DE69017438T2 - Sicherheitsschaltung für fernsehgeräte. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft den Bereich der Schutzschaltungen für Fernsehempfänger und insbesondere von Schutzschaltungen zur Steuerung der Stromversorgungs- und Ablenksysteme beim Auftreten von Überspannungen und Überströmen. Eine derartige Schaltung wird beispielsweise in EP-A-0332089 beschrieben.
• Schaltungen zur Erzeugung von Betriebsspannungen nach dem Prinzip der Schaltnetzteile und Resonanzrücksprungschaltungen zur Erzeugung von Zeilenablenkströmen und -hochspannung können auf verschiedene Weise Überströmen und Überspannungen ausgesetzt sein. Dies kann besonders störend sein, wenn die Stromversorgungs- und Ablenkschaltungen in einer Wessel-Anordnung kombiniert sind, wo eine einzige Schaltendstufe sowohl das Schaltnetzteil, als auch die Erzeugung des Zeilenablenkstromes steuert.
• Ein Stromversorgungs- und Ablenksystem in einer Wessel-Anordnung kann einen Schalttransistor, Netztransformator und Zeilenendtransformator und ein Horizontalablenkjoch enthalten. Der Schalttransistor ist mit dem Netztransformator, dem Zeilenendtransformator und dem Horizontalablenkjoch verbunden. Der Zeilenendtransformator weist eine Anzahl Windungen auf, die mit Gleichrichtschaltungen verbunden sind, um unterschiedliche Betriebsspannungen für unterschiedliche Lasten, beispielsweise dynamische Lasten, im Fernsehempfänger zu liefern. Beispielsweise kann die Endanodenspannung eine ganz erhebliche dynamische Last darstellen. Der Netztransformator weist eine Primärwicklung auf, die zwischen den Schalttransistor und eine Gleichspannungsquelle geschaltet ist. Der Netztransformator weist auch eine Sekundärwicklung auf, die über eine Energieübertragungsdiode mit einer Wicklung des Zeilenendtransformators verbunden ist. Ein Ein-/Aus-Steuersignal wird durch einen Regelkreis erzeugt, der auf Veränderungen in einer oder mehreren Betriebsspannungen aufgrund veränderlicher Belastungen und entsprechender Energieverluste anspricht. Der Schalttransistor spricht auf das Ein-/Aus-Steuersignal an, um die dynamischen Lastverluste im Zeilenendtransformator auszugleichen und die Horizontalablenkung zu steuern.
• In einer Wessel-Anordnung ist eine derartige Schaltung in besonderem Maße der Gefahr von Überlastung ausgesetzt. Überlastung kann durch eine Anzahl Quellen bewirkt werden, beispielsweise durch ein fehlerhaftes Bauteil, aufgrund eines abrupten Szenenwechsels von Dunkel nach Hell mit einem begleitenden hohen Strahlstrom oder durch eine andere Überlastursache. In solchen Fällen kann leicht Sättigung des Transformators erreicht werden. Hochspannungsspitzen können im oder über dem Transistor auftreten, die den Transistor zerstören können.
• Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, Schutz vor einer Mehrzahl von Strom- und Spannungsüberlastsituationen durch Überwachung von Rückführungssignalen zu schaffen, die verschiedene Spannungs- und Stromniveaus in verschiedenen Teilen eines Schaltnetzteil- und Zeilenablenksystems anzeigen.
• Ein Stromversorgungs- und Ablenksystem für einen Fernsehempfänger gemäß diesem Merkmal der Erfindung umfaßt einen ersten Transformator, der mit einem Ablenkjoch und einer abgeleiteten Sekundärspannungsquelle zur Ansteuerung einer Last, beispielsweise zur Erzeugung einer Endanodenspannung, verbunden ist. Ein Ein-/ Aus-Schalter reagiert auf ein Ein-/Aus- Signal, beispielsweise ein pulsbreitenmoduliertes Signal. Die Primärwicklung eines zweiten Transformators ist mit dem Schalter und einer Gleichspannungsquelle verbunden und seine Sekundärwicklung mit dem ersten Transformator. Die Gleichspannungsquelle kann ein Brückengleichrichter sein, der mit einem Wechselspannungsnetzteil verbunden ist.
• Eine erste Abtastschaltung erzeugt ein erstes Rückführungssignal, das den Strom anzeigt, der von der Sekundärwicklung zum ersten Transformator fließt. Die erste Abtastschaltung kann einen Abtastwiderstand umfassen, der zwischen die Sekundärwicklung des ersten Transformators und eine Erdungspotentialquelle geschaltet ist, und eine Schaltung zur Glelchrichtung der über dem Widerstand anliegenden Spannung. Eine erste Sicherungsschaltung, die auf das erste Rückführungssignal reagiert, steuert die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter, wenn der Strom, der von der Sekundärwicklung zum ersten Transformator fließt, einen Schwellenwert überschreitet, indem sie die Ein-Zeit des Schalters zur Begrenzung des Spitzenwertes des Stromes begrenzt. Die Ein-Zeit kann dadurch begrenzt werden, daß der Betrag der Gleichspannung des Ein-/Aus-Steuerungssignales effektiv verringert wird.
• Eine zweite Abtastschaltung erzeugt ein zweites Rückführungssignal, das die Endanodenspannung anzeigt. Die zweite Abtastschaltung kann einen Gleichrichterkreis zur Erzeugung einer Spannung umfassen, die zur Endanodenspannung proportional ist. Eine zweite Sicherungsschaltung, die auf das zweite Rückführungssignal reagiert, steuert die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter, wenn die Endanodenspannung beispielsweise aufgrund eines Überschlages innerhalb der Bildröhre einen Schwellenwert überschreitet, indem sie die Übertragung des Ein-/ Aus-Signales unterbricht, um den Betrieb des Schalters zu sperren. Die zweite Sicherungsschaltung kann einen monostabilen, elektronischen selbsthaltenden Schalter enthalten.
