DE2707162B2 - Schaltregler zur Abgabe einer geregelten Gleichspannung an das Horizontal- und das Vertikal-Ablenkgerät sowie den Videoteil in einem Fernsehempfänger mittels eines schaltfrequenzmäßig einstellbaren Schaltbauelements - Google Patents

Description

2. Schaltregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied (60) aufweist: einen Integrierer (10) zum Aufintegrieren des Zeilen-Rücklauf impulses (Fig. 2 a) in ein erstes Regelsignal (101 in Fig. 2b) als Sägezahn-Spannung, und eine Schaltregeleinrichtung (11 bis 14) mit einem Fühler (11,12), der aus der Ausgangs-Gleichspannung (von A) ein Gleichspannungs;-Signal als ein zweites Regelsignal erzeugt, dessen Pegel von der Ausgangs-Gleichspannung abhängig ist, und einer Uberlagerungseinrichtung (13), die die Sägezahn-Spannung des ersten Regelsignals der Gleichspannung des zweiten Regelsignals überlagert, um das resultierende Signall als Stellsignal am Schaltbauelement (52) zur Steuerung von dessen Einschaltzeit zu erzeugen.

3. Schaltregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied ferner aufweist: einen astabilen Multivibrator (17), der durch den Aufbau der instabilen Gleichspannung im 2'eitpunkt der Inbetriebnahme erregt und nach idem Aufbau der instabilen Gleichspannung aberregt wird, um einen weiteren Impuls dem Integrierer (10) zuzuführen, und daß die Schaltregeleiniichtutig (11 bis 14) über eine selektive Versorgungseinrichtung (18) mit der instabilen Gleichspannung beaufschlagbar ist, wenn diese im Zeitpunkt der Inbetriebnahme einen vorbestimmten Pegel nicht bzw. erst nach dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme überschreitet.

4. Schaltregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltregeleinrichtung (11 bis 14) das Schaltbauelement (52) vom Ein- in den Ausschalt-Zustand während der Zeilen-Rücklaufperiode und vom Aus- in den Einschalt-Zustand innerhalb der Zeilen-Ablenkperiode übergehen läßt und auch den Zeitpunkt des Umschaltens des Schaltbauelements (52) vom Ausin den Einschalt-Zustand bei Zu- bzw. Abnahme der Ausgangs-Gleichspannung (von A) verzögert bzw. voreilen läßt.

Die Erfindung betrifft einen Schaltregler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es gibt einen Schaltregler für Fernsehempfänger (US-PS 3819986). bei dem eine nicht stabilisierte Gleichspannung durch einen Zerhacker geführt und dann gleichgerichtet wird, um an eine Last, wie z. B. einen Zeilen-Oszillator, abgegeben"zu werden und bei dem ein Oszillator in einem Regelgiied zum Regeln des Zerhackers vorgesehen ist, in das Trigger- oder Ansteuerimpulseeingespeist werden, die durch Differenzieren des Ausgangssignals des Zeilen-Oszillators erhalten werden. Bei diesem Schaftregler wird bei geschlossenem Netzschalter, d. h. bei Inbetriebnahme, eine instabile Gleichspannung über einen Kondensator an Lasten gelegt, wie z. B. einen Zeilen-Oszillator, ein Zeilen-Erregungsglied und ein Regelglied, so daß diese Lasten zeitweise betätigt werden, damit der Zerhacker arbeitet. Die obige Schaltung wird dann kontinuierlich durch eine Gleichspannung betrieben, die als Ausgangssignal des Zerhackers aufgrund der zeitweisen Betätigung der Glieder erhalten wird. Ein derartiger Schaltregler ist gegenüber einem Schaltregler vorteilhaft, bei dem das Regelglied immer durch eine nicht stabilisierte Gleichspannung betrieben wird, da die Last, wie z. B. der Zeilen-Oszillator, das Zeilen-Erregungsglied und das Regelglied durch eine stabilisierte Spannung nach Inbetriebnahme betrieben werden, und da bei kurzgeschlossener Last das Regelglied seinen Betrieb unterbricht, wodurch der Betrieb des Zerhackers unterbrochen wird.

