DE3016989C2

DE3016989C2 - Hochspannungskabel für Fernsehgeräte

Info

Publication number: DE3016989C2
Application number: DE3016989A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Mochida; Shingo Tamura; Etsuo Yokohama Tsurumi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-05-02
Filing date: 1980-05-02
Publication date: 1983-03-03
Also published as: GB2050085B; JPS55159521U; US4293903A; DE3016989A1; GB2050085A; JPS5938027Y2

Description

(a) der Innenleiter(16) an den Fokussierspannungsabgriff (B) des Widerstandsnetzwerks (5) angeschlossen ist,

(b) die innere Isolierschicht (17) aus einer Isolierschicht (17a,) aus Polyäthylen und einer darauf vorgesehenen Isolierschicht (176,) aus Polyvinylchicrid besteht und

(c) der Außenleiter (18) an der. Schirmgitterspannungsanschluß (C) des Widerstandsnetzwerks (5) angeschlossen ist.

2. Hochspannungskabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (18) aus einem elektrisch leitenden Kunststoff besteht und in elektrischem Kontakt mit einem in Kabellängsrichtung verlaufenden einzelnen Draht (19) steht.

3. Hochspannungskabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (18) aus elektrisch leitendem Polyäthylen besteht.

4. Hochspannungskabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichne! durch eine solche Dicke der inneren Isolierschicht (17), daß zwischen dem Innenleiter (16) und dem Außenleiter (18) eine Kapazität von 50— 200 pF/m besteht.

Die Erfindung betrifft ein Hochspannungskabel zt"· Verbindung des Widerstandsnetzwerks des Hochspannungsgenerators von Fernsehgeräten mit der Bildröhre, mit dem die Fokussierspannung und die Schirmgitterspannung vom Hochspannungsgleichrichter zur Bildröhre geführt werden.

An der Bildröhre von Fernsehgeräten liegt üblicherweise eine Gleichspannung von etwa 24 kV als Anodenspannung, von etwa 8,6 kV als Fokussierspannung und von 600 bis 700 V als Schirmgitterspannung. Zur Erzeugung dieser Spannungen wird üblicherweise ein von einer Zeilenablenkschaltung erzeugter Rücklaufimpuls von einem Zeilentransformator verstärkt und die hochtransformierte Impulsspannung mit Dioden gleichgerichtet.

Die F i g. I bis 4 erläutern den Stand der Technik; es zeigt

F i g. I ein Schaltbild eines herkömmlichen Hochspannungsgenerators;

K i g. 2 eine perspektivische Ansicht eines teilweise geöffneten herkömmlichen I lochspannungsgcnerators;

F ig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Widerstandsnetzwerks und

F i g. 4 eine schcmatischc Darstellung zur Erläuterung (Ii;·■ Auftretens vertikaler Streifen auf dem Bildschirm von I L'rnschcmpfiingcrri.

In F i g. 1 ist die Schaltung eines herkömmlichen Hochspannungsgenerators dargestellt, wie er zur Stromversorgung von Kathodenstrahlröhren bei hohen Spannungen verwendet wird; der Hochspannungss gleichrichter 1 weist eine mit einer (nicht dargestellten) Zeilenablenkschaltung verbundene Primärspule 2, Sekundärspulen 3a, 3b und 3c zur Verstärkung der in der Frimärspule 2 erzeugten Rücklaufimpulse, Dioden 4a, 4b und 4czur Gleichrichtung der in den Sekundärspulen

ίο 3a, 3b und 3c erzeugten Impulsspannungen sowie einen Kondensator 6 auf. Zusätzlich ist ferner ein Widerstandsnetzwerk 5 vorgesehen. Die an der Kathode der Diode 4c anliegende Spannung gelangt über den Anschluß E zur Anode der Kathodenstrahlröhre 7. Die

