DE2426623A1

DE2426623A1 - Spannungsvervielfacheranordnung

Info

Publication number: DE2426623A1
Application number: DE19742426623
Authority: DE
Inventors: Werner Bauer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1974-05-31
Publication date: 1975-12-11
Also published as: IT1044293B; GB1481655A; FR2275949A1; ES438001A1; NL7506335A

Description

Standard Elektrik Lorenz AG· . λλλλλ

Stuttgart 24ZDOZO

V/.Bauer 16

-Spannungsvervielfacheranordnung

Die Erfindung betrifft eine Spannungsvervielfacheranordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung mi.t Siliziumgleichrichtern und wechselspannungs- und gleichspannungsseitig zu je einem Bauteil zusammengefaßten Kondensatoren in einem Becher.

Bei Fernsehgeräten ist es bekannt, die Hochspannung für die Bildröhre aus den Rücklaufimpulsen des Zeilentransformators mit Hilfe einer Gleichspannungskaskade zu erzeugen» Bei Farbfernsehgeräten, welche gegenüber den Schwarz-Weiß-Geraten eine beträchtlich höhere Spannung benötigen, ist dies mit Schwierigkeiten verbunden, da die Bauelemente der Kaskade einerseits spanhungsfest und sprühsicher, andererseits aber raumsparend angeordnet sein sollen»

TJm Spannungsfestigkeit und Sprühsicherheit vor allem in Hinblick auf die metallischen Anschlüsse der Bauelemente oder deren Verdrahtungen zu erzielen, ist man dazu übergegangen, die einzelnen Bauelemente zu einem kompakten Bauteil zusammenzufassen und entweder mit Gießharz zu einem Block ,oder in einem Becher zu vergießen.

Um diesen Kompaktaufbau nun auch möglichst raumsparend zu gestalten, sind verschiedene Vorschläge gemacht worden:

Rg/pr - 20.5.1974 . . /

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In einer bekannten Anordnung (DBG-M 6 608 9.27) werden stabförmige Gleichrichter (Selengleichrichter) mit annähernd gleichem Abstand parallel zueinander angeordnet, die wechselspannungs- von den gleichspannungsseitigen Kondensatoren der Vervielfacherkaskade getrennt, zu je einem Bauteil zusammengefaßt und an den beiden sich gegenüberliegenden Enden der stabförmigen Gleichrichter angeordnet. Die Bauelemente bzw. Bauteile sind auf einer Isolierplatte aufgebaut und in einem Becher vergossen. Mit einer solchen Anordnung bildet sich aber infolge der parallel und eng nebeneinander liegenden, wärmeabgebenden Gleichrichter im Becher ein Temperaturstau, so daß die Bauelemente auch mit außerordentlichen Maßnahmen wie Wärmebarrieren oder dgl. nur unzulänglich gekühlt werden können und die Anordnung damit nicht mehr spannungssicher ist.

In einer anderen bekannten Anordnung (DBGM 7 114 078) ist der Becher zur Aufnahme der Bauelemente mit einer der Länge zumindest eines Kondensators der vorgesehenen Kondensatoren entsprechenden Länge und Höhe und mit einer der Dicke von zumindest zwei derartigen Kondensatoren entsprechender Breite ausgebildet. Die. Kondensatoren sind in zwei, in Becherlängsrichtung parallel liegenden.Ebenen jeweils längs oder hochkant untergebracht. Anstelle von stabförmigen Selengleichrichtern werden hier zwecks Raumersparnis die bekanntlich kleineren SiliziumgleichriGhter verwendet.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Spannungsvervielfacheranordnung mit noch geringerem Platzbedarf spannungssicher aufzubauen.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die wechselspannungs- und die gleichspannungsseitigen Kondensatoren in jeweils einem Mehrfachwickel zu je .einem Mehrfäch-Hochspannungskondensator zusammengefaßt sind, und daß der Becher mit wenigstens einer den Durchmessern "beider Mehrfachwickel und der Länge eines der Terwendeten Siliziumgleichrichter entsprechenden Länge, wenigstens einer der Länge des längsten Mehffachwickels entsprechenden Höhe und wenigstens einer dem Durchmesser des dicksten Mehrfachwickels entsprechenden Breite ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß weist der Becher darüber hinaus im Mittelteil eine Verengung auf, deren Breite geringer als der Durchmesser des kleinsten Mehrfachwickels und wenigstens so groß wie der Durchmesser eines der verwendeten Siliziumgleichrichter ist.

