DE3144215C2

DE3144215C2 - Geregelte Ablenkschaltung

Info

Publication number: DE3144215C2
Application number: DE3144215A
Authority: DE
Inventors: James Edward New Palestine Ind. Hicks; David Warren Indianapolis Ind. Luz; Leslie Neil Thibodeau
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1980-11-07
Filing date: 1981-11-06
Publication date: 1985-01-31
Also published as: JPH029747B2; JPS57109464A; CA1177178A; KR880000599B1; KR830008592A; FI813410L; FI72245B; US4321514A; DE3144215A1; FI72245C

Abstract

Eine Rücklaufimpulsspannung (84) wird einer ersten Rücklauftransformatorwicklung (32) einer Horizontalablenkschaltung (10) zur Erzeugung von Rücklaufimpulsspannungen an anderen Rücklauftransformatorwicklungen zugeführt. Eine zweite Wicklung (33) und eine dritte Wicklung (34) des Rücklauftransformators (30) sind in Reihe mit einem steuerbaren Schalter (80) über eine Eingangssignalquelle (16) geschaltet. Eine Reglersteuerschaltung (77) schaltet den steuerbaren Schalter, der ein SCR (80) sein kann, zu einem regelbaren Augenblick innerhalb des Rücklaufintervalls jedes Ablenkzyklus zur Erzeugung eines Eingangsstroms in der Reihenschaltung ein. Wenn die Rücklaufimpulsspannung (84) der ersten Wicklung (32) des Rücklauftransformators zugeführt wird, dann beginnt der Eingangsstrom in seiner Größe abzunehmen und kommutiert den SCR innerhalb des Rücklaufintervalls in den Sperrzustand. Die Streuinduktivität der Reihenschaltung der zweiten und dritten Wicklung (33, 34) des Rücklauftransformators und die induzierte Gesamtrücklaufimpulsspannung, welche von den beiden Wicklungen erzeugt wird, bestimmen den Augenblick innerhalb des Rücklaufs, zu welchem der SCR in den Sperrzustand kommutiert wird. Die dritte Wicklung (34) ist lose mit der ersten Wicklung (32) gekoppelt, während die zweite Wicklung (33) fest mit der ersten Wicklung (32) gekoppelt ist. Durch Veränderung des Windungsverhältnisses von erster zu zweiter Wicklung kann die Größe der Streuinduktivität der Reihenschaltung verändert .

Description

der Differenz zwischen ungeregelter Eingangsspannung laufimpulsspannung sich nennenswert ändern würde, und geregelter Spannung B+ wieder. Diese zugeführte Auf diese Weise erhält man eine erhebliche größere Restspannung und die Größe der Streuinduktivität be- Freiheit für die Bemessung der Streuinduktivität, um die stimmen die Kommutierungszeit des SCR innerhalb des richtige Kommutierung des Regler-SCR bei hohen EinRücklaufs bei einem gegebenen Spitzeneingangsstrom- 5 gangsspannungen sicherzustellen, ohne den Gesamtwert Im allgemeinen wird die Reiheninduktivität genü- wert der transformierten Rücklaufimpulsspannungsamgend klein gewählt um eine Kommutation des SCR plitude nennenswert zu verändern,
innerhalb des Rücklaufs selbst im Fall hoher Eingangs- Gemäß einer speziellen Ausgestalfungsmöglichkeit spannung sicherzustellen, wo erhöhte Spitzeneingangs- der Erfindung hat der Rücklauftransformator einen stromwerfe auftreten. Benutzt man die Streuinduktivi- io rechteckigen Kera Die erste und die zweite Wicklung tat als Reiheninduktivität dann kann man eine relativ sitzen auf einem Schenkel des Kerns, und die dritte kleine Streuinduktivität in den Rücklauftransformator Wicklung sitzt auf dem gegenüberliegenden Schenkel, hineinkonstruierea. indem man die Sekundärwindungs- Die erste und die zweite Wicklung sind relativ eng, die zahl klein gegenüber der Primärwindungszahl hält Da erste und die dritte Wicklung dagegen relativ lose mitjedoch die Sekandärwindungszahl auch die Größe der 15 einander gekoppelt Die Streuinduktivität wird daher im transformierten Rücklaufimpulsspannung bestimmt wesentlichen durch den Kopplungsgrad zwischen der welche eine Abnahme des Eingangsstroms hervorruft, ersten und der dritten Wicklung bestimmt Nimmt man kann eine Verringerung der Sekundärwindungszahl kei- von der dritten Wicklung Windungen weg und fügt sie ne nennenswerte Verkürzung der SCR-Kommutie- zur zweiten Wicklung hinzu, dann verringert man die rungszeit ergeben, da die transformierte Rücklaufim- 20 vorhandene Streuinduktivität erheblich. Die gesamte pulsspannung ebenfalls herabgesetzt wird. reflektierte (transformierte) Rücklaufimpulsspannung Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe ändert sich dabei wenig, weil die Gesamtzahl der Winvon Maßnahmen, welche eine größere Flexibilität bei düngen, in denen die Rücklaufimpulsspannung transforder Wahl der richtigen Größe der Streuinduktivität er- miert wird, unverändert bleibt,
laubt ohne daß dadurch die zur Sperrkommutierung 25 in den Zeichnungen zeigt

des Reglerschalters notwendigen Rücklaufimpulse zu F i g. 1 eine geregelte Ablenkschaltung gemäß der Erniedrig wurden. findung;

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Fig.2 eine spezielle Ausführungsform einer RückMerkmale des Anspruchs 1 gelöst lauftransformatorkonstruktion gemäß der Erfindung;

