DE2328290B2 - Spannungsvervielfacheranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsverviclfacheranordnung mit Dioden und Kondensatoren, bei der mindestens zwei Mehrfach-Kondensatoren über die Dioden zu einer Baueinheit verbunden sind.

Spannungsvervielfacheranordnungen werden insbesondere in Fernsehempfängern zur Erzeugung hoher Spannungen für den Betrieb der Bildröhre verwendet.

Die Dioden und Kondensatoren sind nach Art einer Greinacher Schaltung miteinander verschaltet und im allgemeinen zur Spannungssicherheit in Kunststoff eingegossen.

In einer aus der DE-AS 12 89 550 bekannten Anordnung sind die Dioden und Kondensatoren gitterförmig angeordnet, um ein möglichst geringes Volumen zu erreichen. Dabei liegen an den Außenseiten jeweils zwei Kondensatoren in Längsrichtung hintereinander, an den Stirnseiten und in der Mitte dazwischen befindet sich jeweils eine Diode und in den diagonalen Richtungen ist dann noch jeweils eine Diode angeordnet Die Länge dieser Anordnung ist also im wesentlichen durch die Länge der Kondensatoren gegeben, während die Breite durch die Länge der Dioden bestimmt ist.

Um der Forderung nach weitmöglicher Raumnutzung und technischer Vereinfachung nachzukommen, wurden in einer aus der DE-AS 15 91 009 bekannten Anordnung zum einen die wechselspannungsseitig liegenden und zum anderen die gleichspannungsseitig liegenden Kondensatoren aneinander gereiht und miteinander zu jeweils einer Baueinheit vergossen.

Aus den Unterlagen des DE-GM 71 14 078 ist eine Spannungsvervielfacherkaskade in raumsparender Weise unter Verwendung von Siliziumgieichrichtern bekannt. Die Spannungsvervielfacherkaskade ist in einem Becher angeordnet, dessen Länge zumindest einer Länge der Kondensatoren und dessen Breite der Dicke zumindest zweier Kondensatoren entspricht. Der Becher weist etwa in der Mitte der in Becherlängsrichtung angeordneten Kondensatoren einen Einschnürungsbereich auf. Die Kondensatoren sind in zwei in Becherlängsrichtung parallel liegenden Ebenen jeweils längs- oder hochkant angeordnet. Der raumsparende Effekt tritt hierbei infolge der Verwendung von Siliziumgleichrichtern anstelle von Selengleichrichtern auf.

Aus der DE-AS 19 58 264 ist für ein Hochspannungsgerät zur Spannungsversorgung von Mehrclektrodenröhren eine mehrstufige Gleichspannungsvervielfacherschaltung bekannt, wie sie auch dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegt, welche mindestens zwei streifenförmig ausgebildete Mehrfach-Kondensatoren, die über die Dioden zu einer Baueinheit verbunden sind, aufweist. Die einzelnen Kondensatoren sind auf einen streifenförmigen Keramikkörper in Abständen nebeneinanderliegend angeordnet. Da mit Hochspannung gearbeitet wird, können Isolationsprobleme zwischen den einzelnen Kondensatoren auftreten, wenn der gestellten Aufgabe, eine möglichst raumsparende Anordnung zu schaffen, entsprochen werden soll. Dann ist nämlich auch der Keramikkörper möglichst klein zu halten, und es ist äußerst schwierig, bei solch hohen Spannungen ein Überschlagen der Spannung von einem zum anderen Kondensator zu vermeiden.

Aus den Unterlagen des DE-GM 18 70 882 ist ein elektrischer Doppel- oder Mehrfachkondensator bekannt, bei welchem zwei oder mehr Wickelkondensatoren unter Zwischenlage einer oder mehrerer Isolationslagen konzentrisch übereinander angeordnet sind, und die Stirnflächen eine spezielle Anordnung aufweisen.

Aus der DE-AS 10 27 797 ist ein elektrischer Wickelkondensator mit zwei ein- oder beidseitig metallisierten dielektrischen Bändern, lackierten Metallfolien oder zwei metallischen Belegungen und dielektrischen Bändern bekannt, bei welchem die dielektrischen Bänder aus Kunststoffolien auf der Basis

von entweder Polystyrol oder Polyester ausgebildet sein können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannungsvervielfacheranordnung mit noch geringerem Volumen und technisch einfachen Mitteln unter Gewährleistung der notwendigen Spannungssicherheit zu schaffen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kondensatoren als Wickelkondensatoren mit einim kombinierten Dielektrikum aus Polystyrol- und Polyesterfolien ausgebildet sind, und daß die in den Mehrfach-Kondensatoren zusammengefaßten Kondensatoren übereinander gewickelt sind.

