DE2524814A1 - Steuerschaltung fuer eine thyristorablenkschaltung - Google Patents

Description

25248H

7809-75/Sch/Ba

RCA 68,51O

Brit. Anm. Nr. 24899/74

vom 5. Juni 1974

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.) Steuerschaltung für eine Thyristorablenkschaltung

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für eine in der Ablenkschaltung eines Fernsehempfängers enthaltene Schalteranordnung.

Zahlreiche Konstruktionen von Ablenkschaltungen sind bereits in Fernsehempfängern verwendet worden. Eine dieser Konstruktionen verwendet zwei in beiden Richtungen leitende Schalter, die gesteuerte Siliziumgleichrichter (Thyristoren) enthalten (US-PS 3 452 244). Hierbei dient der erste Thyristor zum Anschließen einer Ablenkwicklung an eine Energiequelle während eines Hinlaufintervalls jedes Ablenkzyklus, und ein zweiter Thyristor dient zum Energienachschub während eines KommutationsintervalIs jedes Ablenkzyklus. Dem ersten Thyristor wird üblicherweise eine Steuerspannung mit Hilfe einer getrennten Wicklung oder Anzapfung einer Eingangsreaktanz zugeführt, welche eine Betriebs-

609881/0341

25248U

Spannungsquelle B+ mit dem zweiten Thyristor koppelt.

In der Verbindung mit einer solchen Ablenkschaltung hat man auch schon verschiedene Regelanordnungen verwendet, um die erzeugte Hochspannung ebenso wie die Bildbreite bei Änderungen der Netzspannung und unterschiedlichen Strahlströmen der Bildröhre konstant zu halten.

Eines dieser Regelsysteme verändert die in einem zwischen die beiden Thyristoren geschalteten Kommutationskondensator während des Kommutationsintervalls gespeicherte Energie. Hierzu kann ein Regelthyristor und eine Diode verwendet werden, welche die Eingangsspule mit der Betriebsspannungsquelle B+ verbinden. Bei dieser Regelart wird in dem durch die Spule fließenden Strom ein Einbruch erzeugt, dessen Breite von den Regelerfordernissen abhängt, und dieser Einbruch erscheint ebenfalls in der Spannungskurve, welche in einer getrennten Wicklung oder an einer Anzapfung der die Steuerspannung für den ersten Thyristor liefernden Eingangsspule entsteht. Obwohl dieser Einbruch durch eine Kurvenformungsschaltung, über welche dLe Steuerschaltung dem ersten Thyristor zugeführt wird, geglättet wird, führt er zu Feh!Steuerungen des ersten Thyristors.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermeidung dieses Nachteils und wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Steuerschaltung für eine Fernsehablenkschaltung mit einem ersten Schalter, welcher eine Ablenkwicklung während eines Hinlaufintervalls jedes Ablenkzyklus an eine Energiequelle legt, und mit einem zweiten Schalter zur Ergänzung der Energie der Energiequelle während eines Kommutationsintervalls jedes Ablenkzyklus erfindungsgemäß versehen mit einem Spannungsteiler, der parallel zum zweiten Schalter liegt und Steuersignale proportional der am zweiten Schalter liegenden Spannung erzeugt. Der Spannungsteiler ist so mit

509881/0 3 41

252A8U

dem ersten Schalter gekoppelt, daß auf die Steuersignale hin
der erste Schalter leitet.

Eine nähere Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen gegeben. Es zeigen:

Fig. 1 ein teilweise in Blockdarstellung ausgeführtes Schaltbild einer bekannten Thyristorablenkschaltung;

Fig. 2 die Ablenkschaltung gemäß Fig. 1, jedoch mit der erfindungsgemäßen Steuerschaltung;

Fig. 3 eine Regelschaltung, welche einen Thyristor als Steuerelement enthält und sich zur Verwendung bei der Ablenkschaltung gemäß Fig. 2 eignet;

Fig. 4 eine Abwandlung der Regelschaltung für die Ablenkschaltung nach Fig. 2 und

Fig. 5 eine weitere Abwandlung der Regelschaltung zur Verwendung in einer Schaltung gemäß Fig. 2.