Durch die Erfindung läßt sich die Streuinduktivität 30 und

die zur Sicherung der Kommutierung des SCR bei ho- F i g. 3a bis 3e Signalformen, wie sie im Betrieb der hen Eingangsspannungsbedingungen benötigt wird. Schaltung nach F i g. 1 auftreten,
leichter dimensionieren, ohne daß die Größe der durch Bei der in Fig. 1 gezeigten Horizontalablenkschaldie Reglerwicklungsanordnung reflektierten (transfor- tung 10 für einen Fernsehempfänger hat ein Horizontalmierten) Rücklaufimpulsspannung nachteilig beeinflußt 35 ausgangs- oder -rücklauftransformator 30 eine Mehrwird, zahl von Wicklungseinheiten 32 bis 42, die je um einen Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird die vom Teil eines magnetisierbaren Kernes 31 gewickelt sind. Ablenkgenerator an der Horizontalablenkwicklung er- Aus den Wicklungseinheiten sind Zuleitungsdrähte einzeugte Rücklaufimpulsspannung wie üblich einer ersten schließlich Anzapfungsleitern herausgezogen und elek-Wicklung eines Rücklauftransformators zugeführt, von 40 trisch mit zugeordneten Anschlüssen 43 bis 65 verbundem eine zweite und eine dritte Wicklung in Reihe mit den.

dem Reglerschalter über die Eingangsspannungsquelle Die Wicklungseinheit 32 ist die Primärwicklung des geschaltet sind. Diese liefert einen Eingangsstrom in die Rücklauftransformators, und sie ist leitend über eine Reihenschaltung, wenn der steuerbare Schalter — in Hochspannungsabstimmungsschaltung, die eine Indukeinem regelbaren Augenblick innerhalb des Hinlaufin- 45 tivität 82 mit parallelliegendem Kondensator 83 enthält, j,. tervalls jedes Ablenkzyklus — eingeschaltet wird. Die an einen Versorgungsspannungsanschluß B⁺ angeder ersten Wicklung des Rücklauftransformators züge- schlossen. Am Anschluß B⁺ entsteht eine geregelte führte Rücklaufimpulsspannung führt zu einer Abnah- Gleichspannung V₀ für die Ablenkung. Der Anschluß 47 me des Eingangsstromes, so daß der Schalter innerhalb ist mit einer Horizontalablenkwicklung 71 einer Horijf; des Rücklaufintervalls in den Sperrzustand kommutiert 50 zontalablenkschaltung 70 gekoppelt. Die Horizontalabf; wird. Die magnetische Kopplung der dreien Wicklung lenkschattung 70 enthält einen Horizontaloszillator und !, mit der ersten Wicklung ist erfindungsgemäß schwächer Treiber 73, einen Horizontalausgangstransistor 74, eine f. als die magnetische Kopplung zwischen der zweiten Dämpfungsdiode 75, einen Rücklaufkondensator 76 und i>- Wicklung und der ersten Wicklung bemessen. Bei Rei- die Reihenschaltung einer Horizontalablenkwicklung 71 [' henschaltung der zweiten und dritten Rücklauftransfor- 55 mit einem S-Formungskondensator 72.
matorwicklungen unterschiedlicher magnetischer Infolge des Schaltbetriebes des Horizontalendtransi- ; Kopplung ergibt sich die erforderliche Induktivität in stors 74 entsteht an der HorizontalablenUwicklung 71 i. Reihe mit dem steuerbaren Schalter durch die lose eine horizontalfrequente (MTh) Rücklaufimpulsspan-/;. Kopplung der dritten mit der ersten Wicklung. nung, die in F i g. 1 mit der Bezugsziffer 84 am Kollektor Γ Die Amplitude der transformierten Rücklaufimpuls- 60 des Horizontalendtransistors bezeichnet und dargestellt spannung wird zu einem großen Teil durch die Gesamt- ist. Die Rücklaufimpulsspannung der Horizontalablenkwindungszahl der zweiten und dritten Wicklung be- wicklung wird der Primärwicklung 32 des Rücklaufstimmt. Verändert man die Wicklungszahl der dritten transformator zugeführt. Wie F i g. 3a zeigt, ist die Wicklung gegenüber der Wicklungszahl der zweiten Spannung V₁, an der Primärwicklung 32 während des Wicklung unter Beibehaltung der Gesamtwieklungszahl 65 Horizontalrücklaufintervalls Tr zwischen den Zeitpunkbeider Wicklungen, dann ändert sich die in Reihe mit ten fj—f_h eine positive Impulsspannung85, und während dem Schalter liegende Streuinduktivität erheblich, ohne des Hinlaufintervalls zwischen den Zeitpunkten r₀— h daß die Amplitude der gesamten transformierten Rück- eine negative Spannung 86.

Die der Primärwicklung 32 zugeführte Rücklaufimpulsspannung erzeugt an den anderen Rücklauftransformatorwicklungen lmpulsspannungen. Beispielsweise kann die Spannung an der Wicklung 35 durch eine nicht dargestellte Schaltung gleichgerichtet und gefiltert werden zu einer Versorgungsgleichspannung für Schaltungen wie die Vertikalablenk- und Tonschaltungen. Die Impulsspannung an der Wicklung 36 kann beispielsweise als Zeitsteuersignal für Schaltungen wie die Bildröhrenaustastschaltung herangezogen werden. Eine Hochspannungsversorgungsschaltung 185, welche Wicklungen 37 bis 42 des Rücklauftransformators 32, sowie Gleichrichter 66 bis 68 und einen Widerstand 69 enthält, erzeugt eine Anodengleichspannung für die Bildröhre des Empfängers an einem Anschluß U. Der Anschluß 54 ist mit einem Anschluß BL, dem Eingang einer üblichen Strahlstrombegrenzerschaltung, verbunden. Paare von Wicklungseinheiten 37 und 38,39 und 40,41 und 42 sind durch Verbindungsdrähte miteinander gekoppelt, die entsprechende Anschlußpaare 55 und 56, 59 und 60, 63 und 64 miteinander verbinden. Zwischen die Anschlüsse 57 und 58 ist ein Gleichrichter 66 geschaltet, zwischen die Anschlüsse 61 und 62 ein Gleichrichter 67 und zwischen die Anschlüsse 65 und 69 ein Gleichrichter 68. Die Gleichrichter 66 bis 68 richten die Spannungen gleich, die an den Wicklungen 37 bis 42 während des Horizontalrücklaufintervalles entstehen, um eine Endanodenspannung am Anschluß zu erzeugen, die von der nicht dargestellten Anodenkapazität der Bildröhre gefiltert wird.