• Eine dritte Abtastschaltung überwacht den Strom, der durch den Schalter geleitet wird, und erzeugt ein drittes Rückführungssignal. Die dritte Abtastschaltung kann einen mit dem Schalter, beispielsweise durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors, in Reihe geschalteten Widerstand umfassen, um einen zum durch den Transistor fließenden Strom proportionalen Spannungsbetrag zu schaffen. Auch die erste oder die zweite Sicherungsschaltung reagiert auf das dritte Rückführungssignal.
• Die erste Sicherungsschaltung kann dieselbe Wirkung haben, wie eine geringe Verringerung der B&sbplus;-Spannung, um das Stromversorgungs- und Ablenksystem bei einem sicheren Leistungsaufnahmebetrag in Betrieb zu halten, bis die Überstromsituation beendet ist. Die zweite Sicherungsschaltung kann den Betrieb des Stromversorgungs- und Ablenksystems für eine gewisse Zeit vollständig unterbrechen und hat so denselben Effekt, wie kurzes Abschalten des Fernsehgerätes, beispielsweise für eine Zeit von ungefähr fünf Sekunden.
• Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, Schutz vor einer Anzahl von Strom- und Spannungsüberlastsituationen durch Oberwachung von Rückführungssignalen zu schaffen, die verschiedene Spannungs- und Strombeträge in verschiedenen Teilen eines in einer Wessel-Anordnung geschalteten Schaltnetzteil- und Zeilenablenksystems anzeigen.
• Ein Stromversorgungs- und Ablenksystem für einen Fernsehempfänger in einer Wessel-Anordnung umfaßt einen Ein-/Aus- Schalter, der auf ein Ein-/Aus-Signal reagiert, einen ersten Transformator, der Ober eine Primärwicklung verfügt, die an den Schalter und eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, und über eine Sekundärwicklung, und einen zweiten Transformator, der über eine erste Wicklung verfügt, die mit einem Ablenkjoch verbunden ist, das an die Sekundärwicklung des ersten Transformators und an den Schalter angeschlossen ist. Diesem zweiten Merkmal der Erfindung gemäß erzeugt eine erste Abtastschaltung ein erstes Rückführungssignal, das Strom anzeigt, der von der Sekundärwicklung des ersten Transformators in die erste Wicklung des zweiten Transformators fließt, um Ladungsverluste auszugleichen. Die erste Abtastschaltung kann einen Abtastwiderstand umfassen, der zwischen die Sekundärwicklung des ersten Transformators und eine Erdungspotentialquelle geschaltet ist, und eine Schaltung zur Gleichrichtung der über dem Widerstand abfallenden Spannung. Eine erste Sicherungsschaltung, die auf das erste Rückführungssignal reagiert, steuert die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter, wenn der Strom, der von der Sekundärwicklung zum ersten Transformator fließt, einen Schwellenwert überschreitet, indem er die Ein-Zeit des Schalters begrenzt, um den Spitzenwert des Stromes zu begrenzen. Die Ein- Zeit kann begrenzt werden, indem der Gleichspannungsbetrag des Ein-/Aus-Steuersignales effektiv verringert wird.
• Eine zweite Abtastschaltung erzeugt ein zweites Rückführungssignal, das eine dynamische Last an einer abgeleiteten Sekundärspannungsquelle anzelgt, beispielsweise die Endanodenspannung. Die zweite Abtastschaltung kann eine Gleichrichterschaltung zur Erzeugung einer Spannung enthalten, die zur Endanodenspannung proportional ist. Eine zweite Sicherungsschaltung, die auf das zweite Rückführungssignal reagiert, steuert die Wirkung des Ein-/ Aus-Signales auf den Schalter, wenn die Endanodenspannung einen Schwellenwert überschreitet, beispielsweise durch Überschlag innerhalb der Bildröhre, durch Unterbrechung der Übertragung des Ein-/Aus-Signales, um die Betätigung des Schalters zu sperren. Die zweite Sicherungsschaltung kann einen monostabilen, elektronischen selbsthaltenden Schalter enthalten.
• Eine dritte Abtastschaltung tastet den Strom ab, der durch den Schalter geleitet wird, und erzeugt ein drittes Rückführungssignal. Die dritte Abtastschaltung kann einen mit dem Schalter, beispielsweise durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors, in Reihe geschalteten Widerstand umfassen, um einen zum durch den Transistor fließenden Strom proportionalen Spannungsbetrag zu schaffen. Auch die erste oder die zweite Sicherungsschaltung reagiert auf das dritte Rückführungssignal.
• Die erste Sicherungsschaltung kann im wesentlichen dieselbe Wirkung haben, wie eine geringe Verringerung der B&sbplus;-Spannung, um das Stromversorgungs- und Ablenksystem bei einem sicheren Leistungsaufnahmebetrag in Betrieb zu halten, bis die Überstromsituation beendet ist. Die zweite Sicherungsschaltung kann den Betrieb des Stromversorgungs- und Ablenksystems für eine gewisse Zeit vollständig unterbrechen und hat so denselben Effekt, wie kurzes Abschalten des Fernsehgerätes, beispielsweise für eine Zeit von ungefähr fünf Sekunden.