DE2624965C2

DE2624965C2 - Kurzschlußfestes Schaltnetzteil für einen Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE2624965C2
Application number: DE2624965A
Authority: DE
Inventors: Wilfried von der 3001 Springe Ohe
Original assignee: Telefunken Fernseh und Rundfunk GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson oHG
Priority date: 1976-06-03
Filing date: 1976-06-03
Publication date: 1984-10-25
Also published as: DE2624965A1

Description

Fernsehempfänger, die überwiegend oder ausschließlich mit Röhren bestückt sind, wurden im allgemeinen ohne Netztransformator ausgebildet. Ein Netztransformator ist ein relativ teures Bauteil und erzeugt außerdem störende Magnetfelder, Außerdem entspricht die Heizspannung für die Reihenschaltung aller Heizfäden der Röhren etwa der Netzspannung, so daß nur ein kleiner Heizvorschaltwiderstand notwendig war. Schließlich ergibt die durch Einweggleichrichtung aus der Netzspannung gewonnene Betriebsspannung etwa den für die einzelnen Stufen erforderlichen Wert.

Bei zunehmender Transistorisierung ist diese Lösung weniger vorteilhaft, weil die Reihenschaltung der Heizfäden der verbleibenden Röhren und die Transistorstufen wesentlich geringere Betriebsspannungen erfordern, die zweckmäßigcrweise mit einem Netztrsnsformator gewonnen werden. Ein Netztransformator hat außerdem den Vorteil, daß durch die galvanische Trennung der Empfängerschaltung vom Netz die Probleme bei der Isolierung des Antenneneingangs, bei Kopfhörerbuchsen, bei Videobuchsen, bei Tonband-Diodenbüchsen sich wesentlich besser beherrschen lassen und außerdem die Schutzmaßnahmen gegen Berührung von Chassisteilen weniger aufwendig werden.

Wegen der relativ großen Leistungsaufnahme, bei einem Farbfernsehempfänger ca. 180 Watt, ist jedoch der

ίο die gesamte Leistung übertragende Netztransformator ein relativ schweres und teures Bauteil.

Zur Verkleinerung und Verbilligung des Netztransformators sind sogenannte Schaltnetzteile bekannt (Funkschau 1975, Heft 5, Seite 40—43). Bei einem sol- < hen Netzteil werden mit der gleichgerichteten Netzspannung, einem elektronischen Schalter und einer schwingfähigen Schaltung in der Primärwicklung eines Trenntransformators Stromimpulse mit einer gegenüber der Netzfrequenz wesentlich höheren Frequenz von ca. 20—28 kHz erzeugt Diese Stromimpulse erzeugen in der Sekundärwicklung des Transformators Spannungsimpuise, aus denen mit Gieichrichterschaltungen die gewünschten Betriebsspannungen für die einzelnen Stufen des Fernsehempfängers gewonnen werden. Da dieser Transformator mit einer wesentlich höheren Frequenz als der Netzfrequenz arbeitet, können seine Abmessungen und sein Gewicht beträchtlich verringert werden. Durch Wahl der Abgriffe an der Sekundärwicklung für die Gleichrichterschaltungen lassen sich die einzelnen Betriebsspannungen mit jeweils der gewünschten Größe erzeugen.

Es ist andererseits bekannt Fernsehempfänger im sogenannten Bereitschaftsbetrieb (instant on) zu betreiben. Das bedeutet, daß z. B. die Bildröhre vorgeheizt ist und außer dem Ton auch das Bild beim endgültigen Einschalten des Empfängers sofort erscheint. Bei einer Fernbedienung ist z. B. ein Fernbedienungsempfänger ständig im Bereitschaftsbetrieb empfangsbereit, damit der Empfänger von der Fernbedienung aus eingeschaltet werden kann. Für einen solchen Bereitschaftsbetrieb, bei dem der Empfänger an sich ausgeschaltet ist, werden zusätzliche Hilfs-Betriebsspannungen benötigt.

