DE2709040A1

DE2709040A1 - Schaltkreisanordnung zum erzeugen eines periodischen saegezahnstroms in einer spule, insbesondere in einer bildroehren-ablenkungsspule

Info

Publication number: DE2709040A1
Application number: DE19772709040
Authority: DE
Inventors: Farina Attilio
Original assignee: Indesit Industria Elettrodomestici Italiana SpA
Current assignee: Indesit Industria Elettrodomestici Italiana SpA
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1977-03-02
Publication date: 1977-10-20
Also published as: GB1540626A; US4118657A; IT1059452B; FR2347827B1; FR2347827A1

Description

COHAUSS & FLORACK

PATBNTANWALT8BÜRO

SCHUMANNSTR. 97 . D-4OOO DÜSSELDORF Telefon: (02M) 683346 Telex: 08586513 cop d

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF ■ Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

INDESIT Industrie Elettrodornestici Italiana S.p.A.

Km.17, Rivaita (Turin)

Italien 28. Februar 1977

Schaltkreisanordnung zum Erzeugen eines periodischen Sägezahnstroms in einer Spule, insbesondere in einer Bildröhren-Ablenkungs-

spule

Die Erfindung betrifft eine Schaltkreisanordnung zum Erzeugen eines periodischen Sägezahnstroms in einer Spule, insbesondere in einer Bildröhren-Abienkungsspule, bestehend aus einer ersten in einer Richtung leitenden Einrichtung, die die Spule mit der Spannungsquelle verbindet, und einer zweiten steuerbaren Schalteinrichtung, dessen Steuerelektrode mit einer periodischen Steuerimpulsquelle verbunden ist, die die Schalteinrichtung während eines Teils der Sägezahnperiode leitend macht, wobei eine Verbindung mit einer Stromversorgung über eine erste Induktivitätsspule erfolgt.

Eine Anzahl von Halblelteranordnungen ähnlich der beschriebenen sind schon bekannt.

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Die erste Anordnung dieser Art, die bekanntgeworden ist, und bei dieser wird von einem Thyristor und einer Diode Gebrauch gemacht, ist eine, die in dem Artikel von S.A. Schwartz und L.L. Ornik in I.E.E.E. Transactions on BTR, November I963, Mo. 3, Seite 9 bis 22, beschrieben worden ist.

Diese Anordnung hat eine Reihe von NacMeilen, und zwar in einem solchen Maße, daß sie noch nicht praktische Anwendung gefunden hat. Beispielsweise ist die Leitzeit des Thyristors sehr kurz, und das Ergebnis ist, daß die Stromspitze sehr hoch ist. Darüberhinaus ist es sehr schwierig, eine extra hohe Spannung für die Bildröhrenanode mit dieser Schaltung zu erreichen, ohne ungewollte Schwingungen im Ablenkungsstrom zu erzeugen.

Eine Lösung zur Beseitigung des letzteren Mangels ist von L. Szanto vorgeschlagen worden (A retrace drive television horizontal deflection circuit, I.E.E.E. Transaction on BTR, April 1966, Seite 51 bis 64). Wie jedoch im vorstehenden Artikel erläutert, ist diese Lösung sehr schwer in die Praxis umzusetzen, und der Grund dafür ist der, daß die optimalen Kapazitäts- und Leckinduktivitätswerte, die zum Abstimmen des Extrahochspannungstransformators berechnet werden, nicht zu erreichen sind. Wenn der Transistor unter Verwendung verschiedener Werte abgestimmt wird, wie sie normalerweise in der Praxis erreichbar sind, trifft man auf einen exzessiven Inneren Widerstand des Hochspannungsgenerators.

Andere Thyristorkreise, die später vorgeschlagen worden sind (beispielsweise derjenige, der in der IT-PS 812 759 vorgeschlagen worden und in den IT-PSn 867 583, 901 666 und anderen vervollkommnet worden ist) sind entschieden komplizierter. Ein einfacher, zuverlässiger Thyristorkreis

