DE2450174B2 - Schaltungsanordnung zur potentialtrennung eines bezugspunktes einer fernsehempfaengerschaltung von der den empfaenger speisenden wechselstromquelle - Google Patents

Description

der Ablenkschaltung ein Stromfluß induziert wird, Trenntransformator.

sowie mit einer zweiten, mit der ersten magnetisch Mit der Verwendung von Festkörperbauelementen,

gekoppelten, aber elektrisch von ihr isolierten 20 die keine so hohen Betriebsgleichspannungen wie

Wicklung, die an den Bezugspunkt angeschlossen ist röhrenbestückte Empfängerschaltungen benötigen,

und in der aufgrund des Stromflusses in der ersten konnte man auf niedrigere Betriebsgleichspannungen

Wicklung Spannungsänderungen gegenüber dem übergehen, die man direkt durch Gleichrichtung und

Bezugspunkt induziert werden, dadurch ge- Glättung der Netzwechselspannung gewinnen kann,

kennzeichnet, daß die beiden Schalter (209, 25 ohne daß ein Trenntransformator erforderlich ist.

210; 221, 223) mittels der die Primär- bzw. die Ein Problem ist jedoch, daß mit dem Fehlen des

Sekundärwicklung eines Transformators (230) bil- Trenntransformators auch die Isolierung des Emp-

denden ersten und zweiten Wicklung (230a. 230c) fängerchassis vom Wechselspannungsnetz verloren

miteinander gekoppelt sind. geht. Das heißt, das Empfängerchassis ohne den

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch 30 Trenntransformator wird auf irgendeine durch das gekennzeichnet daß eine zwischen dte beiden in Wechselspannungsnetz bestimmte Bezugsspannung gebeiden Richtungen stromleitenden Schalter (209, koppelt Ein solches spannungsführendes Chassis wird 210; 221, 223) für den Betrieb der Ablenkschaltung häufig »heißes« Chassis im Gegensatz zu einem geschaltete Reiheninduktivität durch die Streu- isoierten oder »kalten« Chassis bezeichnet,
induktivität zwischen der ersten und der zweiten 35 Bei einem heißen Chassis müssen alle Bedienungsele-Wicklung (230a, 230c) gebildet wird. ment: und auch das Gehäuse des Fernsehgerätes

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gegenüber dem Chassis isoliert sein, damit der Benutzer gekennzeichnet, daß die Ablenkwicklung (252a, b) keinen Stromschlag erhalten kann. Das Problem der zur Speisung aus der Sekundärwicklung (230c) an Isolierung wird noch gravierender, wenn der Empfänger diese angeschlossen ist 40 zusätzlich andere Funktionen übernehmen soll, bei

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch denen Anschlußgeräte wie z.B. Fernsehkameras und gekennzeichnet daß an die zweite Wicklung (23Od) Videobandgeräte erforderlich sind, die gegenüber der

y eine zweite Gleichrichterschaltung (255) zur Liefe- Bezugsspannung des Wechselspannungsnetzes isoliert

j rung einer auf den Bezugspunkt bezogenen, von der sind. Damit diese Geräte beim Anschluß an den

Wechselstromquelle potentialmäßig getrennten 45 Empfänger richtig funktionieren, müssen sie mit

Speisegleichspannung für den Empfänger ange- demselben Bezugspotential arbeiten, wie der Empfän-

schlossen ist. ger. Da jedoch ihre Bezugsspannungen wesentlich von

] der Bezugsspannurig des Empfängers, d.h. von der

j Bezugsspannung des Wechselspannungsnetzes, abwei-

j 50 chen, können zwischen den verschiedenen Bezugspo-

j Die Erf-ndung betrifft eine Schaltungsanordnung, wie tentialen des Empfängers einerseits und der zugeschal-

lie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist teten Anschlußgeräte andererseits Schadströme auftre-

|; Derartige Schaltungen sind aus den US-PS 34 95 126 ten. Außerdem besteht natürlich die Möglichkeit eines

und 37 40 474 bekannt. In diesen Fällen handelt es sich Stromschlags für den Benutzer. Es ist also wünschens-

: um Thyristorablenkschaltungen, welche nach dem 55 wert die Vorteile einer Isolierung, wie sie mit dem

logenannten Kommutatorprinzip arbeiten und zwei in Trenntransformator erreicht wird, ohne den Platzbedarf

beiden Richtungen stromleitende, über eine Serienin· und die Kosten eines solchen Transformators zu

duktivität miteinander gekoppelte Schalter aus je einem erreichen.

