DE2825601C2 - Schaltung zum Erzeugen von Sägezahnstrom - Google Patents

Schaltung zum Erzeugen von Sägezahnstrom

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    • H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • H03K4/48—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
    • H03K4/60—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth current is produced through an inductor
    • H03K4/62—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth current is produced through an inductor using a semiconductor device operating as a switching device

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Erzeugen von Sägezahnstrom mit einer Hinlaufdauer und einer Rücklaufdauer in einer Spule, insbesondere in einer Horizontal-Ablenkspule einer Fernseh-Bildröhrc, bestehend aus ehitm ersten Hinlaufkondensator und einem ersten Rücklaufkondensator, die mit der Spule verbunden sind, einer ersten, zu dem ersten Rücklaufkondensator parallelgeschalteten Diode, einem ersten steuerbaren Schalter, insbesondere einem Transistor, der mit einer Steuerelektrode versehen ist, die durch pcfiüdiSChc Steuersignale so angesteuert wird, daß der erste Schalter während eines Teils der Hinlaufdauer leitend gemacht wird, und einer ersten, mit dem ersten Schalter und einer Stromversorgungsquelle verbundenen Induktionsspule, in der Energie während des Intervalls gespeichert wird, in dem der erste Schalter leitend ist und von der Energie dem ersten Rücklaufkondensator unter Verwendung einer zweiten Diode und eines dritten Kondensators während des Intervalls zugeführt wird, in dem der erste Schalter nicht leitend ist, wobei die in dem dritten Kondensator während des Intervalls, in dem der erste Schalter leitend ist, gespeicherte Energie während des Intervalls, in dem der erste Schulter nicht leitend ist, zur Stromversorgungsquelle zurückgeleitet wird. Eine Schaltung dieser Art ist bereits in der nachveröffentlichten DE-OS 28 19 324 vorgeschlagen worden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung dieser Art mit einem höheren energetischen Wirkungsgrad zu schaffen, mit der die Amplitude des Sägezahnstroms in einer Spule, insbesondere in einer Horizontal-Ablenkspule für eine Fernseh-Bildröhre, leicht mit hoher Effizienz moduliert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dritte Kondensator derart geschaltet ist, dab die in ihm während des Intervalls, in dem der erste Schalter nicht leitend ist, gespeicherte Energie während des Intervalls, in dem der erste Schalter leitend ist, zur Stromquelle über einen zweiten steuerbaren Schalter zurückgeleitet wird.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert. In den Zeichnungen sind
Fig. 1 eine erfmdungsgemäße Schaltung eines Horizontal-Ablenkungskreises mit Ost-West-Modulation für einen Farbfernsehapparat
Fig. 2 Darstellungen der Strom- und Spannungskurven (unmaßstäblich) der Hauptteile der Schaltung nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaltbild eines Horizontal-Ablenkungskreises für einen Farbfernseher mit Ost-West-Modulation nach einer Variante der Erfindung und
Fig. 4 unmaßstäblich gezeichnete Strom- und Spannungskurven der Hauptbauteile der in Fig. 3 gezeigten Schaltung.
Fig. 1 zeigt den Horizontal-Ablenkungskxeis für Farbfernsehen mit einem Nebenkreis für Ost-West-Modulation, der bekanntlich zum Korrigieren der Dämpfungsverzerrung des Ablenkungsjochs erforderlich ist, besonders bei neueren Ausführungen von In-Line-Strahlsystem-Bildrö hren.
