DE2948362A1

DE2948362A1 - Magnetisch geregelte ablenkschaltung

Info

Publication number: DE2948362A1
Application number: DE19792948362
Authority: DE
Inventors: Sandor Miko; Phillip Russell Mullis
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1980-06-04
Also published as: GB2037522A; US4209731A; NZ192276A; GB2037522B; IT1126434B; DE2948362C2; IT7927722A0; AU5314579A; FR2443176A1; KR830000179B1; JPS5575374A

Description

-A-

RCA 73,2O4

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Magnetisch geregelte Ablenkschaltung

Die Erfindung betrifft geregelte Ablenkschaltungen. Schaltregler für Fernsehempfänger können typischerweise Halbleiterschalter enthalten, die in gesteuerter Weise eine Wechselspannung gleichrichten. Der Halbleiterschalter ist relativ kostspielig und muß Abschal tausgleichsschwingungen oder hohe Sperrspannungen aushalten. Solche Schaltungen müssen geschützt werden gegenüber Ausfälle durch überströme oder Oberspannungen. Zur Lieferung der erforderlichen impulsbreitenmodulierten Steuersignale kann eine relativ komplizierte Schaltung notwendig sein.

Bei einigen Regelschaltungen mit sättigbarer Drossel vermeidet man die Verwendung steuerbarer Halbleiterschalter und nutzt stattdessen Impedanzänderungen der Drossel für die Regelung aus. Diese Drosseln sind aber typischerweise recht kostspielig und benötigen relativ große Querschnitte, damit bei übermäßiger Netzwechselspannung oder zu starker Belastung keine unzulässige Sättigung auftritt. Audi ist der Steuergleichstrom, der zur Einstellung eines bestimmten Induktivitätswertes benötigt wird, relativ groß, und die prozentuale Induktivitätsänderung der sättigbaren Drossel kann unzureichend für eine gute Regelung bei vielen in Frage kommenden Ablenkschaltungen sein.

o:.: j 2 3 / η η η t,

2 9 A 8 3 Γ 2

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält eine magnetisch geregelte Ablenkschaltung eine Ablenkwicklung und einen an diese angekoppelten Ablenkgenerator zur Erzeugung eines Ablenkstromes in der Ablenkwicklung. Der Ablenkgenerator enthält eine Quelle ablenkfrequenter Energie. Eine magnetische Schalteinrichtung enthält eine erste Lastwicklung, die um einen Kernteil herumgewickelt ist. Die erste Lastwicklung bewirkt eine Verbindung einer Quelle ungeregelter Energie und der Quelle ablenkfrequenter Energie mit der Ablenkschaltung, wenn die erste L^stwicklung durch magnetische Sättigung des Kernteils kurzgeschlossen ist, so daß sie Energie zur Ablenkschaltung überträgt. Eine mit der magnetischen Schalteinrichtung gekoppelte Steuerschaltung verändert unter Steuerung durch einen Energiepegel der Ablenkschaltung das Kurzschluß Intervall, innerhalb dessen die Quelle ungeregelter Energie mit der Quelle ablenkfrequenter Energie mit der Ablenkschaltung gekoppelt sind, um die zu dieser übertragene Energiemenge zu regeln.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen magnetischen Schaltregler für eine Ablenkschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Ausführungsform des Wicklungs- und Magnetkernaufbaus des Magnetschaltreglers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Wicklungs- und Magnetkernaufbaus des Magrietschal treglers gemäß Fig. 1 ;

Fig. 4 eine Horizontalablenkschaltung und einen Magnetschaltregler gemäß der Erfindung; und

Fig. 5 und 6 Schwingungsformen, wie sie in den Schaltungen und Anordnungen gemäß den Fig. 1 bis 4 auftreten.

Gemäß Fig. 1 ist eine Quo L Ie ungeregelter Gleichspannung ü. zwischen Ansqhlüsse 2 1 und il geschaltet, wobei der Anschluß Π an einen nicht von der Netzwechse!spannung isoLiertiui gemeinsamen Masse-Rück Ie i tungsansch 1 uß f>O gekoppelt ist. Der Anschluß 2 1 bildet ο inen Ausgangsanschlaß eines hochfrequent arbeitenden Doppel-

0 3 G G 2 3 / 0 H 8 A

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wegbrückengleichrichters 32 mit Dioden 33 bis 36. Ein zweiter Ausgangsanschluß 22 wird am Verbindungspunkt der Kathoden der Dioden 34 und 35 gebildet. Zwischen die Anschlüsse 22 und 31 ist eine Lastschaltung 37 gekoppelt, die eine übliche Horizontalablenk- und Hochspannungsschaltung 50 enthält, welche über eine Primärwicklung 38a eines Rücklauftransformators 38 am Anschluß 22 liegt. Weiterhin ist an den Anschluß 22 ein Filterkondensator 65 angeschlossen.