Thyristor mit einer antiparallel geschalteten Diode Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung

verwenden. Der Thyristor des sogenannten Hinlauf· 60 einer Ablenkschaltung der eingangs genannten Art, bei

schalters wird kurz vor der Mitte des Hinlaufintervallü welcher ohne die Verwendung eines Trenntransforma-

in seinen leitenden Zustand getriggert und übernimmt in tors eine Potentialtrennung des Bezugspotentials des

der Mitte des Hinlaufintervalls den sich in seiner Empfängers von dem ihn speisenden Netz erfolgt Diese

Richtung umkehrenden Ablenkstrom. Zur Einleitung Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des

des Rücklaufintervalles wird der Thyristor des söge- 65 Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst. Weiterbil-

nannten Rücklaufschalters getriggert, und durch eine düngen der Erfindung sind in den Untet ansprächen

Reihe von Energieaustauschvorgängen wird die Um- gekennzeichnet,

kehr des Ablenkstromes und der Zeilenrücklnuf bewirkt. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der

Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert

Bei der in der Zeichnung dargestellten Schaltung ist das Wechselspanungsnetz über einen Schalter 201 an zwei Anschlußklemmen P' und Q' eines Brückengleichrichters 203 gelegt Die Klemmen P' und Q' sind außerdem über die Primärwicklung 265a eine:. Transformators 265 geschaltet An einer Sekundärwicklung 265b des Transformators 265 erscheint eine heruntertransformierte Netzwechselspannung, die in einem Gleichrichter 268 gleichgerichtet und in einem Kondensator 270 gespeichert wird, um riie niedrige Betriebsgleichspannung für den wenig Leistung aufnehmenden Horizontaloszillator 275 zu liefern. An der Klemme F des Horizontaloszillators 275 wird ein Horizontalsynchronisierf ignal zugeführt

Ein Speicherkondensator 204 ist über die beiden übrigen Anschlußklemmen /?'und S'des Brückengleichrichters 203 geschaltet. Ferner ist mit der Klemme R' das eine Ende eines Siebwiderstands 206 verbunden. dessen anderes Ende an der einen Seite eines Siebkondensators 205 liegt, dessen andere Seite mit der Klemme S' verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 206 und dem Kondensator 205, d. h. der Anschlußpunkt V", liegt an einem Ende einer Drosselspule 208. Das andere Ende der Spule 208 ist mit der Anode eines Thyristors 209 und mit der Kathode einer Diode 210 verbunden, die zusammen einen in beiden Richtungen leitfähigen Kommutierungs schalter bilden. Die Kathode des Thyristors 209 und die Anode der Diode 210 sind mit der Klemme S' verbunden.

Die Anode des Thyristors 209 und die damit verbundene Kathode der Diode 210 sind an ein erstes Ende einer Kommutierungsinduktivität 212 angeschlossen. deren anderes Ende mit der einen Seite eines Kondensators 214 verbunden ist. Die andere Seite des Kondensators 214 ist mit einem Ende einer Primärwicklung 230a eines Horizontalendtransformators 230 verbunden. Das andere Ende der Wicklung 230a führt zur Klemme S'. Eine Primärwicklung eines Trenntransformators 280 ist mit dem Horizontaloszillator 275 verbunden. Eine Sekundärwicklung des Transformators 280 liegt an der Steuerelektrode des Koumutierungsthyristors 209 und an der Klemme S'.

Eine Wicklung 2306 des Horizontalendtransformators 230 liegt zwischen einer Klemme C und einem Hochspannungsvervielfacher 260. Eine Ausgangsklemme HV des Hochspannungsvervielfachers 260 versorgt eine Bildröhre (nicht dargestellt) mit einer Horhspannung, die durch Gleichrichtung und Vervielfachung der an der Wicklung 2306 erzeugten Horizontalrücklaufimpulse erhalten wird. Die Klemme C ist mit der einen Seite eines Speicherkondensators 246 verbunden, dessen andere Seite an einem Bezugspotential wie z. B. Masse liegt. Die am Kondensator 246 erzeugte Spannung des Hinlaufintervalls wird anderen Schaltungen des Empfängers zugeführt.

Eine Wicklung 23Od des Transformators 230 ist zwischen ein Bezugspotential (Masse) und die Anode einer Gleichrichterdiode 255 geschaltet. Die Kathode des Gleichrichters 275 liegt an einer Klemme D' eines Speicherkondensators 254, dessen andere Seite am Bezugspotential liegt. An der Klemme D' kann eine gleichgerichtete Spannung zur Versorgung anderer Schaltungen des Empfängers abgenommen werden. Die Wicklung 230d ist außerdem mit dem Horizontaloszilla- »nr 77S verbunden, um an diesen Oszillator einen Impuls zur automatischen Frequenzregelung zu senden.

