DE2340286B1 - Schaltung zur Betriebsspannungsversorgung der Zeilenendstufe in einem Fernsehempfaenger - Google Patents

Description

Die Zeilenendstufe eines Fernsehempfängers erfordert für eine konstante Ablenkamplitude, also eine konstante Bildbreite, eine stabilisierte Betriebsspannung. Dazu ist es bekannt, die Betriebsspannung einem elektronisch stabilisierten Netzgerät zu entnehmen, das in seinem Längsweg eine Röhre, einen Transistor oder einen Thyristor enthält Dieses Bauteil muß in der Lage sein, jene Leistung zu vernichten, die sich als Unterschied zwischen den beiden extremen Betriebsweisen mit minimal und maximal möglicher Netzspannung bei annähernd gleichbleibender Stromentnahme ergibt. Diese Leistung ist insbesondere bei Farbfernsehgeräten sehr groß, da diese Geräte gegenüber Schwarz-Weiß-Fernsehgeräten einen etwa dreimal größeren Betriebsstrom für die Ablenkschaltung erfordern.

Ein Netzgerät mit einem im Längsweg liegenden geregelten Transistor läßt sich wegen des hohen Betriebsstromes nicht mit vertretbarem Aufwand durchführen, da die genannte Verlustleistung zu groß ist und nicht gefahrlos verarbeitet werden kann. Insbesondere wird der Aufwand für die Kühlung dieser Transistoren groß.

Netzgeräte mit einem geregelten Thyristor erfordern zusätzliche Maßnahmen wie eine Drossel zur Verringerung der Schakspitzen, wodurch ebenfalls der Aufwand groß wird.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Betriebsspannungsversorgung der

Zeilenendstufe zu schaffen, die bei an sich schwankender Betriebsspannung die an der Zeilenendstufe wirksame Betriebsspannung stabilisiert, weitestgehend verlustfrei arbeitet und mit billigen handelsüblichen Transistoren aufgebaut werden kann.

Die Erfindung geht dabei aus von einer durch die DT-PS 1151 547 bekannten Schaltung, bei der zum Betrieb der Zeilenendstufe mit zwei verschieden großen Betriebsspannungen, z.B. 6 oder 12 V, die Betriebsspannung mit einem manuell betätigbaren Schalter an verschiedene Punkte des Zeilentransformators anschaltbar ist Bei dieser bekannten Schaltung erfolgt keine selbsttätige Stabilisierung gegen Betriebsspannungsschwankungen, so daß sie an sich in der Aufgabenstellung mit der vorliegenden Erfindung keine Berührungspunkte hat Bei der Erfindung wird aber das durch diese Schaltung bekannte Schaltungsprinzip durch eine vorteilhafte Weiterbildung zur Stabilisierung der am Zeilentransformator wirksamen Betriebsspannung herangezogen.

Die Erfindung besteht in der im Anspruch 1 beschriebenen Maßnahme. Vorteilhafte ' Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es ist auch eine Schaltung bekannt (DT-AS 1 229 140), bei der zur Erzeugung einer zeitabhängig ansteigenden Spannung mit einem Ladekondensator dieser Ladekondensator über mehrere Dioden an Abgriffe eines Spannungsteilers angeschlossen ist. Bei der Aufladung des Kondensators werden die Dioden nacheinander nichtleitend, so daß sich die Aufladung aus Abschnitten unterschiedlicher Ladefunktionen zusammensetzt Dadurch soll eine bestimmte Form der Aufladekurve erreicht werden. Diese Schaltung dient somit nicht zur Stabilisierung einer Betriebsspannung und hat daher schon in der Aufgabenstellung keine Berührungspunkte mit der erfindungsgemäßen Lösung.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß keine zusätzliche Schaltung zur Stabilisierung oder Siebung der Betriebsspannung erforderiieh ist, so daß z. B. eine einfache Einweggleichrichtung der Netzspannung als Betriebsspannungsquelle dienen kann. Die im Extremfall in der Stabilisierungs-Schaltung zu verarbeitende Leistung ist etwa um den Faktor der Anzapfungen kleiner als bei einem üblichen Netzteil mit geregeltem Längstransistör, wobei immer nur ein Strompfad stromleitend ist. Die Steuermittel in den Strompfaden werden also nur mit einem Bruchteil der maximal zu vernichtenden Verlustleistung beaufschlagt Entsprechend sind z. B. auch die eventuell erforderlichen Kühlmittel klein und billig.

