DK148109B - Afboejningskreds - Google Patents

Description

O

148109 i

Opfindelsen vedrører afbøjningskredse af den i krav l's indledning angivne art.

I mange vandrette afbøjningskredse er afbøjningsviklingen serieforbundet med en S-formningskondensator, 5 der oplades til en jævnspænding. En fremløbskobler, såsom en vandret udgangstransistor og en parallel dæmpningsdiode, er forbundet over dette seriearrangement. Når fremløbskobleren leder under et fremløbsinterval, vil jævnspændingen over afbøjningsviklingen skabe en savtandfor-10 met fremløbsstrøm i viklingen.

Primærviklingen på en tilbageløbstransformer er forbundet mellem en spændingsforsyningsklemme og den vandrette udgangstransistors kollektor. Under fremløbet flyder der strøm i primærviklingen, hvor den i viklingens 15 magnetfelt oplagrer energi, der så bliver overført til belastningskredse, der er forbundet med tilbageløbstrans-formeren, såsom højspændings-ultoren, tinder tilbageløbet når afbøjningsviklingen og tilbageløbskondensatoren gennemgår en halvperiode af en resonanssvingning.

20 Eftersom fremløbskobleren er forbundet med tilbage- løbs-primærviklingen, vil den reflekterede belastningsjævnstrøm, der flyder i primærviklingen, bevirke at kollektorstrømmen i den vandrette udgangstransistor vil blive forøget ved afslutningen af fremløbet. En større 25 basisdrivstrøm er nødvendig for at holde transistoren i mætning. Dersom transistoren ikke holdes i mætning, vil der i denne afsættes store effektmængder, som vil kunne ødelægge transistoren.

Når primærviklingen er forbundet med en 30 spændingsforsyning, såsom en ensrettet net-vekselspænding er udgangstrinet ikke elektrisk isoleret fra forsyningen. Det er ønskeligt at isolere så mange af fjem-synsmodtagerens kredse som muligt for yderligere at reducere muligheden for elektrisk stød.

35 Fra eksempelvis US-patent nr. 4.063.133 (Nero m.fl.) er et sådant afbøjningskredsløb kendt. I det i dette patentskrift omhandlede afbøjningskredsløb er en kilde for drifts- 0 148109 2 strøm gennem den vandrette udgangstransformer forbundet med fremløbskoblerens kollektor. Spændingen af kilden for driftsstrøm er forholdsvis lav, 107 volt, som det ses i f.eks. fig. 1 i dette patentskrift. Det 5 kan nogle gange være ønskeligt, at kunne anvende højere spændinger, såsom de spændinger der fås ved direkte ensretning af netvekselspændingen. En sådan anvendelse af højere spændinger kan fjerne behovet for en kredsløbsopstilling til at formindske den ved direkte 10 ensretning af netvekselspændingen frembragte spænding.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at afhjælpe ovennævnte problemer ved at anvise en afbøjningskreds af den i krav l's indledning omhandlede art, i hvilken det ikke er nødvendigt med en forøget ba-15 sisdrivstrøm ved afslutningen af fremløbet for at holde den vandrette udgangstransistor i mætning, og det angivne formål opnås med en afbøjningskreds ifølge opfindelsen, der er ejendommelig ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning.

20 Afbøjningskredsen ifølge opfindelsen udmærker sig således i det væsentlige ved, at der er tilvejebragt et andet resonanskredsløb, som indbefatter en anden kondensator til at oplagre energi fra kilden. På denne måde kan kondensatoren oplades direkte af den ens-25 rettede netvekselspænding, og ladningen på den anden kondensator anvendes derefter til at erstatte tabene i afbøjningskredsen. Ved den angivne udformning af afbøjningskredsen opnås endvidere, at indgangsstrømmen og afbøjningsstrømmen flyder i modsatte retninger gen-30 nem fremløbskobleren (31). Den samlede strøm, der flyder gennem den vandrette udgangstransistor (35) er derved mindre end for kendte afbøjningskredse.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken 35 fig. 1 viser en afbøjningskreds ifølge opfindelsen, fig. 2 et udføreiseseksempel på en triggerkreds vist i fig. 1, 3

O

148109 fig. 3 en anden afbøjningskreds ifølge opfindelsen, og fig. 4a-4h viser kurveformer svarende til de i fig. 1 og 3 viste afbøjningskredse.

