NL8220238A - Voor een televisie-ontvanger dienende, een verzadigbare kern omvattende voedingsinrichting met regelvoorzieningen en door een permanente magneet geleverde voorspanning. - Google Patents

Description

8 2202 38 VO 4511

Betr.: Voor een telgvisie-ontvanger dienende, een verzadigbare kern ‘ omvattende voedingsinrichting met regelvoorzieningen, en door een permanente magneet geleverde voorspanning.

MMM—X—···—W··^·—_

De uitvinding heeft betrekking op een voedingsbron, die een geregelde, met de temperatuur stabiele uitgangsspanning levert.

Een transformator met verzadigbare kern of verzadigbare smoor-spoel kan in een voedingsbron voor een televisie-ontvanger of weergeef-5 inrichting worden gebruikt voor het verschaffen van een geregelde ultor-spanning en een geregelde B+ -aftastspanning. Wanneer wordt gewerkt met een betrekkelijk hoge ingangsfrequentie, zoals de horizontale afbuigfre-quentie van ongeveer 16 kHz, is een dergelijke voedingsbron een relatief compacte, lichte eenheid, welke voorziet in een inherente uitgangsspan-10 ningsregeling zonder dat relatief complexe en dure elektronische regel-besturingsschakelingen nodig zijn.

Voor het verschaffen van een redelijk hoog rendement bij de hoge bedrijfsfrequentie van 16 KHz, kan de magnetiseerbare kern van een fer- roresonante verzadigbare smoorspoel worden vervaardigd uit een magneti- 15 seerbaar materiaal met grote specifieke veerstand, zoals een ferriet.

Ferrietmaterialen vertonen in het algemeen een grote weerstand voor de stroom, waardoor betrekkelijk geringe wervelstrocmverliezen optreden.

Ook de hysteresisverliezen in een ferrietkern zijn relatief gering. Selfs wanneer men een ferrietkern gebruikt, kunnen wervelstroom- en hysteresis- 2 20 verliezen m de kern en I R-verliezen, welke worden veroorzaakt door de circulatiestroom in een condensator-gekoppelde wikkeling van de ferro-resonante verzadigbare smoorspoel, in de verzadigingskern leiden tot een aanmerkelijke temperatuurstijging boven de omgevingstemperatuur.

De verzadigingsfluxdichtheid, Bsat, van vele, magnetiseerbare ma-25 terialen, neemt bij toenemende temperatuur af. Aangezien de uitgangsspanning van de ferroresonante voedingsbron ten dele afhankelijk is van de Bsat-waarde van het materiaal van de verzadigingskern, kan een stijging van de bedrijfstemperatuur van de verzadigingskern en een dientengevolge optredende reductie van Bsat leiden tot een ongewenste afnarne van de uit-30 gangsspanning van de voedingsbron.

Om de verandering in uitgangsspanning van een voedingsbron met verzadigbare kern bij een verandering in de omgevingstemperatuur en bij een verhitting van de verzadigingskern nadat de voedingsbron is ingeschakeid, aanmerkelijk te reduceren, kan het magnetiseerbare materiaal van de ver-35 zadigingskern worden gekozen als een materiaal met een betrekkelijk klei-ne, negatieve temperatuurcoefficient van verzadigingsfluxdichtheid, -.

8220238 - 2 -

De temperatuurcoefficient ^ ^ kan worden gedefinieerd als de fractionele verandering in de verzadigingsfluxdichtheid per graad Celsius, of = /lBsat/Bsat//l T, waarbij /3 Bsat de verandering in verzadigingsfluxdichtheid over het temperatuurgebied is.

5 Een geschikt magnetiseerbaar materiaal met een lage temperatuur coefficient kan een lithium en een gesubstitueerd lithium ferriet zijn, zoals lithium-mangaan ferriet of lithium-zihk ferriet met temperatuur- _1| _3 coefficienten tussen 5 x 10 en 1 x 10 per graad Celsius over een be-drijfstemperatuurgebied van de verzadigingskern van bijvoorbeeld 0° C -10 120° C. Lithium ferrieten en gesubstitueerde lithium ferrieten, welke ge schikt zijn om in een ferroresonante voedingsbron te worden toegepast, zijn beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial No. 250.128.

In een televisie-ontvanger kan de geregelde uitgangsspanning van een voedingsbron met verzadigingskern worden gebruikt voor het opwekken 15 van een geregelde ultorspanning. Voor een dergelijke toepassing is de temperatuurstabiliteit van de geregelde uitgangsspanning van de voedingsbron bijzonder belangrijk, aangezien zelfs matige veranderingen in de ultorspanning ongewenst kunnen zijn.

Een kenmerk van de uitvinding is de constructie van een voedings-20 bron .met verzadigingskern, welke voorziet in een met de temperatuur stabiele, geregelde uitgangsspanning wanneer een zeer stabiele uitgangsspanning nodig is. Een dergelijke spanning is meer stabiel dan die, welke wordt verschaft wanneer men gebruik maakt van een magnetiseerbaar materiaal voor de .verzadigingskern met kleine temperatuurcoefficient, zoals 25 een lithium ferriet.·

Een verzadigbaar magnetisch element omvat een magnetiseerbare kern en een zich daarop bevindende wikkeling. Een excitatiestroom voor het verzadigbare element wordt door een ingangsspanningsbron opgevekt om in de magnetiseerbare kern een magnetische flux op te wekken, welke 30 , met de wikkeling is gekoppeld teneinde een uitgangsspanning met wisselen-de polariteit op te wekken. Een capaciteit wekt een circulatiestroom op, die in een kernsectie, behorende bij de wikkeling, een magnetiserings-kracht opwekt. Een permanente magneet spant de kern zodanig voor, dat in de bijbehorende kernsectie een tweede magnetiseringskracht wordt opge-35 wekt. De resultante van de twee magnetiseringskrachten leidt tot een mag- · netische flux, die het magnetiseerbare materiaal van de bijbehorende kernsectie in hoofdzaak magnetisch verzadigt^om de uitgangsspanning met 8220238 - 3 - wisselende polariteit te regelen. De neiging van de geregelde uitgangs-spanning met wisselende polariteit om met temperatuurvariaties in het magnetiseerbare materiaal van de bijbehorende kernsectie te varieren, ten-gevolge van de temperatuurvariaties van de verzadigingsfluxdichtheid in 5 het magnetiseerbare materiaal van de bijbehorende kernsectie, wordt in hoofdzaak opgeheven door de mede optredende temperatuurvariaties van de voorspanningsintensiteit van de permanente magneet.

Bij een verdere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is de rich-ting van de magnetiseringskracht, welke door de permanente magneet in 10 het magnetiseerbare materiaal van de bijbehorende kernsectie wordt opge-wekt, in het algemeen dwars of orthogonaal op-die van de magnetiseringskracht , welke door.de circulatiestroom wordt opgewekt.

Bij toepassing in.een televisie-ontvanger of weergeefinrichting kan de.voedingsbron met verzadigingskern zijn voorzien van een hoogspan-15 ningsgenerator, die in responsie op de geregelde uitgangsspanning met wisselende polariteit een.met de temperatuur stabiele ultorspanning bij een ultorklem van een beeldbuis opwekt.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder ver-wijzing naar de tekening. Daarbij toont : 20 fig. 1 een voedingsbron met verzadigbare kern, volgens de uit vinding, die een met de temperatuur stabiele, geregelde uitgangsspanning levert; fig. 2 een voedingsbron met verzadigingskern voor een televisie-ontvanger of weergeefinrichting volgens de uitvinding; 25 fig. 3 een vertikaal zij-aanzicht van een uitvoeringsvorm van de door een permanente magneet voorgespannen verzadigbare smoorspoel van een voedingsbron volgens de uitvinding; fig. U een eindaanzicht van de constructie volgens fig. 3; fig. 5 een dwarsdoorsnede van de inrichting volgens fig. U over 30 de lijnen Y-V van fig. k't fig. 6 een vertikaal zij-aanzicht, gedeeltelijk weggebroken, van een andere uitvoeringsvorm van. de door een permanente magneet voorgespannen verzadigbare smoorspoel van een voedingsbron volgens de uitvinding; fig. 7 een dwarsdoorsnede van de inrichting volgens fig. 6 over 35 άε dwarsdoorsnedelijn VII-VII van fig. 6; fig. 8.een uiteengenomen perspectivisch aanzicht van de gecombi-neerde kern en permanente magneet van de inrichting volgens fig. 6; 8220238 - h - fig. 9 - 11. vectordiagrammen en krommen ter toelichting van de wer-king van de ketens volgens fig. 1, 2, 12 en 13; fig. 12 een gedeelte van een andere uitvoeringsvorm van de voe-dingsbron volgens fig. 1; en 5 fig. 13' een gedeelte.van een andere uitvoeringsvorm van de voe- dingsbron volgens fig. 2.

