NL8006018A

NL8006018A - Schakeling in een beeldweergeefinrichting voor het omzetten van een ingangsgelijkspanning in een uitgangsgelijkspanning.

Info

Publication number: NL8006018A
Application number: NL8006018A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-11-04
Filing date: 1980-11-04
Publication date: 1982-06-01
Also published as: GB2086683A; DE3142309A1; US4381477A; JPS57122482A; FR2493651A1

Description

» r , - PHN 9876 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Schakeling in een beeldweergeefinrichting voor het omzetten van een in-gangsgelijkspanning in een uitgangsgelijkspanning.

De uitvinding heeft betrekking op een schakeling in een beeldweergeef inrichting voor het omzetten van een ingangsgelijkspanning in een uitgangsgelijkspanning die nagenoeg onafhankelijk is van variaties van de ingangsspanning en/of van variaties van een, qp de uitgangsspan-5 ning aangesloten belasting, bevattende een transformator waarvan de primaire wikkeling deel uitmaakt van een resonantienetwerk dat tevens een eerste en een tweede kondensator bevat, schakelmiddelen voor het lijn-frekwent aanleggen van de, over de eerste kondensator aanwezig spanning aan de primaire wikkeling, welke schakelmiddelen een stuurbare schake-10 laar, een hiermee verbonden eerste diode en een, aan het aldus gevormde serienetwerk parallel staande tweede diode bevatten, de schakeling verder bevattende een zelfinduktie die enerzijds met een eerste klem van de ingangsspanning en anderzijds met de primaire wikkeling verbonden is terwijl de schakelaar met de tweede klem van de ingangsspanning verfcon-15 den is, welke zelfinduktie via een derde diode met het resonantienetwerk verbonden is, waarbij een sekundaire wikkeling van de transformator met een, anderzijds met een afvlakkondensator verbonden vierde diode verbonden is voor het opwekken van de uitgangsspanning, waarbij in bedrijf een, door de primaire wikkeling vloeiende zaagtandvormige strocm. geduren-20 de een eerste gedeelte van de slagtijd hiervan door de eerste diode en gedurende het overige, tweede gedeelte van de slagtijd door de tweede diode en de schakelaar vloeit en een, door de zelfinduktie vloeiende stroom energie hierin opslaat terwijl een, gedurende de spertijd van de schakelaar door de derde diode en de zelfinduktie vloeiende stroon ener-25 gieverliezen aanvult, waarbij de terugslagtijd van de genoemde zaagtandvormige stroom door de elementen van het resonantienetwerk bepaald is en waarbij de geleidingsduur van de schakelaar afhankelijk is van de uitgangsspanning of een hiermee evenredige spanning.

Een dergelijke schakeling is uit de publikatie "Philips 30 Electronic components and materials, Technical note 082", in 1978 verschenen, bekend. Door middel van deze bekende schakeling kunnen alle voedingsspanningen van de beeldweergeef inrichting, de hoogspanning ten behoeve van de eindanode van de beeldweergeefbuis inbegrepen, worden 8006018 PHN 9876 2 opgewekt. Ook kan de schakelaar van de lijneindtrap door een sekundaire wikkeling van de transformator worden gestuurd. De schakeling bevat derhalve twee hoogvermogensschakelaars, bijvoorbeeld transistoren.

Met de uitvinding wordt beoogd een schakeling van bovenge-5 noemde soort te verschaffen waarin één enkel schakelelement beide funk-ties, dat wil zeggen die van schakelaar van het voedingsgedeelte en die van schakelaar van de lijneindtrap, kan vervullen, en wel met behoud van de, in de genoemde publikatie opgescmde voordelen. Een bijkanend voordeel is dan gelegen in het feit dat men het schakelgedrag van de schakelaar 10 beter in de hand heeft. In een schakeling met twee schakelaars moet immers met twee verschillende afschakeltijden rekening worden gehouden, wat, vooral met transistoren, aanleiding tot moeilijkheden kan geven.

