DE1038130B - Anodenspannungs-Versorgungsschaltung fuer eine Fernseh-Kathodenstrahlroehre mit einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines saegezahnfoermigen Stroms in einer Induktivitaet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer Induktivität durch periodische Unterbrechung des dieser Induktivität zugeführten Stromes unter Verwendung einer Schalterdiode und einer zur Steuerung der Schakerdiode sowie zur Deckung der Energieverluste dienenden gesteuerten Treiberröhre, bei der zur Erzeugung einer Hochspannung eine mit der Induktivität gekoppelte, einen Gleichrichter speisende Hochspannungswicklung vorgesehen ist.

Bei solchen Schaltungen sinkt die Hochspannung bei Belastung der Hochspannungsquelle durch den Strahlstrom der Bildröhre. Dieser Rückgang der Hochspannung bei Vergrößerung des Strahlstromes ist aus verschiedenen Gründen unerwünscht. So ergibt eine Verringerung der Hochspannung auch eine Verringerung der Bildhelligkeit. Weiterhin wirkt der Rückgang der Hochspannung bei einer zur Erhöhung der Bildhelligkeit vorgenommenen Vergrößerung des Strahlstromes dem gewünschten Effekt der Helligkeitszunahme entgegen. Ferner ändert sich dadurch das Verhältnis von Vertikal- und Horizontalablenkamplitude, da bei gleichbleibendem Ablenkstrom in der Vertikalablenkspule die Vertikalamplitude ansteigt, wenn die Hochspannung der Bildröhre fällt, während der Strom in der Horizontalablenkspule durch die Belastung der Hochspannungsquellen kleiner wird, so daß die Horizontalamplitude bei wachsendem Strahlstrom konstant bleibt oder sogar abnimmt. Dadurch werden aber alle Bilder in die Länge gezogen. Aus diesem Grunde ist man bemüht, den Innenwiderstand der Hochspannungsquelle möglichst klein zu machen. Hierfür ist es bereits vorgeschlagen worden, die Treiberröhre im Übernahmegebiet, d. h. mit einem niedrigen Innenwiderstand zu betreiben. Dies bringt aber den Nachteil mit sich, daß die Röhre dann sehr stark zu Barkhausen-Kurz-Schwingungen neigt, die sich störend auf -dem Bildschirm bemerkbar machen. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist vorgeschlagen worden, aus der an der Induktivität, durch die der sägezahnförmige Strom fließen soll, stehenden Rücklaufspannung eine Gleichspannung abzuleiten, die der Treiberröhre in einem solchen Sinne zugeführt wird, daß bei einer Abnahme der an der Induktivität stehenden Spannung der mittlere Strom der Treiberröhre vergrößert wird.

Es ist auch bekannt, zur Vermeidung von Partialschwingungen, die von der frei ausschwingenden Hochspannungswicklung herrühren, die Eigenfrequenz der Hochspannungswicklung annähernd auf ein ungeradzahliges Vielfaches der Zeilenrücklauf frequenz abzustimmen.

Bei der bekannten Anordnung ist für dieses Frequenzverhältnis ein optimaler Wert von η = 2,8 (bei

Anodenspannungs -Versorgungsschaltung für eine Fernseh-Kathodenstrahlröhre

mit einer Schaltungsanordnung

zur Erzeugung eines sägezahnförmigen

Stroms in einer Induktivität

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Ing. Horst Reker und Dr.-Ing. Goswin Schaffstein,

Hannover,
sind als Erfinder genannt worden

einer Rücklauf zeit von 15 °/o der Zeilenperiodendauer) angegeben, da bei diesem Wert der Strom durch die Streuinduktivität und die erste Ableitung dieses Stromes im Unterbrechungszeitpunkt und auch in dem Zeitpunkt, in dem sich der Stromzufuhrkreis wieder schließt, Null sein soll. Es hat sich jedoch herausge¹-stellt, daß der Innenwiderstand der HochspannungsqueJle bei einer solchen Schaltung relativ hoch ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die Eigenfrequenz der Hochspannungswicklung mit der Vergrößerung des Strahlstromes zu niedrigen Frequenzen hin verschiebt. (Das kann beispielsweise auf die Vergrößerung der Raumladekapazität der Hochspannungsdiode bei wachsendem Strahlstrom zurückgeführt werden.)