Eine Wicklung 230c des Transformators 230 ist mit einem Ende über einen Speicherkondensator 225 an ein Bezugspotential wie z. B. Masr.e angeschlossen. Das andere Ende der Wicklung 230c ist mit einer Reihenschaltung aus einem S-Formungskondensator 251 und einem Ablenkjoch verbunden, welches zwei einander parallelgeschaltete Ablenkwicklungen 252a und 2526 enthält Quer zur Wicklung 230c liegt ein Rücklaufkondensator 235. Das andere Ende der Reihenschaltung liegt auf Massepotential. Ein in beiden Richtungen leitender Hinlaufschalter, bestehend aus einem Thyristor 221 und einer Diode 223, ist mit dem Verbindungspunkt zwischen der Wicklung 230c und dem Kondensator 251 verbunden. Während die Anode des Thyristors 221 und die Kathode der Diode 233 an diesem Verbindungspunkt liegen, ist die Kathode des Thyristors 221 und die Anode der Diode 223 mit Masse verbunden. Masse ist hier das Potential des Empfängerchassis.

Die Arbeitsweise des mit zwei in beiden Richtungen leitenden Schaltern wirkenden Horizontalablenksystems ist ausführlich in der US-PS 34 52 244 beschrieben. Die Unterschiede seien erläutert, um das Verständnis der hier beschriebenen Schaltung zu erleichtern. Bei der in der US-PS beschriebenen Grundschaltung eines mit zwei in beiden Richtungen leitfähigen Schaltern arbeitenden Ablenksystems sind die Hinlaufschalter und der Kommutierungsschalter wechselstrommäßig gekoppelt und der Betrieb beruht auf kapazitiven und induktiven Energiespeichern zur Erzeugung der Ströme, welche die Energie erneuern, die in der Ablenkschaltung verbraucht und von der Ablenkschaltung an die Sekundärwicklungen des Horizontalendtransformators übertragen wird. Bei der hier beschriebenen Anordnung bleiben der Hinlaufschalter und der Kommutierungsschalter wechselstrom mäßig gekoppelt, jedoch sind die Schalter hier außerdem transformatorisch über den Honzontalendtransformator gekoppelt.

Am Beginn des Hinlaufintervalls der Horizontalab lenkung ist die Hinlauf-Zeilendiode 223 in Durchlaßrichtung gespannt, und zwar durch die in den Wicklungen 252a und 2526 am Ende des vorangegangenen Rücklaufintervalls gespeicherte Energie. Durch die Diode 223 fließt ein Strom in Durchlaßrichtung, um die Kondensatoren 225 und 251 aufzuladen. Zu irgendeinem Zeitpunkt etwa in der Mitte des Hinlaufintervalls wird die Diode 223 in Sperrichtung gespannt.

Ein vom Horizontal 275 gelieferter und auf das Massepotential des Chassis bezogener positiver Spannungsimpuls macht die Steuerelektrode des Thyristors 221 positiv, wodurch dieser Thyristor in den leitenden Zustand versetzt wird. Mit beginnender Leitfähigkeit des Thyristors 221 kehrt sich die Stromrichtung in den Wicklungen 230c, 252a und 2526 um. da die Kondensatoren 225 und 251 sich entladen. Die Umkehrung der Stromrichtung in den Wicklungen 252a und 2526 des Ablenkjochs markiert den Beginn der zweiter, Hälfte des Horizontalhinlaufintervalls.

Der Kondensator 214, der zuvor mit dem durch die Wicklungen 208 und 212 fließenden Strom aufgeladen worden ist, beginnt sich über die Wicklungen 212 zu entladen, wenn ein Ausgangsimpuls vom Horizontaloszillator 275 auf die Sekundärwicklung des Transformators 280 gegeben wird, wodurch an der Steuerelektrode des Thyristors 209 ein Spannungsimpuls gegenüber der Klemme S' erscheint, um den Thyristor 209 leitend zu

machen. Dies leitet das Kommutierungsintervall ein, welches das Rücklaufintervall einschließt. Dies geschieht kurz vor dem Beginn des Rücklaufintervalls. Der Kondensator 214 entlädt sich über die Wicklungen 212 und 230a und den Thyristor 209. Der durch die Wicklung 230a fließende Entladestrom des Kondensators 214 erzeugt Spannungsänderungen an der Wicklung 230c. Diese Änderungen führen dazu, daß Strom durch den Hinlaufthyristor 221 und die Diode 223 fließt. Der Thyristor 221 wird in Sperrichtung gespannt und somit nichtleitend.

