NL8002620A

NL8002620A - Horizontale afbuigketen met uitgangstransistor bescherming.

Info

Publication number: NL8002620A
Application number: NL8002620A
Authority: NL
Original assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1979-05-29
Filing date: 1980-05-07
Publication date: 1980-12-02
Also published as: GB2053604B; US4241296A; JPS5952588B2; CA1141024A; FR2458190A1; DE3020100A1; GB2053604A; DE3020100C2; JPS55162665A

Description

» . *’ 803137/Ti/AA/vL * -1-

Korte aanduiding: Horizontale afbuigketen met uitgangstransistor bescherming

De uitvinding heeft betrekking op een horizontale afbuigingsver-sterker voor rastertelevi si eweergevers met resonantie-aftasting. Zij heeft in het bijzonder betrekking op de uitgangsketen voor horizontale afbuiging die met horizontale ingangssignalen met verschillende frequenties 5 werken en eveneens ketens bevatten ter bescherming van de horizontale uitgangstransistor tegen bepaalde soorten beschadigingen.

Het is gebruikelijk om, zoals beschreven in het .Amerikaanse oc-trooischrift 3.^3^.005, de horizontale uitgangstransistor van een horizontale afbuigingsversterker vanuit een transformator te sturen. Het is 10 eveneens bekend de basis van de horizontale uitgangstransistor met bekende stromen te sturen; dat wil zeggen de inschakelstrocm wordt bepaald door de 3 en de uitschakelstroam is ongeveer gelijk aan de helft-van de piekcollectorstroom. Het gescheiden tot stand brengen van deze stromen geeft een transistorschakelaar met een hoge efficiëntie. Deze stuurwijze 15 werd het eerst besproken in het artikel "Horizontal Output Transistor Base Circuit Design" door R.J. Walker en R. Yu in IEEE Transactions on Broadcast and Television Receivers, Ed. BTR-20, Ho. 3, Augustus 197^, pag. 185-192· Een wijze voor het nauwkeurig verkrijgen van deze stroom is echter niet beschreven.

20 Er zijn verschillende technieken bekend ter bescherming van de horizontale afbuigingsketens tegen verschillende verstoringen. Deze technieken geven in het algemeen bescherming tegen storingen in de voedingsspanning en de horizontale afbuiging als ook tegen verstoringen die de voedingsspanning of de horizontale afbuigingsketen beïnvloeden.

25 Het Amerikaanse octrooischrift H.OU2.858 beschrijft bij voorbeeld een beschermingsketen die uitzonderlijke stroomafname van een lage voe-dingsspannings eenheid, uitzonderlijke stroomafname van een hoogspannings-eenheid en uitzonderlijk hoge spanning detecteert. Indien een van deze toestanden gedetecteerd wordt, wordt de horizontale uitgangstransistor J30 geblokkeerd. Het eerstgenoemde octrooischrift beschrijft eveneens een keten voor de bescherming van de uitgangstransistor tegen permanente beschadiging die kan ontstaan door storing van de hoogspanningsgelijk-richters.

Een andere storing die in horizontale afbuigingsinrichtingen kan 800 2 6 20 -2- optreden en permanente schade aan de horizontale nitgangstransistor kan veroorzaken is storing in' de horizontale oscillator of de horizontale stuurtransistor. Permanente beschadiging kan eveneens optreden indien de uitgangsfrequentie van de horizontale oscillator plotseling wordt ver-5 laagd. In de keten volgens het eerstgenoemde octrooischrift kan bijvoorbeeld, indien de eindtraptransistor plotseling voor een lange tijd uitgeschakeld wordt, de in de secondaire winding van de koppeltransformator in de horizontale uitgangstrap geïnduceerde spanning tot gevolg hebben, dat de volgende terugslagpuls de doors lag spanning van de horizontale uit-10 gangstransistor overschrijdt. Omgekeerd kan, indien de horizontale eind-transistor plotseling voor een lange tijd wordt ingeschakéd, de eindtraptransistor en de koppeltransformator beschadigd worden.

