DE2551287C2 - Hochspannungs-Vervielfacherschaltung - Google Patents

Hochspannungs-Vervielfacherschaltung

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DE2551287C2
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Roederstein Spezialfabriken fur Bauelemente Der E
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Ernst Roederstein Spezialfabrik Fuer Kondensatoren 8300 Landshut GmbH
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Description

Vorteiihaiterweise sind in jedem Wickel zwei Kapazitäten in Reihe gewickelt und die einseitig herausgeführten Anschlußdrähte derart angebracht, daß für keinen dieser Anschlußdrähte ein Gegenbelag besteht
Durch diese Besonderheit wird die bei flachen Kondensate), en prinzipiell bestehende Gefahr des Durchdrückens der Anschlußdrähte beseitigt und damit die erforderliche hohe Spannu.igsfestigkeit erreicht
Die verwende'·^ Dioden bestehen vorzugsweise aus Silizium-Dioden.
Es ist zweckmäßig, die gegenseitig ausgerichteten Rachblöcke mit den dazwischen angeordneten Dioden in eine Form einzusetzen und mit Kunstharz zu vergießen, wobei in der Form neben den gegenseitig ausgerichteten Flachblöcken vorzugsweise noch ein weiterer Kondensator als diskreter, Element angeordnet und zur Kaskade dazugeschaltet wird. Bei diesem zusätzlichen Kondensator kann es sich um einen üblichen runden Kondensator handeln, dessen Durchmesser der Gesamtdicke der beiden nebeneinanderliegcndcn Fiachbiock Kondensatoren angepaßt ist.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Flachblock-Kondensatoren mit zwei in Reihe geschalteten Kapazitäten für eine Hochspannungs-Vervielfacherschaltung der vorstehend erläuterten Art zeichnet sich dadurch aus, daß bei der Reihenwicklung von zwei Kondensatoren der erste Anschluß vor der Einwicklung des gemeinsamen Gegenbelags eingeführt und mit der ersten Wertfolie verbunden wird, daß der am gemeinsamen Gegenbelag anzubringende Anschluß nach dem Abschneiden der ersten Wertfolie und vor dem Einlegen der zweiten Wertfolie eingebracht wird, und daß der dritte Anschluß nach dem Abtrennen des gemeinsamen Gegenbelags am Ende der zweiten Wertfolie angebracht wird, worauf das Zusammenpressen des Wickels zu einem Flachblock erfolgt.
Diese spezielle Wickeltechnik gewährleistet, daß für die Anschlußdrähte kein Gegenbelag besteht und demgemäß auch die bei Flachblock-Kondensatoren üblicherweise befürchtete Durchschlaggefahr bei hohen Spannungen beseitigt ist.
Beim Zusammenpressen des Wickels /u einem Flachblock ist es von Vorteil, zwischen den Anschlußdrähten einen möglichst großen Abstand einzuhalten. Dieses Zusammenpressen erfolgt zweckmäßigerweise in einer Richtung senkrecht zu t_er durch zwei Anschlußdrähte verlaufenden Ebene, wobei der verbleibende dritte Anschluß etwa in der Mitte zwischen den beiden anderen Anschlüssen liegt.
Die Erfindung wird nai'/folgend anhand der Zeichnung näher erläutert: in der Zeichnung zeigt
I ι g. 1 ein Schaltbild eine·· Spannungsverdreifacher-Kaskade.
1 ι g. 2 eine Prinzipdarstellung des Aufbaus eines zwei Kapazitäten enthaltenden Wickels,
F i g. 3 eine schematische Darstellung der gegenseitigen Anordnung /wo·τ Flachwickel.
F ι ^. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Hochspannungs-Vervielfacherschaltung mn h der Erfindung vor dem Vergießen, und
F i g. 5 eine schematischc Darstellung einer in eine Form eingesetzten und vergossenen Hochspannungs-Vervielfacherschaltung.
Fig. 1 zeigt eine Ausfiihrungsform einer Spannungsvcrdreifacherschalting nach Cockcroft-Walton, bei der tue Piimpsäule aus in Reihe gcschallelcn Kondensatoren Ci. Ci und die Speiche rsäulc aus Kondensatoren Ci.