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(beispielsweise für einen Schwarz-Weiß-Fernsehapparat mit großem Bildschirm) steht nicht zur Verfügung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine:. Thyristorschaltkreisanordnung für die horizontalen Ablenkungs- und Hilfsfernsehstromkreise zu schaffen, um die vorstehend beschriebenen Nachteile zu beseitigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Schaltkrelsanordnung zur Lieferung eines periodischen Sägezahnstroms in einer Spule, insbesondere in einer Bildröhren-Ablenkungsspule vorgesehen, bestehend aus einer ersten in einer Richtung leitenden Einrichtung, die die Spule mit der Spannungsquelle verbindet, und einer zweiten steuerbaren Schalteinrichtung, deren Steuerelektrode mit einer periodischen Steuerimpulsquelle verbunden ist, die die Schalteinrichtung während eines Teils der Sägezahnperiode leitend macht, wobei eine Verbindung mit einer Stromquelle über eine erste Induktivitätsspule vorgesehen ist und ein erster Kondensator so angeordnet ist, daß er durch die Quelle über die Induktivitätsspule aufgeladen wird, wenn die zweite Einrichtung nicht leitend ist, wobei die Schaltkreisanordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß der erste Kondensator mit der Primärwicklung eines Transformators verbunden ist, daß eine zweite Wicklung des Transformators mit der ersten Einrichtung verbunden ist und daß die Leitzeit der zweiten Einrichtung und die Enfiladezeit des ersten Kondensators länger als die Rückkehrzeit der Sägezahnperiode ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Schaltbilds näher erläutert, das ein Ausführungsbeispiel für eine horizontale Ablenkungs- und Hochspannungsschaltung für einen 24"-Schwarz-Weiß-Fernsehapparat in erfindungsgemäßer Ausführung zeigt.

1 und 2 bezeichnen den positiven bzw. den negativen Stromanschluß einer Oleichstromquelle, die in bekannter Methode 709842/0652

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erhältlich ist, beispielsweise durch Oleichrichten und Filtern der Haushalts-Wechselstrom-Netzspannung.

Zwischen die Anschlüsse 1 und 2 sind in Reihe geschaltet:

ein Autotransformator, bestehend aus einer Wicklung 3 und einer Zwischenabzapfung 4,

ein Kondensator 5,

eine Diode 6, deren Anode mit dem Anschuß 2 verbunden ist.

Zwischen den Kondensator 5 und die Diode 6 ist die Anode einer zweiten Diode 7 geschaltet, deren Kathode mit einem Ausgangsanschluß 8 verbunden ist.

Zwischen die Anschlüsse 1 und 2 ist eine zweite Reihenschaltung geschaltet, bestehend aus:

einer Diode 9, deren Kathode mit dem Anschluß 1 verbunden ist,

der Sekundärwicklung eines Transformators lo, der zwei Zwischenabzapfungen 11 und 12 hat.

Ein Kondensator 1} ist parallel zur Sekundärwicklung geschaltet, Zwischen die Abzapfung 11 und die negative Klemme 2 ist eine Reihenschaltung geschaltet, bestehend aus einem Kondensator 14 und einer Ablenkungsspule, die aus zwei parallelgeschalteten Halbspulen 15a und 16b besteht.

Zwischen die Abzapfung 12 und den negativen Anschluß 2 ist eine Reihenschaltung geschaltet, die aus einer Diode 16 und einem Kondensator 17 besteht. Eine vergleichsweise niedrige ständige Spannung zur Versorgung der Hilfsstromkreise kann

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an der Verbindung zwischen der Diode 16 und dem Kondensator 17 abgegriffen werden, wobei eine Verbindung mit einem Ausgangsanschluß 18 vorgesehen ist.

Ein Kondensator I9 ist zwischen den Abgriff 4 des Autotransformators 3 und den negativen Anschluß 2 geschaltet. Mit dem gleichen Abgriff 4 ist auch ein Anschluß der Primärwicklung des Transformators Io verbunden. Der andere Anschluß ist mit der Anode eines Thyristors oder siliziumgesteuerten Oleichrichters 2o verbunden, der mit einer Steuerelektrode 21 versehen ist, wobei die Kathode mit dem negativen Anschluß 2 verbunden ist.

Parallel zum Thyristor 2o ist eine Steueroszillationsdämpfungseinheit geschaltet, die aus einem Widerstand 22 und einem Kondensator 23 besteht.

Die nachstehende Tabelle gibt die werte an, mit denen erfolgreich in einer Versuchsversion des in der Darstellung gezeigten Schaltkreises gearbeitet worden ist.