Mit einer derartigen Maßnahme kann das Volumen der vergossenen Becheranordnung gegenüber bekannten Anordnungen um wenigstens die Hälfte verringert werden.

Nach einem Merkmal der Erfindung sind die Kondensatoren zu zwei Kondensatorwickeln zusammengefaßt und die Dioden zwischen diesen Wickeln angeordnet

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind alle Kondensatoren zu einem Kondensatorwickel zusammengefaßt und an drei Seiten von den Dioden umgeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 die elektrische Schaltskizze einer Spannungsverdreifacheranordnung; jo

F i g. 2 einen Aufbau der Anordnung gemäß der Fig. 1;

F i g. 3 die elektrische Schaltskizze einer Spannungsverdoppleranordnung;

Fig.4 einen Aufbau der Anordnung gemäß der F i g. 3 und

F i g. 5 einen Schichtaufbau eines Kondensatorwikkels im Schnitt.

Gemäß den F i g. 1 und 2 sind mit 1, 2, 3, 4 und 5 die Dioden der Spannungsverdreifacheranordnung, mit b und 7 die sogenannten wechselspannungsseitigen Kondensatoren, also diejenigen, die nur bei der Aufladung selbst in Funktion treten, und mit 8,9 und 10 die sogenannten gleichspannungsseitigen Kondensatoren bezeichnet. Die Verdreifacheranordnung ist in Form einer fünfstufigen Kaskade aufgebaut, wobei der Kondensator der aus der Diode 1 und dem Kondensator 8 gebildeten ersten Stufe an Masse gelegt ist, und wird insbesondere zur Erzeugung der Hochspannung für den Betrieb von Farbbildröhren angewendet. Die Kondensatoren 6 und 7 der sogenannten Wechselspannungsseite der Kaskade sind zu einem Kondensatorwickel 11 zusammengefaßt, die Kondensatoren 8, 9 und 10 der sogenannten Gleichspannungsseitc der Kaskade zu einem Kondensatorwickel 12. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Dioden 1, 2, 3, 4 und 5 mittig angeordnet und werden von den Kondensatorwickeln 11 und 12 umhüllt. Die Anordnung ist in einem Becher 13 mit Kunststoff vergossen. Die Anschlüsse 14 als eingangsseitiger Wechselspannungsanschluß, 15 als ausgangsseitiger Gleichspannuitgsanschluß, 16 als Masseanschluß und 17 als weiterer Anschluß sind auf einer Seite des Bechers 13 herausgeführt. Darüber hinaus ist noch ein weiterer Anschluß 18 an einer an dem eingangsseitigcn Wechselspannungsanschluß 14 geschalteten Diode 19 vorgesehen.

Die für den Betrieb der Schwarz-Weiß-Bildröhre im Fernsehempfänger erforderlichen hohen Spannungen werden mit einer Spannungsverdoppleranordnung erzielt. Gemäß den F i g. 3 und 4 s;ind mit 20, 21 und 22 die Dioden, mit 23 der wechselspannungsseitige Kondensator und mit 24 und 25 dki gleichspannungsseitigen Kondensatoren einer dreistufigen Kaskade bezeichnet. Die zu verdoppelnde Wechselspannung ist an den Anschluß 28 gelegt die abzunehmende verdoppelte Gleichspannung liegt am Anschluß 29, der Anschluß 30 stellt den Masseanschluß dar, an den der Kondensator der aus der Diode 20 und dem Kondensator 24 gebildeten ersten Stufe der Kaskade geschaltet ist Sowohl der wechselspannungsseitige Kondensator 23 als auch die gleichspannungsseitigen Kondensatoren 24 und 25, also alle Kondensatoren der Anordnung, sind zu einem Kondensatorwickel 26 zusammengefaßt. Wie in Fig.4 dargestellt, ist der Kondensatorwickel 26 mittig angeordnet und auf drei Seiten von den Dioden 20, 21 und 22 umgeben. Die Anordnung ist in einem Becher 27 mit Kunststoff vergossen; die Anschlüsse 28,29,30 sind auf der vierten, freien Seite herausgeführt Der Kondensator 25, in Fig.3 gestrichelt gezeichnet, ist in der Anordnung gemäß der F i g. 4 entfallen; er wird bei der Zuschaltung der Vervielfacheranordnung in den Fernsehempfänger insbesondere durch die Eigenkapazität der Bildröhre ersetzt.

