DE2556863A1 - Speiseschaltung fuer fernsehempfaenger - Google Patents

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ 25 568 6

AKTIENGESELLSCHAFT

STUTTGART * 2. ^

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Speiseschaltung für Fernsehempfänger

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speiseschaltung für aus dem Wechselstromnetz gespeiste Fernsehempfänger, bei der zum Unterbrechen des Speisestromes bei Überlastung dieser vom Netzgleichrichter dem Ladekondensator Über einen steuerbaren Halbleiterschalter zugeführt wird, dessen Steuerelektrode durch Impulse der Zeilenablenkung gesteuert wird. Eine solche Schaltung ist Gegenstand der älteren Anmeldungen P 24 49 280.6 und P 25 30 350.8, wobei sich die Anmeldung P 25 30 350.8 zur Aufgabe setzt eine Schaltung anzugeben, bei welcher der Einschaltspitzenwert des Speisestromes auf einen zulässigen Wert begrenzt wird, ohne daß dabei die Verlustleistung etwa durch eingeschaltete Begrenzungswiderstände bei Dauerbetrieb unerwünscht erhöht wird. Fig.l zeigt diese Schaltung. Diese Anmeldung schlägt deshalb vor, die Ansteuerung für den Halbleiterschalter so auszubilden, daß dieser nur leitend gesteuert wird, wenn die Spannung am Ausgang des Netzgleichrichters und damit am Eingang des Halbleiterschalters ein Minimum ist, d.h. also nur in der Gegend eines Nulldurchganges der Netzspannung. Dieses soll nun dadurch erreicht werden, daß die Steuerelektrode des Halbleiterschalters nicht mehr wie bisher gegenüber dessen Kathode betrieben wird, sondern daß der Siebwiderstand als Kathodenwiderstand wenigstens wechselstrommäßig mit einbezogen wird. Es bildet jetzt also der nicht auf Masse liegende Pol des Siebkondensators und nicht der des Lade-

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3.12.1975

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kondensators den Bezugspunkt für die Steuerelektrode. Infolge einer sich über dem Siebwiderstand aufbauenden, dem Halbwellenverläuf proportionalen Gegen spannung, kann jetzt der Halbleiterschalter nur schalten, wenn die Ansteuerspannung diese Gegenspannung überschreitet. Das ist aber bei geeigneter Dimension!erung nur in der Umgebung der Nulldurchgänge der Netzspannung der Fall. Es hat sich herausgestellt, daß die in der Anmeldung P 25 30 350.8 vorgeschlagene Schaltung zwar nur einen sehr geringen Aufwand, dafür aber eine enge Tolerierung des Ansprechwertes des verwendeten Halbleiterschalters selbst dann erfordert, wenn sich die Amplitude der Steuerspannung und der Verlauf der Gegenspannung hinreichend konstant halten läßt. Als Halbleiterschalter werden z.Zt. aus Kostengründen nur Thyristoren verwendet, obwohl entsprechende Transistoren " hierfür ebenfalls eingesetzt werden können. Thyristoren werden nun zwar nach Haltestrom - und Durchschaltspannung

eingestuft, aber für den vorliegenden Fall nicht feinstufig genug.

Die vorliegende Erfindung setzt sich nun zur Aufgabe eine Speiseschaltung anzugeben, bei der auf die Lage des Durchschaltpunktes die Kennlinienwerte des verwendeten Halbleiterschalters ebenso wie die unvermeidlichen Toleranzen der übrigen Schaltungsteile nicht mehr eingehen. Die Lösung dieser Aufgabe ist den Ansprüchen zu entnehmen. Besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Speiseschaltung ist, daß sich bei ihr durch geringfügige Ergänzungen erreichen läßt, daß . auch nach einer nur kurzzeitigen Unterbrechung keine hohen Ladestromstöße erfolgen, sondern daß auch dann der normale Anlaßvorgang mit Durchschalten im Nulldurchgang abläuft.

Die Erfindung soll nun an Hand der in den Figuren gezeigten Beispiele eingehend beschrieben werden. Es zeigen dabei:

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Fig.l die Speiseschaltung nach P 25 30 350.8.

Pig.2 eine erfindungsgemäße Speiseschaltung Fig.3 eine Modifikation dieser Schaltung Fig.4 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise.

Fig.5 einen Ansteuerungsvorschlag für die erfindungs- " gemäße Speiseschaltung bei Fernsehempfängern mit Netζtrennung.

