FI59497B - Regleringssystem foer hoegspaenning - Google Patents

Description

R2Br*l M ^KUULUTUSJULKAISU CQ A Ο Π JSa l J { ) UTLÄOGNINOSSKIUFT 5 94 97 c (45) Fatentti oydnretty 10 00 1931 yitt#V -Patent meddelat ~ (S1) Kv.ik.7i11t.ci.J G 05 P 1/10, H 04 N 3/18 SUOMI—Fl N LAN D (21) Pw#nttii»i«Biu« —PatMtaiweiutint 762U55 (22) Hakamitptlvf — An*6knin|*f«f 26.08.76 ' ' (23) AlkupUv· —Glkl(h«ttda| 26.08.76 (41) Tulkit (ulklMk·) — ftlMt offwttllg 03.03.77 _ ,__ ' .. __ , (44) Nlhtivtk*lp*non ja kuuL|ullaU«in pvm. — , Λ

Patent· och regiatentyralMn ' ' AmMcm utbgd oeh utUkriftM puMkand 30.0U. 8l (32)(33)(31) Pyydetty *tuolk*u« —Begird prloritM 02.09-75

Englanti-England(GB) 36089, 22.03.76 USA(US) 668967 (71) RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York 22, N.Y., USA(US) (72) Willem den Hollander, Schlieren, Sveitsi-Schveiz(CH) (71*) Oy Kolster Ab (5*0 Suurjännitteen säätösysteemi - Regleringssystem för högspänning Tämä keksintö kohdistuu sellaiseen suurjännitteen säätökyt-kentään, joka on esitetty patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa.

On yleisenä käytäntönä aikaaansaada äärianodin jännite ka-todisädeputkelle, kuten esim. television kuvaputkelle tasasuuntaajalla vaakasuuntaisia palautuspulsseja, joita saadaan poikkeutus-systeemistä, mikä kuvaputkeen liittyy. On tunnettua, että lisäys äärianodin jännitteessä voi aiheutua lisäyksestä verkkojännitteessä joka televisiovastaanotinta syöttää tai pienentymästä kuvaputken suihkuvirrassa, jolloin viimemainittua usein kutsutaan pienennykseksi säteen tehossa. Liian suuri jännite saattaa aikaansaada valokaaren kuvaputken sisällä mikä saattaa tuhota putken tai siihen liittyviä komponentteja tai saattaa aikaansaada haitallista röntgensäteilyä putkesta. Tasavirran syöttö poikkeutussysteemiin on säädeltävissä voittamaan oleellisesti lisäyksen siinä suurjännit-teessä, jonka vaihtelut säteen virrassa tai verkkojännitteessä aiheuttavat.

Eräs säädintyyppi, joka on käyttökelpoinen poikkeutussys-teemeissä on kytkentäsäädin, missä toimintajaksottelu kytkimestä, 2 59497 joka on sijoitettu virran syöttölähteen ja poikkeutussysteemin väliin, on säädeltävissä varsinaisen säädön toteuttamiseksi. Tämä kytkennän säädin saattaa olla muuntajakytketty poikkeutussystee-miin tämän muuntajan aikaansaadessa erotuksen sallien siten säätimen kytkemisen sisääntulevaan voimaverkkoon kun taas varsinainen poikkeutussysteemi saattaa olla erotettuna voimaverkosta. Tällainen kytkentäsäädin on esitettynä toisessa samanaikaisessa patenttihakemuksessa, U.S. sarjanumero 607,512, jätetty 25 elokuuta 1975 nimitykseltään "Synkronisoitu ja säädelty tehonsyöttö" (RCA 69.816). Tämä kyseessä oleva hakemus esittää järjestelyn, jossa oksillaat-torin pulssi muuntajakytketään tähän säätimeen synkronisoimaan te-honsyötön toiminta vaakapoikkeutustaajuudella saattamaan minimiinsä näkyvät ilmiöt tehonsyötön kytkennästä. Tämän muuntajan tehtävänä on eristää oskillaattori tehonsyötöstä. Pulssin amplituudi edustaa tällöin vaihteluja poikkeutussysteemin tasavirrassa, mitkä vaihtelut aiheutuvat voimaverkon vaihteluista. Tällä järjestetyllä kytkentöjen lukumäärä erotetun ja ottamattomien osuuksien välillä vastaanottimessa saadaan pienentymään. Olisi toivottavaa edelleen ohjata tälläistä järjestelyä estäen niitä vaihteluja suurjännit-teessä, jotka suihkuvirta aiheuttaa ja edelleen säilyttää kytkentöjen lukumäärä erotetun ja ottamattoman runko-osan välillä minimissään.

