DE3931372A1 - Schaltung zur erzeugung einer hochspannung - Google Patents
Schaltung zur erzeugung einer hochspannungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Erzeu
gung einer Hochspannung und insbesondere auf eine Schal
tung, die einen Spannungsstabilisator in der Nähe einer
Ausgangsspule eines Horizontal-Ausgangstransformators
(Fly-back transformer) zum Stabilisieren der Spannung an
der Ausgangsspulenseite aufweist, wobei eine Diode mit
einer Anschlußklemme der Ausgangsspule auf deren Nieder
spannungsseite leitend verbunden ist, und wobei das Masse
potential bzw. das Bezugspotential auf der Anodenseite der
Diode durch die Einrichtung zum Stabilisieren der Spannung
gesteuert wird, die auf der Niederspannungsseite angeord
net ist, so daß das Endpotential der Hoch-Gleichspannung
konstant gehalten werden kann, um so eine ausreichende
Stabilisierung der Ausgangsleistung zu erreichen.
Bei einer herkömmlichen Schaltung zur Erzeugung einer
Hochspannung der bevorzugten Form ist es typischerweise
bekannt, zum Stabilisieren des Ausgangspotentials der
Gleich-Hochspannung eine Einrichtung zum Stabilisieren der
Hochspannung an der Hochspannungsseite einer Ausgangsspule
leitend zu verbinden und die Steuerung der Spannungsstabi
lisierung auf der Hochspannungsseite vorzunehmen. Fig. 1
zeigt schematisch eine Schaltung dieser bekannten Art, die
einen Horizontal-Ausgangstransformator (Fly-back transfor
mer) 1 und eine Einrichtung 2 zur Spannungsstabilisierung
aufweist.
Der Horizontal-Ausgangstransformator 1 weist eine Ein
gangsspule 11 und eine Ausgangsspule 12 auf. Die Eingangs
spule 11 ist in üblicher Weise mit einem Schaltelement,
wie einem Transistor und dergleichen, leitend verbunden.
Ein Eingangsgleichstrom wird durch den Schaltvorgang die
ses Elements ein- und ausgeschaltet, so daß die Eingangs
spule 11 durch die derart erzeugten Impulse angetrieben
wird. Die Ausgangsspule 12 ist mehrfach in "n" Abschnitte
aufgeteilt; die Spulenabschnitte 121 bis 12 n sind über
Dioden 31 bis 3 n jeweils miteinander in Reihe geschaltet.
Die Ausrichtung der Dioden von 31 bis 3 n ist derart, daß
sie in Vorwärtsrichtung bezogen auf die Rücklauf- bzw.
Rückkoppelhochspannung angeordnet sind, die in jeder Spule
der Einzelabschnitte 121 bis 12 n erzeugt wird, wodurch
sich eine Einrichtung zum Gleichrichten der Rücklaufspan
nung ergibt. Der Horizontal-Ausgangstransformator 1 weist
weiterhin die Steuerspule 13 und die Spule 14 für eine
Hilfsstromzuführung auf, die für die spannungsstabilisie
rende Einrichtung 2 verwendet wird. Mit 4 ist ein Konden
sator zur Bildung eines Glättungskreises bezeichnet.
Die spannungsstabilisierende Einrichtung 2 ist mit der
Steuerspule 13 leitend verbunden, die in dem Horizontal-
Ausgangstransformator 1 angeordnet ist, um so die Span
nungsstabilisierung auf der Hochspannungsseite zu steuern.
Die spannungsstabilisierende Einrichtung 2 enthält eine
Einrichtung 21 zum Erfassen der Spannung, die Stromzufüh
rung 22 einer Grundspannung, den Steuerkreis 23 und andere
Teile. Die Spannungserfassungseinrichtung 21 liefert ein
erforderliches Signal zum Nachweis der Spannung von einem
Spannungssignal, das dadurch erhalten wird, daß die Aus
gangsspannung Vo für die an einer Durchführungsklemme 5
erzeugte Gleich-Hochspannung in Übereinstimmung mit den
Widerständen R 1 und R 2 aufgeteilt wird, sowie auch von
einer von der Grundspannung, die von einer Grundspannung
liefernden Stromzuführung 22 erhalten wird. Eine solche
Einrichtung 21 zum Spannungsnachweis bzw. zur Spannungs
messung kann aus einem Fehlerverstärker, einem Komparator
und anderen Teilen zusammengesetzt sein.