Io Kv

5	Kondensator	5oo pP ]
6	Diode	MR 18
7	Diode	MR 18
13	Kondensator	22oo pP 2 I*
14	Kondensator	0,25/UF
15a	HaIbspule	4 mH
15b	Halbspule	4 mH
16	Diode	BA 157
17	Kondensator	22o/uP 4oV
19	Kondensator	75 nP 1 Kv
2o	Thyristor	TR 4o889
22	Widerstand	1 KOhro
23	Kondensator	1 nP

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Der Autotransformator 3 hat eine Induktivität von 1,9 mH zwischen dem Eingangsanschluß 1 und der Abzapfung 4 und ein übersetzungsverhältnis von 22:1 zwischen der Abzapfung 4 und dem Ausgang. Die beiden Teile der Wicklung (Eingang und Ausgangsabgriff) sind koaxial übereinander gewickelt. Der Transformator Io hat eine primäre lastfreie Induktivität von 2,9 mH und einelastfreies primäres/sekundäres Übersetzungsverhältnis von 1:3,6. Der Abgriff sitzt bei o,5, das heißt in der Mitte zwischen der sekundären Abzapfung und der Abzapfung an einem Siebtel.

Der Transformator ist um einen Kern gewickelt, der aus zwei perrit-Cs besteht. Drei Fünftel der Primärwicklung ist auf einen Zweig gewickelt, und die übrigen zwei Fünftel sind auf den anderen gewickelt. Die Sekundärwicklung ist ganz auf den zweiten Zweig über den zweiten Primärabschnitt gewickelt.

Durch diese Anordnung erhält man eine Primärinduktivität von 0,48 mH bei kurzgeschlossener Sekundärseite. Die Anschlußspannung beträgt rund 2o5 V. Der Schaltkreis arbeitet wie folgt:

In dem Moment, in dem die Steuerelektrode des Thyristors den ZUndimpuls erhält (ein sich wiederholender Zeilenfrequenzimpuls, erhalten von den empfangenen Synchronisationsimpulsen), entlädt sich der Kondensator 19, der durch die Primärinduktivität des Autotransformators 3 mit rund dem Dreifachen der Anschlußspannung aufgeladen worden ist (die Zeitkonstante 2 7T V^C der Induktivität und des Kondensators 19 beträgt rund 75vu see, mit den angegebenen Zahlen, d.h. ist rund dem Zweifachen der Aufladezeit, wie noch zu sehen sein wird) durch Primärwicklung des Transformators lo, und durch den leitend gemachten Thyristor, dessen Spannung V^ in Fig. 2c und dessen Strom I_fc in Fig. 2d dargestellt sind. Der Entladestrom istloszillatorisch. Die

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Gesetze, die die Entladung bestimmen, sind zusätzlich zum Kondensator I9 durch die Streuinduktivität des Transformators Io gekennzeichnet, der in Reihe mit dem Kondensator geschaltet ist, und durch die Induktivität der Spulen 15a und 15b und die Kapazität I3 auf die Primärwicklungsseite bezogen.

Der Entladestrom I„ erreicht ein Maximum nach etwa 7/U see, und anschließend beginnt er abzufallen. An einem bestimmten Punkt überschreitet die in Fig. 2a dargestellte Spannung an den Anschlüssen des Kondensators Ij5* die einen maximalen negativen Punkt rund zur gleichen Zeit erreicht hat, zu der der Thyristorstrom auf einem Maximum war, wonach er schnell nach oben geht, allmählich die Speisespannung.

An diesem Punkt (rund I3 ax see nach Beginn der Periode) wird die Diode 9, dessen Strom I_D in Pig. 2b dargestellt ist, leitend (Ende des Zeilenrücklaufs und Beginn des Zeilenhinlaufs der SMgezahnperiode), so daß man die Speisespannung an den Anschlüssen der Sekundärwicklung des Transformators Io erhält. Diese konstante Spannung ist das übersetzungsverhältnis, das an die Spulen 15 angelegt wird, und in diesen fließt nun ein allmählich kleiner werdender Strom. Der Thyristor leitet weiter, auch nachdem die Diode 9 leitend geworden ist, weil der Kondensator I9 noch nicht entladen ist. Der Strom im Thyristor neigt sogar noch zum Steigen, und danech fällt er wieder auf Null ab, und zwar rund 24 λχ sec. nach Beginn der Periode. (Die Bedingungen, die die Entladung bestimmen, haben sich nun geändert. In Reihe mit dem Kondensator I9 ist nur die Streuinduktivität der Primärwicklung des Transformators Io geschaltet, dessen Sekundärwicklung nun durch die Diode 9 und die Versorgungseinheit kurzgeschlossen ist.)