Mit einer derartigen Bechergestaltung wird eine optimal raumsparende Konstruktion erzielt, welche trotz ihrer geringen Abmaße dennoch eine spannungssichere Anordnung der Bauelemente erlaubt:

Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind die Mehrfachwickel hochkant an den jeweils gegenüberliegenden Breitseiten des Bechers in durch die Verengung gebildeten, seitlichen Gehäuseausbuchtungen angeordnet.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Siliziumgleichrichter in einer Ebene parallel zur Becherlängsseite unter gegenseitigem Winkel zueinander zwischen den Mehrfachwickeln in der Verengung des Bechers angeordnet.

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Gemäü der Erfindung ist es vorteilhaft, einen weiteren Siliziumgleichrichter vorzusehen, welcher in der Ebene der anderen Siliziumgleichrichter in Höhe des ersten Siliziumgleichrichters neben dem Kondensatorwickel mit geringerem Durchmesser in der Gehäuseausbuchtung angeordnet ist. Dieser weitere Siliziumgleichrichter ist schaltungstechnisch dem ersten Siliziumgleichrichter am elektrischen Eingang der Gleichspannungskaskade zugeordnet und verhindert, im Fernsehgerät über einen Kondensator und einen Widerstand mit dem elektrischen Massepotential verbunden, das Entstehen der negativen Komponenten von Einschwingvorgängen beim Einschalten der Kaskade.

Erfindungsgemäli sind die Siliziumgleichrichter und die Mehrfachwickel über ihre elektrischen Zuleitungen zu einer selbsttragenden Einheit verbunden. Mit einer derartigen Maßnahme wird eine einfache und zeitsparende Montage der Bauelemente erzielt.

Es ist besonders vorteilhaft, an der Unterseite des Bechers in der Mitte und in den Gehäuseausbuchtungen Abstandsstücke zur Fixierung der selbsttragenden Einheit anzuformen. Damit wird eine spannungssichere Lage der selbsttragenden Einheit erzielt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Mehrfach-Hochspannungskondensatoren mit einem Dielektrikum aus zwei Polystyrolfolien und einer dazwischenliegenden Polyesterfolie versehen. Mit einem derartigen Dielektrikum erreicht man, daß die Kondensatoren hochspannungsfest und impulssicher sind.

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£rfindungsgemäß sind die Polystyrolfolien, in Länge und Breite größer als alle anderen Folien der Kondensatoren gestaltet, so dato während des Entreckprozesses die anderen Folien eingebacken werden. Damit wird eine günstige Sprühsicherheit der Kondensatoren erzielt.

Insbesondere, im rü rib lick auf die Sprühaieherhalt ist es vorteilhaft, die Anschlüsse der Kondensatoren lediglich im Wickel einzulegen und nicht mit den Belegungsfolien zu verschweißen.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeiapieles im folgenden näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 die schematische Darstellung einer aus den Bauelementen gebildeten selbsttragenden Einheit;

Figur 2 den Seitenriß;

Figur 3 den Grundriß des unvergossenen Bechers und

Figur 4 einen Schnitt A-B durch den unvergossenen Becher.