Die Figur 1, die dem Anmeldungsgegenstande der älteren Anmeldung P 25 30 350.8 entspricht, ist in der Einleitung bereits kurz beschrieben worden. Am Netzgleichrichter GIr liegen über eine nicht benannte Netzverdrosselung, Sicherungen SiI und S12 und einen Netzschalter S das 220V Wechselstromnetz. Es ist dabei ohne Belang, ob es sich bei dem Netzgleichrichter GIr um einen Einweggleichrichter oder einen solchen in Grätzschaltung handelt. Th ist der steuerbare Halbleiterschalter, hier als Thyristor dargestellt. Bei gesperrtem Halbleiterschalter wird der Ladekondensator Cl über den Widerstand Rl verhältnismäßig langsam aufgeladen. Typischer Wert für Rl ist etwa 1 k& . Über den Siebwiderstand R2 wird dann der Siebkondensator C2 geladen. Wenn die Spannung am Siebkondensator C2 soweit angestiegen ist, daß die Zeilenablenkschaltung anschwingt und z.B. die Rücklaufimpulse über den zur Potentialtrennung dienenden Koppelkondensator C3 an die Steuerelektrode des Thyristors Th gelangen können, schaltet, wenn der Widerstand R4 wie bei der Anmeldung P 24 49 280.6 zwischen der Steuerelektrode und der Kathode und damit dem Ladekondensator Cl liegt, der Thyristor Th durch und verbindet Netzgleichrichterausgang und Ladeblock niederohmig. In Fig.4 ist in den Diagrammen al und bl dieser Vorgang dargestellt, bl zeigt dabei die Spannung am Ausgang des Netzgleichrichters GIr der in diesem Falle Grätzschaltung hat, gegenüber Masse, al zeigt die beim Durchschalten des Thyristors Th trotz eines eingefügten Schutzwiderstandes von 2,7Ώ auftretenden Ladestromstöße

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bis zu etwa 60 A. Liegt der Widerstand R4 nach P 25 30 38O.8 zwischen Steuerelektrode und Siebkondensator C2, wie in Fig.l dargestellt, so wird an der Steuerelektrode jetzt nur die Differenz zwischen der über den Siebwiderstand R2 abfallenden Spannung und den über den Koppelkondensator C3 anliegenden Steuerimpulsen wirksam, wodurch bei geeigneter Dimensionierung erreicht werden kann, daß der Thyristor Th praktisch nur in der Gegend des Nulldurchganges der Spannung am Ausgang des Netzgleichrichters GIr durchschaltet. Es entstehen so die in Pig.K unter a2 und b2 gezeigten Strom- und Spannungsverläufe, wobei die Ladestromstöße ohne jeden Schutzwiderstand sieh auf maximal l6k erniedrigen. Aus den vorangehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß der Thyristor Th sperrt, wenn infolge Überlastung bzw. eines Bauelementeausfalles keine Steuerimpulse mehr an seine Steuerelektrode gelangen und wenn dabei die Netzgleichrichterausgangsspannung den Wert der Spannung am Ladeblock unterschreitet, da dadurch nicht nur der minimale Haltestromwert des Thyristors unterschritten wird, sondern auch eine Spannungsumpolung bezogen auf die Thyristorkathode erfolgt.

Fig.2 zeigt nun die erfindungsgemäße Speiseschaltung. Mit denen der Fig.l übereinstimmende Bauelemente sind mit gleichem Bezugszeichen versehen. Hier liegt nun die Kollektor-Eraitterstrecke eines Transistors Trs zwischen Steuerelektrode und Kathode des Thyristors Th und ersetzt so den Widerstand R4. Die Basis dieses Transistors liegt über einen hohen Widerstand R3 typischer Wert etwa 30...50 k52 - am Ausgang des Netzgleichrichters GIr. Nur wenn die Spannung an der Kathode des Thyristors Th und damit die am Ladeblock CI etwa gleich der Ausgangsspannung des Netzgleichrichters GIr ist, ist der Transistor Trs gesperrt, tibersteigt aber die über den Widerstand R3 an die Transistorbasis gelangende Spannung die Durchlaßspannung der Basis-Emitterdiode, so schaltet der