Die Schaltung gemäß Fig. 1 stellt eine rücklaufgesteuerte Ablenkschaltung dar, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 452 244
beschrieben ist. Sie enthält einen Kommutatorschalter 12 mit
einem gesteuerten Siliziumgleichrichter (im folgenden auch mit SCR bezeichnet) 14 und einer antiparallel geschalteten Dämpfungsdiode 16. Der Kommutatorschaltung 12 liegt zwischen einer Wicklung 18a einer Eingangsspule 18 und Masse. Der andere Anschluß der Wicklung 18a ist mit einer Gleichspannungsquelle B+ über
eine Regelschaltung 20 gekoppelt, welche die in der Ablenkschaltung 10 gespeicherte Energie bei gesperrtem Kommutatorschalter während eines Intervalls T3 bis TO¹ steuert, wie dies in Kurve 21 dargestellt ist, welche die Spannung an der Anode des SCR während des Ablenkzyklus zeigt. Eine Dämpfungsschaltung aus
einem mit einem Widerstand 22 in Reihe geschalteten Kondensator 23 liegt parallel zum Kommutatorschalter 12 und dämpft

509881/03^1

überschwingungen, die beim Schaltvorgang des Kommutatorschalters 12 auftreten können. Das obere Ende des Kommutatorschalters 12 ist über eine Kommutatorspule 24, einen Kommutatorkondensator 25 und einen Hinlaufschalter 26 an Masse geführt. Der Hinlaufschalter 26 enthält einen SCR 28 und eine antiparallel geschaltete Dämpfungsdiode 3O. Ein Hilfskondensator 32 liegt
zwischen dem Verbindungspunkt der Spule 24 mit dem Kondensator 25 und Masse. Parallel zum Hinlaufschalter 26 liegt die
Reihenschaltung einer Horizontalablenkwicklung 34 mit einem
S-Formungskondensator 36. Weiterhin liegt parallel zum Hinlaufschalter 26 die Reihenschaltung einer Primärwicklung 38a eines Zeilenausgangstransformators 38 mit einem Gleichspannungsblockkondensator 40.

Eine Hochspannungs-Sekundärwicklung 38b des Transformators 38 erzeugt Rücklaufimpulse großer Amplitude während des Rücklaufintervalls jedes Ablenkzyklus. Dieses Intervall liegt zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 der Kurve 41, welche den die Wicklungen 34 und 38a während des Ablenkzyklus durchfließenden
Strom darstellt. Diese Rücklaufimpulse werden einer nicht dargestellten Hochspannungsvervielfacherschaltung oder einer anderen geeigneten Anordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung als Endanodenspannung einer nicht dargestellten Bildröhre zugeführt.

Eine Hilfswicklung 38c des Transformators 38 ist mit einer
Steuerschaltung 42 gekoppelt, welche auch die Größe der Hochspannung feststellt und die Amplitude der Rücklaufimpulse in
ein breitenmoduliertes Impulssignal umwandelt. Die Steuerschaltung 42 ist mit der Regelschaltung 20 gekoppelt.

Ein Zeilenoszillator 44 ist mit der Steuerelektrode des Kommutator SCR 14 gekoppelt und erzeugt während jedes Ablenkzyklus kurz vor dem Ende des HinlaufIntervalls bei TO der Kurve 21
einen Impuls, mit Hilfe dessen der SCR 14 zum Einleiten des

509881/0341

Kommutationsintervalls eingeschaltet wird. Das Kommutationsintervall dauert von TO bis T3 (Kurve 21). Eine auf Resonanz ausgelegte Kurvenforrtiungsschaltung 46 enthält die Reihenschaltung eines Kondensators 48 mit einer Spule 50 zwischen einer Wicklung 18b der Eingangsspule 18 und der Steuerelektrode des SCR 28, und einen zwischen den Verbindungspunkt des Kondensators 48 mit der Spule 50 und Masse geschalteten Dämpfungswiderstand 52, welcher der Kurvenformung des an der Wicklung 18b entstehenden Signals (Spannungskurve 53) dient, damit die Steuerspannung 55 in geeigneter Weise geformt wird, um den SCR 28 während der zweiten Hälfte des Hinlaufintervalls zwischen T2 und T1' (Kurve 41) leiten zu lassen.