Der Rücklauf transformator 38 wirkt als Quelle hochf requenter_# Wechselenergie in Form der Horizontalablenkspannung 39. Eine Sekundär- oder Reglerwicklung 38b des Rücklauftransformators liegt zwischen den Eingangsanschlüssen 23 und 24 des Brückengleichrichters 32. Diese hochfrequente Wechselenergie umfaßt also eine ablenkfrequente d/T,.) Spannung 39, die eine RücklaufimpuIsspannung 40 und eine Hinlaufspannung 41 enthält.

Nichtlineare magnetische Schalter 42 und 4 3 einer magnetischen Reglerschaltung 66 koppeln die ablenkfrequente Spannung 39 und die ungeregelte Spannung U_ß über den Hochfrequenzbrückengleichrichter 32 zur Lastschaltung 37. Eine Steuerschaltung 25 liefert einen veränderbaren Steuersignalgleichstrom I an die magnetisehen Schalter 42 und 43, und zwar unter Steuerung durch ein einem Eingang 26 zugeführtes Rückkopplungssignal· Unter Steuerung durch den Steuergleichstrom I sättigen sich die magnetischen Schalter 42 und 43 magnetisch (effektiver Kurzschluß) zu gesteuerten Zeitpunkten innerhalb jedes Ablenkzyklus und koppeln die ablenkf requente Spannung 39 für einen gesteuerten Zeitraum während jedes Ablenkzyklus auf die Last 37. In dieser fließt ein gesteuerter Betrag des Laststromes i,n.

Fig. 2 zeigt einen Teil der Magnetreglerschaltung 66 gemäß Fig.1, welche Ausführungsformen der nichtlinearen magnetischen Schalter 42 und 43 enthält. Der magnetische Schalter 42 weist (.'inen rechteckigen Magnetkern 1Ί2 mit Schenkeln 142a und 142b auf. Der Kern 142 besteht aus einem FerritmaterIaI. Um den Schenkel 142a ist eine I.astwlcklung 42a gewickelt. Ein Anschluß der Lastwicklung

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42a ist an den Eingangsanschluß 23 des Brückengleichrichters 32 angeschlossen. Ein anderer Anschluß der Lastwicklung 42a liegt am Anschluß 27 der RücklaufSekundärwicklung 38b.

Eine Steuerwicklung 42b ist um den Schenkel 142b des Kerns 142 gewickelt. Ein Anschluß der Steuerwicklung 42b ist am Anschluß 29 an die Steuerschaltung 25 angeschlossen. Ein anderer Anschluß der Steuerwicklung 42b liegt über einen Widerstand Rc an einem Anschluß einer Steuerwicklung 43b des magnetischen Schalters 43. Ein anderer Anschluß der Steuerwicklung 43b ist am Anschluß 30 mit der Steuerschaltung 25 verbunden.

Der magnetische Schalter 43 enthält einen rechteckigen Magnetkern 143, der beispielsweise aus einem Ferritmaterial bestehen kann. Um einen Schenkel 14 3b des Kerns 143 ist eine Steuerwicklung 43b gewickelt, und um einen Schenkel 143a ist eine Lastwicklung 43a gewickelt, von der ein Anschluß an einen Anschluß 28 der Rücklaufsekundärwicklung 38b angeschlossen ist, während ein anderer Anschluß der Lastwicklung 43a am Eingangsanschluß 24 des Brückengleichrichters 32 liegt.

Beim Betrieb sei während des Rücklaufs die Spannung am Anschluß 27 der RücklaufSekundärwicklung 38b beispielsweise positiv gegenüber der Spannung am Anschluß 28, wenn der Rücklaufimpuls 40 an der Sekundärwicklung 38b entsteht, wie Fig. 5a durch den idealisierten Rechteckimpuls 40 der Amplitude V zwischen den Zeiten t₁ bis t^ veranschaulicht. Die Spannung 39 hat während des Hinlaufs zwischen den Zeiten t.. bis tj- eine Amplitude V, . Während des ersten Abschnitts des Rücklaufs zwischen den Zeiten t. bis t_ sind die Kernschenkel 142a und 143b ungesättigt und die in Reihe liegenden Lastwicklungen 42a und 43a der magnetischen Schalter 42 und 43 haben für den Rücklaufimpuls 40 eine hohe Impedanz.