Eine Gleichspannungsquelle 16 umfaßt eine Quelle einer Netzspannung 21 wechselnder Polarität, die zwischen den Eingangsanschlüssen 24 und 25 eines Vollwellen-Brückengleichrichters 23 liegt, und zwischen dem Anschluß 26 und einem Stromrückführungs- oder Masseanschluß 27 liegt ein Filterkondensator 28. Ein Strombegrenzungswiderstand 22 liegt zwischen der Netzspannungsquelle 21 und dem Anschluß 24. Am Anschluß 26 entsteht eine ungeregelte Eingangsgieichspannung V_1n.

Ein mit der Horizontalablenkfrequenz betriebener Schaltregler 81 läßt aus der ungeregelten Eingangsgleichspannung am Anschluß 26 eine geregelte getastete Spannung V₀ (S⁺) am Anschluß B⁺ entstehen. Zwischen den beiden Anschlüssen liegt ein Filterkondensator 29, welcher horizontalfrequente Welligkeitsspannungen ausfiltert. Der Schaltregler 81 enthält die Reihenschaltung der Sekundärwicklungseinheiten 33 und 34 des Rücklauftransformators und einen steuerbaren Schalter, nämlich den SCR 80, der über die Spannungsklemme B⁺ an die Gleichspannungsquelle 16 angeschlossen ist. Der SCR SO wird mit der Horizontalfrcquenz durch Tastimpulse geschaltet, die von einer Reglersteuerschaltung 77 erzeugt werden und über einen Koppeltransformator 78 der Steuerelektrode des SCR zugeführt werden. Die Synchronisation mit der Horizontalabtastung erfolgt dadurch, daß der Reglersteuerschaltung 77 die zwischen den Anschlüssen 49 und 50 entstehende Rücklaufimpulsspannung zugeführt v, ird.

Die Wicklungseinheit 33 des Rücklauftransformators ist so entworfen, daß sie magnetisch eng mit der Primärwicklung 32 gekoppelt ist und zwar mit einem Koppelfaktor von ki=0,92.

Der Koppelfaktor k ist

Lr-(L₁-H₃)
2/1717 '

hierbei ist Lt die Gesamtinduktivität der beiden Wicklungen, wenn diese in Reihe geschaltet sind, und Li, Li die Induktivität einer Wicklung bei nicht angeschlossener anderer Wicklung.

Die Spannung v_s i. die an der Wicklungseinheit 33 entsteht, hat daher allgemein dieselbe Kurvenform (jedoch ist sie mit umgekehrter Polarität gezeichnet) wie die Spannung v_p an der Primärwicklung 32, wie das mit der Spannung v_s\ in Fig.3e gezeigt ist. Während des

ίο Rücklaufintervalls h—t_b ist daher die Spannung v_s ι ein Impuls 88 entsprechend dem Impuls 85 der Primärwicklungsspannung Vp.

Die Wicklungseinheit 34 des Rücklauftransformators ist relativ lose mit der Primärwicklung 32 gekoppelt: der Kopplungsfaktor zwischen den Wicklungen 32 und 34 ist k-y = 0,78. Wegen der losen Kopplung zwischen der Reglerwirkung 34 und der Primärwicklung 32 besteht eine erhebliche Streuinduktivität. Diese Streuinduktivität ist in F i g. 1 durch die Induktivität 87 dargestellt, die in Reihe mit der Wicklung 34 liegt. Da die Wicklungseinheit 33 relativ eng mit der Primärwicklung 32 gekoppelt ist, umfaßt die überwiegende Induktivität in Reihe mit dem SCR 80 die der lose gekoppelten Wicklungseinheit 34 zugeordnete Streuinduktivität 87.

Die Reglersteuerschaltung 77 schaltet den SCR 80 in einem regelbaren Augenblick innerhalb des Hinlaufintervalls jedes Ablenkzyklus ein, nämlich beispielsweise zum Zeitpunkt t\ in den F i g. 3a bis 3e. Wie F i g. 3b zeigt, beginnt zum Zeitpunkt fi ein Eingangsstrom i_a

vom Eingangsspannungsquellenanschluß 26 durch die Reihenschaltung der Wicklungseinheiten 33 und 34 und den SCR 80 zum Spannungsanschluß B⁺ zu fließen. Zwischen den Zeitpunkten fi und h (h ist das Ende des Hinlaufintervalls) enthält der Eingangsstrom i₀ einen auf-

wärts geneigten Rampenstrom 89, der zum Zeitpunkt /₃ einen Spitzenwert //»erreicht

