HK6090A - Line output transformer for television receiver - Google Patents

Description

Eine Zeilenendstufe für einen Fernsehempfänger enthält u.a. einen als Schalter dienenden Transistor, eine Primärwicklung, eine Hochspannungswicklung und einen Hochspannungsgleichrichter. Letzterer erzeugt die Hochspannung für die Bildröhre.

Eine solche Zeilenendstufe ist ein relativ teures und schweres Bauteil, an dem hohe Spannungen und Ströme auftreten. Da die Zeilenendstufe mehrere Funktionen erfüllt, wie z.B. die Steuerung der Zeilenablenkspulen, die Erzeugung der Hochspannung für die Bildröhre und die Erzeugung weiterer Impulse für Auftastzwecke und Erzeugung von Betriebsgleichspannungen, wird an die Zeilenendstufe eine Reihe verschiedener Forderungen gestellt. Die Stufe soll einerseits möglichst klein und leicht sein. Sie soll fertigungstechnisch einfach herstellbar sein. Für die durch die Zeilenendstufe gebildete Hochspannungsquelle ist ein niedriger Innenwiderstand erwünscht. Außerdem soll die Stufe trotz der relativ hohen auftretenden Leistung möglichst störunanfällig arbeiten.

Zur Erzielung des niedrigen Innenwiderstandes ist es bekannt, die Streuinduktivität der Hochspannungswicklung zusammen mit den wirksamen Kapazitäten auf bestimmte ungeradzahlige Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung am Zeilentransformator abzustimmen. Dadurch läßt sich die Impulsform des Rücklaufimpulses zur Verringerung des Innenwiderstandes verbreitern. Besonders vorteilhaft ist eine Abstimmung auf die 9. Harmonische.

Die Abstimmung auf eine derart hohe Frequenz ist bei der Konstruktion einer Zeilenendstufe nicht immer ohne Schwierigkeiten möglich, da hierfür die wirksamen Induktivitäten und Kapazitäten bestimmte Werte nicht überschreiten dürfen. Die Einhaltung dieser Werte ist unter gleichzeitiger Einhaltung anderer Anforderungen in der Praxis oft schwierig.

Es ist auch ein Zeilentransformator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt (FR - A - 2189961 entsprechend DE - A - 2331 597, insbesondere Fig. 3a), bei der ein Ende der die Hochspannung liefernden Sekundärwicklung über einen ersten Hochspannungsgleichrichter mit Erde und das zweite Ende über einen zweiten, gleichsinnig gepolten Hochspannungsgleichrichter mit der Anode der Bildröhre verbunden und die Sekundärwicklung als Kammerwicklung ausgebildet ist. Diese zur Sekundärwicklung symmetrische Anordnung der beiden Hochspannungsgleichrichter hat den Vorteil, daß an den beiden Enden der Sekundärwicklung Impulse gleich großer Amplitude und entgegengesetzter Polarität auftreten, wobei zur Erzeugung einer bestimmten Hochspannung die Amplitude der Impulse gegenüber einer Schaltung mit einseitig geerdeter Sekundärwicklung halbiert ist und der Mittelpunkt der Sekundärwicklung keine Impulsspannung aufweist. Durch diese Verringerung der lmpulsamplitude kann die Hochspannungsisolierung der Sekundärwicklung besser beherrscht werden. Insbesondere ermöglicht eine kleinere maximale Impulsamplitude einen geringeren Isolationsabstand zwischen der Sekundärwicklung und der Primärwicklung, damit eine festere Kopplung zwischen diesen beiden Wicklungen, eine geringere Streuinduktivität und eine einfachere Abstimmung auf eine höhere Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Einhaltung der Hochspannungsfestigkeit und möglichst kleiner Abmessungen eine Abstimmung auf eine hohe Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung, insbesondere die 9. Harmonische, su ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Es ist zwar bekannt (DE - A - 22 64 451), bei einem Zeilentransformator mit einer Kammerwicklung den Isolationsabstand am Grund der Kammern über die Länge des Spulenkörpers entsprechend der jeweiligen Spannungsamplitude unterschiedlich auszubilden. Dabei handelt es sich aber nicht um einen Zeilentransformator mit einem Schaltungsprinzip nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem ist dort keine unterschiedliche Füllung der Kammern mit der Hochspannungswicklung zur Erzielung einer gewünschten Abstimmung vorgesehen.