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Eigenfrequenz der Hochspannungswicklung derart zu bemessen, daß das Verhältnis von Eigenfrequenz zu Rücklauffrequenz bei einem unter dem normalen Betriebsbereich liegenden Strahlstrom kleiner ist als 4 und daß der Wert des Frequenzverhältnisses bei normalem Strahlstrom (100 bis 150 μΑ) die Zahl 3 nicht unterschreitet.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird diese im folgenden an Hand der Figuren beschrieben. In Fig. 1 ist eine bekannte Schaltung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes dargestellt, die unter dem Namen »Blumlein-Schaltung« bekanntgeworden ist. Diese zeigt eine Treiberröhre 1 mit einem Ablenktransformator 2, den Ablenkspulen 3 sowie dem

«09 6001/343

3 4

Spannungsrückgewinnungskondensator 4 und der derlichem Strahlstrom für einen Hochspannungstrans-Schalterdiode 5, deren Verbindungspunkt mit dem formator dar, bei dem die Eigenfrequenz der Hoch-Kondensator 4 die Betriebsspannung zugeführt wird. Spannungswicklung z. B. durch gegenseitige Abschir-Die Hochspannungswicklung 6 des Ablenktransfor- mung der Wicklungen unberücksichtigt bleibt. Die mators ist mit einer Diode 7 verbunden, deren Aus- 5 Kurve Πα gibt die entsprechenden Werte für ein gangsspannung vom Ladekondensator 8 aus der Be- Frequenzverhältnis von etwa 2,5 an, wie es etwa der schleunigungselektrode der nicht gezeigten Bildröhre bekannten Schaltung entspricht. Aus dem Verlauf zugeführt wird. Durch den Kondensator 4 und die dieser Kurve läßt sich nicht nur ein relativ hoher während des Sägezahnhinlaufs geöffnete Schalter- Innenwiderstand der Schaltung von etwa 10 Megohm diode 5 wird eine annähernd konstante, erhöhte Span- io erkennen, sondern auch ein Abfall des Innenwidernung an eine Teilwicklung des Ablenktransformators 2 standswertes bei höheren Belastungsströmen. Dieser zwischen den Punkten 9 und 10 gelegt. Unter »an- Abfall beruht unter anderem darauf, daß der Annähernd konstante Spannung« soll hier eine konstante fangswert 2,5 des Verhältnisses auf etwa 2,0 bei Gleichspannung verstanden sein, der gegebenenfalls 500 μΑ absinkt. Dies hat in der Praxis den Nachteil, zur Kompensation des bei Kathodenstrahlröhren mit 15 daß die Hochspannung bei größeren Strahlströmen, flachem Leuchtschirm auftretenden sogenannten Tan- wie an Hand der Fig. 3 a und 3 b näher erläutert gensfehlers eine parabelähnliche Spannungskompo- wird, absinkt.

nente überlagert ist. Durch diese konstante Spannung In Fig. 3 sind die am Eingang des Hochspannungs-