Die beschriebenen Spannungsvervielfacheranordnungen sollen vorzugsweise in Fernsehgeräten zur Erzeugung der Bildröhrenspannung eingesetzt werden. Dort werden sie aus der Rückschlagsspitzenspannung vom Zeilentransformator betrieben, wobei sich nur eine Spannungsverdopplung bzw. eine Spannungsverdreifachung erzielen läßt. Werden die Spannungsvervielfacheranordnungen jedoch mit Wechselspannung gespeist, so läßt sich eine Spannungsverdreifachung bzw. eine Spannungsverfünffachung erzielen.

Die in den Vervielfacheranordnungen der F i g. I bis 4 verwendeten Kondensatoren sind als Hochspannungskondensatoren mit einem Dielektrikum aus Polystyrol- und Polyesterfolien ausgeführt. Wie in F i g. 5 dargestellt, besteh: bei einem Kondensatorwickel der vorgenannten Art die Kondensatorbelegung aus einer Aluminiumfolie 32. Zwischen der Belegung 31 belinden sich jeweils zwei Polystyrolfolien 33 mit einer zwischengeschichteten Polystyrolfolie 34. Die verschiedenen Anschlüsse können beliebig an beiden Seiten des Wickels oder auch beidseitig herausgeführt sein.

Damit wird erreicht, daß die Kondensatoren nicht nur hochspannungsfest ausgebildet sind, sondern sich auch ein dichter Einbau zum Zwecke der Gewährleistung von Konstanzeigenschaften, Feuchteschutz, Sprüheinsatzspannungsgrenzen und mechanischer Festigkeit infolge der günstigen Materialeigenschaften problemlos bewerkstelligen läßt.

Infolge der Zusammenfassung von wechselspannungsseitigen und gleichspannungsseitigen Kondensatoren in einem Kondensatorwickel, wie im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig.3 und 4 gezeigt und auch im Ausführungsbeispiel gemäß der F i g. 1 und 2 möglich, ist es zweckmäßig, die wechselspannungsseitigen Kondensatoren innen im Wickel anzuordnen. Mit einer solchen Anordnung wird erre.cht, daß die Koronaentladung an der Oberfläche des vergossenen Bechers 13 bzw. 27 stark vermindert wird.

Durch die verschiedenartigen Zusammenfassungsmöglichkeiten der Kondensatoren ist es — in Verbindung mit den Dioden — darüber hinaus möglich, definierte Eingangskapazitäten der Spannungsverviel-

facheranordnungen zu erreichen; so wird beispielsweise die Eingangskapazität der Spannungsvervielfachcranordnungen erhöht, wenn wenigstens ein gleichspannungssciiigcr und wenigstens ein wechselspannungsseitiger Kondensator zu einem Wickel zusammengefaßt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Spannungsvervielfacheranordnung mit Dioden und Kondensatoren, bei der mindestens zwei Mehrfach-Kondensatoren über die Dioden zu einer Baueinheit verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren als Wickelkondensatoren mit einem kombinierten Dielektrikum aus Polystyrol- und Polyesterfolien ausgebildet sind, und daß die in den Mehrfach-Kondensatoren zusammengefaßten Kondensatoren übereinander gewickelt sind.

2. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wechselspannungsseitigen und/oder die gleichspannungsseitigen Kondensatoren zu Kondensatorwickeln zusammengefaßt sind.

3. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kondensatoren zu einem Kondensatorwickel zusammengefaßt sind.

4. Spannungsvervielfacheranordnung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren zu zwei Kondensatorwickeln (11, 12) zusammengefaßt sind, zwischen denen die Dioden (1,2,3,4,5) angeordnet sind.

5. Spannungsvervielfacheranordnung nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren zu einem Kondensatorwickel (26) zusammengefaßt sind, der an drei Seiten von den Dioden (20,21,22) umgeben ist.

6. Spannungsvervielfacheranordnung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Anschlüsse (18, 14, 15, 17, 16 bzw. 28, 30, 29) an einer Seite der Anordnung angeordnet sind.

7. Spannungsvervielfacheranordnung nach den Ansprüchen 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Zusammenfassung von wechselspannungsseitigen und gleichspannungsseitigen Kondensatoren die ersteren innen im Wickel angeordnet sind.

8. Spannungsvervielfacheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der zusammengefaßten Kondensatoren (23, 24) an beiden Seiten des Kondensatorwickels (26) herausgeführt sind.

9. Spannungsvervielfacheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Anschluß der zusammengefaßten Kondensatoren (6, 7, 8, 9, 10) an beiden Seiten des Kondensatorwickels (11,12) herausgeführt ist.

10. Spannungsvervielfacheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorbelegungen (32) aus Aluminiumfolien bestehen, und sich zwischen den Belegungen zwei Polystyrolfolien (33) mit einer zwischenliegenden Polyesterfolie (34) befinden.