υ an der Anode der Diode 4b anliegende Spannung wird vom Kondensator 6 geglättet und liegt über den Anschluß A am Widerstandsnetzwerk 5. Das mit dem Kondensator 6 verbundene Ende der Spule 3a ist mit einem Anschluß D verbunden und liegt bei gleichem Potential an Erde. Die vom Anschluß A an das Widerstandsnetzwerk 5 gelangende Spannung wird durch Festwiderstände 5a und 5c und veränderliche Widerstände 5b und 5c/geteilt. Eine Teilspannung vom veränderlichen Widerstand 5b liegt über den Anschluß B an der (nicht dargestellten) Fokussierelektrode der Kathodenstrahlröhre 7, eine andere Teiispannung des veränderlichen Widerstands 5c/über de:; Anschluß Cam (nicht dargestellten; Schirmgitter der Kathodenstrahlröhre 7.

In F i g. 2 ist ein herkömmlicher Hochspannungsgenerator teilweise geöffnet perspektivisch dargestellt. Auf einem magnetischen Kern 8 ist ein Primärspulenkörper 24 vorgesehen, um den die Primärspule 2 gewickelt ist. Die Primärspule 2 ist von einem Sekundärspulenkörper 25 umgeben, auf den die Sekundärspulen 3a, 3b und 3c gewickelt sind. Ein Gehäuse 9 umschließt die Sekundärspulen 3a, 3b und 3c und ist mit einem isolierenden Kunstharz 10 ausgefüllt. Der Hochspannungsgleichrichter 1 ist mit dem Widerstandsnetzwerk 5 zusammenmontiert, der von einer Kappz 12 getragen wird. In der Kappe 12 sind Drehachsen 11a und Wb vorgesehen, an deren Enden Schleifer 23a und 23b befestigt sind. Hochspannungsisolierte Leitungen 13 und 14 sind am Widerstandsnetzwerk 5 angeschlossen und leiten die entsprechenden Spannungen an die Fokussierelektrode bzw. das Schirmgitter. Ferner sind Leitungsanschlüsse 26 für den Primärspulenkörper 24 vorgesehen. Das Widerstandsnetzwerk 5 besitzt, wie aus der perspektivischen Detailansicht von Fig.3 hervorgeht, eine Aluminiumplatte 27, auf der die Festwiderstände 5a und 5b sowie die veränderlichen Widerstände 5b und 5c/in Form von Dickschichtwiderständen ausgebildet sind, die aufgedruckt und gesintert sind. Die in F i g. 2 dargestellten, in der Mitte abgeflachten Schleifer 23a und 23b sind auf den Elektroden fl'und C'gelagert und können auf den Widerstandsschichten der veränderlichen Widerstände 5b und 5d liefern demgemäß veränderliche Spannungen an den Anschlüssen Sund C, die mit den Elektroden fl'bzw. Cverbunden sind.

Bei derartigen herkömmlichen Hochspannungsgeneratoren befinden sich der Kondensator 6 und das Widerstandsnetzwerk 5 zusammen mit den Spulen 2, 3a. 3b und 3c und den Dioden 4n. 4b und 4c in einem Gehäuse, das zur Integration der obigen Bauteile mit

fti einem isolierenden Kunstharz 10 ausgefüllt ist. Bei diesem Aufbau ragen die Anschlüsse A. B. ('und D. der Kondensator f> sowie das Widerstandsnetzwerk 5 nicht aus dem Gehäuse heraus, so dall der Gleichrichter hoch