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An diesem Punkt wird die Spannung an den Anschlüssen des Thyristors umgekehrt, so daß der Thyristor außer Funktion gesetzt wird und der Kondensator 19 durch die Primärwicklung des Autotransformators wieder aufzuladen beginnt. Wie zu sehen ist, dauert die Aufladung rund 64 - 24 = 4o Ai see. Mittlerweile bleibt die Diode 9 leitend, bis alle durch die Entladung des Kondensators 19 zu den Spulen 15a und 15b geschickte Energie zur Versorgungseinheit zurückgeleitet worden ist. Durch geeignete Dimensionierung des Schaltkreises (die Kapazität des Kondensators I9, die Induktivität des Autotransformators 3, die Primärwicklung und das primär/Sekundär-Verhältnis des Transformators Io) kann dieser Strom ausreichend gemacht werden, um die Diode 9 leitend zu halten, bis der Thyristor 2o wieder gezündet wird, 64 αχ see nach Beginn der Periode. Dieser Vorgang wird dann wiederholt. Das Verhältnis zwischen der Streuinduktivität der Primärwicklung des Transformators Io und der Induktivität der Spulen I5, bezogen auf die Primärseite, und das Verhältnis zwischen der Kapazität des Kondensators 13, bezogen auf die Primärseite, und des Kondensators 19, sind sehr wichtig, weil sie die Rückkehrzeit, die Leitzeit des Thyristors und die Form des Entladestroms bestimmen.

Versuche haben gezeigt, daß das Verhältnis der beiden erwähnten Induktivitäten in der Größenordnung von 1 und das Verhältnis der beiden Kapazitäten in der Größenordnung von 0,5 liegen müssen. Verschiedene Faktoren müssen in der Praxis ebenfalls berücksichtigt werden: die maximale Spannung, der der Thyristor widerstehen kann, die maximale Stromstärke usw.

Beide Artikel, die vorstehend erwähnt worden sind, schlagen vor, daß der Schaltkreis so dimensioniert wird, daß die Leitzeit des Thyristors gleich der nicht leitenden Zeit

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der Diode ist. In der Praxis hat es sich jedoch als ratsamer erwiesen, daß der Thyristor so lange wie möglich leitet, um die erforderliche Stromspitze zu verringern. Die Leitzeit kann Jedoch nicht über bestimmte Grenzen hinaus erhöht werden, weil, je mehr die Leitzeit verlängert wird, desto größer das Verhältnis zwischen der Speisespannung und der maximalen Thyristorspannung wird, jede Speisespannung hat deshalb eine optimale Leitzeit. Die Funktion des Kondensators 14 besteht darin, ein Schikken von Gleichstrom an die Spulen 15 zu verhindern und die erforderliche Korrektur des Ablenkungsstroms vorzunehmen.

Die Funktion der Diode 16 besteht darin, Niederspannungshilfsstromkreise (25V) zu versorgen, beispielsweise für vertikal und Audio usw. Erhebliche Energie kann von der Diode 16 aufgegriffen werden, ohne die Funktion des Schaltkreises zu stören, weil der aufgegriffene Strom von dem der Diode 9 weggenommen wird. Mit anderen Worten, die Energie wird für die Versorgung der Hilfsstromkreise durch die Diode 16 benutzt, anstatt zur Versorgungseinheit durch die Diode 9 zurückgeschickt zu werden. Das Abnehmen einer bestimmten Menge Energie durch die Diode 16 ist sogar ratsam, um die Ablenkungslinearität verbessern zu können und die Verluste des Transformators Io zu verringern.

Die Extrahochspannung für die Bildröhre wird durch den Stromkreis geliefert, der aus den Teilen 5, 6 und 7 gebildet ist, zusammen mit dem Autotransformator J>.

Der Autotransformator erhöht die mehr oder weniger sinusförmige Spannung, die an den Anschlüssen des Kondensators 19 vorhanden ist, auf den erforderlichen Wert. Diese Wechselspannung wird dann einer Spitzen-zu-Spitzen-Gleichrichtung durch die Dioden 6 und 7 unterzogen und am Anschluß 8 bereitgestellt.