Gemäß der Figur 1 sind mit 1, 2, 3, 4 und 5 die Siliziumgleichrichter, mit 6 und 7 die wechselspannungsseitigen und mit 8, 9 und 10 die gleichspannungsseitigen Kondensatoren einer fünfstufigen Gleichspannungskaskade bezeichnet. Die zwei wechselspannungsseitigen Kondensatoren 6 und sind in einem ersten Mehrfach-Hochspannungskondensator, die drei gleichspannungsseitigen Kondensatoren 8, 9 und 10 in einem zweiten Mehrfach-Hochspannungskondensator zu je einem Mehrfachwickel 11 und 12 zusammengefaßt. Dem Siliziumgleichrichter 1 am elektrischen Eingang der Gleichspannungskaskade ist ein zusätzlicher Siliziumgleichrichter

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zugeordnet. Ea wird im Fernsehgerät über einen Kondensator und einen Widerstand dem elektrischen Massepotential zugeschaltet und soll die negativen Komponenten" der beim Einschalten der Kaskade auftretenden Einschwingvorgänge verhindern. Die Siliziumgleichrichfcer 1 bis 5 und 13 sowie die Hehrfachwickel 11 und 12 sind über ihre elektrischen Zuleitungen auch mechanisch fest verbunden und bilden eine selbsttragende Einheit, welche schnell und praktisch montiert werden kann. Diese selbsttragende Einheit ist in einem Becher 14 angeordnet.

Der Becher 14 in den Figuren 2, 3 und 4 hat eine Länge, die wenigstens dem Durchmesser beider Mehrfachwickel 11 und 12 und der Länge eines der verwendeten oiliziumgleichrichter 1 bis 5 entspricht, eine wenigstens dem Durchmesser des die drei Gleichspannungskondensatoren 8, 9 und 10 umfassenden Hehrfachwickels 12 entsprechende Breite und eine wenigstens der v/ickellänge des längsten Mehrfachwickels entsprechende Höhe, falls beide Mehrfachwickel unterschiedlich lang ausgebildet sind. Im Mittelteil weist der Becher 14 eine die Becherbreite vermindernde Verengung 15 auf. Die Verengung 15 ist schmäler als der Durchmesser des die zwei wechselspannungsseitigen Kondensatoren 6 und 7 umfassenden Mehrfachwickels 11, aber wenigstens so breit wie der Durchmesser eines der verwendeten Siliziumgleichrichter 1 bis 5 ausgebildet. Durch die Verengung 15 in der Mitte des Bechers 14 bilden sich seitliche Gehäuseausbuchtungen 16 und 17· Der Verengung 15 ist an der Unterseite 18 des Bechers 14 ein Befestigungsfuß 19 mit Schlitzen 20 und 21 zur Schraubbefestigung des Bechers im Fernsehgerät angeformt. Die Abmessungen des Befestigungsfußes 19 und der Schlitze 20, 21 liegen fest und müssen

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wegen der Auetauschfähigkeit von Vervielfacheranordnungen ganz allgemein eingehalten werden.

Die "beiden Mehrfachwickel 11 und 12 sind hochkant an den jeweils gegenüberliegenden Breitseiten 22, 2'3 des Bechers in den Gehäuseausbuchtungen 16, 17 angeordnet. Die Siliziumgleichrichter" 1 Ms 5 liegen in einer Ebene parallel zur Becherlängsseite 24 unter gegenseitigem Winkel zueinander zwischen den beiden Mehrfachwickeln 11 und 12 in der Verengung 15 des Bechers 14· Der Siliziumgleichrichter 15 liegt gleichfalls in dieser Ebene und ist neben den die Kondensatoren 6 und 7 umfassenden und daher gegenüber dem Kondensatorwickel 12 dünneren Kondensatorwickel 11 in der Gehäuseausbuchtung 17 in axialer Verlängerung an den Siliziumgleichrichter 1 angeordnet.

