DE2537531B2 - Thyristorsteuerschaltung für eine Kommutator-Ablenkschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Thyristorsteuerschaltung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist

In den DE-OSen 23 37 955 und 2442 9Ή sind Thyristorschaltungen beschrieben, die einen Thyristor mit antiparallel geschalteter Diode verwenden und bei denen die der Steuerelektrode des Thyristors zugeführten Steuersignale einen Sägezahnablenkstrom in der Ablenkwicklung verursachen. Die Steuersignalquelle für den Thyristor ist bei diesen Schaltungen völlig unbahängig von der Energiezufuhr zur Ablenkschaltung, so daß von dieser Energiezufuhr her keine Beeinflussung der Thyristorsteuersignale zu befürchten sind.

Bei sogenannten Kommutierungsablenkschaltungen, wie sie beispielsweise in der US-PS 34 52 244 beschrieben sind, werden zwei in beiden Richtungen leitfähige Schalter aus je einem Thyristor mit antiparallel geschalteter Diode verwendet, wobei einer dieser Schalter, der sogenannte Hinlaufschalter, während des Hinlaufintervalls des Ablenkzyklus die Ablenkwicklung mit einer Energiequelle koppelt. Eine den zweiten Schalter enthaltende Kommutierungsschaltung speichert Energie, um sie während des Kommutierungsintervalls an die Ablenkwicklung abzugeben. Die Steuerimpulse für aen Hinlaufthyristor werden üblicherweise von einer Eingangsdrossel — über eine Sekundärwicklung oder eine Anzapfung — abgenommen, welche die Kommutierungsschaltung mit dem Kommutierungsthyristor mit einer Gleichspannungsquelle koppelt Die Bildbreite und die aus der Zeilenablenkschaltung abgeleitete Bildröhrenhochspannung kann man hierbei über die zwischen den Kommutierungsintervallen in der Kommutierungsschaltung gespeicherte Energie regeln. Man verwendet hierzu einen Stabilisierungsthyristor und eine Diode zur Ankopplung der Eingangsdrossel an die Betriebsgleichspannungsquelle. Durch Schalten des Stabilisierungsthyristors läßt sich der der Ablenkschaltung zugeführte Strom jeweils für einen von den Regelerfordernissen abhängigen Zeitraum unterbrechen. Da dieser Strom durch die Eingangsdrossel fließt, erscheint in der von ihr abgeleiteten Spannung für die Steuerung des Hinlaufthyristors ein entsprechender Einbruch, welcher dazu führt, daß dem Steueranschluß des Thyristors, während dieser leitet, eine negative Spannung zugeführt wird, die zu einer Stromumkehr führt. Dadurch kann es zur Entwicklung übermäßiger Verlustleistung und zu einer Beschädigung der Steuerstrecke des Hinlaufthyristors kommen. Man kann zwar diesen Einbruch durch eine Kurvenformungsschaltung etwas abmildern, aber nicht völlig zum Verschwinden bringen, so daß die Anfälligkeit der Schaltung gegen Beschädigungen des Hinlauftransistors nicht beseitigt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun in der Angabe von Maßnahmen, mit Hilfe derer sich der erwähnte Einbruch im Thyristorsteuersignal bei einer Ablenkschaltung mit geregelter Energiezufuhr vermeiden läßt. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Koppelschaltung für die Thyristorsteuerimpulse von der

Eingangsdrossel zur Steuerelektrode des Thyristors wird erreicht, daß das von der Eingangsdrossel ausgekoppelte Steuersignal während des unerwünschten Einbruches nicht zum Thyristor übertragen wird und somit nicht zu einer Umkehr der Steuerspannung führen kann. Die erfindungsgemäße Koppelschaltung läßt das Steuersignal ganz normal zum Thyristor gelangen, jedoch sperrt sie außer während des Kommutierungsintervalls den negativ gerichteten störenden Teil des Steuersignals. ι ο

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert

Fig. 1 zeigt teilweise in Blockform ein durch Rücklaufimpulse gesteuertes Ablenksystem nach dem Stand der Technik, ähnlich wie es in der USA-Patentschrift 34 52 244 beschrieben ist;

F i g. 2 zeigt teilweise in Blockform ein Ablenksystem mit einer erfindungsgemäßen Torsteuerschaltung.