Jedoch hat dieser Schaltregler auch Nachteile:

Es ist insbesondere schwierig, als Ausgangssignal des Zeilen-Oszillators ein gegenüber Temperaturschwankungen stabiles Schwingsignal zu erhalten, so daß die Regelung aufgrund des instabilen Schwingungssignals bewirken kann, daß die stabilisierte Gleichspannung abhängig von der Temperatur-Schwankung schwankt.

Da darüber hinaus der Schaltregler weiterarbeitet, selbst wenn ein Fehler vorliegt, wie z. B. ein Kurzschluß des Zeilen-Ausgangstransistors, was oft erfolgt, fließt ein großer Laststrom, der nacheinander die den Zerhacker bildenden Schaltungsbauelemente, wie z. B. ein Schaltbauelement, zerstört.

Diese Schwierigkeit tritt auch auf bei einem Schaltregler der eingangs genannten Art (vgl. »Mullard Technical Communications«, Vol. 13, Nr. 127, S. 258 bis 279, Juli 75).

Die Folge* oder Schaltfrequenz des Ein- und Aus-Schalt-Betriebs des dortigen Schaltbauelements ist die Schwingfrequenz eines Oszillators, der als Freilaufsy-

stem bzw. im freischwingenden Betrieb selbst dann arbeitet, wenn die Einspeisung des Zeilen-Rücklaufimpulses, der als Trigger-Impuls zum Verriegeln der Schwingfrequenz mit der Zeilenfrequenz zugeführt wird, unterbrochen wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den Schaltregler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er seinen Betrieb einsteilt, wenn die Erzeugung von Zeilen-Rückbaf impulsen aufgrund irgendeiner Störung, z. B. des Zeilen-Ausgangstransistors, unterbrochen wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In diesem Zusammenhang ist noch potentiell vorgeschlagen worden (vgl. DE-OS 2460014) eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Energieaufnahme einer Horizontalablenkschaltung mittels Regelung über einen in den Energieversorgungsweg geschalteten Regelthyristor, der von einem Phasenmodulator angesteuert wird, der in Abhängigkeit einer Regelinforrnation wirksam wird, wobei als Regelinformation ausschließlich der von der Ablenkschaltung abgreifbare Zeilenhinlaufimpuls dient, der eine Säge-

ZauiläpannUiig Πϊΐί Konstanter /~iinpiitU\*C UIKi CiHCm

dem Ist-Wert entsprechenden Gleichspannungsanteil umwandelt, und wobei eine Spannung mit Sägezahn-Verlauf aufgrund der Integration einer Spannung an einem Kondensator erhalten wird, deren Amplitude den niedrigsten Gleichspannungs-Anteil der integrierten Sägezahn-Spannung bestimmt.

Nach diesem älteren Vorschlag findet also keine Regelung bzw. Stabilisierung einer Gleichspannung statt, sondern diese ändert sich mit der Amplitude eines Eingangssignals.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des vrfindungsgemäßen Schaltreglers,

Fig. 2a und 2b den Verlauf der Zeilenrücklauf-Spannungsimpulse und des Sägezahn-Spannungssignals, und

Fig. 3 ein weiteres Beispiel für einen Signalformer in Fig. 1.

In Fig. 1 wird die von einer herkömmlichen Wechselstromquelle 1 abgegebene Wechselspannung gleichgerichtet und geglättet in eine instabile Gleichspannung mittels einer Diode 3 und eines Kondensators 4.

Ein Transformator S und ein Transistor 52 bilden einen Zerhacker 50, wobei der Transistor 52 als Schaltbauelement dient, das mit der Zeilen-Frequenz ein- und ausgeschaltet wird.

Ein Glied aus einer Diode 6 und einem Kondensator 7 richtet die am Ausgang des Zerhackers erhaltene Spannung wieder gleich und glättet diese, d. h. die an der Sekundärwicklung 54 des Transformators 5 induzierte Spannung, so daß am Punkt A eine stabilisierte Gleichspannung erhalten wird.