Dem Steuerkreis 23 wird von der Einrichtung 21 das Signal
für die Spannungsmessung zugeführt. Dieser Kreis 23 ist
zwischen der Durchführungsklemme eines Gleichrichter-
Glättungs-Kreises, der aus einer Diode 6 und einem Konden
sator 7 besteht, die mit der Steuerspule 13 verbunden
sind, und der Durchführungsklemme des Spulenabschnitts
12 n, an dem eine gleichgerichtete Spannung ansteht, und
der in der höchsten Spannungsstufe der Ausgangsspule 12
positioniert ist, leitend verbunden. Eine Anschlußklemme
der Steuerspule 13 ist mit der Ausgangsklemme des Spulen
abschnitts 12 n über die Diode 8 verbunden.
Der spannungsstabilisierenden Einrichtung 2 wird dynamisch
elektrische Energie von dem Gleichrichter-Abgleich- bzw.
Glättungs-Kreis 9 zugeführt, der für eine Hilfsenergiezu
führung mit der Spule 14 leitend verbunden ist.
Wenn hier irgendeine Abweichung der Ausgangsspannung Vo
von der Gleich-Hochspannung auftritt, wird das entspre
chend von den Widerständen R 1/ R 2 aufgeteilte und der Ein
richtung 21 zum Spannungsnachweis zugeführte Spannungs
signal entsprechend dieser Abweichung verändert. Die Ein
richtung 21 zum Nachweis der Spannung wirkt dann so, daß
sie das Spannungssignal mit der Grundspannung vergleicht,
die von der die Grundspannung liefernden Energiequelle 22
erhalten wird, oder verstärkt die Differenz zwischen den
genannten beiden Spannungen und führt dem Steuerkreis 23
ein Spannungsnachweissignal zu, welches der Abweichung
proportional ist. Entsprechend dem Signal zum Nachweis der
Spannung, das von der Einrichtung 21 zum Spannungsnachweis
zugeführt wird, steuert der Steuerkreis 23 die von der
Spule 13 hinzugefügte Spannung zum Steuern der Hochspan
nungs-Ausgangsklemme der Ausgangsspule 12, wodurch die
Abweichung der Ausgangsspannung Vo für die Gleich-Hoch
spannung eliminiert wird, um als Folge davon die genannte
Ausgangsspannung konstant zu halten.
Bei der vorstehend erläuterten Schaltung zum Stabilisieren
der Ausgangsleistung ist jedoch die Einrichtung 2 zum
Stabilisieren der Spannung mit der Hochspannungsseite der
Ausgangsspule 12 leitend verbunden, so daß das Masse
potential der Einrichtung 2 zum Stabilisieren der Spannung
außerordentlich hoch sein muß, was gegebenenfalls be
trächtliche Probleme bei der Herstellung einer sicheren
Isolierung hervorbringt. Außerdem besteht hier die Notwen
digkeit, daß zum Steuern zusätzlich die Spule 13 vorgese
hen ist, was folglich die Schaltungskonfiguration noch
kompliziert.
Ferner ist bei der vorstehend erläuterten Schaltung zur
Erzeugung einer Hochspannung der Abgleichkondensator 4
zwischen den Ausgangsanschluß der Gleichrichtereinrichtung
und Masse geschaltet; die Einrichtung 2 zum Stabilisieren
der Spannung befindet sich in dem Teil der Schaltung, der
von den Ausgangspulenabschnitten 121 bis 12 n, der Gleich
richtereinrichtung 31 bis 3 n und dem Abgleichkondensator 4
gebildet wird. Deshalb wird der Spannungsstabilisator
durch die in dieser Schaltungsschleife erzeugten Span
nungsimpulse nachteilig beeinflußt, was folglich das Über
schwingen und Unterschreiten des Ausgangspotentials Vo für
die Gleichstromhochspannung vergrößert, während ein wei
teres Problem der Verlängerung der Erholungszeit hervorge
bracht wird.
