FI62441B - Styrkrets foer tyristoravlaenkningssystem - Google Patents

Description

[5Sr^l M (f1)KUU,tUTUSlULKAUM 6? 4 41

Ma lJ 1} UTLÄGCNINGSSKRIFT υ Λ' c Patentti myönnetty 10 1" 1902 • Aj® <<S) Patent meddelat ^ (51) K*.ik.3/b*t.ci.3 H 04 N 3/16 SUO M I—Fl N LAN D (21) P»wnulh«h«Mi«--P«MntM»Bfcnliig 752319 (22) Haktmlipllva — AraMcnlnpdaf 15.08.75 (23) Alkupllvl—GUtlfhatadac 15.08.75 (41) Tvlhit (ulklMkil — BllvK effwcHg 23 02 7 6 fettntti- Ja rekiftarihallttiM (44) ‘

Patent- oeh registerstyrelMn ' AraOkan utltgd och utl.(krtftm pubtleend · uo. od (32)(33)(31) Pyr«i*«r «^«xk·» -e^w prtortt« 22.08.7^

Englanti-England(GB) 369^8 (71) RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, New York 10022, USA(US) (72) Willem den Hollander, Schlieren, Sveitsi-Schweiz(CH) (7^) Oy Kolster Ab (5U) Tyristoripoikkeutusjärjestelmien ohjauspiiri - Styrkrets för tyristor-avlänkningssystem Tämä keksintö kohdistuu tyristorepoikkeutusjärjestelmän ohjauspiiriin, joka käsittää ensimmäisen kytkinlaitteen, joka on kytketty poikkeutuskäämiin syöttämään ensimmäinen energiamäärä poikkeutuskäämiin jokaisen poikkeutusjakson juova-aikana (Tgista T^rn); kommutointilaitteen, joka on kytketty poikkeutuskäämiin syöttämään toinen energiamäärä poikkeutuskäämiin jokaisen poikkeutusjakson kommutointiaikana; ja kytkentälaitteen, joka on kytketty kommutointilaitteeseen ja ensimmäiseen kytkinlaitteeseen kommutointilaitteen kehittämien ohjaussignaalien ensimmäisen polariteettiosuuden tuottamiseksi ensimmäisen virranjohtotien kautta ensimmäiseen kytkinlaitteeseen juova-aikana johtavuuden mahdollistamiseksi ensimmäisen kytkinlaitteen kautta.

Televisiovastaanottimissa on käytetty erilaisia poikkeutusjärjes-telmätyyppejä. Eräs tyyppi, joka käyttää kahta kaksisuuntaisesti johtavaa kytkintä ja SCR-puolijohteita (tyristoreita) näiden kytkimien osina, on esitetty yhdysvaltalaisessa patentissa 3 ^52 2^1*. Tämän tyyppisessä poikkeutus-järjestelmässä ensimmäistä tyristoria käytetään kytkemään poikkeutuskäämi energian lähteeseen jokaisen poikkeutusjakson juova-aikana ja kommutointi-piiriä, joka sisältää toisen tyristorin, käytetään varastoimaan energiaa ja 6 7441 syöttämään varastoitu energia poikkeutuskäämiin jokaisen poikkeutusjakson kommutointiaikana. Ensimmäinen tyristori on tavallisesti varustettu ohjaus-jännitteellä erillisen käämin tai sisäänmenokuristimen välioton kautta ja se kytkee tasavirtalähteen toiseen tyristoriin ja kommutointipiiriin.

Yllä selostetun poikkeutusjärjestelmän yhteydessä on käytetty erilaisia säätöjärjestelmiä pitämässä suurjännitteen tuotto sekä kuvan leveys tasaisena verkkojännitteen ja kuvaputken suihkuvirtaolosuhteiden vaihdellessa.

Eräs säätöjärjestelmä tyyppi muuttaa kommutointipiiriin varastoidun energian määrää kommutointiaikojen välillä. Tämän tyyppinen säätäjä voi käyttää hyväksi säätötyristoria ja diodia kytkemään sisäänmenokuristin jännitelähteeseen B+. Tämän tyyppisessä säätäjässä virta katkaistaan siten, että kuristimen kautta syötettävässä virrassa saadaan aikaan kolo, jonka leveys riippuu säätövaatimuksista ja joka näkyy ensimmäiselle tyristorille ohjausjännitettä syöttävän erillisen kelan tai sisäänmenokuristimen väli-otossa kehitetyn jännitteen aaltomuodossa. Kolon olemassaolo, vaikkakin ohjausjännitteen ensimmäiseen tyristoriin yhdistävän aallonmuokkainpiirin vaimentamana, aiheuttaa negatiivisen jännitteen ja siitä johtuvan negatiivisen virran tyristorin hilalle sen johtaessa. Tämä tila voi johtaa ensimmäisen tyristorin hila-katodiliitoksen ylikuormittumiseen ja lopulliseen vikaantumiseen.

