DE3028589C2

DE3028589C2 - Geregeltes Sicherheits-Schaltnetzteil

Info

Publication number: DE3028589C2
Application number: DE19803028589
Authority: DE
Inventors: Uwe 2800 Bremen Heinrich; Heinz-Günter Ricken
Original assignee: NORDDEUTSCHE MENDE RUNDFUNK KG 2800 BREMEN DE; NORDDEUTSCHE MENDE RUNDFUNK KG 2800 BREMEN
Current assignee: Dewek Vereinigte Deutsche Electronic-Werke 7 GmbH
Priority date: 1980-07-28
Filing date: 1980-07-28
Publication date: 1982-10-14
Also published as: DE3028589A1

Description

Die Erfindung betrifft ein geregeltes Sicherheits-Schaltnetzteil, vorzugsweise für ein Fernsehgerät, mit einer Speicherdrossel und einem elektronischen Schalter, bestehend aus einem Schalt-Transistor, dessen Basis-Emitter-Diode ein Thyristor unter Zwischenschaltung einer einen Schwellwert erzeugenden Anordnung parallel geschaltet ist, wobei eine mit der Zünd-Elektrode des Thyristors verbundene Regel-Anordnung für die Regelung der Ausgangsspannung vorgesehen ist.

Stand der Technik

In Elektronik 1979, Heft 11, Seiten 83 bis 86, sind mehrere Möglichkeiten für Schaltnetzteile ausführlich beschrieben.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen »Hochregler« (Bild Ic) bzw. einen »Drosselwandler mit Vordrossel«.

Ein elektronischer Schalter (Transistor) ist hier über eine Vordrossel (Speicherdrossel) mit einer Gleichstromquelle verbunden. Beim Schließen des elektronisehen Schalters wird die Speicherdrossel mit magnetischer Energie aufgeladen, die sich beim Wiederöffnen des elektronischen Schalters mit einem Ladestrom in einen Lade-Kondensator entlädt. Dabei ist die Ausgangsspannung am Lade-Kondensator höher als die Eingangsspannung der Gleichstromquelle vor der Speicherdrossel (Hochregler). Dabei kann die Regelung dieser Schaltnetzteile über die Impulsbreite der Ansteuerimpulse für den Schalttransistor vorgenommen werden.

Aus der DE-OS 21 60 659 ist es bekanntgeworden, elektronische Schalter in den o. a. Schaltnetzteilen zu verwenden, die im Prinzip aus einem Schalttransistor bestehen, dessen Basis-Emitter-Strecke ein Thyristor unter Zwischenfügung eines eine Schwellspannung erzeugenden Schalttngsteils parallel geschaltet ist.

Eine solche Parallelschaltung von Schalttransistor und Thyristor hat als Ganzes die umgekehrte Eigenschaft eines Thyristors. Bei Auftreten eines Zündimpulses wird der Schalter nicht wie bei einem Thyristor

b5 geschlossen, sondern geöffnet, und zwar dadurch, daß die Basis des Schalttransistors mit dem Emitter verbunden wird und der Schalttransistor damit geöffnet wird.

Für eine zuverlässige Sperrung des Schalttransistors 1 während des Kurzschließer durch den Thyristor sorgt ein Kondensator 8 im Emitterkreis des Schalttransistors, der Ober einen Wicklungsteil des Ausgangstransformators und eine Gleichrichterdiode im sperrenden Sinne aufgeladen wird.

Eine in Reihe mit einer Rückkopplungswicklung 6 liegende Diode 12, die zur Basis des Schalttransistors führt und der eine zweite Diode 13 a η ti parallel geschaltet ist, dient in Verbindung mit dem von der Basis des Schalttrsnsistors fortführenden Widerstand 34 zum Anlassen der Schaltung beim Einschalten.

Ein Widerstand 7 im Emitterkreis des Schalttransistors 1 liefert einen sägezahnförmigen Spannungsabfall, der zusammen mit der Ausgangsspannung eines Vergleichstransistors 35 den Zündzeitpunkt festlegt.

Schalt-Netzteile der o. a. Art laufen im allgemeinen nach dem Stand der Technik asynchron mit der Zeiienfrequenz des Fernsehgerätes. Ihre Taktfrequenz richtet sich nach der Belastung. Ist die Belastung niedrig, steigt die Takt-Frequenz, wird die Belastung höher, sinkt die Taktfrequenz.