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Transistor Trs durch und schließt damit die über den .Koppelkondensator C3 ankommenden Steuerimpulse kurz. Es kann auf diese Weise der Thyristor Th nur leitend gesteuert werden, wenn zwischen Netzgleichrichterausgang und Ladeblock, also zwischen Anode und Kathode des Thyristors Th nur ein geringer positiver Potentialunterschied ist, sodaß hierdurch auch ohne Schutzwiderstand hohe Ladestromstöße vermieden werden. Ist der Thyristor durchgeschaltet, so liegt zwischen seiner Anode und seiner Kathode kein Potential mehr, der Transistor Trs bleibt ¹^ gesperrt und die Ansteuerimpulse an seiner Steuerelektrode werden nicht kurzgeschlossen. Der Kollektor-Emitterstrecke des Transistors Trs ist eine Diode Dl antiparallel geschaltet, damit der Kondensator C3 auch bei gesperrtem Transistor galvanisch mit der Kathode des Thyristors verbunden ist und so Transistor Trs und Steuerelektrode des Thyristors Th gegen Sperrpotentiale geschützt sind, die durch Differentiation mittels des Koppelkondensators C3 entstehen.

Bei "der beschriebenen Speiseschaltung nach Fig.2 können nun aber doch hohe Ladestromstöße auftreten, wenn die Netzzuleitung kurzzeitig unterbrochen wird. Dieses kann durch schnell aufeinanderfolgendes Aus- und Einschalten des Fernsehempfängers, durch schlechte Kontakte in der Netzzuführung oder auch durch Schaltvorgänge im Verteilernetz selbst erfolgen. Bei einer so kurzzeitigen Unterbrechung arbeitet die Zeilenablenkung weiter, da ihr Betrieb aus der Ladung der Elektrolytkondensator C7 und C8 aufrecht erhalten wird. Solange aber dieses der Fall ist, wird auch der Thyristor Th angesteuert und bleibt durchgeschaltet. Wenn nun das Ende der Unterbrechung mit einem gegenüber der restlichen Ladespannung des Ladekondensators Cl hohen positiven Ausgangs spannung am Netzgleichrichter zusammenfällt, so führt dieses zu einem hohen Ladestromstoß, wobei die bei durchgeschaltetem Thyristor Th Über ihn abfallende Sättigungsspannung nicht ausreicht, um damit den Transistor Trs durchzuschalten und

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dadurch die Aussteuerimpulse kurzzuschliessen.

Fig.3 zeigt nun eine. Abwandlung der Speiseschaltung nach Fig.2, bei der auch nach kurzen Netzunterbrechungen keine hohen Ladestrorastöße auftreten. Mit denen der Figur 2 übereinstimmende Bauelemente sind auch hier wieder mit dem gleichen Bezugszeiehen versehen. Die Basis des Transistors Trs ist hier außer über den hohen Widerstand R25 mit dem Netzgleichrichterausgang über die Reihenschaltung zweier Widerstände R5 und Ή.6 mit Masse und mit der Kathode einer Diode D2 verbunden, deren Anode mit der Kathode des Thyristors Th verbunden ist. Parallel zum Widerstände Rö liegt ein Kondensator C4.

Bei eingeschaltetem Fernsehempfänger wird der Kondensator C4 vom Ladekondensator Cl über die Diode D2 und den Widerstand R5 aufgeladen, wobei das Spannungsleiterverhältnis von R5 zu Rö so gewählt ist, daß die Spannung am Kondensator C4 bei durchgeschaltetem Thyristor Th um etwa 50 V niedriger liegt wie die am Ladekondensator Cl. Da R5 und R6 hochohmige Widerstände sind, sinkt die Spannung am Ladekondensator Cl erheblich schneller wie die am Kondensator C4, wenn der Empfänger abgeschaltet wird. Hierdurch wird die Basis des Transistors Trs positiv gegenüber seinem Emitter vorgespannt, der Transistor schaltet durch und schließt die Ansteuerimpulse des Thyristors Th kurz. Bei Wiederkehr der Netzspannung ist der Thyristor Th infolge Fehlens der Ansteuerimpulse gesperrt und Ladekondensator Cl und Siebkondensator C2 werden weiter entladen, bis der durch den Aufladestrom Über den Widerstand Rl gegebene stationäre Ladezustand von etwa 4o V erreicht wird. Sinkt auch die Spannung am Kondensator C4 auf diesen Wert ab, wird der Transistor Trs gesperrt, wenn auch die über den Widerstand Rj5 an seine Basis gelangende Vorspannung die Spannung am Ladekondensator Cl nicht überschreitet. Auch in diesem

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Falle werden also bei erneutem Durchschalten des Thyristors Th hohe Einschaltladestromstöße vermieden, wobei diese jetzt etwa dem Diagramm a2 der Fig. 4· entsprechen.

