DE2750213C2 - Schutzschaltung für eine gesteuerte Generatorschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für eine gesteuerte Generatorschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Generatorschaltungen, insbesondere halbleiterbestückte Ablenkschaltungen in Fernsehempfangsgeräten, können entgegen herkömmlichen Röhrenablenkstufen ein Mehrfaches an Leistung an die Bildröhre abgeben. Derartige Überlastungen führen bekanntlich zur Selbstzerstörung des aktiven Bauteils der Generatorschaltung bzw. Ablenkschaltung oder einem Abbau der Kathode, einem Verziehen der Bildmaske und/oder einer Zerstörung der Gleichrichterkaskade im Hochspannungsteil, also den den Generatorschaltungen nachgeschalteten Bauteilen, da ihre Verlustleistungen zu hohe Werte annehmen. In Bezug auf Ablenkschaltungen treten zudem Defekte im Videoteil, d. h. der Verstärkerstufe auf, sobald infolge der Leistungsüberlastung die Fußpunktschaltungsauskoppelwiderstände abbrennen.

Dasselbe trifft in Bezug auf die Selbstzerstörung des aktiven über eine Treiberstufe gesteuerten Bauteils, z. B. Transistor, Thyristor und dergL, für alle Generatorschaltungen zu, sowie der diesen nachgeschalteten von dem Generator gespeisten Folgeschaltung. Zur Vermeidung auftretender Defekte, wie Ausfall der Betriebsspannung, Kurzschluß in der Generatorschaltung und den Folgeschaltungen, sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden.

Zum Schutz einer Horizontalablenkschaltung in Fernsehgeräten gegen Strom- und Spannungsüberlastungen sind aus der DE-AS 22 52 967 und der DE-AS 22 52 573 Schutzschaltungen bekannt, die bewirken, daß das aktive Schaltungselement des Generators Transistor,Thyristor — leitend geschaltet wird, wenn an einer Fehlererkennungsschiillung ein Signal anliegt, das von der Generatorschaltung selbst oder einem Aus- js gangstransformator oder nachfolgenden Schaltungsgliedern abgegriffen wird, wobei eine bestimmte Referenzspannung stets überschritten sein muß. Einen optimalen Schutz gewährleisten aber nur solche Schaltungsanordnungen, die als Sicherungselemente die Stromversorgung völlig oder für die Zeitdauer des Defekts, z. B. eine Spannungserhöhung der Eingangsspannung oder ein Bildröhrenüberschlag in der Bildröhre eines Fernsehgerätes, unterbrechen. Übertragen auf Generaloren bei anderer Anwendung bedeutet r, dies, daß ζ. B. Kurzschlüsse in der Folgeschaluing der Generatorschaltung ebenso als Indikator herangezogen werden können.

Aus der DE-PS 23 08 410 ist ferner eine Anlaufvcrzögerungsschaltung für eine Thyristorhorizontalablenk- w Schaltung in einem Fernsehgerät mit einem Kommulierungsthyristor bekannt, bei dem der Treibertransistor, über welchen die Synchronisation der Ablenkschaltung in Abhängigkeit von in einem Synchronoszillator erzeugten Synchronimpulsen erfolgt, mittels eines v, Schalttransistors unwirksam geschaltet ist, so lange nicht eine für den Betrieb der Anlage ausreichende Betriebsspannung an einem bestimmten Punkt der Eingangsschaltung anliegt. Im Kurzsehlußfnll wird somit keine Spannung wirksam, so daß der Treibertransistor wi über den Schalttransistor, der in Reihe geschaltet ist. an Masse gelegt wird. Die anliegenden Synchroninipulse können von der Trciberstufe nicht durchgeschaltet werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der f.-, Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzschaltung vorzusehen, die in Abhängigkeil von verschiedenen Informationsspannungen den Treibertransistor unwirksam schaltet, derart, daß eine Ansteuerung der Generatorschaltung nicht mehr erfolgt und nach Ausbleiben der Informationsspannung ein automatisches Wiedereinschalten gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindup.gsgemäß nach der im Kennzeichen des Anspruches 1 wiedergegebenen technischen Lehre gelöst