In Fig. 1 sind B+ und B— Pole einer Gleichstromversorgungsquelle E1 ist die Steuerelektrode (Basis) des Endabk-nkungstransistors 77?; der Anschluß F1 wird mit dem Steuersignal angesteuert, um den Trnsisior T, während des zweiten Teils des Hinlaufintervalls (Sägezahn-Hinlaufintervall) leitend zu machen. Die Anschlüsse G, und G2 sind die Steuerelektroden (Tore) der beiden Thyristoren Tyl und Ty2, an die kurze Zündsignale angelegt werden. Diese wie das Transistor-Basissignal werden als von bekannten Schaltkreisen erzeugt angenommen, die im Schaltbild nicht dargestellt sind. Die Spule Ly ist die Ablenkungsspule, die in der Praxis aus einer Anzahl von Wickungen bestehen kann, die unter Anwendung bekannter Methoden in Parallelöder Reihenschaltung angeordnet sein können. Die Spule L, ist mit dem Rücklaufkondensator Cr2 und mit dem Hinlaufkondensator C12 verbunden.
Das Schalten der Stromrückgewinnungsdiode Ds und des Transistors T, (über die Diode D4) erzeugt eine Spannung an den Anschlüssen von C2 gemäß einer bekannten Charakteristik (siehe VCr2 in Fig. 2). Das bestimmt da- Rücklaufintervall (t„-2) und das Hinlaufintervall (tj-tf.) des Sägezahnstroms in der Spule Ly. Ein gleicher Stromkreis ist gebildet aus der Spule L3 (die die Primärwicklung des Transformators ist. der aus den Wicklungen L, und L4 besteht und weitere Wicklungen zur Versorgung anderer Stromkreise haben kann), dem Kondensator C,i und dem Kondensator C,,.
Eine Spannung ahnlich der. die am Kondensator Cn entsteht, entsteht auch am Kondensator C,i (sieh? K01 in Fig. 2). Auch diese hat ein Rücklaufintervall (ro-f,) und ein Hinlaufintervall (ίτ-ί6). obgleich gewöhnlich von anderer Länge als die K<>2-Spannungsintervalle.
Infolgedessen wird in der Spule L3 ein Sägezahnstrom infolge der Rückgewinnungsdiode D3 und dem dazu parallelen Transistor T, (durch die Diode D2) erzeugt. Die zum Ausgleich von Stromkreisverlusten erforderliche Energie wird den beiden beschriebenen Stromkreisen wie folgt zugeführt:
Wenn der Transistor T, durch das an den Anschluß E1 angelegte Steuersignal leitend gemacht wird (Intervall Z4-(^ in Fig. 2), wird die Spule L1 mit Energie geladen, die von der Stromversorgungsquelle geliefert wird, die mit den Anschlüssen B+ und B— verbunden ist. Während des folgenden nächsten Intervalls (to-t4), in dem der Transistor T, nicht leitend ist, fließt der Strom in der Spule L1 durch die Diode D1, um den Kondensator C1 und Ci während des Intervalls i„-3 und ausschließlich den Kondensator C1 während des Intervalls Z3-Z4 zu laden, in dem D-, leitend ist.
Die Energie, die auf diese Weise den Kondensator C, speist, wird dann zur Stromversorgungsquelle zurückgeleitet durch L2 und Tvl während des Intervalls, in dem Tv, leitend ist.
Damit die Schaltung ordnungsgemäß arbeitet, muß diese Energie vor dem Zeitpunkt r6 zurückgeleitet sein. Anderenfalls bleibe C1 aufgeladen, was das nächste Aufnehmen von Energie aus der Stromversorgungsquelle verhindern würde. Es kann der Vorteil ausgenutzt werden, den Steuerimpuls für Tyl (Zündimpuls an dessen Tor G1) mit dem Steuersignal von T, zu synchronisieren, d. h. das Zünden von 7"vl kann im gleichen Zeitpunkt erfolgen, in dem T1 leitend gemacht wird.