In den VALVO-Entwicklungsmitteilungen Heft Nr. 41/September 1969 und Nr. 55/April 1972 sind Schaltnetzteile beschrieben, die allerdings keine elektronischen Schalter aus der Kombination von Schalt-Transistor und Thyristor verwenden, die jedoch synchron zur Zeilenfrequenz des Fernsehgerätes laufen. Sie werden — wie aus den Abbildungen ersichtlich — von kurzen Synchronimpulsen synchronisiert.

Ein in der Funktechnik 1978, Nr. 21, Seiten 339 bis 3*5, beschriebenes Schaltnetzteil besitzt eine Strom- und eine Spannungswächterschaltung, die bei Überschreiten der Laststromgrenze von 1,5 A und des Ausgangsspannungsgrenzwertes von 155 V über einen integrierten Schaltkreis die Ansteuerimpulse für den Schalttransistor unterbrechen und damit das Schaltnetzteil abschalten. Durch fortdauerndes Wiederein- und Wiederausschalten (Pumpen) wird geprüft, ob die die Grenzwertüberschreitung verursachende Störung noch besteht. Hat sich die Störung z. B. von selbst behoben, bleibt das Schaltnetzteil wieder eingeschaltet. Dieses Schaltnetzteil zeigt jedoch einen erheblichen Schaltaufwand. Es ist auch ohne weiteres nicht geeignet, weitere Baugruppen des Fernsehgerätes, die nach den bestehenden Sicherheitsvorschriften eines Überlastungsschutzes bedürfen, in einfacher Weise in das Schutzsystem einzubeziehen.

Die Nachteile der Schaltnetzteile des Standes der Technik sind ihr erheblicher Aufwand an Bauteilen, ferner die Schwierigkeit, sog. »Notbremsen« vorzusehen, d. h. Strom- bzw. Spannungswächter-Schaltungen, die an allen ausfallgefährdeten internen Baugruppen des Gesamtchassis angeordnet sind und gemäß den bestehenden Sicherheitsvorschriften in einem Störungsfall die Betriebsspannung bzw. den Betriebsstrom soweit herabsetzen, daß Folgeschäden und unzulässige Erhitzung vermieden werden.

Aufgabe

Es besteht die Aufgabe, ein geregeltes Schaltnetzteil zu entwickeln, das allen behördlichen Sicherheitsvorschriften Genüge leistet, d.h. daß alle denkbaren Bauteile-Ausfälle im Gesamt-Chassis lediglich dazu führen, daß von dem Schaltnetzteil ein ungefährlicher Betriebszustand hergestellt wird, und das eine möglichst geringe Anzahl von Bauelementen besitzt und dessen Regel-Fähigkeit ein Optimum ist.

Lösung eier Aufgabe

Die Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebenen Mitteln gelöst Um den von den Sicherheitsbehörden geforderten »ungefährlichen Betriebszustand« herbeizuführen, wenn durch eine Betriebsstörung eine Überlastung von Bauteilen und damit Folgeschäden drohen, genügt es, in einfachster' Weise die Zünd-Elektrode des Thyristors ins Positive zu ziehen. Die Hochregelung wird unterbrochen. Erfindungsgemäß können an die Zünd-Elektrode des Thyristors weitere über das Gesamtchassis verteilte Strom- und Spannungswächterschaltungen angeschlossen werden (Anspruch 2). Damit ist in einfacher Weise eine totale Überwachung des gesamten Gerätechassis erreicht. Dieses Idealziel wird mit sehr geringem Bauteileaufwand erreicht

Das Rückkopplungsglied ist nicht-integrierend, d. h. es enthält keine Blindwiderstände, die die Kurvenform verändern. Für die Regelung steht die volle Länge des Zeilenhinlaufs zur Verfügung. Der Regelumfang ist entsprechend groß. Eine Weiterführung der Erfindung (Anspruch 3) gibt eine einfache Lösung für die Bildbreitenstabilisierung bei wechselndem Strahlstrom.

Vorteile

Dadurch, daß der elektronische Schalter zu Beginn des Hinlaufs eingeschaltet wird und theoretisch erst am Ende des Hinlaufs abgeschaltet zu werden braucht, ergibt sich ein hoher Regelumfang: Während der Gesamtzeilendauer von 64 \isec kann der Stromfluß durch die Speicherdrossel bis auf eine Dauer von 52 μ5βο erhöht werden. Dies bedeutet die Möglichkeit für eine beachtliche Hochregeliing. Die Eingangsspannung kann somit relativ niedrig bemessen werden.