Das in F i g. 1 gezeigte bekannte System enthält einen Kommutierungsschalter 12. der aus einem Thyristor 14 und einer in Gegenrichtung dazu gepolten Zeilenciiode 16 besteht Der Kommutierungsschalter 12 liegt zwischen einer Wicklung 18a, einer Eingangsdrossel 18 und Masse. Das andere Ende der Wicklung 18a ist mit einer Gleichspannungsquelle (B+) verbunden, und zwar über ein Stabilisierungsnetzwerk 20, welches eine Parallelschaltung aus einer Diode 17 und einem Stabilisierungsthyristor 19 in der gezeigten Polung besteht Dieses Netzwerk 20 beeinflußt die Energie, die in der Ablenkschaltung 10 gespeichert wird, wenn der Kommutierungsschalter offen ist (d. h. zwischen den Kommutierungsintervallen), und zwar während eines Intervalls T3 bis TO', wie es in der Wellenform 21 gezeigt ist, die den zeitlichen Verlauf der Spannung an der Anode des Thyristors 14 während des Ablenkzyklus wiedergibt. Parallel zum Kommutierungsschalter 12 liegt ein Dämpfungsnetzwerk, welches aus der Reihenschaltung eines Widerstands 22 und eines Kondensators 23 besteht · nd dazu dient, irgendwelche Ausschwingeffekte beim Schalten des Kommutierungsschalters 12 zu vermindern.

Der Kommutierungsschalter 12 ist über eine Kommutierungsspule 24, einen Kommutierungskondensator 25 und einen Hinlaufschalter 26 mit Masse verbunden. Zwischen dem gemeinsamen Anschluß der Spule 24 und des Kondensators 25 einerseits und Masse andererseits liegt ein Hilfskondensator 32. Der Hinlaufschalter 26 besteht aus einem Thyristor 28 und einer entgegenge- so setzt dazu gepolten Zeilendiode 30. Parallel zum Hinlaufschalter 26 liegt eine Serienschaltung aus einer Horizontalablenkwicklung 34 und einem S-Formungskondensator 36. Eine Serienschaltung aus einer Primärwicklung 38a eines Horizontalendtransformators 38 und einem gleichstromsperrenden Koppelkondensator 40 liegt ebenfalls parallel zum Hinlaufschalter 26.

Eine Sekundärwicklung 386 des Transformators 38 erzeugt während des Rücklaufintervaüs jedes Ablenkzyklus Rücklaufimpulse. Dieses Intervall liegt zwischen -■.·■' Tl und T2 der Wellenform 41, welche den zeitlichen Verlauf des während des Ablenkzyklus durch die Wicklungen 34 und 38a fließenden Stroms darstellt. Die genannten Rücklaufimpulse werden einem (nicht dargestellten) Hochspannungsvervielfacher und -gleich- ■■ · richter zugeführt, der eine gleichgerichtete Hochspannung erzeugt, die als Endanodenspannung für eine Bildröhre (nicht darges' illt) dient.

Eine Hilfswicklung 38c des Transformators 38 ist mit einer Hochspannungsfühl- und -steuerschaltung 42 verbunden, welche die Höhe der Rücklaufimpulse in ein Steuersignal zur Beeinflussung des Stabilisierungsnetzwerks 20 umsetzt. Die Steuerschaltung 42 ist mit der Steuerelektrode des Stabilisierungsthyristors 19 verbunden.