Fig. 5b zeigt nun anhand der Spannung V.-_a über der Lastwicklung 42a, und Fig. 5c zeigt anhand der Spannung V-, über dnr Lastwicklung 43a, daß praktisch die gesamte Rück 1 aufimpulsspannungsamplitude im wesentlichen gleich über den Lasiwick1ungen erzeugt wird.

Ü 3 Cl J .'! 3 / D r. H L

Eine sehr kleine Rücklaufspannung wird zur Last 3 7 gekoppelt, die im Idealfall als rein ohmisch angesehen werden kann.

Fig. 5d zeigt, daß der Laststrom i_T, welcher zwischen den Zeiten t bis t₂ in den Wicklungen 42a und 42b fließt, praktisch Null ist, sofern man die kleinen Magnetisierungsströme vernachlässigt, welche in denjenigen Wicklungen fließen, die den magnetischen Fluß in den Kernen 142 und 143 hervorrufen. Während eines ersten Teils des Rücklaufs zwischen den Zeiten t. bis t₂ wachsen die Flüsse in den Kernen 142 und 143 in Abhängigkeit von der zeitlichen Integration der in den Lastwicklungen 4 2a und 43a entstehenden Rücklaufspannungen an.

Mit der Polarität der Lastwicklung 42a gegenüber der Steuerwicklung 42b, wie sie durch die runden Punkte in Fig. 2 gekennzeichnet ist, und mit der Polarität der Lastwicklung 43a gegenüber der Steuerwicklung 43b, wie sie durch die rechteckigen Punkte gekennzeichnet ist, sind die Spannungen in den Steuerwicklungen 42b und 43b, welche durch die entsprechenden Lastwicklungen 42a und 42b induziert werden, symmetriert, wobei sie praktisch die gleiche Amplitude aber entgegengesetzte Polarität haben. Die Spannung am Reglerwiderstand R ist eine Steuergleichspannung V , die durch die Steuerschaltung 25 erzeugt wird, und der Steuerstrom I ist zwischen den Zeitpunkten t₁ bis t_ etwa gleich V /R , wie Fig. 5e zeigt. Weil die Lastwicklungen 42a und 4 3a in Reihe geschaltet sind, erzeugt der Regelstrom I keine reflektierten Ströme in den Wicklungen 42a und 42b.

Der Regelstrom I erzeugt jedoch einen Gleichvorspannungsfluß im Kern 142, welcher sich in gleicher Richtung zum anwachsenden Kernfluß addiert, der durch die an der Lastwicklung 42a erzeugten Rücklaufimpulse hervorgerufen wird. Ohne den zusätzlichen Vorspannungsfluß, welcher durch den Regelstrom I erzeugt wird, würde der Flußanstieg im Kernschenkel 142a nicht ausreichen, um Sättigungsflußdichtewerte zu erreichen. Bei Vorhandensein des zusätzlichen Gleichvorspannungsflusses sättigen sich die Kernschenkel 142a

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und 142b in einem geregelten Augenblick t~ innerhalb des Rücklaufs, wobei der genaue Augenblick von der Größe des fließenden Steuerstroms abhängt.

Werden die Kernschenkel 142a und 142b zum Zeitpunkt t_ gesättigt, dann sinkt die in der Lastwicklung 42a induzierte Spannung auf Null ab, wie Fig. 5b anhand der Spannung V.„ zeigt. Gleichermaßen sinkt die Spannung in der Steuerwicklung 42b auf Null ab.

Pie Kernschenkel 143a und 143b werden jedoch nicht während des positiven Rücklaufimpulsintervalls t. bis t gesättigt. Mit den Wicklungspolaritäten der Lastwicklung 43a gegenüber der Steuerwicklung 43b gemäß Fig. 2 wirkt der im Kern 143 aufgrund des Regelstromes I fließende Fluß demjenigen Fluß entgegen, der durch die in der Lastwicklung 43a erzeugten Rücklaufimpulse hervorgerufen wird, so daß der Kern 143 nicht gesättigt wird.