Es ist bekannt, diese Betriebsspannungen, die relativ wenig Leistung zur Verfügung stellen müssen, in zusätzliehen Netzteilen zu erzeugen. Siehe DE-PS 26 20 191, Fig. 1. Das bedeutet aber einen zusätzlichen Schaltungsaufwand.

Eine andere Lösung besteht darin, im Bereitschaftsbetrieb das Schaltnetzteil eingeschaltet zu lassen und die Hilfs-Betriebsspannungen für Bereitschaftsbetrieb von Abgriffen der Sekundärwicklung abzuleiten. Dann müssen aber Schaltmittel vorgesehen sein, die die übrigen, vom Schaltnetzteil abgeleiteten Betriebsspannungen bei Bereitschaftsbetrieb abschalten. Außerdem wäre bei dieser Lösung das relativ aufwandreiche Schaltneizteil voll in Betrieb und würde im Bereitschaftsbetrieb eine unerwünscht hohe Leistung aufnehmen. Siehe DE-PS 26 20 191, Spalte 2, Zeile 45-47.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltnetzteil so auszubilden, daß ohne Verwendung eines gesonderten Netzteiles und ohne Abschaltung der erzeugten Betriebsspannungen von den Verbrauchern der Bereitschaftsbetrieb mit abgeschalteten Verbrauchern erreicht und die Hilfs-Betriebsspannung für Bereites Schaftsbetrieb erzeugt wird.

Die;e Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den

Unteransprüchen beschrieben.

Es wurde auch ein Schaltnetzteil vorgeschlagen (älteres deutsches Patent 26 20 191), bei dem für den Bereitschaftsbetrieb durch Einwirkung auf die primärseitige Regelschaltung die sekundärseitig erzeugten Betriebsspannungen verringert werden. Die Hilfs-Betriebsspannung für Bereitschaftsbetrieb wird mit einer zusätzlichen Sekundärwicklung und einem Gleichrichter erzeugt, der während der Flußphase des primärseitigen Schalters leitend ist und daher eine von der Stromflußdauer auf der Primärseite unabhängige Spannung für den Bereitschaftsbetrieb liefert Dabei wird jedoch die Kurzschiußeigenschaft des Schaltnetzteiles zur Verringerung der Betriebsspannungen und gleichzeitigen Erzeugung der Hiifs-Betriebsspannung nicht ausgenutzt

Es wurde ferner ein Schaknetzteil vorgeschlagen (älteres deutsches Patent 24 58 302), bei dem auf der Sekundärseite im Bereitschaftsbetrieb die Betriebsspannung für den Zeilenoszillator mit einem elektronischen Schalter abgeschaltet wird, so daß der Zeilenoszillator, die Zeilenablenkschaltung, die Hochspannungserzeugung sowie weitere davon abhängige Stufen picht mehr arbeiten. Dabei sorgt die primärseitige Regelschaltung dafür, daß die übrigen Betriebsspannungen nicht in unerwünschter Weise ansteigen. Auch dort wird nicht die Kurzschlußeigenschaft des Schaltnetzteiles zur Verringerung der Betriebsspannungen und zur Erzeugung der Hilfs-Betriebsspannung ausgenutzt.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird die Kurzschlußeigenschaft des bekannten Schaltnetzteils in Vorteilhafter Weise zur Erzeugung der Hilfs-Betriebsspannungen ausgenutzt. Das bekannte Schaltnetzteil hat nämlich die Eigenart, daß bei einer starken Belastung an der Sekundärwicklung die zur Spannungsstabilisierung dienende Regelschaltung und die zum Selbstschwingen der Schaltung vorgesehene Rückkopplung unwirksam werden und der Trenntransformator nur noch eine geringe Leistung überträgt. Diese Leistung reicht aber aus, die für Bereitschaftsbetrieb benötigte Hilfs-Betriebsspannungen -elativ kleiner Leistungsentnahme zu erzeugen. Die übrigen Betriebsspannungen für den Normalbetrieb brechen dabei in erwünschter Weise soweit zusammen, daß der Fernsehempfänger nicht mehr betriebsfähig ist, daß also z. B. die Verstärker keinen nennenswerten Strom mehr aufnehmen, die Ablenkgeneratoren nicht mehr schwingen und somk auch keine Hochspannung erzeugt wird. Deshalb sind Schalter zum Abschalten dieser Betriebsspannungen von den Verbrauchern nicht erforderlich.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 eir· Prinzipschaltbild der Erfindung und

F i g. 2 ein praktisch erprobtes Ausfühlungsbeispiel.