Ein mit der Steuerelektrode des Kommutierungsthyristors 14 verbundener Horizontaloszillator 44 liefert während jedes Horizontalablenkzyklus kurz vor dem Ende des Hinlaufintervalls (zum Zeitpunkt TO der Kurve 21) einen Impuls, um den Thyristor 14 einzuschalten und das Kommutierungsintervall einzuleiten. Das Kommutierungsintervall liegt zwischen 7*0 und Γ3 der Kurve 21. Ein wellenformender Serienresonanzkreis 46 aus einem Kondensator 48 und einer Induktivität 50, der zwischen eine Wicklung 18£> der Eingangsdrosse! 18 und die Steuerelektrode des Hinlaufthyristors 28 geschaltet ist, und ein Dämpfungswiderstand 52, der zwischen den gemeinsamen Anschluß des Kondensators 48 und der Induktivität 50 und Masse geschaltet ist, bilden ein N:_,zwerk zur Formung des von der Wicklung iSb abgeleitete;. Signals, welches im wesentlichen der Wellenform 53 mit versetzter Nullachse entspricht, um am Verbindungspunkt zwischen Kondensator 48 und Induktivität 50 das Signal der Wellenform 53 und an der Steuerelektrode des Thyristors 28 ein Torsteuersignal der Wellenform 55 zu erzeugen. Dieses Torsteuersignal schaltet den Thyristor 28 während der zweiten Hälfte des Hinlaufintervalls (welches zwischen T2 und Ti' der Kurve liegt) in den leitfähigen Zustand.

Das Stabilisierungsnetzwerk 20 arbeitet in solcher Weise, daß der Strom, der während eines Intervalls zwischen T 4 und T5 (Bereich »A« der Kurven 21, 53 und 55) durch die Wicklung 18a der Eingangsdrossel 18 fließt, für eine Zeitspanne unterbrochen wird, die bestimmt wird durch das Signal von der Hochspannungsfühl- und -steuerschaltung 42, um die Entladung des Kondensators 25 zu steuern und somii die im Kondensator zwischen den Kommutierungsintervallen (d.h. 7~3— TO') gespeicherte Energie zu steuern. Während der Unterbrechung des durch die Wicklung 18a fließenden Stroms wird am Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 48 und der Induktivität 50 eine negative Spannung erzeggt, wie e", im Intervall T4 bis T5 der Kurve 53 zu erkennen ist. Die wellenformende Resonanzschaltung 46 macht daraus die Spannungswellenform 55, die ebenfalls während des Intervalls von T4 bis T5 ins Negative geht und einen unerwünschten negativen Steuerstrom im Thyristor 28 zur Folge hat, wie es die Kurve 57 des Steuerstromverlaufs zeigt. Während dieser Zeitspanne ist der Thyristor 28 nichtleitend, so daß eine hohe Gitter-Kathoden-Verlustleisiuiig entsteht, die einen anschließenden Ausfall des Thyristors 28 zur Folge haben kann.

Die Fig.2 zeigt nun ein Ablenksystem 60 mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Torsteuerschaltung. Diejenigen Teile in Fig. 2, die dieselbe Funktion wie im Falle der F i g. I hiben, sind mit denselben Bezugszahlen bezeichnet. Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß zur Steuerung des Hinhufihyristors 28 eine verbesserte Torsteuerschaltung verwendet wird.

Ein Kondensator 62 koppelt das von der Wicklung 18ύ abgeleitete To.steuersignal über einen in Vorwärtsrichtung leitenden (d. h. für positiven Steuerstrom leitfähigen) Steuerstromweg auf die Steuerelektrode

des Hinlaufthyristors 28 des Hinlaufschalters 26. Der besagte Steuerstromweg besteht aus einer Induktivität 68 und einer Parallelschaltung einer Diode 70 mit einem Einschwingvorgänge unterdrückenden Widerstand 72. Der Kondensator 62 und die Induktivität 68 bilden einen Resonanzkreis, der das Torsteuersignal 80 in einem Bereich A zwischen 73 und 74 auf den Spitzenwert anhebt, um ein einwandfreies Auftasten des Thyristors 28 wahrend der zweiten Hälfte der Hinlaufperiode sicherzustellen.