Ein Regelglied 60 regelt das Verhältnis der Leitungsperiode zur Abschaltperiode, also das Tastverhältnis des Transistors 52, um die durch die Diode 6 und den Kondensator 7 gleichgerichtete und geglättete Gleichspannung zu stabilisieren.

Die stabilisierte Gleichspannung wird nicht nur an ein Zeilen-Ablenkglie^. 9, sondern auch an eine weitere Schaltung 8 mit einem Video-Glied und einem Vertikal-Ablenkglied abgegeben.

Das Zeilep-Ablenkglied 9 besteht aus einem Zeilen-Oszillator 27, einem Zeilen-Erregerglied 28 und einem Zeilen-Ausgangsglied 39. Die an das Zeilen-

Ausgangsglied 39 abzugebende Gleichspannung wird über die Primärwicklung 81 eines Zeilentransformators 41 gespeist.

Das Zeilen-Ausgangsglied 39 besteht aus einer Zeilen-Ablenkspule 83, einem Kondensator 85 zum

'° Kompensieren von S-Signalverzerrung, reihengeschalteten Kondensatoren 87 und 89 für Resonanz, einem Zeilen-Ausgangs-Transistor 86 und einer Zeilen-Diode 88. Am Verbindungspunkt B der Kondensatoren 87 und 89 werden Zeilenrücklaufimpulse mit

ι · einer Amplitude erhalten, die zum Anlegen an das Regelglied 60 geeignet ist. Der Verlauf der Zeilenrücklaufimpulse, der im wesentlichen durch die Resonanzschaltung aus der Zeilen-Ablenkspule 83 und den Kondensatoren 87 und 89 bestimmt wird, ist gegenüber Temperaturschwankungers stabiler als das Ausgangssignal des Zeilen-Oszüia*ors 27 oder des Erregergliedes 28.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, werden die Zeilenrück-Iaufimpulse mit gewünschter Amplitude mittels Span-

2'' nungsteilung durch Kondensatoren erhalten, aber es !St HiiCii üiQgiiCii, £*CiiCnruCKiaUxiinpuiSC ϊϊϊϊν gC-wünschter Amplitude vom einen Ende C einer geeigneten Tertiärwicklung am Zeilentransformator 41 zu erzielen (vgl. Fig. 1). Dabei diesem Ausführungsbei-

»I spiel ein Signal mit großer Amplitude benötigt wird (vgl. unten), sollten eher die Zeilenrücklaufimpulse als das Ausgangssignal des Zeilen-Oszillators verwendet werden, um einfacher ein Signal mit großer Amplitude zu erhalten.

r> Ein Schalter 18 besteht aus gegensinnig reihengeschalteten Dioden 24 und 44. Wenn bei Inbetriebnahme der Netzschalter 70 eingeschaltet wird, wird die Diode 24 leitend, um die instabile Gleichspannung, die durch Spannungsteilung mittels Widerständen 22 und 23 erhalten wird, an einen Impulsdauer-Modulator 13 und einen Erreger 14 im Regelglied 60 abzugeben. Darüber hinaus arbeitet auch ein Inbetriebnahme-Glied 17 (vgl. unten) während einer vorbestimmten Zeit bei Inbetriebnahme, so daß sich das

•i'i Ein- und Ausschalten des Transistors 52 abwechselnd wiederholt. Als Ergebnis gibt der Zerhacker 5 eine Ausgangsspannung ab, und die durch Gleichrichten und Glätten der Ausgangsspannung durch die Diode 6 und den Kondensator 7 erhaltene Spannung beginnt

v) von Null aus anzusteigen. Wenn die Gleichspannung am Anschluß- oder Verbindungspunkt A die Spannung am Verbindungspunkt D der Widerstände 22 und 23 überschreitet, wird die Diode 24 gesperrt und die üiode 44 leitend. Sobald die Diode 44 leitend ist,

ν-, arbeitet der Zerhacker 50 weiter, so daß eine stabilisierte Gleichspannung am Verbindungspunkt A erhalten wird. Die Anordnung des Schalters 18 kann beträchtlich die Kapazität eines Kondensators verringern, durch den der Ladestrom bei Inbetriebnahme

Wi fließt.

