DE2507616B2

DE2507616B2 - Spannungsvervielfacheranordnung

Info

Publication number: DE2507616B2
Application number: DE19752507616
Authority: DE
Inventors: Werner 8500 Nuernberg Bauer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1975-02-21
Filing date: 1975-02-21
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2507616A1; JPS51145824A

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsvervielfacheranordnung mit Dioden und Kondensatoren, bei welcher mehrere Kondensatoren zu einem Zylinderkondensator zusammengefaßt sind. Sie eignet sich insbesondere zur Erzeugung der Bildstrahlbeschleunigungsspannung bei Fernsehgeräten.

Spannungsvervielfacheranordnungen mit Dioden und Kondensatoren sind bekannt. Man hat hierzu verschiedene Arten von Dioden und Kondensatoren verwendet. Als Dioden werden beispielsweise Selengleichrichter oder Siliziumgleichrichter verwendet. Als Kondensatoren werden Keramikkondensatoren oder Wickelkondensatoren verwendet. Alle diese Bauelemente müssen den Hochspannungsanforderungen bei solchen Spannungsvervielfacheranordnungen genügen. Es müssen aber nicht nur die einzelnen Bauelemente für die an ihnen anliegende hohe Spannung bemessen sein, sondern die einzelnen Verbindungspunkte zwischen den Bauelementen müssen genügend voneinander isoliert sein, um Spannungsüberschläge zu vermeiden. Um die einzelnen Teile voneinander und auch gegenüber der Außenwelt in genügender Weise zu isolieren, hat man die Bauelemente von Spannungsvervielfacheranordr ungen entweder in ein Isoliergehäuse eingebaut und mit einem Isolierstoff vergossen oder direkt mit Gießharz zu einem Block vergossen.

hs Durch die Größe und den erforderlichen Abstand zwischen den einzelnen Bauelementen einer Spannungsvervielfacheranordnung ergeben sich bestimmte Baugrößen, die nicht ohne weiteres unterschritten

werden können.

Bei dem Einsatz einer solchen Spannungsvervielfacheranordnung in einem Fernsehgerät muß die Anordnung in geeigneter Weise auf dein Chassis des Gerätes montiert werden und gleichzeitig ein vorgeschriebener Abstand zu den anderen Bauelementen eingehalten werden. Da in dem Fernsehgerät außerdem noch der Zeilentransformator als Hochspannungsbauteil vorhanden ist, der infolge der erzeugten Hochspannung ebenfalls einen gewissen Abstand zu den anderen Bauteilen erfordert, ist ein bestimmter Raumbedarf im Hochspannungsteil von Fernsehgeräten bisher unvermeidbargewesen.

Aus der DE-AS 10 11 980 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung bekannt, welche aus Gleichrichterelementen mit Heizkatode und einem zur Heizung der Katoden dienenden Transformator besteht. Die Sekundärseite des Transformators wird durch zwei wenigstens je einmal um den Kern geschlungene Kabel gebildet. Die Kabel weisen jeweils eine leitende Seele und mehrere durch dielektrische Schichten voneinander und gegen die Seele isolierte, koaxiale, leitende Lagen auf. Zwei aufeinanderfolgende, durch eine dielektrische Schicht getrennte, leitende Lagen bilden einen Zylinderkondensator. Diese verschiedenen Kondensatoren liegen entsprechend dem Kabelaufbau in Reihe und erfüllen in jedem Kabel die Aufgabe der Kondensatoren einer Gleichspannungskaskade.

Eine solche Anordnung ist sehr aufwendig, schon weil zum Betrieb der Gleichrichterelemente ein zusätzlicher Transformator notwendig ist. Sie ist zur Verwendung in Fernsehgeräten nicht geeignet: Die Hochspannung kann bei Farbfernsehgeräten bis zu 25 kV betragen, und diese bekannte Anordnung genügt den Hochspannungsanforderungen hierzu nicht. Der Raumbedarf der Anordnung ist relativ groß.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Raumbedarf bei Geräten, in denen Spannungsvervielfacheranordnungen verwendet werden, zu vermindern.

Diese Aufgabe wird bei einer Spannungsvervielfacheranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß alle Kondensatoren der Anordnung übereinandergewickelt sind und einen rohrförmigen Mehrfach-Wickel mit zentralem Hohlraum bilden, und daß die Dioden zickzackförmig am äußeren Umfang des Wickels angeordnet sind.

