DE3001975A1 - Zeilentransformator fuer einen fernsehempfaenger - Google Patents
Zeilentransformator fuer einen fernsehempfaengerInfo
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Description
Licentia Patent-Verwaltungs GmbH Theodor-Stern-Kai 1
6000 Frankfurt / Main 70
Hannover, den 08.01.I98O
ÜE2-Wp/rs H 79/73
Der Zeilentransformator eines Fernsehempfängers erzeugt bekanntlich
mittels einer Hochspannungswicklung und eines Hochspannungsgleichrichters u.a. die Hochspannung für die Bildröhre
in der Größenordnung von 25 KV. Diese Spannung wird durch Gleichrichtung der impulsförmigen Rücklaufspannung gewonnen.
Wegen dieser hohen impulsförmigen Spannung werden an die Spannungsfestigkeit des Zeilentransformators besonders
hohe Anforderungen gestellt, da derart hohe Impulsspannungen
leicht zu Überschlägen und Sprüherscheinungen führen können·
Der Zeilentransformator enthält im allgemeinen einen rahmenförmigen
Kern mit einem Luftspalt, wobei bei dem Prinzip des Einschenkeltrafos die Primärwicklung und die Hochspannungswicklung
übereinander auf demselben Schenkel des Kerns angeordnet sind. Dabei ist man bemüht, den Kern aus Kosten- und
Gewichtsgründen möglichst klein zu bemessen. Das führt dazu, daß die Hochspannungswicklung praktisch die gesamte Länge
eines Schenkels des Kerns einnimmt, d.h. bis an die von diesem Schenkel rechtwinklig abgehenden weiteren Schenkel
heranreicht. Gerade an diesen Stellen, wo das Ende der Hoch-
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Spannungswicklung eng an dem abgehenden Kernschenkel liegts
liegt aber auch die hohe Impulsspannung der Hochspannungswicklung.
Daher gibt es besonders an dieser Stelle besondere Schwierigkeiten, die notwendige Spannungsfestigkeit zu erzielen.
Die Prüfung derartiger Transformatoren erfolgt mit einer Überspannung
von 50 %, so daß in diesem Fall noch weit höhere Im·=
pulsspannungen auftreten, die die Größenordnung von kO KV
über der gesamten Hochspannungswicklung erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zeilentransfor»
mator so auszubilden, daß sich die Anforderungen an die Spannungsfestigkeit,
insbesondere zwischen der impulsförmigen Spannung und dem Kern des Trafos, auch bei engem Aufbau des
gesamten Trafos beherschen lassen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß
die beiden Enden der gesamten Hochspannungswicklung keine Impulsspannung führen, sondern wechselspannungsmäßig kalt
sind. Das eine Ende der Hochspannungswicklung kann direkt geerdet sein. Das andere, mit der Anode der Bildröhre verbundene
Ende der Hochspannungswicklung führt durch die Wirkung der Kapazität der Bildröhre ebenfalls keine Impulsspannung, sondern
nur die Anodengleichspannung für die Bildröhre. Eine Gleichspannung ist aber hinsichtlich der Spannungsfestigkeit
und der Überschlagsgefahr wesentlich weniger kritisch als eine impulsförmige Spannung. Die unvermeidbar an der Hochspannungswicklung
auftretende hohe Impulsspannung indessen wird bei der Erfindung in vorteilhafter Weise in ihrer vollen Höhe
nur in der Mitte der gesamten Hochspannungswicklung wirksam.
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Dort läßt sich die Impulsspannung aber wesentlich besser beherschen,
weil die Mitte der Hochspannungswicklung von den beiden rechtwinklig abgehenden Schenkeln des Kerns weit entfernt
ist. Bei der Erfindung wird also die unvermeidbare maximale Impulsspannung räumlich dorthin verlegt, wo sie
sich am besten beherschen läßt. In der Mitte der Hochspannungswicklung können außerdem am Wickelkörper zusätzliche
konstruktive Maßnahmen vorgesehen sein, durch die z.B. der Abstand des Hochspannungsgleichrichters vom Kern noch vergrößert
wird. Der Wickelkörper wird vorzugsweise aus Makro-Ion hergestellt. Dieser hat eine weitaus bessere Spannungsfestigkeit als eine Vergußmasse.
Die Aufteilung der Hochspannungswicklung und die dazwischengeschaltete
Diode führt zu einer Zwangssymmetrie der Hochspannungswicklung.