Die Streuinduktivität 87 bildet die Reihenimpedanz, welche dem Eingangsstrom die Rampenform verleiht und den Eingangsstromfluß zwischen dem Anschluß 26

und dem Spannungsanschluß B⁺ begrenzt. Während des Hinlaufintervalls zwischen den Zeitpunkten f₀ bis h umfaßt die einem Ende der Streuinduktivität 87 zugeführte Spannung die ungeregelte Eingangsgleichspannung V„, in Reihe mit der Hinlaufspannung, welche in die eng gekoppelte Wicklungseinheit 33 transformiert wird, und in Reihe mit der Hinlaufspannung, welche in die lose gekoppelte Wicklungseinheit 34 transformiert wird. Die dem anderen Ende der Streuinduktivität bei leitendem SCR 80 zugeführte Spannung umfaßt die geregelte

so B⁺ -Tastspannung V₀. Die über der Streuinduktivität 87 entstehende Spannung ist daher die Spannung Y₁-. p.j.jjt wobei Vr gleich der Summe der in den Reglerwicklungen 33 und 34 transformierten Hinlaufspannungen und Δν die Differenzspannung Av= V_in- V₀ ist

Die Steigung des Eingangsstroms k ist positiv oder aufwärtsgerichtet, dfe/df- νJL, wobei L die effektive Induktivität in Reihe mit dem SCR 80 ist nämlich vorwiegend der Streuinduktivität 87 der lose gekoppelten Wicklungseinheit 34.

Der SCR wird während des Rücklaufintervalls infolge abnehmenden Eingangsstromes 90 in den Sperrzustand kommutiert wobei der Strom nahe dem Zeitpunkt U den Wert Null erreicht Über den SCR 80 ist eine Dämpfungsschaltung 79 gekoppelt Zwischen den Zeitpunk-

ten ί₃ bis U, innerhalb des Rücklaufintervalls t₃ bis f₆ hat der Eingangsstrom /o eine negative Rampe oder nach unten gerichtete Steigung. Die Umkehr der Steigungsrichtung ist bedingt durch die Entstehung einer Rück-

laufimpulsspannung entgegengesetzter Polarität, die in den Wicklungseinheiten 33 und 34 induziert wird. Das Intervall /j bis U stellt die Kommutierungszeit dar oder das Intervall, in dem der Eingangsstrom abnimmt, und es ist die Zeit, welche zum Abschalten des SCR 80 gebraucht wird, wenn der Rücklauf erst einmal nahe dem Zeilpunkt ij begonnen hat. Die negative Steigung des Eingangsstromes während des SCR-Kommutierungsintervalls ist -dioldt=(vn —Jv)ZL, wobei v« gleich der Summe der in den Reglerwicklungen 33 und 34 induzierten Rücklaufimpulsspannungen ist. Die Kommutierungszeit ist T₁ = LIpIIVr-Av). Somit wächst die Kommutierungszeit des SCR mit zunehmendem Eingangsspitzenstrom Ip, der zum Beginn des Rücklaufs fließt, und mit abnehmender Reiheninduktivität L, sowie mit hohen Werten der Eingangsspannung V)_n, welche Jv vergrößert.

Der Mittelwert I_avg des Eingangsstromes /0 stellt den mittleren Laststrom dar, der aus dem Anschluß B⁺ fließt und mit zunehmender Strahlstrombelastung am Anodenanschluß U sowie mit zunehmender Belastung der mit der Wicklungseinheit 35 gekoppelten Stromverbraucher ansteigt.

Zur Aufrechterhaltung der geregelten S⁺-Ablenkspannung V₀ wird die Spannung am Anschluß B⁺ zur Reglersteuerschaltung 77 über eine Leitung 93 zurückgeführt. Die Reglersteuerschaltung 77 verändert den Einschaltaugenblick des SCR 80 während des Hinlaufs, wenn sich die Ä⁺-Ablenkspannung verändert, um diese Schwankungen auszuregeln. Die gestrichelte Kurvenform des Eingangsstroms /0 in Fi g. 3b erhält man bei höheren Werten der ungeregelten Eingangsgleichspannung V_in, Der SCR 80 wird zu einem späteren Zeitpunkt ti innerhalb des Hinlaufs eingeschaltet. Die Differenzspannung Av ist bei höheren Eingangsspannungswerten größer. Die Steigung des positiven Rampenteils 91 des Eingangsstromes /Ό ist steiler als diejenige des Rampenstromes 89, die bei niedrigerer Eingangsnetzspannung erhalten wird.

Wenn die vom Fernsehempfänger verbrauchte Lei- 4C stung bei Eingangsspannungsschwankungen im wesentlichen unverändert bleibt, dann ändert sich der Mittelwert I_avf des Eingangsstromes umgekehrt zu diesen Schwankungen. Dennoch ist der Spitzenwert //■' des Stroms /0 zu Beginn des Rücklaufs am Zeitpunkt f₃ bei höherer Netzspannung größer als der Spitzenwert //.bei niedriger Netzspannung wegen der steileren Neigung des Rampenabschnittes 91 gegenüber dem Rampenabschnitt 89. Da der Spitzenwert des Eingangsstromes bei hoher Netzspannung erheblich größer als bei niedriger Netzspannung ist und weil der Eingangsstrom mit nach unten gerichteter Steigung bei hoher Netzspannung etwas flacher verläuft, wird die Kommutierungszeit des SCR zum Zeitintervall /3 bis /5 verlängert, wie das der nach unten geneigte Rampenabschnitt 92 des Eingangs-Stroms /0 in F i g. 3b zeigt

Nachdem der SCR 80 nahe dem Zeitpunkt J₅ in Sperrichtung kommutiert ist, muß eine Kommutierungsabschaltzeit f, verstrichen sein, ehe die Durchlaßsperrschicht des SCR eine Durchlaßverarmungszone aufbaut, welche den SCR 80 eine Durchlaßblockierspannung aufbauen läßt. Die Durchlaßblockierspannung des SCR 80 verhindert das Fließen eines Durchlaßanodenstroms zu Beginn des nächsten Hinlaufintervalls zum Zeitpunkt fc. wenn die in den Wicklungseinheiten 33 und 34 induzierten Hinlaufspannungen an der Anode des SCR eine positive Spannung entstehen lassen.