Nachstehend wird ein Einheit zur Erzeugung einer Hochspan
nung, die eine Ausgangs-Gleichspannung von 29 kV erzeugt,
exemplarisch erläutert. Fig. 2 zeigt eine Darstellung der
Wellenform von dynamischen Signalen in bestimmten Teilen
der Einheit zur Erzeugung einer Hochspannung, die so aus
gelegt ist, daß sie eine Ausgangs-Gleichspannung von 29 kV
erzeugt, wobei Io die Wellenform des an der Ausgangsklem
me 5 fließenden Ausgangsstroms repräsentiert und Vo die
Wellenform der Gleich-Hochspannung darstellt.
Wie aus diesen Wellenformdarstellungen ersichtlich ist,
erreicht bei der vorstehend erläuterten Schaltung der
durch die Hochspannung, die von dem Überschwingen und
Unterschreiten resultiert, abweichende Wert etwa 35 Vpp,
und die Erholungszeit dieses Überschwingens oder Unter
schreitens wird größer als 2,5 ms, wodurch die Stromstärke
vor der Wiederherstellung der Hochspannung auf den An
fangszustand verändert wird. Fig. 2 zeigt, daß selbst nach
Abfall von mehr als 5 ms, was der Zeit eines Zyklus ent
spricht, die Spannung noch nicht der Stromstärkenänderung
entspricht.
Es ist deshalb Linie Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung
zur Erzeugung einer Hochspannung mit vereinfachter Bauwei
se zu schaffen, bei der die vorstehend erläuterten Proble
me gelöst sind, und bei der zusätzlich die Herstellung der
Isolierung bei einer spannungsstabilisierenden Einrichtung
erleichtert ist.
Weiterhin soll erfindungsgemäß eine Schaltung zur Erzeu
gung einer Hochspannung angegeben werden, die so angepaßt
ist, daß die vorstehenden Probleme gelöst und gleichzeitig
das Überschwingen, das Unterschreiten und die Erholungs
zeit minimiert werden, wodurch ausgezeichnete Steuerungs
eigenschaften gewährleistet werden.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im An
spruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltung zur Erzeugung
einer Hochspannung nach der Erfindung weist einen Schalt
kreis zum Ein- und Abschalten eines zugeführten Gleich
stroms, einen Horizontal-Ausgangstransformator, dessen
Eingangsspule durch Impulse angetrieben wird, die von dem
dynamischen Einschaltverhalten einer solchen Schaltung
abgeleitet sind, einen Gleichrichterkreis zum Gleichrich
ten der in der Ausgangsspule des Rücklauftransformaters
erzeugten Rücklaufspannung, einen Kondensator zum Abglei
chen bzw. Glätten der gleichgerichteten Ausgangsleistung
bzw. -spannung und eine Einrichtung zum Stabilisieren der
Spannung auf.
Bei einer derartigen Schaltung zur Erzeugung einer Hoch
spannung ist eine Diode mit einer Anschlußklemme der Aus
gangsspule des Horizontal-Ausgangstransformators auf deren
Niederspannungsseite gegenüber Masse leitend verbunden,
wobei die Diode in Vorwärtsrichtung der Gleichrichterrich
tung ausgeordnet ist. Auf der Basis eines Signals zur
Spannungsmessung, das durch Messen der Ausgangsspannung
für die Gleich-Hochspannung erhalten wird, hat diese Ein
richtung zum Stabilisieren der Spannung das besondere
Merkmal, daß sie das Masse- bzw. Bezugspotential an der
Anode der Diode derart steuert, daß die Ausgangsspannung
für die Gleich-Hochspannung konstant gehalten wird.
Bei einer solchen Schaltungskonfiguration ist die Diode
mit der einen, sich auf der Niederspannungseite gegenüber
der Masse befindenden Anschlußklemme der Ausgangsspule des
Horizontal-Ausgangstransformators leitend verbunden, und
die Diode ist so ausgelegt, daß sie in Vorwärtsrichtung zu
der Gleichrichterrichtung der Schaltung positioniert ist.
