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Schaltungsanordnung zum Stabilisieren der Hochspannung
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für Fernseh-Kathodenstrahlröhren Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zuin Stabilisieren der Hochspannung für Fernseh-Kathodenstrahlröhren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus der DE-OS 19 10 349 ist eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen
der Hochspannung für Fernseh-Kathodenstrahlröhren bekannt, auf deren Zeilentransformator
außer der Hochspannungswicklung, an welche ein Hochspannungsgleichrichter angeschlossen
ist, eine Hilfswicklung aufgebracht ist. Zu dieser ist ein Kondensator sowie die
Parallelschaltung einer Diode und eines Transistors in Reihe geschaltet.
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Die Hochspannungswicklung , die Hilf swicklung und der Kondensator
bilden zusammen mit einem weiteren Kondensator einen Resonanzkreis, dessen Resonanzfrequenz
durch Verändern des Innenwiderstandes des Transistors in Abhängigkeit der Belastung
der Hochspannungsquelle so geregelt ist, daß die Hochspannung stabilisiert ist.
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Ln der DE-AS 21 44 827 ist eine Stabilisierungsschaltung angegeben,
bei der in Heihe zu den Eingangsklemmen des Hochspannungsgleichrichters eine Parallelschaltung
eines Transistors und einer entgegengesetzt zu dessen Durchlaßrichtung gepolten
Diode angeordnet ist, wobei die Basis des Transistors von einer durch Vergleich
der gewonnenen Hochspannung-mit einer Bezugsspannung erzeugten Gleichspannung gesteuert
wird, derart, daß bei zu kleiner Hochspannung der Transistor zunehmend stromleitend
wird. In dieser Auslegeschrift ist angegeben, daß Schaltungen, bei denen die Eigenfrequenz
des die Hochspannungswicklung enthaltenden Rosonanzkreises zur Hochspannungsstabilisierung
verändert
wird, nicht für solche Hochspannungserzeuger geeignet sind, welche mit der Horizontalablenkung
kombiniert sind, da durch die Veränderung der Resonanzfrequenz eine Änderung des
Ablenkstromes erfolge.
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Ferner ist in der DE-AS 10 38 130 eine Anordnung beschi-ieben, in
welcher der die Hochspannungswicklung enthaltende Resonanzkreis so bemessen ist,
daß dessen Zeitkonstante etwa in einem Verhältnis 1 : 2 zur Dauer des Rücklaufimpulses
steht. Weitere Maßnahmen zur Stabilisierung der Hochspannung sind dort nicht angegeben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
zum Stabilisieren der Hochspannung für Fernseh-Kathodenstrahlröhren zu schaffen,
die sich durch Einfachheit und Wirksamkeit auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
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Als steuerbare Induktivitäten sind z. B. Transduktoren bekannt. Diese
dienen als steuerbare \Mechselstromwiderstände. Auf einem gemeinsamen Kern sind
eine in den Pfad des zu steuernden Wechselstroms zu schaltende Wicklung und eine
Steuerwicklung aufgebracht. Mittels eines Steuergleichstroms wird der Kern mehr
oder weniger gesättigt und damit die Permeabilität des Kerns und als Folge davon
die Induktivität verändert. Schaltet man eine solche steuerbare Spule in den die
Hochspannungswicklung enthaltenden Resonanzkreis, so ist dessen Resonanzfrequenz
von der Induktivität der steuerbaren Spule abhängig, wobei man mit Hilfe des Stroms
durch die Steuerwicklung die Resonanzfrequenz-einstellen kann. Das Zuschalten der
Spule zur Hochspannungswicklung hat praktisch keine Leistungsverluste zur Folge.
Die Steuerwicklung ist galvanisch vom Hochspannungskreis getrennt, so daß an die
Spannungs-:~ .
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festigkeit eines steuernden Transistors keine besonderen
Anforderungen
gestellt werden müssen. Auch kann der Steuerstrom von anderen Baugruppen als dem
Hochspannungserzeuger geliefert werden, z. B. von der Horizontalablenkung.
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Es hat sich gezeigt, daß die Veränderung der Resonanzfrequenz praktisch
keinen Einfluß auf die Bildgröße hat.
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Die Eigenfrequenz des Resonanzkreises ist vorteilhaft so bemessen,
daß sie etwa ein ungeradzahliges Vielfaches der Rücklauffrequenz beträgt, wobei
unter Rücklauf frequenz die Frequenz der während des Rücklauf auftretenden Schwingung
verstanden ist. Demgemäß ist die Rücklaufzeit gleich der halben Periodendauer dieser
Schwingung, und die halbe Periodendauer der Eigenfrequenz des Resonanzkreises beträgt
somit ein Vielfaches der Dauer'der Rücklaufimpulse.