Ein Signalformer 10 ist ein Integrierer aus einem Kondensator 42 und einem Widerstand 43 und aufintegriert die Zeilenrücklaufimpulse mit positiver Polarität (vgl. Fig. 2a) in ein Sägezahnsignal 101 (vgl.

„, Fig. 2b).

Das an einem Ausgangsanschluß 95 erhaltene Sägezahnsignal wird an die Basis eines Transistors 25 im Impulsdauer-Modulator 13 abgegeben, um ab-

wechselnd den Transistor 25 wiederholt im abgeschalteten und im gesättigten Zustand zu halten. Die Amplitude der an den Signalformer 10 abgegebenen Zeilenrücklaufimpulse wird so eingestellt, daß das Sägezahnsignal eine Amplitude aufweist, die groß genug ist, um momentane Zustandsänderungen des Transistors 25 zu bewirken (z. B. 100 V von Spitzenwert zu Spitzenwert). Die Einstellung des Tastverhältnisses zum Stabilisieren der Gleichspannung am Verbindungspunkt A erfolgt durch Einstellen des Gleichstrompegels an der Basis des Transistors 25.

Ein als Regelabweichungsdetektor 12 dienender Transistor 45 empfängt an seiner Basis die Spannung, die durch Teilen der Gleichspannung am Verbindungspunkt A mittels Widerständen 47 und 48 erhalten wird, und an seinem Emitter eine Z-Spannung von einer Bezugsspannungsquelle 11 aus einem Widerstand 90 und einer Z-Diode 91 in Reihe. Demgemäß steigt oder fällt der Kollektorstrom des Transistors 45 mit der Spannung am Verbindungspunkt A. Demgemäß fällt oder steigt der Gleichstrompegel an der Basis des Transistors 25 mit zunehmender oder abnehmender Gleichspannung am Verbindungspunkt A. Insbesondere ändert sich das an den Transistor 25 abgegebene Sägezahnsignal entsprechend der Gleichspannung am Verbindungspunkt A, wie dies durch Signale 102 und 103 in Fig. 2b dargestellt ist.

Da ein Kondensator 96 mit dem Emitter des Transistors 25 verbunden ist, bleibt das Potential des Emitters des Transistors 25 wechselstrommäßig nahezu konstant. Andererseits ändert sich das Potential an der Basis des Transistors 25 (vgl. Fig. 2b) entsprechend dem Gleichstrompegel am Verbindungspunkt/l, so daß die Gleichspannung am Verbindungspunkt A wächst, und damit die Leitungsperiode des Transistors 25 verlängert und dessen Abschaltperiode verkürzt wird. Umgekehrt wird die Leitungsperiode des Transistors 25 verkürzt und seine Abschaltperiode verlängert, wenn die Gleichspannung am Verbindungspunkt A abnimmt. Der Transistor 26 im Erreger 14 wird gleichphasig mit dem Transistor 25 ein- und ausgechaltet, während der Transistor 52 gegenphasig zu den Transistoren 25 und 26 ein- und ausgeschaltet wird, da ein Erregertransformator 15 gegenpolig angeschlossen ist. Folglich nimmt mit zunehmender oder abnehmender Gleichspannung am Verbindungspunkt A das oben erläuterte Tastverhältnis des Transistors 52 ab oder zu, so daß die Gleichspannung am Verbindungspunkt A stabil gehalten wird.

