DE3508267A1

DE3508267A1 - Ablenk-netzteil-konzept fuer fersehgeraete

Info

Publication number: DE3508267A1
Application number: DE19853508267
Authority: DE
Inventors: Uwe Hartmann; Udo 7730 Villingen-Schwenningen Mai
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-11
Also published as: JPS62502015A; EP0214257A1; US4727464A; WO1986005345A1

Description

Deutsche Thomson-Branc·. ..:

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Blatt -A- 7730 Villingen-Schwenningen

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PATENTANMELDUNG

Ablenk-Netzteil-Konzept für Fernsehgeräte

Die Erfindung geht aus von einem Ablenk-Netzteilkonzept für Fernsehgeräte, bei dem die verschiedenen Betriebsspannungen für den Fernsehempfänger aus dem Zeilentransformator erzeugt werden und die Verluste der Horizontalablenkschaltung während des Zeilenrücklaufs und eines Teils der ersten Hinlaufhälfte von einem Schaltnetzteil ausgeglichen werden, welches seine Energie durch periodisches Schliessen eines in Serie zu der Primärwicklung eines Transformators liegenden elektronischen Schalters erhält und die während der geöffneten Phase des elektronischen Schalters die in der Primärwicklung gespeicherte magnetische Energie anschließend in die Primärinduktivität des Zeilen-Transformators übertragen wird, wobei parallel zum selben elektronischen Schalter über eine Trenndiode die Primärwicklung des Zeilentransformators des Fernsehempfängers geschaltet ist, an welche die Horizontalablenkwicklung angeschlossen ist, wobei der durch die Ablenkwicklung fliessende positive Ablenkstrom durch denselben elektronischen Schalter fließt und der negative Ablenkstrom durch eine parallel zur Ablenkwicklung geschaltete Diode fließt und die erzeugten Betriebsspannungen bei Netzspannungsschwankungen dadurch stabilisiert sind, daß die Leitphase des elektronischen Schalters durch eine Regelschaltung impulsbreitenmoduliertist, so daß am Ende der Leitphase des elektronischen Schalters, d.h. am Ende des Zeilenhin-Laufs, in der Primärir."luktivität jeweils die- für die Zeilenablenkung erfcrder .e Energie ge.-rceichert ist.

BAD ORIGINAL

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Eine solche Schaltung ist in der DE-PS 21 30 902 beschrieben und besitzt den Vorteil, daß sowohl Netzteilfunktion als auch Ablenkfunktion in einer einzigen Schaltung zusammengefaßt sind, wobei der Schalter sowohl für das Schaltnetzteil als auch für die Horizontalablenkung ausgenutzt wird. Diese Schaltung hat jedoch den Nachteil, daß die erzeugten Betriebsspannungen des Schaltnetzteils mit der gleichen Masse verbunden sind wie die Zeilenablenkschaltung wegen der Ansteuerung des Zeilenschalters, der prinzipbedingt mit dem Netz verbunden sein muß. Eine Netztrennung ist nur dann möglich, wenn ein zusätzliches Schaltnetzteil eingesetzt wird. Das bedeutet aber den Aufwand eines zusätzlichen Leistungstransistors mit Kühlkörper und zusätzlichen Treiberstufen. Auch kann ein gesonderter Netztransformator eingesetzt werden, der sehr schwer und kostspielig ist.

Die Forderung nach einer Netztrennung der Fernsehgeräte ist erst in den vergangenen Jahren entstanden, weil diese Geräte in zunehmendem Maß als Monitor Anwendung finden z.B. zur Wiedergabe von Videoaufzeichnungen, zum Anschluß an Videospielgeräte, als Ausgabegeräte für Homecomputer. Auch zum Anschluß eines Kopfhörers ist eine Netztrennung unbedingte Voraussetzung. Da sich die Anschlüsse für derartige Peripheriegeräte ausschließlich auf die signalverarbeitenden Teile des Fernsehgerätes beziehen, ist die vollständige Netztrennung nicht erforderlich, so daß es genügt, wenn nur' diese Teile des Gerätes netzgetrennt sind.

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Der Erfidnung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung des kostengünstigen Konzepts der nach dem Oberbegriff des Patantanspruchs aufgebauten Schaltung eine Netztrennung zu gewährleisten. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst. Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß keine teueren zusätzlichen Bauteile benötigt werden.

Nachstehend wird das Wesentliche der Erfindung mit Hilfe der Zeichnung beschrieben.

Figur 1 zeigt eine erste Anordnung zur Realisierung der Erfindung;

Figur 2 zeigt eine Variante der Figur 1 mit integrierten Schaltkreisen.