isoliert ist

Wenn der Kondensator 6 und der Widerstandsblock 5 mit den Spulen 2,3a, 3b und 3c sowie den Dioden 4a, Ab und 4c nicht integriert sind, besteht die Tendenz zu einer nur schlechten elektrischen Isolierung, da die Oberflächen des Kondensators 6 und des Widerstandsnetzwerks 5 an einer Hochspannung von etwa 8,6 kV liegen und so Schmutz und Staub anlagern können, so daß durch derartige Schmutzablagerungen Leckströme fließen können. Insbesondere bei hoher Luftfeuchtig- ι ο keit, wenn Schmutz zusammen mit Wassertröpfchen abgelagert wird, steigt der Leckstrom an. Der Widerstand der Widerstände 5a, 5b, 5c und 5d beträgt insgesamt 50 bis 150 M Ω, weshalb ein sehr kleiner Strom von 100 bis 200 μΑ durch das Widerstandsnetzwerk 5 fließt Wenn demgemäß ein Leckstrom von größenordnungsmäßig beispielsweise einigen Mikroampere durch auf der Oberfläche des Widerstandsnetzwerks 5 abgelagerten Schmutz und Wassertröpfchen fließt, kommt es notgedrungen zu einer Änderung der an der Fokussierelektrode sowie am Schirmgitter der Kathodenstrahlröhre 7 anliegenden Spannung. Wenn sich die Fokussierspannung ändert, werden die auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 7 erzeugten Bilder unscharf. Wenn die Schirmgitterspannung Änderungen unterliegt und beispielsweise abnimmt, wird die Helligkeit des erzeugten Bilds verringert. Demzufolge kann eine Kathodenstrahlröhre 7 unter diesen Bedingungen keine Bilder hoher Qualität liefern.

Bei dem in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Hochspannungsgenerator sind das Widerstandsnetzwerk 5 und der Kondensator 6 im Gehäuse 9 vorgesehen und gegen die Ablagerung von Schmutz geschützt, wodurch gewährleistet ist, daß der Leckstrom auf ein Minimum zurückgedrängt werden kann. Da jedoch das Widerstandsnetzwerk 5 mit den hochspannungsisolierten Leitungen 13 und 14 im Gehäuse 9 vorgesehen ist und sich in der Nähe der Spulen 3a, 3ö und 3c befindet, besteht die Tendenz, daß die Widerstände5a,52>,5cund5c/und die hochspannungsisolierten Leitungen 13 und 14 mit den Spulen 3a, 3b und 3c erzeugten Wechselspannungen (Störspannungen) den an den Anschlüssen B und C anliegenden Gleichspannungen überlagert werden. Durch die überlagerten Wechselspannungen treten auf dem Bildschirm 101 « eines Fernsehgeräts 100 periodisch schwarze senkrechte Streifen 102a, 1026 und 102c auf, wie in Fig.4 dargestellt ist, wobei das eigentliche Bild an den den senkrechten Streifen 102a, 1026 und 102c entsprechenden Bereichen teilweise verblaßt.

Insbesondere ist die Amplitude der der an der Fokussierelektrode anliegenden Gleichspannung überlagerten störenden Wechselspannung groß. Diese Störspannung wird von der als Antenne wirkenden hochspannungsisolierten Leitung 13 abgestrahlt und vom Tuner und der Videosignal-Verstärkerschaltung des Fernsehgeräts empfangen, wodurch die senkrechten Streifen 102a, 1026 und 102cauftreten.

Durch Anordnung des Widerstandsnetzwerks 5 in ausreichendem Abstand von den Spulen 3a, 3b und 3c können zwar die den Gleichspannungen überlagerten Störspannungen verringert werden, jedoch resultiert in diesen Fällen ein sperriger Hochspannungsgenerator mit großem Raumbedarf. Die den Gleichspannungen überlagerten Störspannungen können auch durch an die Leitungen 13 und i4 angeschlossene Kondensatoren 2i und 22 abgeleitet und verringert werden (vgl. Fig. 1). Durch die Kondensatoren 21 und 22 steigt allerdings der Leckstrom an, der durch auf ihnen abgelagerten Schmutz fließt; dies gilt insbesondere für den Kondensator 21, in dem eine hohe Spannung anliegt Der Anschluß des Kondensators 21 an den Anschlüssen B und Cist daher nachteilig.