In F i g. 1 wird aus der Netzspannung an den Klemmen 1 in einem Gleichrichter 2 eine Gleichspannung erzeugt, die einem Schaltnelzteil 3 zugeführt wird. Dieses enthält einen Trenntransformator 4 mit einer Primärwicklung 5, Sekundärwicklungen 6, 10. einer eine Stabilisierungsschaltung speisenden Wicklung 7 und einer zur Rückkopplung dienenden Wicklung 8. Durch die Wicklung 8 ist das Sehaltnetzteil 3 selbstschwingend ausgebildet, derart, daß mittels eines symbolisch dargestellten Schalters 9 in der Primärwicklung 5 Stromimpulse mit einer Wiederholfrequenz /"von 28 kHz erzeugt werden. Jeweils am Ende eines Stromimpulses entstehen an den Sekundärwicklungen 6, 10 Spannungsimpulse. Aus diesen Impulsen "'erden mit Gleichrichtern 11, !2. 13 und Kondensatoren 28. 14. 15 verschiedene Betriebsspannungen für den Normalbetrieb des Fernsehempfängers erzeugt

Bei Bereitschaftsbetrieb ist der Heizfaden 16 der Bildröhre B über zwei relativ niederohmige Widerstände 17, 18 von 20 bzw. 22 Ohm und einen geschlossenen Schalter 19 an den Ausgang des Gleichrichters 11 angeschlossen. Diese Belastung der Sekundärwicklung 6 ist so niederohmig, daß die von der Wicklung 7 gespeiste Stabilisierungsschaltung und die von der Wicklung 8 gespeiste

ίο Rückkopplungsschaltung aus dem normalen Betrieb herausgeraten. Durch die starke Belastung brechen die dargestellten Betriebsspannungen +160, +19. +12V soweit zusammen, daß der Fernsehempfänger praktisch ausgeschaltet ist Durch den Heizfaden der Bildröhre fließt jedoch ein Strom, der etwa 50% des Nennheizstromes beträgt und für den Bereitschaftsbetrieb ausreichend ist An der Klemme 20 wird eine weitere Hilfs-Betriebsspannung für einen Fernbedienungsempfänger abgenommen.

Beim Einschalten des Empfängers auf Normalbetrieb wird der Schalter 19 geöffnet. Dam; ..ind die Betriebsspannungen + 160, +19, +12V in vollei Höhe vorhanden, so daß der Empfänger seine normale Funktion aufnehmen kann. Der Heizfaden 16 der Bildröhre B und die Klemme 20 werden dann über nicht dargestellte Weitere Mittv.:' mit ihrer Betriebsspannung für Normalbetrieb versorgt. Es wird also die bekannte Kurzschlußeigenschaft des Schaltnetzteils, daß nämlich bei niederohmiger Belastung ohne Gefährdung des Netzteiles die Betriebsspannungen am Ausgang der Sekundärwicklung stark zusammenbrechen, in vorteilhafter Weise zur Erzeugung der Hilfs-Betriebsspannungen ausgenutzt. Die bei Bereitschaftsbetrieb nicht benötigten Spannungen + 160. + 19 und + 12 V brauchen also nicht abgeschaltet zu werden.

Fig.2 zeigt eine praktisch erprobte Schaltung. Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist im wesentlichen bekannt und z. B. beschrieben in Funkschau 1975, Heft 5. Seite 40-43 und Funkschau 1975, Heft 3. Seite 4J-50.