De schakeling volgens de uitvinding vertoont het kenmerk, dat een vijfde diode met de stuurbare schakelaar verbonden is en dat een 15 zesde diode parallel staat aan het aldus gevormde serienetwerk, waarbij een, een tweede zelfinduktie, een slag'- en een terugslagkondensator bevattend tweede resonantienetwerk tussen het verbindingspunt van de vijfde en de zesde diode en het verbindingspunt van de vierde diode en de af-vlakkondensator opgenonen is, door welke tweede zelfinduktie in bedrijf 20 een tweede lijnfrekwente zaagtandvormige stroom vloeit die gedurende een eerste gedeelte van de slagtijd hiervan door de zesde diode en gedurende het overige, tweede gedeelte hiervan door de vijfde diode en de schakelaar vloeit, waarbij de terugslagtijd van de tweede zaagtandvormige • stroom door de elementen van het tweede resonantienetwerk bepaald is en 25 waarbij het begintijdstip van de terugslagtijd van de tweede zaagtandvormige stroom met het begintijdstip van de terugslagtijd van de eerst genoemde zaagtandvormige stroom samenvalt.

Hierbij moet worden opgemerkt dat een gekonbineerde schakeling met één enkel schakelelement, waarbij aan de sekundaire zijde van 30 de transformator een dergelijk resonantienetwerk gelegen is waarin een lijnfrekwente zaagtandvormige stroom door soortgelijke elementen als in de onderhavige schakeling vloeit, op zichzelf bekend is en wel uit het Duitse octrooischrift 2.130.902. De schakeling in dit octrooischrift bevat echter slechts één terugslagafstemming en mist daardoor de grotere 35 vrijheid die door de schakeling volgens de uitvinding dank zij de twee afstemmingen wordt geboden.

De schakeling volgens de uitvinding kan het kenmerk vertonen, dat de slagkondensator de afvlakkondensator is die tussen de niet met de 8006018 f PHN 9876 3 sekundaire wikkeling van de transformator verbonden elektrode van de vierde diode en de tweede klem van de ingangsspanning opgenomen is .

Met voordeel kan de schakeling het kenmerk vertonen, dat de tweede zelfinduktie een lijnafbuigspoel is en dat de slagkondensator 5 een S-korrektiekondensator is.

Anders kan de schakeling het kenmerk vertonen, dat de slagkondensator in serie staat met een lijnafbuigspoel en dat het aldus gevormde serienetwerk parallel staat aan de zesde diode. Bij voorkeur vertoont de schakeling het kenmerk, dat de terugslagtijd van de tweede zaag-10 tandvormige stroom korter is dan de terugslagtijd van de eerste zaag-tandvormige stroom.

De schakeling kan het kenmerk vertonen dat een zevende diode tussen het eerste resonantienetwerk en de eerste diode enerzijds en de schakelaar anderzijds opgenomen is voor het blokkeren van de vijfde diode 15 in de tijd waarin de schakelaar niet geleidt.

Ten behoeve van de oost-west-korrektie kan de schakeling het kenmerk vertonen, dat een modulatiehron voor de oost-west-korrektie tussen het niet met de vierde diode verbonden uiteinde van de sekundaire wikkeling en de tweede klem van de ingangsspanning opgenomen is of dat 20 een transistor in serie met het tweede resonantienetwerk en dat een mo-dulatiebron voor de oost-west-korréktie in de basisleiding hiervan opgenomen is, waarbij het verbindingspunt van de transistor en het tweede resonantienetwerk met een tweede afvlakkondensator verbonden is.

De uitvinding zal aan de hand van de bijgaande figuren bij 25 wijze van voorbeeld nader worden verklaard, waarin

Fig. 1 een uitvoering toont van een schakeling volgens de uitvinding,

Fig. 2 twee golf vormen toont die daarin optreden en

Fig. 3 een gedeelte van de schakeling van Fig. 1 met een wij- 30 ziging ten behoeve van de oost-west-korrektie.

In Fig. 1 stelt Tr een schakeltransistor van het npn-type

voor waarvan de kollektor met een uiteinde van de primaire wikkeling L

van een transformator T verbonden is. Het andere uiteinde van wikkeling L is met een uiteinde van een zelfinduktie verbonden waarvan het 35 andere uiteinde op de positieve kien van een gelijkspanningsbron V_, bijvoorbeeld een netgelijkrichter, aangesloten is. De emitter van tran- klem sistor Tr is op de negatieve klem van bron νβ aangesloten, welke/aan massa kan liggen.