Ein Stromweg für rückwärtsgerichteten (d. h. negativen) Steuerstrom, der zwischen der Steuerelektrode des Hinlaufthyrislors 28 und dem Kondensator 62 gebildet wird, besteht aus einer Serienschaltung einer Diode 78 mit einem Transistor 64. Dieser Rückwärts-Stromweg liegt parallel zu dem aus der Induktivität 68 und der Diode 70 bestehenden Vorwärts-Stromweg. Zwischen den Kollektor und die Basis des Transistors 64 ist ein Vorspannuneswiderstand 66 geschaltet. Der Transistor 64 erhält ein Basissteuersignal vom Verbindungspunkt /wischen dem Kommutierungsschalter 12 und der Wicklung 18a der Eingangsdrossel 18 über eine Serienschaltiing aus einem Kondensator 74 und einem Widerstand 76.

Im Betrieb ist das am Verbindungspunkt zwischen Kondensator 62 und Induktivität 68 erscheinende Steuersignal ähnlich der Wellenform 53 nach Fig. I. Während des positiven Teils des Steuersignals (d. h. von 73 bis Γ4) fließt von der Wicklung 186 über den Kondensator 62, die Induktivität 68 und die Parallelschaltung aus der Diode 70 und dem Widerstand 72 ein Strom mit dem in der Wellenform 82 gezeigten Verlauf zur Steuerelektrode des Thyristors 28, wodurch an dieser Steuerelektrode eine Spannung erscheint, wie sie zwischen Γ3 und 74 in der Wellenform 80 gezeigt ist. Während des Normalbetriebs des in der oben erwähnten USA-Patentschrift beschriebenen Ablenksystems wird während dieses selben Zeitintervalls die Anode des Thyristors 28 positiv gegenüber seiner Kathode, und der Thyristor 28 wird zwischen Anode und Kathode leitend.

Während des Zeitintervalls 7"4 bis 7"5 geht das von der Wicklung 186 abgeleitete Signal auf 0 Volt, und die Spannung am Verbindungspunkt zwischen Kondensator 62 und Induktivität 68, die mit der Wellenform 53 gezeigt ist. wird wegen der sich im Zeitintervall von 73 bis Γ4 am Kondensator 62 angesammelten Ladung negativ. Da die mit der Wellenform 21 gezeigte Anodenspannung des Thyristors 14 zwischen 7"3 und 7"O' annähernd B+ ist und da die Zeitkonstante der aus dem Kondensator 74. dem Widerstand 76, dem Widerstand 66 und dem Kondensator 62 gebildeten Schaltung groß gegenüber dem Zeitintervall von 73 bis TO' ist, wird der Basis-Emitter-Übergang lies Transistors 64 während des Intervalls von 73 bis Γ0' in Sperrichtung gespannt, so daß der Transistor 64 gesperrt wird. Bei gesperrtem Transistor 64 kann keir merklicher »negativer« Strom zwischen der Steuerelek trode des Thyristors 28 und der Wicklung 186 über die Diode 78 und den Transistor 64 fließen, so daß die Spannung an der Steuerelektrode des Thyristors 2f positiv bleibt, wie es in der Wellenform 80 /u erkenner ist. Infolge der in der Induktivität 68 gespeicherter Energie bleibt der Steuerstrom positiv, wenn er auch absinkt, wie es die Wellenform 82 zeigt.

Während des Intervalls von 75 bis 70' wird die Spannung am Verbindungspunkt zwischen Kondensa lur 62 und Induktivität 68 wieder positiv, und dei Steuerstrom für den Thyristor 28 beginnt anzusteigen wie es in der Wellenform 82 zu erkennen ist.