Somit ist also zwischen den Zeiten t₂ bis t., der Kern 142 gesättigt, während der Kern 143 ungesättigt ist. Die in den Steuerwicklungen 42b und 4 3b induzierten Spannungen sind unsymmetrisch, und in der Steuerwicklung 42b wird keine Spannung induziert, während in der Steuerwicklung 43b eine reflektierte Rücklaufimpulsspannung induziert wird. Der Regelstrom I vergrößert seine Amplitude zwischen den Zeiten t- bis t-. auf einen Wert I . , und dieser Strom wird dann zurück in die Lastwicklung 43a als anwachsender Laststrom reflektiert, wobei der Strom i_T auf einer Amplitude I₁ an-

L· I

wächst. Da das Wicklungsverhältnis der Steuerwicklung zur Lastwicklung typischerweise relativ groß ist, für die nachstehend angeführten Werte etwa 60:1, wächst auch der Strom i_T zwischen den Zeiten t~ bis t., relativ stark an, wie Fig. 5d zeigt.

Anders erklärt ergibt sich das große Anwachsen des Laststromes i nach der Zeit t„, wenn der magnetische Schalter 42 gesättigt ist, aus dem Kurzschluß der beiden Lastwicklungen 42a und 43a. Bei ge-

sättigtem Kern 142 kann keine induzierte Spannung dem Stromfluß, der in der Wicklung 42a erzeugt werden kann, entgegenwirken. Bei

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gesättigtem Kern 142 sind außerdem die Spannungen in den Steuerwicklungen 42b und 43b nicht mehr symmetrisch. Der ungesättigte magnetische Schalter 43 arbeitet als Stromtransformator, und die relativ niedrige Impedanz des P.eglerwiderstandes R wird über der Lastwicklung 43a reflektiert (also in die Lastwicklung 43a transformiert) , so daß ebenfalls die Lastwicklung 43a praktisch kurzgeschlossen wird. Bei kurzgeschlossenen Wicklungen 42a und 43a tritt ein relativ starkes Anwachsen im Laststrom i_r zwischen den

Ij

Zeiten t_ bis t, auf, wobei eine Rücklaufimpulsspannung 40 zur Lastschaltung 37 gekoppelt wird. Fig. 5c zeigt, daß die Span/iung an der Lastwicklung 43a gleich einer Spannung V₁ ist, die näherungsweise gleich der Rücklaufimpulsspannung abzüglich des Spannungsabfalls IR an der Lastschaltung 37 ist.

Während des negativen Teils der ablenkfrequenten Spannung 39, also im Hinlaufintervall t^ bis t,., tritt eine magnetische Sättigung des Schalters 43 nahe dem Zeitpunkt t. ein. Der Schalter 43 sättigt sich und der Schalter 42 bleibt ungesättigt, weil der Regelgleichstrom I während des HinlaufIntervalls einen Vorspannungsfluß im Kern 143 in der gleichen Richtung wie der durch die negative Hinlaufspannung induzierte Fluß hinzuaddiert, dagegen im Kern 142 vom induzierten Fluß subtrahiert. Ein Laststrom i_T etwas vergrößerter Amplitude I-, jedoch entgegengesetzter Polarität fließt in den Lastwicklungen 4 2a und 4 2b zwischen den Zeitpunkten t. bis trr wenn beide Wicklungen kurzgeschlossen sind. Die Lastwicklung 43a ist kurzgeschlossen, weil der Kern 143 gesättigt ist, und die Lastwicklung 42a ist ebenfalls praktisch kurzgeschlossen, weil die niedrige Impedanz des Widerstandes R in die Lastwicklung 42a transformiert wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß die für die Spannungen V.p_a V.τ in den Fig. 5b und 5c veranschaulichten Spannungspegel ideali siert sind und nur näherungsweise zutreffen.

Die zeitliche Integration über den positiven Teil jeder Spannung ist jedoch gleich der zeitlichen Integration über den negativen Teil.

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Die Regelung wird erreicht durch Veränderung der Beträge der ablenkfrequenten Spannung, die zur Last 3 7 gekoppelt wird, durch Veränderung der Zeitpunkte t~ und t. innerhalb jedes Ablenkzyklus, wenn die magnetischen Schalter 42 und 43 sich abwechselnd magnetisch sättigen. Der durch einen erhöhten Regelstrom I erzeugte höhere Vorspannungsfluß erlaubt eine frühere Sättigung des Kernschenkels 142a innerhalb des Rücklaufs. Der Laststrom i_T fließt länger, so daß ein größerer Anteil ablenkfrequenter Spannung zur Last 37 gekoppelt wird, wie dies bei stärkerer Belastung oder niedrigerer Netzwechselspannung erforderlich ist. In gleicher Weise erlaubt ein verringerter Regelstrom bei niedrigerer Belastung oder höherer Netzwechselspannung eine ebenso erforderliche spätere Kernsättigung.