In een horizontale afbuigingsversterker volgens de uitvinding wordt de horizontale uitgangstransistor ingeschakeld door een voorwaartse 15 basisstrocm bepaald door eisen betreffende 3 en uitgeschakeld door een omgekeerde basisstrocm, die gelijk is aan de helft van de voorwaartse eollectorstroom. Twee Darlingtontransistors worden gebruikt cm de horizontale uitgangstransistor overeenkomstig de horizontale stuurpuls in-en uit te schakelen. Een monostabiele multivibrator wordt gebruikt om de 20 maximale tijd dat de horizontale uitgangstransistor ingeschakeld is te besturen.

De uitvinding verschaft een nieuwe wijze voor het sturen van een horizontale uitgangstransistor en geeft een bescherming voor de horizontale uitgangstransistor indien de horizontale oscillator zou weigeren.

25 De uitvinding wordt toégelicht aan de hand van de tekening.

Pig. 1 toont schematisch een bekende resonantiezwaaigenerator ter toelichting van de voordelen van de uitvinding; en fig. 2 toont schematisch de uitvinding.

Hoewel resonantiezwaaiketens op zich bekend zijn zal de uitvinding 30 beter begrepen worden aan de hand van fig. 1 waarin een voorbeeld van de stand der techniek is geïllustreerd. Deze resonantiezwaaiketen heeft een horizontale oscillator 20, waarvan de uitgang door middel van een condensator 22 in serie met een 23 met de basis van een horizontale stuurtransistor 21 is verbonden, welke basis tevens via een weerstand 2k met massa 35 is verbonden. De emitter van de transistor 21 is eveneens met massa verbonden. De collector van de transistor 21 is met de primaire winding van een stuurtrans format or 25 in serie met de weerstand 2 6 met de B+ span- 800 2 620 * -3- ningsbron, aangegeven met de aansluitklem 27» verbonden.

Het knooppunt van de primaire winding van de transformator 25 en de weerstand 26 is via een condensator 30 met massa verbonden. De B+ voedingsspanning 27 is verkregen door gelijkrichting van de lijnwissel-5 spanning. Bovendien wordt de B+ spanning bij voorkeur, bijvoorbeeld met een serieregelaar, geregeld.

Een eindaansluiting van de secundaire winding van de transformator 25 is via een parallelle RC ketens 31 met .massa verbonden, terwijl de andere eindaansluiting met de basis van de een horizontale uitgangstran-10 sistor 32 is verbonden. De emitter van de transistor 32 is met massa verbonden en de collector is via de primaire winding 33 van een horizontale uitgangs- of terugslagtransformator 3¾ met de bron 27 verbonden.

Het horizontale afbuigingsjuk 35 is met een eindaansluiting met de collector van de transistor 32 verbonden, terwijl de andere eindaan-15 sluiting via een S-vormingscondensator 36 met massa is verbonden.

De dempingsdiode 37 en de terugtrekeondensator U0 zijn elk tussen massa en de collector van de transistor 32 verbonden. De bron 27 is via de horizontale centreerregelaar i+1 en de parallelschakeling h2 van een diode en condensator met het knooppunt van het juk 35 en de condensator 36 10 verbonden voor de instelling van het juk 35·

In normaal bedrijf worden pulsen afkomstig van de oscillator 20 gevoerd naar de basis van de horizontale stuurtransistor 21, die de uit-gangstransistor 32 via de transformator 25 stuurt. Bij de aanvang van het lijninterval geleidt de diode 37 stroan naar het juk 35 voor het af-25 geven van de eerste helft van het lijnsignaal.