Die Konstruktion des Schaltreglers 81 muß die richtige Kommutierung des SCR unter allen normalen Betriebsbedingungen sicherstellen. Das heißt, daü die Summe der Kommutieriingszeit Γ, und der Abschalt/.cit U₁ für den SCR ausreichend kürzer als das Rücklaufintervall Tk sein soll, damit der SCR in den Durchlaßblockierzusland umschalten kann, ehe die Durchlaßspannung wieder seiner Anode zu Beginn des nächsten Hinlaufintervalles nahe dem Zeitpunkt zugeführt wird.

Nach dem Stande der Technik ist eine einzige Sekundärwicklung des Rücklauftransformators lose mit der Primärwicklung gekoppelt und in Reihe mit dem Regler-SCR geschaltet. Die Streuinduktivität der einzigen Sekundärwicklung dient als Reihenimpedanz zur Begrenzung des Eingangsstromflusses während des Hinlaufintervalls, wenn der SCR leitet. Wegen verschiedener Beschränkungen beim Entwurf des Aufbaus des Rücklauftransformators eignen sich nur wenige Methoden zur Einstellung der Streuinduktivität, wenn man sich auf den Transformatoraufbau erst einmal grundsätzlich festgelegt hat.

Eine Methode besteht in der Einstellung der Windungszahl der Reglersekundärwicklung. Zur Verringerung der Streuinduktivität kann beispielsweise die Anzahl der Reglersekundärwindungen herabgesetzt werden.

Verwendet man nur eine einzige Sekundärwicklung für den Rücklauftransformatorregler, dann hat man keine Freiheit mehr, den Bereich des SCR-Reglerbetriebes zu vergrößern, wenn man den Grundentwurf für den Rücklauftransformator festgelegt hat. Ist es beispielsweise erwünscht, den Betriebsbereich des SCR-Reglers zu vergrößern, um höhere Eingangsspannungen und höhere Belastungswerte ausregeln zu können, dann wird der Spitzeneingangsstrom zum Rücklaufbeginn größer: Die Kommutierungszeit verlängert sich.

Um sicherzustellen, daß die Kommutierungszeit des SCR innerhalb des Rücklaufs genügend kurz ist, damit der SCR den Durchlaßblockierzustand vor Beginn des nächsten Hinlaufintervalls erreicht, ist es erwünscht, die Streuinduktivität der Sekundärwicklung des Reglers herabzusetzen. Hat man sich bereits für einen Grundentwurf des Transformators entschieden, dann kann man die Streuinduktivität durch Verringerung der Windungszahl der Reglersekundärwicklung herabsetzen. Da jedoch die Kommutierungszeit des SCR auch von der Rücklaufimpulsspannungsamplitude abhängt, die in der Reglersekundärwicklung induziert wird, wird durch eine Verringerung der Windungszahl der Sekundärwicklung auch die transformierte Rücklaufimpulsspannung reduziert, was die Kommutierungszeit zu verlängern sucht. Der Verkürzung der Kommutierungszeit durch Wahl einer kleineren Windungszahl zur Verkleinerung der Streuinduktivität wird praktisch durch diese Verlängerung der Kommutierungszeit wegen der Verringerung der induzierten Rücklaufimpuisspannung entgegengewirkt

Benutzt man nur eine einzige Reglersekundärwicklung, dann muß man den Betriebstemperaturbereich des SCR beschränken, oder man benötigt stärkere Kühlungsmaßnahmen. Die inhärente Sperrzeit f, des SCR. die benötigt wird, um einen Durchlaßsperrzustand herzustellen, nachdem der SCR in den Sperrzustand kommutiert ist, wird wesentlich von der Betriebstemperatur des SCR beeinflußt. Höhere Betriebstemperaturen verlängern die Sperrzeit {,des Bauelementes. Um bei höheren Umgebungstemperaturen oder mit geringeren Kühleinrichtungen zu arbeiten, muß man die Kommutierungszeit des SCR reduzieren, um der längeren Ab-