Die Tatsache, daß die Amplitude der Wechselspannung in der Mitte der Hochspannungswicklung null ist, wird somit vorteilhaft ausgenutzt, indem der Isolationsabstand in der Mitte kleiner gewählt wird als an den Enden der Hochspannungswicklung. Der Isolationsabstand wird also der jeweils wirksamen Impulsamplitude angepaßt. Durch diesen über die gesamte Länge der Hochspannungswicklung minimalen Isolationsabstand werden die Kopplung zwischen Sekundärwicklung und Primärwicklung erhöht und damit die Streuinduktivität verringert und die Abstimmung auf eine hohe Harmonische erleichtert. Durch die unterschiedliche Füllung der Kammern mit der Hochspannungwicklung indessen kann die Abstimmung auf die gewünschte Harmonische beeinflußt werden, weil wegen des unterschiedlichen Isolationsabstandes die Kopplung zwischen Sekundärwicklung und Primärwicklung und damit die Streuinduktivität in den einzelnen Kammern unterschiedlich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen.

• Fig. 1 das bei dem erfindungsgemäßen Zeilentransformator angewandte, für sich bekannte Ersatzschaltbild,
• Fig. 2 Spannungsverläufe für das Schaltbild nach Fig. 1,
• Fig. 3 eine erfindungsgemäße Ausbildung des Spulenkörpers für die Sekundärwicklung und
• Fig. 4, 5 konstruktive Ausbildungen der Kammern des Spulenkörpers gemäß Fig. 3.

Figur 1 zeigt den von der zeilenfrequenten Schaltspannung 1 gesteuerten Zeilenendstufentransistor 2, den Zeilentrafo 3 mit der Primärwicklung 4 und der Hochspannungswicklung 5, die beiden Hochspannungsgleichrichter 6,7, den Glättungskondensator 8, die Bildröhre 9, den auch zur Tangensentzerrung dienenden Koppelkondensator 10 sowie die Zeilenablenkspulen 11. Es ist ersichtlich, daß durch die Anordnung der Hochspannungswicklung 5 die Wicklung 5 an ihren beiden Enden für Wechselspannung praktisch gleich belastet ist. Die Anode der Diode 6 ist ohnehin geerdet. Die Kathode der Diode 7 ist über den Kondensator 8, dar im wesentlichen durch die Kapazität des Anodenbelages in der Bildröhre 9 gebildet ist, für Wechselspannung abenfalls geerdet.

Anhand der Figur 2 ist dieses näher erläutert. Durch die Wirkung der Diode 6 kann die Rücklaufspanning 13 am Punkt 12 nicht negativ werden, so daß diese mit ihrer negativen Spitze auf Erdpotential geklemmt wird und am Punkt 12 eine Gleichspannung U_l entsteht. Diese Gleichspannung U_l steht auch am Punkt 14. Da die Wicklung 5 eine Induktivität ist, steht jedoch am Punkt 14 die Rücklaufspannung 13 mit entgegengesetzter Polarität wie am Punkt 12. Das bedeutet, daß die Wechselspannung in der Mitte 15 der Wicklung 5 gleich null ist. Die Verteilung der Wechselspannung ist also symmetrisch, wodurch die eingangs genannten Vorteile auftreten. Die an der Klemme 14 stehende Spannung wird mit dem Gleichrichter 7 gleichgerichtet, wodurch an der Klemme 16 die Spannung U₂ als Anodenspannung für die Bildröhre 9 entsteht. Wenn die Klemme 12 geerdet wäre, würde etwa die gleiche Spannung U₂ an der Klemme 16 entstehen. Dann würden aber die eingangs genannten Vorteile nicht auftreten.

Wie bereits erläutert, ist die Amplitude der Wechselspannung an der Wicklung 5 sehr unterschiedlich, d.h. sie liegt zwischen null in der Mitte und den Maximalwerten entgegengesetzter Polarität an den Enden. Gemäß der Erfindung wird daher der Isolationsabstand zwischen Hochspannungswicklung 5 und Primärwicklung diesen Verhältnissen angepaßt.

Figur 3 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel. Auf dem Kern 17 des Zeilentrafos 3 befindet sich die Primärwicklung 4 und darüber der Spulenkörper 18 für die Hochspannungswicklung 5. Die Hochspannungswicklung 5 ist als Kammerwicklung ausgebildet und besteht aus Teilwicklungen 19, die in den Kammern 20 mit den Nummern 2-12 angeordnet sind. Die Stärke d des Spulenkörpers 18 am Grund jeweils einer Kammer 20 hat in der Mitte des Spulenkörpers 18, wo die Amplitude der Wechselspannung gemäß Figur 2 gleich null ist, ein Minimum und nimmt symmetrisch parabelförmig zu den beiden Enden des Spulenkörpers 18 hin zu. Bei einem praktisch erprobten Beispiel hatte die Wandstärke d für die Kammern mit den Nummern 1-13 die folgenden Werte.