8006018 ΕΗΝ 9876 4 * τ L *

Met deze negatieve klem is ook de anode van een diode D2 verbonden, terwijl de katode van een diode met de positieve klem verbonden is. De katode van diode D2 is verbonden met de anode van diode en met de anode van een verdere diode waarvan de katode met de kollektor 5 van transistor Tr verbonden is. Het verbindingspunt van de drie dioden is via een kondensator met dat van zelfinduktie en wikkeling L verbonden, terwijl een kondensator C2 parallel staat aan wikkeling L.

Een drij vertrap Dr is in de basisleiding van transistor Tr opgencman voor het leveren van schakelimpulsen waarvan de herhalingsfre-10 kwentie de lijnfrékwentie is, dit is de frékwentie van de horizontale afbuiging in een niet-getekende beeldweergeefbuis.

Een sekundaire wikkeling L' van transformator T is enerzijds met de anode van een diode en anderzijds met de negatieve klem van bron VB verbonden. Tussen deze klem en de katode van diode staat een 15 afvlakkondensator C^.

De tot nu toe beschreven schakeling is van bekende soort.

Door de werking hiervan worden aan de sekundaire zijde van transformator T opgewekte spanningen gestabiliseerd. Hiervoor wordt de duur van de drijverimpulsen van trap Dr gemoduleerd in afhankelijkheid van een ge-20 lijkgerichte sekundaire spanning, bijvoorbeeld de over kondensator aanwezige spanning, van de transformator. Deze gelijkgerichte spanningen zijn nagenoeg onafhankelijk van de schommelingen van het elektrische net, waarvan spanning νβ afgeleid is, en van variaties van de hierop aangesloten belastingen en zij worden gebruikt voor het voeden van gedeelten van 25 de beeldweergeefinrichting, bijvoorbeeld een televisie-ontvanger, waarvan de schakeling van Fig. 1 deel uitmaakt. Een van deze gelijkspanningen kan de hoogspanning zijn ten behoeve van de eindanode van de beeldweergeefbuis .

Volgens de uitvinding is de katode van een diode Dj. met de 30 kollektor van transistor Tr verbonden. De anode van diode Dc is met de katode van een verdere diode Dg en met een kondensator verbonden.

De anode van diode Dg en de andere aansluiting van kondensator C4 liggen aan de negatieve klem van bron νβ. Tussen het verbindingspunt van diode D. en kondensator CL en dat van elementen Dc, D, en C. is een zelfinduk-4 j 5 6 4 35 tie L2 opgencmen.

In bedrijf geleidt gedurende een bepaald gedeelte van de periode, hetzij transistor Tr, waardoor diode Dg eveneens geleidt, hetzij diode Dg. In dit gedeelte van de tijd is dus zelfinduktie L2 op de 8006018 PHN 9876 5 ? spanning van kondensator aangesloten. In het overige gedeelte van de periode, waarin transistor Tr en diode Dg gesperd zijn, vormt zelfinduk-tie L2 met kondensator C^, waarvan de kapaciteit vele malen kleiner is dan die van kondensator C^, een resonantiekring. Door zelfinduktie L2 5 vloeit een zaagtandvormige stroom met een slag gedurende het eerst beschouwde gedeelte van de periode en een terugslag gedurende het overige gedeelte hiervan. De duur van de terugslagtijd wordt bepaald door de re-sonantiefrékwentie van de resonantiekring. In deze tijd ontstaat aan het- verbindingspunt van diode Dg en kondensator een sinusvormige 10 spanning. Op het tijdstip waarop deze spanning weer nul is geworden komt diode Dg in geleiding, wat de slag inleidt.

