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Schaltungsanordnung zur Umwandlung einer niedrigen Gleichspannung
in eine hohe Gleichspannung Zum Betrieb von Braunsehen Röhren wird eine hohe Gleichspannung
benötigt. Insbesondere bei Braunsehen Röhren von Fernsehgeräten ist man bestrebt,
die Betriebsspannung möglichst hoch zu wählen, um eine ausreichende Punktschärfe
und eine große Bildhelligkeit zu erzielen.
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Es ist bekannt, .das Zeilenablenkgerät gleichzeitig als Hochspannungsquelle
zu benutzen. Es sei zunächst die Abb. z ohne die Teile a und 13 betrachtet.
Die sägezahnförmige Ablenkung des Kathodenstrahls der Fernsehröhre in horizontaler
Richtung durch die Ablenkspule 6 wird mittels eines Transformators 7, r und einer
Kippröhre 8 vorgenommen. Während des schnellen Rücklaufes (- ro°/o des Sägezahnanstieges)
beim Unterbrechen des von einer Gleichstromquelle gelieferten Stromes durch die
Kippröhren 8 entsteht an der Ablenkspule 6 und an der Anode der Kippröhre 8 eine
impulsartige hohe Spannung. Diese Spannung an der Kippröhre 8 wird über eine Gleichrichterröhre
ro .gleichgerichtet und dient als Betriebsspannung für die Braunsche Röhre.
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Die erzielbare Hochspannung bei gegebener Netzgleichstromleistung
ist durch die Eigenkapazität des Ablenktransformators und der Kippröhre und die
transformierte Kapazität der Ablenkspulen begrenzt. Da die aufzuwendende Netzleistung
quadratisch mit der erzeugten Hochspannung steigt, ist eine Vergrößerung ,der Hochspannung
durch Erhöhung der Netzleistung über die benötigte A:blenkleistung hinaus unwirtschaftlich.
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Es ist auch bekannt, zur Erhöhung der erzielten Gleichspannung den
erwähnten Transformator durch Hinzunahme einer Sekundärspule als Autotransformator
zu
schalten. Dann würde in" Abb. z nur die Gleichrichterröhre io fortfallen. Die Teilspulen
i und 2 bilden einen Autotransformator, dessen Spannung :durch die Gleichrichterröhre
13 gleichgerichtet wird. Ein Autotransformator ist jedoch nur beschränkt anwendbar,
weil dadurch die kapazitive Belastung des Transformators ansteigt, die mit Rücksicht
auf die durch die Eigenfrequenz des Transformators gegebene Rücklaufdauer ein gewisses
Maß nicht überschreiten darf.
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Es ist ferner bekannt, zur wirtschaftlichen Erzielung einer höheren
Spannung eine zwei- oder mehrstufige Gle ichriahterschaltung zu benutzen. Hierbei
wird jeder Teilspule je eine Gleichrichterröhre zugeordnet. In Abb. i gehört also
die:Gleicfirichterröhre io zur Teilspule i und die Gleichrichterröhre 13 zur Teilspule
2. Auf diese Weis;. wird die kapazitive Belastung des Transformators kleiner, als
wenn die beiden Teilspulen i und unmittelbar miteinander verbunden würden und nur
eine einzige Gleichrichterröhre 13 verwendet würde. Es werden also mehrere Gleichspannungen
hintereinandergeschaltet.
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Die Erfindung zeigt, daß bei dieser bekannten Schaltung eine Gleichrichterröhre,
nämlich die Gleichrichterröhre 13 in Abb. i, fortfallen kann, wenn die Teilspulen
auf die gleiche oder annähernd gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt sind oder so
fest miteinander gekoppelt sind, .daß ihre Spannungen annähernd zur gleichen Zeit
ihren höchsten Augenblickswert erreichen.
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Durch die Erfindung wird nicht nur eine Gleichrichterröhre erspart,
sondern es wird auch eine Verringerung der aufzubringenden Heizleistung und damit
der Dämpfung des Transformators durch den. transformierten Heizfadenwiderstand erzielt.
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Die Abbildungen zeigen als Beispiel einige Ausführungsformen der Erfindung.
Bei Anwendung der Erfindung fällt die in Abb. i gestrichelt gezeichnete Gleichrichterröhre
13 fort, so daß also derLadekondensator g unmittelbar an die Teilspule 2 angeschlossen
wird. Die übrigen Teile der Abb. i wurden oben bereits beschrieben. Infolge der
bei der Erfindung angewendeten Abstimmung erreichen die Augenblicksspannungen der
Teilspulen i und 2 ihren Höchstwert zur gleichen Zeit. An sich würde dieses Ziel
bereits ,durch eine festeKopplung der Teilspulen erreicht werden können. Da jedoch
aus Gründen der. Spannungsfestigkeit die ,Teilspulen des Kipptransformators 7, i
große Abstände untereinander .und zum Transformatorenkern haben, ist die Kopplung
der Teilspulen untereinander nicht vollkommen fest, wenn ein Eisenkern niedriger
Permeabilität verwendet wird. Die Teilspulen führen beim Abschalten .des Stromes
durch die Kippröhre 8 je nach ihrer Induktivität, Kapazität und Kopplung untereinander
verschiedene Eigenschwingungen aus, was für die zuletzt beschriebene bekannte Schaltung
(Abb. i mit Gleichrichterröhre 13) ohne Belang ist.