Wenn der Thyristor zum Zeitpunkt 70' leitet, ist die Basisspannung des Transistors 64 gegenüber dei Steuerspannung des Thyristors 28 negativ, und zwai wegen der Ladung, die sich am Kondensator T-während des Intervalls von 73 bis 70' ansammelt. Al; Folge des von der Steuerelektrode des Thyristors 2f über die Diode 78, den Basis-Emitter-Übergang de; Transistors 64, den Widerstand 76 und den Kondensatoi 74 fließenden Stroms fließt ein proportional höherei Strom von der Steuerelektrode des Thyristors 28 übei die Diode 78, den Transistor 64 und den Kondensator 64 zur Wicklung 186. Der Widerstand 66 hält die Leitfähigkeit des Transistors 64 nach dem Entladen de; Kondensators 74 aufrecht, so daß über die gesamte Periode der Leitfähigkeit des Kommutierungsschalterf 12 eine negative Spannung an der Steuerelektrode de; Thyristors 28 aufrechterhalten bleibt, womit eine einwandfreie Sperrung des Thyristors 28 während de: Rücklaufintervalls sichergestellt ist.

Die vorstehend beschriebene Torsteuerschaltung verhindert somit negativen Strom an der Steuerelektro de des Thyristors 28, mit Ausnahme einer sehr kurzer Zeitspanne während des Kommutierungsintervalls wenn der Thyristor 28 eingeschaltet wird, was zui schnellen Einschaltung dieses Thyristors zu empfehler ist, so daß die Wahrscheinlichkeit übermäßiger Verlustleistung im Thyristor 28 vermindert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Thyristorsteuerschaltung für eine Kommutator-Ablenkschaltung mit einem Hinlaufschalter, über den während des Hinlaufintervalls jedes Ablenkzyklus der Ablenkwicklung ein erster Energiebetrag zugeführt wird, und mit einer Kommutierungsschaltung, über die der Ablenkwicklung während des Kommutierungsintervalls jedes Ablenkzyklus ein zweiter Energiebetrag zugeführt wird, ferner mit einer die Kommutierungsschaltung mit dem Hinlaufschalter verbindenden Koppelschaltung, die einen ersten Stromweg aufweist, über den während des Hinlaufintervalls ein den Hinlauf thyristor leitend machendes Steuersignal übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung (60) zusätzlich einen steuerbaren zweiten Stromweg (64, 78) aufweist, über den während des Kommutieroigsintervalls ein Sperrsignal einer zweiten Pofärität an den Hinlaufschalter (26) übertragen wird.

2. Thyristorsteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromweg (68, 70) ein erstes in einer Richtung leitfähiges Element (70) aufweist, welches so gepolt ist, daß es während des Hinlaufintervalls leitet

3. Thyristorsteuerschaltung nach Anspruch 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromweg (64, 78) ein aktives Schaltelement (64) aufweist, dessen Haupisiromweg zwischen der Kommutierungsschaltung (12,18) und dem Hinlaufschalter (26) liegt und dessen Sieueranschluß so mit dem Kommutierungsschaher gekoppelt ist, daß sein Hauptstromweg während des K>_mmutierungsintervalls leitend wird.

4. Thyristorsteuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutierungsschaltung (12, 18) eine Eingangsdrossel (18) zur ίο Abnahme der Thyristorsteuersignale und einen Schalter (14) zur Einleitung des Kommutierungsintervalls enthält und daß das aktive Schaltelement (64) mit seinem Steueranschluß an diesen Schalter (14) gekoppelt ist und mit seiner Hauptstromstrecke zwischen der Eingangsdrossel (18) und dem Hinlaufschalter (26) liegt.

5. Thyristorsteuerschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Schaltelement ein Transistor (64) ist, dessen Kollektor-Emit- w ter-Strecke seine Hauptstromstrecke und dessen Basis den Steueranschluß bildet.

6. Thyristorsteuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromweg (64, 78) ferner ein zweites, in einer Richtung ieitfähiges Element (78) aufweist, welches in Reihe z.ur Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (64) liegt und so gepolt ist, daß es während des Kommutierungsintervalls leitet.

7. Thyristorsteuerschaltung nach Anspruch 6, h» dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite in einer Richtung leitfähige Element (70, 78) Dioden sind.

8. Thyristorsteuerschaltung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite "> Stromweg (64,78) ferner eine mit der Basis und dem Kollektor des Transistors (64) verbundene Vorspannunfjsschaltung (66) zur Vorspannung des Transistors in die Sättigung bei leitendem Schalter (14) enthält.