Aus der DE-OS 27 21 537 ist ein Fernsehempfänger mit einem Hochspannungsgleichrichter bekannt, bei dem ein koaxiales Hochspannungskabel verwendet ist, das aus einem Innenleiter, der Hochspannung führt, einer inneren Isolierschicht und einem auf ihr vorgesehenen Außenleiter mit äußerer Isolierschicht besteht Dieses bekannte Hochspannungskabel dient jedoch zum Anschluß lediglich der Anodenspannung an die Bildröhre, wobei sich der Außenleiter als Abschirmung auf Erdpotential befindet und das Material der Isolierschicht so ausgewählt ist daß zum einen ausreichende Hochspannungsfestigkeit und die richtige Dielektrizitätskonstante für die gewünschte Kapazität zwischen dem Innenleiter und der Abschirmung vorliegen und zum anderen der ohmsche Widerstand der Isolierschicht groß genug ist u ^:. die Funktion eines Lastwiderstands übernehmen zu könner.

Aus der DE-AS 12 93 830 ist ferner eine Überlastungsschutzschaltung für transistorbestückte Zeilenablenkstufen von Fernsehempfängern bekannt bei der ebenf'-ils ein koaxiales, aus einem Hochspannung führenden Innenleiter, einer Isolierschicht und einem als Abschirmung dienenden Außenleiter bestehendes Hochspannungskabel verwendet ist, das gleichzeitig die Funktion des Lastwiderstands für die Anodenspannungsleitung und einer Querkapazität übernimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochspannungskabel zur Verbindung des Widerstandsnetzwerks des Hochspannungsgenerators von Fernsehgeräten mit der Bildröhre zur Spannungsversorgung der Fokussierelektrode und des Schirmgitters der Bildröhre anzugeben, bei dem kein Anschluß eines Kondensators an den Anschlüssen B und C erforderlich ist, bei den isolationsbedingte Änderungen der an <Jie Fckussierelektrode und das Schirmgitter angelegten Gleichspannungen auf ein Minimum reduziert sind und bei dem die den Gleichspannungen überlagerten Störspannungen minimal sind.

Die Aufgabe wird mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Da eine elektrostatische Kopplung der hochspannungsisolierten Leitungen mit den Spulen erfindungsgemäß ausgeschaltet ist, sind die in den hochspannungsisolierten Leitungen induzierten Spannungen auf ein Minimum reduziert, weshalb entsprechend nur eine äußerst geringfügige vertikale Streifung auf dem Bildschirm erscheint. Da ferner erfindungsgemäß die im Widerstandsblock induzierten Störspannungen ohne Verwendung eines Kondensators abgeleitet werden können, kann der nachteilige Einfluß des Leckstronis eliminiert werden, wodurch sich das Auftreten einer Vertikalstreifurig auf dem Bildschirm noch weiter minimieren läßt und die Bildschärfe erhalten bleibt.

Erfindungsgemäß ist ein hochspannungsisolierter Leiter, der die Fokussierspannung der Bildröhre führt, als Innenleiter von einem zylindrischen, hochspannung:. isolierten Außenleiter, der die Schirmgitterspanniing führt, ur.igt'ben u-xl elektrostatisch abgeschirmt; Jas erfindungsgemäße Hochspannungskabel stellt somit eine integrierte Hochspannungsleitung dar. Durch den Innenleiter für die Fokussierspannung und den Außen-

leiter für die Schirmgitterspanming wird ein Kondensator gebildet, so daß im Widerstandsnetzwerk induzierte Störspannungen vom Innenlei .τ für die Fokussierspannung zum Außenleiter für die Schirmgilterspannung abgeleitet v/erden können. Diese f> nordnung reduziert das Auftreten vertikaler Slreifen auf dem Schirmbild der Bildröhre auf ein Minimum. Es ist erfindungsgemäß ferm.T vorteilhaft, daß der Innenleiter für die Fokussierspannung, der durch den Außenleiter für die Schirmgitterspannung abgeschirmt ist, nicht als Antenne wirken kann, so daß die Abstrahlung von Störspannungen vom Innerleiter und damit Störungen im Tunerteil und ähnliche Schaltungen verhindert werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fi g. 5 —9b näher erläutert; es zeigt