De transistor 32 wordt ingeschakeld voor het einde van de eerste helft ter verkrijging van de tweede helft van het lijnsignaal. Aan het einde van het lijninterval wordt de transistor 32 uitgeschakeld om de stroom door het juk 35 te onderbreken. Het juk 35 en de condensator Ho 30 oscilleren gedurende een halve periode ad de stroom door het juk 35 cm te keren en daarbij horizontale straalterugtrekking te verzorgen. De waarde van de condensator Uo is daarom zo gekozen, dat het juk 35 en de condensator lj-0 resoneren met een periode die tweemaal het terugtrekinterval is. Indien de transistor 32 wordt uigeschakeld, vloeit stroom door de win-35 ding 33, waardoor een horizontale uitgangs- of terugslagpuls in de secundaire windingen van de transformator 3^ wórdt verkregen. Dergelijke terug-slagpulsen worden als bekend voor verscheidene doeleinden gebruikt, zoals 800 2 6 20 -ll·- het doorlaten van tempeerpulsen en ten behoeve van secundaire voedingsbronnen.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De resonantie-zwaaiketen volgens de uitvinding heeft een horizontale oscillator 20, 5 waarvan de uitgang via de condensator 22 in serie met de weerstand 23 met de basis van de horizontale stuurtransistor 21 is verbonden, welke basis tevens via de weerstand 2k met massa is verbonden. De emitter van de transistor 21 is eveneens met massa verbonden. De collector van de transistor 21 is via de weerstand 50 en de condensator 51 met de basis 10 van de transistor 5^ verbonden.

Dè basis van de transistor 5^· is via de weerstand 52 met de primaire winding 33 van de terugslagtransformator 3^ en de met 27 aangeduide B+ voedingsbron verbonden. De collector van de transistor 5^· is via de weerstand 53 met een geschikte positieve voedingsbron 65 verbonden 15 en is tevens met de basis van de Darlington transistor 55 verbonden.

De emitter van de transistor 5^ is via de diode 63 met massa verbonden; zij is tevens met de basis van een Darlington transistor 60 verbonden en verder is zij via de weerstand 68 verbonden met een geschikte negatieve voedingsbron bestaande uit de secundaire winding 61 van de terugslag-20 transformator 3^·, de diode 67 en de condensator 62, waarvan een aansluiting met massa is verbonden.

De emitter van de Darlington transistor 55 is via de weerstanden 56 en 57 met de collector aan de Darlington transistor 60 verbonden.

De collector van de Darlington transistor 55 is met deze geschikte posi-25 tieve voedingsbron 66 verbonden en de emitter van de Darlington transistor 66 is met de eerder genoemde negatieve voedingsbron bestaande uit de secundaire winding 61, de diode 67 en de condensator 62 verbonden.

Het knooppunt van de weerstand 56 en de weerstand 57 is met de basis van de horizontale uitgangstransistor 32 verbonden. De emitter van 30 de transistor k2 is met massa verbonden en de collector is via de primaire winding 33 van de terugslagtransformator 3^· met de bron 27 verbonden.

Het horizontale afbuigingsjuk 35 is met een eindaansluiting met de collector van de transistor 32 verbonden, terwijl de andere eindaan-35 sluiting via de S-vormingscondensator 36 met massa is verbonden. De dem-pingsdiode 37 en de terugtrekkingscondensator ^0 zijn elk tussen massa en de collector van de transistor 32 verbonden.

800 26 20 Ί*· -5-

Voor vat betreft de verking verkt de inrichting volgens de uitvinding in hoofdzaak op gelijke vijze als in standaard horizontale af-buigingsketens als hierboven beschreven. De totale verking zal daarcm niet opnieuv in detail beschreven vorden; alleen de nieuwe keten voor het 5 sturen en de bescherming van de horizontale uitgangstransistor 32 zal beschreven vorden.

