DE3935331A1 - Schaltung zur speisung einer leuchtstoffroehre - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung zur Speisung ei­ ner Leuchtstoffröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Schaltung wird z. B. benötigt zur Speisung einer Floures­ zent-Röhre für die Beleuchtung eines Fernsehempfängers mit einer LCD-Wiedergabeeinrichtung.

Bei der Inbetriebnahme gibt es bei der bekannten Schaltung drei Phasen. Während der Anheizphase werden die Elektroden mit einer Heizwicklung vorgewärmt, während die Hochspannung noch nicht eingeschaltet ist. In der Zündphase erreicht die eingeschaltete Hochspannung den Wert der Zündspannung, wäh­ rend der Heizstrom praktisch auf null abfällt. In der Be­ triebsphase nimmt die Hochspannung einen Wert unterhalb der Zündspannung an, während der Heizstrom weiterhin auf einen geringen Wert oder ganz auf null abfällt. Dabei ist für die Anschaltung der Hochspannung zu Beginn der Zündphase auf der Sekundärseite des Transformators ein Hochspannungsschalter notwendig. Ein derartiger Hochspannungsschalter ist wegen der hohen notwendigen Sperrspannungsfestigkeit relativ teuer und störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schal­ tung so weiterzubilden, daß sie für die Anschaltung der Hoch­ spannung ohne einen derartigen Hochspannungsschalter aus­ kommt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin­ dung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der Erfindung wird also der bislang benötigte Hochspan­ nungsschalter dadurch ersetzt oder realisiert, daß die Gegen­ taktschaltung für den Transformator von Gleichtaktbetrieb auf Gegentaktbetrieb umgeschaltet wird. Da diese Umschaltung innerhalb der Steuerschaltung für die Leistungstransistoren der Gegentaktstufe erfolgt, ist eine leistungsarme Umschal­ tung möglich. Die Umschaltung von Gleichtakt auf Gegentakt bewirkt in vorteilhafter Weise gleichzeitig die Einschaltung der Hochspannung und die Abschaltung oder starke Reduzierung der Heizspannung für die Leuchtstoffröhre.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich­ nung erläutert.

Die Figur zeigt eine Schaltung zur Speisung einer Leucht­ stoffröhre L. Die Schaltung enthält eine Ansteuerschaltung AS für zwei Leistungstransistoren T1, T2, die für den Trans­ formator Tr1 mit den Primärwicklungen W1, W2 und der Sekun­ där-Hochspannungswicklung W3 eine Gegentakt-Steuerschaltung bilden. Zwischen der Betriebsspannung Ub und dem Mittelpunkt M der Primärwicklungen W1, W2 liegt die Primärwicklung W4 eines zweiten Transformators Tr2, dessen Sekundärwicklung W5 über die Diode D1 an den Heizfaden F1 der Röhre L angeschlos­ sen ist. Außerdem ist der Mittelpunkt M über die Diode D2 und den Widerstand R1 an den Heizfaden F2 angeschlossen. Die Sekundärwicklung W3 liefert eine Hochspannung UTr, die über den Kondensator C an die beiden durch die Heizfäden F1, F2 gebildeten Elektroden der Röhre L angeschlossen ist. Der Kon­ densator C wirkt als kapazitive Last, an der die Differenz­ spannung zwischen UTr und U1 abfällt. Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltung für die drei genannten Phasen bei der Inbetriebnahme beschrieben.

Anheizphase

Die Ansteuerschaltung AS erzeugt für die Transistoren T1, T2 zwei gleichphasige Ansteuerspannungen A1 und A2 mit einer Frequenz von 34 kHz, so daß die Transistoren T1, T2 im Gleichtakt abwechselnd geöffnet und gesperrt werden. Dadurch fließen in den Wicklungen W1, W2 gleich große, gegengesetzt gerichtete Ströme i1 und i2. Diese Ströme heben sich daher hinsichtlich des magnetischen Feldes auf, so daß in der Wick­ lung W3 keine Spannung induziert wird. UTr und U1 sind daher in erwünschter Weise null, die Hochspannung ist von der Röh­ re L abgeschaltet. Durch die Wicklung W4 fließt indessen ein pulsierender Gleichstrom. Der Transformator Tr2 wirkt jetzt als Rücklauf-Konverter und erzeugt an der Wicklung W5 eine Impulsspannung, die über die Diode D1 einen Heizstrom ig1 von etwa 90 mA für die Röhre L liefert. Die Impulsspannung am Punkt M liefert über die Diode D2 und den Widerstand R1 ebenfalls einen Heizstrom ig2 von etwa 90 mA für den Heizfa­ den F2. Dieser Anheizvorgang dauert etwa 2 s. Durch Wahl ei­ ner höheren Frequenz der Steuerspannungen A1, A2 kann die Baugröße des Transformators Tr2 verringert werden.