Der in den Steuerwicklungen 142b und 143b fließende Regelstrom I enthält zwei Komponenten. Fig. 5e zeigt, daß der Regelstrom I eine Gleichstromkomponente hat, die durch eine Gleichspannungsquelle in der Regelschaltung 35 geliefert wird, und weiterhin eine Komponente hat, welche den Laststrom i. aufweist, wie er von den Steuerwicklungen 42b und 43b in die Lastwicklungen 42a und 43a transformiert ist. Die Wicklungspolaritäten der Lastwicklung 4 2a gegenüber der Steuerwicklung 4 2b und der Lastwicklung 43a gegenüber der Steuerwicklung 4 3b sind so gewählt, daß sich die Summe der Spannungen auslöscht, die in den in Reihe liegenden Steuerwicklungen entstehen, wenn beide Kerne 142 und 143a ungesättigt sind.

Obgleich die netto-induzierte Spannung über der Reihenschaltung der Steuerwicklungen 42b und 43b Null ist, wenn beide Kerne 142 und 143 ungesättigt sind, wird dennoch in jeder der Steuerwicklungen für einen Teil des RücklaufIntervalls eine große Rücklaufimpuls spannung induziert, welche eine erhebliche Wicklungsisolation erfordert, um einen Koronadurchbruch auszuschließen. Die magnetische Regelschaltung 66, wie sie in Fig. 3 veranschaulicht ist, ist eine magnetische Anordnung 90, bei welcher die magnetischen Schalter 42 und 43 auf einem einzigen Kern 244 mit zwei Fenstern sitzen. Eine einzige Steuerwicklung 45 wird verwendet,

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in welcher keine Spannung induziert wird. Die Lastwicklung 42a ist um einen äußeren Schenkel 344, die Lastwicklung 43a um einen äußeren Schenkel 444 und die Steuerwicklung 4 5 um den Mittelschenkel 544 gewickelt.

Die Wicklungspolarität der Lastwicklung 42a bezüglich der Steuerwicklung 45 ist durch die zugehörigen rechteckigen Wicklungspolarität ssymbole in Fig. 3 angedeutet. Ein positiver Magnetisierungsstrom, der während des Rücklaufs vom Anschluß 27 zur Lastwicklung 42a fließt, erzeugt im Schenkel 344 einen Fluß, welcher dieselbe Richtung wie der Vorspannungsfluß hat, der durch den vom Anschluß 29 zur Steuerwicklung 45a fließenden Regelstrom I erzeugt wird, wie dies zur Sättigung des Kerns 344 notwendig ist. Bei der Wicklungspolarität der Lastwicklung 4 2a gegenüber der Lastwicklung 4 2b in der durch die punktförmigen Polaritätssymbole in Fig. 3 angedeuteten Weise fließen die durch die Rücklaufimpulse in den Lastwicklungen 4 2a und 43a hervorgerufenen Flüsse in entgegengesetzten Richtungen und löschen sich im Schenkel 544 aus. Bei ungesättigten Kernschenkeln 344 und 4 44 induzieren also die Rücklaufimpulse in den Lastwicklungen 4 2a und 4 3a keine wesentliche Spannung in der Steuerwicklung 45, so daß die Erfordernisse für Koronadurchbruch und Isolation verringert werden.

Fig. 4 veranschaulicht eine magnetisch geregelte Horizontalablenkschaltung 50 gemäß der Erfindung. In den Fig. 6a bis 6e sind die an den entsprechenden Stellen der Schaltung nach Fig. 4 vermerkten Schwingungsformen dargestellt, welche den entsprechenden Schwingungsformen der Fig. 5a bis 5e entsprechen. Die Horizontalablenkschaltung 50 enthält eine Horizontalablenkwicklung 51, einen Horizontalablenkgenerator 52 zur Erzeugung eines Ablenkstroms in der Ablenkwicklung 51 und einen Horizontalend- oder -rücklauftransformator 38. Der Horizontalablenkgenerator 52 enthält einen üblichen Horizontaloszillator und Treiber 53, einen Horizontalhinlaufschalter 54 mit einem Horizontalendtransistor 55, dessen Basis als Steuerelektrode ablenkfrequente Schaltsignale zugeführt werden, welche den Transistor 55 sperren und den Rücklauf einleiten, eine Dämpfungsdiode 56, einen Rücklaufkondensator 57 und einen

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Hinlaufkondensator 58, der in Reihe mit der Ablenkwicklung 51
liegt. Der Emitter des Transistors 55 ist an die nichtisolierte
Masse 60 angeschlossen.