Der Stromfluß durch die Diode 223 dauert weiter an, bis der Entladestrom vom Kondensator 214 auf einen Wert abfällt, der dem Ablenkstrom in den Wicklungen 252a und 2526 entspricht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Diode 223 in Sperrichtung gespannt. Die Wicklungen 252a und 2526 schwingen dann für eine positive Halbwelle mit dem Rücklaufkondensator 232, während sie Energie zu diesem Kondensator übertragen. Wenn die Spannung am Kondensator 232 einen Spitzenwert erreicht, ist der Strom in den Wicklungen 252a und 2526 auf 0 abgefallen, was in der Mitte des Rücklauf Intervalls geschieht. Dann entlädt sich der Kondensator 232 während der zweiten Hälfte des Rücklaufintervalls über die Wicklungen 252a und 2526, so daß die für die zweite Hälfte des Rücklaufintervalls notwendige Umkehr der Stromrichtung erfolgt Wenn der Strom ein Maximum erreicht, wird die negative Halbwelle der Schwingung der Wicklungen 252a und 2526 mit dem Rücklaufkondensator 252 infolge der Leitfähigkeit der Diode 223 gedämpft. Wenn die Zeilendiode 223 zu leiten beginnt, ist das Rücklaufintervall der Ablenkung beendet. Wenn die Diode 223 in Durchlaßrichtung gespannt wird, wird die in den Wicklungen 230c 252a und 2526 gespeicherte Energie zurückgewonnen urd führt dazu, daß Hinlauf strom in den Ablenkwicklungen 252a und 2526 und im Kondensator 251 fließt. Dies markiert den Beginn des nächstfolgenden Hinlaufintervalls.

Der in den Wicklungen 230a und 230c fließende Strom induziert ähnliche Spannungsänderungen an den Wicklungen 230ό und 23Od Der am Verbindungspunkt zwischen der Wicklung 2306 und dem Hochspannung* vervielfacher 260 erscheinende Rücklaufimpuls wird gleichgerichtet, um an der Klemme HV Hochspannung für die Bildröhre zu erzeugen. Die am Punkt C induzierte positive Spannung des Hinlaufintervalls liefert eine Hinlaufgleichspannung am Kondensator 246. In ähnlicher Weise liefert die an der Anode der Diode 255 erscheinende positive Hinlaufspannung eine Gleichspannung an der Klemme D'.

Es muß erwähnt werden, daß die an den Wicklungen 230b. 230c und 23Od induzierten Spannungen auf das Massepotential des Empfängerchassis bezogen sind an welches die Enden der Kondensatoren 225,246 und 254 angeschlossen sind Diese Spannungen sind nicht auf das Bezugspotential des Wechselspannungsnetzes bezogen, weiches sich an der Klemme S' des Horizontalablenkgenerators einstellt Durch Ausnutzung der Belastbarkeit eines thyristorgesteuerten Horizontalablenksystems und durch Kopplung der in der Wicklung 230a induzierten Spannungsänderungen auf die Wicklungen 2306. 230c und 23Od des Horizontalendtransformators 230 kann der Leistungsbedarf der übrigen Empfängerschaltungen befriedigt werden, während gleichzeitig das Chassis gegenüber dem Wechselspannungsnetz isoliert bleibt Wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 wird diese Isolierung erreicht, ohne daß zur Leistungsversorgung des Empfängers ein Trenntransformator benötigt wird. Mit Ausnahme des Transformators 265, der lediglich niedrige Spannung und niedrige Leistung zu liefern hat, und des Trenntransformators 280, der lediglich der Signalkopplung dient, ist für den Empfänger kein Trenntransformator erforderlich.

Es sei ferner erwähnt daß die Schaltspannung für den Hinlaufthyristor 221 auf das Massepotential des Chassis und nicht auf das Potential der Klemme S'bezogen sein muß. Dies ist deswegen so, weil bei dieser Ausführungsform der Hinlaufthyristor 221 im Kreis der Sekundärwicklung 230c des Horizontalend- und Trenntransformators 230 liegt. Somit ist die Kathode des Thyristors 221 auf das Massepotential des Chassis statt auf das Potential der Klemme S'gelegt.