Keksinnön ohjauspiirille on tunnusomaista, että kytkentälaite aikaansaa ohjaussignaalien toisen polariteettiosuuden toisen virranjohtotien kautta ensimmäiselle kytkinlaitteelle kommutointiaikana mahdollistaen mainitun ensimmäisen kytkinlaitteen poiskytkemisen.

Kuvio 1 on kytkentäkaavio, osaksi lohkokaavion muodossa, aikaisemmasta paluuohjatusta poikkeutusjärjestelmätyypistä, joka on samanlainen yhdysvaltalaisessa patentissa 3 1*52 2kh esitetyn kanssa. Tämä järjestelmä sisältää kommutointikytkimen 12, joka käsittää tyristorin (SCR) 1U ja vastakkaissuuntaisen vaimennusdiodin 16. Kommutointikytkin 12 on kytketty sisäänmenokuristimen 18 käämin 18a ja maan välille. Käämin 18a toinen pää on kytketty tasavirtajännitelähteeseen (B+) säätöpiirin 20 kautta, joka säätöpiiri käsittää diodin 17 ja säätötyristorin 19 rinnakkaisyhdistelmän esitetyllä tavalla suunnattuina ja joka säätää poikkeutuspiiriin 10 varastoitua energiaa kommutointikytkimen ollessa auki (so. kommutointiaikojen välillä), aikavälinä T3:sta T0':n kuten on esitetty aaltomuodossa 21, joka on tyristorin il* anodin jännitetason kuvaaja poikkeutusjakson aikana. Vaimennuspiiri, joka käsittää vastuksen 22 ja kondensaattorin 23 sarjayhdistelmän, on kytketty kommutointikytkimen 12 rinnalle ja sen tehtävänä on vaimentaa kommutointikytki- 62441 men 12 kytkemisen aiheuttamia ylitysvärähtelyilmiöitä.

Kommutointikytkin 12 on kytketty kommutointikelan 2k, kommutointikonden-saattorin 25 ja juovakytkimen 26 kautta maahan. Ylimääräinen kondensaattori 32 on kytketty kelan 2k ja kondensaattorin 25 liitoksen ja maan välille. Juovakyt-kin 26 käsittää tyristorin 28 ja vastakkaissuuntaisen vaimennusdiodin 30. Vaaka-poikkeutuskäämin 3^ ja S-muokkainkondensaattorin 36 sarjayhdistelmä on kytketty juovakytkimen 26 rinnalle. Myös juovapäätemuuntajan 38 ensiökäämin 38a ja tasavir-tasulkukondensaattorin 1*0 sarjayhdistelmä on kytketty juovakytkimen 26 rinnalle.

Muuntajan 38 toisiokäämi 38b tuottaa paluupulssit jokaisen poikkeutusjakson paluun aikana. Tämä aika on Tl:n ja T2:n välillä aaltomuodossa 1*1, joka on käämien 3^ ja 38a kautta kulkevan virran kuvaaja poikkeutusjakson aikana. Nämä paluupulssit syötetään suurjännitekertoja- ja tasasuuntaajayksikköön (ei ole esitetty) tasavirtasuurjännitteen tuottamiseksi käytettäväksi kuvaputken (ei ole esitetty) äärianodijännitteenä.

Muuntajan 38 ylimääräinen käämi 38c on kytketty suurjännitteen tunnustelu- ja ohjauspiiriin l*2, joka muuttaa paluupulssien tason ohjaussignaaliksi säätäjän 20 toiminnan ohjaamiseksi. Ohjauspiiri 1*2 on kytketty säätötyristorin 19 hilalle.

