DE2649910C3

DE2649910C3 - Versorgungsspannungsanordnung für fernsehtechnische Geräte

Info

Publication number: DE2649910C3
Application number: DE2649910A
Authority: DE
Inventors: Willem den Schlieren Hollander
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1981-05-27
Also published as: IT1068773B; FR2331190A1; PL124948B1; FI763082A; GB1551013A; FI65693C; FI65693B; DE2649910A1; FR2331190B1; ATA827376A; JPS5947450B2; JPS5282011A; DD127724A5; DE2649910B2; AT353334B; US4079295A

Description

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

In der FR-PS 13 90 330 ist eine Zeilenablenkschaltung beschrieben, die sich zwischen zwei Normen mit 625 bzw. 405 Zeilen umschalten läßt. Zu diesem Zweck können zwei, die Ablenkspulen speisende Wicklungen des Zeilentransformators entweder hintereinander oder parallel zueinander geschaltet werden. Bei dieser Umschaltung ändern sich jedoch die Streukapazitäten des Transformators, welche für dessen Abstimmung auf die Rücklaufschwingung maßgebend sind. Um nun diese Abstimmung auf die dritte Oberwelle bei der gleichzeilig mit der Umschaltung der Zeilenfrequenz durchgeführten Wicklungsumschaltung im Transformator beizubehalten, sind die beiden Schenkel des Zeilentransformators durch eine außen um die beiden Schenkel herumgewickelte zusätzliche Wicklung miteinander gekoppelt; die beiden Rnden dieser Wicklung lassen sich mit Hilfe eines Schalters kurzschließen, so daß je nach Schalterstellung die Koppelverhältnisse im Transformator — und damit dessen Streuinduktivität — den veränderten Kapazitätsverhältnissen bei der Normumschaltung angepaßt werden können, so daß der Transformator in beiden Fällen auf die jeweilige dritte Oberwelle abgestimmt bleibt und der Zeilenrücklauf in beiden Fällen den gewünschten Verlauf nimmt

Demgegenüber betrifft die Erfindung einen anderen Sachverhalt. Bei ihr handelt es sich um das Problem einer Lastentkopplung von mehreren aus einem gemeinsamen Transformator gespeisten Lasten, von denen sich eine ändern kann und bei Zunahme ein Absinken der Versorgungsspannungen für die anderen Lasten zur Folge haben würde. Ein solcher Fall tritt insbesondere bei Fernsehempfängern auf, wo es oft

ίο zweckmäßig ist, Betriebsspannungen für Teile des Empfängers aus mit Hilfe des Horizontalablenkteils erzeugten Wechselstroms zu gewinnen. Dieser Strom kann von einer Sekundärwicklung eines Transformators, welcher eine mit der Horizontalablenkfrequenz geschaltete Leistungsquelle einer anderen Frequenz mit der ablenkschaltung koppelt, oder von einer Wicklung des Zeilen-Ausgangs-Transformators abgenommen werden. Bei solchen Schaltungen braucht man dann keinen eigenen Netztransformator und der relativ hochfrequente Wechselstrom läßt sich durch kleinere Kondensatoren glätten, als sie sonst für gleichgerichteten Neuweehseibtrum erforderlich sind.

Bei Stromversorgungsanordnungen der obengenannten Art verursacht jedoch die durch den Tonteil sich verändernde Belastung des Zeilenablenkteiles eine Schwankung der Bildbreite mit der Tonfrequenz. In entsprechender Weise kann auch die Bildhöhe durch die Tonfrequenz moduliert werden, wenn die Betriebsspannung für den Vertikal- oder Bildablenkteil vom Zeilenablenkteil gewonnen wird.

Man hat bereits versucht, den Einfluß der Tonmodulation durch die Verwendung eines eigenen Netztransformators für die Tonendstufen, durch einen zwischen die Sekundärwicklung und den Tonteil geschalteten konventionellen Parallelregler sowie durch eine sehr sorgfältig ausgelegte Schaltung mit sehr hochentwickelten Glättungsschaltungen zu verringern; die erste dieser Maßnahmen ist jedoch sehr kostspielig, die zweite erhöht den Leistungsverbrauch und die dritte erfordert