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, Schutz vor einer Anzahl von Strom- und Spannungsüberlastsituationen durch Oberwachung von Rückführungssignalen zu schaffen, die verschiedene Spannungs- und Strombeträge in unterschiedlichen Teilen eines Schaltnetzteil- und Zeilenablenksystems anzeigen, wobei verschiedene Überspannungs- und Überstromsituationen auf der Sekundärseite eines Transformators zu verschiedenen Reaktionen verschiedener Sicherungsschaltungen führen. Die Stromversorgung eines Fernsehers gemäß diesem Merkmal der Erfindung umfaßt einen Transformator, der eine Mehrzahl von Wicklungen aufweist, und einen Ein-/Aus-Schalter, der auf ein Ein-/Aus-Signal reagiert, um die Leitung eines Erregerstromes durch eine erste der Wicklungen zu ermöglichen. Eine erste Abtastschaltung erzeugt ein erstes Rückführungssignal, das den Erregerstrom durch die erste der Wicklungen anzeigt. Eine erste Sicherungsschaltung reagiert auf das erste Rückführungssignal, um die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter in einer ersten Weise zu steuern, wenn der Erregerstrom einen Schwellenwert überschreitet. Eine Gleichrichterschaltung ist an eine andere der Wicklungen angeschlossen, um eine Spannungsquelle zum Treiben einer dynamischen Last, beispielsweise der Endanodenspannung für eine Kathodenstrahlröhre, zu schaffen. Eine zweite Abtastschaltung erzeugt ein zweites Rückführungssignal, das die dynamische Belastung anzeigt. Eine zweite Sicherungsschaltung reagiert auf das zweite Rückführungssignal, um die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter in einer zweiten Weise zu steuern, wenn die Endanodenspannung einen Schwellenwert überschreitet. Die erste Sicherungsschaltung, die auf das erste Rückführungssignal reagiert, steuert die Wirkung des Ein-/Aus- Signales auf den Schalter in der ersten Weise, indem sie die Ein- Zeit des Schalters begrenzt, um den Spitzenwert des Erregerstromes durch die erste der Wicklungen zu begrenzen. Die zweite Sicherungsschaitung, die auf das zweite Rückführungssignal reagiert, steuert die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter in der zweiten Weise, indem sie die Übertragung des Ein-/Aus- Signales unterbricht, um den Betrieb des Schalters zu sperren.
• Die erste Sicherungsschaltung kann im wesentlichen dieselbe Wirkung haben, wie eine geringe Verringerung der B&sbplus;-Spannung, um das Stromversorgungs- und Ablenksystem bei einem sicheren Leistungsaufnahmebetrag in Betrieb zu halten, bis die Überstromsituation beendet ist. Die zweite Sicherungsschaltung kann den Betrieb des Stromversorgungs- und Ablenksystems für eine gewisse Zeit vollständig unterbrechen und hat so denselben Effekt, wie kurzes Abschalten des Fernsehgerätes, beispielsweise für eine Zeit von ungefähr fünf Sekunden.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, Schutz vor einer Anzahl von Strom- und Spannungsüberlastsituationen durch Überwachung von Rückführungssignalen zu schaffen, die verschiedene Spannungs- und Strombeträge in unterschiedlichen Teilen eines Schaltnetzteil- und Zeilenablenksystems anzeigen, wobei verschiedene Überspannungs- und Überstromsituationen auf der Primär- bzw. Sekundärseite eines Transformators zu verschiedenen Reaktionen verschiedener Sicherungsschaltungen führen.
• Die Stromversorgung eines Fernsehers gemäß diesem Merkmal der Erfindung umfaßt eine primärseitige und eine Mehrzahl von sekundärseitigen Transformatorwicklungen. Ein Ein-/Aus-Schalter reagiert auf ein Ein-/Aus-Signal, um die Leitung eines Erregerstromes durch die primärseitige Wicklung und die Versorgung der sekundärseitlgen Wicklungen mit Energie zu ermöglichen. Eine erste Abtastscheltung erzeugt ein erstes Rückführungssignal, das den Strom durch den Schalter anzeigt, beispielsweise den Strom, der durch den Kollektor-Emitter-Obergang eines Schalttransistors fließt. Eine erste Sicherungsschaltung reagiert auf das erste Rückführungssignal, um die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter in einer ersten Weise zu steuern, wenn der durch den Schalter geieitete Strom einen Schwellenwert überschreitet. Eine Glelchrichterschaltung ist an eine der sekundärseitlgen Wicklungen angeschlossen, um eine Spannungsquelle zum Treiben einer Last zu schaffen. Eine zweite Abtastschaltung erzeugt ein zweites Rückführungssignal, das einen Energieausgleichsstrom anzeigt, der durch eine der sekundärseitigen Wicklungen fließt. Eine zweite Sicherungsschaltung reagiert auf das zweite Rückführungssignal, um die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter in einer zweiten Weise zu steuern, wenn die den sekundärseitlgen Wicklungen zugeführte Energie einen Schwellenwert überschreitet. Die erste Sicherungsschaltung, die auf das erste Rückführungssignal reagiert, steuert die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter in der ersten Weise, indem sie die Übertragung des Ein-/Aus-Signales unterbricht, um die Betätigung des Schaltermittels zu sperren. Die zweite Sicherungsschaltung, die auf das zweite Rückführungssignal reagiert, steuert die Wirkung des Ein-/ Aus-Signales auf den Schalter in der zweiten Weise, indem sie die Ein-Zeit des Schalters begrenzt, um den Spitzenwert des Energieausgleichsstromes zu begrenzen.
• Die erste Sicherungsschaltung kann den Betrieb des Stromversorgungs- und Ablenksystems für eine gewisse Zeit vollständig unterbrechen und hat so denselben Effekt, wie kurzes Abschalten des Fernsehgerätes, beispielsweise für eine Zeit von ungefähr fünf Sekunden. Die zweite Sicherungsschaltung kann im wesentlichen dieselbe Wirkung haben, wie eine geringe Verringerung der B&sbplus;- Spannung, um des Stromversorgungs- und Ablenksystem bei einem sicheren Leistungsaufnahmebetrag in Betrieb zu halten, bis die Überstromsituation beendet ist.
• Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, Stromversorgungs- und Ablenksysteme zu schaffen, die Schutzschaltungen für verschiedene Überspannungs- und Überstromsituationen aufweisen, die schnell reagieren, sogar in Reaktion auf kurze oder plötzlich auftretende Überlastsituationen. Entsprechend arbeiten die verschiedenen Abtast- und Sicherungsschaltungen mit einer hinreichend kleinen Zeitkonstante, um die Anderung der Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf den Schalter im wesentlichen ohne Verzögerung während einer Überlastsituation zu ermöglichen. Die Sicherungsschaltungen können beispielsweise in einem Zeitraum von ungefähr mehreren Zeilenabtastzeiten reagieren.
• Die Erfindung beruht auf folgende Überlegungen, die im Zusammenhang eines Schaltnetzteil- und Ablenksystems in einer Wessel-Anordnung erklärt werden, in der das Auftreten gewisser Überlastsituationen wahrscheinlicher ist. Während der Leitungsperiode des Schalters wird der Primärwicklung des Netztransformators Strom zugeführt. Dieser Strom wird auf die Sekundärwicklung des Netztransformators übertragen, wenn der Schalter nicht mehr leitet. Der Strom wird dann durch die Energieübertragungsdiode einer Wicklung des Rücksprungtransformators zugeführt. Der Betrag der übertragenen Energie hängt von Lastverlusten im Rücksprungtransformator ab. Der Horizontalablenkkreis ist eine derartige Last, obwohl der Horizontalablenkkreis eine relativ konstante Last ist, der in den ursprünglichen Konstruktions- und Betriebsparametern Rechnung getragen werden kann. Andere Lasten können dynamisch sein und können nicht so gut vorausgesehen werden. Außerdem können derartige dynamische Lasten durch Störungen entstehen, wie Defekte verschiedener Bauteile. Eine erhebliche dynamische Last entsteht durch Erzeugung der Endanodenspannung für die Kathodenstrahlröhre. In einer üblichen Überlastsituation wächst die dem Netztransformator entnommene Leistung zu stark an. Auch die vom Netztransformator durch die Energieübertragungsdiode dem Ablenktransformator zugeführte Leistung wächst in unakzeptabler Weise an. Der Strom in der Sekundärwicklung des Netztrensformators, die die Energieübertragungsdiode versorgt, wächst ebenfalls. Merkmalen der Erfindung gemäß wird dieser Strom gemessen, beispielsweise mittels eines Abtastwiderstandes, der zwischen die Sekundärwicklung und Masse geschaltet wird. Der Spannungsabfall über dem Widerstand ist ein Maß für den vom ersten Transformator zum zweiten Transformator fließenden Strom und dementsprechend für die zum Ausgleich von Lastverlusten vom einen Transformator zum anderen geleitete Leistung. Aus diesem Grund kann der Spannungsabfall als Korrekturgröße oder Rückführungssignal zum Triggern einer ersten Sicherungsschaltung verwendet werden. Der Widerstand hat praktisch keinen Einfluß auf die Arbeit der Schaltung selbst, da er einen sehr geringen Betrag haben kann, beispielsweise 1 Ohm oder weniger.
• Einem anderem Merkmal der Erfindung gemäß arbeitet die erste Sicherungsschaltung im Tandembetrieb mit anderen Sicherungsschaltungen, beispielsweise mit einer, die die Endanodenspannung durch Abtastung der Heizspannung der Kathodenstranlröhre überwacht. Eine zweite Korrekturgröße oder Rückführungssignal wird durch Gleichrichtung der Heizspannung erzeugt, die zusätzlich zur ersten Korrekturgröße zum Triggern derselben oder einer anderen Sicherungsschaltung verwendet wird. Diese Lösung ist vorteilhaft, da die Wicklung zur Erzeugung der Heizspannung der Bildröhre im allgemeinen eine feste Kopplung mit den übrigen Wicklungen des Transformators aufweist und deshalb eine Überiastsituation zuverlässig und schnell feststellt. Der zum zweiten Transformator übertragene Energiebetrag und die Amplitude der Impulsspannung am zweiten Transformator können durch gleichzeitige Bestimmung der vom Netztransformator zum Rücksprungtransformator übertragenen Energie und der Spannungsamplitude im Rücksprungtransformator gemessen werden. Die vom Netztransformator zum Ablenktransformator übertragene Energie wird durch Überwachung der ersten Korrekturgröße bestimmt. Die Spannungsamplitude im Ablenktransformator wird durch Überwachung der zweiten Korrekturgröße bestimmt. Jede oder beide Korrekturgrößen können beim Auftreten von Überlastsituationen zur Triggerung desselben oder entsprechender Sicherungsschaltungen verwendet werden.
• Die erste und die zweite Sicherungsschaltung können im Tandembetrieb mit einer dritten Schaltung zur Feststellung von Überlast arbeiten, die Strom abtastet, der durch den Schalter geleitet wird, beispielsweise durch einen weiteren, mit dem Schalter in Reihe geschalteten Abtastwiderstand. Die Spannung über dem Widerstand zeigt den vom Schalter geleiteten Strom an. Ein mit dieser Spannung in Beziehung stehendes Rückführungssignal kann die Arbeit einer Sicherungsschaltung einleiten, um den Betrieb des Ablenk- und Stromversorgungssystems zu unterbrechen. Die Schutzschaltung kann von denen unabhängig sein, die auf die erste und zweite Korrekturgröße reagieren, oder kann eine dieser Schutzschaltungen sein.
• Die Zeitkonstante der Schaltungen, die die erste und zweite Korrekturgröße durchlaufen, ist vorteilhafterweise so klein, daß die Sicherungsschaltungen praktisch verzögerungsfrei arbeiten. Die Sicherungsschaltungen können beispielsweise nach nur einigen Bildzeilen aktiviert werden, wenn in diesen Bildzeilen eine vorübergehende Überlast auftritt, beispielsweise durch einen hellen Bildfleck.