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Eine Abstimmung ist nicht erforderlich. Bei den beiden koaxialen Wicklungen ist der Kopplungskoeffizient gut, und die Streuoszillationen erreichen ein Minimum. Auf jeden Fall haben sie keinerlei Einfluß auf den Ablenkungsstrom insofern, als die Ablenkungs- und Hochspannungsstromkreise nur sehr gering gekoppelt sind. Mit einer fast sinusförmigen Wechselspannung von 15 KHz sind die Verluste ebenfalls auf einem Minimum, ebenso wie die Stromspitze in den Dioden (größerer Fließwinkel).

Diese Lösung beseitigt auch die Notwendigkeit einer harmonischen Abstimmung, die, mit den unvermeidlichen Toleranzen in der Massenproduktion, zu einer erheblichen Streuung in der verfügbaren Hochspannung führen.

Ansprüche:

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Claims

COHAUSS & FLORACK

PATBNTAN WALTSBÜRO

SCHUMANNSTR. 97 . D-4OOO DÜSSELDORF 27090^+0

TeWon: (0211) 683346 TWex: 08586513 cop d *" ^V VTV

PATENTANWÄLTE: DJpL-In₀. W. COHAUSZ ■ Dipl-Ing. R. KNAUF - Dr.-Ing.. Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER Dipl. Ing. H. B. COHAUSZ

28. Februar 1977 Ansprüche

Schal tiere isanordnung zum Erzeugen eines periodischen Sägezahnstroms in einer Spule, insbesondere in einer Bildröhren-Ablenkungsspule, bestehend aus einer ersten in einer Richtung leitenden Einrichtung, die die Spule mit der Spannungsquelle verbindet, und einer zweiten steuerbaren Schalteinrichtung, deren Steuerelektrode mit einer periodischen Steuerimpulsquelle verbunden ist, die die Schalteinrichtung während eines Teils der Sägezahnperiode leitend macht, wobei eine Verbindung mit einer Stromquelle über eine erste Induktivitätsspule vorgesehen ist und ein erster Kondensator so angeordnet ist, daß er durch die Quelle über die Induktivitätsßpule aufgeladen wird, wenn die zweite Einrichtung nicht leitend ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kondensator (I9) mit der Primärwicklung eines Transformators (lo) verbunden ist, daß eine zweite Wicklung des Transformators (lo) mitder ersten Einrichtung (9) verbunden ist und daß die Leitzeit der zweiten Einrichtung (2o) und die Entladezeit des ersten Kondensators (19) länger als die Rückkehrzeit der Sägezahnperiode ist.
2. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (2o) einen Thyristor aufweist und das Ausgehen des Stroms im Thyristor durch eine zweite Induktivität begünstigt wird, die in Reihe mit dem ersten Kondensator (I9) geschaltet ist, wobei

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die zweite Induktivität durch eine geeignete Dimensionierung der Kopplung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Transformators (lo) erhalten wird.
3. Schaltkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktivität aus einem Teil der Wicklung eines Autotransformators (3) zur Erhöhung der Spannung besteht und daß die in dieser Weise erhaltene erhöhte Spannung gleichgerichtet und zur Versorgung einer Elektrode (8) der Bildröhre benutzt wird.
4. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplungskoeffizient zwischen den beiden Wicklungsabschnitten, die den Autotransformator bilden, nahe an Eins liegt.
5. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Spannung einer Spitzenzu-Spitzen-Gleichrichtung unterzogen wird.
6. Schaltkreisanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Induktivität so dimensioniert ist, daß sie in der gleichen Größenordnung wie die Induktivität der Ablenkungsspule (15a, 15b) ist, bezogen auf die Primärseite des Transformators (lo).
7. Schaltkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kondensator (1.5) parallel zur zweiten Wicklung des Transformators (lo) und zur ersten Einrichtung (9) geschaltet ist und so dimensioniert ist, daß deren Kapazität, bezogen auf die Pimärseite des Transformators (lo) rund die Hälfte der Kapazität des ersten Kondensators (I9) beträgt.

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8. Schaltkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (lo) mit einer dritten in einer Richtung leitenden Einrichtung (16) verbunden ist, die einen oder mehrere Hilfsstromkreise (18) mit Spannung versorgt, die eine andere als die der Anschlußquelle (1, 2) ist.

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