Die Einrichtung zum Stabilisieren der Spannung erfaßt
zunächst die Ausgangsspannung für die Gleich-Hochspannung;
anschließend steuert sie auf der Basis des Meßsignals für
die Spannung das Masse- bzw. Bezugspotential auf der
Anodenseite der Diode in der Richtung, daß die Ausgangs
spannung für die Gleich-Hochspannung konstant gehalten
wird. Dies bedeutet, daß bei der erfindungsgemäßen Schal
tung zur Erzeugung einer Hochspannung die Einrichtung zum
Stabilisieren der Spannung an deren Niederspannungsseite
geschaltet ist und zur Steuerung zum Stabilisieren der
Spannung auf der Niederspannungsseite dient, so daß das
Potential der Einrichtung zum Stabilisieren der Spannung
gegenüber der Masse niedrig gehalten wird. Deshalb kann
die erforderliche Durchschlagsfestigkeit vermindert wer
den, was folglich die Isolierung erleichtert. Außerdem
besteht hier nicht die Notwendigkeit, irgendeine Steuer
spule zum eventuellen Vereinfachen der Schaltungskonfigu
ration vorzusehen.
Weiterhin hat die erfindungsgemäße Schaltung zur Erzeugung
einer Hochspannung das besondere Merkmal, daß der Ab
gleich- bzw. Glättungskondensator in der Schaltung, der so
ausgelegt ist, daß eine stabile Spannung erhalten wird,
zwischen die Ausgangsseite des Gleichrichterkreises und
die Anodenseite der Diode geschaltet ist.
Bei einer solchen Schaltungskonfiguration, bei der der Ab
gleichkondensator zwischen die Ausgangsseite des Gleich
richterkreises und die Anodenseite der Diode geschaltet
ist, befindet sich die Einrichtung zum Stabilisieren der
Spannung nicht in der Schleife des Gleichrichter-Abgleich-
Kreises, so daß Steuerung der Spannungsstabilisierung ohne
nachteilige Beeinflussung durch die Impulse, die mit dem
dynamischen Verhalten des Gleichrichtens und des Abglei
chens zusammenhängen, durchgeführt werden kann. Als Folge
hiervon wird es möglich, eine verbesserte Schaltung bzw.
Einrichtung zur Erzeugung einer Hochspannung mit ausge
zeichneten Steuereigenschaften, einschließlich minimiertem
Überschwingen und Unterschreiten sowie verkürzter Er
holungszeit, zu schaffen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all
gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch
beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung
aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen
Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine bekannte Schaltung zur Erzeugung
einer Hochspannung,
Fig. 2 schematisch die Wellenform zur Darstellung des
dynamischen Verhaltens der in Fig. 1 gezeigten
Schaltung,
Fig. 3 schematisch die Wellenform zur Darstellung des
dynamischen Verhaltens einer erfindungsgemäßen
Schaltung zur Erzeugung einer Hochspannung,
Fig. 4 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Schaltung zur Erzeugung einer Hochspannung,
Fig. 5 beispielhaft einer Schaltplan einer Schaltung gemäß
Fig. 4,
Fig. 6 schematisch die Wellenform eines Impulses, der von
der Spule an dem Abschnitt mit dem niedrigsten
Potential bei der Schaltung nach Fig. 5 auftritt,
Fig. 7 schematisch die Stabilisierung der Spannung in der
Schaltung nach Fig. 5,
Fig. 8 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Schaltung zur Erzeugung einer Hochspannung,
Fig. 9 schematisch einen beispielhaften und spezifierten
Schaltplan einer Schaltung nach Fig. 8, und
Fig. 10 und 11 jeweils schematisch ein modifiziertes Bei
spiel einer Bauform für den erfindungsgemäß einge
setzten Transformator.
Fig. 4 zeigt einen Schaltplan einer Schaltung zur Erzeu
gung einer Hochspannung, die so ausgelegt ist, daß die
erste Aufgabe der Erfindung gelöst wird. Eine Diode 10 ist
mit einer Anschlußklemme eines Spulenabschnittes 121 lei
tend verbunden, der zu einer Ausgangsspule 12 eines Hori
zontal-Ausgangstransformators 1 gehört und auf dessen
Niederspannungsseite gegenüber der Masse positioniert ist.
Die Diode 10 ist so ausgelegt, daß sie in Vorwärtsrichtung
zu der Gleichrichterrichtung einer aus Dioden 31 bis 3 n
gebildeten Schaltung geschaltet ist. R 3 bezeichnet einen
Widerstand.