fließt in dem Ablenktransformator bei geöffneter gleichrichters auftretenden Schwingungen U₁ (Rück-Schalterdiode 5 ein annähernd linear ansteigender 30 laufschwingung) und u.₂ (Eigenfrequenz der Hoch-Strom. Bei Sperrung der Treiberröhre 1 durch den Spannungswicklung) dargestellt, deren Summenkurve am Steuergitter dieser Röhre zugeführten, mit den U₃ gleichgerichtet und als Hochspannung für die empfangenen Synchronisierimpulsen synchronisierten Bildröhre ausgenutzt wird. Dabei zeigt Fig. 3 a den Spannungsverlauf wird auch gleichzeitig die Schalter- bisher üblichen Fall, bei dem das Frequenzverhältnis diode 5 gesperrt. Darauf führen die Ablenkspulen 3 25 etwa η = 3 ist. Bei ansteigendem Strahlstrom vermit dem angeschlossenen Ablenktransformator 2 und schiebt sich die Eigenfrequenz der Hochspannungsden auf sie transformierten Schaltkapazitäten eine wicklung zu niedrigen Werten hin, so daß das Frefreie Halbschwingung aus, welche die Diode sperrt quenzverhältnis bei einem Strahlstrom von 500 μΑ und nach ihrem Ablauf wieder öffnet. Damit liegt die nur noch η = 2,5 beträgt. Dadurch verschiebt sich annähernd konstante Spannung wieder an der Induk- 30 das Maximum der Kurve M₂ um einen geringen Betivität, so daß der Sägezahnhinlauf von neuem trag, der aber die Amplitude der Summenkurve nicht beginnt. Die während des Sägezahnrücklaufs auf- oder nur wenig verkleinert, da die Amplitude der tretenden Spannungsspitzen werden durch die Hoch- Kurve W₂ ebenfalls geringfügig größer wird. Gleichspannungswicklung 6 des Ablenktransformators hoch- zeitig wird aber die Amplitude der Rücklaufschwintransformiert und zur Erzeugung einer hohen Gleich- 35 gung U₁ infolge der ansteigenden Verluste verringert, spannung für die Strahlbeschleunigung in der so daß die Amplitude der Summenkurve u₃ kleiner Bildröhre ausgenutzt. wird.

Die Eigenfrequenz der Hochspannungswicklung 6 Fig. 4 zeigt den Verlauf der Hochspannung U_Hsp

ist in bekannter Weise so bemessen, daß sie in einem bei verschiedenen Strahlstromstärken und bei verbestimmten Verhältnis zur Rücklauf frequenz steht. 40 schiedenen Werten des Anf angsf requenzverhältnisses n, Hierbei ist unter Rücklauffrequenz die Frequenz der ausgehend von einem Wert U₀ der Hochspannung, während des Rücklaufs auftretenden Schwingung zu deren Konstanz erwünscht ist. Dabei entspricht die verstehen, die sich aus der Rücklaufzeit des Sägezahn- Kurve Ib der Kurve Ia in Fig. 2, die Kurve II & der stromes ergibt, wobei die Rücklaufzeit gleich der Kurve II α usw. Es wird als deutlich, daß die bekannhalben Periodendauer dieser Schwingung ist. Wäh- 45 ten Schaltungen (KurveIα, Πα bzw. Ib, lib) einen rend jedoch bei dieser bekannten Schaltung die Eigen- ungünstigen Verlauf der Hochspannung haben,
frequenz der Hochspannungswicklung so bemessen Dieser Nachteil wird vermieden, wenn das Anist, daß das genannte Frequenzverhältnis einen Wert fangsfrequenzverhältnis auf einen die Zahl 3 überhat (2,8), in dem der Strom durch die Streuinduk- steigenden Wert bemessen wird. Dies zeigen die tivität und die erste Ableitung dieses Stromes sowohl 50 Kurven III α der Fig. 2 und III b der Fig. 4 für ein im Unterbrechungszeitpunkt als auch in dem Zeit- Anfangsfrequenzverhältnis von etwa 3,2, bei dem der punkt, in dem sich der Stromzufuhrkreis wieder Innenwiderstand nur noch halb so groß ist und bei schließt, Null ist, wird bei der Erfindung eine davon dem die Hochspannung bei größeren Belastungsströabweichende Bemessung des Frequenzverhältnisses men einen geringeren Abfall aufweist. Noch günstiger vorgenommen. 55 liegt der Innenwiderstand der Hochspannungsquelle

Bei der bekannten Schaltung dient die Abstimmung bei einem Anfangsfrequenzverhältnis von etwa 3,5, dem Zweck, das Auftreten der Partialschwingungen dem die Kurve IVa der Fig. 2 entspricht. Bei dieser des frei schwingenden Hochspannungstransformators Kurve beträgt der Innenwiderstandswert bei gerinzu verhindern. Bei einer solchen Bemessung ist der gem Belastungsstrom etwa 2 Megohm. Die entspre-Innenwiderstand der Hochspannungsquelle jedoch 60 chende Kurve IV b der Fig. 4 stimmt bereits anrelativ hoch. Dies geht deutlich aus Fig. 2 hervor, in nähernd mit dem idealen, gestrichelt eingezeichneten der die Innenwiderstandswerte der Hochspannungs- Spannungsverlauf überein.