5 I fig. 1 er en (B-) spændingskilde, her vist med spændingen V , forbundet over klemmer 21 og 22, og tilvej ebringer herved en energiforsyning for en vandret afbøjningskreds 30, der er en udførelsesform for opfindelsen. B- spændingskilden kan tilvejebringes f.eks.

10 ved hjælp af organer, der ensretter og filtrerer den ikke viste netvekselspænding. Klemmen 22 er gennem en indgangsdrosselspole 23 forbundet med katoden i en styrbar siliciumensretter 25, i en styrbar tovejs omskifter 24. Anoden i den styrbare ensretter 25 er forbundet med klemmen 15 21. En modsat rettet diode 19 i omskifteren 24 er forbundet over den styrbare ensretter 25.

Forbindelsespunktet mellem spolen 23 og omskifteren 24 er forbundet med en energilagringsresonanskreds 26 omfattende en selvinduktion 27 i. serie med en 20 kondensator 28. Resonanskredsen 26 er forbundet med et udgangstrin 29 i den vandrette afbøjningskreds 30. Udgangstrinet 29 omfatter en fremløbskobler 31, en serieforbundet vandret afbøjningsspole 32 og en jævnspændingsblokerings- og S-formningskondensator 33 og en tilbage-25 løbskondensator 34. Fremløbskobleren 31 omfatter en vandret udgangstransistor 35 med kollektorelektroden forbundet med et forbindelsespunkt mellem resonanskredsen 26 og tilbageløbskondensatoren 34 og omfatter en modsat rettet dæmpningsdiode 36.

30 Jævnspændingen over kondensatoren 33 påtrykkes over afbøjningsspolen 32 under fremløbsintervallet, når fremløbskobleren 31 er ledende. Som vist i fig. 4a, er den vandrette afbøjningsstrøm i32, der flyder i den vandrette afbøjningsspole 32, negativ under en første 35 del af fremløbsintervallet t-^-t,. og positiv i den sidste del.

Under det vandrette tilbageløb mellem tidspunk- 148109 4

O

terne tg og tg med fremløbskobleren 31 ikke-ledende dannes en resonant tilbageløbskreds af tilbageløbskondensatoren 34 og afbøjningsspolen 32. Efter en halv periode af en resonanssvingning skifter afbøjningsstrømmen igg r®t-5 ning. Spændingen over tilbageløbskondensatoren 34 og fremløbskobleren 31 er lig med en tilbageløbsimpulsspænding Vr under tilbageløbsintervallet tg-tg som vist i fig. 4b. Ved afslutningen af tilbageløbet ved tidspunktet tg, når dæmpningsdioden 36 bliver forspændt i lede-10 retningen, sluttes fremløbskobleren 31 og begynder at lede fremløbsdelen af afbøjningsstrømmen igg ·

En konventionel vandret oscillator 39 leverer ved en klemme 40 et synkroniseret vandret takt-drivstyresignal V4Q, som vist i fig. 4c, til basis i en drivtrans-15 sistor 41 for derved at tilvejebringe et styresignal til den vandrette udgangstransistor 35 til at åbne og spærre transistoren. Kollektorspændingen for drivtransistoren 41 fremskaffes fra en +V^ forsyning gennem en modstand 42 og en primærvikling 43a på en koblingstransformer 43.

20 En første sekundærvikling 43b på koblingstransformeren 43 er forbundet med basis i den vandrette udgangstransistor 35. En kondensator 44 er forbundet mellem jord og forbindelsespunktet mellem modstanden 42 og primærviklingen på transformeren 43.