• Die Fig. 1(a) und 1(b) zusammen zeigen einen Teil einer Schaltung für einen Fernsehempfänger, der Merkmale der Erfindung darstellt. Leitungen in den beiden Figuren, die miteinander verbunden sind, sind mit denselben Großbuchstaben bezeichnet. Alle Kapazitäten sind in Farad angegeben und EC beträgt 16 Volt, sofern nicht anders angegeben ist. Alle Widerstände sind in Ohm angegeben, 1/4 Watt, sofern nicht anders angegeben. Die Werte der Bauteile entsprechen einem Wechselstromnetzanschluß von 220-240 Volt. Die Schaltungsanordnung ist dieselbe für einen Wechselstromnetzanschluß von 110-120 Volt, wenn auch einige der Komponentendaten anders sein werden.
• Fig. 2(a) - 2(e) sind Wellenformen, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung unter normalen Betriebsbedlngungen nützlich sind.
• Fig. 3(a) - 3(b) sind Wellenformen, die zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung bei Überlast nützlich sind.
• Die in Fig. 1(a) und 1(b) dargestellte Stromversorgungs- und Ablenkschaltung 10 verkörpert eine Wessel-Anordnung. Kurz gesagt arbeitet der Endstufentransistor in einer Wessel-Schaltung mit einer unstabilisierten Eingangsspannungsquelle und entnimmt der Eingangsspannungsquelle nur soviel Leistung, wie erforderlich ist, um geregelte Speisespannungen oder einen konstanten Ablenkstrom aufrechtzuerhalten. Die Leitfähigkeitszeit des Zeilenendtransistors ist so geregelt, daß ein konstanter Ablenkstrom unabhängig von Schwankungen der Eingangsspannung oder der Last an den geregelten Spannungsversorgungsanschlüssen aufrechterhalten wird.
• In der Anordnung einer Wesselschaltung besteht die Zeilenendstufe im wesentlichen aus dem Zeilenendtransistor Q1. Der Zeilenendtransistor Q1 steuert sowohl den Netztransformator, als auch den Rücksprungtransformator. Der Transistor Q1 ist mit dem Horizontaljoch W5, dem Rücksprungtransformator T2 und dem Netztransformator T1 verbunden. Eine Eingangsspannung V1 wird am Filterkondensator C1 durch den Diodenbrückengleichrlchter 14 aus der. Netzwechselspannung an den Anschlüssen 12 erzeugt. Die Spannung V1 liegt am Anschluß 12 der Primärwicklung W1 des Transformators T1 und am Transistor Q1 an, der als Leistungsschalter arbeitet.
• Die Sekundärwlcklung W3 des Transformators T2, der Rücklaufkondensator C4 und die Zeilendlode D9 sind durch eine erste Diode D10, die in derselben Richtung leitend gepolt ist, wie der Kollektor-Emitter-Übergang, über den Kollektor-Emitter-Übergang des Schalttransistors Q1 verbunden. Die Sekundärwicklung W2 des Transformators T1 ist mit der Wicklung W3 des Transformators T2 über die Energieübertragungsdiode D8 verbunden, die derart gepolt ist, daß sie während des Rücklaufintervalls leitet und Energie von der Primärwicklung zur Ablenkwicklung überträgt.
• Die erste Hälfte des Rücksprungintervalls ist die Zeit, in der der Rücklaufkondensator C4 durch Energie im Rücklaufimpuls geladen wird, der im Horizontaljoch W5 fließt. Der Rücklaufkondensator C4 ist in der Mitte des Rücklaufs vollständig geladen, wenn der Ablenkstrom Null ist. Strom fließt während der zweiten Hälfte des Rücklaufs vom Rücklaufkondensator C4 zurück durch das Horizontaljoch WS in den Linearitätskondensator C5. Der Rücklauf endet, wenn die Spannung über dem Rücklaufkondensator C4 Null erreicht und die Zeilendiode D9 leitet. Die Zeilendiode D9 leitet, bis der Ablenkstrom gleich Null wird. Danach schaltet die Zeilendiode D9 aus. Transistor Q1 wird eine Zeit, bevor der Ablenkstrom gleich Null wird, leitend, aber nicht danach, je nach der Stärke der Belastungsverluste. Wenn der Ablenkstrom Null überschreitet, wird die Diode D10 in Vorwärtsrichtung betrieben. Dies ist möglich, weil der Transistor Q1 bereits für die Stromversorgungsfunktion leitend sein wird und die Kathode der Diode D10 nur gering über Masse liegen wird.
• Der Beginn der Leitung durch Transistor Q1 wird den Ablenkstrom nicht beeinflussen, wodurch die Regelung der Stromversorgungsfunktion von der Ablenkung unabhängig ist. Die Leitung des Ablenkstromes iH durch Diode D10 und Transistor Q1 wird fortgesetzt bis Transistor Q1 ausgeschaltet wird, was den Rücklauf startet. Der Schalttransistor Q1 wird durch das periodische pulsweitenmodulierte Spannungssignal 5, dargestellt In Fig. 2(a), derart gesteuert, daß er periodisch leitet und sperrt. Das Signal 5 wird durch den Kondensator C6 wechselstromgekoppelt, durch Diode D1 geklemmt und seine Amplitude durch den Spannungsteiler justlert, der durch die Widerstände R4 und R5 gebildet wird. Das pulsweitenmodulierte Ein-/Aus-Signal wird über die Transistoren Q4, Q5 und Q6 an die Zeilenendstufe gekoppelt, die als Treibstufe dienen, und über das Vorspannungsnetz 18. Die Stärke der Vorspannung für Signal 5 an der Basis des Transistors Q4 kann durch Leitung der Dioden D4 und D5 verändert werden. Die Dioden D4 und D5 sind unter normalen Betriebsbedingungen nichtieitend.