Die Erfindung wird an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung,

Fig.2 das Prinzipschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung und

F i g. 3 eine Ausführungsform des Prinzipschaltbildes nach F i g. 2.

Die F i g. 1 zeigt als einen Teil einer Schaltung eines Farbfernsehempfängers die Zeiienablenkschaltung und deren Stromversorgung. Die Ablenkspule 38 der Kathodenstrahlröhre 39 wird über einen mit zur Entzerrung von Ablenkfehlern (Tangenzfehlern) verwendeten Kondensator 36 von einer Zeilenendstufe 37 gespeist. Die Zeilenendstufe 37 arbeitet in bekannter Weise mit dem Zeilenablenktransformator 31 nach dem Prinzip der Energierückgewinnung. Zur Ansteuerung der Zeilenendstufe ist eine Schaltung 40 mit einem Oszillator und einer Treiberstufe vorgesehen.

Die Zeilenendstufe arbeitet in bekannter Weise mit der Primär- oder Arbeitswicklung 32 des Zeilentransformators 31 zusammen. Eine Sekundärwicklung 33 ist in bekannter Weise über Hochspannungsgleichrichter 34 an eine Klemme 35 angeschlossen, an der eine für den Betrieb der Bildröhre 39 erforderliche Hochspannung abgreifbar ist.

Zur Stromversorgung der beschriebenen Zeilenablenkschaltung ist eine Schaltung mit einem Gleichrichter 2 sowie einem Ladekondensator 3 vorgesehen. Diese Einweggleichrichter-Schaltung richtet die an der Klemme 1 anliegende Netzwechselspannung von z. B. 220 Volt gleich, so daß am Punkt 5 am Ausgang des Gleichrichters 2 eine Gleichspannung zur Verfugung steht, die jedoch jede Schwankung der Netzwechselspannung mitmacht, weil sie ungeregelt ist.

Die Stromversorgung der Zeilenendstufe erfolgt dadurch, daß je nach Bedarf das obere Wicklungsende 27 der Arbeitswicklung 32 des Zeilentransformators 31 oder eine von mehreren Anzapfungen 28, 29, 30 der Arbeitswicklung an den Schaltungspunkt 4 angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen dem oberen Wicklungsende und den Anzapfungen 28, 29 und 30 einerseits und dem Schaltungspunkt 4 andererseits wird von einer Regelschaltung 6 gebildet, die einen Teil der erfindungsgemäßen Schaltung darstellt.

Der Eingang 5 der Regelschaltung 6 ist an den Ausgang 4 der Gleichrichterschaltung angeschlossen. Von diesem Eingang 5 zweigen in der Regelschaltung 6 im vorliegenden Fall vier Strompfade ab, die auf die Ausgänge 22 bis 25 der Regelschaltung 6 führen, und anschließend an die verschiedenen Anzapfungen 27 bis 30 der Arbeitswicklung 32 des Zeilentransformators 31 angeschlossen sind, wobei das obere Wicklungsende 27 der Arbeitswicklung 32 über einen Kondensator 26 an Masse angeschlossen ist.

Der an das obere Wicklungsende 27 der Arbeitswicklung 32 angeschlossene Strompfad enthält eine Diode 13, während die übrigen Strompfade zusätzlich in Reihe zu den Dioden 14,17 und 20 je einen elektronisch steuerbaren Widerstand 12, 16 und 19 enthalten. Die Steuereingänge 15, 18 und 21 der Widerstände 12, 16 und 19 sind über die Eingangsklemme bzw. die Eingangsklemmen 7 an entsprechende Ausgänge einer Steuerschaltung 8 angeschlossen. Diese Steuerschaltung 8 besitzt einen ersten Eingang 9, der an den Schaltungspunkt 27 angeschlossen ist, und einen zweiten Eingang 10, der an eine Klemme 11 mit einer Referenzspannung liner angeschlossen ist. Die Steuerschaltung 8 ist so aufgebaut, daß sie bei sinkender Spannung am Eingang 9 der Reihe nach die Widerstände 12, 16 und 19 stromleitend steuert.