Der Rücklauftransformator 38 hat eine Primärwicklung 38a, die an den Hinlaufschalter 54 angekoppelt ist, eine Rücklauftransformatorreglersekundärwicklung 38b, eine Niederspannungswicklung 38a
und eine Hochspannungswicklung 38d, die zur Erzeugung einer Endanodenbeschleunigungsspannung für den Strahlstrom an einer Hoch-■'spannungsschaltung 59 angekoppelt ist.

Eine Netzwechselspannung von etwa 120 Volt und 60 Hz wird den Anschlüssen A-A zugeführt und durch einen Brückengleichrichter 61 gleichgerichtet und durch ein L-Filter 62 mit einer Drosselspule 63 und einer Kapazität 64 gesiebt. Am Kondensator 64 oder an den Anschlüssen 21 und 31 entsteht eine ungeregelte Versorgungsgleichspannung U von beispielsweise +90 Volt.

Der Anschluß 21 bildet den Ausgangsanschluß des Hochfrequenzbrückengleichrichters 32. Die Horizontalablenkschaltung 50 enthält die Lastschaltung 37 gemäß Fig. 1, wobei die Rücklaufprimärwicklung 38a an den Ausgangsanschluß 22 des Hochfrequenzbrückengleichrichters 23 angeschlossen ist.

über die Eingangsanschlüsse 23 und 24 ist eine Quelle ablenkhochfrequenter Wechselenergie 39, die durch die Rücklaufreglersekundärwicklung 38b gebildet wird, wie Fig. 6a durch die Spannung an der Sekundärwicklung 38b zeigt, geschaltet. Durch die magnetische Regelschaltung 66 werden dem Hochfrequenzbrückengleichrichter 32 geregelte Beträge ablenkfrequenter Spannung zugeführt. Der Gleichrichter 32 richtet die ablenkfrequente Spannung gleich und addiert sie zur ungeregelten Gleichspannung U_R am Anschluß 21, so daß
eine geregelte B -Ablenkspannung am Anschluß 22 zur Verfügung
steht, die beispielsweise eine größere Amplitude von +114 V₌
habe. Die geregelte B -Spannung wird vom Kondensator 65 gefilert.

Der magnetische Regler 66 hat den Kern und Wicklungsaufbau gemäß

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Fig. 3 und ist in Fig. 4 nur schematisch angedeutet. Die Spannung V._? an der Lastwicklung 42a und die Spannung V.., and der Lastwicklung 43 sind in den Fig. 6b und 6c zu sehen. Wie bereits erklärt worden ist, arbeitet der magnetische Regler 66 so, daß jede der Lastwicklungen abwechselnd praktisch magnetisch gesättigt wird. Die Lastwicklung 42a ist im allgemeinen zwischen den Zeiten t_ bis t, magnetisch gesättigt, und die Lastwicklung 43a ist im allgemeinen zwischen den Zeiten t. und tr gesättigt. Fig. 6d zeigt, daß der Laststrom i_r beim Rücklauf zwischen den Zeiten t„ bis t., stark ansteigt und beim Hinlauf zwischen den Zeiten t. bis tg weniger anwächst.

Eine der Steuerwicklung 4 5 zugeführte Regelspannung V wird von der Rücklaufniederspannungswicklung 38c durch Rücklaufimpulsgleichrichtung mittels einer Diode 49 und Filterung mittels eines Kondensators 67 abgeleitet.

Die Steuerwicklung 45 liegt in Reihe mit einem Widerstand 68, einem Regeltransformator 69 und einer Diode 70 der Regelschaltung 25. Zur Veränderung des Regelstromes I , wie es Fig. 6e veranschaulicht, also zum Zwecke der Regelung, wird die Impedanz des Regeltransistors 69 anstatt der Größe der Spannung V verändert.