Tämä on ratkaistu keksinnönmukaisessa säätökytkennässä siten, että transistoriastetta syötetään tasasuunnatulla verkkojän-nitteellä ja ohjataan differentiointikytkennän kautta ja se johtaa leveysmoduloidut impulssit lisäksi syöttöjännitteen verkkojännit-teestä riippuvaisten muutosten mukaisesti amplitudimoduloituina ohjaussignaalin virransyöttöosaa varten syöttävään kytkentään.

Kuvio 1 on lohkokaavio ja kaaviokuva poikkeutussysteemistä, missä käytetään tämän keksinnön mukaista suurjännitteen säätökyt-kentää.

Kuviot 2 ja 3 havainnollistavat yksityiskohtaisemmin tehonsyöttö jä, joita voidaan käyttää kuvion 1 mukaisessa systeemissä.

Kuviossa 1 tehonsyöttö ja säädin 10 muuntavat lähtöjännit-teen säädetyksi tasajännitteeksi, mikä on käytettävissä ulostulo-navoista B ja C. Kytkinnapa C on yhdistetty vaakapoikkeutussystee-miin, mikä on samanlainen kuin kahden kahteen suuntaan johtavan kytkimen tyyppi käyttäen ohjattuja piitasasuuntaajia (SCR) kuten 3 59497 on esitettynä U.S. patenttijulkaisussa 3,452,244.

Tasavirta kytkinnavasta C yhdistetään sisääntulon reaktans-sin 11 kautta kommutointikytkimeen 12, joka saatetaan porttikyt-kennällä auki johtamaan kommutoinnin osuuden aikana kustakin poik-keutusjaksosta tahtipulsseilla, jotka saadaan vaakaoskillaattoris-ta 20. Sisääntulon reaktanssiin 11 varastoitu energia on käytössä varaamaan kommutoinnin ja apuna olevan kondensaattorin 13 kommu-tointikäämin 13a kautta. Piirtokytkin 14, mitä säädetään portin käyttömerkeillä, mitkä saadaan jännitteenjakajasta, johon sisältyy vastus 21, kondensaattori 22, sekä kondensaattori 23 kytkettynä kommutointikytkimen 12 sekä aaltomuotoilun piirin yli, johon sisältyy vastus 24, ja induktanssi 25 sallii pyyhkäisyvirran kulkemisen vaakapoikkeutuskäämityksien 15 sekä S-muotoilevan kondensaattorin 16 kautta. Vaakataajuinen virta kulkee myös primäärikäämityksen 17a ja kytkentäkondensaattorin 18 kautta virroittaen muuntajan 17 kunkin vaakapoikkeutusjakson aikana. Tertiäärinen käämitys 17b vaa-kaulostulon ja suurjännitteen muuntajasta syöttää vaakapaluupuls-seja suurjännitteen kertojaelimeen sekä tasasuuntaajalaitteistoon 19 niin että kehitetään tasavirtatyyppinen suurjännite, joka soveltuu käytettäväksi television kuvaputken äärianodin kytkinnaval-la.

Koska kuvaputken äärianodin jännite kehitetään vaakapoik-keutuspiirissä on toivottavaa säädellä suurjännitettä vaihtelujen suhteen, joita kuvaputken suihkuvirran vaihtelut aiheuttavat seurauksena videomerkin moduloinnista. Säädelty tasavirtatyyppinen suurjännite oleellisesti eliminoi mahdollisuuden television vastaanottimen komponenttien vaurioitumiseen tai mahdolliseen liian suureen röntgensäteiden säteilymäärään mikä joskus liittyy kuvaputkeen syötettyyn liian suureen jännitteeseen. Loppuosa kuvion 1 piiristä ja kuvioiden 2 ja 3 havainnollistavat suoritusmuodot te-honsyötöstä ja säätimestä 10 mahdollistavat B+ kuvion 1 syötön säädön kytkinnavassa C, mikä johtaa säädeltyyn tasavirtatyypin suurjännitteeseen.

Jaksottainen jännitteen aaltomuoto 26 aikaansaatuna toisio-käämityksestä 17c tasasuunnataan ja suodatetaan diodilla 27 sekä kondensaattorilla 28. Tämä positiivinen jännite yhdistetään esto-diodin 29 kautta vastuksen 30 ja zenerdiodin 31 liitospisteeseen. Etujännitevastuksen 33, zenerdiodin 31 ja vastuksen 30 sarjayhdis-telmä aikaansaa lepotilan virran muuntajan 32 läpi mistä sen pää- 4 59497 virtatie on yhdistetty syöttölähteeseen B+ kytkinnavasta D vastuksien 34 ja 35 kautta. Zenerdiodi 31 tasoittaa muutoksen jännitteessä kondensaattorin 28 yli asiaankuuluvalle käyttötasolle transistoria 32 varten. Lisäys positiivisen jännitteen määrässä vietynä diodin 29 kautta seurauksena lisäyksestä jännitteen aaltomuodoista muotoilijassa 17 yhdistetään zenerdiodin 31 läpi ja se johtaa pienentymiseen transistorin 32 johtavuudessa, minkä vaikutus tullaan alempana myöhemmin selittämään.