Die soweit beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt: Die Schaltung ist so bemessen, daß bei der höchsten auftretenden Netzspannung die Widerstände 12, 16 und 19 nicht stromleitend, also gesperrt sind. In diesem Fall fließt der Betriebsstrom, der im wesentlichen nur die Verluste in der Rückgewinnungsschaltung der Zeilenendstufe 37 deckt, über die Diode 13 zum Punkt 27, so daß hier z. B. eine Spannung von 300 Volt bei einer erhöhten Netzwechselspannung von an sich 220 Volt gemessen werden kann. Diese Spannung dient als wirksame Betriebsspannung für die Zeilenendstufe 37; und es ist dafür zu sorgen, daß diese Spannung stabilisiert wird. Sinkt die Netzwechselspannung um einen bestimmten Betrag, so würde an sich auch die am

Punkt 27 wirkende Betriebsspannung sinken und das Fernsehbild verändern.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird bei sinkender Spannung am Punkt 27 zunächst der Widerstand 12 zunehmend stromleitend gesteuert, so daß z. B. über die Diode 14 an der Anzapfung 28 der Arbeitswicklung 32 eine Spannung von z. B. 270 Volt liegt. Diese Spannung wird sinngemäß von der Anzapfung 28 auf das obere Wicklungsende 27 herauftransformiert, so daß hier bei entsprechender Bemessung des Windungszahlenverhältnisses wieder 300 Volt zu messen sind. Die Zeilenendstufe wird also wieder mit der ursprünglich wirksamen Betriebsspannung von 300 Volt versorgt.

Der als Hochtransformierung beschriebene Vorgang erklärt sich wie folgt: Wenn der im zeilenfrequenten Rhythmus als Schalter arbeitende Transistor in der Endstufe 37 stromleitend ist, dann liegt zwischen diesem Schalter und dem gerade stromleitenden Strompfad eine Spannung, die entsprechend der Windungszahl der restlichen Wicklung zwischen der zugeordneten Anzapfung und dem Punkt 27 herauftransformiert wird. Diese Spannung liegt an dem als Bootskondensator arbeitenden Kondensator 26, der diese Spannung auch für die Zeit aufrechterhält, während der der Schalter der Endstufe 37 nicht leitend ist.

Die Diode 13 ist in dem beschriebenen Betriebsfall gesperrt, da die Spannung von 270 Volt an der Anode der Diode 13 und die Spannung von 300 Volt an ihrer Kathode liegt.

Sinkt die Spannung am Eingang 9 der Steuerschaltung 8 noch weiter ab, so werden nacheinander die Strompfade mit den Widerständen 16 und 19 stromleitend gesteuert, wobei jeweils die Dioden 13, 14 und 17 der vorhergehenden Strompfade gesperrt sind. Im vorliegenden Fall liegt bei minimaler Netzwechselspannung z. B. eine Spannung von 210 Volt an der Anzapfung 30. Diese Spannung wirkt bezüglich der Zeilenendstufe jedoch wie eine Spannung von 300 Volt am Punkt 27. Durch die kontinuierliche Steuerung der Widerstände 12,16 und 19 macht die am Punkt 27 wirksame Betriebsspannung keine Sprünge; sie bleibt nahezu konstant.

In F i g. 2 ist eine andere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt. Gleiche Bezugszeichen wie in F i g. 1 bedeuten Bauelemente mit gleicher oder ähnlicher Funktion. Aus zeichentechnischen Gründen sind die an die Arbeitswicklung 32 des Zeilentransformators 31 angeschlossene Endstufe 37 sowie die Bildröhre 39 nicht gezeichnet

Die Regelschaltung 6 enthält wieder vier Strompfade, die an die Anzapfungen 27, 28, 29 und 30 der Arbeitswicklung 32 angeschlossen sind. Die Eingänge der Widerstände 12,16 und 19 sind jedoch nicht alle direkt an den Eingang 5 der Regelschaltung 6 angeschlossen. Die genannten Widerstände sind vielmehr so geschaltet, daß der Widerstand 12 an den Eingang 5 angeschlossen ist, während der Eingang des Widerstandes 16 an den Ausgang des Widerstandes 12 und der Eingang des Widerstandes 19 an den Ausgang des Wider-Standes 16 angeschlossen ist.

Der Eingang 9 der Steuerschaltung 8 ist wie in der Schaltung nach F i g. 1 an den Schaltungspunkt 27 angeschlossen. Der Ausgang der Steuerschaltung 8 steuert nicht alle Widerstände 12, 16 und 19 direkt an deren Steuereingängen an, sondern nur den Widerstand 12 an seinem Steuereingang 15. Die Ansteuerung des Widerstandes 16 an seinen Steuereingang 18 erfolgt über eine Trennstufe 41, an deren Eingängen die am Widerstand 12 abfallende Restspannung liegt. Wenn die Spannung am Eingang 9 der Steuerschaltung 8 so klein geworden ist, daß der Widerstand 12 einen sehr geringen Widerstandswert aufweist, dann erzeugt die Trennstufe 41 an ihrem Ausgang eine Steuerspannung, die den Widerstand 16 über dessen Steuereingang 18 zunehmend stromleitend steuert

