DE2921400C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltkreisanordnung zur Erzeugung eines Sägezahnstroms mit einer Hinlaufzeit und einer Rücklaufzeit in einer Spule, insbesondere in einer Ablenkspule einer Fernsehbildröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Schaltkreis dieser Art ist von A. Farina und G. Zappala in einem Artikel unter der Überschrift: "Self-stabilized horizontal deflection circuit" beschrieben, veröffentlicht 1976 in der sechsten Ausgabe der Zeitschrift "Elettronica e Telecommunicazioni", Seite 237-241.

Beim in diesem Artikel beschriebenen Schaltkreis wird ein Teil der Energie, die von der Stromquelle relativ hoher Spannung (220 V) aufgegriffen wird, in einem Hilfslastkreis relativ geringer Spannung (12 und 24 V) verbraucht.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Notwendigkeit zu vermeiden, einen Teil der von der Stromquelle aufgegriffenen Energie in einer Hilfslast zu verbrauchen.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltkreisanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In weiteren Unteransprüchen sind besondere Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind

Fig. 1 ein Schaltkreis zur Lieferung des Sägezahnstroms in einer Fernsehbildröhren-Ablenkspule nach der Erfindung und

Fig. 2 eine Darstellung der Spannungs- und Stromkurven an Hauptpunkten des in Fig. 1 gezeigten Schaltkreises, um ein klareres Verständnis der Arbeitsweise des Schaltkreises zu vermitteln.

Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Schaltkreises zur Lieferung von Sägezahnstrom in einer Ablenkungsspule Ly. Ein Schaltkreis dieser Art ist beispielsweise für die Zeilenablenkung in einer Fernsehbildröhre geeignet.

Eine Gleichstrom-Spannungsquelle (z. B. erlangt durch Gleichrichten und Filtern der 220-Volt-Wechselstromnetzspannung) ist mit den Anschlüssen verbunden, die in Fig. 1 mit +Vb und -Vb bezeichnet sind. Ein entsprechendes Steuersignal wird an die Steuerelektrode eines Transistors Tr (Typ BU 205 beispielsweise) in der Form eines Rechtecksignals angelegt, das mit der Zeilenfrequenz für eine Zeitdauer wiederholt wird, die zwischen 27 und 51 Mikrosekunden beträgt (um die Dinge klarer zu machen, seien 32 Mikrosekunden angenommen).

Die Ablenkungsspule Ly (Zeilenablenkungsspule) ist zum Kondensator Cr (Rücklaufkondensator) parallelgeschaltet und in Reihe mit dem Kondensator Cs (Hinlaufkondensator) viel höherer Kapazität geschaltet. Parallel zum Kreis, der aus Ly, Cr und Cs gebildet ist und der aus Gründen der Kürze nachstehend als Ablenkungskreis bezeichnet wird, ist die Primärwicklung des Umformers Te geschaltet. Dieser hat eine oder mehrere Sekundärwicklungen (von denen nur eine in Fig. 1 mit zwei Anschlüssen T-T gezeigt ist) zur Versorgung von Hilfslasten (z. B. den Extrahochspannungskreis oder andere Niederspannungskreise am Fernsehapparat).

Eine erste Diode D 2 ist ferner zum Ablenkungskreis über einen Kondensator Cc parallelgeschaltet (dabei ist die Verbindung derart, daß die Diode durch den Ablenkungsstrom während des ersten Teils des Sägezahnhinlaufintervalls leitend gemacht wird). Parallel zur Diode D 2 sind eine zweite Diode D 1 und der Transistor Tr geschaltet, die in Reihe geschaltet sind. Die Polarität der Diode D 1 ist derart, daß der Ablenkungsstrom sie während des zweiten Teils der Sägezahn-Hinlaufzeit leitend macht.

Der Kollektor des Transistors Tr ist mit dem Pluspol +Vb der Stromquelle über eine erste Induktivität La verbunden. Der Minuspol -Vb der Stromquelle ist mit dem Emitter des Transistors sowie mit der Diode D 2 und dem Ablenkungskreis verbunden.

Ein Anschluß eines ersten Kondensators Ca ist ebenfalls mit dem Kollektor des Transistors Tr verbunden. Die Kathode einer dritten Diode D 3 ist mit der Verbindung zwischen D 1, D 2 und CC verbunden. Die Anode von D 3 ist mit der Kathode einer vierten Diode D 4 verbunden, deren Anode über eine zweite Induktivität Lc mit der Verbindung zwischen Cc und Cs sowie mit der Primärwicklung von Te verbunden ist.

Es folgt nun eine Beschreibung der Arbeitsweise der Schaltkreisanordnung nach Fig. 1 im Zusammenhang mit den Diagrammen nach Fig. 2 (zur besseren Veranschaulichung der Spannungs- und Stromkurven sind diese nicht maßstäblich gezeichnet). In Fig. 2 zeigt die obere Kurve die Spannung (VTR) zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Tr und die an den Anschlüssen der Diode D 2 vorhandene Spannung (gestrichelte Linie VD 2). Die zweite Kurve zeigt den Strom (ITR) am Kollektor des Transistors Tr und den Strom in der Diode D 1 (gestrichelte Linie ID 1). Die dritte Kurve zeigt den Strom (ID 2) in der Diode D 2, die vierte den Strom (ID 3) in der Diode D 3 und die fünfte den Strom (ID 4) in der Diode D 4.

