DE2357915A1

DE2357915A1 - Hochspannungsgenerator

Info

Publication number: DE2357915A1
Application number: DE2357915A
Authority: DE
Inventors: Keisuke Miyoshi; Naoki Shibano
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1973-11-20
Publication date: 1974-06-06
Also published as: US3936719A; PH10041A; FR2207386B1; NL7315799A; AU464852B2; AU6261573A; CA978594A; GB1449646A; FR2207386A1; NL163076C; NL163076B

Description

PATENTANWÄLTE

. H. LEINWEBER dipl.ixg. H. ZIMMERMANN

DIPL.-ING. A. Gf-v. WENGERSKY 2357915

8 München 2, Rosental 7,

Tei.-Adr. Lelnpat München Telefon (089) 2603989

Postscheck-Konto: München 220 45-804

den 20. November 1973

Unser Zeichen Va/Wv/C

- POS-3.2443

MATSUSHITA ELECTBIC INDUSTRIAL CO.LTD., Osaka / Japan

Hochspannungsgenerator

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsgenerator, der einen Transformator aufweist und der insbesondere bei Fernsehempfängern zu verwenden ist.

Es sind bereits Hochspannungsgeneratoren bekannt, die beispielsweise einen dicht verkapselten RücklauftransformatQr verwenden, bei dem eine Abstimmung auf die -dritte Harmonische zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung erzielt wird. In diesem Fall beträgt die Hochspannungsausgangsimpedänz etwa 3,5 bis 4,0 Megohm. Bei einer so hohen Ausgangsimpedanz neigt jedoch die Amplitude der Yideοspannung aufgrund der Veränderungen der hohen Gleichstrom-Hochspannung zu großen Schwankungen. Um die Hochspannung zu stabilisieren, wurde bisher bei Vakuumröhren-Fernsehgeräten Hochspannungskonstanthalteröhren und bei mit Transistoren bestückten Fernsehgeräten Hdchspannungssteuerreaktoren oder dergleichen verwendet. Die Verwendung dieser Bauteile zum Zwecke der Stabilisierung der Hochspannung hat jedoch zu erhöhtem'Ener-

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verbrauch und höheren Kosten geführt.

Es ist auch in Erwägung gezogen worden, eine Abstimmuig auf die fünfte Harmonische zwischen der Primär- und der Sekuidärwicklung zu erzielen. Bei einem dicht verkapselten Rücklauf transformator mit flüssiger Isolierung, bei dem die dielektrische Konstante im Vergleich zu. Trockenrücklauftransformatoren hoch ist, ist jedoch die verteilte Kapazität in Bezug auf die Sekundärwicklung erhöht. Auch bei einem Rücklauftransformator mit Halbwellengleichrichtung ist die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung groß im Vergleich zu Doppelspannungs- oder Dreifachspannungsgleichrichtsystemen. Ferner muß das Übersetzungsverhältnis bzw. das Verhältnis der Windungszahlen zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung erhöht werden, um eine so hohe Spannung zu erhalten wie bei dem System zur Abstimmung auf die dritte Harmonische, Dies bedeutet eine außerordentliche Erhöhung der verteilten Kapazität auf der Sekundärseite. Aus den oben genannten Gründen war es sehr schwierig, eine Abstimmung auf die fünfte Harmonische vorzunehmen. Eine Abstimmung auf eine Harmonische einer höheren Größenordnung kann verhältnismäßig einfach mit Doppelspannungs- oder Dreifachspannungsgleichrichtsystemen erzielt -werden. Zu diesem Zweck sinß. jedoch Kondensatoren erforderlich. Auch müssen hinsichtlich der Nennwerte der Hochspannungsgleichrichter bei Doppelbzw. Drei- .fachspannungsgleichrichtsystemen Gleichrichter mit hohen Nennwerten verwendet werden, so daß diese Systeme, was die Kosten und Betriebssicherheit betrifft, nicht mit den Halbwellengleichrichtsystemen konkurieren können.

Durch die Erfindung sollen die genannten Nachteile behoben und die Schwankungen des Hochspannungsausgangs des Transformators durch Verringerung seiner Hochspannungsimpedanz verringert werden.

