daß die Regelschaltung
die erhöhte Spannung in der beschriebenen Weise zur Kompensation vergrößert. Da die abgefühlter
Spannungen für die Netzspannungsänderungen und dit Strahlstromänderungen einander entgegengesetzt sind
n werden die Werte der Widerstände 44 und 64 si
gewählt, daß sich das richtige Verhältnis der beidei
Regelungen ergibt. Der Strahlregelschaltung kam selbstverständlich auch bei dem mit Halbweggleichrich
tung arbeitenden Spannungsregler verwendet werdet der anhand der F i g. 1 erläutert wurde.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
- Patentansprüche:i. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten Ausgangsgleichspannung aus - ungeregelten Gleichspannungsquelle für die peisung einer Ablenkschaltung, mit einem aus dtr Gleichspannungsquelle aufgeladenen Speicherkondensator, an dem die Ausgangsgleichspannung entsteht und parallel zu dem die Reihenschaltung eines periodisch mit der Ablenkfrequenz betätigten Schalters mit einer ersten Induktivität liegt, von deren gleichgerichteter Induktionsspannung ein in der Höhe von der Ausgangsgleichspannung abhängiger Anteil dem Speicherkondensator zur zusätzlichen Aufladung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Induktivität (27b) in Reihe mit einem steuerbaren Gleichrichter (34) für die Induktionsspannung zwischen die ungeregelte Gleichspannungsquelle (28, 29, 30) und den Speicherkondensator (32) geschaltet und magnetisch mit der ersten Induktivität (27a) gekoppelt ist, und daß der Schaltzeitpunkt des steuerbaren Gleichrichters (34) über eine Vorspannung in Abhängigkeit von Änderungen der Ausgangsgleichspannung bestimmbar ist.
- 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter für die Induktionsspannung ein zwischen die erste und die zweite Induktivität (27a, 276,) geschalteter Thyristor (34) ist, dessen Leitungsdauer von einer mit dem Speicherkondensator (32) gekoppelten Steuerschaltung (35—47) bestimmt wird.
- 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung ein über eine Koppelschaltung (36, 37, 38) mit der zweiten Induktivität (27b) verbundenes aktives Bauelement (Transistor 35) enthält, dessen Ausgangselektrode mit der Steuerelektrode des Thyristors (34) gekoppelt ist und dessen Steuerelektrode an eine mit dem Speicherkondensator (32) verbundene Spannungsabtastschaltung (44—47) angeschlossen ist.
- 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Bauelement ein Transistor (35) ist und die Koppelschaltung (36, 37, 38) eine mit der zweiten Induktivität {27b), dem Speicherkondensator (32) und dem Kollektor des Transistors verbundene Vorspannungsschaltung ist, die über eine Integrierschaltung (39, 40, 42) mit der Steuerelektrode des Transistors gekoppelt ist.
- 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsabtastschaltung einen parallel zum Speicherkondensator (32) geschalteten Spannungsteiler (44, 45, 46) und eine Zenerdiode (47) enthält, die zwischen einen Abgriff des Spannungsteilers und die Steuerelektrode des aktiven Bauelementes (Transistor 35) geschaltet ist.
- 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung eine zwischen die zweite Induktivität (27b) und den Thyristor (34) geschaltete Energiespeicherschaltung (19c, 61) sowie eine erste Diode (60) enthält, deren einer Anschluß an den Verbindungspunkt der zweiten Induktivität mit der Gleichspannungsquelle und deren anderer Anschluß an die mit der Energiespeicherschaltung verbundene Elektrode des Thyristors (34) angeschlossen ist und die dieser Thyristorelektrode polaritätsmäßig entgegengesetzte Elektrode der Diode ist.
- 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der zweiten Induktivität (27b) und der Gleichrichterschaltung eine dritte Induktivität (33) geschaltet ist.
- 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicherschaltung eine Wicklung (19c,) des Zeilentransformators (19) der Ablenkschaltung enthält, über welche der durch die Gleichrichterschaltung gleichgerichteten Energie für die Ablenkschaltung zusätzlich Rücklaufimpulsenergie hinzugefügt wird.
- 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schalter (11) der Ablenkschaltung einen zweiten Thyristor (12) mit antiparallel geschalteter zweiter Diode (13) sowie einen zweiten Schalter (14) aus einem dritten Thyristor (15) mit antiparallel geschalteter dritter Diode (16) enthält, über den die Ablenkwicklung (Dx) während des Hinlaufintervalls jedes Ablenkzykius an eine Energiequelle (18) anschließbar ist, deren Energieinhalt während eines Kommutationsintervalls jedes Ablenkzyklus über den ersten Schalter (11) wieder ergänzt wird, daß die geregelte Ausgangsgleichspannung (V0) dem ersten Schalter (11) über die erste Induktivität (27a) zugeführt wird. und die zweite, magnetisch mit der ersten Induktivität gekoppelte Induktivität (27tymit einem Ende an die ungeregelte Spannungsquelle (28, 29) und mit ihrem anderen Ende an die Gleichrichterschaltung (33, 34) angeschlossen ist und beim Umschalten des ersten Schalters (11) während des Kommutations- und Hinlaufintervalls jedes Ablenkzyklus eine Induktionsspannung erzeugt, daß der Energiespeicherkondensator (32) von einer Ausgangsgleichspannungsklemme (V0) an ein Bezugspotential (Masse) geschaltet ist, daß eine erste Energiespeicherschaltung (61, Wc) von einem zweiten Anschluß (B) der zweiten Induktivität (27b) an den Gleichrichter (Thyristor 34) geschaltet ist, der mit seinem anderen Ende an die Ausgangsklemme (+ Vo) geführt und derart gepolt ist, daß er während des Kommutationsintervalls leitet, und daß vom ersten Anschluß der zweiten Induktivität (27b) ein zweiter Gleichrichter (60) zu demjenigen Anschluß der ersten Energiespeicherschaltung (61, 19c) geführt ist, welche dem zweiten Anschluß der zweiten Induktivität (27b) abgewandt ist und derart gepolt ist, daß er während des Rücklaufintervalls jedes Ablenkzyklus leitet.
- 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkondensator (32) über die erste Induktivität (27a) mit dem Schalter (11) der Ablenkschaltung verbunden ist.
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