25 Ved tidspunktet tg i den første del af det vand rette fremløbsinterval på en bagkant af styresignalet V4Q som vist i fig. 4c, bliver basis-emitter-strækningen i den vandrette udgangstransistor 35 forspændt i lederetningen. Transistoren 35 leder da positiv fremløbskobler-30 strøm ig^ under de sidste dele af fremløbsintervallet.

Ved tidspunktet t4 på en forkant af styresignalet V4Q bliver en forspænding i spærreretningen påtrykt over basis-emitter-strækningen i transistoren 35. Efter et relativt kort interval ved tidspunktet tg, afhængig af 35 akkumuleringstidsforsinkelsen i transistoren 35, afskæres transistoren 35, hvorved det resonante tilbageløbsinterval tg-tg påbegyndes. Modstanden 42 og konden- 5

O

148109 satoren 44 giver basisspændingen i spærreretningen på transistoren 35 en sådan bølgeform/ at der opnås en korrekt afskæring af transistoren.

Under det resonante tilbageløbsinterval over-5 føres belastningsenergi overført fra den resonante tilbageløbskreds / der omfatter tilbageløbskondensatoren 34 og afbøjningsspolen 32 til forskellige belastninger, der er forbundet med tilbageløbskredsen. Som vist i fig.

1 er en belastningsmodstand typisk, som f.eks. kan 10 repræsentere en ultorstrålestrømbelastning, forbundet med tilbageløbskredsen gennem en vandret udgangs- eller tilbageløbstransformer 45.

Et serieforbundet arrangement bestående af en tilbageløbsprimærvikling 45a og en jævnspændingsbloke-15 ringskondensator 46 er forbundet over tilbageløbskondensatoren 34. En højspændings sekundærvikling 45b er gennem en diode 47 forbundet en ultorklemme U. Belastningsmodstanden er forbundet med klemmen U. En ul-torkondensator 48 fra filterer vekselbrumspændingerne.

20 Under vandret tilbageløb bliver dioden 47 forspændt i lederetningen og en reflekteret belastningsstrømkompo-sant flyder i tilbageløbsprimærviklingen 45a, som belaster og overfører energi fra den resonante tilbageløbskreds .

25 Energilagringsresonanskredsen 26 bliver forsynet med energi under fremløbsintervallet. Med selvinduktionen af spolen 23 relativt stor fungerer spolen 23 og den med terminalerne 21 og 22 forbundne B- forsyning som en strømkilde, der leverer en indgangsstrøm iQ, som 30 vist i fig. 4d. Som vist i figurerne 4f og 4g, er omskifteren 24 ikke-ledende mellem tidspunkterne t2 og t^.

Kondensatoren 28 i resonanskredsen 26 oplades fra indgangsstrømmen iQ som vist på kurveform 128 i fig. 4f, så at der oplagres energi i kondensator 28.

35 En konventionel triggerkreds 49 fører portstyre signaler i vandret takt, som vist skematisk på fig. 4e, 6

O

148109 gennem klemmer A-A til portkatoden i den styrede ensretter 25 i tovejsomskifteren 24. Synkronisering indenfor hver vandret afbøjningscyklus opnås ved, gennem en sekundærvikling 43c på koblingstransformeren 43, at til-5 føre triggerkredsen 39 det drivsignal i vandret takt V40' der frembringes ved klemmen 40.

Fig. 2 viser et eksempel på en udførelsesform for triggerkredsen 49, hvor drivsignalet V4Q differentieres én gang af en kondensator 50 og en modstand 37, der 10 er forbundet parallelt med viklingen 43c. Basis i en transistor 54 er forbundet med en anden differentierende kreds ved forbindelsespunktet mellem en kondensator 52 og en modstand 53. Klemmerne A-A er forbundet parallelt med kollektoremitter-elektroderne i transistoren 54. Klem-15 neme A-A er også forbundet parallelt med en kondensator 56 i en integrerende kreds, der omfatter en modstand 55 og en kondensator 56.