Dadurch wird der ansich bei bekannten Transformatoren notwendige Sicherheitszuschlag bei der Bemessung
Diodensperrspannung verringert. Die genannte Zwangssymmetrierung in Verbindung mit Wechselspannungsfreiheit der
Enden der Wicklung führt zu einer minimalen Störstrahlung der Hochspannungswicklung.
Beim sogenannten Diodensplittrafo (Funktechnik 1979 Nr. 4
Seite T l83-l84) ist zwar auch die Hochspannungswicklung in mehrere Teilwicklungen aufgeteilt, zwischen denen Hochspannungsgleichrichter
angeordnet sind. Dort wird aber von der erfindungsgemäßen Lösung kein Gebrauch gemacht. Vielmehr ist
dort das der Bildröhre zugewandte Ende der Hochspannungswicklung wechselspannungsmäßig nicht kalt, sondern führt
noch eine Impulsspannung, die bei der vorliegenden Erfindung gerade vermieden werden soll.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Darin zeigen
Figur 1 ein Prinzipschaltbild der Erfindung, - 7 -
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Figur 2 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise, Figur 3,k im Prinzip einen Aufbau des Wickelkörpers für die
Hochspannungswicklung,
Figur 5 eine spezielle Ausbildung des Wickelkörpers für eine
Kammerwicklung,
Figur 6 eine besondere geommetrische Anordnung des Gleichrichters und
Figur 7 eine spezielle Ausführung des Wickelkörpers zur Erzielung einer hohen Spannungsfestigkeit.
In Figur 1,2 zeigen die kleinen Buchstaben a-c, an welchen Punkten in Figur 1 die Spannungen gemäß Figur 2 auftreten.
Figur 1 zeigt den von der zeilenfrequenten Schaltspannung
gesteuerten Zeilenendstufentransistor 2, den Zeilentrafo 3
mit der Primärwicklung k, die Bildröhre 91 den im wesentlichen
durch die Bildröhre 9 gebildeten Kondensator 8, den auch zur Tangensentzerrung dienenden Koppelkondensator 10 sowie die
Zeilenablenkspulen 11.
Die Hochspannungswicklung zur Erzeugung der Hochspannung von 2k KV für die Bildröhre 9 ist in zwei gleich große Teilwicklungen
12,13 aufgeteilt, zwischen denen der Hochspannungsgleichrichter I^ liegt.
Anhand der Figur 2 wird die Wirkungsweise erläutert. Das untere Ende der Wicklung 13 ist geerdet und führt somit weder
eine Gleichspannung noch eine Wechselspannung. An diesem Ende der gesamten Hochspannungswicklung können daher keine Probleme
auftreten. Das obere Ende der Wicklung 12 ist durch die Wirkung des Kondensators 8 ebenfalls ohne Impulsspannung, so
daß an der Bildröhre 9 nur eine reine Gleich-Hochspannung steht. Am oberen Ende der Wicklung 13 steht die gleichspannungsfreie
Impuls spannung a mit einer Amplitude von z.B. 12,5 KV. Wenn das obere Ende der Wicklung 13 gegenüber Erde einen
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positiven Impuls führt, so muß bei gleicher Wicklungsrichtung der Wicklungen 12,13 das untere Ende der Wicklung 12 einen
negativen Impuls b führen. Durch die Wirkung des Gleichrichters lk kann die Spannung b nicht unter die Spannung a sinken.
Das hat zur Folge, daß die Impulsspitzen der Spannung b auf die Impulsspitzen der Spannung a geklemmt werden. Am oberen
Ende der Wicklung 12 entsteht dann durch die Wirkung des Kondensators 8 die reine Gleichspannung c, die die Hochspannung
für die Bildröhre 9 darstellt. Es ist ersichtlich, daß die Enden der gesamten Hochspannungswicklung, d.h. das untere
Ende der Wicklung 13 und das obere Ende der Wicklung 12, in vorteilhafter Weise keine Impulsspannung führen. Diese Impulsspannung
liegt, wie Figur 2 zeigt, in vorteilhafter Weise nur
in der Mitte der Wicklung an den beiden Enden des Gleichrichters l4.