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G-ernaä der Erfindung besteht die Sekundärwicklung des Transformators- aus einer ersten und einer zweiten Sekundäjrwicklung, die über Dioden derart miteinander verbunden sind, daß' die zweite Sekundärwicklung vom Erdpotential ferngehalten wird. Bei einer solchen Konstruktion kann die Streukapazität an der Sekundärseite verringert werden, um die Hochspannungsausgangsimpedanz zu verringern, so daß es möglich ist, die Schwankungen des Höchspannungsausgangs aufgrund von Veränderungen des Laststroms durch Abstimmen auf eine höhere als die dritte Harmonische zu verringern. ■ ■

Bei dem erfindungsgemäßen Hochspannungsgenerator kann auch eine Zwischenspannung vom Verbindungspunkt zwischer dem ersten:. Gleichrichter und dem Kondensator abgenommen werden, wobei diese Spannung als .Fokussierspannung für die "Fernsehbildröhre verwendet werden kann.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung •ergeben sich aus der folgenden BeSchreibung■. iuf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht und zwar zeigen: · ' . .

Fig. 1 . und 2 bekannte Hochspannungsgeneratoten, ·

Fig. 3 eine Schaltung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungsgenerators,

Fig.4 beim Betrieb dieses Hochspannungsgenerators -'. .auftretende Wellenformen,

Fig. 5 eine Schnittansicht zur Darstellung der Konstruktion dieses HochspannungsgerieratOrs und

-Fig. 6 eine graphische Darstellung der Ausgangsspannung!5 Laststrom-Kennlinie dieses Hochspannungsgenerators. \ .-■'.- "·■■■

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Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines bekannten" Hochspannung generators, der einen dicht verkapselten Rücklauftransformator verwendet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Transformator wird eine Abstimmung auf die dritte Harmonische zwischen der Primärwicklung 1 und der Sekundärwicklung 2 erziel Diese Figur zeigt Hochspannungsgleichrichtdioden 3a, 3b und 3c und einen Widerstand 4 mit superhohem Widerstandswert, der zur Spannungstellung dient. Die Ausgangsspannung kann an einer Ausgangskiemme 5 abgenommen werden.

Fig. 2 zeigt ein "bekanntes Doppelspannungsgleichrientsystem, bei dem Doppelspannungsgleichrichtdioden 6a, 6b und 6c sowie Kondensatoren 7a und 7b vorhanden sind.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem System erfolgt eine Abstimmung auf die fünfte Harmonische zwischen einer Primärwicklung 8 und einer zweiten Sekundärwicklung 10, um die Hochspannungsausgangsimpedanz zu verringern. Um die Abstimmung auf eine höhere als die dritte Harmonische durchzuführen, ist es notwendig, die verteilte Kapazität auf der Sekundärseite zu verringern. Daher ist bei dieser Ausführungsform zwischen die zweite Sekundärwicklung 10 und die Erde ein Gleichrichter 12 geschaltet. Auf diese Weise treten an den entgegengesetzten Enden A und B der zweiten Sekundärwicklung/die in Fig. 4 dargestellten Wellenformen a und b der Impulsspannung auf, wenn der Transformator einem Ideal äquivalent ist. Wenn dies der Fall ist, ist es leichter, eine Abstimmung auf eine Harmonische einer höheren Größenordnung mi't auf der Sekundärseite äquivalent reduzierter verteilter Kapazität vorzunehmen. Wenn die Abstimmung auf die fünfte Harmonische durch geführt wird, wird jedoch die Ausgangshochspannung im Vergleich zur Abstimmung auf die dritte Harmonische verringert. Demnach wird die an der zweiten Sekundärwicklung 10 erhaltene Gleichspannung der durch Gleichrichten der in die erste Seku

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därwicklüng 9 induzierten Impulsspannung erhaltenen· Gleichspannung von einigen Kilovolt überlagert, um die gewünschte hohe Gleichspannung zu erzielen. -

Fig. 6 zeigt die Kennlinie des Hochspannungsausgangs (Kurve a) des erfindungsgemäßen Rücklauftransformators und die (Kurve b) eines bekannten Rücklauftransformators.

Es ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung die Veräiiderung der Ausgangshochspannung für den.Lastst-rombereich von über 50 juk im Vergleich zu der bei dem bekannten Rücklauftransformator klein ist, Zwar ist, die Ausgangshochspannung in einem Lastrombereich von 0 bis etwa 50/li. bei dem 'bekannten Rücklauftransformator einer geringeren Änderung- unterworfen, jedoch entspricht gewöhnlich die SichtsOhwelle der Helligkeit einem Laststromniveau von mehr als 50 bis 1000 jaA und selbst bei Heimgeräten liegt der Lasts tro.m im allge-.meinen in einem Bereich von 50 bis .1000/iA. Bei einem Hochspannungsgenerator eines kleinen Batteriefernsehgerätes ist für die Sekundärwicklung des Hochspannungsgeneratortransformators eine große Anzahl von Windungen erforderlich. In einejm solchen Fall kann durch Verwendung des erfindungsgemäßen Transformators die verteilte Kapazität an der Sekundärseite äquivalent verringert werden. In der Schaltung gemäß Fig. 3 ist die erste Sekundärwicklung 9 mit einem Ende an Erde gelegt, und mit dem anderen Ende mit einem Gleichrichter 11 verbunden. Ein Kondensator 14 ist zwischen das andere Ende des Gleichrichters 11 und Erde geschaltet, so daß er mit der am anderen Ende des Gleichrichters 11 erscheinenden Spannung geladen ist. Das andere Ende des Gleichrichters 11 ist ferner mit dem Gleichrichter 12 verbunden, dessen anderes Mae/S der zweiten Sekundärwicklung 10 angeschlossen

