DE2547163C2

DE2547163C2 - Hochspannungsgenerator für einen Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE2547163C2
Application number: DE2547163A
Authority: DE
Inventors: Toshio Yokosuka Kanagawa Onodera
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1974-10-21
Filing date: 1975-10-21
Publication date: 1982-07-08
Also published as: JPS5734851Y2; CA1039399A; DE2547163A1; ATA796175A; JPS5153823U; NL7512178A; FR2289081A1; FR2289081B1; US4041355A; GB1520430A; AT346933B

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsgenerator entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-AS 19 10 349 ist eine Schaltungsanordnung zur Hochspannungsregelung bekannt, bei der ein von einem Generator erzeugtes Signal an einen Resonanzkreis abgegeben wird, dessen Resonanzfrequenz größer als die Frequenz des vom Generator erzeugten Signals ist. Dieser Resonanzkreis ist mit einer Last verbunden, und ein Signal, das eine Funktion der von der Last aufgenommenen Leistung darstellt, wird von dieser abgenommen und ggf. über einen Verstärker an ein Steuerbares Reaktanzelement gelegt. Dieses Signal ändert die Reaktanz des mit dem Resonanzkreis gekoppelten Steuerorgans und verschiebt somit die Abstimmfrequenz des Resonanzkreises, so daß die der Last zugeführte Spannung geregelt und konstant gehalten werden kann.

Beim Anmeldungsgegenstand ist von einer bekannten Schaltungsanordnung entsprechend Fig. 1 der Zeichnungen ausgegangen.

In der Schaltung gemäß F i g. 1 besitzt der Horizontaloszillator eine Frequenz von beispielsweise 15,75 kHz. Der Ausgang dieses Horizontaloszillators 1 ist über eine Horizontalspeiseschaltung Xa mit der Basis eines npn-Transistors 2 verbunden, der ein Schaltelement bildet und dessen Emitter an Masse liegt. Der Kollektor dieses Transistors 2 ist über eine als Dämpfungsglied dienende Diode 3 sowie über einen Resonanzkondensator 4 mit Masse verbunden. Der Kollektor des Transistors 2 ist ferner über die Reihenschaltung einer Horizontalablenkspule 5 und eines Gleichstrom-Blockkondensators 6 mit Masse verbunden, ferner über die Primärwicklung Ta eines Rücklauftransformators 7 mit einem Stromquellenanschluß 8, durch den eine Gleichspannung positiver Polarität zugeführt wird. Die Primärseite des Rücklauftransformators 7 ist so bemessen, daß ihre Resonanzfrequenz etwas höher als die Horizontalfrequenz von 15,75 kHz liegt, beispielsweise etwa 50 kHz. Dadurch kann ein Impuls mit einer Breite entsprechend der horizontalen Austastperiode in einem Videosignal erzeugt werden, und es kann ein Sägezahnstrom normaler Horizontalperiode über die

ίο Horizontalablenkspule 5 fließen. Die Resonanzfrequenz der Primärseite des Rücklauftransformators 7 wird hauptsächlich durch die Induktivitäten der Horizontalablenkspule 5 und der Primärwicklung 7 a sowie durch die Kapazität des Kondensators 4 bestimmt. Da die impedanz des Gleichstrom-Blockkondensators 6 bei Horizontalfrequenz nahezu null ist, kann der Einfluß dieses Kondensators 6 vernachlässigt werden. Ein Ende der Sekundärwicklung Tb des Rücklauftransformators 7 liegt an Masse, während das andere Ende dieser Sekundärwicklung Tb über eine Diode 9, die ein Hochspannungs-Gleichrichterschaltelement bildet, mit einem Hochspannungsanschiuß i0 verbunden ist, der der Anode einer Kathodenstrahlröhre Hochspannung zuführt. Der Verbindungspunkt zwischen der Diode 9 und dem Hochspannungsanschluß 10 liegt über einen Kondensator 11 an Masse. Der Kondensator 11 wird durch leitende Filme gebildet, die in bekannter Weise an der Innen- und Außenwand der Kathodenstrahlröhre vorgesehen sind. Der Rücklauftransformator 7 ist ferner mit einer Tertiärwicklung Tc versehen, die zusammen mit einem parallel geschalteten Kondensator 12 einen Resonanzkreis bildet. Die Resonanzfrequenz dieses Resonanzkreises ist in diesem Falle so gewählt, daß sie in der Nähe der Horizontalfrequenz /"«, beispielsweise 15,75 kHz, liegt; die Wellenform der an der Sekundärwicklung Tb des Rücklauftransformators 7 erhaltenen Spannung ist etwa sinusförmig.