Nimmt die an dem Widerstand 16 liegende Spannung wegen weiterer Verringerung der Netzwechselspannung weiter ab, so wird über die Trennstufe 42 auch der Widerstand 19 über seinen Steuereingang 21 zunehmend stromleitend gesteuert Die Dioden 13,14 und 17 werden bei absinkender Netzwechselspannung automatisch der Reihe nach gesperrt Entsprechend kehrt sich der beschriebene Vorgang um, wenn die Netzwechselspannung wieder ansteigt Die Dioden 13,14,17 und 20 verhindern zugleich, daß die während der Rücklaufzeit auftretende hohe Rücklaufspannung vom Zeilentransformator 31 zur Regelschaltung 6 und zur Steuerschaltung 8 gelangt.

Bei den beschriebenen beiden Ausführungsformen der Erfindung nach F i g. 1 und 2 wird in den steuerbaren Widerständen jeweils nur ein Bruchteil derjenigen Verlustleistung vernichtet, die bei den bekannten Schaltungen an sich von einem einzigen Leistungs-Steuermittel vernichtet werden müßte.

In F i g. 3 ist eine Ausführungsform für die in F i g. 2 als Blockschaltbild dargestellte Schaltung wiedergegeben. Die Steuerschaltung 8 in F i g. 2 besteht in F i g. 3 aus einem Transistor 45, in dessen Emitterkreis eine die Referenzspannung erzeugende Zenerdiode 46 liegt. Die Basis des Transistors 45 ist über einen Spannungsteiler aus den Widerständen 43 und 44 an den Schaltungspunkt 27 angeschlossen. Am Kollektorwiderstand 47 des Transistors 45 wird die dem Eingang 7 der Regelschaltung 6 zugeführte Steuerspannung abgegriffen.

Der steuerbare Widerstand 12 in F i g. 2 wird von dem Transistor 48 gebildet, dessen Basis an den Eingang 7 der Regelschaltung 6 angeschlossen ist. Der Widerstand 16 in F i g. 2 wird in F i g. 3 von dem Transistor 52 gebildet, dessen Basis an den Kollektor des als Trennstufe arbeitenden Transistors 51 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 51 ist über einen Spannungsteiler aus den Widerständen 49 und 50 an den Kollektor des Transistors 48 angeschlossen.

Entsprechend der zuletzt beschriebenen Schaltungsstufe ist die Schaltungsstufe mit dem Transistor 56 aufgebaut Der Emitter dieses Transistors ist über die Diode 20 an die Anzapfung 30 der Arbeitswicklung 32 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 56 ist an den Emitter des im vorhergehenden Strompfad liegenden Transistors 52 angeschlossen. Die Basis des Transistors 56 wird von dem Kollektor des Transistors 55 angesteuert, dessen Emitter ebenfalls an den Emitter des Transistors 56 angeschlossen ist Die Basis des Transistors 55 ist über einen Spannungsteiler aus den Widerständen 53 und 54 an den Kollektor des Transistors 52 angeschlossen.

Bei der soweit beschriebenen Schaltung der F i g. 3 werden mittels der Transistoren 51 und 55 die Kollektor-Emitter-Restspannungen der Transistoren 48 und 52 gemessen und als Steuergrößen für die Transistoren 52 und 56 benutzt

Die in der beschriebenen Schaltung genannten Anzapfungen der Arbeitswicklung 32 können auch die Anzapfungen einer zusätzlichen Wicklung auf dem Ablenktransformator 31 sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist es auch möglich, die Transistoren 52 und 56 fortzulassen, so daß die Widerstände 16 und 19 (F i g. 2) von den Transistoren 51 und 55 gebildet werden. Andererseits ist es auch möglich, die beiden Transistoren 51 und 52 sowie die beiden Transistoren 55 und 56 als Darlington-Schaltung und somit als integrierbare Schaltkreise mit drei von außen zugänglichen Anschlüssen (Basis Transistor 51,

Emitter Transistor 52, Kollektor-Transistor 52) auszubilden.