Som vist i fig. 4c og 4e virker triggerkredsen 49 som en forsinkelseskreds på en sådan måde at port-20 styresignalet 57, vist skematisk på fig. 4e som en impuls, er sammenfaldende med påbegyndelsen af tilbageløbet ved tidspunktet t^. Forkanten af impulsen V4q, ved tidspunktet t^, holder transistoren 54 ledende indtil kondensatoren 52 er. blevet nok opladet til at af-25 skære transistoren 54. En yderligere forsinkelse frembringes af den integrerende kreds bestående af modstanden 55 og kondensatoren 56 frem til tidspunktet t^, hvor den styrbare ensretter 25 portstyres til at lede.

Ved tidspunktet t^, nemlig begyndelsestidspunktet 30 for tilbageløbet, portstyrer signalet 51 omskifteren 24's styrbare ensretter 25 til at lede, hvorved resonanskredsen 26 afskæres fra B- spændingsforsyningen. Samtidigt bliver fremløbskobleren 31 ikke-ledende og danner derved den resonante tilbageløbskreds. Som vist i fig. 4g ved 35 strømmen i24 i omskifteren 24 gennemgår resonanskredsen 26 en hel svingningscyklus i løbet af tidsrummet t^-t^, der omslutter hele tilbageløbsintervallet.

O

148109 7

Under tilbageløbsintervallet t^-tg overføres den energi, der er lagret i kondensatoren 28 i resonanskredsen 26, til den resonante tilbageløbskreds og til de be-l'astningskredse, der er forbundet med tilbageløbstrans-5 formeren 45. Som vist i fig. 4g vil strømmen to” vejsomskifteren 24 straks efter afslutningen af tilbageløbsintervallet prøve at skifte retning hvorved dioden 19 bliver forspændt i spærreretningen. Uden portstyresignalet 57 forbliver den styrede ensretter 25 ikke-10 -ledende og tovejsomskifteren 24 bliver ikke-ledende tæt ved tidspunktet t?. Derfor vil strøminen i resonanskredsen 26 skifte væk fra omskifteren 24 tæt ved tidspunktet t^.

Under tovejsomskifteren 24*s ikke-ledende periode er spændingen over den med tilnærmelse lig spændin-15 gen over kondensatoren 28 i resonanskredsen 26. Ved begyndelsen af tilbageløbet ved tidspunktet t^ har indgangsstrømmen i opladet kondensatoren 28 til en spidsværdi V^, som vist i fig. 4f. Ved slutningen af en hel resonanssvingningscyklus i kredsen 26 ved tidspunktet 20 t? er der blevet overført energi fra resonanskredsen 26. Spændingen over kondensatoren 28 ligger nu på en lavere spidsværdi V2. Under det efterfølgende opladningsinterval oplades kondensatoren 28 til spidsspændingen V^ Svingningsfrekvensen for resonanskredsen 26 25 kan vælges til omtrent to gange den horisontale tilbageløbsfrekvens for at opnå en hel svingningscyklus, hvori energi kan overføres til den resonante tilbageløbskreds.

Hvis der i stedet for en SCR (Silicon Controlled Rectifier) bruges en ITR (Integrated Thyristor Rectifier) 30 som omskifter 24, kan svingningsfrekvensen for kredsen 26 vælges til omtrent lig med tilbageløbsfrekvensen.

Dersom der kun anvendes en SCR, vil kun udføre en halv svingningscyklus, hvori energi bliver overført til tilbageløbskredsen, med en heraf følgende forøgelse 35 i spids-til-spids-spænding over SCR'en under dens ikke--ledende interval.

148109 8 o

Strømmen ±31 gennem fremløbskobleren 31 er vist i fig. 4h. Når tovejsomskifteren 24 er ikke-ledende, i tidsrummet t2“t5, vil fremløbskoblerstrømmen i^^ være lig med den algebraiske sum af indgangsstrømmen iQ og af-5 bøjningsstrømmen i32· Ved afslutningen af fremløbet, ved tidspunktet t^, hvor den vandrette udgangstransistor 35 er ledende, vil indgangsstrømmen iQ og afbøjningsstrømmen løbe i modsatte retninger gennem fremløbskobleren 31.