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schaltzeit tq Rechnung zu tragen. Es wurde bereits ge- nung, damit die Spannung v_s2 zwischen den Zeitpunkten sagt, daß eine Verringerung der Windungszahl der Re- fi bis U gleich der Differenz zwischen der konstanten glersekundärwicklung die SCR-Kommutierungszeit Spannung v_s und der Kurvenform der Ablenkspannung ; nicht nennenswert herabsetzt, wenn die Grundform des ν, ι zwischen den Zeitpunkten t\ bis U ist.
Transformators bereits gewählt ist. 5 Nach dem Zeitpunkt U, wenn der SCR 80 in den Eine Eigenschaft der Erfindung liegt darin, daß man Sperrzustand kommutiert wird und die Spannung v, ■ eine größere Freiheit bei der Einstellung der verschie- nicht mehr auf einen Spannungswert Δν geklemmt wird, denen Betriebsbereiche des Schaltreglers bekommt, kann die Spannung v_l2 der allgemeinen Kurvenform der : wenn die Grundform des Rücklauftransformators auf- Primärwicklungsspannung folgen, wie dies Fig.3d mit f.· grund anderer Entwurfskriterien bereits gewählt ist. io dem Impuls 98 während des Rücklaufs zwischen den y Anstatt der Verwendung einer einzigen Reglersekun- Zeitpunkten U bis k und mit dem Hinlaufspannungsab- £ därwicklung werden zwei Wicklungseinheiten 33 und 34 schnitt 94 zwischen den Zeitpunkten fo bis fi zeigt.
U nach F i g. 1 benutzt. Die Wicklungseinheit 33 ist magne- Zur Erzeugung des abwärtsgerichteten Rampenab- \i tisch eng mit der Primärwicklung 32 gekoppelt, und die schnittes 90 oder 92 des Eingangsstromes /o in F i g. 3b t| WickJ.ungseinheit 34 ist mit der Primärwicklung 32 ma- is werden die in den Reglerwicklungseinheiten 33 und 34 'ξ\ gnetisch lose gekoppelt. Als Beispiel sei für den Kop- induzierten Rücklaufimpulsspannungen in Reihe der .te pelfaktor Jt, der Wickiungseinheit 33 der Wert 0,92, da- Streuinduktivität der Wicklungseinheit 34 zugeführt. '4 gegen für den Kopplungsfaktor Jt₂ der weniger eng ge- Die gesamte reflektierte Rücklaufimpulsspannung wird ?■■ koppelten Wicklungseinheit 34 der Wert 0,78 angeführt. bestimmt durch die Gesamtwicklungszahl in der Rei-Da die Wicklungseinheit 33 eng mit der Primärwick- 20 henschaltung der Wicklungsabschnitte 33 und 34. Damit lung 32 gekoppelt ist, besteht zwischen den beiden hängt die Amplitude der gesamten transformierten Wicklungen nur wenig Streuinduktivität, während zwi- Rücklaufimpulsspannung von der Gesamtwindungszahl sehen der Wicklungseinheit 34 und der Primärwicklung η, = Π\ + π₂ ab, wobei ti\ die Windungszahl der eng ge-32 eine erhebliche Streuinduktivität vorliegt. Die über- koppelten Wicklungseinheit 33 und /J₂ die Windungszahl wiegende Komponente der in Reihe mit dem SCR 80 25 der lose gekoppelten Wicklungseinheit 34 ist
liegenden Induktivität ist also die Streuinduktivität der Um den Betriebsbereich des Schaltreglers 31 nach Wicklungseinheit 34. höheren Eingangsnetzspannungen, höheren Eingangs-In Fig.3d ist die Spannung V₅₂ veranschaulicht, wel- stromwerten und höheren Betriebsspannungen des ehe zwischen den Anschlüssen der lose gekoppelten SCR-Bauelementes zu vergrößern, wird die Streuinduk-Wicklungseinheit 34 entsteht Während der Intervalle 30 tivität der lose gekoppelten Reglerwicklungseinheit 34 innerhalb jedes Horizontalablenkzyklus, in denen der verringert, indem ihre Windungszahl gegenüber der SCR 80 gesperrt ist, also zwischen den Zeitpunkten f₀ Windungszahl der eng gekoppelten Wicklungseinheit bis fi und U, bis fo folgt die Spannung v_s2 an der lose 33 verringert wird, wobei gleichzeitig aber die Gesamtgekoppelten Wicklungseinheit 34 allgemein der Kur- windungszahl π, konstant bleibt. Von der lose gekoppelvenform der Primärwicklungsspannung Vp. Während 35 ten Sekundärwicklungseinheit 34 werden Windungen des Teils des Rücklaufs zwischen den Zeitpunkten U bis abgenommen und in gleicher Anzahl der eng gekoppelf₆ hat die Spannung v_s2 eine Impulsform 98, und wäh- ten Wicklungseinheit 33 zugeschlagen. Durch Wegnahrend des Hinlaufteils zwischen den Zeitpunkten fo bis ii r.ie von Windungen von der Wicklungseinheit 34 wird hat die Spannung v₅₂ die Kurvenform 94. deren Streuinduktivität herabgesetzt, so daß die in Rei-In F i g. 3c ist die Spannung v_s zwischen dem Anschluß 40 he mit dem SCR 80 liegende induktivität reduziert wird. 26 und der Anode des SCR 80 gezeigt. Die Spannung v_s wie es zur Erweiterung des Betriebsbereichs erforderist gleich der Summe der Spannungen, die in den Wick- lieh ist Durch die Hinzufügung derselben Windungsanlungseinheiten 33 und 34 induziert werden. Es ist also zahl zu der eng gekoppelten Wicklungseinheit 33 wird V₅-V₅,+ V₅₂. Während der Leitungszeit des SCR 80 die gesamte Windungszahl π, unverändert beibehalten, zwischen den Zeitpunkten r, bis f4 umfaßt die Spannung 45 und damit bleibt die gesamte induzierte Rücklaufim-V₅ den Spannungsteil 95 und hat die gleiche Amplitude pulsspannung ebenfalls relativ unverändert. Wegen der wie die Differenzspannung Jv= V_:!,- V₀, also eine Span- engen Kopplung erhöhen weiterhin zusätzliche Winnung relativ konstanten Wertes. Da die Spannung v_5] an düngen zur Wicklungseinheit 33 praktisch nicht die in der eng gekoppelten Wicklungseinheit 33 gezwungen Reihe mit dem SCR 80 liegende Streuinduktivität,
wird, der Kurvenform der Primärwicklungsspannung v,, 50 F ig. 2 veranschaulicht eine spezielle Ausführungsauch während des Leitur.gsintervaüs .'3 bis is des SCR SQ form für eine Konstruktion des Rücklauftransformators zu folgen, muß die Spannung v, ₂ von der Form der 30 nach F i g. 1 gemäß der Erfindung. Der Kern 31 des Primärwicklungsspannung abweichen, damit die Sum- Rücklauftransformators 30 umfaßt zwei C-Kemteile, me der beiden Wicklungsspannungen gleich dem Ab- die zur Bildung eines allgemein rechteckförmigen Kerschnitt 95 konstanter Spannung der Spannung V₅ ist 55 nes zusammengefügt sind. Konzentrisch um einen Wie Fig.3d zeigt, ist die Spannung v_s2 an der lose Schenkel 31a des Rechteckkernes 31 sind eine Primärgekoppelten Wicklung 34 gleich dem Spannungsab- wicklung 32, eine Wicklungseinheit 36, eine Wicklungsschnitt %, wenn der SCR 80 während des Hinlaufinter- einheit 35 und Hochspannunjswicklungseinheiten 37 bis valls zwischen den Zeitpunkten /1 bis f₃ leitet Der Ab- 42 gewickelt Jede der Hochspannungswicklungseinheischnitt 96 hat die entgegengesetzt«: Polarität wie der eo ten 37 bis 42 ist in einen in einem Plastikwickelkörper 15 Hinlaufabschnitt 94 vor dem Zeitpunkt ti. Wenn der ausgebildeten zugehörigen Schlitz gewickelt Für die SCR 80 während des Rücklaufintervalls zwischen den enge Kopplung zwischen der Reglerwicklungseinheit 33 Zeitpunkten t₃ bis i« leitet, dann kehrt die Spannung v_s2 mit der Primärwicklung 32 ist die Wicklungseinheit 33 ihre Polarität wieder um, so daß sie den positiven Span- um denselben Schenkel 31a wie die Primärwicklung 32 nungsabschnitt 97 bildet Zwischen den Zeitpunkten t\ 65 gewickelt In F i g. 2 ist die eng gekoppelte Wicklungsbis U folgt die Spannung v_s2 also nicht der Kurvenform einheit 33 dargestellt als auf demselben Schenkel 33 der Primärwicklungsspannung. Die Streuinduktivität neben die Primärwicklung 32 gewickelt Alternativ kann der Wicklungseinheit 34 erzeugt die notwendige Span- die Wicklungseinheit 33 auch konzentrisch mit der Pri-