• Der Transformator T2 enthält eine Hochspannungswicklung W4, die mittels Gleichrichtern für die Bildröhre 16 die Hochspannung VEHT erzeugt, die Fokussierspannung VFOC und die Schirmgitterspannung VG2. Die Sekundärwicklung W3 speist die Zeilenablenkspule W5, die über Linearitätsjustierung W6 geerdet ist. Verschiedene Gleichrichterschaltungen 20, 22, 24 und 26 erzeugen Betriebsspannungen V2, V3, V4 bzw. V5 aus den Sekundärwicklungen der Transformatoren T1 und T2. Die Pulsweite des Spannungssignales 5 wird durch eine nicht dargestellte, herkömmliche Schaltung In der Weise moduliert, daß die Betriebszelt (Einschaltzeit) des Transistors Q1 derart geregelt wird, daß die Betriebsspannungen V2 - V5 stabilisiert werden.
• Die Basis der Sekundärwicklung W2 wird nicht wie üblich geerdet, sondern-über einen Abtastwiderstand R3 mit Erde verbunden. Die im Transformator T1 gespeicherte Energie wird in Form eines Stromes i1 durch die Energieübertragungsdiode D8 zum Transformator T2 geleitet und dient dazu, die Verlustleistung auszugleichen. Der Strom i1 erzeugt eine Korrekturgröße negativer Spannung US1 am Widerstand R3. Die Korrekturgröße US1 wird durch die Diode D6 gieichgerichtet und tritt am Punkt "a" in Form einer Gleichspannung auf, die vom Strom i1 abhängt. Oberhalb einer Schweiienspannung, die durch die Summe der Vorspannungen in Vorwärtsrichtung der Dioden D4 und D5 festgelegt ist, wird diese negative Gleichspannung über den Widerstand R6 vom Punkt "a" an die Basis des Transistors Q4 angelegt, um den Betrag der Vorspannung oder der Gleichspannung an der Basis des Transistors Q4 zu verringern. Dies hat zur Folge, die Ein-Zeit des Transistors Q1 zu verringern. Die Verringerung der Ein-Zeit des Transistors Q1 begrenzt den durch den Transistor Q1 geleiteten Spitzenstrom i2 und die durch die Diode D8 übertragene Energie. Die Ein-Zeit des Transistors Q1 wird solange verringert, wie die Sicherungschaltung zur Energiebegrenzung aktiviert ist. Die Ein-Zeit des Transistors Q1 bleibt solange eingeschränkt, wie der Betrag der Vorspannung des Signales 5 durch die Leitung der Dioden D4 und D5 beeinflußt wird. Dadurch wird Überlastschutz für die Schaltung 10 im allgemeinen und insbesondere für den Transistor Q1 erreicht. Diese Sicherungsschaltung oder Energiebagrenzer wird im wesentlichen verzögerungsfrei aktiviert, da der Kondensator C2 mit einer Kapazität von ungefähr 100 nF entsprechend klein dimensioniert ist. Die Sicherungsschaltung arbeitet schnell, sogar in Fällen, wo die Überlast nur während mehrerer Zeilen des Fernsehbildes existiert, beispielsweise während eines Überganges von einem dunklen zu einem hellen Bild.
• Die Funktionsweise der auf die Korrekturgröße US1 ansprechenden Sicherungsschaltung kann unter Bezugnahme auf die typischen Wellenformen näher verstanden werden, die in den Fig. 2(a) - 2(e) dargestellt sind. Der Augenblick, in dem der Transistor Q1 eingeschaltet wird, variiert mit der Neigung der Vorderflanke des Signales 5. Signal 6 ist durch den Kondensator C6 wechselstromgekoppelt und seine Amplitude durch den Spannungsteiler verringert, der durch die Widerstände R4 und R5 gebildet wird, um eine Spannung VQ4b an der Basis des Transistors Q4 zu bilden. Spannung VQ4b wird in Figur 2(a) dargestellt. Genauer gesagt bestimmt die Neigung den Einschaltaugenbllck des Transistors Q4 dadurch, daß sie die Zeit ändert, die erforderlich ist, um einen hinreichend hohen Spannungsbetrag zu erreichen, um den Basis- Emitter-Übergang des Transistors Q4 in Vorwärtsrichtung zu betreiben. Transistor Q5 wird ausgeschaltet, wenn Transistor Q4 eingeschaltet wird. Transistor Q6 wird eingeschaltet, wenn Transistor Q5 ausgeschaltet wird, und sorgt für Basisansteuerung des Transistors Q1. Die Spannung VQ1c am Kollektor des Transistors Q1 ist in Fig. 2(b) dargestellt. Die Spannung VQ1c fällt im wesentlichen auf Erde, wenn der Transistor Q1 zum Zeitpunkt t1 leitfähig wird. Zum selben Zeitpunkt fließt ein ansteigender Strom i2 durch die Wicklung W1 und durch Transistor Q1 durch die Abtastwlderstände R1 und R2 zur Erde. Transistor Q1 schaltet zum Zeitpunkt t3 aus, kurz nachdem Transistor Q4 am Ende jedes Impulses in Signal 5 zum Zeltpunkt t2 ausgeschaltet wird. Der Kondensator im Netz 18 hilft dabei, die Basisladung des Transistors Q1 schnell durch Transistor Q5 zu leeren, der einschaltet, wenn der Transistor Q4 ausscheltet. Die Zeit, die zur Leerung der Basisladung und zum Ausschalten des Transietors Q1 erforderlich ist, beträgt ungefähr 6 Mikrosekunden.
• Sofort nachdem der Transistor Q1 abschaltet und der Strom i2 zu fließen aufhört, induziert eine umgekehrte EMK in Wicklung W1 einen Strom i1 in Wicklung W2 zum Zeitpunkt t4, wie in Fig. 2(d) dargestellt. Strom i1 fließt durch die Diode D8 in die Windung W3. Der Strom i1 beginnt ebenfalls, zum Zeitpunkt t4 durch den Widerstand R3 zu fließen, und erzeugt das Rückführungssignal US1, das in Fig. 2(e) dargestellt ist. Das Rückführungsslgnal US1 ist durch eine negative Auslenkung gekennzeichnet, die eine Amplitude aufweist, die mit der Größe des Stromes i2 in Beziehung steht, der durch die Diode D8 fließt. Das Signal US1 wird durch die Diode D6 gleichgerichtet und erzeugt einen negativen Steuerspannungsbetrag über Kondensator C2 im Punkt "a".