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In einer-einfachen Ausgestaltung der Erfindung wird der Steuerstrom
für die Induktivität aus dem Speise strom für die den Primärstrom des Zeilentransformators
liefernden Zeilenendstufe abgeleitet. Vorteilhaft wird dieser Strom unmittelbar.über
die Steuerwicklung geleitet. Man kann aber auch eine Regelschaltung verwenden, welche
die Hochspannung mit einer Bezugsspannung vergleicht und einen der Differenz entsprechenden
Steuerstrom liefert.
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Anhand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere
Ausgestaltungen und Ergänzungen näher beschrieben und erläutert.
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Es zeigen-Figur 1 ein Ausfuhrungsbeispiel, bei dem die Hochspannung
für eine Fernseh-Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit des Speisestromes der Zeilenendstufe
verändert wird, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel mit einer Regelschaltung, der als
Istwert eine zur Hochspannung proportionale Span- -nung zugeführt ist und Figur
3 Diagramme zur Veranschaulichung der Funktion der Ausführungsbeispiele nach Figur
1 und 2.
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In Figur 1 ist mit TSl der Endstufentransistor einer Zeilenablenkschaltung
bezeichnet, in dessen Kollektorkreis die Primärwicklung W1 eines Zeilentransformators
ZTR liegt.
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Der Transistor wird mit Impulsen angesteuert, die einen sägezahnförmigen
Verlauf des Stromes in einer an den Zeilentransformator ZTR angeschlossenen, nicht
dargestellten Zeilenablenkspulen bewirken. Die Hochspannungswicklung W2 des Zeilentransformators
ZTR speist einen Hochspannungsgleichrichter HGL, der im allgemeinen eine Gleichrichterkaskade
ist, deren Ausgangsspannung einer Fernseh-Kathodenstrahlröhre zugeführt ist. In
Reihe zur Primärwicklung W1 liegt die Steuerwicklung W4 eines Transduktors TD, über
welche somit der Speise strom von der Versorgungsspannung +Ub zum Zeilenendstufentransistor
TS1 fließt. Dieser Strom wird mittels eines Siebkondensators C3 geglättet. In Reihe
zur Hochspannungswicklung W2 des Zeilentransformators ZTR liegt die Wicklung W3
des Transduktors TD, der ein Kondensator C1 parallel geschaltet ist. Der Wicklung
W3 ist eine Widerstandskondensator-Kombination R1, C1 in Reihe geschaltet.
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Die Wicklungen W2, W3 und der Kondensator C1 bilden einen Resonanzkreis,
dessen Zeitkonstante auf etwa ein Drittel der Periodendauer der an der Wicklung
W2 auftretenden Zeilenrücklaufimpulse eingestellt ist. Bei einer Änderung des Strahl
stromes der Fernseh-Kathodenstrahlröhre ändert sich auch der über die Steuerwicklung
W4 fließende mittlere Speisestrom des Transistors TS1, so daß die Induktivität der
Wicklung W3 und damit die Zeitkonstante des Resonanzkreises verändert wird, und
zwar derart, daß ein infolge der Strahlstromänderung verursachter Anstieg oder Abfall
der Hochspannung kompensiert wird. Anhand der Figur 3 wird dies näher erläutert.
Das Diagramm a zeigt den Verlauf des Zeilenrücklaufimpulses, dem die infolge des
Resonanzkreises auftretende Spannung b überlagert ist. Die Summenspannung c wird
dem Hochspannungsgleichrichter HGL zugeführt, der praktisch ein Spitzenspannungsgleichrichter
ist, so daß bie Ampli "' die Amplitude der Spannung c gleich der Hochspannung UH
ist.