Der Rücklauftransformator 7 ist in der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise ausgebildet. Zwei U-förmige Kerne 13a und 136 sind zu einem quadratischen Gebilde kombiniert, wobei die Primärwicklung 7a und die Sekundärwicklung Tb auf die Schenkelenden der U-förmigen Kerne 13a, 13£>, die einander gegenüber liegen, aufgebracht sind; die elektromagnetische Kopplung zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen 7a, Tb ist verhältnismäßig lose (0,5<K<0,9, wobei K der Kopplungskoeffizient ist); die Tertiärwicklung Tc ist koaxial zur Sekundärwicklung Tb auf dieser angeordnet; zwischen der Sekunder- und der Tertiärwicklung Tb, Tc besteht eine verhältnismäßig enge elektromagnetische Kopplung (K > 0,9).

Die Induktivitäten der Primär-, Sekundär- und Ter'iiärwicklung 7a, Tb, 7cdes Rücklauftransformators 7, die Induktivität der Horizontalablenkspule 5, die Kapazität des Kondensators 12 sowie die elektromagnetischen Werte des Kopplungskoeffizienten K zwischen den drei Wicklungen des Rücklauftransformators 7 sind so gewählt, daß die Resonanzfrequenz des Systemes, das man bei Betrachtung des Rücklauftransformators 7 vom Punkt A vor Augen hat, etwas größer als die Horizontalfrequenz /h( 15,75 kHz) ist, d. ti. beispielsweise 20 kHz. In F i g. 3 ist dies durch eine vollausgezogene Linie ^dargestellt.
Mit dem in F i g. 1 dargestellten Hochspannungsgenerator erhält man auf der Primärseite des Rücklauftransformators 7 ein Impulssignal gemäß Fig.4a mit der Horizontalperiode H. Da ferner die Resonanzfrequenz der Schaltung (bei Betrachtung des Rücklauftransfor-

mators 7 vom Punkte A aus) in der Nähe der Horizontalfrequenz /^(15,75 kHz) gewählt ist, beispielsweise mit 20 kHz, erzeugt der Rücklauftransformator 7 in der Sekundärwicklung Tb ein Signal, dessen Wellenform im wesentlichen sinusförmig ist, wobei jedoch der Scheitelbereich wie aus F i g. 4b hervorgeht abgeflacht ist Demgemäß wird der Stromflußwinkel der Gleichrichter-Diode 9 verbreitert, und es wird eine verbesserte Regelung der am Ausgangsanschluß 10 abgenommenen Hochspannung erzielt

Fließt in diesem Falle kein Hochspannungs-Laststrom, so wird der Kondensator 11 auf den Scheitelwert der in Fig.4b dargestellten Spannungswelle aufgeladen; die Diode 9 wird dann nichtleitend. Der Kondensator 11 ist damit vom Rücklauftransformator 7 elektrisch abgeschaltet; die Kapazität des Kondensators 11 beeinflußt infolgedessen die Resonanzfrequenz des Rücklauftransformators 7 nicht Fließt nun ein Hochspannungs-Laststrom, so fließt im Kondensator 11 gespeicherte elektrische Ladung zur Kathodenstrahlröhre ab; die Spannung am Kondensator 11 verringert sich infolgedessen. Um diesen Spannungsabfall zu kompensieren, lädt die in der Sekundärwicklung Tb des Rücklauftransformators 7 erzeugte Spannung den Kondensator 11 über die Diode 9 auf. Wird die Diode 9 leitend, so ist damit der Kondensator 11 an die Sekundärwicklung Tb des Rücklauftransformators 7 angeschlossen; die Resonanzfrequenz des Rücklauftransformatorsystemes, d. h. die Zentralfrequenz der Resonanzfrequenz-Kennlinie, wird nun in Richtung auf die Horizontalfrequenz fa beispielsweise 15,75 kHz bewegt, wie in Fig.3 durch die gestrichelte Linie Q veranschaulicht ist. Infolge dessen wird die an der Sekundärwicklung Tb erzeugte Spannung vergrößert. Auf diese Weise kann man die durch eine Vergrößerung des Hochspannungs-Laststromes auftretende Verkleinerung der Hochspannung verringern.

Da bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Resonanzfrequenz des Rücklauflransformatorsystemes — bei Betrachtung von der Seite der Primärwicklung Ta des Rücklauftransformators 7 — höher gewählt ist als die Horizontalfrequenz, und da der Kondensator 11 an den Resonanzkreis des Rücklauftransformatorsystemes angeschlossen wird, wenn ein Hochspannungs-Laststrom fließt, verringert sich die Resonanzfrequenz und vergrößert sich damit die an der Sekundärwicklung Tb des Rücklauftransformators 7 erzeugte Spannung. Der Resonanzkreis, enthaltend die Tertiärwicklung Tc und den Kondensator 12, beeinflußt ferner die in der Sekundärwicklung Tb des Rücklauftransformators 7 erzeugte Spannung und ändert ihre Wellenform derart, daß die im wesentlichen sinusförmige Welle einen abgeflachten Scheitelbereich erhält (vergl. F i g. 4b). Infolgedessen wird der Stromflußwinkel der Diode 9, die das Hochspannnngs-GIeichrichterelement bildet, verbreitert, und es wird die durch das Ansteigen des Hochspannungs-Laststromes bedingte Absenkung der Hochspannung verringert. Auf diese Weise ergibt sich eine verbesserte Spannungsregelung.