Vaakaoskillaattori 20 aikaansaa vaakataajuisia tahtipuls-seja 38, jotka yhdistetään vastuksen 37 sekä kondensaattorin 36 kautta transistorin 32 kollektorielektrodin sekä transistorin 40 kantaelektrodin liitospisteesen. Vastus 35 myös kytkettynä transistorin 32 kollektorille yhdessä kondensaattorin 36 kanssa muodostaa osan differentoivasta piiristä, joka differentoi jännitteen aaltomuodon 38 kuten on havainnollistettu jännitteen aaltomuodolla 39. Transistori 40 muodostaa emitteriseuraajavaiheen, jossa on korkea sisääntuloimpedanssi, mikä ei vaikuta mitenkään oleellisesti sen differentoivan piirin aikavakioon, joka muodostuu kondensaattorista 36 ja vastuksesta 35. Transistorin 32 kollektori on myös yhdistetty differentoivaan piiriin, mutta koska transistorin kollektorin impedanssi on korkea ei myöskään tämä kuormita diffe-rentoijaa. Täten ei pulssien 39 muoto muutu transistorin 32 johtavuuden vaihdellessa, mutta tasavirtataso muuttuu. Pulssien 75 leveys riipppuu siitä ajasta, jonka transistori 43 on johtavana, kuten se on kun jännite transistorin 40 kannalla ylittää sen arvon, joka on transistorin 40 kantaemitterijännitteen, transistorin 43 kantaemitterijännitteen sekä diodin 44 johtosuuntaisen johtavuusjännitteen summa. Täten kun pulssien 39 tasavirtatasoa muutetaan muuttamalla transistorin 32 johtavuutta muuttuu myös transistorin 43 johtavuusaika. Pulssien 75 leveys kasvaa kun suur-jännite pienentyy. Pulssien 75 amplitudi on kytkinnavan D jännite B+ pienennettynä transistorin 43 kyllästysjännitteellä sekä diodin 44 johtosuuntaisella jännitteellä. Amplitudi on täten edustava arvo mistä tahansa B+ vaihtelumäärästä sisääntulon voimaverkon jännitemuutoksien johdosta. Diodi 47 muuntajan 46 primääripuolella suojaa transistoria 43 ylijännitteeltä. Pulssit 75 tulevat näkyviin muuntajan toision puolella mutta keskiarvo tulee nollan suuruiseksi. Vaikkakaan huipusta huippuun arvo ei nyt muutu, riippuu huipusta nollaan amplitudi toimintajaksosta. Täten, koska puis- 5 59497 seilla 75 on vakinainen toistotaajuus, riippuu huipusta nollaan amplitudi pulssin leveydestä.

Pulssit 75 yhdistetään muuntajan 46 läpi ja kaikki ohimenevät pulssit eli piikit vaimennetaan vastuksella 49. Näitä pulsseja voidaan saada pulssina 53 kytkinnapaan F. Näitä pulsseja käytetään synkronisoimaan kytkentäsäätimen tehonsyötön 10 kytkentää. Diodi 50, kondensaattori 51 ja vastus 52 muodostavat huipun ilmaisimen piirin, joka muodostaa kytkinnapaan B tehonsyötön ja säätimen 10 piirissä tasaisen analogisen jännitteen, joka edustaa muutoksia tasavirtatyypin suurjännitteen virtamäärässä sekä tasa-virran jännitteessä kytkinnavassa D.

Kuviossa 1 on pulssit 75 yhdistetty muuntajan 46 kautta joka toteuttaa muuntajan 17 toisiopuolen erotuksen sisääntulon verkkojännitteestä. Tämä erotus on toivottavaa, jotta mikä tahansa tasavirtan, joka saadaan muuntajan 17 ylimääräisestä käämityk-sesä ja mitä käytetään muiden televisiovastaanottimen osuuksien virroittamiseen on verrattavissa vastaanottimen runkomaan jännitteeseen. Tämä eliminoi suhteellisen kalliin tehomuuntajan, joka muutoin olisi tarpeen aikaansaamaan erotus verkon ja television rungon välille. Tällä erotusjärjestelyllä takaisinkytkentä tasoitus ja ilmaisinpiirejä varten tapahtuu kytkinnavan A kautta te-honsyötössä 10.