Die Regelschaltung 20 arbeitet, wenn sie von der in Fig. 3 dargestellten Art ist, so, daß der die Wicklung 18a der Eingangsspule 18 während des Zeitintervalls zwischen T4 und T5 (Bereich A) der Kurven 21, 53 und 55 während eines Zeitraumes unterbrochen wird, dessen Dauer durch das von der Steuerschaltung 42 erzeugte Signal bestimmt ist. Während der Unterbrechung des Stromes in der Wicklung 18a fällt die Spannung der Wicklung 18b auf Null, wie die Kurve 53 fiir den Zeitraum T4 bis T5 zeigt. Die Kurvenformungsschaltung 46 verändert die Kurvenform so, wie dies die Kurve 55 darstellt, die immer noch im Bereich A einen unerwünschten Einbruch hat, welcher dem Einbruch A der Kurvenform 53 entspricht. Gelangt eine Steuerspannung gemäß der Kurvenform 55 an den SCR 28, dann tritt der Einbruch dann auf, wenn die Anode des SCR 28 positiv wird und der SCR 28 eingeschaltet werden muß, damit in der Zeilenablenkwicklung 34 ein gleichförmiger Ablenkstrom aufrechterhalten wird, wie er in der Kurve 41 dargestellt ist. Der im Bereich A der Kurvenform 55 auftretende Strom etwas geringerer positiver Amplitude kann einen ungenügenden Einschaltstrom für den SCR 28 zur Folge haben und ein fehlerhaftes Betriebsverhalten bewirken, welches ein unbefriedigendes Ablenkraster verursacht.

509881/0341

252A8U

Fig. 2 stellt, teilweise in Blockform, eine Ablenkschaltung nach der Erfindung dar. Elemente gleicher Funktion sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet. Fig. 2 unterscheidet sich jedoch von Fig. 1 im wesentlichen darin, daß das Steuersignal für den SCR 28 abgeleitet wird, indem ein Teil der am Kommutatorschalter 20 liegenden Spannung abgefühlt wird anstelle der von der Wicklung 18b erzeugten Spannung, die abhängt von der Spannung an der Wicklung 18a der Eingangsspule 18 gemäß Fig. 1. Infolge dieser Veränderung tritt kein Einbruch mehr im Intervall T4 bis T5 im Einschaltsignal auf, wie dies aus der Kurve 64 ersichtlich ist, da die Spannung am Kommutatorschalter 12 nicht durch den Betrieb der Regelschaltung 20 nachteilig beeinflußt wird.

Parallel zum Kommutatorschalter 12 liegt die Reihenschaltung eines Widerstandes 22 mit einem Kondensator 23 und einem Kondensator 62, dessen einer Anschluß an Masse liegt. Der Verbindungspunkt der Kondensatoren 23 und 62 liegt über eine Spule 50 an der Steuerelektrode des SCR 28. Parallel zum Kondensator 62 ist ein Widerstand 52 geschaltet.

Die Kondensatoren 23 und 62 bilden einen kapazitiven Spannungsteiler, der eine geeignete Teilspannung der am Kommutatorschalter 12 liegenden Spannung zum Einschalten des SCR 28 über die Spule 50 liefert. Die Größe der Teilspannung am Verbindungspunkt der Kondensatoren 23 und 62 liegt typischerweise bei 25 bis 35 Volt. Das Verhältnis der Werte der Kondensatoren 23 und 62 hängt von der zur Speisung der Ablenkschaltung verwendeten Spannung B+ ab. Die Kondensatoren 23 und 62 bilden mit der Spule 50 einen so abgestimmten Resonanzkreis, daß die Kurve zwischen den Zeitpunkten T4 und T5 angehoben wird, so daß die Steuerung des SCR 28 in diesemZeitraum sicherer wird.

Da die Form der Spannung am Kommutatorschalter 12 (Kurve 21) relativ unabhängig von der Art der bei der Ablenkschaltung verwendeten Regelschaltung ist, ist auch die Kurve 64 unabhängig

509881 / 03 A1

von der Art der Regelschaltung.

Wenn der Koiranutatorschalter 12 während des Intervalls T3 bis TO¹ sperrt, dann steigt die Spannung am Kondensator 62 an, und die Spannung an der Steuerelektrode des SCR 28 steigt ebenfalls an, wie die Kurve 64 zeigt. Die Kurve 64 weist zwischen T3 und T5 keinen Einbruch auf, da die Spannung am Kommutatorschalter 12 nicht unterbrochen wird.

