DE3337203A1 - Schaltnetzteil fuer ein geraet mit bereitschaftsbetrieb, insbesondere einen fernsehempfaenger - Google Patents

Description

• Schaltnetzteil für ein Gerät mit Bereitschaftsbetrieb,
• insbesondere einen Fernsehempfänger Bei Geräten der Nachrichtentechnik wie z.B. einem Fernsehempfänger ist es bekannt, die für die einzelnen Stufen notwendigen Betriebsspannungen mit einem Schaltnetzteil aus der Netzspannung zu erzeugen (Funkschau 1975, Heft 5, Seite 40-43). Ein Schaltnetzteil ermöglicht die für den Anschluß äußerer. Geräte und für die Maßnahmen zur Schutzisolierung vorteilhafte galvanische Trennung der Empfängerschaltung vom Netz. Da ein Schaltnetzteil mit einer gegenüber der Netzfrequenz hohen Frequenz von ca. 30 kHz arbeitet, kann der zur galvanischen Trennung dienende Trenntransformator gegenüber einem Netztrafo für 50 Hz wesentlich kleiner und leichter ausgebildet sein. Durch mehrere Wicklungen oder Wicklungsabgriffe und angeschlossene Gleichrichter können auf der Sekundärseite des Trenntransformators mehrere Spannungen unterschiedlicher Größe und Polarität erzeugt werden.
• Es ist andererseits bekannt, derartige Geräte wie einen Fernsehempfänger im sogenannten Bereitschaftsbetrieb (standby) zu betreiben. Im Bereitschaftsbetrieb sind z.B. nur ein Tuner und ein Fernbedienungsempfänger betriebsfähig, so daß der Empfänger jederzeit von einer Fernbedienung eingeschaltet werden kann. Für einen derartigen Bereitschaftsbetrieb müssen also verschiedene Betriebsspannungen wie z.B. für die Signalverstärker und die Ablenkschaltungen abgeschaltet werden, während wenigstens eine andere Betriebsspannung bestehen bleiben muß.
• Hierzu ist es bekannt (DE-OS 27 11 020), die an der Sekundärseite des Trenntransformators erzeugten Betriebs spannungen mit mehreren Kontakten eines Relais im Bereitschaftsbetrieb abzuschalten und die Betriebsspannung für einen Fernbedienempfänger unabgeschaltet zu lassen. Ein derartiges Relais ist jedoch ein relativ teures und störanfälliges Bauteil.
• Außerdem erhöht sich durch die verringerte Belastung im Bereitschaftsbetrieb die Arbeitsfrequenz stark, wodurch sich ein schlechter Wirkungsgrad und ein relativ hoher Leistungsbedarf im Bereitschaftsbetrieb ergeben. Die erhöhte Arbeitsfrequenz im Bereitschaftsbetrieb erfordert außerdem eine schnelle Thyristorschaltung mit erhöhtem Schaltungsaufwand.
• In der älteren Patentanmeldung P 32 23 756.1 wird ein Schaltnetzteil für ein Gerät mit Bereitschaftsbetrieb, insbesondere einen Fernsehempfänger, vorgeschlagen, das einen ersten Gleichrichter zur Erzeugung einer ersten hohen Betriebsspannung und einen zweiten Gleichrichter zur Erzeugung einer zweiten niedrigeren, auch im Bereitschaftsbetrieb wirksamen Betriebsspannung aufweist. Dort wird bei Bereitschaftsbetrieb eine sekundärseitig auftretende Spannung über ein vom Trenntransformator getrenntes galvanisches Trennelement derart in die primärseitige Regelschaltung eingekoppelt, daß die erste Betriebsspannung auf einen verringerten Wert abfällt, bei dem die angeschlossenen Stufen nicht mehr arbeiten. Die erste Betriebsspannung wird dabei mit ihrem verringerten Wert als zweite Betriebsspannung ausgenutzt. Zu diesem Zweck wird die Klemme mit der ersten Betriebsspannung über einen elektronischen Schalter mit der Klemme für die zweite Betriebsspannung verbunden.