Beim ersten Einschalten wird der Schalttransistor 9, der den Schalter 9 in Fig. 1 darstellt, über den Widerstand 21 leitend, so daß vom Gleichrichter 2 über die Primärwicklung 5, den Transistor 9 und den Widerstand 22 ein sägezahnförmig ansteigender Strom fließt. Dei einem bestimmten Wert des Stromes ist die spannung über dem Widerstand 22 so groß, daß der Thyristor 23 zündet. Dadurch wird der Transistor 9 gesperrt. Durch die Rückkopplungswicklung 8 ist dieser Vorgang kumulativ, so daß die Sperrung des Transistors 9 sehr schnell

so erfolgt und der Strom sehr schnell zusammenbricht. Dadurch entstehen Spannungsimpulse an den Sekundärwicklungen 6, 10, die über die Gleichrichter die dargestellten Betriebsspannungen erzeugen. Die Schaltung 24 mit dem Transistor 25 und der als Spannungs-Referenzelement dienenden Zenerdiode 30 dient zur Spannungsstabilisierung. Bei einer Änderung der Ausgangsspannungen an den Sekundärwicklungen 6, 10. ändert sich auch die Ausgangsspannung der Wicklung 7 und damit die daraus über der- Gleichrichter 26 gewonnene Regelspannung U·). Diese steuert über den Transistor 25 die Einschältschwelle des Thyristors 23 so. daß die Spannungen an den Ausgängen der Sekundärwicklung 6, 10 stabilisiert werden.

Bei Bereitschaftsbetrieb ist wie in Fig. 1 der Schalter

b5 19 geschlossen, so Jaß die Spannungen +160. +19, + 12 V zusammenbrechen, die Bildröhre B mit dem gewünschten Heizstrom vorgeheizt wird und an der Klemme 20 die Hilfs-BetriebssoannunL' für den Fernbe-

dienungsempfänger steht. Die Diode 27 ist dabei weitestgehend wirkungslos. Bei Normalbetrieb ist der Schalter 19 geöffnet. Die Bildröhre B wird jetzt über die Diode 27 mit dem Nenn-Heizstrom versorgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

JO

40

50 55 60 65

Claims

Patentansprüche:

1. Kurzschlußfestes Schaltnetzteil für einen Fernsehempfänger mit Bereitschaftsbetrieb mit einem Trenntransformator, in dessen Primärwicklung durch einen periodisch betätigten Schalter Stromimpulse mit einer im Normalbetrieb gegenüber der Netzfrequenz hohen Frequenz erzeugt werden und dessen Sekundärwicklung über Gleichrichter die Betriebsspannungen für den Fernsehempfänger liefert, dadurch gekennzeichnet, daß für den Bereitschaftsbetrieb an die Sekundärwicklung (6) eine so niederohmige Impedanz (16, 17, 18) angeschlossen ist, daß die Betriebsspannungen (160, 19, 12 V) auf einen für den Normalbetrieb des Empfängers nicht mehr ausreichenden Wert zusammenbrechen, und daß diese Impedanz (16,17,18) als Speisequelle für einen oder mehrere bei Bereitschaftsbetrieb benötigte Verbraucher (B; Klemme 20) dient.

2. Netzte« nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbraucher der Heizfaden (iö) der Bildröhre (B) ist

3. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbraucher ein Fernbedienungsempfänger ist

4. Netzteil nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß an die Sekundärwicklung (6) die Reihenschaltung des Heizfadens (16), eines Widerstandes (17,18), eines bei Bereitschaftsbetrieb geschlossenen Schalters (19) und eines Gleichrichters (11) angeschlossen Ll

5. Netzteil nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß von dem Widerstand (17,18) eine weitere, bei Bereitschaftsbetrieb benötigte Spannung (+18 V) abgenommen ist.

6. Netzteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizfaden (16) zusätzlich über einen Gleichrichter (27) an einen die Heizspannung für den Normalbetrieb liefernden Abgriff der Sekundärwicklung (6) angeschlossen ist.

7. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz (16,17, 18) an den Ausgang (Gleichrichter 11) angeschlossen ist, der die höchste Betriebsspannung (+ 160 V) liefert.