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Werden jedoch die Resonanzfrequenzen der Teilspulen i und 2 gleich
oder fast gleichgemacht, was z. B. durch eine entsprechende Windungszähl der Teilspule
2, also durch Veränderung .der Induktivität dieser Teilspule, geschehen kann, so
fallen die Spannungsspitzen der beiden Spulenspannungen zeitlich zusammen. Deshalb
entsteht am Ladekondensator g eine Gleichspannung in Höhe derSumme der bei.denTeilspannungsscheitelwerte.
Die gleiche Abstimmung tritt nicht in jedem Fall von selbst auf, weil bei gleicher
Wi:ndungszahl nicht immer die Induktivitäten und Eigenkapazitäten annähernd gleich
sind.
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An Stelle :einer :gleichen Abstimmung kann auch eine feste Kopplung
der Teilspulen treten, was durch Verwendung eines Eisenkerns hoher Permeabilität
(z. B. Ferritkern) möglich ist.
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Abb. 2 zeigt eine dreistufige Anordnung mit zwei Gleichrichterröhren
io und i i. Auch hierbei sind bei nicht fester Kopplung die Teilspulen i, 2 und
3 auf die gleiche Resonanzfrequenz zu bringen.
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Schaltet man in Abb. 2 zusätzlich den gestrichelt gezeichneten Kondensator
15 ein, so brauchen nur die Spulen :2 und 3 :auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt
oder fest miteinander gekoppelt . zu werden. Wird er statt an die Kathode .der Röhre
io an die Anode der Röhre ii ,geschaltet, so müssen die Spulen i und 2 auf die gleiche
Resonanzfrequenz abgestimmt oder fest miteinander gekoppelt werden.
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In Abb.3 ist eine vierstufige Anordnung, mit zwei Gleichrichterröhren
dargestellt. Die Spule 2 ist mit ,der Spule 3 durch den Gleichrichter io und die
Spule 4 mit der Spule 5 durch .den Gleichrichter i i hintereinandergeschaltet, während
die Spule 3 mit der Spule 4 unmittelbar verbunden ist. Die Verbindungsstelle ist
durch ,den Kondensator 14 wechselstrommäßig mit- dem Anfang der Spule 2 verbunden
und ebenso das Ende der Spule 5 durch den Kondensator g mit dem Anfang .der Spule
2. Ist die Kopplung :der Spulen nicht fest, .so kann eine paarweise Abstimmung vorgenommen
werden, d. h. die Spulen 2 und 3 und die Spulen 4 und 5 können jeweils auf gleiche
Eigenfrequenz gebracht werden, die auch miteinander übereinstimmen können. Dann
kann der Kondensator 14 weggelassen werden.
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Die Abb. 4 stellt eine fünfstufige Anordnung dar. Die. Spulen i und
2, 3 und 4, 4 und 5 sind durch die Gleichrichter io, ii und 12 hintereinandergeschaltet.
Die Spulen 2 und 3 sind unmittelbar miteinander verbunden, und ihre Verbindungsstelle
sowie die Enden :der Spulen 4 und 5 stehen durch je einen Kondensator 14, 15,g mit
dem Anfang der Spule i wechselstrommäßig in Verbindung, weil die Punkte +A und -A
wechselstrommäßig durch einen Kondensator miteinander verbunden sind. Die Kapazität
15 kann auch -an den Anfang der Spule 4 geschaltet werden, wie bereits bei Abb.2
gesagt wurde. .
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Wie in den Beispielen gezeigt, kann die den Transformator und die
Kippröhre speisende Spule i von den die Hochspannung erzeugenden Teilspulen getrennt
(Abb. 3) oder als Teilspule zur Hochspannungsgewinnung mit herangezogen werden
(Abb.
i, 2 und .4). Die Speisespule i kann auch als Autotransformationswicklung über die
Kippröhre hinaus erweitert werden (Abb. q.).
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Die gezeigten Anordnungen können auch für andere Impulsgeneratoren
benutzt werden, z. B. für fremdgesteuerte, für Generatoren mit getrennter Dämpfungs-diode
(an Stelle der Gitter-Kathoden-Strecke der Kippröhre 8) oder ohne gleichzeitige
Mitbenutzung der Anordnung zur Ablenkung des Kathodenstrahls.