Bij.de voedingsbron 17 met verzadigingskern volgens de uitvin-dihg, welke is weergegeven in fig. 1, wekt een hoogfrequentie-vermogens-oscillator 26 een wisselende, rechthoekige ingangsspanning 23 met een 10 frequentie f^ over de uitgangsklemmen 18 en 19 van de oscillator op. De frequentie van de rechthoeksspanning 23 kan bijvoorbeeld in het gebied van-16.- 25 KHz worden gekozen. De wisselende ingangsspanning 23 wordt via een ingangsinductor L aan.een verzadigbare smoorspoelketen FR1 toegevoerd.

15· De verzadigbare smoorspoelketen FR1 omvat een verzadigbaar mag- netisch element of een verzadigbare smoorspoel SR1 en een resonantie-condensator C, die parallel aan een wikkeling 20 van de verzadigbare smoorspoel SR1 is gekoppeld. De verzadigbare smoorspoel SR1 omvat een magnetiseerbare kern 21, een wikkeling 20, die zich op de kern 21 be-20 vindt, en een permanente magneet 22, die zich bij de kern 21 bevindt.

De inductor L wekt in combinatie met de condensator C een exci-tatiestroom in.de smoorspoelwikkeling 20 op teneinde in de kern 21, die met de wikkeling is gekoppeld, een magnetische flux op te vekken teneinde over de wikkelingsklemmen 2U en 25 een uitgangs spanning met 25 wisselende polariteit op te wekken. Een belastingsketen, die in fig. 1 in het algemeen is weergegeven als een belasting R, is over de klemmen 2b en 25 gekoppeld en wordt door de uitgangs spanning van de voe dingsbron 17 bekrachtigd.

0m de uitgangs spanning V ^ te regelen, wekt de condensator C 30 tijdens elke halve periode van de uitgangsspanning met wisselende polariteit een circulatiestroom op, welke ertoe bijdraagt de kernsectie van de magnetiseerbare kern 21, die met de smoorspoelwikkeling 20 samen-werkt, magnetisch te verzadigen. Wanneer de kernsectie, behorende bij de wikkeling 20, in verzadiging treedt en uit verzadiging komt, schakelt de 35 door de wikkeling voorgestelde inductantie om tussen een lage impedantie-waarde en een hoge impedantiewaarde. Onder bestuur van deze schakelwer-king wordende amplitude van de uitgangsspanning, het halve-periode- 8220238 - 5 - oppervlak van de uitgangsspanning, of zowel de amplitude als het halve-periode-oppervlak, geregeld bij veranderingen in. de amplitude van de spanning 23 en bij veranderingen in de belasting door de belastingsketen R.

Wanneer de verzadigbare smoorspoel in de magnetisch onverzadigde 5 toestand verkeert, is de inductantie van de wikkeling 20 betrekkelijk groot en is de stroom in de smoorspoelwikkeling 20 betrekkelijk klein, waarbij slechts een kleine excitatie- of magnetiseringsstroom vloeit voor het opwekken van de magnetische flux in de kern 21. De uitgangsspanning ’V'uit* we Ike over de wikkeling 20 wordt aangelegd, veroorzaakt een omke-10 ring in de richting van de magnetische flux in de kern 21 en dientengevol-ge een opbouw van de flux in tegengestelde richting.

De aangelegde spanning bouwt de magnetische flux in de kern 21 op tot een punt, waarbij de overeenkomstige fluxdichtheidsplaats van .het magnetiseerbare kernmateriaal boven het kniepunt van de B-H-karakte-15 ristiek van het materiaal en in het bedrijfsverzadigingsgebied ligt. Ter toelichting kan het magnetisch verzadigde bedrijfsgebied worden beschouwd als dat gebied van de B-H-karakteristiek boven het kniepunt, dat een significant gereduceerde, incrementale permeabiliteit vertoont vergeleken met de incrementale permeabiliteit onder het kniepunt. Yoor een magneti-20 seerbare kernmateriaal, zoals een lithium ferriet, beschreven in de boven-genoemde Amerikaanse octrooiaanvrage, heeft de incrementale permeabiliteit in.een punt ver voorbij de knie, bij bijvoorbeeld een magnetiserings-kracht H van 50 - 100 oersted, een relatief geringe waarde van bijvoorbeeld 2 - 10, vergeleken met een incrementale permeabiliteit van 500 -25 3000 of meer, bijvoorbeeld in punten onder het kniepunt van de B-H-karak- teristiefc, De werking van de kern 21 in het magnetisch verzadigde gebied van de B-H-karakteristiek leidt ertoe, dat de wikkeling 20 een betrekkelijk gering verzadigde inductantie vertoont nadat de verzadiging is inge-bed. De circulatiestroom tussen de condensator C en de wikkeling 20 30 vloeit na dit begin van verzadiging.

De amplitude van de uitgangsspanning en het juiste schakel- moment,'waarop“cLe wikkeling 20 tussen de verzadigde en niet-verzadigde inductantiewaarden omschakelt, is een functie van de verzadigingsflux-dichtheid Bsat van het magnetiseerbare materiaal van de kern 21. In het 35 algemeen is de amplitude van de uitgangsspanning groter bij grotere waar-den van Bsat.

Aangezien de waarde van Bsat een functie van de temperatuur van 8220238 - 6 - bet verzadigingskernmateriaal is, heeft de geregelde uitgangsspanning van een voedingsbron met verzadigingskern de neiging om te veranderen bij om-gevingstemperatuurvariaties en tijdens het opwarmen van de voedingsbron.

• Volgens de uitvinding bevindt zich, om deze neiging tegen te gaan, een 5 permanente magneet 22 in fig. 1 zich bij de verzadigingskern 21 van de verzadigbare smoorspoel SR1 om de kern magnetisch voor te spannen.

De intensiteit van de permanente magneet 22 is een functie van de ..temperatuur van de magneet, waarbij de intensiteit van de magneet bij-voorbeeld bij toenemende temperatuur van de magneet afneemt. Wanneer de 10 . permanente magneet zich in de nabijheid van de kern 21 bevindt, volgt de temperatuur van de magneet de variatie in de kerntemperatuur. De voor-spanning van de kern 21 is zodanig, dat de neiging van de geregelde uit-gangsspanning V^. met wisselende polariteit om met temperatuurvariaties van de verzadigingsfluxdichtheid Bsat te varieren, tengevolge van tempe- 15. ratuurvariaties in de verzadigingskern 21, in hoofdzaak teniet wordt ge-daan door de tegelijkertijd optredende temperatuurvariaties van de voor-spanningsintensiteit van de permanente magneet 22, waardoor bij verande-ringen in de kernbedrijfstemperatuur een relatief geringe verandering in de uitgangsspanning optreedt.

. 20 . Fig. 12. toont een andere constructie, FR^, van de verzadigbare smoorspoelketen.volgens fig. 1,. waarbij de door .een permanente magneet voorgespannen, verzadigbare smoorspoel een transformator SR1)· omvat. De transformator SR^ bezit een primaire wikkeling 20a, die geleidend is ge-koppeld met de resonantiecondensator C en zich bevindt op de verzadi-25 gingskern 21,. die door de permanente magneet 22 wordt voorgespannen. De geregelde uitgangsspanning met wisselende polariteit wordt opgewekt over een secundaire wikkeling 20b, die magnetisch met.de primaire wikkeliiig 20a. is gekoppeld. De belastingsketen R is gekoppeld met de secundaire wikkeling 20b van.de transformator en wordt door de daarover opgewekte 30 uitgangsspanning bekrachtigd.

De fig. 3 - 5 tonen bovenaanzichten en dwarsdoorsneden van een constructie van.een verzadigbare smoorspoel, die als de verzadigbare smoorspoel SR1 van fig. 1 kan.worden gebruikt. Zoals weergegeven in fig.

3 - 5» omvat de kern 21 een rechthoekige kern, gevormd door een C-kern-35 gedeelte 21a bij een I-kerngedeelte. 21b., dat een been van de rechthoekige kern vormt.. Elk van de kerngedeelten 21a en 21b kan een.rechthoekige dwarsdoorsnede bezitten.

8220238 - 7 -

De permanente magneet 22 bestaat uit een staaf met rechthoekige dwarsdoorsnede, voorzien van een ondervlak 27, dat contact maakt met het bovenvlak van het I-kerngedeelte of sectie 21h, en een bovenvlak 28.

De verzadigbare smoorspoelwikkeling of spoel 20 is gewikkeld op een hol-5 le, uit kunststof bestaande spoelhouder 29, waarbij de permanente, staaf-vormige magneet 22 en het I-kerngedeelte 21b van de kern 21 zich binnen de spoelhouder bevinden. De permanente magneet 22 kan via de vlakken 27 en 28 van de permanente staafmagneet worden gemagnetiseerd, waarbij het vlak 27 ter illustratie als een zuidpool en het tegenovergelegen vlak 28 10 als een noordpool is aangeduid.