Den positive spidsstrøm 1^ er mindre end den negative 10 spidsstrøm -I2· Netto-kollektorstrømmen gennem transistoren 35 er derfor mindre end ved konventionelle transistorbaserede vandrette afbøjningskredse.

Fig. 3 viser et andet udførelseseksempel på en vandret afbøjningskreds ifølge opfindelsen. En B+ spæn-15 dingskilde, eksempelvis med spændingen V , er forbundet mellem klemmerne 121 og 122. Jævnspændingen kan tilvejebringes for eksempel ved at ensrette og filtrere vekselspændingen fra nettet (ikke vist). En jordklemme 153, der er fælles med den ene klemme for vekselstrøms-20 nettet, er forbundet med klemmen 121.

Det vandrette udgangstrin 29 er elektrisk isoleret fra vekselstrømsnettet ved hjælp af en transformer 145. Jordklemmen for det vandrette udgangstrin 29 er betegnet med 154. Transformeren 145 kan eksempel-25 vis udgøre en vandret udgangs- eller tilbageløbs-transformer med en rektangulær kerne 245.

Det vandrette udgangstrin 29 (vist i fig. 3) er forbundet med en sekundærvikling 145c på transformeren 145. En af klemmerne på viklingen 145c er forbundet med 30 fremløbskobleren 31 og med tilbageløbskondensatoren 34. Den anden klemme på viklingen 145c er forbundet med en jævnspændingsblokerings- og filtreringskondensator 152. En klemme på primærviklingen 145a på transformeren 145 er forbundet med kondensatoren 28 i resonans-35 kredsen 26. En anden klemme på viklingen 145a er forbundet med omskifteren 24. En højspændingsbelastning er 9

O

148109 forbundet med en højspændingsvikling 145b. Skønt viklingerne 145a-145c er vist side om side på fig. 3, kan de være viklet udenpå hinanden, for at opnå et tæt magnetisk kobling.

5 Ved hjælp af transformeren 145 er resonanskred sen 126 i højere grad magnetisk end ledningsmæssigt forbundet med den resonante tilbageløbskreds og med fremløbskobleren i det vandrette udgangstrin 29.

Når omskifter 24 leder under tilbageløbet, over-10 føres energi via det magnetiske felt i transformeren 145 fra resonanskredsen 26 til den resonante tilbageløbskreds og andre magnetisk koblede belastninger, såsom højspændingsbelastningen . Med det vandrette udgangstrin 29 forbundet med en sekundærvikling bliver den 15 eneste belastningsstrøm gennem sekundærviklingen 145c og fremløbskobleren 31 den forholdsvis lille strøm, der er nødvendig til at udligne tabene i selve det vandrette udgangstrin. I stedet flyder en relativt stor belastningsjævnstrøm i primærviklingen 145a, og den repræsenterer 20 al den reflekterede belastningsjævnstrøm, der flyder i de belastningskredse, der er magnetisk koblede til primærviklingen 145a.

Fordi en reflekteret fremløbsspænding frembringes i primærviklingen 145a, vil den opladende spænding, 25 der skabes over kondensatoren 28 i resonanskredsen 26 mellem tidspunkterne t2 og t^ som vist på fig. 4f, ikke længere ligne bølgeformen 128. I stedet bliver den lig med enten bølgeformen 128a eller bølgeformen 128b, afhængigt af den nøjagtige værdi af den reflekterede frem-30 løbsspænding og værdien af forsyningsspændingen B+.

En indgangsdrosselspole, der er forbundet mellem klemmerne 122 og omskifteren 24, kan være en selvstændig komponent eller, som vist i fig. 3, en vikling på transformeren 145. Ved at anbringe spolen 123 på det 35 ben, der ligger overfor viklingerne 145a-145c, vil den forholdsvis store spredningsinduktion bevirke at den 10

O

148109 ikke er koblet til de øvrige viklinger. Isolering fra vekselstrømsnettet kan også opnås ved at bruge en særskilt indgangstransformer som indgangsdrosselspole.