Das Inbetriebnahme-Glied 17 hat einen Differenzierer aus einem Kondensator 29 und einem Widerstand 30 und einen astabilen Multivibrator (Monoflop) aus Widerständen 31 und 34, Transistoren 37 und 38 usw. Dieser astabile Multivibrator kann mit sehr kleiner Leistung angesteuert werden, so daß er momentan (z. B. für 200 ms) durch den Ladestrom in den Kondensator 29 betätigt werden kann. An den Oszillator des astabilen Multivibrators wird eine Spannung abgegeben, die durch Differenzieren der Spannung, die nach Schließen des Netzschalters ansteigt, durch den Differenzierer aus dem Kondensator 29 und dem Widerstand 30 erhalten wird. Der astabile Multivibrator schwingt während einer Zeitdauer, die entsprechend der Zeitkonstanten bestimmt ist, die von dem Kondensator 29, dem Widerstand 30 und den Widerständen 31 oder 34 abhängt. Das Ausgangssi-

gnal des Oszillators wird durch Kondensatoren 40 und 42 geteilt, an die Basis des Transistors 25 abgegeben und weiter zum Transistor 52 über den Modulator 13, das Erregerglied 14 und den Erregertransformator 15 gespeist, so daß der Transistor 52 sein Schalten beginnt. Die in der Sekundärwicklung 54 des Transformators 5 mit Beginn des Schaltens induzierte Spannung wird durch die Diode 6 und den Kondensator 7 gleichgerichtet und geglättet und dann an das Zeilen-Ablenkglied 9 aus dem Zeilen-Oszillator 27, dem Zeilen-Erregerglied 28 und dem Zeilen-Ausgangsglied 39 und an die weitere Schaltung 8 abgegeben. Mit Betriebsbeginn des Zeilen-Ablenkgliedes 9 beginnt der Impulsdauer-Modulator 13, ein Sägezahnsignal zu empfangen.

Wenn die Wechselspannung der herkömmlichen Wechselstromquelle 1 bei Normalbetrieb beträchtlich verringert wird, steigt die Gleichspannung an der Basis des Transistors 25 stark an, so daß die unerwünschte Möglichkeit besteht, daß der Oszillator des Inbetriebnahme-Glieds 17 arbeitet. Daher ist eine Diode 46 vorgesehen, um einen Fehlbetrieb des Oszillators zu verhindern.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Reihenschaltung aus der Primärwicklung 55 des Transformators 5 und dem Schaltbauelement 52 wie der Zerhacker 50 auf der Seite der instabilen Gleichspannungsquelle vorgesehen, so daß eine intermittierende Gleichspannung an der Sekundärwicklung 54 des Transformators 5 erzeugt wird; die Erfindung ist jedoch selbstverständlich auch bei Schaltungen, wie z. B. Uberspannungs-Schutzschaltungen, anwendbar (vgl. US-PS 3819986), bei denen das Schaltbauelement zwischen dem Eingangs- und Ausgangsanschluß des Zerhackers liegt, um zwischen diesen den Strompfad aufzubauen und zu unterbrechen.

Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel wird der Transistor 25 vom eingeschalteten in den ausgeschalteten Zustand während der Horizontal- oder Zeilenrücklaufperiode und vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand während der Zeilen-Abtastperiode aufgrund des Sägez; hnsignals gebracht, das durch Integrieren der Zeilenrücklaufimpulse mit positiver Polarität erhalten wird. Demgemäß wird der Transistor 52 vom leitenden in den ausgeschalteten Zustand während der Horizontal- oder Zeilenabtastperiode geschaltet.

Wenn der Transistor 52 von seinem eingeschalteten oder leitenden Zustand in seinen ausgeschalteten Zustand übergeht, wird eine Schwingspannung auigrund der Streuinduktivität und der verteilten Kapazität zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung 55 bzw. 54 des Transformators 5 erzeugt. Die Schwingspannung hat eine so hohe Frequenz, daß leuchtende Vertikal-Streifen manchmal auf dem Schirm der Bildröhre auftreten, wenn der Transistor 52 von seinem leitenden bzw. eingeschalteten Zustand in seinen sperrenden bzw. ausgeschalteten Zustand geschaltet wird. Insbesondere wird manchmal ein derartiges Störsignal aufgrund einer HF-Schwingspannung erzeugt, wenn die Schaltbauelemente von derem leitenden in deren sperrenden Zustand in dem Fall gebracht werden, in dem ein Schaltregler in einem Fernsehempfänger verwendet wird. Es ist daher üblich, daß in einem Fernsehempfänger mit einem herkömmlichen Schaltregler eine Klemm- oder Dämpfungsschaltung zum Verhindern einer HF-Schwingspannung mit den induktiven Bauelementen verbunden ist,