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märwicklung 32 entweder über oder unter dieser gewikkelt sein. Für die gewünschte lose Kopplung zwischen der Wicklungseinheit 34 und der Primärwicklung 32 ist die Wicklungseinheit 34 um den gegenüberliegenden Schenkel 31bdes Kcrnes31 gewickelt. ^r>

WeM die lose gekoppeile Wieklungscinlieit 34 um den der Primärwicklung 32 gegenüberliegenden Schenkel gewickelt ist, besteht ein beachtlicher Streuflußweg, so daß ein wesentlicher Anteil des mit einer der Wicklungseinheiten 32, 34 verketteten Flusses mit der anderen Wicklungseinheit nicht verkettet ist. Zusätzlich kann zur Einstellung der Windungszahl der lose gekoppelten Wicklungseinheit 34 deren Streuinduktivität durch Anordnung der Wicklungseinheit 34 an verschiedenen Stellen auf dem gegenüberliegenden Kernschenkel 31 b weiterhin kontrolliert werden.

Dadurch, daß zwei Wicklungseinheiten vorgesehen sind, von denen eine relativ lose mit der Primärwicklung und die andere relativ eng mit der Primärwicklung gekoppelt ist, werden die Konstruktionsmöglichkeiten erweiten, indem die Größe der verfügbaren Streuinduktivität eingestellt wird, ohne daß die induzierte Gesamtrücklaufimpulsamplitude, welche dem SCR während des Rücklaufs zugeführt wird, nachteilig beeinflußt wird. 25

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 Die Erfindung betrifft eine geregelte Ablenkschal-Patentansprüche: tung. wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

1. Geregelte Ablenkschaltung mit einer Ablenk- Wenn Schaltregler mit einer relativ hohen Frequenz, wicklung, einem mit dieser gekoppelten Ablenkge- 5 wie der Horizontalablenkfreqoenz, betrieben werden, nerator zur Erzeugung eines Ablenkstroms in der dann erhält man mit ihnen relativ kompakte, geregelte Ablenkwicklung während jedes Ablenkzyklus und Stromversorgungsschaltungen niedriger Verlustleizur Erzeugung einer Rücklaufimpulsspannung über stung für Fernsehempfänger. Als steuerbarer Schalter der Ablenkwicklung während eines Rücklaufinter- dient häufig ein SCR, der zwischen dem Eingangsanvalls jedes Ablenkzyklus, ferner mit einem Rücklauf- io Schluß für die ungeregelte Spannung und dem ß⁺-Vertransformator mit einer ersten Wicklung, welcher sorgungsspannungsanschluß liegt Eine Ansteuerschaldie Rücklaufimpulsspannung der Ablenkwicklung tung schaltet den SCR zu einem regelbaren Moment im zur Erzeugung von Rücklaufimpulsspannungen über Hinlaufintervall jedes Horizontalablenkzyklus ein, so anderen Wicklungen des Rücklauftransformators daß ein Eingangsstrom vom Anschluß für die ungeregelzugeführt wird, sowie mit einem steuerbaren Schal- 15 te Spannung zum geregelten ß+-Spannungsanschluß ter, der in Reihe mit einer Rücklaufimpulse für die fließt Zur Begrenzung des Eingangsstroms ist eine In-Sperrkommutierung des Schalters liefernden zwei- duktivität in Reihe mit dem SCR geschaltet Außerdem ten Wicklung des Rücklauftransformators und einer liegt eine Sekundärwicklung des Rücklauftransformaweiteren Induktivität an eine Eingangsspannungs- tors in Reihe mit dem SCR. Die an dieser Sekundärwickquelle geschaltet ist und dessen Steuerelektrode mit 20 lung auftretende Rücklaufimpulsspannung wirkt dem einer Steuerschaltung gekoppelt ist, die in Abhän- Eingangsstrom entgegen, damit der SCR innerhalb des gigkeit vom Energiepegel in der Ablenkschaltung Rücklaufintervalls jedes Ablenkzyklus in den Sperrzuden Schalter zu einem regelbaren Augenblick inner- stand kommutiert wird.