Eine geeignete Dimensionierung des Induktors L2 stellt sicher, daß der Strom in TV] nicht zu groß ist und fyl vor Z6 abgeschaltet wird. Die während jeder Periode dem Kondensator C, gelieferte Energie d;ent zum Ausgleich der Verluste beider Stromkreise L3 und L1. Der Kondensator C2 erhält Energie durch die mit der Spule Lj verbundene Sekundärspule L4. den Tiyristor 7"v2 und die Spule /.5
Der Zündimpuls für 7l2 wird zum Zeitpunkt i, innerhalb des Intervalls Z0-Z3 angelegt. Durch Vorverlegen oder Verzögern dieses Zeitpunktes kann die a;i den Stromkreis L1-C2 gelieferte Energie erhöht oder verringert werden, um die Amplitude des in L1 fließenden Stroms zu modulieren, ohne bemerkbar die Amplitude des in L3 fließenden Stroms zu beeinflussen.
Es hat sich gezeigt, daß eine Tendenz besteht, daß die Leitdauer von T, sich automatisch derart ändert, daß die Spannung an den Anschlüssen von C1 angesichts von Änderungen des Stroms in Lv, die sich aus Änderungen des Zündzeitpunkts von Tv2 ergeben, mehr oder weniger konstant halten.
Man kann natürlich leicht einen Stromkreis vorsehen, um die Länge des 7>SteuersignaIs von der Spannung an den Anschlüssen von C1 abhängig zu machen um sicherzustellen, daß sie in allen Fällen konstant gehalten
wird, nicht nur bei Änderungen les in L, fließenden Stroms, sondern auch der Versorgungsspannung oder andrer Belastungen des Transformators L3-Li, (beispielsweise könnte das benutzt werden zum Versorgen der Bildröhre mit Extrahoch-Spann-mg mittels einer Hilfswicklung, wobei die Extrahoch-Spannung von der Ost-West-Modulation unbeeinflußt ist).
Die Induktionsspule L6 dient zum Bewegen der Stromstärke im Thyristor Ty2.
Fig. 3 zeigt das elektrische Schaltbild eines anderen Horizontal-Ablenkungskreises für Farbfernsehen mit Ost-West-Modulation, die, wie bekannt, zur Korrektur der Kissenverzeichnung erforderlich ist, die durch das Ablenkungsjoch erzeugt wird, insbesondere bei den neuerr Bildröhren mit in-line-Strahlsystem.
In Fig. 3 sind die Elemente, die die gleiche Funktion wie die entspreche-iJen Elemente in Fig. '. haben, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, die in Fig. 1 verwendet worden sind.
In Fig. 3 stellen B+ und B- die Gleichstrom-Versorgungsanschlüsse car; E1 ist die Steuerelektrode des Endablenkungstransistors T,\ der Anschluß E1 wird mit dem Steuersignal angesteuert, daß den Transistor T, während des zweiten Teils des Hinlaufintcrvalls (Sägezahnhinlauf) leitend macht.
Die Torelektroden G1 und G2 der beiden Thyristoren Tyi und Ty2 werden mn entsprechenden kurzen Steuersignalen (Triggersignalen) beschickt.
Diese Signale werden ebeno wie das Signal für die
Basis des Transistors durch bekannte Schaltungen erzeugt, die hier nicht dargestellt sind.
Die Ablenkungsspule Ly kann aus mehreren Wicklungen bestehen, die in bekannter Weise in Reihe oder parallc'geschaitet sind.
Die Ablenkungsspule Ly ist mit dem Rücklaufkondensator C2 und mit dem Hinlaufkondensator Cs2 verbunden.
Aufgrund des Schalters durch die Stromrückgewinnungsdiode D5 und den Transistor T, (über die Diode Dt) entsteht am Kondensator C2 eine Spannung, die eine bekannte typische Form hat (siehe VCr2 in Fig. 4). Sie erzeugt in der Ablenkungsspule Ly die Sägezahnstrom-Rücklauf- und Hinlaufintervalle to-2 bzw. ^t6.