ist. Das andere Ende A der zweiten Sekundärwicklung'ist mit einem, weiteren Gleichrichter 13 zum Gleichrichten der

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Hochspannungverbunden. Alle Elemente sind, wie in der Zeichnung gezeigt, geschaltet bzw. gepolt. Bei einem FernsehU empfanger mit einer bipotentialen'Bildröhre ist für die Fokussierelektrode eine Gleichspannung von mehreren Kilovolt erforderlich. Diese Fokussierspannung kann man durch Teilung der am Kondensator 14 liegenden Klemmenspannung durch einen aus Widerständen 15 und 1β und eineifi variablen Widerstand 17 bestehenden Spannungsteiler erhalten. Diese Teilungsspannung wird von einer Klemme 18 abgenommen.

Fig. 5 zeigt die mechanische Konstruktion des erfindujngsgemäßen Hochspannungsgenerators. Sie weist einen Kern 19, ein Gehäuse 20, Öl 21, eine Hochspannungsquelle' 22, Mederspannungsklemmen 23 und eine Mittelspanmngsklemme 24 auf.

Obwohl bei der Ausführungsform nach Fig. 5 Öl zur Isolierung verwendet wird., ist es auch möglich, die Isolierung mit Wachsimprägnierung oder Harzimprägnierung zu erzielen bzw. eine Trockenisoliernng vorzusehen,, da an jeder der Dioden 11, 12 und 13 ein Drittel der Spannung liegt, so daß der Spitzenwert der Wechselspannung der Sekundärseite im Vergleich zu dem gemäß Fig. 1 auf ein Drittel verringert ist.

Bei einer Unipotential-Bildröhre, bei der kein Fokussierpotential erforderlich ist, können der Kondensator 14, die Widerstände 15 und 16 und der variable.Widerstand 17 wegfallen.

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Claims

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Patentansprüche :

(i.\ Hochspannungsgenerator mit einem Hoehspannung erzeugenden Transformator, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator eine Primärwicklung (8), eine erste (9) und eine -zweite Sekundärwicklung (10) aufweist-, daß ein Ende der ersten Sekundärwicklung (9) mit einem Ende eines erste Gleichrichters (11)* verbunden ist, daß zwischen das andere Ende des ersten Gleichrichters (11) und ein Ende (B) der zweiten Sekundärwicklung (10) ein zweiter Gleichrichter (12) und zwischen das andere Ende (A) der zweiten Sekundärwicklung (10) und eine Hochspannungsausgangsklemme (22) ein dritter Gleichrichter (13) geschaltet ist.
2. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem. Verbindungspunkt zwischen dem ersten Gleichrichter (11) und dem zweiten Gleichrichter (12) ein Kondensator (14)-verbunden ist, der mit einer an dem mit dem zweiten Gleichrichter (12) verbundenen Ende des ersten Gleichrichters (11) erscheinenden Spannung ladbar ist, und daß der Verbindungspunkt zwischen den beiden Gleichrichtern (11, 12) mit einer Mittelspannungsausgangsklemme (24) verbunden ist,
3. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet," daß die Abstimmung auf die fünfte oder eine höhere ungeradzahlige Harmonische zwischen der ersten Wicklung (8) und wenigstens einer der beiden Sekundärwicklungen (9 bzw. 10) erfolgt.
4 Hochspannungsgeneräor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbindungspunkt zwischen

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dem ersten (11) und dem zweiten Gleichrichter (12) und Erde ein variabler Widerstand (17) vorgesehen ist, der einen beweglichen Abgriff (18) aufweist, von dem eine Fokussierspannung für eine Bildröhre eines Fernsehempfängers abnehmbar- ist, und daß von der Hochspannungsausgangskleinme (22) eine Anodenspannung für die Bildröhre abnehmbar ist.
5. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Gleichrichter (11, 12, 13) und der Hochspannung erzeugende Transformator in einem mit isolierendem Öl (21) gefüllten Behälter (20) eingeschlossen sind.
6. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannung erzeugende Transformator durch Trockenisolierung isoliert ist.

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