halb des Hinlaufintervalls jedes Ablenkzyklus ein- Aus der DE-OS 29 38 964 ist es bekannt, für die Umschaltet, so daß der Eingangsstrom von der Ein- 25 kommutierung dem Schalter einen Resonanzkreis pagangsspannungsquelle in die Reihenschaltung zu rallel zu schalten, der im Hinblick auf die gewünschte fließen beginnt, dadurch gekennzeichnet, Kommutierungszeit bemessen ist und bei Anstoß durch daß die weitere Induktivität als eine dritte Wicklung den Rücklaufimpuls eine Schwingung durchführt, durch (34) des Transformators (30) ausgebildet ist, die ma- welche die Spannung am Schalter umgepolt wird und gnetisch loser an dessen erste Wicklung (32) gekop- 30 der Schalterstrom zu Null gemacht wird. Dieser Kompelt ist als dessen zweite Wicklung (33). mutierungsschwingkreis kann auch durch eine in Reihe

2. Ablenkschaltung nach Anspruch 1, dadurch ge- mit dem Schalter liegende Spule und eine parallel zu kennzeichnet, daß der Rücklauf transformator einen dieser Reihenschaltung liegende Kapazität realisiert allgemein rechteckigen Kern (30) enthält auf dessen werden. Weiterhin ist es aus der DE-OS 29 36 232 beeinem Schenkel (3IaJ die erste Wicklung (32) und die 35 kannt, an die mit dem Schalter in Reihe liegende Sekunzweite Wicklung (33) und auf dessen anderem därwicklung des Zeilentransformators eine Freilaufdio- Schenkel (3ib) die dritte Wicklung (34) angeordnet de anzuschließen, welche bei der Sperrkommutierung ist des Schalters den in der nachgeschalteten Siebdrossel

3. Ablenkschaltung nach Anspruch 1 oder 2, da- für die geregelte Spannung fließenden Strom überdurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung (33, 40 nimmt, so daß der Thyristorschalter schnell gesperrt 34,80) eine zum größeren Anteil durch die Streuin- werden kann.

duktivität zwischen der ersten und der dritten Wick- Das Kommutierungsintervall des SCR ist diejenige

lung (32, 34) des Rücklaul transformator (30) gebil- Zeit, welche der Eingangsstrom zum Abfallen auf Null

dete Induktivität enthält. benötigt, wenn der transformierte Rücklaufimpuls der

4. Ablenkschaltung nach Anspruch 3, dadurch ge- 45 Serieninduktivität zugeführt wird. Die Dauer des Komkennzeichnet, daß eine Schaltung (21—28) zur Ab- mutierungsintervalls bestimmt sich nach der Größe der leitung einer Gleichspannung (B+) an einem Aus- Reiheninduktivität und nach der Größe der zugeführten gangsanschluß (Kathode) des steuerbaren Schalters transformierten Rücklaufspannung und es verkürzt sich (80) vorgesehen ist und daß die erste Wicklung (32) mit Zunahme der zugeführten Rücklaufimpulsspannung des Rücklauftransformators leitend mit dem Aus- 50 und vergrößert sich mit größer werdender Reiheningangsanschluß (über 82) gekoppelt ist. duktivität. Die Werte für die Reiheninduktivität und die

5. Ablenkschaltung nach Anspruch 4, dadurch ge- transformierte Rücklaufimpulsspannung werden so gekennzeichnet, daß das den Energiepegel in der Ab- wählt, daß der Regler-SCR vor dem Ende des Rücklauflenkschaltung darstellende Signal ein den Pegel der Intervalls bei allen im normalen Betrieb der Ablenk-Gleichspannung (B+) darstellendes Signal umfaßt. 55 schaltung auftretenden Schwankungen der Eingangs-

6. Ablenkschaltung nach Anspruch 5, dadurch ge- spannung und Belastung sicher in den Sperrzustand kennzeichnet, daß der steuerbare Schalter (80) einen kommutiert wird. Wird der SCR nicht vor Rücklaufende gesteuerten Siliziumgleichrichter aufweist. in den Sperrzustand umgeschaltet, dann setzt die Rege-

7. Ablenkschaltung nach Anspruch 6, dadurch ge- lung aus.

kennzeichnet, daß mit einer vierten Wicklung 60 Aus der DE-OS 30 09 523 ist es bekannt, die Serienin-

(37—42) des Rücklauftransformators (30) eine duktivität nicht durch eine separate diskrete Spule zu

Hochspannungsschaltung (185) zur Erzeugung einer realisieren, sondern die Regler-Sekundärwicklung ma-

Anodenhochspannung aus der an der vierten Wick- gnetisch lose mit der Primärwicklung des Rücklauf-

lung auftretenden Spannung gekoppelt ist. transformators zu koppeln. Die Streuinduktivität zwi-

b5 sehen den beiden Wicklungen bildet dann die erforderli-

ehe Reiheninduktivität. Die der Streuinduktivität während des Rücklaufs im Endeffekt zugeführte Spannung gibt die Rücklaufimpuls-Spannungsamplitude abzüglich