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines teilweise geöffneten Hochspannungsgenerators mit einem erfindungsgemäßen Hochspanniingskabel:

Fig. 6a eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Hochspannungskabeis;

Fig. 6b einen Längsschnitt durch das Hochspannungskabel von F i g. 6a;

F i g. 7 ein Schaltbild eines Hochspannungsgenerator mit dem erfindungsgemäßen Hochspannungskabel;

Fit' 8 ein Signalformdiagramm zur F.rläuterung der der Fokussierspannung überlagerten Störspannungen;

F ι g. 9a eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungskabels und

F i g. 9b einen Längsschnitt durch das Hochspanniingskabel von F i g. 9a.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform eines Hochspannungsgenerator; dargestellt, der ein erfindtingsgenia'Bes Hochspannungskabel aufweist, das die Fokussierspannung und die .Schirmgitterspannung führt. Beim erfindungsgemäßen Hochspannungsk.ibe! ist der Innenleiter 16 für die Fokussierspannung mit dem Außenleiter 18 für die Schirmgitterspannung zu einem einzigen, hochspannungsisolierten Hochspannungskabel 15 integriert, das eine Isolierschicht 17 aufweist, die zwischen (irm Innerileiter 16 und dem Außenleiter 18 vorgesehen ist. zur elektrischen Isolation der beiden Leitungen beim Anliegen einer Gleichspannung dient und. wie aus den .schematischen Darstellungen der F i g. 6a und 6b hervorgeht, aus zwei Isolierschichten Ma und 176 aus Polyäthylen bzw. Polyvinylchlorid besteht, wobei die Isolierschicht 176 an den Außenleiter 18 angrenzt; ferner ist eine äußere Isolierschicht 20 vorgesehen, die den Außenleiter 18 umgibt. Der Innenleiter 16 und der Außenleiter 18 bestehen aus einer Vielzahl verzinnter weicher Kupferleiter. Die aus Polyäthylen bestehende Isolierschicht \7u ist etwa 0.56 mm dick. Die aus Polyvinylchlorid bestehende Isolierschicht 17έ> besitzt eine Dicke von etwa 0.65 mm. Die äußere Isolierschicht 20 besteht ebenfalls aus Polyvinylchlorid und ist 0.85 mm dick. Die dielektrische Durchschlagfestigkeit zwischen dem Innenleiter 16 und dem Außenleiter 18 ist auf etwa 20 kV ausgelegt.

Das Hochspannungskabel 15 besitzt eine Länge von 30 bis 40 cm. Der Innenleiter 16 und der Außenleiter 18 bilden vorzugsweise eine Kapazität, die im Bereich von 50 bis 200 pF/m liegt.

Beim entsprechenden Hochspannungsgenerator, bei dem das in den Fig. 6a und 6b dargestellte Hochspannungskabel 15 verwendet ist, sind der Innenleiter 16 für die Fokussierspannung mit dem Anschluß B des VViderstandsnetzwerks 5 und der Außenleiter 18 für die Schirmgitterspannung mit dem Anschluß C des Widerstiinclsnet/werks 5 verbunden; der lirienleitcr 16 ist vom Außenleiter 18 umgeben und durch ihn abgeschirmt.

Demgemäß kann cmc elektrostatische Kopplung les Innenleiters 16 für die Fokussierspannung mit Jen Spulen .3,?, l/¹ und 3c verhindert werden, wodurch auch die Induktion von Störspiinnungcti im Innenleiier 16 auf ein Minimum zurückgedrängt werden kann.