Eine aus der Netzwechselspannungsquelle 1 "gleichgerichtete Betriebsspannung UO liegt über eine Induktivität 2 an einem Schalter 3, der von einer Treiberschaltung 4 periodisch zeilenfrequent geöffnet und geschlossen wird. Der Schalter

dient dabei zur Erzeugung der Betriebsspannungen Ul bis Un für den Fernsehempfänger sowie zur Erzeugung des Ablenkstromes durch die Zeilenablenkwicklung 5. Diese Schaltung ist in der DE-PS 21 30 902 ausführlich beschrieben. Die in der Induktivität 2 zum Abschaltzeitpunkt des Schalters 3 gespeicherte magnetische Energie wird üb.er eine Wicklung 6 und über eine Diode 7 in eine Wicklung 8 des Zeilentransformators 9 übertragen. Hieraus werden auf die Sekundärseite des Zeilentransformators 9 die verschiedenen Spannungen Ul bis Un erzeugt, wie z.B. die Betriebsspannungen für die verschiedenen SignalVerarbeitungsstufen sowie die Hochspannung,

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Fokusspannung, Schirmgitterspannung, die Stand-by-Spannung und die Versorgungsspannung für den Tonteil. Auf der netzgetrennten Seite des Zeilentransformators 9 ist weiter eine Wicklung 10 vorgesehen, die zur Energieentnahme einer geschalteten Vertikalstufe dienen kann. ■

Die Ansteuerung für den Schalter 3 wird sekundärseitig entnommen und über ein netztrennendes Koppelglied, wie z.B. ein kleiner Impulstransformator 12 auf die Primärseite übertragen. Anstelle des Impulstransformators 12 kann auch ein Optokoppler eingesetzt werden. Dadurch, daß die Ansteuerung des Schalters 3 netzgetrennt ist, sind die Massen auf der netzverbundenen und der netzgetrennten Seite nicht mehr galvanisch'verbunden. Während die Horizontalablenkwicklung mit dem Netz verbunden ist, ist der Vertikalablenkkreis netzgetrennt. Die Netztrennung verläuft demnach auch durch die Ablenkeinheit. Die Netztrennung ist durch die Linie 15 symbolisch angedeutet.

Wenn der Ist-Wert der Regelung auf der dem Netz zugeordneten Seite entnommen wird, ist die Regelschaltung 11 ebenfalls auf der Netzseite angeordnet und wird über ein netztrennendes Koppelelement 12 von einem auf der netzgetrennten Seite liegenden Zeilenoszillator angesteuert. Falls der Ist-Wert der Regelung auf der netzgetrennten Seite entnommen und die Regelschaltung ebenfalls dort angeordnet ist, muss die Regelinformation zur Steuerung der Treiberschaltung 4 über das netztrennende Koppelelement 12 in Form von impulsbreitenmodulierten Signalen erfolgen. Das netztrennnende Koppelelement 12 ist in der Figur als Transformator dargestellt. Auf der Netzseite ist noch eine Schutzschaltung 13 angeordnet, welche eine an einem Fühlelement 14 abgegriffene Information bei

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Überlastung des Schaltnetzteils empfängt und die Treiberschaltung 4 ausser Betrieb setzt.

Bei vorhandenem bekannten Ablenkkonzept mit seinen ökonomischen Eigenschaften wird eine Netztrennung geschaffen, die den Forderungen Rechnung trägt..

Die in der Figur 2 dargestellte Schaltung stellt eine optimierte Lösung dar, die mit zwei integrierten Schaltkreisen (21, 22) arbeitet. Auf der netzverbundenen Seite sind folgende Funktionen angeordnet:'

Anlaufschaltung 16 zum Anlauf, der Schaltung mit Impulsen wachsender Breite, Regelung 11 durch Impulsbreitenmodulation, Treiberschaltung 4 zur Ansteuerung des Schalters 3 sowie die Schutzschaltung 13. Auf der netzgetrennten Seite befindet sich der Horizontal-Oszillator 17 mit Phasenvergleichstufen 18, 19 und der Ausgangsstufe 20, die an den Transformator 12 angeschlossen ist zur Übertragung der Ansteuerimpulse. Dieses Konzept hat den Vorteil einer exakten Regelung, weil der Ist-Wert direkt aus der Systemspannung U gewonnen werden kann. Die Schutzschaltung ist einfach und sicher, da der Lade- und Entladestrom nur auf einen einzigen Massepunkt bezogen abgefragt wird. Dieser Massepunkt ist gleichzeitig der Bezugspunkt des geregelten Ist-Wertes. Der Impulsübertrager 12 kann eine kleine Abmessung haben, da nur ein breites Impulssignal ohne Regelinformation übertragen wird. Da der Einschaltstrombedarf für den integrierten Schaltkreis 22 gering ist, kann auch der Standby-Transformator 21 klein sein. Durch Anlegen der Betriebsspannung an den H-Oszillator 17 mit Ausgangsstufe 20 wird der Empfänger eingeschaltet. Der Einschaltvorgang kann mit Hilfe

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eines Mikroprozessors über eine Fernbedienung vorgenommen werden. Die Anlaufschaltung 16 im integrierten Schaltkreis 21 sorgt dafür, daß sich die Impulsbreite zur Ansteuerung der Treiberschaltung 4 kontinuierlich vergrößert, bis die Regelschaltung 11 die Regelung die Impulsbreitensteuerung übernimmt.