Bij een dergelijke constructie worden twee magnetiseringskrachten, in hoofdzaak dwars op elkaar, aan het magnetiseerbare materiaal van de I-kernsectie 21b over een groot volume van de I-kernsectie binnen de spoel 20 aangelegd. De eerste magnetiseringskracht is een kracht, welke 15 wordt opgewekt door de magnetiseringsstroom in de verzadigbare smoor-spoel 20 en deze heeft een richting, die in het algemeen evenwijdig is aan de.lengte-as van de spoel. De tweede magnetiseringskracht wordt opgewekt door de permanente magneet 22 en deze heeft in het algemeen een richting dwars of orthogonaal op de lengte-as van de spoel. Het resulte-20 . rende krachtveld van de twee genoemde magnetiseringskrachten veroorzaakt een magnetische'flux in de kern 21, welke leidt tot een magnetische ver-zadiging van dekern, die zich in de spoel 20 bevindt, tijdens elke hal-.ve periode van de over de spoel opgewekte uitgangsspanning met wisselende polariteit.

25 Zoals schematisch in het dwarsdoorsnede-aanzicht van fig. 5 is weergegeven, kan in een punt A in het magnetiseerbare materiaal van de I-kernsectie 21b, binnen de spoel 20 gelegen, de magnetische fluxdicht-heidsverctor if. worden gesplitst in twee loodrechte componenten. Een eerste component is een component , die met de spoel 20 is gekoppeld 30 . en derhalve evenwijdig aan de lengte-as van de spoel 20 is, en een waar-de heeft, die afhankelijk is van de door de excitatiestroom in de spoel opgewekte magnetische kracht. De tweede component is een component-vector loodrecht op de vector eh opgewekt door de permanente magneet 22. Ofschoon de voorspanningsfluxdichtheidsfactor if ter illustra-35 tie is weergegeven als liggende in het vlak van tekening, kan de flux-dichthexdsvector ook een component loodrecht op het vlak van tekening bezitten, afhankelijk van de juiste plaats van het punt A in de I-kern- 8220238 - 8 - sectie 21¾.

De amplitude van de resulterende fluxdichtheidsvector if. en de hoek 0, welke de vector maakt met de voorspanningsfluxdichtheidsvector B^ op een bepaald moment tijdens een periode van de uitgangsspanning 5 met wisselende polariteit, die over de spoel 20 wordt opgewekt, is een functie van de met de tijd varierende amplitude van de fluxdichtheid B , die met de spoel 20 is gekoppeld. c

De permanente magneet 20 kan worden vervaardigd uit een hard, mag-netiseerbaar materiaal, zoals barium-ferriet of strontium-ferriet met 10. . coercitiefkrachten van de orde van twee tot vierduizend oersted. De I-kernsectie 21b kan worden vervaardigd uit een zacht ferriet, zoals het reeds genoemde lithium ferriet, dat een coercitiefkracht heeft, die on-geveer een oersted bedraagt. In verband met de grote coercitiefkrachten, welke barium- en strontiumferriet bezitten, ondergaat de permanente mag-15 neet 22 een relatief geringe demagnetisatie wanneer de magneet deel uit-maakt van het magnetische circuit, dat in samenhang met de kern 21 wordt gevormd. Verder treedt ook een relatief geringe demagnetisatie van de permanente magneet 22 op bij het aanleggen van een demagnetiserend kracht-veld, opgewekt door de stroom in de verzadigbare smoorspoel 20. Piekmag-20 netisatiekrachten, die door de spoel 20 worden opgewekt, oversehrijden meer in het bijzonder niet een waarde van enige honderden oersted. Der-gelijke waarden zijn onvoldoende om een uit barium- of strontiumferriet bestaande magneet, die een coercitiefkracht heeft van enige duizenden oersted, op een significante wijze te demagnetiseren. Derhalve blijft 25 het voorspanningsveld, dat door de permanente magneet 22 in het magne-t'iseerbare materiaal van de I-kernsectie 21b binnen de spoel 20 wordt opgewekt, relatief constant tenminste voor het begin van de verzadiging van het.zachte ferriet.

Fig. 9 toont de relatie tussen de verschillende genoemde flux-30 :dichtheidsvectoren op een bepaald punt binnen het magnetiseerbare materiaal van de I-kernsectie 21b binnen de spoel 20 op verschillende geko- zen momenten binnen een periode van de uitgangsspanning. De fluxdichtheids- , , vector B , die bij verschillende waarden van de magnetisatiekracht ont-c staat, welke laatste door de magnetisatiestroom wordt opgewekt, die in 35 de verzadigbare smoorspoel 20 vloeit, is langs de I-as aangegeven. De fluxdichtheidsvector ^g» welke door de permanente magneet 22 wordt ver-schaft, is langs de X-as loodrecht op de spoelvector B aangegeven.

8220238 - 9 -

Tijdens de niet-verzadigde intervallen van de uitgangsspanning V .

Ul ϋ met wisselende polariteit, wanneer de spoel 20 een betrekkelijk grote niet-verzadigde inductantie vertoont, begint de vectorcomponent van de fluxdichtheid in het kernmateriaal binnen de spoel, loodrecht op de ge- 5 leiderwindingen van de spoel, d.w.z. de fluxdichtheidsvector B , die met de spoel 20 is gekoppeld, toe te nemen wanneer door de magnetisatie- stroom in de spoel 20 een toenemende magnetisatiekracht H wordt opge- wekt. Wanneer de magnetisatiekracht, veroorzaakt door de spoel 20, toe- neemt van een kracht naar een kracht H^, neemt de fluxdichtheid, , 10 loodrecht op de geleiderwindingen van de spoel 20, toe van de fluxdicht- heidswaarde B Λ tot een fluxdichtheidswaarde B i .

cl c4

Zoals reeds is vermeld, treedt een betrekkelijk geringe demagne-tisatie van de permanente magneet 22, vervaardigd uit een hard ferriet, zoals barium- of strontiumferriet, op wanneer de spoel 20 magnetiserings-15 krachtvelden met een relatief geringe intensiteit opwekt. Derhalve blijft gedurende het interval, waarin de fluxdichtheid loodrecht op de spoel 20 . toeneemt,.de fluxdichtheid in het kernmateriaal binnen de spoel in een richting evenwij dig aan het door de permanente magneet 22 opgewekte mag-metische voorspanningsveld, voor toelichtingsdoeleinden, relatief onge- 20. . wijzigd, bij een illustratieve waarde B, .

De resulterende fluxdichtheidsvector B^, die m het magneti-seerbare materiaal van de I-kernsectie 21b wordt opgewekt door de com-binatie van magnetiseringskrachten, opgewekt door de permanente magneet 22 en door de magnetiseringsstroom, welke in de spoel 20 vloeit, is een 25 .vector, die in amplitude toeneemt wanneer de spoelmagnetiseringskracht in amplitude toeneemt en welke in een zodanige richting roteert, dat een toenemende hoek 0 tussen.de resulterende fluxdichtheidsvector if. en de voorspanningsfluxdichtheidsvector toeneemt.

Wanneer de spoelmagnetiseringskracht voldoende in amplitude is —> 30 toegenomen om een resulterende vector B^ op te wekken, waarvan de amplitude bij die van de verzadigingsfluxdichtheid Bsat is gelegen, schakelt de inductantie van de verzadigbare smoorspoel 20 om naar een relatieve lage verzadigingsinductantie, waarbij het circulatiestroominterval in de uitgangsspanningsperiode begint. De amplitude van de fluxdichtheid in de 35 I-kernsectie 21b loodrecht op de geleiderwindingen van de spoel 20, bij het begin van de verzadiging, is B^ = Bmax.

De grootheid Bmax is kleiner dan de verzadigingsfluxdichtheid Bsat.

8220238 - 10 -

De uitgangsspanning V ^ heeft derhalve de neiging om een kleinere amplitude te hebben wanneer gebruik wordt gemaakt van een door een permanente magneet voorgespannen, verzadigbare smoorspoel. Een dergelijke neiging kan worden gecompenseerd door het aantal windingen van de spoel 20 te 5 vergroten, door het dwarsdoorsnede-oppervlak van het verzadigingskern-binnenste.van.de'spoel'.te .vergr©ten of door andere geschikte methoden. Aangezien.de amplitude van de geregelde uitgangsspanning V .. bij ge-

Ul"o bruik van een' door een.permanente magneet voorgespannen, verzadigbare smoorspoel in het algemeen evenredig is met de maximale fluxdichtheid 10" loodreeht op de geleiderwindingen van de spoel 20 voordat de verzadiging inzet, d.w.z., evenredig met Bmax, kan een temperatuurstabiliteit van de geregelde uitgangsspanning worden verkregen door de aanpassing of de juiste keuze van het materiaal van de permanente magneet en het verza-digingskerhmateriaal ten aanzien van hun temperatuurkarakteristieken 15 teneinde een waarde van Bmax te verschaffen, die constant is wanneer de temperatuur verandert.

