DE4225813A1 - Schaltung zur Stabilisierung der Hochspannung in einem Fernsehempfänger - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Schaltung ist bekannt durch die DE-OS 22 18 058.

Insbesondere bei Fernsehempfängern mit einer erhöhten Hochspannung von 32-35 kV können bei hohem Strahlstrom und niedriger Hochspannung an der Sekundärwicklung des Regelübertragers hohe Spannungen bis zu 6 kV auftreten. Derartig hohe Spannungen können auch dann auftreten, wenn in der Schaltung ein Fehler auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regelübertrager für die beschriebene Stabilisierungsschaltung zu schaffen, der fertigungstechnisch rationell herstellbar ist und eine Spannungsfestigkeit von mehreren kV aufweist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Kombination der für unterschiedliche Zwecke bekannten Merkmale wird ein Regelübertrager geschaffen, der eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber einem einfachen Regelübertrager mit Primärwicklung und Sekundärwicklung hat. Durch die Aufteilung der Impulsspannung an der Sekundärwicklung auf mehrere Sekundärwicklungen und mehrere Dioden wird die impulsartige Spannungsbelastung der Bauteile beträchtlich herabgesetzt, z. B. von 3 kV auf 750 Volt. Die Gefährdung dieser Bauteile wird dadurch wesentlich verringert. Daher ist bei gleichen Bauteilen auch eine höhere Spannung an der Sekundärwicklung beherrschbar. Insgesamt ist es möglich, über die Sekundärwicklungen Spannungen bis zu 6 kV in den Fußpunkt der Hochspannungswicklung einzukoppeln. Durch die Aufteilung der Hochspannung auf mehrere Wicklungen und Dioden wird auch die Spannungsbelastung gegenüber dem Kern herabgesetzt. Da jeweils an einer Wicklung nur ein Teil der insgesamt an der Sekundärwicklung stehenden Impulsspannung steht, lassen sich wesentlich geringere Abstände der Kontakte und geringere Abmessungen des gesamten Trafos erzielen. Der gesamte Regelübertrager wird dadurch wesentlich kleiner, billiger und besser herstellbar. Durch die Aufteilung der Wicklungen auf mehrere Kammern ist auch die Abstimmung des Übertragers auf eine bestimmte Harmonische der Zeilenfrequenz besser beherrschbar. Durch die verringerte Eigenkapazität der Wicklung in einer Kammer gegenüber der Eigenkapazität einer einzigen durchgehenden Wicklung ist eine Abstimmung auf höhere Frequenzen möglich. Dadurch kann insbesondere der Innenwiderstand der durch den Regelübertrager gebildeten Regelspannungsquelle herabgesetzt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 eine Hochspannungsschaltung für einen Fernsehempfänger mit einem erfindungsgemäßen Regelübertrager,

Fig. 2 den konstruktiven Aufbau des Regelübertragers und

Fig. 3 eine Anwendung des erfindungsgemäßen Regelübertragers für eine besonders verlustfrei arbeitende Schaltung zur Stabilisierung der Hochspannung.

Fig. 1 zeigt den Hochspannungstransformator Tr mit der an die Betriebsspannung U1 angeschlossenen Primärwicklung 1, den Hochspannungswicklungen 2a, 2b, 2c, den Hochspannungsgleichrichterdioden 3a, 3b und dem durch die zeilenfrequente Schaltspannung 4 gesteuerten Leistungsschalttransistor 5. Die mit Tr erzeugte Hochspannung UH von 30 bis 35 kV ist an die Anode der Bildröhre 6 angelegt.

In den Fußpunkt b der Hochspannungswicklung 2, also das untere Ende der Teilwicklung 2c, ist der Regelübertrager RÜ eingeschaltet. Der Regelübertrager RÜ enthält zwei getrennte Sekundärteilwicklungen S1 und S2, zwischen denen denen die Diode D1 liegt. Die Teilwicklung S1 ist über die Diode D2 mit dem Fußpunkt b der Hochspannungswicklung 2, nämlich dem Ende der Wicklung 2c verbunden, während die Teilwicklung S2 über die Diode D3 an die konstante Spannung U3 angeschlossen ist. Die Diode D2 ist durch den Kondensator 7 zu einer Gleichrichterschaltung ergänzt.