Die Zeitachse, die allen Kurven gemeinsam ist, ist in fünf Intervalle unterteilt und in sechs sukzessive Zeiten t 0 . . . T 5) aufgeteilt. t 0 entsprechend dem Ende der Hinlaufzeit und dem Beginn der Rücklaufzeit. An diesem Punkt hört der Transistor Tr zu leiten auf, und zwar als Folge des Anlegens des Steuersignals an dessen Steuerelektrode P. Folglich sind während der Rücklaufzeit (t 0-t 1) sowohl D 1 als auch D 2 nicht leitend, so daß der Ablenkungskreis frei schwingt und an den Anschlüssen der Diode D 2 eine Halbwelle (mehr oder weniger halbsinusförmig) mit positiver Spannung entsteht (siehe die obere Kurve in Fig. 2).

Bei t 1 wird die Spannung an den Anschlüssen der Diode D 2 umgekehrt, um die Diode D 2 leitend zu machen. Das markiert das Ende der Rücklaufzeit und den Beginn der Hinlaufzeit insofern, als nun Cs mit den Anschlüssen von Ly (und Cr) verbunden ist. Die hohe Kapazität von Cs ergibt eine mehr oder weniger stetige Kurve für den Strom, der in Ly umläuft. Der Effekt von Cc ist außer acht gelassen, insofern, als dessen Kapazität noch höher als die von Cs ist. Während des Intervalls t 1-t 2 (Beginn der Hinlaufzeit) fließt der Ablenkungsstrom (der in Ly umfließt) in D 2 (siehe die dritte Kurve in Fig. 2).

Mittlerweile fließt die in La gespeicherte Energie (während des zweiten Teils des vorhergehenden Intervalls, während dessen der Transistor Tr leitend war) in der Form von Strom während des gesamten Intervalls t 0-t 1 und während des ersten Teils des Intervalls t 1-t 2 (Rücklauf und Beginn der Hinlaufzeit) durch Ca, um Cc aufzuladen, mindestens bis t 1 (siehe die vierte Kurve, Strom in der Diode D 3, in Fig. 2). Entsprechend wird auch Ca aufgeladen, so daß die Spannung an den Anschlüssen des Transistors Tr gleich der Summe der Spannungen an den Anschlüssen von D 2 und der Reihenverbindung Ca + D 3 ist (siehe erste Kurve in Fig. 2). Bei t 2 wird der Transistor Tr durch den Steuerimpuls an dessen Basis P leitend gemacht. Die Diode D 4 wird auch leitend gemacht, während Ca durch D 2, Cc, Lc, D 4 und Tr zu entladen beginnt. Ca entlädt sich weiter bis t 3 (siehe die zweite und fünfte Kurve beispielsweise in Fig. 2). Im gleichen Moment t 3 wird die Diode D 3 leitend gemacht, und anstatt Ca zu entladen, lädt der Strom in Lc Cc durch D 3 auf. Der Effekt davon ist, daß im gleichen Moment der Strom in D 2 weggenommen wird und die Diode D 1 zu leiten beginnt (siehe Kurven zwei, drei und vier sowie fünf in Fig. 2). Dieses Schalten zwischen den Dioden D 2 und D 1 ist das Ergebnis zweier Faktoren:

• - Der Ablenkungsstrom, der im Moment t 3 umfließt, ändert sein Vorzeichen;
• - Die Spannung an den Anschlüssen von D 3 wird umgekehrt.

Während des Intervalls t 3-t 4 fällt der Strom in der Induktivität Lc und in den Dioden D 3 und D 4 allmählich bis auf Null (siehe vierte und fünfte Kurve in Fig. 2). Der Strom in D 1 und Tr andererseits verstärkt sich mehr oder weniger allmählich. Der Strom in Tr ist stärker als in D 1, weil dazu auch der Strom gehört, der in La fließt (siehe die zweite Kurve in Fig. 2). Während des Intervalls t 4-t 5 sind nur D 1 und Tr leitend (siehe Fig. 2). Der Kondensator Ca wird vollständig entladen, während die Spannung an seinen Anschlüssen 0 beträgt, und zwar während des gesamten Intervalls t 3-t 4, wenn beide Dioden D 1 und D 3 leitend sind, und danach erfolgt eine Isolierung während des Intervalls t 4-t 5, wenn sowohl D 3 als auch D 4 nicht leitend sind. In der Zeit t 5 wird der Transistor Tr erneut durch das Steuersignal leitend gemacht, das an seine Basis P angelegt wird, und das Spiel fängt wieder mit dem Beginn eines neuen Rücklaufintervalls an. Im Moment t 5 (oder t 0) wird die Diode D 3 erneut leitend gemacht, aber es tritt kein starker Spannungsanstieg an den Anschlüssen der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors Tr auf, weil Ca entladen ist.