Die Wandstärke d, die den Isolationsabstand zwischen der Hochspannungswicklung 5 und der Primärwicklung 4 bestimmt, ist also der Amplitude der jeweils in der Kammer wirkenden Wechselspannung in vorteilhafter Weise angepaßt.

Die Kammern mit den Nummern 1 und 13 sind absichtlich nicht mit einer Teilwicklung 19 versehen. Das hat den Vorteil, daß der Abstand jeweils zwischen der ersten Teilwicklung in der Kammer Nr. 2 und der letzten Teilwicklung in der Kammer Nr. 12 zu den kantenförmigen Enden 21, 22 der Primärwicklung 4 erhöht wird. Bekanntlich besteht zwischen Kanten an Wicklungen immer eine erhöhte Überschlagsgefahr.

Wie Figur 3 zeigt, sind die einzelnen Kammern 20 unterschiedlich gefüllt. Durch eine solche unterschiedliche Füllung der Kammern, d.h. eine ungleichmäßige Aufteilung der Hochspannungswicklung 5 auf die Kammern, läßt sich die Streuinduktivität und damit die Abstimmung auf eine Harmonische beeinflussen. Wenn z.B., in der Mitte des Spulenkörpers 18, wo der Abstand zwischen Hochspannungswicklung 5 und Primärwicklung 4 kleiner, also die Kopplung fester ist, eine Anhäufung der Wicklungsverteilung vorliegt, so wird dadurch gegenüber einer gleichmäßigen Wicklungsverteilung die Streuinduktivität verändert.

Figur 4 zeigt eine Kammer 20, bei der die am Kammergrund umlaufenden Kanten hohlkenlartig abgerundet sind. Diese Lösung beruht auf der Tatsache, daß gerade bei scharfen Kanten die Überschlagsgefahr größer ist. Durch die Abrundung der umlaufenden Kanten gemäß Figur 4 kann diese Überschlagsgefahr verringert werden. Außerdem legt sich bei dieser Lösung beim Wickeln der Draht der Hochspannungswicklung besser in die Kammer 20 ein.

In Figur 5 ist der Abrundungsradius an den beiden Kanten der Kammer 20 unterschiedlich. Diese Lösung wird für die jeweils erste und letzte mit einer Teilwicklung 19 gefüllte Kammer verwendet, d.h. in Figur 3 für die Kammern mit den Nummern 2 und 12. Dabei liegt die Kante 23 mit dem größeren Abrundungsradius zum Spulenkörperende hin gerichtet. An dieser Stelle besteht nämlich wegen der Kante der Primärwicklung 4 eine erhöhte Überschlagsgefahr. Dieser wird durch den hohen Abrundungsradius der Kante 23 entgegengewirkt. Die Ausbildung gemäß Figur 5 ist also vorzugsweise nur für die Kammern mit den Nummern 2 und 12 vorgesehen.

Claims (5)

1. Zeilentransformator für einen Fernsehempfänger mit einer die Zeilenablenkspulen (11) speisenden Primärwicklung (4), einer konzentrisch über dieser leigenden, die Hochspannung für die Bildröhre liefernden Sekundärwicklung (5), einem ersten Hochspannungsgleichrichter (6) zwischen dem ersten Ende (12) der Sekundärwicklung (5) und Erde und mit einem zweiten, gleichsinnig gepolten Hochspannungsgleichrichter (7) zwischen dem zweiten Ende (14) der Sekundärwicklung (5) und der Anode der Bildröhre (9), wobei die Sekundärwicklung (5) als Kammerwicklung auf einem mit Kammern (20) versehenen Spulenkörper (18) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (d) der zwischen der Primärwicklung (4) und der Sekundärwicklung (5) liegenden zylindrischen Wand jeweils am Grund einer Kammer (20) in der in Axialrichtung des Spulenkörpers (18) liegenden Mitte des Spulenkörpers (18) minimal ist und von dort jeweils zu den beiden Enden des Spulenkörpers (18) hin symmetrisch zunimmt und daß die Abstimmung der Hochspannungswicklung (5) auf eine Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung durch zu den beiden Enden hin abnehmende Füllung der Kammern (20) durch die Hochspannungswicklung (5) erreicht ist.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die umlaufenden Kanten am Grund einer Kammer (20) hohlkehlartig abgerundet sind (Fig. 4, 5).

3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrundungsradien an den beiden Kanten unterschiedlich sind (Fig. 5).

4. Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten und/oder letzten mit einer Wicklung (19) gefüllten Kammer (Nr. 2, 12 in Fig. 3) die dem Spulenkörperende (18) zugewandte Kante -(23) den größeren Abrundungsradius aufweist (Fig. 5).

5. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder letzte Kammer (Nr. 1,13 in Fig. 3) nicht mit einer Teilwicklung (19) gefüllt ist.