Um zu verhindern, daß in den Strompfaden der Regelschaltung 6 Spannungsspitzen beim Schalten der Dioden auftreten, ist es vorteilhaft, die einzelnen Strompfade an Kondensatoren zum Sieben der Spannungsspitzen anzuschließen. Der gestrichelt gezeichnete Kondensator 57 ist zu diesem Zweck vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

409539/298

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Betriebsspannungsversorgung der Zeilenendstufe in einem Fernsehempfänger, bei der das an die Betriebsspannungsklemme angeschlossene Wicklungsende des Ablenktransformators über einen Kondensator an die Bezugsspannung angeschlossen und die Betriebsspannung je nach ihrer Größe an verschiedene Abgriffe des Transformators anschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stabilisierung der am Transformator (31) wirksamen Betriebsspannung gegen Betriebsspannungsschwankungen die Betriebsspannungsklemme (5) jeweils über die Reihenschaltung eines steuerbaren Widerstandes (12, 16, 19) und einer für den Betriebsstrom durchlässig gepolten Diode (14, 17, 20) mit verschiedenen Abgriffen (28, 29, 30) des Transformators (31) verbunden ist und die Widerstände (12,16,19) in Abhängigkeit von der Größe der Betriebsspannung so gesteuert sind, daß bei abnehmender Betriebsspannung die Widerstände (12, 16, 19) der Reihe nach beginnend mit demjenigen Widerstand (12), der dem an die Betriebsspannungsklemme angeschlossenen Wicklungsende (27) am nächsten liegt, stromleitend gesteuert werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Widerstand (12, 16, 21) einerseits über die Diode (14, 17, 20) an den Abgriff (28,29,30) des Transformators (31) und andererseits an das dem Abgriff (27, 28, 29) abgewandte Ende der an den vorangehenden Abgriff (27,28,29) angeschlossenen Diode (13, 14, 17) angeschlossen ist (F ig. 2,3).

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Widerstand (12, 16, 19) durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors (48, 52, 56) gebildet ist, dessen Basis die Steuerspannung zugeführt ist (F i g. 3).

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannungsklemme (5) mit dem Wicklungsende (27) des Transformators (31) über eine für den Betriebsstrom stromleitend gepolte Diode (13) verbunden ist.

5. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des an den ersten Abgriff (28) angeschlossenen Transistors (48) an den Ausgang einer Steuerschaltung (7) angeschlossen ist, der eine Referenzspannung (Lfe/) und eine von der am Wicklungsende (27) wirksamen Betriebsspannung abgeleitete Vergleichsspannung zugeführt sind (F i g. 3).

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (8) einen Transistör (45) enthält, dessen Emitter über eine Zenerdiode (46) an die Bezugsspannung und dessen Basis an den Abgriff eines an das Wicklungsende (27) angeschlossenen Spannungsteilers (43,44) angeschlossen ist (F i g. 3).

7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils als Steuerspannung für einen Widerstand (16, 19) der Spannungsabfall über dem Widerstand (12,16) des vorangehenden Abgriffs (28, 29) ausgenutzt ist (F i g. 2,3). ⁶S

8. Schaltung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Basis eines Transistors (52,56) so an den Ausgang des an den vorhergehenden Abgriff (28, 29) angeschlossenen Transistors (48, 52) angeschlossen ist, daß als Steuerspannung für den erstgenannten Transistor die Kollektor-Emitter-Spannung des zweitgenannten Transistors dient (F i g. 3).

9. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Basis eines Transistors (52, 56) an den Abgriff eines Spannungsteilers (49, 50; 53,54) angeschlossen ist, der zwischen dem Eingang des Transistors (48,52) des vorangehenden Abgriffs (28, 29) und das Bezugspotential (Erde) geschaltet ist (F ig. 3).

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannungsteiler (49,50; 53, 54) und der Basis des zugehörigen Transistors (52,56) ein weiterer, als Trennstufe dienender Transistor (51, 55) vorgesehen ist, dessen Basis mit dem Abgriff des Spannungsteilers (49,50; 53, 54), dessen Emitter mit dem Eingang und dessen Kollektor mit der Basis des erstgenannten Transistors (52,56) verbunden ist (F i g. 3).

11. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Basis und den Emitter eines Transistors (51) eine entgegengesetzt wie die Basis-Emitter-Strecke des Transistors (51) gepolte Schutzdiode geschaltet ist.

12. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein steuerbarer Widerstand (12, 16, 19) durch einen Siebkondensator (57) zur Verhinderung von Schaltspannungsspitzen überbrückt ist (F i g. 3).

13. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Abgriffen (28, 29, 30) versehene Wicklung (32) des Ablenktransformators (31) von einer zusätzlich zur Arbeitswicklung (32) auf dem Ablenktransformator (31) befindlichen Wicklung gebildet ist