Aus dieser Beschreibung ist ersichtlich, daß die Induktivität La während des Intervalls t 2-t 5 gespeicherte Energie, während der der Transistor Tr leitend ist, teilweise während des Rücklaufintervalls (t 0-t 1) zum Kondensator Cc über den Kondensator Ca und die Diode D 3 geleitet wird und zum Teil im selben Kondensator Ca während des Intervalls t 0-t 2 gespeichert wird.

Die in Ca gespeicherte Energie wird hauptsächlich später während des Intervalls t 2-t 3 zur Induktivität Lc geleitet, von dem sie während des Intervalls t 3-t 4 zum Kondensator Cc übertragen wird. Die während jedes Spiels dem Induktor La zugeführte Energie wird deshalb im nächsten Spiel dem Kondensator Cc zugeführt, der als Energiespeicher für den Ablenkungskreis und Hilfslasten wirkt, die vom Umformer Te versorgt werden.

Die Spannung an den Anschlüssen von D 2 (und folglich auch der Ablenkungsstrom und die Hilfsströme, die vom Umformer Te abgegriffen werden) kann leicht stabilisiert werden, d. h. sie kann durch Änderungen in der Versorgungsspannung Vb oder in der Last unbeeinflußt gemacht werden, indem die Spannung an den Anschlüssen von D 2 in bekannter Weise abgenommen wird und dagegen die Leitungszeit des Transistors Tr geprüft wird, d. h. die Länge des Steuerimpulses, der an die Elektrode P angelegt wird.

Datentabelle der Hauptteile des Schaltkreises nach Fig. 1:

La = 20 mH Ca =  6,8 nF Lc =  4,3 mH Ly =  2,2 mH Cs =  0,33 µF Cc =  2,2 µF

Claims (6)

1. Schaltkreisanordnung zur Erzeugung eines Sägezahnstroms mit Hinlaufzeit und Rücklaufzeit in einer Spule, insbesondere in einer Ablenkspule einer Fernsehbildröhre, wobei die Spule mit einem Rücklaufkondensator und einem Hinlaufkondensator verbunden ist, derart, daß ein Ablenkungskreis entsteht, der während der Rücklaufzeit frei schwingt, und wobei zum Ablenkungskreis eine erste Diode mit einer solchen Polarität parallelgeschaltet ist, daß ein Leitendmachen durch den Sägezahnstrom während des ersten Teils der Hinlaufzeit erfolgt, und wobei ferner zum Ablenkungskreis über eine zweite Diode mit einer solchen Polarität, daß ein Leitendmachen durch den Sägezahnstrom während des zweiten Teils der Hinlaufzeit erfolgt, ein steuerbarer Schalter, insbesondere ein Transistor mit einer Steuerelektrode parallelgeschaltet ist, der mit einem periodischen Steuersignalgeber verbunden ist, der ihn während eines Teils der Hinlaufzeit leitend macht, wobei der steuerbare Schalter über eine erste Induktivität mit einer Stromquelle verbunden ist, derart, daß während des Teils der Hinlaufzeit, während der der Schalter leitend ist, in der ersten Induktivität Energie gespeichert wird, die später während des Teils der Zeitdauer, während der der Schalter nicht leitend ist, über eine dritte Diode teilweise dem Ablenkungskreis und teilweise einem ersten Kondensator zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (Lc, D 4) vorgesehen sind, derart, daß die Energiemenge, die zum ersten Kondensator übertragen wird (t 0-t 2), später (t 2-t 4) auch zum Ablenkungskreis (Cc, Cs, Ly, Cr) übertragen wird.

2. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum ersten Kondensator (Ca) übertragene Energie (t 0 -t 2), später (t 2-t 3) zu einer zweiten Induktivität (Lc) und von dieser später (t 3-t 4) zum Ablenkungskreis (Cc, Cs, Ly, Cr) über eine vierte Diode (D 4) übertragen wird.

3. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kondensator (Ca) an einem Ende mit der Verbindung zwischen dem steuerbaren Schalter und der ersten Induktivität (La) und am anderen Ende mit dem Ablenkungskreis über die dritte Diode (D 3) und der Reihenschaltung aus der ersten Induktivität (Lc) und der vierten Diode (D 4) verbunden ist.

4. Schaltkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkungskreis neben der Ablenkungsspule (Ly), dem Hinlaufkondensator (Cs) und dem Rücklaufkondensator (Cr) auch einen weiteren Gleichstromsperrkondensator (Cc) aufweist.

5. Schaltkreisanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkondensator (Cc) an einem Ende mit der Verbindung zwischen den ersten (D 1), zweiten (D 2) und dritten Diode (D 3) und am anderen Ende mit der zweiten Induktivität (Lc) und dem Hinlaufkondensator (Cs) verbunden ist.

6. Schaltkreisanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkkreis (Cc, Cs, Ly, Cr) über einen Umformer (Te) mit einer Hilfslast (T) verbunden ist, die vom Ablenkungskreis mit Energie versorgt wird.