Fig. 3 veranschaulicht eine Art von Regelschaltung, wie sie in Verbindung mit der Erfindung verwendbar ist. Die Spannung B+ wird über eine Regelschaltung 20 zugeführt, die einen SCR 66 mit einer antiparallelen Diode 68 enthält. Die Diode ist so gepolt, daß sie Strom von der Spannung B+ zur Zeilenablenkschaltung 60 über die Wicklung 18a der Eingangsspule 18 leitet. Der Strom fließt durch die Diode während des Zeitraums T3 bis T4 der Kurve 21 gemäß Fig. 1, und anschließend sucht der Strom durch den SCR 66 von der Zeilenablenkschaltung zur Spannungsquelle B+ zu fließen, da der Kommutatorkondensator 25 auf eine höhere Spannung als B+ aufgeladen ist.

Die Zeilenablenkschaltung 60 liefert einen Rücklaufimpuls in der Wicklung 38a des Rücklauftransformator 38, mit der die Wicklung 38c gekoppelt ist. Die Amplitude der Impulse an der Wicklung 38c bestimmt wie lange das für das Einschalten des SCR 66 erforderliche Signal nach dem Zeitpunkt T4 der Kurve 21 in Fig. 1 verzögert wird. Ist der Rücklaufimpuls größer als erwünscht, dann schaltet der SCR 66 schneller ein, als wenn der Rücklaufimpuls kleiner als erwünscht ist, und sorgt für einen Entladungsweg für einen aus dem Kommutatorkondensator 25 zurück zur Spannungsquelle B+ fließenden Strom. Auf diese Weise wird die Amplitude des Rücklaufimpulses relativ konstant gehalten.

Fig. 4 zeigt die Schaltung einer anderen bekannten Regelschaltung, die sich ebenfalls in Verbindung mit der in Fig. 2 darge-

509881 /03A1

25248U

stellten Erfindung verwenden läßt. Die Spannung B+ wird über die Wicklung 18a der Eingangsspule 18 und über die in Reihe geschalteten Wicklungen 7Qaund 70b einer sättigbaren Drossel 70 sowie über die Parallelschaltung einer Diode 72 mit einem Widerstand 74 der Zeilenablenkschaltung 60 zugeführt. Die Diode 72 ist so gepolt, daß sie Strom von der Zeilenablenkwicklung 60 zur Spannungsquelle B+ fließen läßt.

Änderungen der Rücklaufimpulse treten an der Wicklung 38c des Zeilentransformators 38 auf und werden einem Spannungsteiler aus Widerständen 76, 78 und 80 der Steuerschaltung 42 zugeführt. Das Teilerverhältnis für die Herunterteilung der von der Wicklung 38c gelieferten Impulse läßt sich mit Hilfe des Schleifers des Potentiometers 78 wählen, und die heruntergeteilten Impulse werden über eine Zenerdiode 84 der Basis eines Transistors 82 zugeführt. Der Emitter dieses Transistors liegt an Masse, und parallel zu seinem Basis-Emitter-Übergang ist ein Gleichspannungsstabilisierungswiderstand 85 geschaltet. Wenn die Größe der Impulse an der Wicklung 38c einen Wert übersteigt, welcher durch die Durchlaßvorspannung des Bais-Emitter-Obergangs des Transistors 82 bestimmt wird, fließt ein Strom von B+ durch einen Widerstand 86, eine Wicklung 70c der sättigbaren Drossel 70 und den Transistor 82 nach Masse. Wegen des exponentiellen Anstiegs des Stroms in der Wicklung 70c während der Dauer des Leitens des Transistors 82 bestimmt der Grad des Leitens dieses Transistors die Größe des in der Wicklung 70c fließenden Stromes und damit die Gesamtinduktivität der Wicklungen 70a und 70b. Der Strom in der Wicklung 70c wird während des restlichen Ablenkintervalls mit Hilfe einer Diode 88 aufrechterhalten, welche parallel zur Wicklung 70c geschaltet und so gepolt ist, daß sie von B+ zum Kollektor des Transistors 82 keinen Strom leitet. Ein an die Kathode der Diode 88 gekoppelter Kondensator 90 bildet eine überbrückung für die Spannung B+. Die Wicklungen 70a und 70b liegen parallel zur Eingangsspule 18a und beeinflussen daher die Gesamteingangsimpedanz der Ablenkschaltung und bestimmen auf diese Weise die