In fig. 10. is aangenomen, dat bij een bepaaldeverzadigingskern-en permanente-magneetbedrijfstemperatuur de permanente magneetvoor-spanningsintensiteit B^ en de verzadigingsfluxdichtheidswaarde van het 20 ..verzadigingskernmateriaal B is. Wanneer de verzadiging inzet gedu-rende elke periode van de uitgangs spanning met wisselende polari- teit, bevindt het peileind van de resulterende fluxdichtheidsvector , in het verzadigingskernmateriaal binnen.de spoel 20 zich in het punt .

De maximale fluxdichtheid loodreeht op de geleiderwindingen van de spoel 2f 20, welke kan worden verkregen voordat de verzadiging begint, is Bmax.

Voor het verschaffen van een temperatuurstabiliteit van de geregelde uitgangsspanning, verdient de fluxdichtheidscomponent Bmax rela-tief ongewijzigd.te blijven wanneer de verzadigingskern en de permanente magneet bij een andere temperatuur worden bedreven, welke ter illu-stratie hoger isgekozen dan.de temperatuur . Bij de hogere tempera-30 tuur Tg-heeft.de verzadigingsfluxdichtheid van het verzadigingskernmateriaal een waarde B ,os welke kleiner is dan de waarde B . . bij de temperatuur T1 en wei met een.bedrag Δ Bsat =& TB , waarbij A τ = t2 - τ .

Om dezelfde maximale fluxdichtheid, Bmax, loodreeht op de geleider-35 windingen van de spoel 20 bij de hogere temperatuur te verkrijgen, moet de resulterende fluxdichtheidsvector bij een verzadiging bij de tern- 8220238 - 11 - peratuur T gelijk zijn aan de vector if 1 , waarvan het peileind zich

c. SV I

bevindt in het punt Pg van fig. 10. 0m het mogelijk te maken, dat de re-sulterende vector zijn uiteinde in het punt Pg heeft, moet de voor- spanningsintensiteit van de permanent® magneet 22 afnemen tot een nieuwe, 5 kleinere waarde B^g. Derhalve moet voor een hepaald verzadigingskernma- teriaal met een temperatuurcoefficient van verzadigingsfluxdichtheid van £, een permanent magneetmateriaal worden gekozen, dat zodanig is, dat de negatieve temperatuurcoefficient - c< van het permanente magneetmateriaal .leidt tot.een geschikte afname in de voorspanningsintensiteit 10. . van - B^ - B^g, waarbij de fractionele verandering in de voorspanningsintensiteit van de permanente magneet per graad Celsius is of <Λ* = ΔννΛΤ·

Indien de temperatuurcoefficient van het materiaal van de permanente magneet niet is aangepast aan de temperatuurcoefficient van 15 het verzadigingskernmateriaal, kan de maximale, normale fluxdichtheid, welke wordt verkregen hij het begin van de verzadiging, verschillen bij de twee kernbedrijfstemperaturen, en Tg, hetgeen leidt tot een betrek-kelijk slechte.temperatuurstabiliteit van de geregelde uitgangsspanning. Bij wijze van voorbeeld wordt aangenomen, dat de temperatuurcoefficient 20 <>C van het magneetmateriaal kleiner is dan nodig is voor het verschaf-fen van een juiste temperatuurcompensatie van de uitgangsspanning bij de twee temperaturen en Tg. In dat geval zal bij de temperatuur Tg de voorspanningsintensiteit van de magneet een waarde B^a tussen de waarden B^ en B^g hebben. De resulterende fluxdichtheidsvector bij het begin van 25 de verzadiging bij de hogere temperatuur Tg is de vector BV^, waarvan het peileind zich bevindt in het punt P van fig. 10. De component van de -Λ a vector B , welke loodrecht staat op de geleiderwindingen van de spoel 20, heeft een amplitude B , die kleiner is dan de amplitude Bmax, wel-. . ιΐΐ&χει ke wordt verkregen bij de lagere temperatuur T^. Derhalve wordt de tempe-30 ratuurstabiliteit van de uitgangsspanning niet verkregen wanneer de voorspanningsintensiteit van de magneet niet op de juiste wijze wordt gekozen ten opzichte van c\ , c< en B ...

m i s six l

Er bestaan verschillende compromissen bij het kiezen van de waarden van de parameters, zoals Bsat, Bmax, B^, en tijdens het ont-35 werp van een ferroresonantstelsel van een door een.permanente magneet voorgespannen, verzadigbare smoorspoel, welk stelsel voorziet in een temperatuur·-gestabiliseerde, geregelde uitgangsspanning. Zo moet in het alge- 8220238 - 12 - meen de temperatuurcoefficient van de permanente magneet ^ zodanig worden gekozen, dat deze een grotere waarde heeft dan de temperatuurcoefficient c\ van het verzadigingskernmateriaal voor het verschaf-fen van een verbeterde temperatuurstabiliteit van de uitgangsspanning.

5 Het procentuele verschil in temperatuurcoefficienten tussen de twee materialen kan worden gereduceerd indien men kiest voor het gebruik van . een magneet met grotere voorspanningsintensiteit.

In fig. 10 vindt men een permanente magneet met een voorspanningsintensiteit bij een temperatuur met een waarde B^» groter dan de bo-10 vengenoemde voorspanningsintensiteit B^. De resulterende fluxdicht- heidsvector voor een temperatuur T is de vector #t3, waarvan het peil- eind zich in het punt P„ bevindt. De maximale fluxdichtheid B' lood-. 3 max recht op de geleiderwindingen van.de spoel 20, verkregen bij een temperatuur T^, is de projectie van de vector °P Y-3·3 van fig· 10· 0m 15 dezelfde maximale fluxdichtheid B? bij de hogere temperatuur T0 te verschaffen, waarde verzadigingsfluxdichtheid van het verzadigingskernmateriaal is afgenomen tot een waarde B^^5 moe^ de resulterende flux-dichtheidsvector bij het begin van de verzadiging gelijk zijn aan de vector ^svV. waarvan het peileind zich bevindt in het punt P^.

20 . De projectie van If ^ op de X-as geeft de nieuwe, verlaagde waar de van de voorspanningsintensiteit van de permanente magneet aan, welke bij de hogere temperatuur T2 nodig is om de gemiddelde uitgangsspanning in hoofdzaak ongewijzigd bij de nieuwe temperatuur te onderhouden. De projectie van B>STj+ op de X-as geeft de verlaagde voorspanningsintensiteit 25 van B ^ bij een temperatuur aan, welke nodig is, indien een temperatuurstabiliteit moet.worden verkregen.

Wanneer gebruik wordt gemaakt van een permanente magneet met een vergrote intensiteit van B^ bij de temperatuur , moet de temperatuur-coefficient van de permanente magneet zodanig worden gekozen, dat deze 30 . een waarde <?<v heeft teneinde over het temperatuurgebied Δτ = een verandering in de voorspanningsintensiteit Δ B^ = B^ - B^ te ver-krijgen. Uit een onderzoek van fig. 10 blijkt, dat de Δ B^, welke nodig is wanneer gebruik.wordt gemaakt van een magneet met grotere intensiteit, aanmerkelijk kleiner is dan de Δ B^, welke eerder nodig was bij het ge-35 bruik van een permanente.magneet met geringere intensiteit. Uit dit feit kan men concluderen, dat de temperatuurcoefficient welke voor de sterkere permanente magneet nodig is, een geringere waarde heeft dan de 8220238 - 13 - temperatuurcoefficient , die voor de zwakkere magneet nodig is. Der- halve kan de voorspanningsintensiteit van de permanente magneet in een bepaalde mate worden ingesteld voor het verschaffen van de vereiste temper atuurstabiliteit van de uitgangsspanning, indien slechts een beperkt 5 aantal materialen voor de permanente magneet en de verzadigingskern be-.schikbaar is om uit tekiezen.

Er.wordt evenwel op gewezen, dat een compromis voor.het gebruik van een permanente.magneet met.een betrekkelijk kleine temperatuurcoef- ficient van magnetische intensiteit ertoe kan leiden, dat een in- . m , 10. . richting. nodig is, die .een relatief grote voorspanningsintensiteit van de magneet.vereist. .Een dergelijke inrichting leidt tot een relatief ge-ringe,' maximale fluxdichtheid Bmax loodrecht op de geleiderwindingen van de spoel 20..Teneinde bij de relatief geringe waarden van Bmax een relatief hoge uitgangsspanning V ^ te verkrijgen, kan het aantal geleider-15 windingen en/of het dvarsdoorsnede-oppervlak van de verzadigingskern binnen de spoel, moeten worden vergroot. Voorts kan een relatief geringe verhouding van Bmax tot Bsat leiden tot een relatief slechte uitgangs-spanningsregeling bij veranderingen van de ingangsspanning en de belas-ting, zoals later zalworden besproken.