Vaakapoikkeutusoskillaattori M on kytketty kommutointityristorin 1U hilaelektrodiin ja se synnyttää jokaisen vaakapoikkeutusjakson aikana hieman ennen juova-ajan loppua käyrän 21 pisteessä TO pulssin, joka kytkee tyristorin 1l* päälle ja aloittaa kommutointiajan. Kommutointiaika esiintyy käyrän 21 pisteiden TO ja T3 välillä. Resonanssimuokkainpiiri U6, joka käsittää kondensaattorin 1+8 ja kelan 50 sarjayhdistelmän kytkettynä sisäänmenokuristimen 18 käämin 18b ja juovatyristorin 28 hilaelektrodin välille sekä vaimennusvastuksen 52 kytkettynä kondensaattorin 1*8 ja kelan 50 liitoksen ja maan välille, muokkaa käämin 18b kehittämää signaalia, joka on oleellisesti aaltomuoto 53 siirretyllä nollajänni-teakselilla, muodostaen siitä kondensaattorin 1*8 ja kelan 50 liitokseen jännite-aaltomuodon 53 esittämän signaalin ja tyristorin 28 hilalle jänniteaaltomuodon 55 esittämän ohjaussignaalin. Ohjaussignaali mahdollistaa tyristorin 28 johtamisen käyrässä 1*1 T2:n ja T’:n välillä esiintyvän juova-ajan toisella puolikkaalla.

Säätöpiiri 20 toimii sillä tavoin, että sisäänmenokuristimen 18 käämin 18a kautta kulkeva virta aikavälillä Tl*:stä T5:een /Talue^A") käyrissä 21, 53 ja 557 katkaistaan hetkeksi, jonka keston määrää suurjännitteen tunnustelu- ja ohjauspiirin 1*2 synnyttämä signaali säätäen kondensaattorin 25 purkautumista ja täten säätäen kondensaattoriin 25 varastoitua energiaa kommutointiaikojen välillä (so. T3 - To*). Virtakatkoksen aikana kehittyy käämin l8a kautta 11 62441 negatiivinen jännitetaso kondensaattorin bQ ja kelan 50 liitokseen kuten on esitetty käyrän 53 aikavälillä Teistä T5:een. Resonanssimuokkainpiiri k6 synnyttää muokatun jänniteaaltomuodon 55, joka myös tulee negatiiviseksi aikavälillä Tk:stä T5:een ja synnyttää ei-toivotun negatiivisen hilavirran tyristorissa 28, kuten hilavirran aaltomuodossa 57 on esitetty. Tämän jakson aikana tyristori 28 on johtava, minkä tähden esiintyy korkea hila-katodiliitoksen tehohäviö, joka voi johtaa sitä seuraavaan tyristorin 28 vikaantumiseen.

Kuvio 2 on kytkentäkaavio, osaksi lohkokaaviomuodossa, poikkeutusjärjestelmästä 60 toteutettuna tämän keksinnön mukaisella ohjauspiirillä. Ne rakenneosat, jotka suorittavat saman toiminnon kuviossa 2 kuin kuviossa 1, on merkitty samoilla viitenumeroilla. Kuvio 2 eroaa kuviosta 1 oleellisesti siinä, että juovatyristorin 28 ohjaamiseen käytetään parannettua ohjauspiiriä 60.

Kondensaattori 62 kytkee käämin 18b kehittämän ohjaussignaalin myötä-suuntaisen (so. positiivisen) ohjausvirtatien kautta, joka tie käsittää kelan 68 sekä diodin 70 ja värähtelynvaimennusvastuksen 72 rinnaikkaisyhdistelmän, juovakytkimen 26 juovatyristorin 28 hilaelektrodilla. Kondensaattori 62 ja kela 68 muodostavat resonanssipiirin, joka nostaa ohjausaaltomuotoa 80 alueella A T3:n ja Tit:n välillä ja täten takaa tyristorin 28 oikean ohjauksen juovajakson toisella puolikkaalla.

Vastasuuntaisen (so. negatiivisen) ohjausvirran kulkutie on kytketty juovatyristorin 28 hilaelektrodin ja kondensaattorin 62 välille ja käsittää diodin 78 ja transistorin 6¼ sarjayhdistelmän. Tämä vastasuuntainen virtatie on rinnakkain myötäsuuntaisen virtatien kanssa, joka käsittää kelan 68 ja diodin 70. Etujännitevastus 66 on kytketty transistorin 6U kollektorielektrodin ja kantaelektrodin välille. Kantaohjaussignaali on kytketty transistorille 6b kommutointikytkimen 12 ja sisäänmenokuristimen 18 käämin 18a liitoksesta kondensaattorin 7^ ja vastuksen 76 sarjayhdistelmän kautta.