Q und gegebenenfalls C5 aufgebaut ist Zwischen die Kondensatoren der Pump- und Speichersäule sind in bekannter Weise Dioden A bis A bzw, A geschaltet
An der Eingangsklemme U~ wird die zu verdreifachende Wechsel- oder Impulsspannung zugeführt und an der Klemme UH kann die gewünschte Gleichspannungs-Hochspannung abgenommen werden.
Die einzelnen Verbindungspunkte bzw. Schaltungspunkte zwischen den Dioden und den Kapazitäten sind ίο in Fig. 1 mit den Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 gekennzeichnet Vom Schaltungspunkt 2 ist ein Anschluß Uf für die Fokusspannung in Fernsehgeräten abgezweigt
Zwischen die Schaltungspunkte 1 und 2 können der Kondensator Cj und die Diode A geschaltet sein, wobei diese beiden Schaltelemente über die Punkte D und A direkt miteinander verbunden sein können und diese Verbindungsleitung an Masse liegt Es sei noch erwähnt. daß der als Fokuskondensator dienende Kondensator O, für bestimmte Anwendungsfälle der Verdreifacherschaltung auch eingespart werden kar~
Die Prinzipdarsteüung nach Fi g. 2 dient zur Erläuterung des Aufbaus und der Herstellung von Flachkondensatoren, wie sie für die Hochspannungs-Vervielfacherschaltung nach der Erfindung erforderlich sind.
Bisher ist es üblich, bei Wickel-Kondensatoren runde Bauformen zu verwenden, um die erforderliche Spannungsfestigkeit zu erreichen. Bei flachen Kondensatoren besteht die Gefahr des Durchdrückens der JO Anschlüsse, und diese Gefahr hat den Einsatz von Flachkondensatoren bisher dann verhindert, wenn an derartige Kondensatoren hohe Anforderungen hinsichtlich der Spannungsfestigkeit zu stellen v.aren.
Durch die Maßnahmen gemäß vorliegender Erfindung werden die bisher üblichen Schwierigkeiten bei Flachkondensatoren im Hinblick auf deren Spannungsfestigkeit beseitigt Zu diesem Zweck werden zwei Kondensatoren in spezieller Weise in Reihe gewickelt. Dies wird anhand der F i g. 2 erläutert, wöbe· das selbstverständlich zwischen den Folien einzubringende Dielektrikum 13 in Form einer Kunststoffolie bei der Besc! reibung des Wickelvorgangs nicht besonders erwähnt wird.
Der erste Anschluß 10 für die erste Wertfolie 7 wird vor Beginn des Einwickeins des gemeinsamen Gegenbelags 9 angebracht. Nach dem Abschneiden der ersten Wertfolie 7 wird dann der gemeinsame Anschluß 11 am gemeinsamen Gegenbelag 9 angebracht und anschließend die zweite Wertfolie 8 eingebracht. Nach Fortführung des Wickelvorgangs wird der gemeinsame Gegenbelag 9 abgetrennt und dann am Ende der zweiten Wertfolie 8 aer dritte Anschluß 12 angebracht. Der so erhaltene Rundwickel besitzt demgemäß an einer Stirnseite herausgeführte Anschlüsse 10, 11, 12. denen — wie dies Fig. 2 auch erkennen läßt — kein Gegenbelag gegenüberliegt.
Der Rundwickel wird anschließend gepreßt, wobei ein möglichst weiter Abstand der Anschlußdrähte eingehalten wird.
fto Wie F i g. 3 zeigt, /erden zwei Kondensatorenwickel, die die Form von Flachblöcken (14. 15) aufweisen und in der soeben beschriebenen Weise hergestellt worden sind, mit Abstand übereinander oder nebeneinander angeordnet, und zwar derart, daß ihre Anschlußdrähte f' in entgegengesetzte Richtung zeigen.