Kuvio 2 havainnollistaa kytketyn toimintatavan tehonsyöt-töä- joka on samankaltainen kuin mitä on kuvattuna Iso-Britannian provisionaalisessa patenttihakemuksessa 24.861/75, jätetty 10 kesäkuuta 1975 (RCA 69.816) ja mitä voidaan käyttää kuvion 1 lohkossa 1 0 toteuttamaan vastaanottimen erotettu toiminta. Sisääntulon johdin on yhdistetty siltatasasuuntaajaan 60 ja positiivinen tasa-virta yhdistetään kytkentätransistoriin 61, joka virroittaa kytkentäsäätimen muuntimen 62 primääripuolen. Muuntajan 62 toisio-puoli on yhdistetty diodin 63 kautta, joka tasasuuntaa kytketyn neliöaaltomuodon ja aikaansaa tasavirran kytkinnapaan C vaaka-poikkeutuspiirin käyttämiseksi. Kun käytetään kuvion 2 järjestelyä voidaan kuvion 1 sisääntulon reaktanssi 11 eliminoida ja kytkin-napa C yhdistetään suoraan komrcutoivaan käämiin 13a, kuten kuviossa 2 on havainnollistettu, ja muuntajan 62 toisiokäämitys toimii tehokkaasti varastoidun energian syöttölähteenä, mikä tekee tarpeettomaksi sisääntulon reaktanssin 11 käytön. Sivu-ulosotto muuntajan 62 toisiopuolella yhdistetään diodin 64 ja suodatinkonden- 6 59497 saattorin 65 kautta siten, että voidaan saada pienempi määrä B+ jännitettä kytkinnapaan D ilmaisevan osuuden kuvion 1 säätimestä virroittamiseksi. Voidaan todeta, että kytkentäsäätimen muuntajan 62 tehtävänä on myös erotusmuuntajan toiminta, sen toisiokäämi-tyksen ollessa yhdistetty rungon maadoitukseen, jolloin koko poik-keutuspiirist- voi olla erotettun sisääntulojohtimesta. Kytkentä-transistorin 61 johtavuus- ja estotiloja säätää sovelias kytkennän säätlpiiri 66, jonka sisääntulosignaalina on analoginen kytkinna-van B säätöjännite sekä kytkinnavan F tahtipulssinformaatio. Täten kytkentä synkronisoidaan vaakapoikkeutuksen taajuudella videosignaalin toiston häiriölähteen eliminoimiseksi ja kunkin säätöjakson kytkentäaikavälejä säätää analoginen jännite, joka on yhdistetty kytkinnapaan B. Kytkinsäädin 66 saattaa esim. sisältää multivib-raattorivaiheen, joka toimii kytkinnavan B analogisen merkin perusteella ja jossa multivibraattorissa toimintajakso vaihtelee säätöjännitteen mukaisesti muuttaen transistorissa 61 johtavuus-tilaa ja täten kytkinnapoihin C ja D aikaansaatua B+ tasoa.

Kuvio 3 havainnollistaa erästä toista yleistä säädintyyp-piä, joka myös saattaa käyttää niitä analogisia säätömerkkejä, joita saadaan kuvion 1 piiristä. Vaihtovirtatyypin verkkojännite tasasuunnataan siltatasaussuuntaajalla 60 ja sykkivä tasavirta tasoistetaan suodinpiirillä, mihin sisältyy kuristin 67 sekä kondensaattori 68. Tasavirta viedään sitten diodin 69 kautta kytkin-napaan C virroittamaan kuvion 1 vaakapoikkeutuspiiri. Vastukset 71 ja 72 yhdistettynä tehonsyöttölähteen yli aikaansaavat liitospis-teeseensä alhaisemman B+ tason, mikä kytketään kytkinnapaan D virroittamaan kuvion 1 ilmaisinpiiri. Synkronisointipul-sit 53 yhdistetään kytkinnavasta F kytkimen säätimeen 73 ja analoginen säätö-jännite yhdistetään kytkinnavan B kautta kytkimen säätöön.

Kuvion 3 järjestelyssä tyristori 70 ohjataan päälle sopivana ajanhetkenä mikä määräytyy ilmaisinpulssilla 53 yhdistettyn-kytkinnapaan F sellaisen ajan verran, mikä määräytyy kytkinnapaan B yhdistetystä analogisesta jännitteestä. Täten säätökytkin 73 aikaansaa vaiheen säädön tyristorin 70 johtavuudelle. Kuten on tunnettua sallii tyristorin 70 johtaminen kommutoinnin piiriin 13 ja 13a kuviossa 1 varastoituna olevan energian purkautumisen tyristorin 70 kautta takaisin tehonsyöttöön ylläpitämään haluttua energian ääärää poikkeutuspiirissä, jotta aikaansaataisiin säädetty 7 59497 suurjännite tähän televisiovastaanottimeen. Kuvion 3 sovellutus-muotoa ei mahdollista suojaerotetun rungon käyttöä. Mikäli kuitenkin niin halutaan voidaan erottava tehonmuuntaja asettaa mukaan vaihtovirtaverkkoon ennen siltatasasuuntaajaa 60 niin, että koko runko voidaan erottaa.