Wenn also in einem Störungsfalle der elektronische Schalter nicht mehr betätigt werden kann, dann sinken die Betriebs-Spannungen für das Gesamt-Chassis entweder auf Null oder aber maximal auf die Eingangsspannung ab, die dann so niedrig liegt, daß eine Gefährdung der Anordnung durch Erhitzung vermieden wird und Folgeschaden ausbleibt.

Zwischen dem Schaltnetzteil und dem Gesamt-Chassis befinden sich keine der Netztrennung dienende Trennstellen, d. h. Rückmeldungen über gestörte Betriebszustände vom Chassis auf das Netzteil können unmittelbar ohne besondere, die Trennstellen überbrükkenden komplizierten Elektroniken übertragen werden.

Bei einem Kurzschluß in der Horizontalablenkung

oder in Baugruppen, die durch die Horizontal-Ablenkschaltung gespeist werden, wird das Schaltnetzteil automatisch dadurch außer Betrieb gesetzt, daß der elektronische Schalter offen bleibt.

Bei den Schaltnetzteilen nach dem Stand der Technik kann nur die Primärspannung eines Transformators konstant gehalten werden, während die Sekundär-Spannungen bedingt durch die Streuung des Transformators belastungsabhängig sind. Bei dem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil ist zumindest die Ausgangsspai.nung Lh (Fig.3) direkt und transformatorunabhängig geregelt.

Die Regelung der Ausgangsspannung des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils läßt sich leicht so einstellen, daß die Breite des geschriebenen Bildes trotz schwankenden Strahlstroms konstant bleibt.

Beim Einschalten des Gesamtgerätes sorgt das erfindungsgemäße Schaltnetzteil für ein sanftes Anlassen der Betriebsspannungen der Schaltungsgruppen. Einschaltstöße werden vermieden. Bauteile werden geschont. Ihre Lebensdauer wird verlängert.

Neuerung der Erfindung

Anhand der F i g. 1 bis 3a wird die Erfindung anhand von Ausführungs-Beispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau des elektronischen Schalters mit verschiedenen Möglichkeiten der Herstellung einer Schwellspannung, jedoch ohne die Schaltanordnungen zur Erzeugung der Regelspannung U_R.

F i g. 2 zeigt ein Beispiel für Spannungs- und Strom-Verläufe.

F i g. 3 zeigt ein gesamtes Netzteil mit verschiedenen Strom- und Spannungswächter-Schaltungen.

F i g. 3a zeigt eine Alternative für die Regelschaltung.

F i g. 1 enthält den elektronischen Schalter 1, das Rückkopplungsglied 2 und den sog. Zcücntrafo 3 in der Horizontai-Ablenkschaltung.

In dem elektronischen Schalter 1 ist der Schalt-Transistor 4 mit dem Thyristor 5 derart parallel geschaltet, daß die Basis-Emitterstrecke des Schalttransistors 4 durch den Thyristor 5 überbrückt ist. Ist der Thyristor geöffnet, so wird der Transistor 4 dann eingeschaltet, wenn vom Zeilentrafo 3 über eine dort angebrachte Wicklung 6 eine positive Spannung zugeführt wird.

Gemäß Fig.2 ist dies vom Zeitpunkt t_A bis zum Zeitpunkt f_B also während des gesamten Hinlaufs möglich. Dabei bedeuten Ia den Anfang des Zeilenhinlaufs und i_E dessen Ende. In dem Zeitraum von ff bis t_A findet der Zeilenrücklauf statt, während dem sich eine starke negativ gerichtete Spannungsspitze des Spannungsverlaufs der Ausgangsspannung u des Zeilenausgangstransformators zeigt. Dieser Spannungsverlauf ist in F i g. 3 mit »106« gekennzeichnet. Wenn der Thyristor 5 (F i g.!) geschlossen wird, beispielsweise dadurch, daß ihm mit der Regelspannung Ur eine Zündspannung an der Zünd-Elektrode zugeführt ist, so wird die Basis des Schalttransistors 4 mit dem Emitter verbunden und der Schalttransistor wird abgeschaltet.