• Damit bei Bereitschaftsbetrieb die an die erste Betriebsspannung angeschlossenen Stufen nicht mehr arbeiten, muß diese Betriebsspannung auf etwa 10 ihres Nennwertes abgesenkt werden, z.B. von 150V auf 15V. Die im Bereitschaftsbetrieb erzeugte zweite Betriebsspannung ist also hinsichtlich Amplitude und Polarität durch die herabgesetzte erste Betriebsspannung festgelegt. Eine zweite Betriebsspannung größerer Amplitude oder anderer Polarität läßt sich daraus nicht ohne weiteres erzeugen.
• In der Praxis kann die Forderung auftreten, im Bereitschaftsbetrieb weitere Betriebsspannungen anderer Amplituden und anderer Polarität zu erzeugen, z.B. für einen Fernbedienungsempfänger, eine PLL-Abstimmschaltung oder eine Vorheizung der Bildröhre.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltnetzteil so auszubilden, daß im Bereitschaftsbetrieb weitere Betriebsspannungen mit wählbarer Amplitude und Polarität erzeugt werden können.
• Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Induktivität mit einer impulsförmigen Spannung gespeist. Durch geeignete Speisung, Auslegung und Erdung eines Abgriffes der Induktivität lassen sich an den Enden oder an Abgriffen der Induktivität Impulse mit wählbarer Amplitude, Polarität und Impedanz erzeugen, so daß aus diesen Impulsen mit angeschlossenen Gleichrichterschaltungen Betriebs-Gleichspannungen mit in weiten Grenzen wählbarer Amplitude und Polarität erzeugt werden können. Vorzugsweise ist die Induktivität als Autotransformator ausgebildet. Mit einer zusätzlichen Sekundärwicklung ist es möglich, zusätzlich eine Betriebs-Wechselspannung zu erzeugen, z.B. zum Vorheizen der Bildröhre. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß dabei auch eine Stromtransformation möglich ist. Die Sekundärwicklung kann durch ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis z.B. einen Strom von 400 mA zur Vorheizung der Bildröhre liefern, obwohl in der Induktivität selbst nur ein Strom von 200 mA fließt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt die Figur ein Schaltungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils.
• Das Schaltnetzteil gemäß der Figur enthält auf der Primärseite des Trenntransformators 1 den Netzgleichrichter 2, den Ladekondensator 3, den Strom-Meßwiderstand 4, die Arbeitswicklung 5, den Schalttransistor 6, die zur Schwingungserzeugung dienende Rückkopplungswicklung 7 und den zur periodischen Abschaltung des Transistors 6 dienenden Thyristor 8. Die Sekundärwicklung 14 liefert über den Gleichrichter 15 an der Klemme a eine Betriebsspannung +U1 von 150V. Die Wicklung 19 liefert über den Gleichrichter 20 und die Diode 21 an dem RC-Glied 22 an der Klemme b eine zweite Betriebsspannung +U5 für den Fernbedienungsempfänger 18. Die strichpunktierte Linie 34 deutet die galvanische Trennstelle zwischen Netz- und Empfängerschaltung an. Im folgenden werden die beiden Betriebsarten Normalbetrieb und Bereitschaftsbetrieb sowie die Erzeugung der zusätzlichen Betriebsspannungen nacheinander beschrieben.
• Normalbetrieb Der Fernbedienungsempfänger 18 versorgt über die Leitung 23 die Schaltung mit dem Transistor 24, dem Optokoppler 25 und der Zenerdiode 26 mit Betriebsspannung. Der Ausgang des Optokopplers 25 beeinflußt die Primärseite so, daß die volle Leistung übertragen wird und die Betriebsspannungen +U1 und +U5 ihre Nennwerte haben. Von dem Potentiometer 30 wird eine zu +U1 proportionale Regelspannung abgenommen, die über den Transistor 24 und den Optokoppler 25 auf die Primärseite einwirkt und zur Stabilisierung der sekundärseitig erzeugten Betriebsspannungen dient. Der Fernbedienungsempfänger 18 schließt den Punkt c kurz, so daß die Impulsspannung am Punkt d nicht auf den Thyristor 28 gelangen kann. Der Thyristor 28 ist ohne Wirkung. Die zur Entkopplung dienende Diode 31 ist gesperrt.