Op een, door de inpulsduurmodulatie in drijvertrap Dr bepaald tijdstip wordt transistor Tr in geleiding gebracht. De strocm door zelfinduktie L2 blijft door diode Dg vloeien totdat de richting 15 hiervan ongeveer in het midden van de slagtijd omkeert. De strocm vindt dan zijn weg door diode D_ en transistor Tr. Op het tijdstip waarop transistor Tr onder de invloed van een impuls van drijvertrap Dr afgeschakeld wordt, eindigt de slagtijd en wordt de terugslag ingeleid.

Uit het voorgaande blijkt dat de door elementen Tr, Dg, Dg, 20 L'2, Cg en gevormde schakeling zich als een lijnafbuigschakeling gedraagt. Zelfinduktie L2 kan dus de lijnafbuigspoel zijn voor de horizontale afbuiging van de beeldweergeefbuis. Hierbij is de slag- en de terugslagkondensator. De schakeling kan ook nog bekende elementen, bijvoorbeeld een lineariteitskorrektie-inrichting, bevatten die voor de 25 uitvinding van geen belang zijn en die derhalve niet zijn getekend in Fig. 1. Ook kan de schakeling op bekende wijze werden gewijzigd, bijvoorbeeld doordat kondensator parallel staat aan spoel L2.

Gedurende^Jertijd van transistor Tr vormen ook wikkeling L en kondensator C2 een resonantiekring waarover een sinusvormige 30 trilling ontstaat. De duur hiervan wordt bepaald door de resonantiefre-kwentie van de kring. Op het tijdstip waarop de trilling weer nul is geworden, kcmt diode D^ in geleiding. Omdat diode D^ ook geleidt is de spanning aan de kollektor van transistor Tr tussen het genoemde tijdstip en het tijdstip waarop de transistor in geleiding wordt gebracht . 35 ongeveer gelijk aan de spanning van bronvD. De spanning aan de koliek-

«D

tor heeft dus het verloop als funktie van de tijd dat in Fig. 2a geschetst is. Hierin stelt T de lijnperiode voor terwijl £t het gedeelte van de periode waarin transistor Tr geleidt, voorstelt. Met^wordt de 8006018 EHN 9876 6 t ï duur van de vermelde trilling, dat is de terugslagtijd van de door wikkeling L vloeiende zaagtandvormige stroom, aangeduid.

De wikkelzin van wikkeling L' en de geleidingsrichting van diode kunnen zodanig zijn dat diode in tijd Z geleidt voor 5 het aanvullen van de verliezen van de afbuigschakeling en van eventuele andere belastingen qp kondensator C^. De kapaciteit van deze kondensator kan zodanig worden gekozen dat hierover een lijn-frekwente paraboolvormige spanning aanwezig is, waardoor de lijnaf-buigstroom door spoel L2 de zogenaamde S-korrektie ondergaat. Dit 10 is echter niet mogelijk indien, in tegendeel, diode D4 in het overige gedeelte van periode T buiten tijd τ geleidt. In beide gevallen vloeit door zelfinduktie Iy een gelijkstroom die een verschuiving naar links qp het beeldscherm van de beeldweergeefbuis veroorzaakt.

Is deze verschuiving te groot dan kan zelfinduktie L2 niet fungeren 15 als lijnafbuigspoel. Deze spoel Iy is dan in serie verbonden met een slagkondensator C5 en het aldus gevormde serienetwerk is parallel aangebracht aan diode Dg. Dit is in figuur 1 gestippeld aangegeven.

Over kondensator is de genoemde paraboolvarmige spanning aanwezig terwijl over kondensator C^, die een grotere kapaciteit heeft dan 2o kondensator C5, een gelijkspanning staat die gelijk is aan de gemiddelde waarde van de paraboolvormige spanning.

In figuur 2b is het verloop geschetst van de spanning over diode Dg. Hieruit blijkt dat de terugslagtijd van de lijnafbuigstroom op hetzelfde tijdstip begint als tijd r maar dat de duur z' hiervan, 25 die immers door andere schakelingselementen wordt bepaald, een andere waarde, in dit voorbeeld kleiner, dan X kan hebben, τ' heeft de waarde die door de televisiestandaard, waarvoor de televisie-ont-vanger waarvan de schakeling van figuur 1 deel uitmaakt, voorgeschreven is, dat is ongeveer 12 ^,us voor de Europese of Amerikaanse standaard, 3Q terwijl X naar believen gekozen kan worden. In het bijzonder, hoe langer x is, hoe lager de maximale spanning aan de kollektor van transistor Tr is. In een praktische uitvoering werd voor X = 15 ^us gekozen.