Der Verlauf des Stromes /V des Schalttransistors ist aus der oberen Hälfte von F i g. 2 zu ersehen. Während der Rücklaufzeit ist der Schalttransistor 4 gesperrt. /> ist Null. Für die Hinlaufzeit t_A bis ff sind 3 Betriebszustände möglich:

1) Die Regelspannung ur ist die ganze Zeit über größer als die Zündspannung des Thyristors 5:

Thyristor 5 ist von Ia bis ff gezündet Der Schalttransistor 4 bleibt dauernd gesperrt. ;> bleibt dauernd Null.

2) Die Regelspannung ur des Thyristors 5 ist die ganze Zeit über kleiner als die Zündspannung:

Thyristor 5 bleibt dauernd ungezündei. Der Schalttransistor 4 wird bei tA eingeschaltet. Sein Strom /> steigt von Null aus sägezahnförmig an. Er würde ohne weitere Schutzmaßnahmen zu unzulässigen Werten immer weiter ansteigen, wenn nicht zum Zeitpunkt ff die Sperrung des Schalttransistors durch den Rücklaufimpuls stattfände.

3) Die Regelspannung ur wächst während der Hinlaufzeit (λ bis if und überschreitet während der Hinlaufzeit die Zündspannung des Thyristors 5:

Thyristor 5 zündet zum Zeitpunkt tz- Der Strom /Vdes Schalttransistors 4 steigt bis izund fällt dann auf Null ab.

Bei den bisherigen Betrachtungen über die Stromverläufe in F i g. 2 wurde vereinfachend immer davon ausgegangen, daß der Strom />des Schalttransistors 4 zu Beginn des Hinlaufs (Zeitpunkt t_A) Null ist. Das stimmt, auch nur annähernd, nur unter den Voraussetzungen einer sehr starken Hochregelung (Ausgangsspannung sehr viel höher als Eingangsspannung). In diesem Fall fällt der in der Speicherdrossel des Schaltnetzteiles gespeicherte Strom während der Rücklaufzeit if bis Ia sehr schnell ab, weil er durch den angeschlossenen Gleichrichter hindurch, gleichsam »bergauf« den auf ίο hoher Spannung befindlichen Ladekondensator aufladen muß. Der Ladestrom kann dann durchaus bereits während der Rücklaufzeit ff bis tA zumindest annähernd auf Null abgeklungen sein. Der Strom iV fängt dann tatsächlich wieder zum Zeitpunkt t_A, zumindest annähernd, bei Null an.

Der Betriebszustand 2) wird aber problematisch, wenn der in der Speicherdrossel gespeicherte Strom zum Zeitpunkt des Wiedereinschaltens U des Schalttransistors 4 noch nicht abgeklungen ist, z. B. während des Einschaltvorganges des Gesamtgerätes, während dem sich die Ausgangsspannung des Schaltnetzteils erst aufbauen muß. Der Reststrom der Speicherdrossel wird dann zum Zeitpunkt t_A vom Schalttransistor übernommen. Die gesamte /r-Kurve der oberen Fig.2 schiebt sich annähernd parallel um diesen Reststrombetrag nach oben, hmax kann unzulässig hohe Werte annehmen. Besondere Schutzmaßnahmen werden notwendig. Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die später beschriebene (Fig.3) Stromwächterschaltung 102 gelöst, die vor Erreichen unzulässiger Werte zur Selbstabschaltung des Schalttransistors 4 führt. Gleichzeitig wird dadurch vorteilhafterweise beim Einschalten des Gerätes ein sanftes Ansteigen der Betriebsspannungen gewährleistet, das die Bauteile schont. Mit dem (durch den Stromwächter entschärften) Betriebszustand 2) läßt sich zusammen mit dem Betriebszustand 1) eine ganz einfache digitale Regelung bewerkstelligen, die nur zwischen Zünden und Nichtzünden des Thyristors 5 zu Beginn des Hiniaufs tA unterscheidet. Eine Zündzeitpunktregelung während der Hinlaufphase ist dann gar nicht mehr notwendig. Diese digitale Regelung arbeitet um so genauer, je größer die Verstärkung des Regelverstärkers ist. Eine größere Genauigkeit als die, daß abwechselnd eine Zeile gezündet wird und die nächstfolgende ungezündet bleibt und so fort, kann allerdings nicht erreicht werden. Eine gewisse Welligkeit der Ausgangsspannungen des Schaltnetzteils bleibt erhalten.