• Die Fig. 3(a) und 3(b) zeigen, wie der Energiebegrenzer der oben beschriebenen Schaltung auf einen Überstrom reagiert. Die Zeitskala der Wellenformen in Fig. 3 ist im Vergleich zu den Wellenformen der Fig. 2 komprimiert. Fig. 3 umfaßt einen Zeitraum von ungefähr 64 Millisekunden. Dasselbe Intervall der Skala in Fig. 2 stellt ungefähr 20 Mikrosekunden dar. Der Betrag des Stromes i1 steht mit dem Betrag des Stromes i2 in Beziehung, der durch den Transistor Q1 geleitet wird, wie in den Wellenformen der Fig. 2 dargestellt. Der Strom i2 ist in Fig. 3(a) dargestellt. Eine senkrechte gestrichelte Linie 30 markiert eine Grenze zwischen einem dunklen Bild mit im wesentlichen verschwindender Strahlstromlast links und einem 100% weißen Bild mit im wesenllchen maximaler Strahlstromlast rechts. Die mittlere Spitzenamplitude des Stromes i2 während des dunklen Bildes beträgt ungefähr 2,2 A. Die Spannung Va an der Kathode der Diode D5 ist in Fig. 3(b) vor und nach dem durch Linie 30 markierten Übergang dargestellt. Der mittlere Betrag der Spannung Va während des dunklen Bildes beträgt ungefähr Null Volt, d.h. Erde.
• Nach dem Übergang zu einem weißen Bild wächst der mittlere Spitzenwert des Stromes i2. Gleichzeitig wird die Spannung Va negativer, da der Strom i1 mit dem Strom i2 wächst. In Fig. 2(a) ist zu erkennen, daß die maximale Amplitude von VQ4b ungefähr 0,8 Volt beträgt. Das ist mehr, als erforderlich, um Transistor Q4 einzuschalten. Die Spannung Va wird negativer, indem die mittlere Spitzenamplitude von Strom i1 mit Strom i2 während aufeinanderfolgender heller weißer Zeilen wächst. Sehr schnell nach dem Übergang wird die Spannung Ve hinreichend negativ, um die Dioden D4 und D5 in Vorwärtsrichtung zu betreiben. Dies kann nach nur wenigen Zeilenabtastperioden eintreten. Der Betrag an der Basis des Transistors Q4 wird verringert, wodurch ein höherer Betrag der Spannung VQ4b erforderlich wird, um Transistor Q4 einzuschalten. Die Ein-Zeit von Transistor Q4 wird verspätet und daher verringert und die Ein-Zeit des Transistors Q1 wird ebenfalls verringert. Dies verhindert, daß der Strom i2 während der Dauer der Überlast auf über ungefähr 2,7 A ansteigt und verhindert ebenfalls, daß der Strom i1 weiter wächst. Die maximale Wirkung der Begrenzung tritt nach ungefähr 64 Millisekunden ein, was zwei bis drei aufeinanderfolgenden Halbbildern entspricht.
• Die Spannung Va wächst an, sobald sich die mittlere Spitzenamplitude des Stromes i1 mit Strom i2 verringert. Besteht die Situation fort, kann der Empfänger weiterarbeiten, aber auf einem geringeren Leistungsniveau, als dem maximal zulässigen. Das geringere Leistungsniveau stellt sich durch eine Stromstärke von ungefähr 2,4 A dar. Dies entspricht in vieler Hinsicht einer geringfogigen Verringerung der Eingangsspannung, die durch den Transistor Q1 geschaltet wird. Die Dioden D4 und D5 werden eventuell nichtleitend, indem die Spannung Va anwächst, wodurch an der Basis des Transistors Q4 die normale Vorspannung wiederhergestellt wird. Die Schaltung geht wieder zum Normalbetrieb über.
• Eine andere Sicherungsscheltung ist mit Transformator T2 verbunden, der die Heizspannung VH der Bildröhre 16 liefert. Die Heizspannung VH wird durch die Diode D7 gleichgerichtet und durch die Zenerdiode Z1 und die Diode D3 an die Basis des Transistors Q2 und den Kollektor des Transistors Q3 angelegt. Wenn die Impulsspannung am Transformator T2 ansteigt, steigt ebenfalls VH an und damit die gleichgerichtete Spannung über Kondensator C7 im Punkt "b". Die Zenerdiode Z1 wird oberhalb eines Schwellenwertes leitend, so daß die positive Spannung im Punkt "b" an die Basis des Transistors Q2 angelegt wird, der leitend wird. Leitung des Transistors Q2 schaltet den Transistor Q3 ein. Die Transistoren Q2 und Q3 bilden einen selbsthaitenden Schalter nach Art eines Siliziumthyristors. Wenn der selbsthaltende Schalter aktiviert ist, wird das Spannungssignal 5 durch die Wirkung der Dioden D2 und D3 unterdrückt. Triggerung des Transistors Q1 wird verhindert. Der selbsthaltende Schalter wird geöffnet, wenn das Impulsüberlastsignal stark genug abfällt, um die Zenerdiode auszuschalten. Dementsprechend wird Schutz für die gesamte Schaltung auch bei jeglichem Auftreten einer unakzeptabel hohen Impulsspannung an den Transformatoren T1 oder T2 erreicht.
• Eine dritte Schutzschaltung wird auch zur Abtastung des Stromes i2 durch die Diode D10 und den Transistor Q1 vorgesehen. Emitterstrom von Transistor Q1 wird direkt durch die Abtastwiderstände R1 und R2 abgetastet. Die Spannung über den Abtastwiderständen liegt im Punkt "c" am Ladekondensator C3 an. Die Spannung im Punkt "c" ist eine weitere Eingangsspannung an der Basis des Transistors Q2, der Teil des oben beschriebenen selbsthaltenden Schalters ist. Wenn der Strom i2, der in den Transistor Q1 fließt, zu groß wird, wird die Spannung im Punkt "c" entsprechend positiver. Wenn die Spannung groß genug wird, wird der Transistor Q2 leitend und ermöglicht dem selbsthaltenden Schalter, zu funktionieren und das Spannungssignal 5 effektiv auszuschalten.
• Dementsprechend schain die gesamte Schaltung in verschiedener Hinsicht Überlastschutz. Zum einen basierend darauf, daß der Strom i1 durch die Diode D8 zu groß wird und ein Überlastsignal im Punkt "a" bewirkt. Zum anderen basierend darauf, daß die Impulsspannung der Transformatoren T1 oder T2 zu groß wird und ein Überspannungssignal im Punkt "b" verursacht. Zum dritten basierend darauf, daß der Strom i2 durch den Transistor Q1 zu groß wird und ein Überlastsignal im Punkt "c" verursacht.