20. . Zoals reeds is vermeld, dienen voor het verschaffen van een tem- peratuurstabiliteit van de geregelde uitgangsspanning, de temperatuurcoeff icienten van de materialen van de permanente magneten en de verzadigingskern op een zorgvuldige wijze aan elkaar worden aangepast, waar-bij de temperatuurcoefficient van het materiaal van de permanente mag-25 neet in het algemeen groter is dan die van het materiaal van de verzadigingskern en wel met een bedrag, dat afhankelijk is van factoren, zoals de gewenste waarden' van Bmax en van de voorspanningsintensiteit B^ van de permanente magneet. Bij wijze van voorbeeld wordt aangenomen, dat het verzadigingskernmateriaal zodanig wordt gekozen, dat dit een betrekkelijk 30 . grote coefficient C-\£ van de verzadigingsfluxdichtheid heeft een en an-der zodanig, dat bij.de hogere temperatuur T2 de verzadigingsfluxdichtheid afneemt van een waarde &e temperatuur T^ tot een lagere waarde B Teneinde bij het begin van de verzadiging van de waarde Br bij zowel de temperatuur T^ als de.temperatuur T^ een relatief ongewijzigde 35 maximale fluxdichtheid te verschaffen, moet de resulterende fluxdicht-heidsvector bij verzadiging de hoek wijzigen, welke deze vector met de X-as maakt, teneinde.rekening te houden met de afname in vectoramplitude 8220238 - 11* - tengevolge van de afname in verzadigingsfluxdichtheid. De resulterende -A -¾.

fluxdichtheidsvector verandert van de vector B _ naar de vector B OJ, sv3 sv2d waarvan het peileind zich .in .het punt P bevindt.

De verandering in voorspanningsintensiteit van de permanente mag-5 neet van Δ B” = , welke nodig is wanneer gebruik wordt gemaakt van.een materiaal van.de verzadigingskern met hogere temperatuurcoeffi-. ciSnt,.is groter' dan de verandering in de voorspanningsintensiteit A B^ van de permanente magneet, welke nodig is wanneer gebruik wordt gemaakt van een.verzadigingskernmateriaal met kleinere temperatuurcoefficient, . 10 hetgeen erop wijst, dat een permanent magneetmateriaal met grotere tem- peratuurcoefficiSnt CN" nodig is wanneer dit tezamen met een verzadigings-kernmateriaal met grotere temperatuurcoefficient wordt gebruikt.

Indien het verzadigingskernmateriaal van de I-kernsectie 21b als een lithium ferriet of een gesubstitueerd lithium ferriet wordt gekozen, 15. kan een keramisch . magneetmateriaal, zoals een barium- of strontiumfer-riet, voor het permanente magneetmateriaal worden gekozen om een goede temperatuurcoefficientaanpassing tussen de zachte en harde ferrietmate-rialen te verkrijgen. Lithium ferriet en gesubstitueerd lithium' ferriet, zoals lithium-mangaan-zinkferrieten, hebben temperatuurcoefficienten 20 van de verzadigingsfluxdichtheid·:/^ tussen ongeveer een-halft en een · deel per duizend per graad Celsius. Barium- en strontiumferrieten hebben temperatuurcoefficienten van de magnetische intensiteit tussen ongeveer 1,8 - 2,0 delen per duizend per graad Celsius, een gebied van waarden, dat leidt tot het verschaffen van een relatief goede temperatuurstabi-25 liteit van de geregelde uitgangsspanning V mits de juiste voorspanningsintensiteit van de magneet wordt gekozen.

In tegenstelling daarmede is, indien een mangaan-zinkferriet voor het verzadigingskernmateriaal wordt gebruikt, een materiaal van de permanente magneet met een relatief hoge temperatuurcoefficient nodig, 30 aangezien mangaan-zinkferriet.een temperatuurcoefficient van ongeveer 3 - 3,5 delen per duizend heeft. Indien de temperatuurcoefficient van de permanente magneet zodanig wordt gekozen, dat deze ongeveer twee-tot viermaal zo groot is als de temperatuurcoefficient met zachte ferriet voor het verkrijgen van Bmax-waarden, die Bsat-waarden benaderen, 35 dient de temperatuurcoefficient van de.permanente magneet ongeveer 12 - 15.delen per duizend.per graad Celsius te zijn..Het kan zijn, dat een. permanent magneetmateriaal met een dergelijke relatief grote tempe- 8220238 - 15 - ratuurcoefficient niet beschikbaar is of, indien dit wel beschikbaar is, ongeschikt is om te worden toegepast in samenhang met een kosten-ef-fectieve voedingsbron.

Fig. 2.tcont een temperatuur-stabiele voedingsbron 80 volgens de 5 uitvinding, die geregelde uitgangsgelijkspanningen voor een televisie-weergeefinrichting levert, inclusief een geregelde ultoruitgangsspanning. De.temperatuurstabiliteit van de geregelde nitgangsspanning is van bijzonder belang wanneerde uitgangsspanning de ultorspanning van een te-levisieweergeefinrichting is, doordat bijvoorbeeld excessieve ultor-10 spanningen kunnen worden opgewekt bij het inschakelen van de televisie-weergeefinrichting of in een omgeving met een koude temperatuur. De excessieve ultorspanningen kunnen leiden tot het opwekken van een excessieve , ongewehste. mate van rontgenstraling.

De in fig. 2 afgebeelde ferroresonante voedingsbron 80 voor een 15 televisie-ontvanger, werkt in het algemeen op een wijze, overeenkomende met die, welke is beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial No. 220.8^7· Voor het verschaffen van een temperatuurstabiliteit van de geregelde uitgangsspanningen worden de inventieve aspecten van het eer-der beschreven, met een permanente magneet voorgespannen stelsel, bij de 20 inrichting FR2 van fig. 2 toegepast.

In fig. 2 is een primaire wikkeling 62a van een transformator 62 met grote lekinductantie gekoppeld met een bron 71, die een niet-geregel-de, wisselende ingangsspanning Vin levert. De bron 71 omvat een invertor 61 en een gelijkstroomingangsklem 63, die met een middenaftakking 25. van de primaire wikkeling 62a is gekoppeld. Een niet-geregelde gelijk-spanning V wordt aan.de klem 63 aangelegd. De invertor 6.1 wordt bij een hoge frequentie van bijvoorbeeld de horizontale afbuigfrequentie, f^ van 15,75 KHz bedreven.

Wanneer de spanning Vin aan.de primaire wikkeling 62a wordt aan-30 gelegd, worden over secundaire uitgangswikkelingen 62b - 62d en een se-cundaire hoogspanningsuitgangswikkeling 62e horizontaal frequente uitgangs spanningen met wisselende polariteit opgewekt. Een gemeenschappe-lijke middenaftakkingsgeleider 53 van de wikkelingen 62b - 62d is geaard.

De over de wikkeling 62b opgewekte uitgangsspanning met wisselen-35 de polariteit wordt door dioden 69 en 70 dubbel gelijkgericht en door een condensator 3^ gefilterd om op een klem 31 een gelijkspanning van bijvoorbeeld .+25 V op te wekken,. om televisie-ontvangketens, zoals de 8220238 - 16 - vertikale afbuigketen en de audioketen te bekraehtigen. De over de wik-keling 62d opgewekte uitgangsspanning met wisselende polariteit, wordt door dioden 65 en 66 dubbel gelijkgericht en door een condensator 36 gefilterd om op . een klem 33 een gelijkspanning van bijvoorbeeld + :210. V 5 op te wekken'voor.het voeden van ketens, zoals de beeldbuisaandrij fketens van de televisie-ontvanger.

De over de wikkeling 62c opgewekte uitgangsspanning met wisselende polariteit wordt door dioden 6j en 68 dubbel gelijkgericht en door een condensator 35 gefilterd om op een klem 32 een B+ -aftastvoedings-100. spanning voor.een horizontale afbuigwikkeling 4l op te wekken. Om een horizontale aftast- of afbuigstroom in de horizontale afbuigwikkeling 41 op te wekken, is met de klem 32 via een ingangssmoorspoel 39» een hori-^zontale afbuiggenerator 40 gekoppeld. De horizontale afbuiggenerator 40 wordt bekrachtigd door de B+ -aftastvoedingsspanning en omvat een hori-15 zontade oscillator en aandrijfketen 43, een horizontale uitgangstransis-tor kb, een dempdiode 4-5, een horizontale terugslagcondensator 46 en een S-vormings- of aftastcondensator 42, die in serie met de horizontale afbuigwikkeling 41 over de horizontale uitgangstransistor 44 is gekoppeld.