Die B -Spannung am Anschluß 22 wirkt als Rückkopplungsspannung, welche dem Eingang 26 der Regelschaltung 25 zugeführt wird. An den Rückkopplungsanschluß 26 ist ein Spannungsteiler mit Widerständen 71 bis 73 angeschlossen. Ein Eingangsanschluß 74 einer als Differenzschaltung ausgebildeten Vergleichsschaltung 75 liegt am Abgriff des Widerstandes 72. An den Eingangsanschluß 74 ist ferner ein Uberbrückungskondensator 76 für Horizontalfrequenz angeschlossen. Die Vergleichsschaltung 75 enthält Transistoren 77 und 78 in Differenzschaltung, einen gemeinsamen Emitterwiderstand 79, einen Kollektorwiderstand 80 und einen zwischen den Emitter des Transistors 77 und den Verbindungspunkt des Widerstandes 79 mit dem Emitter des Transistors 78 geschalteten Widerstand 8 1 zur Verringerung der Schleifenverstärkung.

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Die Basis des Transistors 77 ist an den Eingangsanschluß 74 geführt. Die Basis des Transistors 78 ist an einen Bezugseingangsanschluß 82 angeschlossen, an dem eine Bezugsspannung durch die Reihenschaltung einer Diode 83 mit einer Zenerdiode 84 erzeugt wird. Ein Vorstrom für die Zenerdiode 84 wird von einem an die Spannung +V angeschlossenen Widerstand 85 geliefert.

Der Steuerbasisstrom für den Transistor 69 wird vom Kollektor des Transistors 77 geliefert und ändert sich entsprechend Änderungen des B -Spannungswertes. Bei abnehmender B -Spannung beispielsweise wächst der Basisstrom für die Steuerung des Transistors 69 an, so daß auch der Steuerstrom I ansteigt. Die Lastwicklungen 42a und 4 3a werden zu früheren Zeitpunkten innerhalb ihrer entsprechenden Abschnitte des Ablenkzyklus gesättigt, so daß der Laststrom i_T und der zum Kondensator 65 fließende und diesen aufladende Strom i^₇ anwachsen und so eine geregelte B -Spannung aufrechterhalten. Parallel zum Regeltransistor 69 liegt ein Widerstand 86, der einen minimalen Regelstrom I sicherstellt, selbst wenn der Regeltransistor 69 gesperrt ist, damit keine Koronaüberschläge in der Steuerwicklung 4 5 auftreten.

Nachstehend seien ausgewählte Parameter für die Komponenten und die Schaltung gemäß Fig. 4 angeführt:

Widerstand

Kondensator

68:	100Ω
71 :	68kfi
72:	18kfi
73:	11kfi
79:	8,2kß
80:	5,6kQ
81:	I / OiC j £
85:	O QT- Q
86:	15kΩ
64:	25OuF
65:	1,5uF
76:	O.OItiF

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Induktivität 63: 16OmH

Zenerdiode 84: 22V

Laststrom i _ : 0,6A (Mittelwert)

bei einer Eingangsbelastung von 60 W 4A (Spitzenwert)

Regel strom I : 40 mA (Mittelwert)

80 mA (Spitzenwert)

Ablenkfrequente Spannung über der Rücklaufreglerwicklung 38b ^Vss·

V_c: +2 7 V₌

U_n: 95 bis 120 V_

Magnetanordnung 90:

Kern 244: 2 E-förmige Abschnitte jeweils entsprechend Ferroxcube 2O6F4 4O3E2A der Firma Ferroxcube Corporation Saugerties, New York.

Querschnitt des Mittelschenkels: 7,95 χ 11 mm Querschnitt jedes Außenschenkels: 4,6 χ 11 mm Länge jedes Schenkels: 21 mm

Kernhöhe: 29,7 mm

Lastwicklungen 42a und 43a: je 25 Windungen isolierten

Magnetkupferdrahts von 0,4548 mm Durchmesser.

Steuerwicklung 45: 1600 Windungen isolierten Magnetkupferdrahtes von 0,1270 mm Durchmesser.

In der Steuerwicklung 45 fließt ein relativ kleiner Regelstrom I_c von typischerweise etwa 40 mA Mittelwert. So treten im magnetischen Regler 66 nur relativ geringe Widerstandsverluste auf. Es werden keine gesteuerten Halbleiterschalter verwendet, die zu Ausfällen neigen können, und die Regelschaltung ist relativ einfach. Weil die magnetischen Schalter 42 und 43 im wesentlichen nur in zwei Zuständen betrieben werden, nämlich im gesättigten und im ungesättigten, kann die in Fig. 3 veranschaulichte Magnetanordnung relativ kompakt sein und erfordert nur einen kleinen Regel-

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oder Steuerstrom zur Veränderung der Schaltzustände. Der Regelbereich ist ebenso wie bei HalbleiterschaLtern relativ groß.