Die in Figur 3 links dargestellten Diagramme gelten für einen mittleren Strahlstrom,
die rechts gezeigten für einen kleinen Strahlstrom. Wird' der Strahlstrom verringert,
so steigt die Amplitude des Rücklaufimpulses,a auf den Wert U2 an. Bliebe die durch
den Resonanzkreis verursachte Spannung b unverändert, würde die Hochspannung in
unerwünschtem Maße ansteigen. Die Anordnung nach Figur 1 ist jedoch so getroffen,
daß bei einem Absinken des Strahlstromes auch der Steuerstrom durch die Steuerwicklung
W4 des Transduktors TD abnimmt, so daß die Induktivität der Wicklung W3 und die
Zeitkonstante des Resonanzkreises zunimmt. Im Falle eines mittleren Strahlstromes
ist die Zeitkonstante des Resonanzkreises etwa um das t/2fache kürzer als die Periodendauer
des Rücklaufimpulses a, so daß die Maxima des Signals b unsymmetrisch zum Maximum
des Signals a liegen. Das rechte Maximum des Signals b fällt daher mit einem großen
Wert des Signals a zusammen, woraus sich eine erhöhte Hochspannung UH ergibt. Bei
einer Verringerung des Strahlstromes auf etwa den Wert Null, ist die Zeitkonstante
des Resonanzkreises etwa ein Drittel der Periodendauer des Rücklaufimpulses, wie
in den rechten Diagrammen der Figur 3 veranschaulicht ist. Das rechte Maximum des
Signals b fällt mit einer niedrigeren Amplitude des Signals a zusammen, so daß trotz
des Anstiegs des Signals a der Spitzenwert des Signals c und damit die Hochspannung
auf den Wert UH stabilisiert ist. Bei einem Anstieg des Strahlstromes wird die Induktivität
der Wicklung W3 und damit die Zeitkonstante des Resonanzkreises verkleinert, das
rechte Maximum der Spannung b verschiebt sich in Richtung des Maximums des RücklauSimpulses
a, so daß eine durch die Strahlstromerhöhung bedingte Verkleinerung der Amplitude
der Spannung a kompensiert wird. Die Wirkung des Steuerstromes durch die Wicklung
W4 auf die Eigenfrequenz des Resonanzkreises kann durch die Anzahl der Windungen
der Steuerwicklung W4-oder durch Parallelschalten eines Widerstandes eingestellt
werden. Selbstverständlich ist darauf zu achten, daß der Transduktor TD mit solcher
Polung angeschlossen und der
Resonanzkreis so abgestimmt ist, daß
die Änderung des Steuerstroms einer Änderung der Hochspannung entgegenwirkt.
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In Figur 2 ist mit W2 wieder die Hochspannungswicklung des Zeilentransformators
ZTR bezeichnet, die zusammenmit der Wicklung W3 des Transduktors TD und dem Kondensator
C1 einen Resonanzkreis bildet, der so abgestimmt ist, daß die Dauer der Rücklauf
impulse ein Vielfaches der Zeitkonstante ist, z. B. das Drei- oder Fünffache.
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An die Wicklung W2 ist über einen Widerstand R2 eine Gleichrichterdiode
D angeschlossen, deren Ausgangsspannung, von einem Siebkondensator C4 geglättet,
über einen Spannungsteiler R3, R4 als Istwert einem Regelverstärker V zugeführt
ist. Der Sollwert ist die Spannung an einer Zenerdiode Z. An den Verstärker V ist
die Basiselektrode eines Transistors TS2 angeschlossen, der den Steuerstrom für
den Transduktor TD liefert. Für die Schaltung nach Figur 2 gelten die in Figur 3
dargestellten und oben erläuterten Diagramme, so daß die Beschreibung der Wirkungsweise
kurzgehalten werden kann. Eine Strahlstromerhöhung hat eine Erniedrigung der Rücklauf
impulse an der Wicklung W2 zur Folge, so daß der dem Verstärker V zugeführte Istwert
der Hochspannung absinkt. Der Transistor TS2 erhält eine größere Steuerspannung,
der Strom durch die Steuerwicklung W4 des Transduktors und die Eigenfrequenz des
Resonanzkreises nehmen zu, so daß sich das eine Maximum der Spannung b in Richtung
des Maximums der Kurve a verschiebt und die Hochspannung konstant bleibt. Eine entgegengesetzte
Verschiebung des Maximums der Spannung b findet bei einer Erniedrigung des Strahlstromes
statt. Im Ausführungsbeispiel ist darauf zu achten, daß die Widerstände R2, R3,
R4 und die Zenerspannung der Diode Z so gewählt sind, daß der dem Verstärker V zugeführte
Istwert stets kleiner oder gleich als der Sollwert ist. Anstelle des Widerstandes
R2 und der Diode D kann eine gestrichelt gezeichnete Lei-
tung L
vorgesehen sein, so daß als Istwert die durch den Spannungsteiler R3, R4 herabgesetzte
Hochspannung dient, wobei selbstverständlich das Teilerverhältnis geändert werden
muß.
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5 Patentansprüche 3 Figuren