Figur 3 zeigt den rahmenförmigen Kern mit den drei Schenkeln 15,16,17. Der Schenkel 15 trägt den Wickelkörper l8 für die
als Kammerwicklung ausgebildete Hochspannungswicklung. In der Mitte enthält der Wickelkörper l8 eine Wand 191 daren Breite
und Durchmesser größer sind als die der übrigen Kammerwände 20. Am äußeren" Umfang der Wand 19 sind aus Gründen der Spannungsfestigkeit
zwei in Reihe geschaltete Gleichrichter l4a
und l4b angeordnet. Das eine Ende der Reihenschaltung dieser
beiden Gleichrichter ist mit dem linken Teil der Kammerwicklung verbunden, die die Teilwicklung 13 darstellt, und das
andere Ende der Reihenschaltung mit dem rechten Teil der Kammerwicklung, die die Teilwicklung 12 darstellt. Es ist
ersichtlich, daß die Gleichrichter Ik1 an denen die Impulsspannungen
a und b auftreten, nunmehr einen großen Abstand von den Schenkeln l6,17 und den besonders gefährlichen Ecken
zwischen den Schenkeln I6/I5 und 17/15 aufweisen.
Figur k zeigt die Anordnung nach Figur 3 von unten.
Figur 5 zeigt eine Kammerwicklung wie in Figur 31^i die
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jedoch den Spannungsverhältnissen der Impulsspannung in vorteilhafter
Weise angepaßt ist. Auf dem Schenkel 15 des Zeilentrafos 3 befindet sich die Primärwicklung Ί und darüber der
Spulenkörper l8 für die beiden Wicklungen 12,13· Die Wicklungen 12, 13 sind als Kammerwicklung ausgebildet und bestehen
je aus Teilwicklungen 21, die in den durch die Kammerwand©
20 gebildeten Kammern 22 verteilt angeordnet sind. Wie in Figur 3,Λ ist in der Mitte wieder eine weitere Wand 19 vorgesehen,
an deren Umfang sich der Gleichrichter lk oder die Reihenschaltung der Gleichrichter ika und l4b befinden. Di©
Kammern 22 sind an ihrem Grund durch eine Hohlkehle 30 abgerundet.
Durch die Vermeidung einer scharfen Ecke wird die Spannungsfestigkeit verbessert. Die Hohkehle Jl an der Wand
19 hat zu diesem Zweck einen noch größeren Radius.
Wie bereits ausgeführt, ist die Impulsspannung am linken und
rechten Ende der Gesamtwicklung null und nimmt zur Mitte hin zu. Dieser Tatsache ist die Stärke d des Spulenkörpers l8 am
Grund jeweils einer Kammer 22 angepaßt, indem die Wandstärke d von den beiden Enden zur Mitte hin zunimmt, weil ja dort
die Impulsspannung ihre maximale Amplitude hat. Die Isolation
zwischen den einzelnen Teilwicklungen 21 und der Primärwicklung 4 bzw. dem Kern 15 ist also in vorteilhafter Weise der
tatsächlichen Amplitude der wirksamen Impulsspannung angepaßt.
Auf diese Weise läßt sich eine besonders feste Kopplung zwischen der Hochspannungswicklung und der Primärwicklung k
erreichen. Dadurch ergibt sich eine geringe Streuinduktivität und somit der Vorteil, die Streuinduktivität zur Erzielung
eines geringen Innenwiderstandes der Hochspannungsquelle auf eine hohe Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung
abzustimmen.
Die jeweils erste, und letzte Kammer ist nicht mit einer Teilwicklung
21 versehen und kann zu Einlaufzwecken für den Draht
verwendet werden·
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Wie Figur 5 zeigt, sind die einzelnen Kammern 22 unterschiedlich mit den Teilwicklungen 21 gefüllt. Durch eine solche
unterschiedliche Füllung läßt sich die Streuinduktivität und damit die Abstimmung auf eine Harmonische ebenfalls beeinflussen.
Figur 6 zeigt eine besondere Lage des Gleichrichters lk am
äußeren Umfang der Kammerwand 19. Der Gleichrichter I^ ist
schräg zur Umfangrichtung der Kammerwand 19 angeordnet. Durch
diese Lage wird der Abstand der Anschlußdrähte 25 des Gleichrichters lk zur folgenden d.h. am anderen Ende des Gleichrichters
lk liegenden Kammer vergrößert. Es ist ersichtlich, daß der Anschlußdraht 25 des Gleichrichters lk weiter von der
Kammer 22a entfernt liegt, als wenn der Gleichrichter lk genau in Umfangrichtung der Kammerwand 19 angeordnet wäre. Gerade
zwischen dem Anschlußdraht 25 und der Wicklung in der Kammer 22a besteht die größte Überschlagsgefahr, weil dort
die Spannungsdifferenz gemäß Figur 2 maximal ist.