Eine ideale Lösung ergibt aber die Kombination aller

so 3 Betriebszustände. Die Grundregelung bleibt digital.

Der Regeispannung ur wird nun aber eine kleine sägezahriförmige Komponente beigemischt. Diese sorgi dann in bekannter Weise im eingeschwungenen Zustand für eine Zündzeitpunktverschiebung während der Zeit von tA bis ff. Da diese sägezahnförmige Komponente aber nur zur Feinregelung dient, kann sie im Gegensatz zum Stand der Technik sehr schwach sein und einen sehr flachen Sägezahnverlauf haben, wodurch der

Zündzeitpunkt bei kleinen Änderungen der Gleichspannungs-Grundkomponente von ur bereits heftig hin- und hergeschoben wird und eine extrem hohe Regelsteilheit entsteht

Wie schon aus dem Stand der Technik ersichtlich, wird zwischen der Anode des Thyristors 5 und der Basis des Transistors 4 eine »Schwellspannung« benötigt, die dafür sorgt, daß beim Zünden des Thyristors 5 die Basis des Schalttransistors 4 auch wirklich eine genügend große Sperrspannung gegen den Emitter des Schalt-

Transistors 4 erhält.

Erfindungsgemäß wird diese Schwellspannung hier durch ein in die Basisleitung eingeführtes /?C-Glied, bestehend aus dem Widerstand 7 und dem Kondensator 8, gebildet. Durch den vorangegangenen Basisstrom wurde an dem Widerstand 7 ein Spannungsabfall erzeugt, der den Kondensator 8 aufgeladen hat. Die Zeitkonstante ist so bemessen, daß der Kondensator 8 während der Rücklaufzeit ff bis Ia seine Ladung aufrecht erhält und somit die Basis des Schalttransistors 4 genügend weit vorspannt.

Die Schwellspannung kann auch dadurch erzeugt werden, daß eine oder mehrere Dioden 9 in die Emitter-Leitung des Schälttransistors 4 geschaltet werden, wodurch der Emitter in seinem Spannungs-Potentiai gegenüber der Basis ins Positive verschoben wird.

Das Rückkopplungsglied 2 enthält eine Diode 10, die die Aufgabe hat, eine zu hohe, während der Rücklaufzeit ff bis tA auftretende negative Spannung von der Basis des Schalt-Transistors 4 fernzuhalten. Das Rückkopplungsglied 2 enthält weiterhin einen Widerstand 11 zur Verhütung eines Kurzschlusses für die Wicklung 6 des Zeilentransformators 3, wenn der Thyristor 5 zündet. Ein weiterer Widerstand 12, der die Diode 10 überbrückt, ermöglicht eine genaue Dimensionierung der an der Basis des Transistors 4 notwendigen Sperrspannung während der Rücklaufzeit if bis t_A.

Die während der Rücklaufzeit ff bis tA auftretende negative Spannung dient auch zur Wiedersperrung des vorher gezündeten Thyristors 5.

Der Zeilentransformator 3 trägt in bekannter Weise eine Primär-Wicklung 12 und eine Wicklung für die Hochspannungs-Erzeugung 13.

Fig. 3 und 3a zeigen die Gesamt-Schaltung eines Schaltnetzteils gemäß vorliegender Erfindung.

Eine Gleichspannungs-Quelle 100 liefert eine gegenüber der Ausgangsspannung Ui wesentlich niedrigere Gleichspannung U\. Die Gleichspannungs-Quelle 100 ist mit einer Speicherdrossel 101 verbunden, die auf der der Gleichspannungs-Quelle 100 abgewendeten Seite über den elektronischen Schalter 1 über eine später noch zu beschreibende Stromwächter-Schaltung 102 nach Masse kurzgeschlossen wird. Beim öffnen des elektronischen Schalters 1 entlädt sich die in der Speicherdrossel 101 gespeicherte magnetische Energie mittels eines Ladestroms in den Kondensator 103 über den Gleichrichter 104. An die Ausgangsspannung Ui ist die Horizontal-Ablenkschaltung 105 angeschlossen, die in bekannter Weise aus einem Zeilen-Oszillator, einer Zeilenendstufe, einem Zeilen-Transformator, den Abienkspuien und dem dazugehörigen Zubehör besteht