De horizontale uitgangstransistor is typisch een drievoudig gediffundeerde hoogspanningstransistor. De verkkarakteristieken van deze soort transistor zijn beschreven in het voornoemde artikel van 10 Walker en Yu. In een schakeltoepassing, zoals een horizontale afbuigings-keten of hoogspanningsvoeding, moet de strocm van het basisgebied langzaam uitgezvaaid vorden om deze transistors uit te schakelen. Indien de stroom te snel veggenomen vordt, vordt de schakelefficiëntie van de transistor verminderd en neemt natuurlijk de vermogensopname toe.

15 Teneinde de horizontale uitgangstransistor 32 in en uit te scha kelen verschaft de uitvinding een specifieke vijze voor het inschakelen van de Darlington transistors 55 of 60. Deze Darlington transitors vorden gebruikt in verband met een hoge vermogensversterking. De keuze van de vaarde van de veerstand 56 vordt bepaald door de strocm, die noodzakelijk 20 is voor het inschakelen van de transistor 32, en de vaarde van de transistor 57 vordt bepaald door de stroom, die noodzakelijk is voor het uitschakelen van de transistor 32. Dit maakt de positieve voedingsbron 66 aan de collector van de Darlington transistor 55 onafhankelijk van de negatieve voedingsbron aan de emitter van de Darlington transistor 60.

25 Eveneens kan een breed gebied uitgangsspanningen ververkt vorden.

Indien de voedingsspanningen eenmaal gekozen zijn, vorden de vaarden van de veerstanden 56 en 57 gekozen in overeenstemming met de verkkarakteristieken van de horizontale uitgangstransistor 32. De vaarde van de veerstand 55 vordt bepaald door de eisen betreffende 3 van de transistor 32 30 en de vaarde van de veerstand 56 vordt bepaald door de piekcollectorstrocm van de transistor 32. De strocm door de veerstand 56 vordt op ongeveer de helft van de piekcollectorstroom juist voor het optreden van terugslag ingesteld.

De transistor 5^» die de basissen van de Darlington transistors 55 35 en 60 stuurt, is met een monostabiele multivibrator of enkelvoudige puls-gever verbonden. Het uitgangssignaal van de oscillator 20, die de basis van de transistor 5^ voedt, vormt het horizontale stuursignaal en is 800 2 6 20 * -6- typisch een vierkantsgolf. De daalflank van dit signaal, zal de opwekking van een lijnsignaal door de afbuigingsketen tot gevolg hebben. Met andere woorden: de daalflank schakelt de transistor 5^· uit, waardoor de spanning aan haar collector stijgt en de Darlington transistor 55 wordt inge-5 schakeld. De spanning aan de basis van de transistor 32 maakt het geleidend en verhoogt de stroom in het juk 35· Bij de volgende of stijgende flank van het horizontale stuursignaal schakelt de transistor 5^· in, schakelt de Darlington transistor 55 uit en schakelt de Darlington transistor 60 in. In ongeveer 5-10 microseconden zal de horizontale uitgangs-10 transistor 32 uitschakelen en zal de terugslag aanvangen. Na de terugslag zal de diode 37 in plaats van de horizontale uitgangstransistor 32 geleiden. Indien de transistor 32 is uitgeschakeld valt eveneens de stroom in de weerstand 57 tot nul terug, waardoor de vermogensopname verminderd wordt.

15 De eerder genoemde beschermingseigenschappen van de uitvinding wordt verkregen met de enkelvoudige pulsmultivibrator met de transistor 5^s waarbij de condensator 51 gedurende het negatieve gedeelte van de horizontale stuurpuls wordt opgeladen. Indien de positief gaande flank van de horizontale stuurpuls niet optreedt voordat de condensator 51 tot 20 de voor het inschakelen van de transistor 5^ vereiste spanning is opgeladen, zal de spanning van de condensator 51 de transistor 5^ inschakelen en op de eerder beschreven wijze het spoor beëindigen door uitschakeling van de horizontale uitgangstransistor. De waarden van de condensator 51 en de weerstanden 52 en 50 worden bepaald voor een maximale veilige levens-25 duur voor het ingeschakeld houden van de horizontale uitgangstransistor 32. Indien deze tijd bij de horizontale stuuringang wordt overschreden, zal de transistor 32 uitgeschakeld warden voordat haar collectorstrocm is toegenomen tot een niveau waarbij een collector-basisdoorslagspanning optreedt bij haar uitschakelpunt. Bekende horizontale afbuigingsinrichtin-30 gen beëindigen het spoor in een verstoorde toestand, zoals hierboven beschreven door het plotseling wegnemen van het horizontale stuursignaal. Deze werkwijze heeft catastrofale gevolgen.