509881/0341

25248U

Energieübertragung zur Ablenkschaltung. Die gestrichelten Kurvenformen, die im Zusammenhang mit der Kurve 21' dargestellt sind, zeigen Änderungen von der Sollkurve, wie sie am Eingang der Zeilenablenkschaltung 60 von den Wicklungen 70a und 70b geliefert wird.

Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der Regelschaltung, die bei der-iErfindung benutzt werden kann. Die Spannung B+ wird über eine Wicklung 92a und eine Wicklung 92b einer sättigbaren Drossel der Zeilenablenkschaltung 60 zugeführt. Die Wicklungen 92a und 92b ersetzen die Eingangsspule 18 in den Figuren 1 und 2 und üben weiterhin eine Regelfunktion entsprechend der von der Regelschaltung 20 bewirkten Funktion aus.

Rücklaufimpulsänderungen entstehen an der Wicklung 38c und werden der Steuerschaltung 42 wie in Fig. 4 zugeführt. Von B+ fließt ein Strom durch den Widerstand 86, eine Wicklung 92c und den Transistor 82 nach Masse. Wie in Fig. 4 bestimmt die Dauer des Leitens des Transistors 82 die in der Wicklung 92c gespeicherte Energie und damit die Gesamtinduktivität der Wicklungen 92a und 92b, welche ihrerseits die der Ablenkschaltung während jedes Zeilenablenkzyklus zugeführte Energie bestimmt. Die bei Fig. 4 dargestellten Änderungen der Kurvenform 21' werden am Eingang der Zeilenablenkschaltung 60 ebenfalls von den Wicklungen 92a und 92b geliefert.

Aus verschiedenen Gründen, einschließlich Kosten oder Betriebseigenschaften, kann ein Hersteller eine bestimmte der in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Regelschaltungen verwenden. Unabhängig von dieser Wahl läßt sich die erfindungsgemäße Steuerschaltung mit Vorteil damit benutzen, indem sie das Betriebsverhalten und die Möglichkeit Kosten zu sparen verbessert, da Anzapfungen oder besondere Wicklungen der gewickelten Bauelemente vermieden werden, wie sie bisher als Quelle für Steuerschwingungen für Siliziumgleichrichter benutzt worden waren.

509881 /0341

Claims (5)

-10-Patentansprüche

1)/Steuerschaltung für eine Thyristorablenkschaltung in einem Sichtgerät, bei welcher ein erster Schalter eine Ablenkwicklung während des HinlaufIntervalls jedes Ablenkzyklus an eine Energiequelle anschaltet und über einen zweiten Schalter während eines Kommutationsintervalles jedes Ablenkzyklus der Energievorrat der Energiequelle ergänzt wird, dadurch gekennzeichnet , daß parallel zu dem zweiten Schalter (12) ein Spannungsteiler (22,23,62) zur Erzeugung von der Spannung am zweiten Schalter proportionalen Steuersignalen geschaltet ist, und daß zwischen dem Spannungsteiler und dem ersten Schalter (26) eine den ersten Schalter in Abhängigkeit von den Steuersignalen zum Leiten bringende Koppelschaltung (50,52) vorgesehen ist.

2) Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (22,23,62) einen ersten und einen zweiten in Reihe geschalteten Kondensator (23,62) enthält, an deren Verbindungspunkt die Steuersignale abnehmbar sind.

3) Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kondensatoren (23,62) so bemessen sind, daß die Steuersignale eine gewünschte Größe haben.

4) Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (22,23,62) mit dem ersten Schalter (26) über eine Spule (50) gekoppelt ist.

5) Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelspule (50) und der Spannungsteiler (23,62) einen Resonanzkreis bilden, dessen Resonanzfrequenz zur Kurvenformung der Steuersignale so gewählt ist, daß das Schaltverhalten des ersten Schalters (26) verbessert wird.

509881 /0341

Leerseite