Wird jedoch bei dem in F i g. 1 dargestellten Hochspannungsgenerator die Schwingfrequenz des Horizontaloszillators 1 von der normalen Horizontalfrequenz von 15,75 kHz auf beispielsweise etwa 20 kHz verschoben, wenn der Leistungsschalter des Fernsehempfängers eingeschaltet, ein Fernsehkanal umgeschaltet wird oder dergleichen, so steigt die Spannung am Hochspannungsanschluß 10 über den gewünschten Wert. Dieser unerwünschte Anstieg der Hochspannung, die der Anode der Kathodenstrahlröhre zugeführt wird, kann die Röhre beschädigen, zur Aussendung von Röntgenstrahlen führen usw.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Erzeugung unerwünschter Spannungen, bedingt durch eine Verschiebung der Schwingungsfrequenz des Horizontaloszillators, vermieden wird.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung ίο durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Da die; Resonanzfrequenz des die Sekundärwicklung des Rücklauftransformators umfassenden Parallelresonanzkreise größer als die Horizontalfrequenz ist kann die Ausgangsspannung durch eine Änderung der Resonanzfrequenz stabilisiert werden, die durch eine Änderung des Laststroms verursacht wird.

Der zusätzliche Kondensator zwischen dem Schalter und dem Rücklauftransformator bildet mit dessen Primärwicklung einen Serienresonanzkreis, dessen Resonanzfraquenz etwas niedriger a¹ die Horizontalfrequenz ist. Selbst wenn daher die Schwingung des Horizontaloszilliitors und damit die Schaltfrequenz des Schalters stark geändert wird, wird durch diesen Resonanzkreis verhindert, daß eine anormal hohe Spannung am Ausgang auftritt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Fig. 5 und 6 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig.5 ein Schaltbild des Hochspannungsgenerators der Erfindung und

F i g. 6 Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des Hochspannungsgenerators.

Das Ausfü.hrungsbeispiel der Fig.5 unterscheidet sich von der Anordnung gemäß Fig.! im wesentlichen dadurch, daß ein Kondensator 15 mit der Primärwicklung Ta des Rücklauftransformators 7 verbunden ist und daß der Transistor 2 über eine Drosselspule 14 mit dem Stromquellenanschluß 8 verbunden ist. Die Resonanzfrequenz-Kenniinie — bei Betrachtung des RücUauftransformator 7 vom Punkt A aus — besitzt eine erste Resonanzstelle in der Nähe von 20 kHz, wie dies die Kurve R in Fig. 6 darstellt (ähnlich der Kurve P in F ig. 3).

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.5 wird die Resonanzfrequenz der vom Kondensator 15 und der Primärwicklung Ta des Rücklauftransformators 7 gebildeten Reihenresonanzschaltung niedriger als die Horizontalfrequenz gewählt, beispielsweise 9 bis 1OkHz. Demgemäß zeigt in Fig. 6 die Kurve 5 die Resonanzfrequenzcharakteristik dieser Reihenresonanzschaltung, wobei eine zweite Resonanzstelle in der Nähe von 9 bis 10 kHz liegt. Die Frequenzcharakteristik des Hochspannungsgenerators wird daher in F i g. 6 dur~h d"c Kurve Tdargestelit, die sich aus den Kurven R und 5 zusammensetzt. Die Frequenz f_p \ der ersten Resonanzstelle lieg,, vorzugsweise höher als die Horizontalfrequenz /"«und ist kleiner als der zweifache Wert der Horizontalfrequenz (d. h. kleiner als 2 /«). Die Frequenz i_P2 der zweiten Resonanzstelle liegt vorzugsweise niedriger als die Horizontalfrequenz /»und höher als die halbe Horizontalfrequenz (d. h. größer als Uj fa). Ein gutes Ausführungsbeispiel dieses Hochspannungsgenerator ergibt sich, wenn die einzelnen Bauelemente folgende Werte erhalten: die Induktivität der Primärwicklung Ta des Ri'cklauftransformators 7 beträgt 5,4 mH, die Induktivität der Tertiärwicklung Tc beträgt 1,67 mH, der elektromagnetische Kopplungskoeffizient K zwischen Primär- und Sekundärwicklung Ta, Tc liegt

bei 0.62, die Induktivität des Horizontal-Ausgangstransformators 14 beträgt 7,3 mH, die Induktivität der Horizontalablenkspule 5 beträgt 950 μΙΊ. die Kapazität des Kondensators 4 beträgt 16,OnF, die Kapazität des Kondensators 12 liegt bei 56,0 nF und die Kapazität des Kondensators 15 bei 41,0 nF.