Zwischer. Jen beide ii Flachblöcken 14 und 15> wc nie η die Dioden Di bis D-, angebracht und mit den Anschlußdrahten in Kaskadenschaltung verbunden.
Dit^s ist in F i g. 4 gezeigt.
Die Dioden können schon vor dem Einbringen /wischen die beiden Flachblocke 14, 15 in ihrer gegenseitigen Lage fixiert sein, so daß das anschließende Verbinden mit den auf gegenüberliegenden Stirnseiten herausgeführten Anschlußdrähten der Flachblöcke 14,15 weiter vereinfacht wird.
Die in F i g. 4 gezeigte, äußerst kompakte Anordnung wird vorzugsweise in der in Fig. 5 gezeigten Weise in eine Form eingebracht und mit Kunstharz vergossen. Dabei ist es auch problemfrei möglich, in diese Form noch eine weitere Kapazität C\ als diskretes Bauelement einzubringen und mit der Schaltung elektrisch zu verbinden.
Durch die Erfindung wird einerseits die Herstellung von hohe Spannungsfestigkeit besitzenden Flachkondensatoren in überraschend einfacher Weise möglich und andererseits erreicht, daß unter Verwendung derartiger Flachkondensatoren eine besonders raumsparende Hochspannungs-Vervielfacherschaltung geschaffen werden kann, die überraschend gi.te HF-Eigenschaften besitzt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Hochspannungs-Vervielfacherschaltung, insbesondere für Fernsehgeräte, bestehend aus einer Kaskadenschaltung von Dioden und Kapazitäten, bei der jeweils zwei oder mehr Kapazitäten zu Wickeln zusammengefaßt sind, deren Anschlüsse an einer der beiden Stirnflächen herausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wikkel die Form eines flachen Blockes (14, 15) besitzt, daß zwei derartige Flachblöcke mit ihren zumindest im wesentlichen deckungsgleichen Breitseiten einander zugewandt und mit ihren Anschlüssen (10,11,12) entgegengesetzt gerichtet angeordnet sind, und daß die Dioden (D\ bis Ds) zwischen den Breitseiten der Flachblöcke (14, 15) liegend mit den entgegengesetzt gerichteten Anschlüssen (10,11,12) verbunden sind.
2. Hochspannungs-Vervielfacherschaltung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Wickel zwei Kapazitäten in Reihe gewickelt und die einseitig herausgeführten Anschiußdrähle (iO, 11, 12) derart angebracht sind, daß für keinen dieser Anschlußdrähte em Gegenbeiag besteht
3. Hochspannungs-Vervielfacherschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (D, bis D5) aus Silizium Dioden bestehen.
4. Hochspannungs-Vervielfacherschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitig ausgerichteten Flachblöcke (14,15) mit den dazwischen angeordneten Dioden [D\ bis D·,) in eine Form (16) eingesetzt und mit Kunstharz vergossen r'-id.
5. I lochspannungs-Vervielfacherschaltung nach Anspruch 4. dadurch gekennz? chnet. daß in der Form (16) neben den Flachblöcken (14,15) noch ein weiterer Kondensator (C-,) als diskretes Element angeordnet und zur Kaskade dazugeschaltet ist.
6. Verfahren zur Herstellung von Rachblock-Kondensatoren mit zwei in Reihe geschalteten «o Kapazitäten für eine Hochspannungs-Vervielfacherschaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß be der Reihenwicklung von zwei Kondensatoren der erste Anschluß (10) vor der Einwicklung des gemeinsamen Gegenbelags (9) eingeführt und mit der ersten Wertfolie (7) verbunden wird, daß der am gemeinsamen Gcgenbelag anzubringende Anschluß (11) nach dem Abschneiden der ersten Wertfolie (7) und vor dem Einlegen der zweiten Wertfolie (8) eingebracht wird, und daß der dritte Anschluß (12) nach dem Abtrennen des gemeinsamen Gegenbelags (9) am Ende der zweiten Wertfolie angebracht wird, worauf das Zusammenpressen des Wickels zu einem Flachblock erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß beim Zusammenpressen des Wickels ein möglichst großer Abstand zwischen den Anschlußdrähten (10,11,12) eingehalten wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenpressen in einer Richtung senkrecht zu der durch zwei Anschlußdrähte verlaufenden Ebene erfolgt, wobei der verbleibende dritte Anschluß etwa in der Mitte zwischen den beiden anderen Anschlüssen gelegen ist.
Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs-Vervielfacherschaltung, insbesondere für Fernsehgeräte, bestehend aus einer Kaskadenschaltung von Dioden und Kapazitäten, bei der jeweils zwei der mehr Kapazitäten zu Wickeln zusammengefaßt sind, deren Anschlüsse an einer der beiden Stirnflächen herausgeführt sind.
Zur Erzeugung von Hochspannungen aus sinus- oder impuisförmigen Wechselspannungen sind unter den Bezeichnungen Graetz-Schaltung, Greinacher-Delon-Schaltung und Cockcroft-Walton-Sc'naltung Spannungsvervielfachungs-Kaskaden bekannt, bei denen eine Serienschaltung von Dioden verwendet wird, die auf zwei Säulen von in Reihe geschalteten Kondensatoren arbeiten, wobei die eine Säule als Pumpsäule und die andere Säule als Speichersäule bezeichnet werden kann. Derartige Spannungsvervielfachungs-Kaskaden werden auch zur Hochspannungserzeugung in Fernsehgeräten eingesetzt.
Aus der DE-AS 24 20 452 ist nun bekannt, mehrere Kapazitäten in einem Rundwickel durch Serienschaltung der Kapazitäten zusammenzufassen.
Ferner ist aus dieser deutschen Auslegeschrift auch bekannt, bei einer Schaltungsanordnung zur Spannungsverdreifachung vier Kondensatoren in Form elektrisch voneinander unabhängiger Kondensatorpaare zu zwei Wickeln zusammenzufassen und dabei die Anschlüsse der Kondensatorbelegungen an den Stirnseiten der Wickel herauszuführen. Durch Anordnung zweier derartiger Rundwickel nebeneinander und Anbringen der erforderlichen Dioden zwischen den stirnseitig herausgeführten Anschlüssen der Kondensatorwickel gemäß dieser bekannten Anordnung kann eine im Vergleich zu anderen bekannten Anordnungen relativ kompakte Hochspannungskaskade erhalten werden.
Aus der DE-OS 23 36 082 ist eine Hochspannungs-Vervielfacherschaltung bekannt, bei der eine erste und eine zweite Reihenschaltung von Kondensatoren jeweils durch einen zylinderförmigen Mehrfach Kondensatorwickel gebildet sind und zwischen den zylinderförmigen Mantelflächen der beiden Mehrfach-Kondensatorwickel eine Diodenbaugruppe angeordnet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. eine Hochspannungs-Vervielfacherschaltung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die sich durch einen besonders raumsparenden Aufbau auszeichnet und überdies gute HF-Eigenschaften aufweist, d.h. die weitestgehend störstrahlungsfrei ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder Wickel die Form eines flachen Blockes besitzt, daß zwei derartige Flachblöcke mit ihren zumindest im wesentlichen deckungsgleichen Breitseiten einander zugewandt und mit ihren Anschlüssen entgegengesetzt gerichtet angeordnet sind, und daß die Dioden zwischen den Breitseiten der Flachblöcke liegend mit den entgegengesetzt gerichteten Anschlüssen verbunden sind.
Es hat sich gezeigt, daß aufgrund der Ausgestaltung der Wickel und der räumlichen Relativlage der Flachblöcke sowie der Dioden einerseits besonders kleine Abmessungen der gesamten Hochspannungs· Vervielfacherschaltung erreicht werden, andererseits aber auch überraschend positive Ergebnisse hinsichtlich der Störstrahlungsfreiheit erzielbar sind. Diese vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Hochspannungs-Vervielfacherschaltung dürften auch eine Folge davon sein, daß die zu den Dioden führenden Anschlußleitungen und auch die Dioden in einem durch die Flachblöcke abgeschirmten Bereich liegen.
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