Aus der DE-OS 20 40 488 ist eine bistabile Kippschaltung bekannt, die auf die Vorstufe eines Leistungstransistors einwirkt, die ihre Information für die jeweiligen Schaltzustand von der Leistungsstufe erhält. Bei Überlastung des Leistungstransistors geht die bistabile Kippstufe in einen anderen Schaltzustand über, so daß der eine Transistor der Kippstufe leitend schaltet. Infolge des Stromflusses durch diesen Transistor sinkt die Spannung am Kollektor des zweiten Transistors auf den Wert, der annähernd durch die Spannung der Verhältnisse der Widerstände eines eingeschalteten Spannungsteilers am Abgriff gegeben ist. Damit sinkt aber auch die über einen Widerstand an der Basis eines Treibertransislors anliegende Vorspannung so weit ab, daß dieser Transistor sperrt. Eine Ansteuerung des leitendgeschalte'en Leistungstransistors ist nicht mehr möglich. Bei einer gesteuerten Generatorschaltung, die Gegenstand der Erfindung ist, z. B. eine Horizontalablenkschaltung in einem Fernsehempfangsgerät, soll im Überlastungsfall sichergestellt sein, daß keine Ansteuerung der Generatorschaltung möglich ist. Dies setzt voraus, daß die Ansteuerung des Halbleiterschalters der Generatorschaltung völlig unterbrochen wird, was nur mittels eines zusätzlichen Schalters gemäß der Lehre der Erfindung bewerkstelligt werden kann. Dieser verhindert, daß die Ansteuerimpulse über die Treiberschaltung an den Halbleiterschalter in der Generatorschaltung durchgeschaltet werden.

Eine Kippschaltung gemäß der DE-OS 20 40 488 stellt bei direkter Einwirkung auf den Treibertiansistor nicht sicher, daß eine impulsförmige Ansteuerung des Transistors völlig ausgeschlossen ist, so daß der Generator unbeabsichtigt wieder schwingen würde. Um dies zu vermeiden, ist gemäß der Lehre der Erfindung ein /weiter Schalttransistor vorgesehen, der den Treibertransistor derart steuert, daß dieser im Übcrlastungsfall des Generators leitend schaltet, so daß die Triggerimpulse auch bei extremen Betriebsbedingungen nicht durchgeschaltet werden. Ist der Defekt behoben, so erfolgt ein automatisches Wiedereinschalten, d. h. der Treibertransistor wird in seinen normalen Betriebszustand versetzt, so daß er die anliegenden Triggerimpulse durchschalten kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Weitere Vorteile sind dann gegeben, wenn die Erfindung in Verbindung mit einem Kontrollcomputer eingesetzt wird, der in Abhängigkeit des Anliegens der verschiedenen Informationsspannungen das Gerät abschaltet oder den Fehler anzeigt. Dabei werden die Informationsspannungen nach einem eingeschriebenen Programm mit Informationen verglichen, aus denen die Fehler ablesbar sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielc näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. I ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltungsanordnung in Verbindung mit einer Ablenkschaltung in einem Fernsehempfiingsgerät und

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel mit einer monostabi-

len Kippstufe zur Ansteuerung eines Schalltransistors, der in Reihe mit einem Treibertransistor zur Ansteuerung einer Ablenkschaltung eines Fenisehempfangsgerätes geschaltet ist.