Auf der Wechselstromseite erzeugt die Horizontal-Ablenkschaltung 105 eine Wechselspannung 106, wie sie bereits in Fig.2 gezeigt wurde. Diese Wechselspannung kann z. B. über verschiedene Sekundär-Wicklungen für den Betrieb der Ablenkspulen, zum Heizen der Bildröhre oder auch nach Gleichrichtung zur Erzeugung verschiedener Betriebsspannungen für Verstärkerstufen im Gesamt-Chassis benutzt werden. So werden z. B. die Wechselspannung L/4 oder die Gleichspannung i/5 nach Gleichrichtung durch die Diode 107 und Glättung durch den Kondensator 108 erzeugt Diese Spannungen sind hier in Fig.3 lediglich symbolisch für noch weitere mögliche Spannungen gezeichnet, wie sie im Gesamt-Chassis in vielfältiger Art benötigt werden.

Eine der Sekundär-Wechselspannungen der Horizontal-Ablenkschaltung 105 wird über das Rückkopplungsglied 2 in schon beschriebener Weise dem elektronischen Schalter 1 zugeführt. An die Ausgangsspannung U2 ist eine Regel-Schaltung 109 angeschlossen. Sie besteht im Ausführungsbeispiel aus der Reihenschaltung einer Zener-Diode 110, einem Einstell-Widerstand 111, einem Operations-Verstärker 112, einem Entkopplungswiderstand 113 und einer Entkopplungs-Diode 114. Der Verbindungspunkt von Zener-Diode 110 und Einstell-Widerstand 111 wird an den Eingang des Operations-Verstärkers 112 angeschlossen, dessen invertierender Eingang 115 mit einer Quelle für eine Referenz-Spannung LW verbunden ist. In erster Annäherung ist dies eine Quelle mit konstanter Spannung. Sobald nun die Spannung i/2 über ein Sollmaß hinaus ansteigt, wird der Eingang des Operations-Verstärkers 112 ins Positive gezogen und erzeugt beim Überschreiten der Referenz-Spannung LW eine verstärkt nach dem Positiven laufende Ausgangsspannung am Operations-Verstärker 112. Hierdurch wird die Zünd-Elektrode des Thyristors 5 gezündet, der Schalt-Transistor 4 wird gesperrt, und zwar so lange, bis die Spannung Ui wieder auf die richtige Größe abgesunken ist. 1st andererseits die Spannung Ui zu tief, so läuft der Ausgang des Operations-Verstärkers 112 zu kleineren Spannungen, derart, daß die Zünd-Elektrode des Thyristors 5 überhaupt nicht zündet und der Schalt-Transistor 4 über die gesamte Hinlaufzeit f* bis ff eingeschaltet bleibt und erst bei t_F. abschaltet, so daß die maximal mögliche Energie-Menge aus der Gleichspannungs-Quelle 100 über die Speicherdrossel 101 hinweg in den Lade-Kondensator 103 zum Zwecke der Spannungs-Erhöhung gepumpt wird.

Im Mitte! zwischen diesen beiden geschilderten Extrem-Fällen kann sich auch eine solche Ausgangsspannung L/2 einstellen, daß die Zündung des Thyristors 5 zum Zeitpunkt fe· irgendwo im Hinlauf zwischen U und /fStattfindet.

Zum Zeitpunkt tz (F i g. 2) wird der Ladestrom iz der Speicherdrossel 101 nicht mehr als Transistorstrom /> nach Masse abgeleitet. Er muß sich dann über den Gleichrichter 104 in den Lade-Kondensator 103 und an die an Ui angeschlossenen Verbraucher ergießen.

Der Ladestrom kann am Ende des Hinlaufs bis zu dem Wert /7-max. ansteigen.

Die Regelung ist sehr steif. Erfahrungsgemäß lassen sich am Ausgang Ui Innenwiderstände von nur wenigen Milliohm erreichen.

An die Zünd-Elektrode des Thyristors 5 ist nun erfindungsgemäß eine Leitung 125 angeschlossen, an die als »Reißleine« zahlreiche für die Sicherheit notwendigen »Notbremsen« angeschlossen sind.