Ein ähnlicher Stromkreis wird gebildet durch die Spule L3 (die die Primärwicklung eines Betriebstransfornnators mit einer oder mehreren Sekundärwicklungen bilden kann) und durch die Kondensatoren C,, und r
Am Kondensator C,, wird eine Spannung erzeugt, die der !Spannung am Kondensator C,: entspricht (siehe VCrl in Fig. 4) und ein Rücklaufintervall (ro-r3) sowie ein Hinlaufintervall (ij-'s) mit Längen hat, die sich grundsätzlich von den Intervall-Längen der Spannung CCr2 unterscheiden.
Infolgedessen fließt ein Sägezahnstrom in der Spule L3;die Umschaltungen erfolgen in diesem Fall durch die Rückgewinnungsdiode D3 und den Transistor T, (über die Diode D2), die zu ihr parallel liegen.
Die Energie, die erforderlich ist, um die Verluste auszugleichen, wird durch die beiden vorstehend erwähnten Stiomkreise auf folgende Weise geliefert:
Wenn ein an den Anschluß E1 angelegtes Steuersignal den Transistor T, leitend macht (Intervall tf-t6 in Fig. 4), wird in der Spule L1 Energie aufgebaut, die mit den Anschlüssen B+ und B- verbunden ist.
Wiihrend des folgenden Intervalls i^-f«), bei dem T. außer Funktion gesetzt wird, fließt der Strom in der Spule L1 durch die Diode D, und lädt die Kondensatoren C'i und C, während des Intervalls t„-h auf, während sie de:n Kondensator C1 nur während des Intervalls I3-I4 auflädt, während die Diode D, leitet.
Di« in dieser Weise an den Kondensator C1 gelieferte Energie wird dann während des Leitungsintervalls von Tyi durch L2 und 7",, zur Gleichstromversorgung zurück entladen.
Der an die Torelektrode G, des Thyristors Tyi angelegte Steuerimpuls (Triggerimpuls) kann vorteilhafterweise mit dem Steuersignal für T, synchronisiert werden. Das heißt, daß Tv] zur gleichen Zeit getriggert werden kann, zu (Lr T, leitend gemacht wird.
Wenn somit im Zeitpunkt t't der Thyristor Ty2 getriggert wird, strömt die noch in C1 und L2 verfügbare Energie durch L5 nach C2.
Geeignete Konstruktionsgrößen für die Induktivitätsspule L2 stellen sicher, daß die Stromstärke in 7"vl und Tj2 nicht zu groß ist und daß der Strom vor dem Zeitpunkt r6 aufhört (r'5). Tatsächlich ist es für die Funktion des Schaltkreises entscheidend, daß C| entlädt, ehe der Transistor T, außer Funktion gesetzt wird, damii die anschließende Energie von der Stromversorgung geliefert werden kann.
Der an ty2 angelegte Triggerimpuls wird zum Zeitpunki t"i wirksam, der zwischen den Zeitpunkten r4 und 7", liegt ω
Durch dieses Vor/erlegen oder Verzögern des Zeitpunk ι es t'i wird dem Stromkreis L,-Cr2 mehr oder weniger Energie zugeführt, wodurch man die Amplitude des in der Ablenkungsspule Ly fließenden Stroms modulieren kann, ohne den Stromfluß in der Spule L3 zu beeinflussen.
Man kann in einfacher Weise mittels eines Steuerkreises die Dauer des Steuersignals des Transistors T, von der Spannung abhängig machen, die an C,, entsteht, und zwar in solcher Weise, daß sie nicht nur dann konstant bleibt, wenn der Strom in der Ablenkungsspule Ly variiert, sondern auch dann, wenn entweder die Stromversorungsspannung oder die mit der Spule L3 gekoppelte Belastung variiert (beispielsweise ist es möglich, eine Kopplung zwischen der Spule L3 und einer Hochstufungsentwicklung vorzusehen, um die Höchstspannung für die Beschleunigungselektrode der Bildröhre zu erhalten; auf diese Weise beeinflußt die O-W-Modulation den Höchstspannungswert nicht).