An die Anode der Bildröhre 6 ist der Spannungsteiler aus dem hochohmigen Bleederwiderstand 8 von etwa 900 MOhm und dem demgegenüber niederohmigen Widerstand 9 von etwa 1 MOhm angeschlossen. An dem Abgriff a wird eine zur Hochspannungsänderung proportionale Stellgröße Us abgenommen und dem Modulator 10 zugeführt, an dessen anderen Eingang der Ausgang des Impulsgenerators 11 angeschlossen ist. Der Modulator 10 erzeugt Impulse 12, deren Amplitude durch Us moduliert und von der Hochspannungsänderung abhängig ist. Die Impulse 12 werden der aus zwei Teilwicklungen P1 und P2 bestehenden Primärwicklung P des Regelübertragers RÜ zugeführt. Am Fußpunkt b entsteht dadurch eine gleichgerichtete Spannung, die von der Hochspannungsänderung abhängig ist und zu der an der Hochspannungswicklung 2 selbst erzeugten Hochspannung derart addiert wird, daß die an der Anode der Bildröhre 6 wirksame Hochspannung UH stabilisiert wird.

Fig. 2 zeigt den konstruktiven Aufbau des Regelübertragers RÜ. Auf einem Schenkel des ohne Luftspalt ausgebildeten Kerns 21 ist der Kammerspulenkörper 20 mit insgesamt vier Kammern 22 gelagert. In den Kammern 22 liegen die Wicklungen P1, P2, S1, S2, wobei abwechselnd eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufeinanderfolgen, Primärwicklung und Sekundärwicklung also ineinandergeschachtelt sind.

Fig. 3 zeigt zunächst wieder die Bauteile gemäß Fig. 1. Zusätzlich sind dargestellt der Netzgleichrichter 24, der Ladekondensator 25, das Schaltnetzteil 26, das über die Diode 27 an der Klemme c die Betriebsspannung U1 erzeugt. An die Primärwicklung P ist die Zusatzwicklung 13 des Transformators Tr angeschlossen, die der Primärwicklung P den Energieimpuls 20 zuführt. Der an der Primärwicklung P wirksame Anteil des Energieimpulses 20 wird wie in Fig. 1 durch Us in der Amplitude moduliert. Der Modulator 10 von Fig. 1 ist realisiert durch die Diode 14, den Kondensator 15, die Speicherdrossel 36 und den MOSFET-Schalttransistor 34, der außerdem über die Diode 38 mit der Betriebsspannung U1 am Punkt c verbunden ist. Der Transistor 34 wird von dem Impulsweitenmodulator 35 mit einer durch die Stellgröße Us impulsweitenmodulierten Spannung Up gesteuert.

Die Wirkungsweise ist folgende. Während der Zeit T1 ist der Transistor 34 durch Up leitend gesteuert, der Punkt g also geerdet. Der über die Diode 14 geladene Kondensator 15 liefert dadurch einen Ladestrom iL über die Speicherdrossel 36. Die im Kondensator 15 über den Gleichrichter 14 eingespeiste Energie wird also in eine Energie in Form eines Stromes iL in der Speicherdrossel 36 umgesetzt. iL steigt während T1 sägezahnförmig an. Am Ende von T1 wird der Transistor 34 durch Up gesperrt. Dadurch entsteht am Punkt g der Impuls U2. U2 verursacht einen Strom i1 über die Diode 38 in die Betriebsspannungsklemme c und begrenzt gleichzeitig den Maximalwert von U2 auf den Wert von U1. Die Diode 38 hat somit eine Doppelfunktion, nämlich einmal die Rücklieferung von der in der Speicherdrossel 36 gespeicherten Energie in die Betriebsspannungsklemme c und zur Begrenzung von U2, die ohne eine derartige Begrenzung den Transistor 34 gefährden würde. Die Regelung zur Stabilisierung der Hochspannung UH erfolgt nun dadurch, daß sich entsprechend dem Wert von Us das Ende des Zeitraumes T1 verschiebt. Wenn z. B. die Hochspannung UH sinkt, sinkt auch Us. Durch die Wirkung des Modulators 35 wird die Zeit T1 für den positiven Anteil von Up länger, so daß iL einen größeren Endwert annimmt. Dadurch wird der Kondensator 15 weiter entladen. Die Spannung am Punkt h sinkt also weiter ab. Das bedeutet, daß der Strom über die Primärwicklung P und damit die Amplitude des Impulses an der Sekundärwicklung S ansteigen. Dadurch steigt die in den Fußpunkt b eingekoppelte, gleichgerichtete, positive Spannung an. Dadurch wird UH wieder größer und somit die angenommene Verringerung von UH ausgeregelt. Je nach Arbeitspunkt der Regelung wird also der Wicklung 13 mehr oder weniger Energie entnommen und der Sekundärwicklung S des Regelübertragers RÜ zugeführt. Die Schaltung hat nur eine geringe Verlustleistung, weil die Bauteile 14, RÜ, 15, 36, 34, 38 von Natur aus verlustfreie Bauteile sind. Auch die in Form von iL in die Speicherdrossel 36 gelangende Energie wird wie beschrieben über die Diode 38 zurückgewonnen.