Der Spannungsstabilisator 2 weist einen Steuerkreis 23 auf,
der zwischen der Anode a der Diode 10 und Masse bzw. Be
zugspotential eingesetzt ist. Dieser Steuerkreis 23 kann
aus einem Element bestehen, das drei Anschlußklemmen und
weitere Bauteile steuern kann, wie einen Transistor und
andere Bauteile.
Fig. 5 zeigt eine weitere beispielhafte und spezifische
Schaltungskonfiguration eines Hochspannungsgenerators nach
der Erfindung. In Fig. 5 werden dieselben Bezugszeichen
und Symbole verwendet wie in Fig. 4 und bezeichnen diesel
ben oder äquivalente Teile. Der in dem Spannungsstabilisa
tor 2 enthaltene Spannungsdetektor 21 weist einen Fehler
verstärker auf. Ferner sind in Fig. 5 Kondensatoren C 1 und
C 2 sowie anliegende Spannungen +VA, -VA für die positive
und negative dynamische Stromzuführung dargestellt. Die
Energiequelle 22 für die Erzeugung der Grundspannung be
steht aus einem Nebenschlußregler.
In dem Steuerkreis 23 ist eine Vielzahl von Transistoren
Q 1 bis Q 4 in Reihe zwischen der Anode a der Diode 10 und
Masse geschaltet; die Basis des Transistors Q 1, in der
niedrigsten Stufe wird durch die Ausgangsleistung des
Bauteils 21 zum Nachweisen bzw. Erfassen der Spannung
angetrieben. Inzwischen wird jeder der anderen verbleiben
den Transistoren Q 2 bis Q 4 durch eine geeignete an sie
angelegte Vorspannung angetrieben. Widerstände R 5 bis R 11
und Dioden D 1 bis D 3 bilden einen Vorspannungskreis. Mit
24 ist ein Beschleunigungskreis bezeichnet, der aus einem
Widerstand R 4 und einem Kondensator C 3 besteht, die mit
einander elektrisch parallel geschaltet sind. Zum Schutz
der Transistoren Q 1 bis Q 4 ist auch ein Luftspalt 25 vor
gesehen.
Eine Hilfsstromzuführeinheit (Hilfsenegiequelle) 9
weist einen Mittelanschluß in der Spule 14 für eine hilfs
weise Stromzuführung auf, der mit einem Gleichrichter-
Abgleich- bzw. Glättungs-Kreis, welcher aus einer Diode D 4
und einem Kondensator C 4 besteht, und auch mit einem wei
teren Gleichrichter-Abgleich- bzw. Glättungs-Kreis, der
aus einer Diode D 5 und einem Kondensator C 5 besteht, lei
tend verbunden ist, wodurch eine positive und dynamische
Spannung +VA bzw. eine negative und dynamische Spannung
-VA zugeführt werden.
Beim Auftreten irgendwelcher Abweichungen der Ausgangs
spannung Vo von der gewünschten Gleich-Hochspannung bei
den Ausführungsformen der Fig. 4 und 5 wird auch das Span
nungssignal, das entsprechend den Widerständen R 1, R 2
aufgeteilt und in das Bauteil 21 zum Nachweis bzw. Messen
der Spannung eingegeben wird, in Übereinstimmung mit die
ser Abweichung abgeändert. Das Bauteil 21 zum Nachweis der
Spannung vergleicht dieses Spannungssignal mit einer von
der Strom-bzw. Energiezuführung 22 zugeführten Grundspan
nung oder verstärkt die Differenz zwischen diesen Werten
und führt dem Steuerkreis 23 ein Signal zum Nachweis der
Spannung zu, das der Abweichung proportional ist. Auf der
Basis des von dem Bauteil 21 ausgegebenen Signals zum
Nachweis der Spannung steuert der Steuerkreis 23 das Mas
sepotential an der Anode a der Diode 10 in der Richtung,
daß die Ausgangsspannung Vo für Hochspannung konstant
gehalten wird.
Die von dem Spulenabschnitt 121 erzeugte Rücklauf- bzw.