Bij het inschakelen van de horizontale afbuigingsinrichting wordt de transistor 5k via de diode 63 naar massa ingeschakeld. Dit geeft een 35 voldoend lage spanning aan de basis van de transistor 55 cm de horizontale uitgangstransistor 32 uit te houden. Indien echter de horizontale uitgangstransistor 32 eenmaal is ingeschakeld door de negatief gaande 800 2 6 20 *k -7- flarik van de horizontale stuurpuls, veroorzaakt de secundaire vinding 61 van de terugslagtransformator 3k een negatieve spanning aan de kathode van de diode 6j. De diode 6j zal geleiden en laadt de condensator 62 op een voldoend hoge negatieve spanning op om. de Darlington transistor 60 5 te voeden. Zolang de horizontale afbuigingsketen in "bedrijf "blijft, blijft de condensator 62 negatief geladen en wordt de diode 63 omgekeerd ingesteld en is niet meer van invloed op de keten.

In het voorgaande is een keten ter bescherming van de horizontale uitgangstransistor beschreven, die een eenvoudige manier verschaft ter 10 bepaling van de optimale basisstuurstroom cm een horizontale uitgangstransistor efficiënt in en uit te schakelen. De hier beschreven beseher-mingsketen geeft bescherming tegen verschillende storingstoestanden.

Een mogelijke modificatie wordt bijvoorbeeld gevormd door de vervanging van de terugslagtransformator 3U door een spoel en de vervanging 15 van de secundaire winding 61, de diode 67 en de condensator 62 door een afzonderlijke negatieve voedingsspanning. Als alternatief kan een extra secundaire winding op de terugslagtransformator 3^ aangebracht worden voor het voeden van een hoogspanningsvoeding, waarbij de terugslagpulsen op bekende wijze gelijkgericht en vermenigvuldigd worden. Een andere 20 modificatie kan gevormd worden door de toevoeging van een variabele stroombron aan de basis van de transistor 5^· en het daarbij toenemen of afnemen van de laadtijd van de condensator 51 om de tijd dat de horizontale uitgangstransistor 32 ingeschakeld is te variëren.

80026 20

Claims

1. Keten voor het in overeenstemming met de aanwezigheid of afwezigheid van een stuursignaal bestuurd, in en uitschakelen van een transistor, gekenmerkt door een monostabiele multivibrator voor de ontvangst van het stuursignaal en die getriggerd wordt door de afwezigheid daar- 5 van, waarbij het uitgangssignaal van de monostabiele multivibrator gebruikt wordt voor het uitschakelen van de transistor, een eerste schakel-bare stroombron voor de ontvangst van een uitgangssignaal van de monostabiele multivibrator en voor het afgeven van een stroom ter inschakeling van de transistor, waarbij de uitgang van de eerste schakelbare 10 stroombron met de basis van de transistor verbonden is, een tweede schakelbare stroombron voor de ontvangst van een uitgangssignaal van de monostabiele multivibrator en voor het afgeven van een stroom ter uitschakeling van de transistor, waarbij de uitgang van de tweede schakelbare stroombron met de basis van de transistor is verbonden, en een in-15 richting voor het nauwkeurig en afzonderlijk verkrijgen van de stroom * voor het uitschakelen van de transistor en de stroom voor het inschakelen van de transistor.