Zündvorgang

Die Ansteuerspannung A2 wird in eine zu A1 gegenphasige Span­ nung A2′ umgepolt, so daß nunmehr die Transistoren T1, T2 im Gegentakt angesteuert werden. Da jetzt die Ströme i1 und i2 mit der gleichen Größe, aber zeitlich abwechselnd durch W1 und W2 fließen, wird an der Wicklung W3 die Hochspannung UTr von etwa 500 V erzeugt. Diese Spannung gelangt als Hochspan­ nung U1 an die Röhre L und hat zunächst einen Wert, der ober­ halb der Zündspannung liegt. Die Röhre L wird daher gezün­ det. Durch die Wicklung W4 fließt jetzt vom Umschaltverhal­ ten abgesehen immer derselbe Strom ib, der einmal als Strom i1 über T1 und in der nächsten Halbwelle als Strom i2 über T2 fließt. Da der Strom ib in der Wicklung W4 von geringen Oberwellen abgesehen konstant ist, wird in der Wicklung W5 nahezu keine Spannung mehr induziert. Der Transformator Tr2 wirkt nur noch als Glättungsdrossel, während der Transforma­ tor Tr1 als echter Gegentaktwandler arbeitet. Der Heizstrom ig1 fällt daher in erwünschter Weise auf einen geringen Wert ab. Die Heizleistung fällt etwa auf 1/20 zusammen, kann auch ganz null werden.

Die Spannung am Punkt M hat ständig den Wert der Betriebs­ spannung Ub, verringert durch den Wert der Spannung an der Wicklung W4. Dadurch bleibt die Diode D2 gesperrt, so daß auch der Heizstrom ig2 in erwünschter Weise abgeschaltet wird.

Betriebsphase

ln der endgültigen, stationären Betriebsphase nimmt die an der Röhre L wirksame Hochspannung U1 einen Wert weit unter­ halb der Zündspannung an, z. B. 170 V. Der stationäre Be­ triebszustand entspricht dem, wie er für die Zündphase be­ schrieben wurde. Die Arbeitsfrequenz der Schaltung, also die Frequenz der Ansteuerspannungen A1, A2 beträgt bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel 34 kHz.

Claims (4)

1. Schaltung zur Speisung einer Leuchtstoffröhre mit einem ersten Transformator (Tr1) mit einer Primärwicklung (W1, W2), die über eine Gegentaktschaltung an eine Be­ triebsspannung (Ub) angeschlossen ist, und mit einer Sekundärwicklung (W3) für die Hochspannung sowie mit einer weiteren Wicklung (W5) für die Heizung der Röhre, wobei bei der Inbetriebnahme zunächst der Heizstrom ein- und die Hochspannung von der Röhre abgeschaltet und dann die Hochspannung angeschaltet und der Heiz­ strom verringert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschalten der Hochspannung (U1) durch Umschaltung von Gleichtakt- in Gegentaktbetrieb an der Primärwicklung (W1, W2) erfolgt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Heizfaden (F1) an die Sekundärwicklung (W5) eines zweiten Transformators (Tr2) angeschlossen ist, dessen Primärwicklung (W4) im Weg des Betriebsstromes zu der Primärwicklung (W1, W2) des ersten Transformators (Tr1) liegt.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Heizfaden (F2) zwischen dem Mittelpunkt (M) der Primärwicklung (W1, W2) und der Betriebsspannungs­ klemme (Ub) liegt.

4. Schaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in Reihe mit dem Heizfaden (F1, F2) eine Diode (D1, D2) liegt.