Rückkoppelspannung VP 1 hat eine Impulswellenform, wie in
Fig. 6 dargestellt ist. Gemäß dieser Zeichnung wird ein
positiver Bereich (a), im Vergleich zum Masse- bzw. Be
zugspotential 0, durch eine Diode 31 gleichgerichtet, die
mit dem Spulenabschnitt 121 leitend verbunden ist, während
ein negativer Bereich (b), im Vergleich zum Massepotential
0, durch eine Diode 10 gleichgerichtet wird. Die Steuerung
des Potentials an der Anode a der Diode 10 durch das Bau
teil 2 zum Stabilisieren der Spannung bedeutet die Steue
rung des Umfangs des negativen Bereichs (b) bei der Im
pulswellenform gemäß Fig. 6.
In Fig. 7 ist in Form einer Skizze die Spannungsstabili
sierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Schaltung
zur Erzeugung einer Hochspannung graphisch dargestellt,
wobei vorausgesetzt ist, daß das Massepotential mit Bezug
auf den Grundwert der Ausgangsspannung Vo der an der Aus
gangsklemme 5 (Ausgangsanschluß) erzeugten Gleich-Hoch
spannung abweichen kann. Wenn das Potential des Ausgangs
anschluß 5, bezogen auf die Masse, um einen Wert Δ V ab
weicht, wird diese Änderung Δ V durch Steuerung des Masse
potentials an der Anode a der Diode 10 absorbiert bzw.
ausgeglichen, so daß das Potential auf den vorbestimmten
Wert 0 eingestellt wird. Auf diese Weise kann die Aus
gangsspannung Vo für Gleich-Hochspannung auf einem festen
Wert konstant gehalten werden. Bei dieser Ausführungsform
wird die Herstellung einer sicheren Isolierung erleich
tert, da das Bauteil 2 zur Spannungsstabilisierung, bezo
gen auf das Massepotential, mit der Niederspannungsseite
der Ausgangsspule 12 verbunden ist. Außerdem kann die
Schaltungskonfiguration vereinfacht werden, da keine Steu
erspule notwendig ist.
Fig. 8 erläutert eine Schaltung, die insbesondere das
Überschwingen, das Unterschreiten und die Erholungszeit
minimiert, so daß ausgezeichnete Steuerungseigenschaften
gewährleistet werden. In dieser Schaltung ist der Ab
gleich- bzw. Glättungskondensator 4 zwischen die ausgangs
seitige Kathode der Diode 3 n und der Anode der Diode 10,
die zum Gleichrichterkreis gehört, geschaltet.
Deshalb ist das Bauteil 2 zur Spannungsstabilisierung aus
der Schleife der Gleichrichter-Abgleich-Einrichtung ausge
nommen, die aus den Dioden 31 bis 3 n des Gleichrichter
kreises und dem Abgleichkondensator 4 besteht, so daß die
Steuerung der Spannungsstabilisierung ohne nachteilige
Beeinflussung durch die Impulse durchgeführt werden kann,
die mit der Gleichrichtung und dem dynamischen Abgleich
verhalten zusammenhängen. Als Folge hiervon erhält man
eine verbesserte Schaltung zur Erzeugung einer Hochspan
nung mit ausgezeichneten Steuereigenschaften, einschließ
lich geringem Überschwingen und Unterschreiten und kurzer
Erholungszeit. Wenn man diese Vorteile unter Bezugnahme
auf Fig. 3 betrachtet, so ist festzustellen, daß die er
reichten Reaktionseigenschaften außerordentlich zufrieden
stellend sind, einschließlich des Überschwingens V 1 und
des Unterschreitens V 2 von jeweils 3 V und der Erholungs
zeit t 1 von 0,3 ms.