De over de hoogspanningsuitgangswikkeling 62e opgewekte uitgangs-20 spanning met wisselende polariteit wordt toegevoerd aan een hoogspan-ningsketen 64 voor het op een klem U opwekken van een hoge ultorgelijk-spanning of versnellingspotentiaal voor de niet-weergegeven beeldbuis van de televisie-ontvanger. De hoogspanningsketen 64 kan bestaan uit een normale spanningsvermenigvuldigketen van het Cockroft-Walton type of kan 25 bestaan uit een enkelvoudig gelijkrichtstelsel met een aantal dioden, die integraal zijn verenigd tot een enkele eenheid met een aantal wikkelings-secties van de hoogspanningswikkeling 62e, hetgeen niet apart is weer-gegeven.

De secundaire uitgangswikkelingen 61b - 62e en de secundaire hoog-30 spanningsuitgangswikkeling 62e zijn magnetisch vast met elkaar gekoppeld. 0m de secundaire uitgangswikkelingsspanningen te regelen bij variaties in de amplitude van de ingangsspanning Vin en bij belastingsveranderingen door de belastingsketens, die met klemmen 31 - 33 zijn gekoppeld, en bun-delstroombelastingsveranderingen op de ultorklem U, en het verschaffen 35 van een.temperatuurstabiliteit aan deze uitgangsspanningen, is een verza-digbare smoorspoelketen FK2 volgens de uitvinding als een belastingsketen over een van de vast gekoppelde, secundaire uitgangswikkelingen van de 8220238 - 1T - transformator 62 gekoppeld. In fig. 2 is de belastingsketen FR2 ter illustratie over de.secundaire uitgangswikkeling 62d gekoppeld.

De belastingsketen FR2 omvat een spoel of wikkeling 37} welke om tenminste een gedeelte van een verzadigbare, magnetiseerbare kern 137 5 van een verzadigbare smoorspoel SR2 is gewikkeld, een permanente magneet 237 > die de kernvoorspant, en een resonantiecondensator 38, die over de spoel 37 is gekoppeld.

De uitgangsspanning V ., over de verzadigingsspoel 37 wordt ge-regeld door de werking van de belastingsketen FR2. Door de spoel 37 10 over de secundaire uitgangswikkeling 62 van de transformator 62 te kop-pelen, werktde belastingsketen FR2 als een regelende belastingsketen, die met de wikkeling 62d is gekoppeld om de spanning over de wikkeling 62d als de.geregelde spanning V ^ te onderhouden. Wanneer de spanning over de secundaire wikkeling 62d door de belastingsketen FR2 wordt ge-. 15 regeld, worden de uitgangsspanningen over de andere secundaire wikkelingen, die vast met de wikkeling 62d zijn gekoppeld, eveneens geregeld. Derhalve worden de uitgangsspanningen over de wikkelingen 62b en 62c en de hoog-spanningsuitgangswikkeling 62e geregeld door de regelende werking van de spanning van.de belastingsketen FR2. In verband met de losse, magne-20 tische koppeling tussen de primaire wikkelingen 62a en de secundaire wikkelingen 62b - 62e, kunnen de spanningen over deze secundaire wikkelingen relatief ongewijzigd in amplitude of halve-periode-oppervlak blijven, zelfs wanneer.de spanning overde primaire wikkeling in amplitude varieert.

25 De permanente magneet 237 spant de.verzadigingskern 137 op een zodanige wijze.voor, dat wordt voorzien in een temperatuurstabiliteit van de geregelde uitgangsspanning V ^ en van de andere uitgangsspanningen, die over .de . secundaire wikkelingen van de transformator 62 worden opgewekt, en van de ultor- en andere gelijkspanningen. De constructie van.de ver-30 zadigbare smoorspoel SR2 van de belastingsketen FR2 van fig. 2 kan over-. eenkomen met die van.de verzadigbare smoorspoel SR van de fig. 3 - 5S welke boven zijn.beschreven, of kan overeenkomen met de verzadigbare smoorspoel' SRA,.weergegeven in fig. 6-8.

De .verzadigbare smoorspoel SRA volgens fig. 6 - 8 is in een toro-.35 xdale configuratie opgebouwd. Fig. J toont.een dwarsdoorsnede-eindaan-zi'cht , over de lijnen. VII-VII van fig,'6, van de kern en het permanente-•magneetgedeelte.van-.de verzadigbare reactor SRA, waarbij de spoel 37 van 82 2 0 2 3 8 ......................................

-18- de verzadigbare smoorspoel uit fig. 7 is weggelaten. Fig. 8 toont een uiteengenomen perspectivisch aanzicht van de kern en het .permanente-magneetgedeelte.van de inrichting volgens fig. 6.

De.kern van de verzadigbare smoorspoel SRA omvat twee ringen 137a 5 eh 13712 van .een zacht.ferriet' materiaal, zoals lithium ferriet. Tussen • de twee uit eeh zacht' ferriet.bestaande, ringvormige onderdelen hevinden Ίzich twee concentrisch.gemonteerde, permanente magneetringen 237a en 2371)» die ter illustratie bestaan uit een hard ferriet materiaal, zoals barium-ofstrontiumferriet. Elk van de permanente magneetringonderdelen is over 10 het vlak daarvan gemagnetiseerd, waarbij de zijde van een van de permanente magneetringen met' een polariteit is gemagnetiseerd, tegengesteld aan die van het naastgelegen vlak van de andere permanente magneetring.

Derhalve.is, als aangegeven in fig. 7 en 8, de zijde 81a van de permanente magneetring 237a bijvoorbeeld als een noordpool gemagnetiseerd, en 15 is het tegenovergelegen vlak 81b van dezelfde ring als een zuidpool gemagnetiseerd, terwijl de zijde 82a van de andere permanente magneetring 237t als een zuidpool is gemagnetiseerd en het tegenovergelegen vlak 82b als een noordpool is gemagnetiseerd.

Een enkele ring met twee concentrisch gemagnetiseerde secties kan 20 in de plaats treden van de permanente magneetringen 237a en 237b.

Bij gebruik van een dergelijke ringconstructie voor een verza-digbare smoorspoel SRA, staat het fluxdichtheidsveld, dat door de permanente magneetringen 237a en 237b in de verzadigbare kernringen 137a en 1371» wordt opgewekt, in hoofdzaak loodrecht op het fluxdichtheidsveld, 25 dat door de magnetiseringsstroom in de spoel 37 wordt opgewekt, en wel in hoofdzaak over het gehele volume van de verzadigingskernringen 137a en 137¾- la verband met de toroidale wikkelingsconfiguratie van de spoel 37, staat het voorspanningsveld 83, dat wordt opgewekt door de permanente magneetringen 237a en 237b, slechts gedeeltelijk in fig. 7 weergegeven, 30 in het algemeen loodrecht op het fluxdichtheidsveld, dat door de stroom in de spoel wordt opgewekt, en wel in hoofdzaak over het gehele volume van de verzadigingskernringen 137a en 137b. Bovendien is het voorspanningsveld in hoofdzaak in de uit een zacht ferriet bestaande kernringen in plaats van in lucht geconcentreerd.

35 Een voordeel van het gebruik van.de ringgeometrie van de verzadig bare smoorspoel SRA volgens de fig. 6 - 8 is gelegen in het.feit, dat door deze geometrie de veldlijnen, opgewekt door de permanente magneet- 8 2 2 0 2 3 B.......... - ..-- —..........- - 19 - ringenbinnen.de uit een zacht.ferriet bestaande kernringen, worden ge-concentreerd, waardoor wordt voorzien in een betrekkelijk groot voorspan-ningsfluxdiehtheidsveld in de zachte ferrietkern voor een bepaalde inten-siteit van de permanente magneet. Bovendien kan het totale volume van ..

5 kernmateriaal, dat gebruikt wordt voor het vervaardigen van de verzadig-bare smoorspoel, worden gereduceerd.

Om de veldlijnen, opgewekt door de permanente staafmagneet 22 van fig. 3 - 5 in het uit een zacht ferriet bestaande, verzadigbare I-kerngedeelte 21b te concentreren, kan de permanente magneet 22 zodanig 10 zijn.gemagnetiseerd, dat men de in fig. met stippellijnen aangegeven poolconstructie verkrijgt. Het oppervlak van de permanente magneet 22 bij de rand, gevormd door.de zijden 16 en 27, is een noordpoolgebied, terwijl het.oppervlak van de permanente magneet 22 bij de rand, gevormd door de zijden 15 en 27, een zuidpoolgebied is.

.15 Voordelen van het gebruik van de geometrie van de verzadigbare smoorspoel SR volgens fig. 3-5 zijn de eenvoud van de wikkelings-vervaardiging en -montage, de reductie in volume van hetverzadigings-kerngedeelte, waardoor.de verliezen worden gereduceerd, enhet vereiste kleinere aantal windingen.