In Fig. 3 enthält der Regelübertrager RÜ nicht zwei Sekundärwicklungen S1, S2, sondern drei Sekundärwicklungen S1, S2, S3, zwischen denen die Dioden D4 und D5 angeordnet sind. Wenn der Impuls auf der gesamte Sekundärseite 3 kV beträgt, wird dieser Impuls auf insgesamt vier Dioden D2, D4, D5, D3 aufteilt, so daß die Impulsbelastung einer Diode nur noch etwa 750 Volt beträgt. Die Primärwicklungen P und Sekundärwicklungen S sind wieder gemäß Fig. 2 ineinandergeschachtelt. Es folgen dann auf dem Kammerspulenkörper 20 gemäß Fig. 2 in Axialrichtung aufeinander die Wicklungen S1, P1, S2, P2, S3. Durch eine entsprechend große Zahl von Sekundärwicklungen S und jeweils zwischen den Wicklungen liegenden und an die Enden angeschlossenen Dioden kann ein noch feinere Aufteilung der gesamten Impulsspannung einer Sekundärwicklung erreicht werden. Es können dann noch höhere Regelspannungen übertragen oder Dioden mit geringerer Spannungsfestigkeit verwendet werden.

Claims (8)

1. Schaltung zur Stabilisierung der Hochspannung in einem Fernsehempfänger mit einem Transformator (Tr) mit einer Hochspannungswicklung (2) und mit einem Regelübertrager (RÜ), dessen Primärwicklung (P) eine von der Hochspannungsänderung abhängige, impulsförmige Spannung (12, 20) zugeführt ist und dessen Sekundärwicklung (S) im Fußpunkt (b) der Hochspannungswicklung (2) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß durch folgende Merkmale:

• a) Die Primärwicklung (P) und die Skundärwicklung (S) des Übertragers (RÜ) sind je als Kammerwicklung mit mehreren Kammern (22) ausgebildet,
• b) die Teilwicklungen (P1, P2) der Primärwicklung (P) liegen in einer ersten Gruppe und die Teilwicklungen (S1, S2) der Sekundärwicklung (S) in einer zweiten Gruppe von Kammern (22),
• c) die Kammern (22) der beiden Gruppen sind ineinandergeschachtelt,
• d) die Sekundärwicklung (S) ist nach Art eines Diodensplit-Transformators mit zwischen den Teilwicklungen (S1, S2) liegenden Dioden (D1, D4, D5) ausgebildet,
• e) der Kern (21) des Übertragers (RÜ) ist ohne Luftspalt ausgebildet.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (S) des Übertragers (RÜ) mit der Hochspannungswicklung (2) sowie mit Erde oder einer Bezugsspannung (U3) über je eine weitere Diode (D2, D3) verbunden ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (P) und die Sekundärwicklung (S) je in zwei Teilwicklungen aufgeteilt sind.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (P) in zwei Teilwicklungen (P1, P2) und die Sekundärwicklung (S) in drei Teilwicklungen (S1, S2, S3) mit jeweils in Reihe geschalteten Dioden (D2, D4, D5, D3) aufgeteilt ist (Fig. 3).

5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (P) zwischen einer Impulsquelle (13) und einer in Abhängigkeit von der Hochspannungsänderung gesteuerten, veränderbaren Impedanz liegt.

6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz durch einen Schalttransistor (34) gebildet ist, an dessen Basis eine durch die Hochspannungsänderung impulsweitenmodulierte Schaltspannung (Up) angelegt und dessen Kollektor über eine Speicherdrossel (36) mit einem Kondensator (15) verbunden ist, wobei der Kondensator (15) über die Reihenschaltung einer Diode (14) und der Primärwicklung (P) des Regelübertragers (RÜ) mit der Impulsquelle (13) verbunden ist, und daß der Kollektor des Schalttransistors (34) über eine weitere Diode (38) mit einer Betriebsspannung (U1) verbunden ist (Fig. 3).

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttransistor (34) ein MOSFET ist.

8. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung die Betriebsspannung (U1) für die Schaltung zur Erzeugung der Hochspannung (UH) ist.