• Bereitschaftsbetrieb Der Fernbedienungsempfänger 18 liefert über die Leitung 23 keine Spannung mehr, so daß der Transistor 24 und der Optokoppler 25 nicht mehr angesteuert werden. Der Optokoppler 25 überträgt keine Energie mehr auf die Primärseite. Dadurch wird die Primärseite so umgeschaltet, daß nur noch die für Bereitschaftsbetrieb notwendige Leistung übertragen wird und die sekundärseitig erzeugten Betriebsspannungen abfallen.
• +U1 sinkt von 150V auf 15V. Gleichzeitig wird die Erdung des Punktes c durch den Fernbedienungsempfänger 18 aufgehoben.
• Dadurch gelangen über den Kondensator 27 positive Impulse an die Steuerelektrode des Thyristors 28, so daß dieser periodisch gezündet wird. Der Thyristor 28 wirkt als gesteuerter Gleichrichter und erzeugt über die leitende Diode 31 an der Klemme b durch Gleichrichtung der abgesenkten Impulsspannung eine Betriebsspannung, die den Fernbedienungsempfänger 18 speist. Die ebenfalls abgesenkte Betriebsspannung am Ausgang des Gleichrichters 20, die für die Steuerung des Fernbedienungsempfängers zu klein wäre, wird durch die Diode 21 von dem Punkt b entkoppelt. Eine derartige Schaltung ist beschrieben in der älteren Patentanmeldung P 33 23 371.
• Erzeugung zusätzlicher Betriebsspannungen Zwischen dem Thyristor 28 und dem Punkt b liegt die Induktivität 32. Diese ist an ihrem Mittelabgriff durch das RC-Glied 22 für Wechselspannung geerdet. Dadurch entstehen an den beiden Enden der induktivität 32 die dargestellten Impulse unterschiedlicher Polarität. Aus den negativ gerichteten Impulsen am oberen Ende der Induktivität 32 wird mit der Gleichrichterschaltung 33 an der Klemme e eine negative Betriebsspannung -U2 erzeugt. Aus den positiv gerichteten Impulsen am unteren Ende der Induktivität 32 wird mit der Gleichrichterschaltung 35 an der Klemme f eine positive Betriebsspannung +U3 erzeugt. Durch Wahl der Windungszahl der Induktivität 32 und durch die Lage des geerdeten Abgriffes sind die Amplituden dieser Betriebsspannungen in weiten Grenzen wählbar. Mit der Sekundärwicklung 36 wird eine zusätzliche Betriebs-Wechselspannung U4 erzeugt, die z.B. zum Vorheizen der Bildröhre mit einem Strom von 700 mA dienen kann.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1.Schaltnetzteil für ein Gerät mit Bereitschaftsbetrieb, insbesondere einen Fernsehempfänger, mit einem Gleichrichter (15) zur Erzeugung einer Betriebsspannung (Ul), die bei Bereitschaftsbetrieb auf einen niedrigeren Wert umgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bereitschaftsbetrieb eine sekundärseitige Wechselspannung über einen Schalter (28) an eine Induktivität (32) angelegt und an Abgriffe der Induktivität (32) Gleichrichterschaltungen (33,35) zur Erzeugung weiterer Betriebsspannungen (-U2, +U3) angeschlossen sind.
2. 2. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein steuerbarer, durch die Wechselspannung gesteuerter Gleichrichter (28) ist.
3. 3. Netzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Thyristor (28) ist.
4. 4. Netzteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgriff der Induktivität (32) über ein RC-Glied (22) geerdet ist, an dem eine weitere Betriebsspannung (U5) abgenommen ist.
5. 5. Netzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (32) als Autotransformator ausgebildet ist.
6. 6. Netzteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator eine Sekundärwicklung (36) aufweist, an der eine Betriebs- Wechselspannung (U4) abgenommen ist.
7. 7. Netzteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Fernsehempfänger die Wechselspannung (U4) zum Heizen oder Vorheizen der Bildröhre ausgenutzt ist.