20 Fig. 13 toont een gedeelte van de voedingsbron 80 van een tele- visie-ontvanger volgens fig. 2, welke een andere uitvoeringsvorm van een verzadigbare smoorspoelbelastingsketen omvat. De elementen van fig. 2 en 13, die op een soortgelijke wijze zijn aangeduid, werken op een soortge-lijke wijze. Bij de belastingsketen FR3 volgens fig. 13, is een wikke-25 ling 62f van de transformator 62 met grote lekinductantie, in serie met een resonantiecondensator 38 over de spoel 37 van de door een permanente magneet voorgespannen verzadigbare smoorspoel SR2 gekoppeld. Evenals in fig. 2 wordt de geregelde uitgangsspanning V ^ over de condensator 38 Opgewekt en direkt over de secundaire uitgangswikkeling 62d aangelegd, 30 waardoor.wordt voorzien in een regeling van de uitgangsspanningen, die over alle secundaire uitgangswikkelingen 62b - 62e worden opgewekt.

De transformatorwikkeling 62f is magnetisch vast met de primaire wikkeling 62a gekoppeld, doch is los met de secundaire uitgangswikkeling 62d gekoppeld. Wanneer de wikkelingspolariteit van de wikkeling 62f ten 35 opzichte van de wikkeling 62d is, als aangegeven in fig. 13, is de geregelde uitgangsspanning gelijk aan het verschil tussen de spanning V , opgewekt over de spoel 37 van de verzadigbare smoorspoel SR2, en de

SP

8220238 - 20 - spanning V opgewekt over de transformatorwikkeling 62f. Door een der-gelijke inrichting verkrijgt men een verbeterde uitgangsspanningsregeling, indien deze nodig is, en wel op een wijze, zoals beschreven in de Ameri-kaanse octrooiaanvrage Serial No» 255*396. In verband met de subtrac-5 tieve relatie tussen de spanning V en.de spanning V^, wanneer deze algebra! sch worden geeombineerd voor het verschaffen van de uitgangsspan-. ning V^., wordt een toename in de verzadigbare smoorspoelspanning V^, die bijvoorbeeld.een gevolg is van een toename van de niet-geregelde spanning, welke aan de primaire transformatorwikkeling 62a wordt toege-, 10. voerd, teniet gedaandoor de toename in de spanning V welke over de transformatorwikkeling 62f wordt opgewekt, teneinde de uitgangsspanning in hoofdzaak ongewijzigd te houden in amplitude, halve-periode-oppervlak, of beide.

De inrichting volgens fig. 13 met de compenserende aandrijfwik-15 keling 62f in.de.belastingsketen FR3 kan van nut zijn wanneer de verzadigbare smoorspoel van de belastingsketen een permanente magneetvoor-spanning bezit teneinde te voorzien in een temperatuurstabiliteit van de uitgangsspanning V Bij aanwezigheid van de permanente magneetvoor-spanning van de verzadigbare smoorspoel, kan de regeling van de uitgangs-20 spanning V ^ bij variaties van de niet-geregelde ingangsspanning en de belasting, evenwel iets worden' gedegradeerd.

Bij wijze van voorbeeld wordt de magnetische flux - φ versus de magnetomotorische kracht (mmk) - F-karakteristiek beschouwd, weergege-ven in fig. 1 l.'Dergelijke krommen kunnen behoren bij de werking van een 25 verzadigbare smoorspoelconfiguratie, zoals deze is weergegeven in fig.

3 - 5> waarbij voor het magnetiseerbare materiaal van de verzadigbare kern lithium ferriet wordt gebruikt. De fluxcoordinaatas φ stelt de magnetische flux voor, welke met de verzadigbare smoorspoel 20 is gekoppeld, of de magnetische flux, die in de spoel aanwezig is, loodrecht op de ge-30 . leiderwindingen van de spoel.

De φ - F-krommen 90 en 91 van fig. 11 zijn krommen, welke behoren bij de werking van de verzadigbare smoorspoel SR van de fig. 3-5, wanneer 'de permanente magneet is verwijderd en geen .voorspanning van de kern 21 plaats vindt. De getrokken kromme 90 stelt een kromme voor, welke 35 is opgenomen bij een kernbedrijfstemperatuur van bijvoorbeeld 25° C, terwijl.de gestippelde kromme 91 een kromme voorstelt, welke is opgenomen bij een hogere bedrijfstemperatuur van bijvoorbeeld 100° C. Zoals uit 8220238 - 21 - fig. 11 blijkt, zijn,.zelfs vanneer gebruik vordt gemaakt van een rela-tief temperatuur^stabiel Bsat-materiaal, zoals lithium ferriet", de fluxniveaus voorbij .het kniepunt van de kromme, bereikt in het verzadi-gingskerngedeelte.van.de.kern 21 tijdens de verzadigingsintervallen van 5 de uitgangsspanning V ., bij de hogere kerntemperaturen, behorende bij de kromme 91> lager dan bij de lagere kerntemperatuur, behorende bij de kromme 90..

De kromme 92 stelt de normale flux versus de magnetomotorische kracht voor de verzadigbare smoorspoel· van de fig. 3-5 voor, vanneer 10 de permanente magneet 22 bij.de I-kernsectie 21b aanvezig is. De kromme 92 stelt een kromme.voor, genomen bij een kern- en permanente-magneet-.bedrijfstemperatuur van bijvoorbeeld 25° C. Door een juiste keuze van de voorspanningsintensiteit van de permanente magneet en.door een juiste aanpassing van.de temperatuurcoefficienten c- en van het verzadi-15 gingskernmateriaal en.het.permanente.magneetmateriaal, kan een kromme bij een hogere kern- en magneetbedrijfstemperatuur door in hoofdzaak dezelf-de kromme 92 worden voorgesteld,.genomen bij de lagere bedrijfstempera-tuur, hetgeen aangeeft, dat de temperatuurstabiliteit van de geregelde uitgangsspanning bij.de twee .temperaturen wordt verkregen.

20 Door de kromme 92, vanneer gebruik vordt gemaakt van een permanen te magneetvoorspanning, te vergelijken met de krommen 90 en 91» vaarbij geen gebruik vordt gemaakt van een permanente magneetvoorspanning, merkt men op, dat het gebruik van de permanente magneetvoorspanning het maximale fluxniveau reduceert, dat bij een bepaalde magnetomotorische kracht . 25 in de verzadigingskern aanvezig is. Deze reductie in het maximale fluxniveau leidt tot een reductie in de amplitude van de geregelde uitgangs-spanning, vanneer vordt aangenomen, dat andere factoren, zoals het aantal spoeivindingen en het dvarsdoorsnede-oppervlak van de verzadigingskern ongevijzigd blijven. Verder merkt men op, dat de permanente magneetvoor-30 spanning leidt tot een vlakkere helling van de kromme 92 tijdens de niet-verzadigde verking onder het kniepunt van de kromme, vaardoor de onver-zadigde inductantie van de verzadigbare smoorspoel iets vordt verkleind.

Een ander effect van het gebruik van een permanente magneetvoorspanning is het ontstaan van een.meer afgeronde knie en.een relatief 35 steilere helling in het verzadigingsgebied van de kromme 92,.juist on-middellijk voorbij.het' kniepunt..De regeling van de uitgangsspanning bij ingangsspanningsamplitudevariaties en belastingsvariaties kan de neiging 8220258-- .: ... ..... .t.. i:, Λ 0 - 22 - hebben om te worden gedegradeerd. Om een eventuele degradatie in uitgangs-spanningsregeling te compenseren, welke wordt veroorzaakt door het intro-duceren van de permanente magneetvoorspanning bij de verzadigbare smoor-spoel· van.een dergelijke inrichting, kan gebruik worden gemaakt van een 5 keten, zoalsde keten FR3 van fig. 13, zoalsboven is beschreven.

De opstelling van.de permanente magneet bij de verzadigingskern is zodanig, dat in bet kerngedeelte binnen de verzadigingsspoel een or-. thogonaal voorspanningsveld wordt opgewekt. Een in hoofdzaak orthogonaal voorspanningsveld.leidt tot een ^-F-kromme 92, die in hoofdzaak symme-' trisch is ten opzichte van positieve en negatieve waarden van de magneto-motorische kracht, F. De permanente magneet levert een temperatuurrespon-sief' gelijkstroomvoorspanningsveld in de verzadigingskern, dat wanneer dit veld vectorieel.wordt opgeteld bij het door de verzadigbare smoor-spoel opgewekte wisselstroomveld leidt tot een nettowisselstroomveld, dat symmetrisch.is om de tijdas. Een dergelijke symmetric is gewenst voor .het verschaffen van een goede regeling van de uitgangsspanning.

Een niet-uniformiteit van de temperatuur in het permanente mag-neetmateriaal en in het zachte ferrietmateriaal van de verzadigingsspoel en .het onvermogen van de permanente magneet om de . temperatuurstij- 20 . . . .

gmgen van het zachte fernet tijdens de opwarmpenode van de voedings- bron nauwkeurig te volgen, kunnen de temperatuurstabiliteit van de uit-gangsspanning op.een schadelijke wijze beinvloeden. Dergelijke effec-ten kunnen tot een minimum worden teruggebracht door een juiste keuze van de geometrie van de permanente magneet en het zachte ferriet.