Het zal worden qpgemerkt dat de spanning van figuur 2b niet 35 hoger mag worden dan die van figuur 2a. Zou dit in een bepaald tijdsinterval buiten tijd 5T door de keuze van de amplitude en/of van de duur van de sinusvormige impuls (en) plaatsvinden, dan zou diode D,-in geleiding kernen, waardoor een vervorming van de golf vormen van 80 u 6 o 1 8 PHN 9876 7 figuur 2 en derhalve van de lijnafbuigstrocm zou optreden. Dit kan worden voorkomen dank zij een geschikte dimensionering van de schakeling, in het bijzonder door de keuze van de transformatieverhouding tussen wikkelingen L en L'. Ook kan tussen het verbindingspunt van 5 elementen D^f L en C2 en dat van elementen Tr en Dj. een, in figuur 1 gestippeld getekende scheidingsdiode D^ warden aangebracht. Uit het voorgaande blijkt dat, ondanks het feit dat de schakeling slechts één schakelaar Tr bevat, beide gedeelten van de schakeling onafhankelijk van elkaar kunnen worden ontworpen en vooral dat de afstenming 10 van de kring L, C2 slechts met het oog op de maximaal toelaatbare kollektorspanning van de transistor kan worden bepaald. Wel moet de geleidingstijd $ T van transistor Tr voldoen aan de voorwaarde dat de transistor v6ór het middentijdstip van de slagtijd maar niet vóór het eind van tijd T' ingeschakeld wordt. Met tr' ~ 12 ^us en T ^ 64 yus 15 houdt deze voorwaarde in dat E ongeveer tussen 0,4 en 0,8 moet liggen.

Aan de slagspanning, dat is de spanning over kondensator Ct, kan ten behoeve van de oost-west-korrektie een modulatiespanning worden toegevoegd. Hiervoor kan tussen het verbindingspunt van wikkeling L' en kondensator C, en de negatieve klem van bron V_ een bron

«3 D

20 worden opgenomen, welke bron een rasterfrekwente spanning opwekt die bij de slagspanning wordt opgeteld en die doorgaans paraboolvormig is. Omdat deze bron geen invloed heeft qp de slagspanning, heeft de modulatie geen invloed op het voedingsgedeelte van de schakeling.

De hierdoor opgewekte gelijkspanningen ondervinden derhalve geen 25 modulatie. Wel varieert de amplitude van de lijnafbuigstroom door zelfinduktie Iy respektievelijk ly op de gewenste wijze. Figuur 3, die slechts een gedeelte van de schakeling weergeeft, is ten opzichte van figuur 1 gewijzigd in dat een transistor Tr* in serie opgenomen is met zelfinduktie Iy. De basis van transistor Tr* wordt door een 30 rasterfrekwente modulatiebron M gestuurd. Tussen de emitter van transistor Tr' en de negatieve klem van bron νβ is een kondensator Cg opgenomen waarover de rasterfrekwente modulatiespanning aanwezig is en die een afvlakkondensator is voor lijnfrekwente signalen.