Käytössä kondensaattorin 62 ja kelan 68 liitoksessa kehitetty ohjaussignaali on samanlainen kuin kuvion 1 aaltomuodossa 53 esitetty. Ohjaussignaalin positiivisen osuuden aikana (so. T3:sta TU:ään) kulkee virta, kuten aaltomuodossa 82 esitetty, käämistä 18b tyristorin 28 hilalle kondensaattorin 62, kelan 68 sekä diodin 70 ja vastuksen 72 sarjayhdistelmän kautta synnyttäen tyristorin 28 hilaelektrodille jännitteen kuten on esitetty aaltomuodon 80 välillä T3:sta TU:ään. Poikkeutuspiirin normaalitoiminnan aikana, kuten edellä mainitussa patentissa selostettiin, tyristorin 28 anodielektrodi tulee positiiviseksi katodielektrodin suhteen tällä samalla aikavälillä ja tyristori 28 tulee anodin ja katodin väliltä johtavaksi.

Aikavälillä TU:stä T5:een käämin 18b kehittämä signaali laskee nollaan 5 62441 volttiin ja kondensaattorin 62 ja kelan 68 liitoksen jännite, kuten aaltomuodossa 53 on esitetty, tulee negatiiviseksi kondensaattoriin 62 aikavälillä T3:sta Terään keräytyneen varauksen johdosta. Koska tyristorin 11+ anodi, kuten aaltomuodossa 21 on esitetty, on likimain jännitteessä B+ T3:n ja TO’:n välillä ja kondensaattorin 7^» vastuksen j6, vastuksen 66 ja kondensaattorin 62 aikavakio on pitkä aikaväliin T3:sta TO’:hon verrattuna, transistorin 6b kanta-emitte-riliitos on vastajännitteinen aikavälillä T3:sta TOT:hon, joka transistori 6b on estotilassa. Transistorin 6b ollessa estotilassa ei merkittävää negatiivista virtaa voi kulkea tyristorin 28 hilaelektrodin ja käämin l8t välillä diodin 78 ja transistorin 6b kautta, joten jännite tyristorin 28 hilalla pysyy positiivisena kuten aaltomuodossa 80 on esitetty ja hilavirta pysyy positiivisena, vaikkakin laskevana kelaan 68 varastoituneen energian johdosta, kuten aaltomuodossa 82 on esitetty.

Aikavälillä T5:stä TO':hon,jännite kondensaattorin 62 ja kelan 68 liitoksessa tulee jälleen positiiviseksi ja tyristorin 28 hilavirta alkaa kasvaa aaltomuodossa 82 esitetyn mukaisesti.

Kun tyristori 1¾ johtaa hetkellä TO*, transistorin 6b kannalla on negatiivinen etujännite verrattuna tyristorin 28 hilajännitteeseen kondensaattoriin 7^ aikavälillä T3:sta TOhon( kertyneen varauksen johdosta. Tyristorin 28 hilaelektrodilta diodin 78, transistorin 6b kanta-emitteriliitoksen, vastuksen 76 kondensaattorin fb kautta kulkevan virran seurauksena suhteellisesti suurempi virta kulkee tyristorin 28 hilaelektrodilta diodin 78, transistorin 6b ja kondensaattorin 62 kautta käämille 18b. Vastus 66 pitää yllä transistorin 6b johtamista kondensaattorin 6b purkauduttua, täten huolehtien jatkuvasta negatiivisesta jännitteestä tyristorin 28 hilalla kommutointikytkimen 12 koko johta-misjakson ajan varmistaen täten tyristorin 28 oikean poiskytkennän paluun aikana.

Edellä mainittu ohjauspiiri estää täten negatiivisen virran kulkemasta tyristorin 28 hilaelektrodin kautta lukuunottamatta hyvin lyhyttä hetkeä kommutointiaikana kytkettäessä tyristori 28 pois, mitä suositellaan, jotta mahdollistetaan tyristorin 28 nopea poiskytkentä tyristorin 28 ylikuormittumis-mahdollisuuden pienentämiseksi.