In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist ein Ablenkgenerator 1 dargestellt, der die zur Ablenkung des Elektronenstrahls in der Bildröhre notwendigen Ablenkströme erzeugt werden und mit der Primärwicklung eines Zeilentransformators 2 verbunden ist, von dessen Hochspannungswicklung 3 eine Spannung abgegriffen wird, die in einer nachgeschalteten Kaskade 4 vervielfacht und der Bildröhre zugeführt wird. Ferner ist sekundärseitig eine weitere Hilfswicklung 5 vorgesehen, von der eine Informationsspannung abgegriffen wird, die nach Gleichrichtung mitieis des Gleichrichters 6 und nach Speicherung im Ladekondensator 7 als Istwertinformationsspannung einem Schwellenwertschalter 8 zugeführt wird, der z. B. in bekannter Weise aus einer Zenerdiodenschaltung besteht, in welchem die anliegende vom Zeilentransformator 2 abgegriffene Informationsspannung mit der Referenzspannung (Zenerspannung) verglichen wird. Bei Überschreiten der Referenzspannungen durch die Informationsspannung wird eine Steuerspannung über die Leitung 9 an eine monostabile Kippschaltung 10 abgegeben, die von der Betriebsschaltstellung in einen solchen Schaltzustand umgeschaltet wird, daß die am Schalttransistor 11 üter die Diode 12 an dessen Basis anliegende Betriebsspannung Ub 2 gegen Masse gezogen wird, so daß der npn-dotierte Transistor 11 sperrend schaltet. Hierdurch wird vermieden, daß der in Reihe geschaltete Treibertransistor 13 vom Synchronoszillator 14 durch die abgegebenen Synchronsignale getriggert wird. wodurch keine Triggerimpulse an die Ablenkschaltung durchgeschaltet werden. Im normalen Betriebsfall schaltet die monostabile Kippstufe 10 in den ursprünglichen Betriebszustand um, so daß die Spannungsquelle Ub 2 an der Basis des npn-dotierten Transistors 11 liegt und diesen leitend schaltet. Der Treibertransistor kann nunmehr von den Synchronimpulsen gesteuert werden. wodurch das aktive Bauelement der Generatorschaltung 1. z. B. der Thyristor einer Thyristorablenkschaltung oder der Transistor einer Transistorablenkschaltung, zeilensynchron getriggert wird.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel im Detail dargestellt. Der Zeilenoszillator 14 erzeugt zeilensynchrone Impulse, die eine Treiberstufe mit dem Treibertransistor 13 steuern. Ausgangsseitig, d. h. über seinen Kollektor, ist der Treibertransistor 13 mit einem Triggertransformator 20 verbunden. Ferner ist er über einen in Reihe mit der Primärwicklung geschalteten Widerstand 21 an eine Betriebsspannungsquelle U_Bl angeschlossen, die über einen weiteren Widerstand 22 und eine Diode 23 in Durchlaßrichtung geschaltet und mit der Basis eines Schalttransistors 11 verbunden ist. Sekundärseitig ist an den Triggertransformator ein Ablenktransistor 24 angeschaltet, der über seine Basis von den Triggerimpulsen gesteuert wird. Die zwischengeschalteten Widerstände dienen dabei als Spannungs teiler. Derartige Anpassungsbauelemente sind der Einfachheit halber auch im weiteren nicht beschrieben. Die eigentliche Ablenkschaltung, die aus dem Ablenk transistor 24 und dem Ladekondensator 25 besteht, ist an die Betriebsspannungsquelle Ub 3 angeschlossen. Am Ausgang dieses Generators sind eine Ablenkeinheit 26 sowie ein Zeilentransformator 2 angeschlossen, an dessen einer Sekundärwicklung 3 eine Kaskade zur Erzeugung der Hochspannung angeschlossen ist In Serie zur Primärwicklung des Zeilentransformators ist ein Spannungsteiler aus den Widerständen 43 und 44 geschaltet, von denen eine Informationsspannung abgegriffen wird. Die monostabile Kippschaltung besteht aus den beiden Transistoren 26 und 27, die mit ihren Emittern gegen Masse geschaltet und mit den Kollektoren über Widerstände mit der Betriebsspannungsquelle Ub 5 verbunden sind. Bei den Transistoren 26,27 handelt es sich um basisgesteuerte npn-Transistoren. Die Betriebsspannungsquelle Ub=, ist über einen weiteren Widerstand 28 mit der Basis des Transistors 27 und über einen zweiten Widerstand 29 mit der Basis des Transistors 26 verbunden, und zwar über eine in Serie geschaltete, die positive Betriebsspannung durchschaltende Diode 30. Die Basis des Transistors 26 ist ferner über einen Koppelkondensator 31 mit dem Kollektor des Transistors 27 verbunden, der über einen weiteren Widerstand 32 an der Betriebsspannungsquelle Ub^ angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 27 ist über den Widerstand 28 mit dem Kollektor des Transistors 26 verbunden. Der Kollektor des Transistors 27 ist über eine in Sperrichtung geschaltete Diode 34, d. h. die Kathode liegt an dem Kollektor des Transistors 27, mit der Anode der Diode 23 verbunden, die in Durchlaßrichtung an der Basis des Schalttransistors 11 angeschlossen ist. Die monostabile Kippstufe ist über einen Widerstand 35 an einem Elektrolytkondensator 35 angeschlossen, der gegen Masse geschaltet ist und dessen Spannung als Informations- und Steuerspannung an der Basis des Transistors 27 liegt. Der Ladezustand wird durch Anlegen verschiedener Informationsspannungen verändert. Zum einen liegt eine Spannung von der Primärseite des Zeilentransformators 2 an, zum anderen eine Spannung von der Betriebsspannungsquelle der Schaltung £726.