Bei einem Farbfernsehempfänger, dessen Leistungsaufnahme bei Strahlstrom null etwa l8o Watt betrug wurden die maximalen Einschaltladestromstöße bei unterschiedlicher Ausbildung der Speiseschaltung gemessen und die ermittelten Meßwerte in nachfolgender Tabelle dargestellte

Speiseschaltung	Maximaler Eins bei Brückengleich richtung	chaltladestoß Einweggleich richtung	Zunahme der Leistungs aufnahme d. Schutzwdst.
Ohne Ladestromstoßbegrenzung	100 A	100 A
mit 2,7 Ohm Schutzwiderstand	6OA	6OA	4 W
mit 4/7 Ohm Schutzwiderstand	45 A	45 A	6 W
mit 10 Ohm Schutzwiderstand	25 A	25 A	12 W
ohne Schutzwiderstand nach Figur 2	16 A	28 A

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Hierbei betrugen die Werte für den Lade- bzw. den Siebkondensator bei Brückengleichrichtung 100/iF bzw. 200/|F und bei Einweggleichrichtung 200ynF bzw. 300 mF.

Viele Fernsehempfänger werden heute bereits mit Netztrennung ausgerüstet, um z.B. den Anschluß eines Videorecorders zu ermöglichen. In diesem Falle müßten die Rücklaufimpulse der Zeilenablenkung der Steuerelektrode des Halbleiterschalters Th über einen hochspannungsfesten Trennübertrager zugeführt werden. Da die Zeilenablenkteile in diesem Falle wohl stets thyristorgesteuert sein werden, wie es etwa in der DT-OS 2 144 723 beschrieben wird, liegt es nahe die Steuerimpulse vom Kommutierungsthyristor in der gleichen Weise abzuleiten, wie es in der älteren Anmeldung P 24 50 440.5 für die Steuerung des Hinlaufthyristors vorgeschlagen wurde. Eine solche Schaltungsanordnung zeigt die Fig.5. Dem in dieser Figur nicht bezeichneten Kommentierungsthyristor liegt stets ein aus der Reihenschaltung eines Kondensators (C5) mit einem Widerstände (r8) bestehendes Siebglied parallel. In dieses Siebglied wird nun die Parallelschaltung eines weiteren Kondensators C6 mit einem weiteren Widerstände R9 eingefügt, wobei dann die Kondensatoren C5 und C6 einen kapazitiven Spannungsteiler bilden und R9 das Entladen der Kondensatoren ermöglicht. Über den Widerstand R7 und die Induktivität L, die zum Verbreitern der am kapazitiven Spannungsteiler C5, C6 abgegriffenen Steuerimpulse dient, werden diese dann der Steuerelektrode des steuerbaren Halbleiterschalters Th zugeführt bzw. vorher durch den Transistor Trs kurzgeschlossen.

2 Patentansprüche

2 Blatt Zeichnungen mit 5 Figuren

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Claims (2)

Patentansprüche;

1.) Speisesehaltung für aus dem Wechselstromnetz gespeiste Fernsehempfänger, bei der zum Unterbrechen des Speisestromes bei Überlastung dieser vom Netzgleichrichter dem Ladekondensator über einen steuerbaren Halbleiterschalter zugeführt wird, dessen Steuerelektrode durch Impulse der Zeilenablenkung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Steuerelektrode und Kathode des Halbleiterschalters (Th) die Kollektor Emitterstrecke eines Transistors (Trs) angeordnet ist, daß der Basis dieses Transistors (Trs) über einen hohen Widerstand (R^) vom Netzgleichrichter (GIr) die gleichgerichtete Netzspannung zugeführt wird, und daß hierdurch die Ansteuerung des Halbleiterschalters (Th) nur in der Gegend des Spannungsnull zwischen Anode und Kathode des Thyristors (Th) freigegeben und sonst durch Kurzschließen der Ansteuerimpulse unterbunden wird.

2. Speiseschaltung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Transistors (Trs) mit der Kathode des Halbleiterschalters (Th) über eine Diode (D2) verbunden ist, daß diese Diode (D?) bei durchgeschaltetem Transistor (Trs) gesperrt ist, daß ferner die Basis des Transistors (Trs) mit dem positiven Pol der gleichgerichteten Netzspannung über einen Spannungsteiler (R5, R6) verbunden ist und daß der am negativen Pol der gleichgerichteten Netzspannung liegende Spannungsteilerwiderstand (R6) durch einen Kondensator (C4) überbrückt ist.

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