In Figur 7 ist zur Verbesserung der Spännungsfestigkeit der
Gleichrichter lk wie in Figur 5 radial nach außen versetzt angeordnet. Die Kammerwand 19 hat jedoch nicht einen durchgehend
größeren Durchmesser als die übrigen Kammerwände 20. Die Kammerwand 19 ist vielmehr nur an der Stelle des Gleichrichters
l4 mit einem radial gerichteten Ansatz 26 versehen· Im übrigen Bereich hat die Kammerwand 19 den gleichen Durchmesser
wie die übrigen Kammerwände 20.
Der Gleichrichter lk wird vorzugsweise an der Kammerwand 19
durch eine Befestigungseinrichtung, z.B. einer snap-in-Verbindung
gehaltert. Bei dieser Lösung können die relativ starren Anschlußdrähte des Gleichrichters lk gleichzeitig
als Stützpunkte für den relativ dünnen Draht der Hochspannungswicklung 12 dienen. Beim Wickelvorgang werden also die
Enden der in den Kammern 22 angeordneten Teilwicklungen
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direkt mit den Anschlußdrähten des Gleichrichters lk verbunden.
Deren Anschlußdrähte übernehmen somit die Aufgabe der sonst an einem Spulenkörper vorgesehenen, als Stützpunkt
dienenden Stifte.
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Leerseite
Claims (1)
- -/- 30019^s H79/73i Patentansprüche1. Zeilentransformator für einen Fernsehempfänger mit einer Primärwicklung, einer Hochspannungswicklung, aus deren Impulsspannung mit einem Gleichrichter die Hochspannung für die Bildröhre erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungswicklung in zwei Teilwicklungen (12, 13) aufgeteilt ist und der Gleichrichter (lA) zwischen diesen Teilwicklungen liegt.2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilwicklungen (12,13) gleich groß sind.3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gleichrichter (l4a,l4b) in Reihe geschaltet sind.4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem rahmenförmigen Kern (15-17) auf dessen Schenkel (•15) die beiden Wicklungen (4,12,13) übereinander angeordnet sind.5« Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsabstand (d) zwischen der Primärwicklung (4) und den Hochspannungswicklungen (12,13) in. der Mitte der Wicklungen ein Maximum hat und zu den Enden der Wicklungen hin abnimmt (Fig. 5)·6. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungswicklung als Kammerwicklung ausgebildet ist.7· Transformator nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (d) des Spulenkörpers (l8) für die Kammerwicklung am Grund der Kammer (22) jeweils vom130030/0584Ende zur Mitte des Spulenkörpers (l8) hin zunimmt.8. Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die umlaufenden Kanten am Grund einer Kammer (20) hohlkehlartig (30,3l) abgerundet sind.9. Transformator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrundungskanten an den beiden Kanten unterschiedlich sind (30,31 in Fig. 5).10. Transformator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den der den Gleichrichter (lA) tragenden Kammerwand (19) unmittelbar benachbarten Kammern die der Kammerwand (19) zugewandten Kante (31) den größeren Abrundungsradius aufweist.11. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der Hochspannungswicklung liegende Primärwicklung (.k) in Axialrichtung über die Hochspannungswicklung hinausragt (Fig. 5).12. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder letzte Kammer nicht mit einer Teilwicklung (21) gefüllt ist (Fig. 5).13· Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung der Hochspannungswicklung auf eine Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung durch unterschiedliche Füllung der Kammern (22) durch die Hochspannungswicklung erreicht ist.lk. Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter {lk) am äußeren Umfang einer Kammerwand (19) liegt, deren Dicke und Durchmesser größer sind als die der anderen Kammerwände (20).130030/0-58415» Transformator nach Anspruch ΐΛ, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwand (19) nur an der Stelle des Gleichrichters (l4) eine in Radialrichtung weisende Erweiterung (26) enthält und über den übrigen Umfang den gleichen Durchmesser wie die übrigen Kammerwände (20) aufweist (Fig. 5,6).16. Transformator nach Anspruch l4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (l4 ) schräg zur Umfangrichtung der Kammerwand (19) angeordnet ist (Fig. 6).17. Transformator nach Anspruch l4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwand (19) ein Aufnahme- und Befestigungsmittel für den Gleichrichter (lk) aufweist und die Drahtenden (25) der Hochspannungswicklung (12,13) direkt mit den Anschlußdrähten des Gleichrichters (lk) verbunden sind.18. Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerwicklung (21) asymmetrisch gegenüber dem Kern (15) angeordnet ist und die Abstände der Wicklungsgruppen zum Kern (15) entsprechend der Spannungsbelastung optimiert sind.19. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem freien Schenkel des Kerns (l5) weitere Wicklungen wie z.B. Hilfswicklungen zur Gewinnung von Rücklaufimpulsen, angeordnet sind.130030/0-5 84
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1988
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