25 . ·. .

Permanente magneetvoorspanning reduceert ook hysteresisverliezen, waardoor lagere verzadigingskernbedrijfstemperaturen worden verkregen voor een bepaalde configuratie van een warmte-afvoerorgaan.

Een andere factor,.welke de uitgangsspannin^bemperatuurstabili- teit beinvloedt,. is de mate van niet-uniformiteit van de voorspannings-30 . . .

mtensiteit binnen het volume van het verzadigingskernmateriaal. Wanneer de voorspanningsintensiteit op een bepaalde plaats de ideale waarde be-nadert, welke voor een bepaalde Bmax op die plaats van de kern nodig is en voor bepaalde waarden van en £(wordt .de temperatuurstabiliteit verbeterd. De mate van magneetvoorspanning is ook afhankelijk van de kris-^ taloridntatie van.het barium- en strontiumferriet ten opzichte van de fluxlijnen in de magneet.

Bij het voorgespannen, verzadigbare smoorspoelstelsel volgens fig.

8220238 φ - 23 - 3-5 kan het magnetiseerbare materiaal van de verzadigbare I-kernsec-tie 21b worden gekozen als een lithium ferriet of een gesubstitueerde lithium ferriet. Aangezien de C-kernsectie 21a voor het grootste gedeel-• te niet verzadigd raakt, kan het magnetiseerbare materiaal daarvan worden 5 gekozen als' een mangaan-zinkferriet . De.permanente magneet 22 kan worden .gekozen als.een ge5ri§nteerd barium- of.strontiumferriet.

8220238

Claims (7)

1. Voedingsbron voor een televisieweergeefstelsel, voorzien ran een geregelde ultorvoedingsbron met: een ingangsspanningsbron, organen, welke met deze bron zi j n gekoppeld toor het opwekken van een excitatie-.stroom, een magnetiseerbare.kern met een verzadigbare kernsectie, een 5 wikkeling, die zich op de kern bevindt, organen,_ die in responsie op de . excitatiestroom· een magnetische flux inde magnetiseerbare kern opwekken, welke met de wikkeling is gekoppeld teneinde een uitgangsspanning met wisselende.polariteit op te.wekken, een capaciteit, welke met de wikkeling samenwerkt voor.het opwekken van een circulatiestroom, die in de 10 verzadigbare kernsectie een eerste.magnetiseringskraeht opwekt, een ultor-klem, en organen, die in responsie op de uitgangsspanning met wisselende .polariteit op deultorklem een ultorspanning opwekken gekenmerkt door .een permanente magneet (22; 23T) om.de kern (21; 13T) zodanig voor te spannen, dat in de verzadigbare kernsectie een tweede magnetiserings-15 kracht wordt opgewekt, waarbij de resultante van de twee genoemde magne-tiseringskrachten.een magnetische flux opwekken, die de verzadigbare kernsectie in hoofdzaak magnetisch verzadigt om de uitgangsspanning met wisselende polariteit.te regelen.

2. Voedingsbron voor een televisieweergeefstelsel volgens conclusie 20 1 .met.het.kenmerk, dat de neiging van de geregelde uitgangsspanning met wisselende polariteit om te variiren met.temperatuurvariaties in het magnetiseerbare materiaal van de verzadigbare kernsectie tengevolge van de temperatuurvariaties van de verzadigingsfluxdichtheid in het magnetiseerbare materiaal van de verzadigbare kernsectie in hoofdzaak wordt opgehe-25 ven door de gelijktijdig daarmede optredende temperatuurvariaties in de voorspanningsintensiteit van de permanente magneet (22; 23T). 3, ' /Voedingsbron voor een.televisieweergeefstelsel volgens conclusie 1 of 2 met.het kenmerk, dat.de richting van de tweede magnetiserings-kracht in het algemeen dwars.staat op die van.de eerste magnetiserings- 30 kracht in een aanmerkelijk volume van het magnetiseerbare materiaal van de verzadigbare kernsectie. U,. Voedingsbron.voor een.televisieweergeefstelsel.volgens conclusie 3 met het.kenmerk, dat het weergeefstelsel.is voorzien van een afbuig-. wikkeling (^1) ,een afbuiggenerator (^0)., die in.responsie op een gere-35 gelde B+ -aftastspanning een afbuigwikkelingsaftaststroom opwekt, en 8220238 • - 25 - organen (67, 68), die in responsie op de geregelde uitgangsspanning met wisselende polariteit de geregelde B+ -aftastspanning opwekken. . 5. Voedingsbron voor een televisieweergeefstelsel volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de negatieve temperatuurcoSfficient van de flux-5 dichtheidintensiteit van de permanente magneet (22; 237) een grotere waarde heeft dan de negatieve temperatuurcoefficient van de verzadigings-fluxdichtheid van het magnetiseerbare materiaal van de verzadigbare .kernsectie over.het normale bedrijfstemperatuurgebied van de voedings-bron. 10 6. .Voedingsbron.voor .een.televisieweergeefstelsel.volgens.conclusie 3 met het kenmerk, dat de magnetiseerbare kern (137) en.de permanente magneet (237) elk de vormhebben van een ringonderdeel. , 7· .Voedingsbron voor .een televisieweergeefstelsel volgens conclusie 6 met het'kenmerk, dat .de permanente magneet (237) is voorzien van twee .15. ringonderdeelsecties (237a, 237b), die concentrisch met elkaar zijn, vaarbij elke ringonderdeelsectie via tegenover elkaar gelegen vlakken is gemagnetiseerd en naast elkaar.gelegen vlakken van de twee ringonder-deelsecties met.tegengestelde polariteiten zijn gemagnetiseerd.

8. Voedingsbron voor een televisieweergeefstelsel volgens conclusie 20. met het kenmerk, dat de magnetiseerbare kern van het ringonderdeel is voorzien van twee platen (137a, 137b) van magnetiseerbaar materiaal, waarbij de permanente magneet (237) tussen de twee platen is opgesteld.

9. Voedingsbron vooreen televisieweergeefstelsel volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat.de magnetiseerbare kern.een rechthoekige kern . .25.--(21) omvat en de.permanente magneet-(22) een staaf omvat, die in aanraking . is.meteen.been van de rechthoekige kern. 10.. ' Voedingsbron· voor een.televisieweergeefstelsel volgens conclusie 9 met het.kenmerk, dat de noord- en zuidpolen van de permanente magneet zich bevinden bij de zijde (27) van de staaf (22), welke in aanraking 30 . is met het been' (21¾)van de.rechthoekige, magnetiseerbare kern. 11. ' Voedingsbron voor.een televisieweergeefstelsel volgens conclusie 1 of 2 .met het'.kenmerk, dat .de organen voor het opwekken van de excita-. tiestroom zijn,voorzien' van een transformator (62) met grote lek, waarbij een primaire wikkeling (62a) van deze transformator met grote lek 35 met de bron (6l) van de ingangsspanning is gekoppeld, een.secundaire wikkeling (62d) van de transformator met grote lek is gekoppeld met de wikkeling (37), dke zich op de magnetiseerbare kern bevindt, en de ge- 82 2 0 2 3 8 - 26 - regelde uitgangsspanning .met wisselende polariteit over de secundaire wikkeling (62d) van de transformator-met' grotelek wordt opgewekt.

12. Voedingsbron voor een televisieweergeefstelsel volgens conclusie 11 met het kenmerk, dat de organen voor het opwekken van de ultorspan- 5 ning zijn voorzien van een hoogspanningswikkeling (62c),welke magne-tisch is gekoppeld met de secundaire wikkeling (62d) van de transforma-tor met grote lek om de geregelde spanning met wisselende polariteit om-hoog te transformer^, en een hoogspanningsgelijkrichterstelsel (6k) t . dat met de hoogspanningswikkeling (62e) is gekoppeld om de ultorspan-10 ning uit de spanning, die over de hoogspanningswikkeling (62e) wordt opgewekt, op te wekken.

13. Voedingsbron volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat de tempera-tuurcoefficient van de permanente magneet (23; 23T) twee-of'meermalen groter is dan.de temperatuurcoefficient van het magnetiseerbare mate- 15 riaal van de verzadigbare kernsectie over het normale bedrijfstempera-tuurgebied van de voedingsbron. -1¾. Voedingsbron volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat het mag-netiseerbare materiaal van de verzadigbare kernsectie een lithium ferriet of een gesubstitueerd lithium ferriet is.

15. Voedingsbron volgens conclusie 1^ met het.kenmerk, dat de perma nente magneet (23; 237) een keramische magneet is. . l6. ' Voedingsbron volgens conclusie 15 met het kenmerk, dat de keramische magneet uit bariumferriet of strontiumferriet bestaat. 82 2 02 3 8 ...............................................................