«ο komplizierte Schaltungen und ist außerdtr- nicht immer anwendbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Versorgungsspannungsanordnung zu schaffen, bei welcher Schwankungen einer aus einer Transformatorwicklung gespeisten Last sich nicht auf die Stabilität der Spannungsversorgung der aus anderen Transformatorwicklungen gespeisten Lasten auswirken, ohne daß dazu ein erheblicher Schaltungsaufwand, wie ein zusätzlicher Transformator oder Regel- und Stabilisierungsschaltungen erforderlich wären, welche ihrerseits zusätzliche Verluste bringen würden. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung enthält also einen Transformator mit einem Kern, der einen magnetischen Hauptflußweg bildet, einer Primärwicklung und mindestens einer ersten und zweiten zusätzlichen Wicklung. Die erste Wicklung ist mit einer Wechselsiromquelle in einem Leis'ungsversorgungs- und Ablenksystem gekoppelt und zur Erzeugung eines Flusses im Kern um diesen gewickelt, Die erste zusätzliche Wicklung ist eng um den Kern gewickelt, so daß in ihr durch den Hauptfluß im Kern eine Spannung induziert wird; diese Wicklung ist ferner mit einem ersten Verbraucher oder einer ersten Last verbunden und versorgt diese mit einer Betriebsspannung. Die zweite zusätzliche Wicklung ist lose um den Kern gewickelt, ohne jedoch einen Kernschenkel zu umfas-

sen, so daß in ihr im wesentlichen durch den StreufluQ des Transformators eine Spannung induziert wird. Die zweite zusätzliche Wicklung ist so geschaltet, daß sie die Betriebsspannung für einen zweiten Verbraucher liefert und daß Schwankungen des vom zweiten Verbraucher aufgenommenen Stromes praktisch keinen Einfluß auf das Ablenksystem und die Spannung für den ersten Verbraucher haben.

Weiterbildungen und spezielle Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet, ι ο

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen

F i g. 1 und 2 ein Schaltbild einer Horizontalablenk- und Stromversorgungsschaltung mit einem Transforma- ■ tor für eine Anordnung gemäß der Erfindung;

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines für die Anordnung gemäß F i g. 1 und 2 geeigneten Transformators; und

F i g. 4 eine Belastungsschaltung mit Regler für den Transformator gemäß F i g. 3.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß F i g. I und 2 liefert eine geschaltete Leistungsquelle eine geregelte Spannung für eine Horizontalablenkschaltung und gewährleistet ferner zwischen Primär- und Sekundärwicklungen eines Schalttransformators eine Trennung vom Netz. Schaltungsanordnungen dieses Typs sind an anderer Stelle genauer erläutert, im folgenden wird daher nur auf die für das Verständnis der Erfindung wichtigeren Teile eingegangen.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 wird die Netzspannung durch einen Gleichrichter 16 gleichgerichtet und fließt dann durch die Primärwicklung 22a eines Schalttransformators 22 und über einen Schalttransistor 124 einer Schalt-Endstufe 36, die mit der ^ Horizontalablenkfrequenz arbeitet. Hierdurch wird in Sekundärwicklungen 22b, 22c und 22c/ Wechselspannung induziert, die den angegebenen Klemmen in F i g. 2 zugeführt wird.

Die Wechselspannung an der Klemme / wird in dem -»o in F i g. 2 dargestellten Schaltungsteil durch einen Gleichrichter 52 gleichgerichtet und liefert die Betriebsspannung für eine Horizontalablenkeinrichtung 58. Die Horizontalablenkeinrichtung arbeitet mit einem bidirektionalen Doppelschalter, der einen Kommutierschal- ler 58 und einen Hinlauf- oder Ablenkschalter 73 enthält. Während des Kommutierintervalles jedes Ablenkzykius fließt Energie durch eine Kommutierichaltung 62 um die Verluste zu kompensieren, die in der Schaltungsanordnung während des Ablenk- oder Hinlaufintervalles aufgetreten sind. Während des Ablenkintervalles verbindet der Ablenkschaiter 73 Ablenkwicklungen 74 mit einem Kondensator 76, so daß •in sägezahnförmiger Ablenkstrom durch die Ablenkwicklungen 74 fließt. Während des Rücklaufintervalles jedes Ablenkzyklus, das in das Kommutierungsintervall fällt, wird Rücklaufimpulsenergie durch den Transformator 78 übertragen, um mittels einer Hochspannungsvervielfacher- und Gleichrichteranordnung 82 eine Bildröhrenhochspannung zu erzeugen und um in einer &⁰ Wicklung 78c des Transformators Hilfsrücklaufimpulse zu induzieren. Der Kommutierschalter 58 wird durch Impulse erregt, die mittels einer Impulsformungsschaltung 94 erzeugt werden, während der Ablenkschalter 73 durch eine Schwingung gesteuert wird, die vom ^M Kommutierschalter 58 ahgenommer und durch Schaltungselemente 278, 280, 282, 284 un& 286 geformt wird. Nähere Einzelheiten einer solchen Ablenkeinrichtung sind in der US-PS 34 52 244 beschrieben.