Die metallischen Anschlußdrähte der Bauelemente dienen neben der mechanischen Stabilität der selbsttragenden Einheit auch zur Fixierung der Einheit im Becher vor dem Verguß. So sind beispielsweise, wie aus der Figur 4 ersichtlich, ein Anschluß 25 des Mehrfachwickels 11 und ein Anschluß 26 des Mehrfachwickels 12 so geknickt, daß die Knickpunkte an der Längswandung 24 des Bechers 14 zu liegen kommen. Damit wird die selbsttragende Einheit im Becher 14 festgeklemmt und erhält zusätzliche mechanische Festigkeit. Zur Fixierung der selbsttragenden Einheit im Becher sind des weiteren in den Gehäuseausbuchtungen 16, 17 und in Bechermitte an der Becherunterseite 18 Abstandsstücke 27, 28, 29 angeformt. Sie halten die selbsttragende Einheit in spannungssicherer Entfernung zur Unterseite 18 des Bechers 14· Der Becher H besteht aus Polycarbonat und wird nach erfolgtem Einbau der selbsttragenden Einheit mit

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Epoxi-Harz vergossen. Die Fixierung ist so lange erforderlich, bis das Gieiiharz erhärtet ist.

Bei den eingesetzten Mehrfach-Hochspannungskondensatoren handelt es sich um hochspannungsfeste Wickelkondensatoren mit einem Dielektrikum aus zwei Polystyrolfolien und einer dazwischenliegenden Polyesterfolie. Die Polystyrolfolien des Dielektrikums überragen in Länge und Breite die anderen Polien. öle sind so ausgelegt, dab beim Entreckprozeis der Kondensatoren alle anderen Folien einschließlich der Belegungsfolien eingebacken werden. Die Kondensatoren werden aufeinander gewickelt mit jeweils ca. zwei Zwischenwindungen aus Dielektrikumsfolien. Die Anschlüsse sind lediglich eingelegt und nicht mit den Belegungsfolien verschweiist.

Der die drei Gleichspannungskondensatoren 8, 9, 10 umfassende Kondensatorwickel 12 ic-t vorzugsweise so gewickelt, daß der Belag des Kondensators 10, also des letzten an der Hochspannung liegenden Kondensators der Kaskade, nach auisen zu liegen kommt. Dann kann auch ohne Schwierigkeit, wie im Beispiel gezeigt, das die Hochspannung führende Kabel 30 der G-leichspannungskaskade praktisch und raumsparend am Mehrfachwickel 12 im Becher 14 entlanggeführt werden, da ja keine Potentialdifferenz auftreten kann.

Alle elektrischen Anschlüsse 30, 31, 32, 33, 34 der Gleichspannungskaskade treten an der offenen oberen Seite 35 des Bechers H aus. 3ie sind je nach Bedarf als Kabeldrähte oder Anschlußösen ausgebildet, oder aber auch als metallischer Anschluß der Bauelemente direkt. Das Kabel 30 führt die Hochspannung der Gleichspannungskaskade, der Anschluiädraht 31 das Massepotential, die Anschlüsse 32 die

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Fokusierungsspannung für die Bildröhre des Fernsehgerätes, die Anschlüsse 33 die Eingangawechselspannung der G-leicnsp'annungskaskade und der Anschluiadraht 28 ist gegebenenfalls über einen Kondensator und einen Widerstand im Fernsehgerät mit der elektrischen Potentialmasse verbindbar.

Verzeichnis der Bezugszeichen

1, 2, 3, 4,

ö, 9, 11 , 1 j 14 ;

16, 18 19 20, 22, 24 25, 27, 28, 30 31 32 33 34 35

oilisiumgleichrichter weehselspannungsseitiger Kondensator gleiohspannungsseitiger Kondensator Mehr fachwickel Siliziumgleichrichter Becher

Verengung

seitliche G-ehäuseausbuchtung Becherunterseite Befestigungsfuß Schlitz

Becherbreitseite Becherlängsseite geknickter Anschlußdraht Abstandsstütze Hochspannungsanschluß Masseanschluß Anschlußöse