2. Keten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste schakelbare stroombron een Darlington transistor omvat.

3. Keten volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede schakel bare stroombron een Darlington transistor omvat. k. Horizontale afbuigingsuitgangsketen voor een resonantieraster-aftastweergever, gekenmerkt door een horizontale uitgangstransistor, een horizontale oscillator voer het afgeven van horizontale stuursignalen 25 voor het sturen van het afbuigingsjuk van de resonantierasteraftast-weergever, een stuurtransistor voor de ontvangst van de horizontale stuursignalen, een monostabiele multivibrator, die met de stuurtransistor is verbonden voor 'de ontvangst van stuursignalen daarvan, waarbij de monostabiele multivibrator wordt getriggerd door de afwezigheid van het 30 stuursignaal en waarvan het uitgangssignaal wordt gebruikt om de horizontale uitgangstransistor uit te schakelen, een eerste schakelbare stroombron voor de ontvangst van een uitgangssignaal van de monostabiele multivibrator en voor het leveren van stroom ter inschakeling van de horizontale uitgangstransistor, waarbij de uitgang van de eerste schakelbare stroom-35 bron met de basis van de horizontale uitgangstransistor is verbonden, een 800 2 6 20 -9- tweede schakelbare stroombron voor de ontvangst van een uitgangssignaal van de monostabiele multivibrator voor hetafgeven van een stroom ter uitschakeling van de horizontale uitgangstransistor, waarbij de uitgang van de tweede schakelbare stroombron met de basis van de horizontale uit-5 gangstransistor is verbonden, en een inrichting voor het nauwkeurig en afzonderlijk instellen van de stroom voor het uitschakelen van de horizontale uitgangstransistor en van de stroom voor het inschakelen van de horizontale uitgangstransistor.

5. Keten volgens conclusie 'U, met het kenmerk, dat de eerste sehakel-10 bare stroombron een Darlington transistor omvat.

6. Keten volgens conclusie l·, met het kenmerk, dat de tweede schakelbare stroombron een Darlington transistor omvat.

7. Keten volgens conclusie k, gekenmerkt door een terugslagtransfor-mator voor het'afgeven van terugslagpulsen voor het voeden van hulpvoe- 15 dingsketens.

8. Hoogspanningsvoedingsketen voor het afgeven van de spanning van een focusseringselektrode van een resonantierasteraftastweergever van een kathodestraalbuis gekenmerkt door een horizontale uitgangstransistor, een terugslagtransformator met een primaire winding en een aantal secundaire 20 windingen, een horizontale oscillator voor het afgeven van horizontale stuursignalen voor het sturen van de primaire winding van de terugslagtransformator en ter inductie van een terugslagspanning in een van de secundaire windingen, een stuurtransistor voor de ontvangst van de horizontale stuursignalen, een monostabiele multivibrator, die met de stuur-25 transistor is verbonden voor de ontvangst van de stuursignalen daarvan, waarbij de monostabiele multivibrator wordt gesynchroniseerd bij de afwezigheid van het stuursignaal en waarvan de uitgangspuls wordt gebruikt om de horizontale uitgangstransistor uit te schakelen, een schakelbare stroombron voor de ontvangst van een uitgangssignaal van de monostabiele 30 multivibrator voor het afgeven van een stroom ter uitschakeling van de horizontale uitgangstransistor, waarbij de uitgang van deze schakelbare stroombron met de basis van de horizontale uitgangstransistor verbonden is, en een inrichting voor het nauwkeurig en afzonderlijk verkrijgen van de stroom voor het uitschakelen van de horizontale uitgangstransistor en 35 van de stroom voor het inschakelen van de horizontale uitgangstransistor.

9. Keten volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de eerste schakelbare stroombron een Darlington transistor omvat. 800 2 6 20 /· -10-

10. Keten volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de eerste schakel-bare stroombron een Darlington transistor omvat. 800 2 6 20