Die Trennlinie des Gerätes verläuft derart, daß auf der mit dem Netz verbundenen Seite das Primärnetzteil, die Horizontalablenkschaltung mit Horizontalablenkwicklung, die Horizontal-Treiber-Schaltung mit Spannungsversorgung liegt, während auf der netzgetrennten Seite sämtliche signalverarbeitenden Teile des Gerätes, die Hochspannungsver-; sorgung, die mit dem Zeilentransformator verbundenen Versorgungsspannungsschienen, die Vertikalablenkschaltung mit Vertikalablenkwicklung, der Zeilenoszillator mit der Synchronisierschaltung angeordnet sind. Als netztrennende Koppelglieder zwischen beiden Seiten dienen der Standby-Transformator, der Diodensplit-Zeilentransformator sowie ein Trenntransformator oder ein Optokoppler zur Übertragung der Regelsignale von der Sekundärseite auf die Primärseite.

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Bezugszeichenliste

1 Netzwechselspannungsquelle

2 Induktivität -g;-_

3 Schalter

4 Treiberschaltung '_

5 Zeilenablenkwicklung .-'-^--A

6 Wicklung --^iT-.7 Diode ■■'.".·*">

8 Wicklung .--.---· -='i

9 Zeilentransformator - "-.

10 Wicklung '

11 Regelschaltung

12 Impulstransformator,- Koppelelement _;

13 Schutzschaltung

14 Fühlelement

15 Trennlinie

16 Anlaufschaltung

17 Horizontaloszillator

18 Phasenvergleichstufe

19 Phasenvergleichstufe

20 Ausgangsstufe

21 Integrierter Schaltkreis

22 Integrierter Schaltkreis

23 Mikroprozessor

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Claims

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Patentansprüche

Ablenk-Netzteil-Konzept für Fernsehgeräte, bei dem die verschiedenen Betriebsspannungen für den Fernsehempfän-• ger aus dem Zeilentransformator erzeugt werden und die Verluste der Horizontalablenkung während des Zeilenrücklaufs und eines Teils der ersten Hinlaufhälfte von einem Schaltnetzteil ausgeglichen werden, welches seine Energie durch periodisches Schließen eines in Serie zu der Primärwicklung eines Transformators liegenden elektronsichen Schalters erhält und die während der geöffneten Phase des elektronischen Schalters in der Primärwicklung gespeicherte magnetische Energie anschließend in die Primärinduktivität des Zeilen-Transformators übertragen wird, wobei parallel zum selben elektronischen Schalter über eine Trenndiode die Primärwicklung des Zeilentransformators des Fernsehempfängers geschaltet ist, an welche die Horizontalablenkwicklung angeschlossen ist, wobei der durch die Ablenkwicklung fließende positive Ablenkstrom durch den selben elektronischen Schalter fließt und der negative Ablenkstrom durch eine parallel zur Ablenkwicklung geschaltete Diode fließt und die erzeugten Betriebsspannungen bei NetζspannungsSchwankungen dadurch stabilisiert sind, daß" die Leitphase des elektronischen Schalters durch eine Regelschaltung impulsbreitenmoduliert ist, so daß am Ende der Leitphase des elektronischen Schalters, d.h. am Ende des Zeilenhinlaufs in der Primärinduktivität jeweils die für die Zeilenablenkung erforderliche Energie gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalablenkschal-

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tung mit Ablenkwicklung (5), die Treiberschaltung (4), deren Spannungsversorgung, Speicherinduktivitäten
(2, 8) der mit dem Netz verbundenen Seite zugeordnet
sind und daß die Wicklungen zur Erzeugung der Hochspannung sowie der übrigen Versorgungsspannungen zur Speisung der Signalverarbeitungsstufen des Fernsehempfängers und der Horizontaloszillator mit Phasenvergleichschaltungen und die Vertikalablenkspulen und deren Ansteuerschaltungen vom Netz getrennt sind.

2. Ablenk-Netzteil-Konzept nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelinformation
zur Regelung des auf der mit dem Netz verbundenen Seite angeordneten Schaltnetzteils einer netzgetrennten
Regelschaltung entnommen wird und die Regelinformation zur Ansteuerung der netzseitigen Treiberschaltung über eine netztrennende Koppelschaltung mittels Impulsbreitenmodulation übertragen wird.

3. Ablenk-Netzteil-Konzept nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelinformation
zur Regelung des auf der mit dem Netz verbundenen Seite angeordneten Schaltnetzteils einer netzseitigen Regelschaltung entnommen wird, die mit der Treiberschaltung galvanisch verbunden ist und daß die Regelschaltung über eine netztrennende Koppelschaltung von dem auf der netzgetrennten Seite angeordneten Zeilenoszillator angesteuert wird.

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4. Ablenk-Netzteil-Konzept nach Anspruch 2 oder 3, d a durch gekennzeichnet, daß das netztrennende Koppelelement aus einem Transformator (12) besteht.

5,- Ablenk-Netzteil-Konzept nach Anspruch 2 oder 3, d a durch gekennzeichnet, daß das netztrennende Koppelelement aus einem Optokoppler besteht.

6. Ablenk-Netzteil-Konzept nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der netzverbundenen Seite eine Schutzschaltung (13) zur Abschaltung des Schaltnetzteils bei Überlastung angeordnet ist.

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