Claims (9)

1. 6 62441 r
2. 1. Tyristoripoikkeutusjärjestelmän ohjauspiiri, joka käsittää ensimmäisen kytkinlaitteen (26), joka on kytketty poikkeutuskäämiin (3M syöttämään ensimmäinen energiamäärä poikkeutuskäämiin (3M jokaisen poikkeutusjakson juova- t aikana (Tgista T1 :n); kommutointilaitteen (12), joka on kytketty poikkeutuskäämiin (3^) syöttämään toinen energiamäärä poikkeutuskäämiin (3M jokaisen poikkeutusjakson kommutointiaikanaja kytkentälaitteen (60, U6), joka on kytketty kommutointilaitteeseen (12) ja ensimmäiseen kytkinlaitteeseen (26) kommutointilaitteen kehittämien ohjaussignaalien ensimmäisen polariteettiosuuden tuottamiseksi ensimmäisen virranjohtotien (68, 70) kautta ensimmäiseen kytkin-laitteeseen juova-aikana johtavuuden mahdollistamiseksi ensimmäinen kytkin-laitteen kautta, tunnettu siitä, että kytkentälaite aikaansaa ohjaussignaalien toisen polariteettiosuuden toisen virranjohtotien (78, 6U, 62) kautta ensimmäiselle kytkinlaitteelle kommutointiaikana mahdollistaen mainitun ensimmäisen kytkinlaitteen (26) poiskytkemisen.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjauspiiri, tunnettu siitä, että ensimmäinen virranjohtotie (68, 70) sisältää ensimmäisen yksisuuntaisen virranjohtolaitteen (70), joka on suunnattu johtamaan virtaa ohjaussignaalien ensimmäistä polariteettiosuutta vastaavasti.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen ohjauspiiri, tunnettu siitä, että toinen virranjohtotie sisältää aktiivisen kytkinlaitteen (6U) jolloin pääasiallinen virranjohtotie on kytketty kommutointilaitteen (18, 12) ja ensimmäisen kytkinlaitteen (26) välille ja ohjausliitäntä (76, 7M on kytketty kommutointilaitteeseen (12), jolloin pääasiallinen virranjohtotie tulee johtavaksi kommuto intiaikana. h. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ohjauspiiri, tunnettu siitä, että kommutointilaite (12) sisältää toisen kytkinlaitteen (1U) kommutointi-ajan aloittamista varten ja sisäänmenokuristimen (18) ohjaussignaalien kehittämiseksi, jolloin aktiivisen kytkinlaitteen (6h) ohjausliitäntä on kytketty toiseen kytkinlaitteeseen (lh) ja aktiivisen kytkinlaitteen (6U) pääasiallinen virranjohtotie on kytketty sisään menokuristimen (18) ja ensimmäisen kytkin-laitteen (110 välille.
5. 5· Patenttivaatimuksen U mukainen ohjauspiiri, tunnettu siitä, että aktiivinen kytkinlaite on transistori (6U), jonka kollektorielektrodilta emitterielektrodille johtava tie on pääasiallinen virranjohtotie knntaolcklro-din ollessa ohjausliitäntä. 62441
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ohjauspiiri, tunnettu siitä, että toinen virranjohtotie sisältää edelleen toisen yksisuuntaisen virtaa johtavan laitteen (78), joka on kytketty sarjaan transistorin (6U) kollektori-elektrodilta emitterielektrodille johtavan virtatien kanssa ja suunnattuna johtamaan virtaa ohjaussignaalien toista polariteettiosuutta vastaavasti.
7. 7· Patenttivaatimuksen 6 mukainen ohjauspiiri, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen yksisuuntainen virtaa johtava laite (70, 78) molemmat ovat diodeja.
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ohjauspiiri, tunnettu siitä, että toinen virranjohtotie (78, 6k, 62) sisältää edelleen esijännitelaitteen (66), joka on kytketty kantaelektrodiin ja kollektorielektrodiin transistorin (6h) kyllästämiseksi, kun toinen kytkinlaite johtaa.
9. 9· Patenttivaatimuksen U mukainen ohjauspiiri, tunnettu siitä, että toinen virranjohtotie (78, 6k, 62) on kytketty rinnan ensimmäisen virran-johtotien (68, 70) kanssa ohjaussignaalien toisen polariteettiosuuden muodostamiseksi toisen kytkinlaitteen (lU) johtavuuden aikana ensimmäisen kytkinlaitteen (26) poiskytkemisen mahdollistamiseksi kommutointiaikana. 8 62441