Andererseils koppelt das Widerstandsnetzwerk 5

ίο auch bei Hochspannungsgeneratoren mit dem erfindungsgemäßen Hochspannungskabel mit den Spulen J;/. 3ft und 3 c, weshalb im Widerstandsnetzwerk 5 induzierte Störsp nnungen auf den Innenleiter 16 übertragen werden. Da dieser jedoch dun h den Außenleiter 18 abgeschirmt ist. w:rd hicrdutch dir Abstrahlung von Störspannungen vom Innenleiter 16 verhindert. Da ferner eine Kapazität von etwa 30pl" zwischen dem Innenleiter 16 und dem Außenleiter 18 besteht, können Ströme, die durch die auf den Innenleiter 16 übertragenen Störspannungen entstanden sind, in vorteilhafter Weise durch diese Kapazität abgeleitet werden.

Die Kapazität zwischen dem Innenleiter 16 für die Fokussierspannung und dem Außenleiter 18 für die Schirmgitterspannung ist in Fig. 7 als Kapazität 27 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß störspannungsbedingtc Ströme durch die Kapazität 27 abgeleitet und dann über den Kondensator 22 zum Mrduiigsansthliiß weitergeleitet werden.

μ In Fig. 8 ist eine Störspanming R dargestellt, die einem Rücklaufimpuls Ffolgt, wobei die Störspanming der Fokussierspannung überlagert ist. Diagramm (a) von Fig. 8 entspricht einer .Störspannung mit einer Amplitude von etwa 2 V_rr bei einem herkömmlichen Hochspannungsgenerator, während Diagramm feiner Störspannung mit einer Amplitude von etwa I V_PP entspricht, wie sie bei Hochspannungsgeneratoren mit einem erfindungsgemäßen Hochspannungskabel remitiert. Der Vergleich zeigt unmittelbar, daß ..nc Amplitude der der Fokussierspannung überlagerten Störspannung erfindungsgemäß auf etwa den halben Wert verringert werden kann.

Das erfindungsgemäße Hochspannungskabel kann modifiziert sein, wie in den F i g. 9a und 9b dargestellt ist.

Dieses Hochspannungskabel 15 weist einen Außer 'eiier 18 für die Schirmgitterspannung aus elektrisch leitendem Polyäthylen und einen einzelnen Draht 19 auf. der mit dem Außenleiter 18 verbunden ist. Der Außenleiter 18 kann mit Hilfe des Drahtes 19 mit dem Anschluß C

V) sowie dem Schirmgitter verbunden werden. Die Isolierschicht 17 weist auch bei dieser Weiterb'Hunt eine Doppelschichtstruktur aus den Isolierschichten 17,; und 17£>wie in den Fig. 6a und 6b auf.

Aufgrund des Erfindungskonzepts wird eine elektrostatische Kopplung der Hochspannungsleitung für die Fokussierspannung mit dem Sekundärspulen des Hochspannungstransformators sowie eine Abstrahlung von der Fokussierspannung überlagerten Störspannungen von dieser Hochspannungsleitung wirksam verhindert.

Durch das erfindungsgemäße Hochspannungskabel kann daher der Empfang von Störspannungen durch Tuner und Videosignalverstärkerschaltungen und demzufolge auch das Auftreten von Vertikalstreifen auf den Bildschirmen von Fernsehempfängern verhindert werden.

Darüber hinaus muß aufgrund der zwischen Außen- und Innenleiter bestehenden Kapazität kein seperater Kondensator mehr an die beiden Hochsoannungsieitun-

gen angeschlossen werden, wodurch ein Ansteigen des l.eckstroms verhindert und die Konstanthaltung der Fokiissierspanming sowie der Schirmgitterspannung ermöglicht wird und eine Abschwächung der RiIdschirmbilder sowie Helligkeitssr-h wankungen vermie- ■-, den werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochspannungskabe! (15) zur Verbindung des Widerstandsnetzwerks (5) des Hochspannungsgenerator von Fernsehgeräten mit der Bildröhre (7) mit einem Innenleiter (16),

einer inneren Isolierschicht (17), die den Innenleiter

(16) umgibt,

einem Außenleiter (18), der den Innenleiter (16) mit der inneren Isolierschicht (17) zylindrisch umgibt,

und

einer äußeren Isolierschicht (20),

dadurch gekennzeichnet, daß