Den i fig. 3 viste kreds giver også mulighed 5 for kombineret vekselstrømsnet- og lavspændingsbatteri--drift. En ensrettet vekselspænding kan tilføres klemmerne 121 og 122, mens batterispændingen kan tilføres kondensatoren 152 direkte. Når den ene af disse kraftkilder anvendes, skal den anden være frakoblet.

Claims (10)

1. Afbøjningskreds omfattende a) en afbøjningsvikling (32), b) en fremløbskobler (31), der er forbundet med afbøj- 5 ningsviklingen (32) og indrettet til at frembringe en fremløbsstrøm i afbøjningsviklingen (32) under et fremløbsinterval, når fremløbskobleren (31) er ledende, hvilken fremløbskobler (31) har en styreelektrode til at afbryde strømforløbet gennem fremløbskobleren 10 (31), c) en tilbageløbskondensator (34) der er forbundet med afbøjningsviklingen (32) til dannelse af en første resonanskreds under et tilbageløbsinterval når fremløbskobleren (31) er ikke-ledende, 15 d) en belastningskreds, der er forbundet med den første resonanskreds, som er indrettet til at overføre energi til belastningskredsen under tilbageløbsintervallet, samt e) en energiforsyningskilde, 20 kendetegnet ved, f) en anden resonanskreds (26) hvori indgår en anden kondensator (28) til oplagring af energi fra nævnte energiforsyningskilde (—V ) g) organer (31) til at oplade den anden kondensator fra 25 energiforsyningskilden under fremløbsintervallet, h) andre omskifterorganer (24), der er forbundet med den anden resonanskreds (26) for at frembringe en resonant strømsvingning i den anden resonanskreds mider tilbageløbsintervallet, 30 i) idet den første resonanskreds (32,34) er forbundet med den anden resonanskreds (26) for at overføre oplagret energi fra den anden kondensator (28) til den første resonanskreds (32,34) under tilbageløbsintervallet, j) og idet organerne (31) til at oplade den anden, konden-35 sator (28) er således forbundet med denne, at de opla der den meå en spændingspolaritet, der vil muliggøre O 148109 overførsel af den oplagrede energi i den anden kondensator (28) til den første resonanskreds (32,34) inden der sker nogen polaritetsvending i den anden kondensator (28) under den nævnte resonante strømsvingning.

2. Kredsløb ifølge krav 1, kendetegnet ved, at bélastningskredseri omfatter en tilbageløbstransformer (45,145) .

3. Kreds ifølge krav 1 eller 2, kendetegne t ved, at den anden resonanskreds (26) er forbundet 10 med fremløbskobleren (31), idet strømmen flyder fra energiforsyningskilden til den anden resonanskreds (26) gennem fremløbskobleren (31).

4. Kreds ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at den strøm, der flyder i den anden resonanskreds 15 (26) skifter de andre omskifterorganer (24) fra.

5. Kreds ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at energiforsyningskilden omfatter en strømkilde (-Vo,23; +V0,123).

6. Kreds ifølge krav 5, kendetegnet 20 ved; at strømkilden omfatter en selvinduktion (23,123), der er forbundet med jævnspændingskilde (-VQ; +VQ).

7. Kreds ifølge krav 1,kendetegnet ved en transformer (145), hvoraf en første vikling (123) er forbundet med den anden resonanskreds (26), og en ne anden vikling (145c) er forbundet med den første resonanskreds (32,34).

8. Kreds ifølge krav 7, kendetegnet ved, at belastningskredsen omfatter en højspændingsvikling (145b) på transformeren (145) . 30

9. Kreds ifølge krav 1, kendetegnet ved, at strømmene fra energiforsyningskilden (-VQ 23; +Vo,123) og strømmene fra afbøjningsviklingen (32) flyder i indbyrdes modsatte retninger igennem fremløbskobleren (31) henimod afslutningen af fremløbs- 35 intervallet.

10. Kreds ifølge krav 9, kendetegnet