Claims (12)

1. Stromversorgungs- und Ablenksystem für einen Fernsehempfänger, umfassend:

einen ersten Transformator, der mit einem Ablenkjoch und Mitteln zum Ansteuern einer Last verbunden ist,

ein Ein-/Aus-Schaltmittel, das auf ein Ein-/Aus-Signal reagiert, einen zweiten Transformator, der eine Primärwicklung aufweist, die mit dem Schaltmittel und einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, und eine Sekundärwicklung, die mit dem ersten Transformator verbunden ist,

Abtastmittel zur Erzeugung eines ersten Rückführungssignales, das den Strom anzeigt der von der Sekundärwicklung zum ersten Transformator fließt, und

auf das erste Rückführungssignal derart reagierende Mittel, daß die Wirkung des Eln-/Aus-Signeles auf das Schaltmittel gesteuert wird, wenn der von der Sekundärwicklung zum ersten Transformator fließende Strom einen Schwellenwert überschreitet.

2. System nach Patentanspruch 1, bei dem die auf das erste Rückführungssignal reagierenden Mittel die Wirkung des Ein-/Aus- Signales auf den Schalter dadurch steuern, daß sie die Ein-Zeit des Schaltmittels begrenzen, um den Spitzenwert des Stromes zu begrenzen, der von der Sekundärwicklung zum ersten Transformator fließt.

3. System nach Patentanspruch 1, das in einer Richtung leitende Mittel zum Anschluß der Sekundärwicklung an den ersten Transformator umfaßt.

4. System nach Patentanspruch 1, bei dem eine Wicklung des ersten Transformators mit der Sekundärwicklung und dem Ablenkjoch verbunden ist.

5. System nach Patentanspruch 1, darüber hinaus umfassend:

die Last, die eine abgeIeitete Sekundärquelle zur Erzeugung einer Endanodenspannung für eine Kathodenstrahiröhre ist,

Mittel zur Erzeugung eines zweiten Rückführungssignales, das die Endanodenspannung anzeigt, und

Mittel, die auf das zweite Rückführungssignal reagieren, um die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf die Schaltmittel zu steuern, wenn die Endanodenspannung einen Schwellenwert überschreitet.

6. System nach Patentanspruch 5, bei dem die auf das zweite Rückführungssignal reagierenden Mittel die Wirkung des Ein-/Aus- Signales auf das Schaltmittel derart steuern, daß sie die Übertragung des Ein-/Aus-Signaies unterbrechen, um den Betrieb der Schaltmittel zu sperren.

7. System nach Patentanspruch 5, darüber hinaus Mittel zur Abtastung eines von den Schaltmitteln geleiteten Stromes und zur Erzeugung eines dritten Rückführungssignales umfassend, wobei eines der Mittel, die auf das erste bzw. zweite Rückführungssignal reagieren, ebenfalls auf das dritte Rückführungssignal reagiert.

8. System nach Patentanspruch 1, darüber hinaus umfassend: Mittel zur Abtastung eines von den Schaltmitteln geleiteten Stromes und zur Erzeugung eines zweiten Rückführungssignales und

Mittel, die auf das zweite Rückführungssignal reagieren, um die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf das Schaltmittel zu steuern, wenn der durch das Schaltmittel fließende Strom einen Schwellenwert überschreitet.

9. System nach Patentanspruch 8, bei dem die Mittel, die auf das zweite Rückführnngssignal reagieren, die Wirkung des Ein-/Aus- Signales auf das Schaltmittel steuern, indem sie die Übertragung

des Ein-/Aus-Signales unterbrechen, um den Betrieb des genannten Schaltmittels zu sperren.

10. System nach Patentanspruch 1, bei dem die Abtastmittel und die auf das erste Rückführungssignal reagierenden Mittel derart arbeiten, daß sie die Wirkung des Ein-/Aus-Signales auf das Schaltmittel innerhalb eines Zeitraumes in der Größenordnung von einigen Zeilenabtastperioden steuern.

11. System nach Patentanspruch 1, bei dem das Schaltmittel in einer Wesselanordnung ebenfalls an den Transformator und an das Ablenkjoch angeschlossen ist.

12. System nach Patentanspruch 1, bei dem die auf das erste Rackführungssignal reagierenden Mittel eine Diode zur Festiegung des Schwellenwertes umfassen.