Hierdurch wird eine sehr gedrängte Bauweise möglich, wodurch der Raumbedarf für Spannungsvervielfacheranordnungen wesentlich gegenüber den bekannten Anordnungen vermindert wird. Die Verwendung eines rohrförmigen Mehrfach-Hochspannungskondensatorwickels ermöglicht es weiter, oie Spannungsvervielfacheranordnung mit dem Zeilentransformator zu vereinigen, so daß für diese beiden Hochspannung führenden Teile der Raumbedarf im Gerät wesentlich vermindert wird und die Montage der miteinander vereinigten Teile in einem einzigen Montagevorgang erfolgen kann, wodurch Montagezeit gespart wird.

Es wurde bereits vorgeschlagen, für Spannungsvervielfacheranordnungen Mehrfach-Kondensatorwickel zu verwenden, um die Baugröße solcher Anordnungen zu verringern. Die vorliegende Anordnung verwendet einen rohrförmigen Mehrfach-Hochspannungswickel, der gestattet, den Wickel auf den Kern des Zeilentransformators aufzustecken, wodurch weiter an Raumbedarf bei einem Fernsehgerät gespart wird.

Aus dem DE-GM 73 35 894 ist es auch bekannt, den Hochspannungswickel eines Zeilentransformators mit der Spannungsvervielfacheranordnung zu einer Einheit zusammenzufassen. Hierbei wird jedoch kein Mehrfach-Hochspanrungskondensatorwickel verwendet und diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Spannungsvervielfacheranordnung nicht getrennt hergestellt werden kann, denn sie muß gleich mit der Hociispannungswicklung zusammengebaut werden. Auch sind ungünstige

ίο gegenseige Beeinflussungen, wie Erwärmungen zwischen der Hochspannungswicklung des Transformators und der Spannungsvervielfacheranordnung nicht zu vermeiden.
Im Gegensatz hierzu bildet die Spannungsvervielfächeranordnung gemäß der Erfindung eine getrennte Einheit, die vollkommen getrennt vom Hochspannungstransformator hergestellt werden kann, aber trotzdem leicht auf diesen zu montieren ist.
Als dielektrisches Material für den Mehrfach-Hochspannungswickelkondensator werden Kombinationen von hochspannungsfesten Dielektriumsfolien und wärmebeständigen Dielektrikumsfolien verwendet. Vorzugsweise wird ein mehrschichtiges Dielektrikum aus Polypropylen- und/oder Polycarbonat- und/oder PoIystyrolfolien verwendet.

Der Mehrfach-Hochspannungskondensatorwickel ist auf einem Wickelkern aufgewickelt, der ein Rohr bildet, dessen Innendurchmesser so gewählt ist, daß die Anordnung leicht auf den Schenkel eines Zeilentransformators aufgesteckt werden kann. Wenn die Anordnung in einem Gehäuse untergebracht ist, so kann das Kernrohr des Wickels gleichzeitig einen Teil des Gehäuses bilden.

Die Dioden sind zickzackförmig am äußeren Umfang des Wickels angeordnet, vorzugsweise nur auf einem Teil des Umfangs. Dies ergibt eine sehr kompakte und leicht herzustellende Baueinheit.

Es ist besonders vorteilhaft, die mit dem Wechselspannungsanschluß verbundenen Kondensatoren außen im Wickel anzuordnen, während die mit dem Gleichspannungsanschluß verbundenen Kondensatoren innen im Wickel angeordnet sind.

Zur Entkopplung der vvechselspannungsseitigen Kondensatoren von den gleichspannungsseitigen Kondensatoren ist es besonders vorteilhaft, zwischen diesen mehrere Leerwindungen aus Dielektrikumsfolie vorzusehen.

Die gleichspannungsseitigen Anschlüsse werden auf einer Stirnseite des Mehrfach-Wickels herausgeführt

so und die wechselspannungsseitigen Anschlüsse auf der anderen Stirnseite. Dadurch ergeben sich sehr kurze Verbindungswege mit den Dioden.

Um eine Wärmeübertragung zwischen der Anordnung und dem Kern des Zeilentransformators möglichst zu unterbinden, wird der zylindrische Hohlraum bei der Anordnung gemäß der Erfindung so groß gewählt, daß die Luft zwischen beiden Bauteilen hindurchstreifen kann. Um den Abstand jederzeit und gleichmäßig zu gewährleisten, sind im zylindrischen Hohlraum der Anordnung, der zur Aufnahme des Magnetkernes des Zeilentransformators dient, Abstandsstege oder Ansätze angeordnet. Diese sind vorzugsweise an das Gehäuse der Anordnung oder die Isolierstoffumhüllung der Anordnung angeformt. Die Anordnung wird in an sich

b5 bekannter Weise entweder mit Gießharz zu einem festen Block vergossen oder in ein Isolierstoffgehäuse eingebaut und mit einem geeigneten Isolierstoff vergossen.

Die Umhüllung hat vorzugsweise die Form eines Zylinders mit einem konzentrisch auf einen Teil des Umfangs des Zylinders angeordneten größeren Teilzylinder. Im zylindrischen Hohlraum sind vorzugsweise in Achsrichtung des Zylinders verlaufende Rippen oder dergleichen angeformt, um, wie oben bereits dargelegt, einen definierten Abstand des Gehäuses vom Kern des Zeilentransformators zu erzielen.

Weiter sind an das Gehäuse Ansätze, vorzugsweise in Stiftform, angeformt, welche über den abgewinkelten Schenkel des Transformatorkerns greifen und so eine verdrehsichere Befestigung der Spannungsvervielfacheranordnung auf dem Transformatorkern gewährleisten.

Alle Anschlüsse sind auf einer Stirnseite der Anordnung herausgeführt und können am Rande in Ausnehmungen oder Ausformungen des Isolierstoffgehäuses geführt sein, um ihre Lage zu fixieren und ein Undichtwerden der Durchführung aus der Vergußmasse zu vermeiden.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf die in einem Gehäuse angeordnete Spannungsvervielfacheranordnung vor dem Verguß;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung, die auf einem Transformatorkern angeordnet ist, wobei die eine Hälfte des Kernes weggelassen ist;

Fig.3 zeigt schematisch die elektrische Verbindung der einzelnen Bauelemente der Anordnung sowie die Anordnung der Anschlüsse;

Fig.4 zeigt einen Zeilentransformator mit der Primär- und Sekundärwicklung und einer auf einem Schenkel des Transformatorkerns angeordneten Spannungsvervielfacheranordnung.

Bei der Anordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Kondensatoren Ci bis Cs zu einem Mehrfach-Hochspannungswickel 1 vereinigt, der auf ein Kernrohr 2 aufgewickelt ist. Die Kondensatorbelegungen der einzelnen Kondensatoren sind nur schematisch angedeutet und verlaufen in Wirklichkeit um den ganzen Wickel. Die Anschlüsse der Anordnung sind mit W, Uh, G, Ur bezeichnet, dabei symbolisiert W den Anschluß für die speisende Wechselspannung, Un den Anschluß für die Gleichspannung am Ausgang der Anordnung, C den Anschluß für das elektrische Massepotential, L^den Anschluß für die Fokussierungsspannung des Fernsehgerätes. Die Verbindung der einzelnen Bauelemente untereinander und mit den Anschlüssen entspricht dem Schema von Fig.3. Die Dioden D\ bis A, sind konzentrisch um den Hochspannungsmehrfachwickcl 1 auf einem Teil seines Umfangs angeordnet.

Zwischen den wechselspannungsseitig angeschlosse nen Kondensatorwickeln und den gleichspannungsseitif angeschlossenen Kondensatorwickeln ist zur Entkopp lung eine Reihe von Leerwindungen des Dielektrikum: vorgesehen, die in der Figur mit 3 bezeichnet sind. Die ganze Anordnung ist in einem Isolierstoffgehäuse t angeordnet, das im wesentlichen als Hohlzylindei ausgebildet ist und einen konzentrischen Ansatz ir

ίο Form eines Teilzylinders besitzt, der zur Aufnahme de: Dioden dient. Am Innenzylinder des Gehäuses sind ir Achsrichtung des Zylinders Abstandsstege 6 angeformt die ein direktes Anliegen der Anordnung an dem Kerr des Transformators verhindern. Nach Einbringen dei Bauteile und der Anschlüsse wird die ganze Anordnung im Gehäuse mit einem geeigneten Isolierstoff vergos sen.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der auf einer Transformatorkern 7 aufgesteckten Vervielfacheran Ordnung. Hier sind die gegenseitige Anordnung vor Mehrfach-Wickel 1 und Dioden D zu erkennen insbesondere die zickzackförmige Anordnung dei Dioden auf der Außenseite des Mehrfach-Wickels. Vor den Dioden sind immer zwei nebeneinanderliegende au einer Seite des Wickels miteinander und mit einerr Anschluß auf der Stirnseite des Wickels verbunden. Die beiden stiftförmigen Ansätze 8 an der Isolierstoffumhül lung greifen über einen Teil des Transformatorkerns Ί und verhindern, daß die Anordnung auf dem Transfor matorkern verdreht werden kann. Dies ist deshalb besonders wichtig, weil eine mechanische Belastung dei Hochspannungsleitung zwischen der Transformator wicklung und der Vervielfacheranordnung auf alle Fällt vermieden werden muß.

Fig.4 zeigt in Draufsicht einen Zeilentransformatoi mit dem Transformatorkern 7 und auf einem Schenke angeordnete Primär- und Sekundärwicklungen des Transformators. Die Spannungsvervielfacheranordnung 4 ist auf dem anderen Schenkel des Transformatorker· nes angeordnet, der durch den zylindrischen Hohlraurr der Vervielfacheranordnung verläuft. Die Stifte c greifen über den abgewinkelten Teil des Transformatorkernes und bilden eine Verdrehsicherung für die Spannungsvervielfacheranordnung. Aus Fig.4 kann insbesondere entnommen werden, daß damit eine sehr kompakte Hochspannungseinheit für Fernsehgeräte erhalten wird, die nur geringfügig mehr Platz beansprucht als der Zeilentransformator allein und die in einem einzigen Montagevorgang auf dem Chassis des

w Gerätes befestigt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spannungsvervielfacheranordnung mit Dioden und Kondensatoren, bei welcher mehrere Kondensatoren zu einem Zylinderkondensator zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kondensatoren (Q bis Cs) der Anordnung übereinander gewickelt sind und einen rohrförmigen Mehrfach-Wickel (1) mit zentralem Hohlraum bilden, und daß die Dioden (D) zickzackförmig am äußeren Umfang des Wickels angeordnet sind.

2. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Anschluß für die Wechselspannung (W) verbundenen Kondensatoren (Q, C₂) außen im Mehrfach-Wickel (1) angeordnet sind.

3. Spannungsvervielfachcranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gleichspannungsseitig angeschlossenen Kondensatoren (C₃, Q, C₅) und den wechselspannungsseitig angeschlossenen Kondensatoren (Q, C₂) mehrere Leerwicklungen (3) aus Dielektrikumsband angeordnet sind.

4. Spannungsvervielfacheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungsanschlüsse und die Gleichspannungsanschlüsse der Kondensatoren (Q bis d) je auf einer Stirnseite des Mehrfach-Wickels (1) herausgeführt sind.

5. Spannungsvervieifacheranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des rohrförmigen Mehrfach-Wickels (1) so bemessen ist, daß die Anordnung auf der, Magnetkern (7) eines Zeilen transformator aufsteckbar ist.

6. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum des rohrförmigen Mehrfach-Wickels (1) der Anordnung Abstandsmittel vorgesehen sind, die einen Wärmeübergang zwischen dem Wickel und der im Hohlraum angeordneten Halterung für die Anordnung verhindern.

7. iipannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum im Mehrfach-Wickel der Anordnung mit parallel zur Wickelachse verlaufenden Abstandsstegen versehen ist.

8. Spannungsvervielfacheranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (D) nur auf einem Teil des Umfanges konzentrisch um den Mehrfach-Wickel (1) angeordnet sind.

9. Spannungsvervielfacheranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei benachbarte Dioden abwechselnd auf entgegengesetzten Seiten des Mehrfach-Wickels (1) miteinander und mit Anschlüssen auf der Stirnseite des Wickels verbunden sind.

10. Spannungsvervielfacheranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung mit Isoliermasse umhüllt ist.

11. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung mit Gießharz zu einem Block vergossen ist.

12. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung in einem Isolierstoffgehäuse (4) angeordnet ist, das mit Isoliermasse gefüllt ist.

13. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen Körper in Form eines Hohlzylinders bildet, an dem außen konzentrisch ein r.icht um den ganzen Umfang reichender Teilzylinder angefügt ist.

14. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung Ansätze (8) aufweist, die beim Aufstekken der Anordnung auf den Schenkel eines Zeilentransformators so mit einem anderen Schenkel des Zeilentransformators zusammenwirken, daß die Anordnung gegen Verdrehen gesichert ist.

15. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite der Umhüllung zwei stiftförmige Ansätze (8) angeformt sind.

16. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum der Umhüllung Abstandsstege (6) angeformt sind.

17. Spannungsvervielfacherapordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß alle Anschlüsse (W, Uh, G, Uf) der Anordnung an einer Stirnseite angeordnet sind.

18. Spannungsvervielfacheranordnung nach Anspruch 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Isolierstoffgehäuses (4) an einer Stirnseite Ausnehmungen oder Ausformungen zur Führung der aus dem Gehäuse herausragenden Anschlüsse aufweist.