Außerdem sind bei der bei dieser Ausführungsform einge
setzten Spannungserfassungseinrichtung 21 die Kondensatoren
C 11 und C 12 mit den Widerständen R 1 und R 2, die zum Auf
teilen der Ausgangsspannung Vo für Gleich-Hochspannung
benutzt werden, parallel geschaltet. Bei der vorstehend
erläuterten bekannten Schaltung (Fig. 1), wo die durch die
Widerstände R 1 und R 2 aufgeteilte Spannung als Signal für
den Spannungsnachweis benutzt wird, ist es nicht möglich,
die bei der Ausgangsspannung Vo für Gleich-Hochspannung
verursachte Abweichung direkt aufzuteilen infolge des
nachteiligen Einflusses der verteilten Kapazität der Wi
derstände R 1 und R 2, so daß die Abweichung des Spannungs
nachweissignals, welches in die Spannungsstabilisierungs
vorrichtung 3 eingegeben wird, kleiner gehalten wird, was
konsequenterweise die Abweichung der Hochspannungsaus
gangsleistung erhöht. In dem Falle jedoch, daß die Konden
satoren C 11 und 12 mit den Widerständen R 1 bzw. R 2 paral
lel geschaltet sind, kann der nachteilige Einfluß der
verteilten Kapazität der Widerstände R 1 und R 2 herabge
setzt werden, um eventuell die Abweichung der Hochspan
nungsausgangsleistung zu vermindern. Die konstanten Werte
der Widerstände R 1, R 2 und der Kondensatoren C 11, C 12
werden so ausgelegt, daß sie der folgenden Beziehung genü
gen:
R 1 : R 2 = C 12 : C 11 .
Dann wird ein Gleichgewicht zwischen der an den Widerstand
R 1 und der an den Kondensator C 11 angelegten Spannung
sowie zwischen der an den Widerstand R 2 und an den Konden
sator C 12 angelegten Spannung erreicht.
Fig. 9 zeigt eine weitere spezifische Schaltungskonfigura
tion der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Erzeugung einer
Hochspannung. Bei diesem Schaltplan werden dieselben Be
zugszeichen und Symbole wie in Fig. 8 verwendet, und sie
bezeichnen gleiche oder äquivalente Teile. Bei dem Schal
terkreis 100 wird der als Hauptschalterelement dienende
Transistor 101 durch den Feldeffekttransistor 102 über den
Impulstransformator 103 angetrieben. Der Kollektor des
Transistors 101 ist mit einer Eingangsspule 11 des Hori
zontal-Ausgangstransformators 1 in Reihe geschaltet, so
daß über die Eingangsspule 11 eine zugeführte Gleich
stromeingangsleistung Vin eingeschaltet wird. Ein paralleler
Kreis der Diode 104 und des Widerstandes 105 ist mit der
Basis des Transistors 101 leitend verbunden. Ferner sind
eine Diode 106, ein Induktor bzw. eine Spule 107 und Kon
densatoren 108 bis 111 dargestellt.
Die in der Spannungsstabilisierungseinrichtung 2 enthalte
ne Spannungsnachweiseinrichtung 21 besteht aus einem Feh
lerverstärker; die Stromzuführung 22 zum Anlegen einer
Grundspannung besteht aus einem Nebenschlußregler.
Bei dem Steuerkreis 23 ist eine Vielzahl von Transistoren
331 bis 335 zwischen der Anode a der Diode 10 und dem
Bezugspotential bzw. der Masse in Reihe geschaltet; die
Basis des an dem niedrigsten Punkt angeordneten Transis
tors 331 wird durch die Ausgangsleistung bzw. das Aus
gangssignal der Spannungsnachweiseinrichtung 21 angetrie
ben. Inzwischen wird jeder der anderen verbleibenden Tran
sistoren 332 bis 335 durch eine geeignete an ihn angelegte
Vorspannung in Gang gesetzt. Die Widerstände 341 bis 349
und die Dioden 351 bis 354 bilden einen Vorspannungskreis.
24 bezeichnet einen Beschleunigungskreis bzw. einen Über
höhungskreis, der aus dem Widerstand 361 und dem Kondensa
tor 362 besteht, die miteinander parallel geschaltet sind.
Der Hilfsstromkreis 9 weist in der Spule 14 einen Mittel
anzapfung für die hilfsweise Stromzuführung auf, der mit
einem Gleichrichter-Abgleich-Kreis (Glättungskreis), der
aus der Diode 811 und dem Kondensator 812 besteht, und
auch mit einem weiteren Gleichrichter-Abgleich-Kreis, der
aus der Diode 821 und dem Kondensator 822 besteht, leitend
verbunden ist, um so eine positive Spannung (+Va) bzw.
eine negative Spannung (-VA) der dynamischen Stromzufüh
rung zu erzeugen. Es sind auch Widerstände 813 und 823,
Zenerdioden 814 und 824 sowie Kondensatoren 815 und 825
vorgesehen.