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Schaltung zum Erzeugen von Sägezahnstrom mit e.ner Hinlaufdauer und einer Rücklaufdauer in einer Spule, insbesondere einer Horizontal-Ablenkungsspule einer Fernseh-Bildröhre, bestehend aus einem ersten Hinlaufkondensator und einem ersten Rücklaufkondensator, die mit der Spule verbunden sind, einer ersten, zu dem ersten Rücklaufkondensator parallelgeschalteten Diode, einem ersten steuerbaren Schalter, insbesondere einem Transistor, der mit einer Steuerelektrode versehen ist, die durch periodische Steuersignale so angesteuert wird, daß der erste Schalter während eines Teils der Hinlaufdauer leitend gemacht wird, und einer ersten, mit dem ersten Schalter und einer Stromversorgungsquelle verbundenen Induktionsspule, in der Energie während des Intervalls gespeichert wird, in dem der erste Schalter leitend ist und von der Energie dem ersten Rücklaufkondensator unter Verwendung einer zweiten Diode und eines dritten Kondensators während des Intervalls zugeführt wird, in dem der erste Schalter nicht leitend ist, wobei die in dem dritten Kondensator während des Intervalls, in dem der erste Schaiter leitend ist, gespeicherte Energie während des Intervalls, in de<n der erste Schalter nicht leitend ist, zur Stromversorgungsquelle zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kondensator (C,) derart geschaltet ist, daß die in ihm während des Intervalls (ίο-ί4), in dem der erste Schaltti (T,) nicht leitend ist, gespeicherte Energie während des /nterva", (/^-ίή), in dem der erste Schalter (7",) leitend ist, zur Stromversorgungsquelle über einen zweiten Steuer'-aren Schalter (7',,) zurückgeleitet wird.
2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis zwischen der ersten Induktionsspule (L1) und dem ersten Rücklaufkondensator (C2) während des Intervalls, in dem der erste Schalter (T,) nicht leitend ist, ein dritter steuerbarer Schalter (7"v:) liegt.
3. Schaltung nuch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite steuerbare Schalter ein Thyristor (Γ,,) ist.
4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte steuerbare Schalter ein Thyristor (Γ,2) ist.
5. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktionsspule (Ll) mit einem zweiten, mit einer zweiten Spule (L3) verbundenen Rücklaufkondensator (C,,) sowie einem zweiten Hinlaufkondensator (C,,) verbunden ist, und daß ein geregelter Teil der Energie durch den dritten Schalter (T,2) zum ersten Rücklaufkondensator (C,:) übertragen wird.
b. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Steuern der Leitdauer des ersten Schalters (T,) vorgesehen sind, derart, daß die Amplitude des Stroms in der zweiten Spule (L1) konstant gehalten wird, während die Amplitude de». Stroms in der Ablenkungsspule (Lv) dur'-h Steuerung des Zeitpunktes geändert wird, in dem der dritte Schalter (Tv2) vom nicht leitenden in den leitenden Zustand umschaltet.
7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der im dritten Kondensator (C1) während des Leit-Intervalls des ersten steuerbaren Halbleiterschakers (T,) gespeicherten Hnerjiie zum ersten Rücklaufkondensator (C,:) während des nächsten Intervalls geleitet wird, während dessen der erste steuerbare Halbleiterschalter (T,) leitend ist, wobei dieses Leiten mittels des dritten steuerbaren Haibleiterschalters (7"y2) erfolgt.
8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte steuerbare Halbleiterschalter ein Thyristor ist.
9. Schaltung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Steuern der Zeit vorgesehen sind, während der der dritte steuerbare Halbleiterschalter leitend gemacht wird, derart, daß die Amplitude des Sägezahnstroms bestimmt wird.
10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Steuern der Leitungszeit des ersten steuerbaren Halbleiterschalters (Tr) vorgesehen sind, derart, daß eine konstante Amplitude des Stroms in einer zweiten Spule (L3) in Kopplung mit einem zweiten Rücklaufkondensator (C,,) und mit dem dritten Kondensator (C1) aufrechterhalten wird.
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