Die Wirkungsweise der Schutzschaltung ist folgende: Im normalen Betriebsfall liegt über den Koppelkondensator 37 am Elektrolytkondensator 36 eine positive Betriebsspannung an, die durch Gleichrichtung mittels

4'j der Diode 38 aus der abgegriffenen Informationsspannung erzeugt wird. Dadurch wird die monostabile Kippstufe in ihren normalen Arbeitszustand gesetzt, d. h. der Transistor 26 ist leitend geschaltet und der Transistor 27 gesperrt. Dabei liegt am Spannungsteiler 28/35 ein solches Spannungsverhältnis, daß die Spannung an der Basis des Transistors 27 ausreichend ist, diesen zu sperren. Am Kollektor des Transistors 27 liegt eine positive Betriebsspannung, die über die Diode 34 von dem Schalttransistor 11 entkoppelt ist, so daß an

V) der Basis des Schalttransistors 11 eine positive Betriebsspannung Ub* anliegt die den Schalttransistor 11 leitend schaltet Die vom Oszillator 14 abgehenden können den Treibertransistor 13 triggern, so daß vom Transformator 20 Steuerimpulse an die Basis des Transistors 24 der Generatorschaltung übertragen werden.

Bei unzulässiger Erhöhung des Strahlstromes oder der Betriebsspannung am Eingang U 26 wirkt die Schutzschaltung folgendermaßen:

In Abhängigkeit von der von der Primärwicklung des Zeilentransformators 2 abgegriffenen Spannung wird das Spannungspotential am Elektrolytkondensator 26 um einen der Erhöhung des Strahlstromes proportionalen Faktor heraufgesetzt, so daß an der Basis des Transistors 27 der monostabilen Schaltung eine höhere Spannung anliegt die diesen leitend schaltet Dadurch wird der Kollektor des Transistors 27 gegen Masse gezogen. Die Folge ist daß die Betriebsspannung U_B*

über die Diode 24 und die Widerstände 21/22 ebenfalls gegen Masse geschaltet wird, so daß der Schalttransistor 11 über seine auf Massepotential gelegte Basis sperrend schaltet.

Derselbe Zustand tritt auch dann ein, wenn die Betriebsspannungserhöhung, die als Referenzspannung U26 anliegt, sich um einen bestimmten Faktor gegenüber der Zenerspannung der Zenerdiode erhöht, so daß über die der Zenerdiode 39 nachgeschaltete Diode 40 eine Aufstockung der Spannung an dem Elektrolytkondensator 36 erfolgt. In beiden Betriebsfällen, die unabhängig voneinander auftreten können, wird somit über den Schalttransistor 11 der Treibertransistor 13 gesperrt. Die an der Basis anliegenden Synchronsignale können nicht durchgeschaltet werden.

Die Erfindung ist nicht nur auf das dargestellte

Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Informationsspannungen können von verschiedenen Punkten der Schaltung abgegriffen werden und durch Aufbereitung als Stellspannung dem Speicherkondensator 36 zugeführt werden. Bei Umkehrung der Potentiale funktioniert die Schaltung in entsprechender Weise, wobei anders dotierte Transistoren gewählt werden müssen. Die Erfindung ist auch nicht auf die dargestellte Ausführungsform der monostabilen Kippschaltung beschränkt. Z. B. kann auch eine Kippschaltung mit zwei Steuereingängen angewendet werden, die von Informationsspannungen unterschiedlichen Potentials gesteuert werden. Wichtig ist dabei, daß die Informationsspannung im Normalbetrieb 0 oder positiv ist und erst im Fehlerfall negativ wird. Derartige Schaltungen sind bekannte RS-Flip-Flop-Schaltungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schutzschaltung für eine gesteuerte Generatorschaltung mit einem aktiven Schwingungsgenerator, der über eine Treiberschaltung von Impulsen gesteuert wird, die von einer monostabiien Kippschaltung bei Überlastung gesperrt wird und mit der ein elektronischer Schalter verbunden ist, der in Abhängigkeit von einer vom Ausgang der Generatorschaltung oder nachgeschalteten Schaltgliedern abgegriffenen Information ein- bzw. abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (11) von der monostabilen Kippschaltung gesteuert wird, die ein oder mehrere Eingänge aufweist, an denen von der Generatorschaltung bzw. dieser nachgeschaltetcn Schaltung abgegriffene Informationsspannungen als Stellinformation anliegen, bei deren Potentialänderung die monostabile Kippschaltung (10) einen Steuerimpuls an den elektronischen Schalter (11) abgibt, der bei Potentialänderung infolge Überlastung eines Kurzschlusses ein- bzw. leitend schaltet und die Treiberschaltung (13) blockiert.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Horizontablenkschaltung mit einem Zeilentransformator in einem Fernsehempfangsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Wicklung (5) des Zeiilentransformators (2) eine Informationsspannung abgegriffen wird, die in einem Schwellwertschalter (8) mit einer Referenzspannung verglichen wird, bei deren Überschreiten durch die Informalionsspunnung eine Steuerspannung an den Steuereingang der monostabilen Kippschaltung (10) gelegt wird, die den elektronischen Schalter steuert, derart, daß die Treiberstufe (11,12) sperrend schallet bzw. blockiert ist.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippschaltung (10) zwei Steucreingängc aufweist, wobei an dein einen Steuercingang eine der Differenz /wischen dem Istwert und dem Sollwert einer abgegriffenen Spannung positiven Potentials anliegt und an dem anderen Eingang Spannungsimpulse negativen Potentials anliegen, die aus in der Generatorschaltung oder den Folgcschaltiingen abgegriffenen Informationsspannungen abgeleitet werden.

4. Schutzschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Steuersignale positiven als auch die Steuersignale negativen Potentials durch Spannungsvergleich der abgegriffenen Informationsspannungen mit einer Referenzspannung erzeugt und über Entkopplungsdiodcn an die Steuereingänge der monostabilen Kippstufe gelegt werden.

5. Schutzschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schütze der aktiven Bauelemente der Goneratorschaltung und der ihr nachgeschalteten Schaltungen verschiedene Informationen von den Ausgängen der Bauelemente oder Schaltungen abgegriffen und entsprechend ihrer Potcntialzuordnung über Parallclcingänge an die Steucreingängc der monostabiien Kippstufe gelegt werden.

6. Schutzschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die monostabile Kippschaltung steuernden Stellinformationcn in eine Erkcnnungsschaltung eingelesen werden, die von einem Computer abfragbar ist, der eine Sichtanzeige steuert, die den Fehler anzeigt, und der über einen elektronischen Netzschalter das Gerät außer Betrieb setzt, wenn bestimmte Fehler vorliegen.

7. Schutzschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Computer nach einem eingeschriebenen bestimmten Programm die Meßstellen abfragt und bei Anliegen eines Fehlersignais

to das Gerät bzw. die defekte Baugruppe über einen diesem zugeordneten elektronischen Schalter kurzzeitig abschaltet und nach einem bestimmten Zeitintervall wieder einschaltet und daß bei erneutem Anliegen einer Stellinformation an dem Steuereingang der monostabilen Kippschaltung das Gerät wieder abschaltet.

8. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabile Kippschaltung aus einem Multivibrator aus zwei ihre Schaltzustände gegenseitig beeinflussenden Transistoren (26,27) besteht, von denen der eine Transistor (27) über seine Basis mit Impulssignalen positiven Potentials und dessen zweiter Transistor (26) über seine Basis mit Impulsen negativen Potentials steuerbar ist, welche Transistoren (26, 27) über ihre Kollektoren jeweils mit der Basis der anderen direkt oder über eine Diodenschaltung (jü) und eine Reiheükondensatoranordnung (31) miteinander verbunden sind und deren Emitter gegen Masse

so geschaltet sind, wobei die Kollektoren und die Basis des zweiten Transistors (26) an einem bestimmten Betriebsspannungspotential (Ub ϊ) angeschlossen sind, und daß der Ausgang des ersten Transistors (27) mit dem elektronischen Schalter (11, 13) der

J^r> Schutzschaltung verbunden ist.

9. Schutzschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schaher aus einem Treibertransistor (13) und einem in Reihe mit der Kolicklorcmitterstrcckc geschalteten weiteren

■i() Schaltlransistor (11) besieht, an dessen Basis die monostabile Kippschaltung angeschlossen ist, und daß der Schalttransistor (11) bei Anliegen einer in Abhängigkeit von einem Fehlersignal erzeugten Spannung leitend schaltet und den Treibertransistor 5 gegen Masse schaltet, so daß er von den anliegenden Synchronsignalen einer Synchronisicrstufe nicht mehr triggerbar ist.

10. Schulzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 2,

■ίο dadurch gekennzeichnet, daß in die Basisslrcckc des Schalttransistors (11) eine Diode (23) in Durchlaßrichtung geschaltet ist, über die der Schalttransistor (11) bei Anlegen einer positiven Spannung leitend geschaltet ist, und daß über den ersten Transistor

V) (27) im leitenden Zustand bei einem Kurzschluß in der Ablenkschaltung über eine in Reihe zu diesem geschaltete Diode (34) die positive Betriebsspannung (Um) gegen Masse geschaltet wird, so daß der Schalttransistor (11) sperrt und die am Trcibertransi-

w) stör (13) anliegenden Impulse zur Ansteuerung des aktiven Bauelementes (24) des Generators nicht mehr durchgeschaltet werden.

11. Schutzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die

b"> Informationsspannung vom Eingangstransformator des Gerätes abgegriffen wird.