Die bei jeder der vorstehenden Ausführungsformen verwende
te Ausgangsspule 12 ist von der aus vielen Einzelteilen
zusammengesetzten, eine Vielzahl (n) von Abschnitten auf
weisenden Art, und die aufgeteilten Spulenabschnitte 121
bis 12 n sind jeweils über Dioden 31 bis 3 n miteinander
leitend verbunden. Die Erfindung ist jedoch auch auf einen
weiteren multisingulären Typ anwendbar, bei dem die Dioden
D im Verhältnis von einer auf eine Vielzahl (z.B. zwei)
von Spulenabschnitten 121 bis 12 n geschaltet sind, wie in
Fig. 10 gezeigt ist, sowie auf einen Windungstyp, wo keine
elektrische Verbindung zu der Diode existiert, wie er in
Fig. 11 gezeigt ist, sowie schließlich auf einen Typ, der
einen Spannungsdoppler-Gleichrichter-Kreis aufweist.
Claims (4)
1. Schaltung zur Erzeugung einer Hochspannung, bestehend aus
einer Schaltung zum Schalten eines Gleichspannungs- bzw.
Gleichstrom-Eingangssignals,
einem Horizontal-Ausgangstransformator (Fly-back Transfor mator), an dessen Eingangsspule die durch den Schaltvor gang des Schaltkreises erzeugten Impulse angelegt sind, einer Gleichrichterschaltung, die die in der Ausgangsspule des Transformators erzeugte Spannung gleichrichtet,
einem Kondensator, der das gleichgerichtete Ausgangssignal glättet, und
einer Einrichtung zum Stabilisieren der Spannung, bei der eine Diode mit einem Anschluß der Ausgangsspule des Transformators auf der Niederspannungsseite verglichen mit dem Bezugspotential verbunden ist, wobei die Diode so ausgelegt ist, daß sie in Vorwärtsrichtung bezogen auf die Gleichricht-Wirkung angeordnet ist, und bei der auf der Basis eines Spannungs-Meßsignals, das durch Messen der Gleich-Hochspannung erhalten wird, die Spannungs-sta bilisierende Einrichtung das Bezugspotential an der An ode der Diode derart steuert, daß die Ausgangsleistung der Gleich-Hochspannung konstant gehalten wird.
einem Horizontal-Ausgangstransformator (Fly-back Transfor mator), an dessen Eingangsspule die durch den Schaltvor gang des Schaltkreises erzeugten Impulse angelegt sind, einer Gleichrichterschaltung, die die in der Ausgangsspule des Transformators erzeugte Spannung gleichrichtet,
einem Kondensator, der das gleichgerichtete Ausgangssignal glättet, und
einer Einrichtung zum Stabilisieren der Spannung, bei der eine Diode mit einem Anschluß der Ausgangsspule des Transformators auf der Niederspannungsseite verglichen mit dem Bezugspotential verbunden ist, wobei die Diode so ausgelegt ist, daß sie in Vorwärtsrichtung bezogen auf die Gleichricht-Wirkung angeordnet ist, und bei der auf der Basis eines Spannungs-Meßsignals, das durch Messen der Gleich-Hochspannung erhalten wird, die Spannungs-sta bilisierende Einrichtung das Bezugspotential an der An ode der Diode derart steuert, daß die Ausgangsleistung der Gleich-Hochspannung konstant gehalten wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator zum Glätten
elektrisch zwischen die Ausgangsseite der Gleichrichter
schaltung und die Anode der Diode geschaltet ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungs-stabilisierende
Einrichtung die Ausgangsleistung bzw. das Ausgangssignal
der Gleich-Hochspannung durch eine Einrichtung mißt, die
einen Widerstandskreis zum Aufteilen des Ausgangssignals
der Gleich-Hochspannung sowie parallel zu den Widerständen
dieses Widerstandskreises geschaltete Kondensatoren auf
weist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspule in eine
Vielzahl von Abschnitten aufgeteilt ist, und daß diese
Spulenabschnitte miteinander über Dioden in Reihe geschal
tet sind.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |