DE2508603A1

DE2508603A1 - Spannungsversorgungsschaltung

Info

Publication number: DE2508603A1
Application number: DE19752508603
Authority: DE
Inventors: Jun William Vincent Fitzgerald
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1974-02-27
Filing date: 1975-02-27
Publication date: 1975-08-28
Also published as: AU7843375A; GB1485553A; DE2508603C3; NL7502290A; FR2262464A1; FR2262464B1; CA1027244A; US3878326A; JPS50120718A; IT1031635B; ATA149275A; ES435123A1; JPS596553B2; AT364005B; DE2508603B2

Description

7779-75/Sch/Ba

RCA 67,799

ü.S. Ser. No. 446,456

Filed: 27. Februar 1974

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Spannungsversorgungsschaltung

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Anwendung bei einer Horizontalablenkschaltung, die entweder aus dem Wechselspannungsnetz oder aus einer Batterie gespeist werden kann.

Bei einem tragbaren Fernsehempfänger, der sowohl aus dem Wechselspannungsnetz als auch aus einer Batterie betrieben werden kann, wird die Betriebsgleichspannung für die Ablenkschaltung typischerweise über eine Wicklung des Zeilentransformators zugeführt, um den Betriebsstrom für die Zeilenendstufe, die üblicherweise einen Leistungstransistor enthält, zu liefern. Der durch eine Primärwicklung des Zeilentransformators beim Betrieb der Ablenkschaltung fließende Strom induziert Spannungsänderungen in Sekundärwicklungen des Zeilentransformators. Die induzierten Spannungsänderungen lassen sich gleichrichten und sieben und stehen dann als zusätzliche Gleichspannungen für andere Teile des Empfängers zur Verfügung.

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Wird der Empfänger aus der Batterie betrieben, dann werden zusätzliche Betriebsgleichspannungen andern Teilen des Empfängers in gleicher Weise zugeführt, wobei Spannungsänderungen in den Sekundärwicklungen des Zeilentransformators aufgrund von in seiner Primärwicklung beim Betrieb der Ablenkschaltung fließenden Strom induziert werden. Diese Spannungsänderungen werden gleichgerichtet und gesiebt und bilden Gleichspannungen anderer Spannungswerte für andere Empfängerteile.

Unabhängig von der Betriebsweise des Empfängers aus dem Wechselstromnetz oder aus der Batterie wird also Leistung von diesen Sekundärwicklungen abgenommen, und es treten Verluste infolge des Stromflusses durch den Sekundärwicklungswiderstand ständig auf. Wird der Empfänger aus der Batterie betrieben, dann ist die Vermeidung solcher Verluste besonders wichtig, da im Batteriebetrieb unnötigerweise auftretende Verluste die Batteriebetriebszeit infolge der zusätzlichen Leistungsaufnahme herabsetzen.

Für den Idealzustand wäre eine Schaltung zu entwickeln, bei der minimale Leistungsverluste in den Sekundärwicklungen auftreten, wenn der Empfänger aus der Batterie betrieben wird. Weiterhin würde eine solche Schaltung die Entnahme von Leistung für andere Empfängerteile aus den Sekundärwicklungen bei Netzbetrieb des Empfängers erlauben, da bei Netzbetrieb solche Verluste weniger kritisch für den Betrieb des Empfängers sind als im Batteriebetrieb.

Gemäß der Erfindung enthält nun ein Empfänger, der sich wahlweise aus einer ersten Spannungsquelle, die ihre Spannung aus dem Wechselspannungsnetz bezieht, oder aus einer zweiten Spannungsquelle wesentlich niedrigerer Gleichspannung betreiben läßt, eine GleichspannungsVersorgungsschaltung, die einen Ablenkgenerator, eine erste Wicklung, eine Gleichrichteranordnung, Filter- und Speicherelemente und eine Schalteranordnung aufweist. Die

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erste Wicklung ist rait dem Ablenkgenerator gekoppelt, so daß infolge des im Ablenkgenerator fließenden Stromes in ihr Spannungsänderungen induziert werden. Die Gleichrichteranordnung ist mit der Wicklung zur Gleichrichtung dieser Spannungsänderungen verbunden. Zur Siebung und Speicherung der gleichgerichteten Spannungsänderungen dienen die Filter- und Speicherelemente, und die Schalteranordnung dient der Ankopplung der Wicklung und der Gleichrichterschaltung an die Filter- und Speicherelemente beim Betrieb des Empfängers aus der ersten Spannungsquelle derart, daß an einem Anschluß der Filter- und Speicherelemente eine erste Gleichspannung entsteht, die praktisch gleich der zweiten Spannung ist, so daß diese Gleichspannung zur Verfügung gestellt wird. Die Schalteranordnung läßt sich so schalten, daß die zweite Gleichspannungsquelle an die Wicklung und die Gleichrichterschaltung angekoppelt wird, wenn der Empfänger aus der zweiten Gleichspannungsquelle betrieben wird, wobei die Gleichrichteranordnung zur Verhinderung einer Gleichrichtung der in der Wicklung induzierten Spanriungsänderungen vorgespannt wird, so daß kein Strom in der Wicklung fließt und Leistungsverluste in der Wicklung aufgrund von Wicklungsstrom vermieden werden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Darstellungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ablenkschaltung gemäß der Erfindung, und

Fig. 2a bis 2f Schwingungsformen, die an verschiedenen Punkten der Schaltung gemäß Fig. 1 auftreten.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, wird ein zeilenfrequentes Signal 10 (Fig. 2a) der Basis 5 eines Zeilenendtransistors 20 zugeführt, dessen Emitter an Masse geführt ist und dessen Kollektor mit der Kathode einer Dämpfungsdiode 35 sowie einem Anschluß eines

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Rücklaufkondensators 22, einera Anschluß einer Zeilenablenkwicklung 24 und einem Anschluß F einer Wicklung 30b eines Zeilentransformators 30 verbunden ist. Die Anode der Dämpfungsdiode 35 ist an Masse geführt. Der andere Anschluß des Rücklaufkondensators 22 ist ebenfalls an Masse geführt und auch der andere Anschluß der Ablenkwicklung 24 liegt über einem S-Formungskondensator 25 an Masse. Der andere Anschluß der Wicklung 30b liegt über einen Gleichspannungsblockkondensator 27 ebenfalls an Masse.

Ein Anschluß einer Primärwicklung 70a eines Abwärtstransformators 70 liegt an Masse und außerdem an einem Kontakt eines Schalters 60, der in seiner Position G an den Massepol des Wechselspannungsnetzes geschaltet wird. Das andere Ende der Wicklung 70a liegt an einem Kontakt des Schalters 60, der bei Schalterstellung G am anderen Wetzpol liegt. Eine Sekundärwicklung 70b des Transformators 70 liegt ebenfalls einseitig an Masse, mit der anderen Seite an der Anode einer Gleichrichterdiode 61.

Die Kathode der Diode 61 ist auf einen Speicherkondensator 63 geführt, dessen anderer Anschluß an Hasse liegt. Ferner liegt die Kathode dieser Diode über einen Siebwiderstand 65 anjeinem weiteren Siebkondensator 64 und einem Strombegrenzungswiderstand 67. Der andere Anschluß des Kondensators 64 liegt an Masse, das andere Ende des Widerstandes 67 ist mit der Anode einer Sperrdiode 66 verbunden, deren Kathode am Punkt E der Wicklung 30b liegt.

Eine Hochspannungswicklung 30a des Zeilentransformators 30 liegt mit einem Ende am Anschluß F. Ihr anderes Ende ist mit der Anode einer Hochspannungs-Gleichrichterdiode 40 verbunden, deren Kathode an einer Bildröhre 50 liegt.

Ein Wicklungsteil 30c und ein Wicklungsteil 30d bilden eine Sekundärwicklung des Transformators 30. Der Teil 30c ist einseitig mit der Kathode einer Diode 32 verbunden, deren Anode

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an Masse liegt. Ein Anschluß C, das andere Ende des Wicklungsteiles 30c, liegt an einem anderen Kontakt des Schalters 60. Ein Speicherkondensator 37 liegt zwischen einem weiteren Kontakt des Schalters 60 und Masse. Noch ein Kontakt des Schalters 60 liegt am positiven Pol der Batterie 39, deren negativer Pol ebenfalls an Masse geführt ist.

Der Anschluß C ist weiterhin mit der Anode einer Sperrdiode 31 verbunden, deren Kathode an den Punkt der Wicklung 30b geführt ist. Der Wicklungsteil 30d des Zeilentransformators 30 ist einseitig an den Punkt C und mit seiner anderen Seite an die Anode einer Gleichrichterdiode 36 geführt. Die Kathode dieser Diode liegt am Anschluß A, von dem ein Speicherkondensator 38 zum Punkt C führt.

Die Ablenkschaltung gemäß Fig. 1 wird aus dem Wechselspannungsnetz betrieben, wenn sich der Schalter 60 in der Position G befindet. Dann liegt der Punkt C über den Speicherkondensator 37 an Masse, und das Wechselspannungsnetz liegt an der Primärwicklung 70a des Abwärtstransformators 70. Eine herabtransformierte netzfrequente Wechselspannung gelangt zur Anode einer Gleichrichterdiode 61, welche als Halbwellengleichrichter arbeitet und die gleichgerichteten Halbwellen dem Kondensator 63 zuführt. Über den Siebwiderstand 35 wird die Gleichspannuno- auf einen weiteren Speicherkondensator 64 gegeben, der über den Strombegrenzungswiderstand 27 und die in Durchlaßrichtung betriebene Diode 66 am Anschluß E der Zeilentransformatorwicklung 30b eine Gleichspannung von praktisch der Höhe der von der Batterie 39 gelieferten Spannung zur Verfügung stellt. Der Widerstand 67 schützt den Zeilentransformator 30 gegen überstrom im Falle von Funkenüberschlägen von der Anode der Bildröhre 50 nach Masse.

Während eines ersten Teiles des Zeilenhinlaufintervalls wird der Seilenendtransistor 3C durch den negativ gerichteten Teil dar Spannungskurve 10 gernäß Fig. 2a gesperrt gehalten, welche

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zum Punkt 5, also an die Basis des Transistors 20, gelangt. Es fließt ein Strom aus der Gleichspannungsquelle mit den Elementen 70, 61, 63, 65, 66_f 64 und 67 durch die Wicklung 30b des Zeilentransformators 30 und die Zeilenablenkwicklung 24, welcher den S-Formungskondensator 25 auflädt. Ein etwa linear abfallender Strom fließt daraufhin in einer ersten Richtung durch die Zeilenablenkwicklung 24, wie die Schwingungsform 11 in Fig. 2b für den Ablenkwicklungs strom 24 zeigt, wenn sich der Kondensator 25 über die Induktivität der Wicklungen 30b und 24 aus einer Quelle praktisch konstanter Spannung auflädt, welche mit dem Anschluß E verbunden ist. Etwa in der Mitte des Hinlaufintervalls wird der Transistor 20 durch die positiv gerichteten Teile der Schwingungsform 10, welche seiner Basis zugeführt wird, in die Sättigung gesteuert. Wenn die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 20 zu leiten beginnt, dann kehrt sich der Stromfluß in der Ablenkwicklung 24 um und beginnt in der Gegenrichtung etwa linear anzusteigen, wie dies die Schwingung 11 in Fig. 2b zeigt, wenn sich der S-Formungskondensator 25 über die Wicklung 24 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 20 zu entladen beginnt.

Der S-Formungskondensator 25 entlädt sich weiterhin praktisch linear durch die Ablenkwicklung 24 bis zum Ende des Hinlauf-Intervalls, wenn der negativ gerichtete Teil der Spannungskurve 10 gemäß Fig. 2a den Transistor 20 wieder sperrt. Wenn der Strom im Transistor 20 plötzlich zu fließen aufhört, dann beginnt der Strom in der Ablenkwicklung 24 in der zweiten Richtung auf Null abzufallen, wie die Schwingungsform 11 in Fig. 2b veranschaulicht. Beim schnellen Sperren des Transistors 20 beginnt das Zeilenrücklaufintervall. Wird der Transistor 20 gesperrt, dann beginnt der Strom, welcher vorher durch ihn nach Masse geflossen ist, den Rücklaufkondensator 22 aufzuladen, dem nämlich Energie aus den magnetischen Feldern zugeführt wird, welche während des Hinlaufintervalls durch den in den Windungen 24 und 30b fließenden Strom aufgebaut worden sind.

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Die Spannung am Punkt E wird auf die Spannung am Verbindungspunkt der Sperrdioden 31 und 66 während des HinlaufIntervalls geklemmt, wie die Schwingungsform 14 der Fig. 2e zeigt, und steigt während des Rücklaufintervalls, wenn der Punkt E von der Gleichspannungsquelle infolge der nun gesperrten Dioden 31 und 66 abgetrennt ist. Am Punkt F steigt die Spannung entsprechend vom Wert Null während des Hinlaufintervalls auf einen positiven Wert gegenüber Masse, wie die Schwingungsform 12 gemäß Fig. 2c zeigt, da die aus den Wicklungen 24 und 30b zurückgewonnene Energie nunmehr dem Rücklaufkondensator 22 sugeführt wird. Die Rücklaufimpulsspannung am Verbindungspunkt der Hochspannungswicklung 30a mit dem Hochspannungsgleichrichter 40 erreicht ebenfalls einen positiven Spitzenwert gegen Masse, wie die Schwingungsform 16 gemäß Fig. 2f zeigt und wird mit Hilfe des Gleichrichters 40 zur Hochspannung für die Bildröhre 50 gleichgerichtet.

Der Rücklaufkondensator 22 beginnt sich dann zu entladen und überträgt Energie zurück in die Zeilenablenkwicklung 24, so daß der Zeilentransformator 30 seine Magnetfelder wieder aufbaut. Wenn sich der Rücklaufkondensator 22 vollständig entlädt und eine erste Halbschwingung mit der Induktivität der Wicklung 24 und dem Zeilentransformator 30 beendet, dann endet das RücklaufIntervall. Die Dämpfungsdiode 35 wird in Durchlaßrichtung gespannt, da die Spannung am Punkt F praktisch den Wert Null gegen Masse annimmt, wie die Schwingungsform 12 zeigt, und beginnt einen Strom zu leiten, so daß der Punkt F auf Massepotential geklemmt wird, auf welchem die Anode der Diode 35 liegt. Zu diesem Zeitpunkt beginnt das nächste Hinlaufintervall.

Die in der Wicklung 30b induzierte Spannung hat in den Wicklungen 30c und 30d Spannungen der Kurvenform 13 gemäß Fig. 2d zur Folge. Die Wicklungsteile 30c und 30d sind miteinander gekoppelt und liefern eine gleichgerichtete Hinlaufspannung an den Punkten C und A, nämlich den positiv gerichteten Teil der Kurvenform 13 gemäß Fig. 2d. Die Diode 32 richtet die positiven

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Teile der Schwingungsform 13 am Punkt C gleich. Ein positiv gerichteter Impuls für andere Fernsehempfängerfunktionen, wie die automatische Verstärkungsregelung oder automatische Frequenzregelung läßt sich ebenso am Punkt J, der Kathode der Diode abnehmen. Die an der Wicklung 30c auftretende gleichgerichtete Spannung wird im Speicherkondensator 37 gespeichert, der zur Lieferung einer Gleichspannung für andere Empfängerteile verwendet wird. Die an der Wicklung 3Od auftretende Spannung wird dur,ch die Diode 36 gleichgerichtet und im Kondensator 38 gespeichert, der ebenfalls eine zusätzliche Gleichspannungsquelle für andere Schaltungsteile des Empfängers darstellt. Die gleichgerichtete und im Kondensator 38 gespeicherte Spannung wird durch die am Punkt C herrschende Spannung angehoben, und zwar sowohl im Batterie- als auch im Netzbetrieb des Empfängers, also unabhängig davon, ob der Schalter 60 sich in der Position H oder der Position G befindet.

Wird der Empfänger vom Wechselspannungsnetz abgetrennt, indem man den Schalter 60 in die Position H legt, dann wird der Kondensator 37 von der Schaltung abgetrennt und eine Gleichspannung wird der Zeilenablenkschaltung von der Batterie 39 über die Diode 31 zugeführt. Die von der Batterie 39 gelieferte Spannung ist praktisch die gleiche, wie sie von der Wicklung 70b des Transformators nach Gleichrichtung und Filterung geliefert wird. Sie wird auch demselben Punkt E der Wicklung 3Ob zügeführt.

Der Betrieb aus der Batterie 39 unterscheidet sich vom Betrieb mit der herabtransformierten, gleichgerichteten und gefilterten Spannung, da der Wicklungsteil 30c so bemessen ist, daß bei Stellung H des Schalters 60 für Batteriebetrieb die in der Wicklung 30c induziertei Spannungsänderungen kleiner sind als die zur Vorspannung der Gleichrichterdiode 32 in Leitungsrichtung erforderliche Spannung. Es fließt daher kein Strom in der Wicklung 30c während des Hinlaufintervalls und es wird weder eine Leistung von ihr abgenommen, noch an ihrem Wicklungswider-

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stand eine Leistung umgesetzt. Stattdessen wird die dein Punkt C zum Betrieb der anderen Einpfängerteile zugeführte Spannung
von der Batterie 39 geliefert. Die am Kondensator 38 entstehende Spannung wird dann zur Batteriespannung addiert, so daß die Spannung air Punkt A gegen Masse auftritt. Da die gesamte für
den Betrieb des Empfängers aus der Batterie benötigte Leistung von der 3atterie 39 geliefert werden nuß, wird durch die Herabsetzung der Anzahl von Uiderstanäskomponenten im Ablenksystem infolge der Sperrvorspannung der Diode 32 und der Verhinderung eines Leistungsverbrauchs in dem Wicklungsabschnitt 30c eine längere Betriebsdauer bis zur nächster, t'iederaufladung dor Batterie 39 erreicht.

Dei der hier beschriebenen Schaltung braucht ira Batteriebetrieb weniger Leistung von der Ablenkschaltung abgeführt zu
werden, wenn die gewünschten zusätzlichen Spannungen für andere Einpfängerteile an den Punkten C und A bereitgestellt werden. Dies beruht im wesentlichen darauf, daß die VJicklung 30c des
Zeilentransfornators abgeschaltet wird, welche zur Erzeugung
einer dieser Spannungen, nämlich am Punkt C, andernfalls verwendet wird, da diese Spannung unmittelbar von der Batterie
geliefert wird und auf diese Weise Transformatorverluste eliminiert werden, die auftreten würden, wenn die Gleichspannung am Punkt C von der Wicklung 30c geliefert werden würde. Diese Spannung kann durch Gleichrichtung der an der Wicklung 3Od auftretenden Spannungsänderungen noch erhöht werden, so daß weitere Gleichspannungen für andere Empfängerteile zur Verfugung stehen. Transformatorverluste infolge einer gleichgerichteten Spannung am Anschluß C v/erden vermieden, und dies ist ein wesentlicher Gesichtspunkt für den Batteriebetrieb.

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Claims

Patentansprüche

( 1)ι) Gleichspannungsversorgungsschaltung für einen Fernsehempfänger, der wahlweise aus einer ersten Spannungsquelle einer aus der Netzwechselspannung abgeleiteten Spannung oder aus einer zweiten Spannungsquelle wesentlich niedrigerer Gleichspannung betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ablenkgenerator (20-28,30,35) mit einer ersten Wicklung (30c,3Od) gekoppelt ist, in welcher aufgrund des im Ablenkgenerator fließenden Stromes Spannungsänderungen induziert werden, daß mit der Wicklung zur Gleichrichtung dieser Spannungsänderungen ein Gleichrichter (32) verbunden ist und Filter- und Speicherelemente (37) zur Siebung der gleichgerichteten Spannung vorgesehen sind, und daß die Wicklung und der Gleichrichter über einen Schalter (60) mit den Filter- und Speicherelementen verbunden sind, wenn der Empfänger aus der ersten Spannungsquelle (Netz) betrieben wird, so daß an einem Anschluß (C) der Filter- und Speicherelemente (37) eine Gleichspannung entsteht, die gleich der von der zweiten Spannungsquelle (Batterie 39) gelieferten Gleichspannung ist, und daß der Schalter (60) in eine andere Stellung (H) umschaltbar ist, in welcher er die zweite Spannungsquelle (39) an die Wicklung (30c) und den Gleichrichter (32) legt, wenn der Empfänger aus der zweiten Spannungsquelle betrieben wird, wobei der Gleichrichter derart vorgespannt wird, daß die in der Wicklung induzierten Spannungsänderungen nicht gleichgerichtet werden und somit kein Strom in dieser Wicklung fließt und keine entsprechenden Leistungsverluste in ihr auftreten.
2) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkschaltung eine einem Zeilentransformator (30) enthaltende Zeilenablenkschaltung ist, daß die Wicklung (30c) eine Sekundärwicklung des Zeilentransformators ist, daß der Gleichrichter eine in Reihe mit der Sekundärwicklung geschaltete Diode (32) ist und daß die Filter- und Speicherelemente durch einen Kondensator (37) gebildet werden.

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3) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (60) eine Schaltstellung (H) aufweist, in welcher die zweite Spannungsquelle (Batterie 39) über die Reihenschaltung des Gleichrichters (32) mit der Wicklung (3Oc) geschalte ist, wobei die in der Wicklung induzierten Spannungsänderungen die Summe der von der zweiten Spannungsquelle gelieferten Spannung und der Durchlaßvorspannung, welche erforderlich ist, um aen Gleichrichter zum Leiten zu bringen, nicht überschreitet, so daß bei Betrieb des Empfängers aus der zweiten Spannungsquelle (39) kein Strom in der Wicklung fließt.
4) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem ersten bzw. zweiten Anschluß an die erste bzw. zweite Spannungsquelle anschließbar ist, daP ein eine erste, eine zweite und eine dritte Wicklung enthaltender Transformator (30) mit einem Ende (F) der ersten Wicklung an den Ablenkgenerator (20-35) angeschlossen ist, daß der Schalter (60) wahlweise in einer ersten Stellung den ersten Anschluß über einen ersten Strompfad durch die erste Transformatorwicklung mit dem Ablenkgenerator verbindet oder in einer zweiten Stellung den zweiten Anschluß über einen zweiten Strompfad und die erste Transformatorwicklung mit dem Ablenkgenerator verbindet, daß die zweite und dritte Transformatorwicklung (3oc,30d) in Reihe geschaltet sind, derart, daß die beim Betrieb des Generators in ihnen entstehenden Spannungen sich addieren, wenn sich der Schalter in der ersten Stellung befindet, und daß der zweite Anschluß über eine Schaltungsanordnung mit der zweiten und der dritten Transformatorwicklung (30c,30d) verbunden ist, welche die von der zweiten Wicklung erhaltene Spannung abschaltet und durch die am zweiten Anschluß anliegende Spannung ersetzt, wenn sich der Schalter in seiner zweiten Lage befindet.
5) Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Spannungsquelle durdi eine gleichgerichtete und gefilterte aus der Netzvvechselspannung abgeleitete Spannung bzw. durch eine Batterie gebildet werden.

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6) Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strompfad eine Sperrdiode (31) enthält, deren Anode mit dem zweiten Anschluß (C) und deren Kathode mit der ersten Wicklung (3Ob) gekoppelt ist, wenn sich der Schalter (60) in seiner zweiten Position befindet.
7) Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkgenerator ein Zeilenablenkgenerator und der Transformator (30) ein Zeilentransformator ist.

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