Die Leistungsquelle gemäß diesem Ausführongsbeispiel arbeitet mit der Horizontalablenkfrequenz, obwohl auch andere Frequenzen verwendet werden können, und wird zusammen mit der Ablenkeinrichtung durch eine Synchronisiersignalquelle 92 synchronisiert, welche mit einer Eingangsklemme einer Oszillator- und Frequenzregelschaltung 96 gekoppelt ist Die Impulse von der Transformatorwicklung 78c werden dem Oszillator zu seiner Synchronisierung bezüglich der Impulse von der Synchronisierimpulsquelle 92 zugeführt. Die Ausgangsimpulse des Oszillators 96 steuern eine Impulsformungsschaltung 94 und eine Modulatorstufe 90, so daß an Klemmen M und N Impulse zum Synchronisieren des Schaltreglers erzeugt werden. Diese Impulse enthalten eine Amplitudeninformation bezüglich etwaiger Gleichspannungsschwankungen in der (B+)-Versorgungsspannung vom Gleichrichter 86. Die Impulse an den Klemmen M und N werden über einen kleinen Trenntransformator 40 (Fig. 1) für eine weitere Verarbeitung durch verschied, ie Impulsformung- und Deiektorschaitungen 30, 34, iö, 26 und 38 übertragen, um ein bezüglich des Tastverhältnisses moduliertes Steuersignal an einer Klemme H eines monostabilen Multivibrators 32 zu erzeugen, der seinerseits rf'.e geschaltete Endstufe 36 steuert.

Die Gleichspannung von der an den Gleichrichter 86 (Fig. 2) angeschlossenen Klemme B+ kann auch als Betriebsspannung für den Bild- oder Vertikalablenkteil des Fernsehempfängers verwendet werder.. Die Spannung an der Wicklung 22d wird in F i g. 4 zur Erzeugung einer Spannung für den Tonteil des Fernsehempfängers verwendet, dessen Belastung durch einen an Klemmen 307 und 308 angeschlossenen Widerstand 309 dargestellt ist. Durch einen Gleichrichter 300 wird eine halbweggleichgerichtete Spannung erzeugt, die durch einen Filterkondensator 302 geglättet wird. Eine Zenerdiode 303, ein Transistor 304 und Widerstände 305 und 306 bilden einen verhältnismäßig einfachen Parallel- oder Nebenschlußregler zur Stabilisierung der Gleichspannung an den Klemmen 307 und 308. da sich die duuh den Widerstand 309 dargestellte Belastung durch den Tonteil ändert. Da die Wicklung 22c/ so lose mit dem Transformator 22 gekoppelt ist, ist die Spannung an der Wicklung 22c/ für Lastschwankungen nicht stabilisiert, obwohl es die Primär- und Sekundärspannungen der Wicklungen 22a. b und c sind. Die an der Wicklung 22c/ auftretende Spannung ist konstant, solange der von dieser Wicklung abgenommene Strom konstant ist und der Regler einwandfrei arbeitet. Wenn bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 die Belastung durch den (veränderlichen) Widerstand 309 zunimmt, leitet der Transistor 304 weniger und strebt dadurch r¹·.· .Spannung an den Klemmen 307 und 308 zu erhöhen, so daß die Spannung im Endeffekt im wesentlichen konstant bleibt. Wenn andererseits die Belastung durch den Widerstand 309 abnimmt, übernimmt der Transistor 304 mehr Strom und strebt dadurch die Spannurg an den Klemmen 307 und 308 herabzusetzen, so ddß die Spannung wieder im wesentlichen konstant bleibt, Die Reihenschaltung aus dem Widerstand 305 und dem Transistor 304 bilden also einen Nebenschlußregler. Der Widerstand 30b verhindert, daß beim Abschalten der Last 309 eine unzulässig hohe Verlustleistung im Regler auftritt. Ein dem Gleichrichter 300 parallelgeschalteter Kondensator dient zur Unterdrückung von Einschwingvorgängen und Störschwingungen in der Schaltung.