Ein Vorteil der dargestellten Schaltung besteht ferner darin, daß man die Kommutierungswicklung 212 unter Umständen fortlassen kann, und zwar wenn der Transformator 230 so ausgelegt ist, daß die Streuinduktivität zwischen den Wicklungen 230a und 2306 gleich ist der für die Kommutierungswicklung 212 geforderten Induktivität. Dies läßt sich schaltbildlich darstellen, indem man die Wicklung 212 durch Verbindung der Anschlüsse A-BmM den Anschlüssen A 'B' kurzschließt. Das ist deswegen möglich, weil mit der Anordnung des aus dem Thyristor 221 und der Diode 223 gebildeten Hinlaufschalters im Kreis der Sekundärwicklung 230c des Horizontalendtransformators 230 die Streuinduktivität der Wicklungen 230a und 230c zwischen den Hinlaufschalter und den durch den Thyristor 209 und die Diode 210 gebildeten Kommutierungsschalter zu liegen kommt. Die zur richtigen Arbeitsweise des mit zwei in beiden Richtungen leitfähigen Schaltern wirkenden Ablenksystems erforderliche Lage der Kommutierungsinduktivität und der Kommutierungskapazität zwischen dem Hinlaufschalter und dem Kommutierungsschalter bleibt somit gewahrt

Die Schaltung hat noch weitere zusätzliche Vorteile. Die einzigen vom Stromfluß in der Wicklung 230a induzierten Ströme, die in der Wicklung 230c fließen müssen, sind der Strom des Kommutierungsintervalls zum Sperren des Hinlaufthyristors 221 und die nachfolgenden Ströme zur Wiederaufladung der Kondensatoren 225 und 251. Somit ist in der Wicklung 230c ein Stromfluß mit geringerem Effektivwert erforderlich als bei der Schaltung gemäß der US-PS 34 52 244. Außerdem besteht weniger Wechselwirkung zwischen dem Strom in den Ablenkwicklungen 252a und 2526 und Änderungen in den Lastströmen- und -spannungen an den Klemmen C'und £>', da der Hinlaufschalter mit der Ablenkwickhingen im Kreis der Sekundärwicklung 230< liegt. Der Horizontalablenkstrom hat daher während des Hinlaufintervalls eine bessere Linearität

Die bekannten Schaltungen benutzen tpyischerweise halbweggleichgerichtete Netzspannung für die Ablenkleistung. Die in der vorliegenden Schaltung angewandte Vollweggleichrichtung erlaubt dagegen die Verwen dung kleinerer Siebkondensatoren 204 und 205, so daC bei diesen Kondensatoren Kosten gespart werdea

Es sei noch darauf hingewiesea daß der vorstehenc verwendete Ausdruck »Thyristor« stellvertretend füi jede beliebige Art siliziumgesteuerter Gietchrichtei steht, wie sie in der einschlägigen Technik auch untei der Kurzbezeichnung SCR bekannt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 Die Betriebsgleichspannung wird dieser Ablenkschal-Patentansprüche: tung über eine relativ große Induktivität am Verbindungspunkt des Rücklaufschalters mit der erwähnten

1. Schaltungsanordnung zur Potentialtrennung Reiheninduktivität zugeführt Die Betriebsspannung, «ines Bezugspunktes einer Fernsehempfängerschal- 5 über deren Gewinnung in den genannten US-Patenttung von der den Empfänger speisenden Wechsel- Schriften nichts gesagt wird, wird üblicherweise aus dem stromquelle, mit einer an die Wechselstromquelle Wechselstromnetz abgeleitet wobei zur Potentialtrenluigeschlossenen Gleichrichter- und Siebschaltung, nurg des Empfängerchassis vom Netz ein Trenntransdie zwischen zwei Ausgangsklemmen eine Gleich- formator erforderlich ist

spannung liefert, mit einer Ablenkschaltung, welche io In der Vergangenheit hat man sich sehr darum

zwei in beiden Richtungen stromleitende und mit bemüht, bei der Stromversorgung von Fernsehempfän-

einer Ablenkwicklung gekoppelte, einen Ablenk- gern ohne Trenntransformatoren auszukommmen. Da

strom in dieser erzeugende Schalter enthält, deren ein zur Deckung des Leistungsbedarfs eines Fernseh-

erster galvanisch an die beiden Ausgangsklemmen empfängers ausgelegter Trenntransformator ein räum-

der Gleichrichter- und Siebschaltung angeschlossen 15 lieh großes und teueres Empfängerbauteil darstellt sind

ist ferner mit einer ersten, an die Ablenkwicklung auch Fernsehempfänger mit einem solchen Transforma-

angekoppelten Wicklung, in welcher beim Betrieb tor sperriger und teuerer als solche ohne einen