wie ζ. B. Transformatoren.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Schaltbauelement von seinem leitenden in seinen sperrenden Zustand oder umgekehrt im Zwischenteil der Steigung des Sägezahnsignals geschaltet wird, das durch Integrieren der Zeilenrücklaul'impulse erhalten wird, und bei dem das Tastverhältnis des Schaltbauelements entsprechend dem Gleichstrompegel des Sägezahnsignals geregelt wird, ist es jedoch möglich, den Schaltzeitpunkt des vom leitenden in den sperrenden Zustand schaltenden Schaltbauelements in die Zeilenrücklaufperiode und den Schaltzeitpunkt des von seinem sperrenden in den leitenden Zustand schaltenden Schaltbauelements in die Horizontal- oder Zeilenabtastperiode zu legen. Daher kann bei der Erfindung das Auftreten des Störsignals in die Zeilenrücklaufperiode gelegt werden, so daß die Klemm- oder Dämpfungsschaitung weggeias-

sen werden kann. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung muß lediglich im Signalformer 10' ein Polaritätsumkehrer vorgesehen sein, z. B. ein Transistor 97, um die Polarität der Sägezahnspannung umzukehren, die durch Integrieren der Zeilenrücklaufimpulse mit positiver Polarität erhalten wird (vgl. Fig. 3), oder Zeilenrücklauf impulse negativer Polarität an den Signalformer 10 abzugeben. Selbst wenn die Polarität des in Fig. 2b dargestellten Sägezahnsignals umgekehrt wird, d. h., selbst wenn das Schaltbauelement von seinem leitenden in seinen ausgeschalteten Zustand innerhalb der Zeilenrücklaufperiode und von seinem ausgeschalteten in den leitenden Zustand innerhalb der Zeilenabtastperiode umgeschaltet wird, entsteht am Verbindungspunkt A noch eine stabilisierte Gleichspannung, da das Tastverhältnis des Schaltbauelements durch die Gleichspannung am Verbindungspunki A geiegeli ii

Hier/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schaltregler zur Abgabe einer geregeilten Gleichspannung an das Horizontal- und das Vertikal-Ablenkgerät sowie den Videoteil in einem Fernsehempfänger mittels eines schaltfrequenzmäßig einstellbaren Schaltbauelements mit

a) einer Gleichstromquelle instabiler Gleichspannung,

b) einem Zerhacker einschließlich dem Schaltbauelement, wobei der Zerhacker abwechselnd ein- und ausschaltbar ist, um periodisch die instabile Gleichspannung entsprechend dem Ein- und Ausschalten des Schaltbauelements während dessen Betrieb zu unterbrechen, um eine zerhackte Spannung zu erzeugen;

c) einem Gleichrichter zur Umwandlung der zerhackten Spannung vom Zerhacker in eine Ausgangs-Gleichspannung;

d) einem Zeilen-Ablenkglied, dem als Betriebsspanung die Ausgangs-Gleichspanmung zuführbar ist, um einen Zeilen-Rücklauiimpuls zu erzeugen; und

e) einem Regelgiied, das mit dem Zeilen-Riiek-Iaufimpuls und der Ausgangs-Gleichspannung beaufschlagbar ist, um das Schaltbauelement bei der Zeilen-Ablenkfrequenz des Zeilen-Rücklaufimpulses ein- und auszuschalten und um die Einschaltzeit des Schaltbauelements entsprechend einer Ab- bzw. Zunahme des Pegels der Ausgangs-Gleichspannung zu- bzw. abnahmen zu lassen,

dadurch gekennzeichnet, daß das Regelj^ied (60) das Schaltbauelement (52) ausschaltet, wenn kein Zeilen-Rücklaufimpuls (Fig. 2a) angelegt wird.