Fig. 3 zeigt einen Transformator, der in einer Leistungsquelle gemäß der Erfindung zur Behebung der oben beschriebenen störenden Belastungs- und Wechselwirkungsprobleme verwendet werden kann. Der Transformator enthält einen Kern 22 aus zwei -, E-förmigen Hälften, zwischen denen Luftspalte 22e vorgesehen sind. Primär- und Sekundärwicklungen 22a. bund c. wie sie im Schaltbild in Fig. I dargestellt sind, sind auf den Mittelschenkel des Transformators gewickelt. Um den ganzen Transformator ist eine mit m diesem relativ lose gekoppelte Wicklung 22c/gewickelt, so daß sie durch den StreufluO des Transformators erregl wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 verlauf! der magnetische Fluß in einem bestimmten Zeitpunkt z. B. im Mittelschenkel des Kerns nach oben ι-, und in den beiden äußeren Kernschenkeln nach unlen. so daß in der Wicklung 22c/ Spannungen induziert werden, die sich aufheben, solange kein Streufluß existiert. Da jedoch ein Streufluß vorhanden ist und zwar in erster Linie im Bereich der Luftspalte in den >o beiden äußeren Kernschenkeln, heben sich die die Windungen der Wicklung 22c/durchsetzenden Magnetflüsse nicht vollständig auf und die Flußdifferenz, die gleich dem wirksamen StreufluD ist, induziert in der Wicklung 22c/die Spannung, die durch den Gleichrichter 300 in 1 i g. 4 gleichgerichtet wird. Da der Streufluß zur Induzierung der zur Speisung der Tonschaltungcn gleichgerichteten Spannung verwendet wird, haben Schwankungen der Belastung durch den Tonteil nur wenig Einfluß auf die Spannungen, die durch den magnetischen Hauptfluß im Kern in den Wicklungen 22a, 22b und 22r induziert werden. Die beschriebene Verwendung des Streuflusses verringert außerdem die vom Net/ aufgenommene Gesamtleistung, da der sonst verlorengehende Streufluß wirkungsvoll nutzbar gemacht wird.

Wenn auch die Wicklung 22c/ als um den im Scha It bet rieb arbeitenden Stromversorgungstransformator 22 gewickelt dargestellt ist. kann sie selbstver ständlich auch in entsprechender Weise um einen anderen Transformator gewickelt sein, wie den Horizonialablenk F^r.ndtransformator oder Zeilentransformator, wobei sK-h dann die gleichen Vorteile ergeben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Versorgungsspannungsanordnung für fernsehtechnische Geräte mit einer Wechselstromquelle und einem Transformator, der einen Kern mit Luftspalt aufweist sowie eine Primärwicklung, die an die Wechselstromquelle angeschlossen und um den Kern gewickelt ist, um in diesem einen magnetischen Fluß zu erzeugen, ferner eine fest mit dem Kern gekoppelte Sekundärwicklung, deren induzierte Spannung einer ersten Last als Versorgungsspannung zugeführt wird, und eine lose mit dem Kern gekoppelte, um die Außenschenkel des Kerns geführte Tertiärwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Tertiärwicklung (2Id) im Bereich des Luftspaltes (22e^ angeordnet ist und die allein vom Streufluß in ihr induzierte Spannung einer zweiten, veränderlichen Last (309) derart zugeführt ist, daß Schwankungen dieser zweiten Last praktisch keine Auswirkungen auf die erste Last und die WechselstromQuille haben.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (22) ein Zweifensterkern ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (22a) und die Sekundärwicklung (22b) um einen Mittelschenkel des Kerns (22) gewickelt sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tertiärwicklung (22d) um zwei äußere Schenkel des Kerns (22) gewickelt ist.

5. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadu'^h gekennzeichnet, daß die erste Last die Zeilenablenkschaltung eines Fernsehgerätes ist.

6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator der Ausgangstransformator der Zeilenablenkschaltung ist.