35 8006018

Claims

1. Schakeling in een beeldweergeefinrichting voor het cmzetten van een ingangsgelijkspanning in een uitgangsgelijkspanning die nagenoeg onafhankelijk is van variaties van de ingangsspanning en/of van variaties van een, op de uitgangsspanning aangesloten belasting, bevattende een g transformator waarvan de primaire wikkeling deel uitmaakt van een reso-nantienetwerk dat tevens een eerste en een tweede kondensator bevat, schakelmiddelen voor het lijnfrekwent aanleggen van de, over de eerste kondensator aanwezige spanning aan de primaire wikkeling, welke schakelmiddelen een stuurbare schakelaar, een hiermee verbonden eerste diode en 10 een, aan het aldus gevormde serienetwerk parallel staande tweede diode bevatten, de schakeling verder bevattende een zelfinduktie die enerzijds met een eerste kien van de ingangsspanning en anderzijds met de primaire wikkeling verbonden is terwijl de schakelaar met de tweede klem van de ingangsspanning verbonden is, welke zelfinduktie via een derde diode met 15 het resonantienetwerk verbonden is, waarbij een sekundaire wikkeling van de transformator met een, anderzijds met een afvlakkondensator verbonden, vierde diode verbonden is voor het opwekken van de uitgangsspanning, waarbij in bedrijf een, door de primaire wikkeling vloeiende zaagtandvormige stroom gedurende een eerste gedeelte van de slagtijd hiervan door de 20 eerste diode en gedurende het overige, tweede gedeelte van de slagtijd door de tweede diode en de schakelaar vloeit en een, door de zelfdinduk-tie vloeiende stroom energie hierin opslaat terwijl een, gedurende de spertijd van de schakelaar door de derde diode en de zelfinduktie vloeiende stroom energieverliezen aanvult, waarbij de terugslagtijd van de ge-25 noemde zaagtandvormige stroom door de elonenten van het resonantienetwerk bepaald is en waarbij de geleidingsduur van de schakelaar afhankelijk is van de uitgangsspanning of een hiermee evenredige spanning, met het kenmerk, dat een vijfde diode met de stuurbare schakelaar verbonden is en dat een zesde diode parallel staat aan het aldus gevormde serienetwerk, 30 waarbij een, een tweede zelfinduktie, een slag- en een terugslagkonden-sator bevattend tweede resonantienetwerk tussen het verbindingspunt van de vijfde en de zesde diode en het verbindingspunt van de vierde diode en de afvlakkondensator opgencraen is, door welke tweede zelfinduktie in bedrijf een tweede lijnfrekwente zaagtandvormige stroom vloeit die gedurende 35 een eerste gedeelte van de slagtijd hiervan door de zesde diode en gedurende het overige, tweede gedeelte hiervan door de vijfde diode en de schakelaar vloeit, waarbij de terugslagtijd van de tweede zaagtandvormige stroom door de elementen van het tweede resonantienetwerk bepaald is en waarbij het begintijdstip van de 8006018 EHN 9876 9 7 terugslagtijd van de tweede zaagtandvormige stroon met het begintijd-stip van de terugslagtijd van de eerst genoemde zaagtandvormige stroon samenvalt.

2. Schakeling volgens conclusie 1, net het kenmerk, dat de 5 slagkondensator de afvlakkondensator is die tussen de niet met de sékun-daire wikkeling van de transformator verbonden elektrode van de vierde diode en de tweede klem van de ingangsspanning opgencmen is .

3. Schakeling volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat ΘΘΠ de tweede zelfinduktie een lijnafbuigspoel is en dat de slagkondensator^ 10 S-korrektiekondensator is.

4. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de slagkondensator in serie staat met een lijnafbuigspoel en dat het aldus gevormde serienetwerk parallel staat aan de zesde diode.

5. Schakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 15 terugslagtijd van de tweede zaagtandvormige stroom korter is dan de terugslagtijd van de eerste zaagtandvormige stroom.

6. Schakeling volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een zevende diode tussen het eerste resonantienetwerk en de eerste diode enerzijds en de schakelaar anderzijds opgencmen is voor het 20 blokkeren van de vijfde diode in de tijd waarin de schakelaar niet geleidt.

7. Schakeling volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een modulatiebron voor de oost-west-korrektie tussen het niet met de vierde diode verbonden uiteinde van de sekundaire wikkeling 25 en de tweede klem van de ingangsspanning opgencmen is.

8. Schakeling volgens één der conclusies 1 tot en net 6, met het kenmerk, dat een transistor in serie net het tweede resonantienetwerk en dat een modulatiebron voor de oost-west-korrektie in de basisleiding hiervan opgencmen is, waarbij het verbindingspunt van de tran- 30 sistor en het tweede resonantienetwerk met een tweede afvlakkondensator verbonden is. 35 8006018