An die Ausgangsspannung Lz₅ ist z. B. die Spannungswächter-Schaltung 116 angeschlossen. Diese besteht aus einer Zener-Diode 117, einem Entkopplungs-Widerstand 118 und einer Entkopplungs-Diode 119. Sobald nun ein an die Spannung i/5 angeschlossenes Bauteil, z.B. durch einen Kurzschluß mit einem eine höhere Spannung führenden Bauteil einer anderen Schaltungs-Gruppe eine zu hohe Spannung erhält, wird der Thyristor 5 gezündet und der elektronische Schalter 1 bleibt ausgeschaltet, wodurch die zu hohe Spannung auf einen ungefährlichen Wert zurückgeführt wird.

Ein Beispiel für eine Stromwächter-Schaltung zeigt die Stromwächter-Schaltung 102 Diese liegt hier im Emitterkreis des Schalt-Transistors 4. Sie besteht aus dem Emitter-Widerstand 120, dem Entkopplungs-Widerstand 121 und der Entkopplungs-Diode 122 Sobald der Strom durch den Schalt-Transistor 4 zu groß

wird, entsteht ein höherer Spannungsabfall am Emitter-Widerstand 120, der der Zünd-Elektrode des Thyristors 5 zugeführt wird, der dann zündet und den Schalt-Transistor 4 abschaltet.

Zum Beispiel kann der Emitter-Widerstand 120 so dimensioniert sein, daß die Abschaltung in der Nähe h max.(Fig. 2)erfolgt.

Eine solche Abschaltung ist dann sinnvoll, wenn z. B. die Horizontal-Ablenkschaltung 105 einen Fehler zeigt und die sonst der Umpolung des Thyristors 5 und damit der Abschaltung des Schalt-Transistors 4 dienende negative Sperrspannung in der Zeit te bis tA (F i g. 2) wegfällt. Die Stromwächter-Schaltung 102 tritt auch beim Einschalten des Gesamtgerätes in Funktion. Dann wird der Kondensator 103 zunächst auf U\ aufgeladen. Dadurch, daß der maximale Strom durch die Stromwächter-Schaltung 102 begrenzt ist, erfolgt die weitere Aufladung des Kondensators 103 und die Ausbildung der höheren Spannung Lh an den angeschlossenen Verbrauchern in Form von Treppenstufen. Vorteilhafterweise werden durch dieses sanfte Anlassen der Gesamt-Schaltung viele Bauteile geschont, vor allem die Zeilenablenkstufe, deren Endstufen-Transistor bekanntlich keine allzu großen Überlastungen verträgt, wie sie im unsynchronisierten Zustand auftreten können.

Der Emitterwiderstand 120 der Stromwächterschaltung 102 kann als Lieferant einer sägezahnförmigen Spannung benutzt werden, die über einen, im Vergleich zum Ernitterwiderstand 120 hochohmigen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen 126 und 127, der Regelspannung u_R als Sägezahnkomponente zum Zwekke der Zündzeitpunktsverschiebung während des Hinlaufs von t_A bis r_e(F i g. 2) zugeführt wird.

F i g. 3a zeigt eine sehr vorteilhafte Alternative für die Beschallung des invertierenden Eingangs des Operations-Verstärkers 112. Die Referenz-Spannung U_Ref, z. B. eine konstante Spannung, wird hier über einen Widerstand 123 dem invertierenden Eingang 115 zugeführt.

Gleichzeitig wird an einem Meß-Widerstand des

Bildröhrenstrahlstromkreises eine von dem Strahlstrom abhängige Spannung U= f(in) entnommen und über den

Widerstand 124 ebenfalls dem invertierenden Eingang 115 des Operations-Verstärkers 112 zugeführt.

Im Falle eines ansteigenden Strahlstroms wird die Belastung der Hochspannungs-Quelle größer, die Hochspannung sinkt ab und die Breite des geschriebenen Bildes wird größer.

Um die Breite des Bildes zu halten, muß die Betriebsspannung £Λ für die Ablenkung in diesem Zeitraum erniedrigt werden, damit der Ablenkstrom kleiner wird.

Lh wird also strahlstromabhängig gemacht mit der Maßgabe, daß Ui mit wachsendem Strahlstrom in dem Maße absinkt, daß die Breite des Bildes konstant bleibt. Dieses Ziel läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß das Verhältnis der Widerstände 123 und 124 so gewählt wird, daß die Überlagerung der Referenz-Spannung LW und der strahlstromabhängigen Spannung so erfolgt, daß über den invertierenden Eingang 115 die entsprechende Regelung von U₂ erfolgt. Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das vorhandene Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3. So können beispielsweise zusätzlich Strom- bzw. Spannungswächter-Schaltungen angebracht werden, die auf den invertierenden Eingang 115 des Operations-Verstärkers einwirken und damit beim Kurzschließen die Zündung des Thyristors 5 verursachen und damit den Schalt-Transistor 4 öffnen.