Aufgrund dieses Schaltungsaufbaues erzeugt der Rücklauftransforniator 7 an seiner Sekundärwicklung Tb ein Signal, das eine im wesentlichen sinusförmige Wellenform, jedoch mit abgeflachten Scheitelbereichen aufweist (vergl. F i g. 4B), d. h. ähnlich dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1: der Stromfltißwinkel der Gleichrichterschaltung mit der Diode 9 wird verbreitert, was eine verbesserte Spannungsregelung (Spannungskonstanthaltung) am Hochspannungsanschluß 10 mit sich bringt. Fließt kein Hochspanniings-I.aststrom. so wird — wie beim Ausführiingsbeispicl der F i g. I — der Kondensator 11 auf den .Scheitelwert der in Fig. 4R dargestellten Spannung aufgeladen. Kt der Kondensator 11 auf diesen Scluitelwcrt der Spannung aufgeladen, so fließt kein Strom mehr durch die Diode 9: diese ist daher nicht leitend. Der Kondensator 11 ist damit elektrisch vom Rücklauflransformator 7 abgetrennt; die Kapazität dieses Kondensators Il beeinflußt infolge dessen die Resonanzfrequenz auf der Seite des RiR'klauftransformators 7 nicht. Fließt andererseits ein Hochspannungs-l.aststrom. so wird ein Teil der im Kondensator 11 gespeicherten elektrischen Ladung zur Kathodenstrahlröhre transportiert, so daß die Spannung am Kondensator 11 absinkt. Um diesen Spannungsabfall zu kompensieren, lädt die in der Sekundärwicklung Tb des; Rücklauftransformators 7 erzeugte Spannung den Kondensator 11 über die Diode 9 auf; die

■> Diode 9 ist hierbei somit leitend.

Bei leitender Diode 9 ist der Kondensator 11 an die Sekundärwicklung Tb, des Rücklauftransformators 7 angeschlossen; die erste Resonanzfrequenz f_p\ des Rücklauftransformatorsystems wird dadurch nach links

ίο verschoben. Die erste Resonanzfrequenz f_p \ wird also in Richtung auf die Horizontalfrequenz in, beispielsweise I 5.7 "> klT/ verschohen; die an der Sekundärwicklung Tb abgenommene Ausgangsspannung wird dadurch vergrößert. Infolgedessen kann das durch die Vergößre-

Ii rung des llocnspanniings-l.aststromcs bedingte Absinken der I lochspannung kompensiert werden.

Durch Verwendung der aus dem Kondensator 15 und der Primärwicklung Ta des Rücklauftransformators 7 bestehenden Scrienresonanzschaltune wird die Differen/ /wischen dem .Spannungsscheitelwert im ersten Rcsonan/punkl und dem .Spannungswert bei Horizonlalfrequen/ /»klein verglichen mit dem Ausführungsbeispiel der I' i g. I; selbst wenn die Oszillalorfrequen/ des Ilorizontal-Oszillatorkreises nach oben verschoben wird bei Hinschaltung des I.eistungsschalters oder bei Betätigung der Kanalschalter, so steigt dadurch doch die Hochspannung am llochspannungsanschluß 10 nicht in unerwünschtem Maße an.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochspannungsgenerator für einen Fernsehempfänger mit einem Horizontaloszillator, einem Rücklauftransformator, einem Schalter, der den Ausgang des Horizontaloszillators mit der Primärwicklung des Rücklauftransformators verbindet, wobei die Primär- und Sekundärwicklungen des Rücklauftransformators lose gekoppelt sind, einem Gleichrichter, der mit der Sekundärwicklung des Rücklauftransformators undder Hochspannungsanode des Fernsehempfängers verbunden ist, und einem ersten Kondensator, der zu der Sekundärwicklung des Rücklauftransformators zur Bildung eines Parallelresonanzkreises parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz des Parallelresonanzkreises etwas höher als die Horizontalfrequenz ist, und daß ein zweiter Kondensator (15) zwischen den Schalter (2) und die Primärwicklung (7a) des Rücklauftransformators (7) geschaltet ist und mit dieser einen Serienresonanzkreis bildet, dessen Resonanzfrequenz niedriger als die Horizontalfrequenz ist.

2. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des zeilenfrequenten Ausgangssigna! 5 bzw. die Horizontalfrequenz 15, 75 kHz, die Resonanzfrequenz des Parallelresonanzkreises etwa 20 kHz und die Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises etwa 10 kHz beträgt.