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Claims

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TBLBX It-JS·»· TBLBUHAMM IUNlII

RCA 73,204/Sch/Vu
U.S. Ser.No. 964,972
vom 30. November 19 78

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Patentansprüche

Magnetisch geregelte Ablenkschaltung mit einer Ablenkwicklung und einer an diese zur Erzeugung eines Ablenkstroms in ihr angeschlossenen Ablenkschaltung, welche eine Quelle ablenkfrequenter Energie und eine Quelle ungeregelter Energie enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetische Schalteranordnung (42,43)mit einer um einen Kernabschnitt (142; 244) gewickelten ersten Lastwicklung (42a) die Quelle (U_) ungeregelter Energie und die Quelle (38) ablenkfrequenter Energie an die Ablenkschaltung (50) koppelt, wenn die erste Lastwicklung (42a) durch magnetische Sättigung des Kernabschnittes (142,244) zur Energieübertragung an die Ablenkschaltung (50) kurzgeschlossen ist, und dafl eine Steuerschaltung (25) mit der magnetischen Schalteranordnung (42,43) gekoppelt ist und unter Steuerung durch einen Energiepegel der Ablenkschaltung (5O) das Kurzschließintervall verändert, innerhalb dessen die Quelle (U_ß) ungeregelter

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ORIGINAL INSPECTED

Energie und die Quelle (38) ablenkfrequenter Energie mit der Ablenkschaltung (50) zur Regelung der zur Ablenkschaltung übertragenen Energie gekoppelt ist.
2) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Steuerwicklung (45) aufweist, die magnetisch mit der ersten Lastwicklung (42a) gekoppelt ist, um den Kernabschnitt (142,244) zu einem veränderten Moment innerhalb jedes Ablenkzyklus in Abhängigkeit von Änderungen des Energiepegels magnetisch zu koppeln.
3) Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (25) in der Steuerwicklung (45) einen Vorstrom erzeugt zur magnetischen Sättigung der ersten Lastwicklung (42a) während zumindest eines Teils jedes RücklaufIntervalls in jedem Ablenkzyklus.
4) Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Lastwicklung (43a) in Reihe mit der Quelle (38) ablenkfrequenter Energie gekoppelt ist und magnetisch mit der Steuerwicklung (45) gekoppelt ist und daß der Vorspannungsstrom abwechselnd die erste und die zweite Lastwicklung (42a bzw. 43a) in jedem Ablenkzyklus magnetisch sättigt.
5) Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (25) bei magnetischer Sättigung einer der beiden Lastwicklungen (42a,43a) der anderen eine im wesentlichen als Kurzschluß transformierte Impedanz darbietet.
6) Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schalteranordnung (42,43) einen Zweifensterkern (244) enthält, daß die erste und die zweite Lastwicklung (42a bzw. 43a) um die äußeren Schenkel (344,444) des Kerns herum angeordnet sind, daß die Steuerwicklung (45) um den Mittelschenkel (544) des Kerns herum angeordnet ist, daß die Wicklungspolaritäten der ersten und der zweiten Wicklung und der Steuerwicklung so gewählt sind, daß der Vorspannungsstrom einen Vorspannungs-

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fluß erzeugt, welcher sich während eines ersten Teils jedes Ablenkzyklus dem Fluß in der ersten Wicklung (42a) hinzuaddiert und vom Fluß in der zweiten Wicklung (43a) subtrahiert und während eines zweiten Teils jedes Ablenkzyklus die gegenteilige Wirkung hat.
7) Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schalteranordnung (42,43) einen ersten und einen zweiten Kern (142 bzw. 143) enthält, daß die erste Lastwicklung (42a) und ein erster Abschnitt (42b) der Steuerwicklung um den ersten Kern (142) herum angeordnet sind und daß die zweite Lastwicklung (43a) und ein zweiter Abschnitt (43b) der Steuerwicklung um den zweiten Kern (143) herum angeordnet sind derart, daß der Vorspannungsstrom in jedem Ablenkzyklus abwechselnd den ersten und den zweiten Kern sättigt.

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