Die Anwendung ist auch nicht auf reine Fernsehgeräte beschränkt. Mit Vorteil kann die Erfindung auch bei allen Anordnungen, die eine Bildröhre enthalten, wie Monitoren, Sichtgeräte usw. angewendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Geregeltes Sicherheits-Schaltnetzteil vorzugsweise für ein Fernsehgerät, enthaltend

— eine Speicherdrossel, die mit ihrem ersten Anschluß mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist,

— einen elektronischen Schalter, mit dessen Hilfe der zweite Anschluß der Speicherdrossel nach Masse kurzschließbar ist,

— eine an den zweiten Anschluß der Speicherdrossel angeschlossene Gleichrichter-Anordnung zur Erzeugung einer Betriebsspannung,

wobei

— der elektronische Schalter über ein Rückkopplungsglied mit dem Ausgang der Horizontalablenkschaltung verbunden ist,

— der elektronische Schalter aus einem Schalttransistor besteht, dessen Basis-Emitter-Diode ein Thyristor unter Zwischenschaltung einer einen Schwellwert erzeugenden Anordnung parallelgeschaltet ist,

— der elektronische Schalter mit einer Regelschaltung zur Regelung der Ausgangsspannung des Schaltnetzteils verbunden ist und

— der elektronische Schalter mit einer Stromwächterschaltung verbunden ist, die den elektronischen Schalter ausschaltet, wenn die zulässigen Grenzwerte für die Stromstärke überschritten werden, und der eine sägezahnförmige Spannung zum Festlegen des Zündzeitpunktes des Thyristors im Zusammenhang mit einer Vergleichsspannung entnehmbar ist,

dadurch gekennzeichnet,daß

— das Rückkopplungsglied (2) nicht-integrierend ist und aus der Reihenschaltung zweier Widerstände (11, 12) besteht, von denen der eine (12) mit einer Diodu (10) solcher Polung überbrückt ist, daß die Sperrspannung der Basis-Emitter-Diode des Schalttransistors (4) erhöht ist,

— die den Schwellwert erzeugende Anordnung aus der Parallelschaltung eines Widerstandes (7) und eines Kondensators (8) besteht, die zwischen die Basis des Schalttransistors (4) und die Anode des Thyristors (5) eingefügt ist,

— die Regelschaltung (109) einen Operationsverstärker (112) enthält, dessen erster, nicht-invertierender Eingang über eine Zenerdiode (110) mit der zu regelnden Ausgangsspannungsquelle verbunden ist und über einen Einstellwiderstand (111) zum Einstellen der Ausgangsspannung nach Masse verbunden ist, dessen zweiter, invertierender Eingang (115) mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist und dessen Ausgang über die Reihenschaltung eines Entkopplungswiderstandes (113) und einer Entkopplungsdiode (*14) mit der Zünd-Elektrode des Thyristors (5) im elektronischen Schalter (1) verbunden ist und

— die Stromwächterschaltung (102) aus einem Emitterwiderstand (120) des Schalttransistors (4) besteht, dessen mit dem Emitter verbundenes Ende über einen Entkopplungswiderstand (121) und eine Entkopplungsdiode (122) mit der Zünd-Elektrode des Thyristors (5) im elektronischen Schalter (1) verbunden ist.

2. Geregeltes Sicherheits-Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zünd-Elektrode des Thyristors (5) mit zusätzlicher Strom- bzw. Spannungswächter-Schaltung (116) verbunden ist, die allen schutzbedürftigen Schaliungsteilen im Inneren des Gesamt-Chassis zugeordnet ist.

3. Geregeltes Sicherheits-Schaltnetzteil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung zur Regelung der Ausgangsspannung einen Operations-Verstärker (112) enthält, dessen invertierender Eingang (115) über einen ersten Widerstand (123) mit einer Quelle für eine Referenzspannung und über einen zweiten Widerstand (124) mit einer Spannungsquelle verbunden ist, deren Spannung eine Funktion des Bildrohrstrahlstromes ist und daß das Verhältnis der beiden Widerstände so gewählt ist, daß die Bildbreite bei wechselndem Strahlstrom konstant bleibt