EingangsSpannungsanschluß zusätzlicher Anschluß Becheroberseite

14 Patentansprüche
4 Bl. Zeichnungen

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Claims

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Patentansprüche

.)) opannungsvervie!fächeranordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung mit Üiliziumgleichrichtern und wechselspannungs- und gleichapannungsseitig zu je einem Bauteil zusammengefaßten Kondensatoren in einem Becher, dadurch gekennzeichnet, äaJ> die wechsel- und die gleichspannungsseitigen Kondensatoren (6, 7 und 8, 9, 10) in jeweils ejiritm Ileurf-ichwiokeJ (11, 12) zu je einem Mehrfach-iLochBj &unungskondensator zusammengefaßt sind und daß der Becher (14) mit wenigstens einer den Durchmessern beider Heirfachwiokel (11, 12) und der Länge eines der verwendeten öiliziumgleichrichter (1 bis 5) entsprechenden Länge, wenigstens einer der Länge des längsten Mehrfachwickels entsprechenden Höhe und wenigstens einer dem Durchmesser des dicksten Mehrfachwickels entsprechenden Breite ausgebildet ist.

2.) Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (14) im Mittelteil eine Verengung (15) aufweist, deren Breite geringer als der Durchmesser des kleinsten Mehrfachwickels (11) und wenigstens so groß wie der Durchmesser eines der verwendeten Siliziumgleichrichter (1 bis 5) ist.

3.) Spannungsvervielfacheranordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachwickel (11, 12) hochkant an den jeweils gegenüberliegenden Breitseiten (22, 23) des Bechers (14) in durch die Verengung (15) gebildeten, seitlichen ü-ehäuseausbuchtungen (16, 17) angeordnet sind.

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4.) Spannungsvervielfacheranordnung nach den Ansprüchen 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, dals die oiliziumgleichrichter (1 "bis 5) in einer Ebene parallel zur Becherlängsseite (24) unter gegenseitigem winkel zueinander zwischen den Mehrfachwickeln (11, 12) in der Verengung (15) des Bechers (14) angeordnet sind.

5.) Spannungsvervielfacheranordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dais ein weiterer Siliziumgleichrichter (13) vorgesehen ist, welcher in der Ebene der anderen Siliziumgleichrichter (1 Ms 5) in. Höhe des ersten Siliziumgleiehrichters (1) neben dem Kondensatorwickel mit geringerem Durchmesser (11) in der Gehäuseausbuchtung (17) angeordnet ist.

6.) Spannungsvervielfacheranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumgleichrichter (1 Mc 5) und die Mehrfachwickel (11, 12) über ihre elektrischen Zuleitungen zu einer selbsttragenden Einheit verbunden sind.

7.) Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (18) des Bechers (14) in der Mitte und in den Gehäuseausbuchtungen (16, 17) AbBtandsstücke (27, 28, 29) zur Fixierung der selbsttragenden Einheit angeformt sind.

8.) Spannungsvervielfacheranordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Hochspannungskabel (30) der Vervielfacher anordnung verbundene Kondensator (10) den Außenwickel des Mehrfachwickels (12) bildet.

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g.) Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch. 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Becher (14) das Hochspannungskabel (30) entlang des Mehrfachwickels (12) geführt ist.

10.) Spannungsvervielfacheranordnung nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte der Bauelemente mindestens teilweise so abgeknickt sind, daß sie an den Wandungen des Bechers (14) anliegen.

11.) Spannungsvervielfacheranordnung nach, wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse des Bechers (14) als Kabeldrähte oder Anschlußösen ausgebildet oder durch die Anschlüsse der Bauelemente der Gleichspannungskaskade selbst gebildet sind, und daß sie an der oberen, offenen Seite (35) des Bechers angeordnet sind.

12.) Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfach-Hochspannungskondensatoren mit einem Dielektrikum aus zwei Polystyrolfolien und einer dazwischenliegenden Polyesterfolie versehen sind.

13·) Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Polystyrolfolien in Länge und Breite alle anderen Folien der Kondensatoren überragen.

14.) Spannungsvervielfacheranordnung nach den Ansprüchen 12 und 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der Kondensatoren im Wickel eingelegt sind.

ßg/pr - 20.5.1974

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