quelle für verschiedene, jeweils bei verschwindendem In Fig. 5 ist zur näheren Erläuterung des Zu-

Strahlstrom eingestellte Frequenzverhältnisse über sammenhanges zwischen dem Innenwiderstand und den Belastungsstrom in einem Diagramm aufgetragen 65 der Abstimmung ein weiteres Diagramm dargestellt, sind, bei dem der Strom bis zu einem Wert von bei dem der Verlauf der Widerstandswerte über dem 500 μΑ (durchschnittliche Werte liegen im verdun- Frequenzverhältnis bei konstantem Strahlstrom aufkelten Zimmer bei 100 μΑ, im hellen Zimmer bei getragen ist.

150 μΑ) aufgetragen ist. In diesem Diagramm stellt Vorzugsweise wird das Anfangsfrequenzverhältnis

die Kurve Ia die Innenwiderstandswerte bei verän- 70 auf einen Wert von etwa 3,3 bemessen, so daß die

untere Grenze des Frequenzverhältnisses etwa bei 3 liegt, da bei diesen Werten neben einem relativ geringen Innenwiderstand auch die Partialschwingungen sehr gering bzw. vernachlässigbar sind.

Der Kompensationseffekt und der Wert des Innen-Widerstandes können noch verstärkt werden, wenn die Treiberröhre in das Übernahmegebiet gesteuert und durch eine zusätzliche Regelspannung gespeist wird. Eine solche Schaltung ist in Fig. 6 dargestellt, in der gleiche Schaltelemente wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Bei einer gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Bemessung des Frequenzverhältnisses bzw. der Eigenfrequenz der Hochspannungswicklung ändert sich die Spannung an der Primärwicklung des Transformators durch die Veränderung der Abstimmung noch viel stärker als die Sekundärspannung an der Hochspannungsgleichrichterröhre. Diese größeren Spannungsänderungen werden durch eine über einen Kondensator 11 an die Primärwicklung, z. B. an einen zwischen den Punkten 9 und 10 liegenden Abgriff 12 der Wicklung, angeschlossene Diode 13 gleichgerichtet und über ein Spannungsteilernetzwerk 14 dem Steuergitter der Treiberröhre zugeführt. Da diese Diode 13 praktisch unbelastet ist, wirkt sie als Spitzenspannungsgleichrichter, so daß die Regelspannung immer dem Scheitelwert der am Abgriffpunkt 12 stehenden Primärspannung entspricht. Die Wirkungsweise der soweit beschriebenen Schaltung wird im folgenden an Hand der Fig. 7 und 8 näher erläutert.

Fig. 7 zeigt die aus der Rücklauffrequenz und der Eigenfrequenz der Hochspannnungswicklung gebildete Summenkurve für ein Anfangsfrequenzverhältnis von η = 3,5. Es wird daraus sehr deutlich, daß der Scheitelwert dieser Summenkurve den Spitzenwert der Rücklaufspannung weit übersteigt. Die Treiberröhre 1 erhält in diesem Falle eine größere negative Vorspannung, wodurch alle Spannungen am Zeilentransformator heruntergeregelt werden. Durch den mit steigender Bildhelligkeit anwachsenden Belastungsstrom ändert sich die Eigenfrequenz der Hochspannungswicklung und damit das Frequenzverhältnis auf einen Wert von z. B. 3 bei 500 μΑ.

Die Kurven für ein solches Frequenzverhältnis sind in Fig. 8 dargestellt. Dieser Wert ergibt eine Summenkurve mit sehr kleinem Scheitelwert infolge einer Einsattelung dieser Kurve. Damit erhält die Treiberröhre eine weniger hohe negative Vorspannung, so daß die Hochspannung infolge eines erhöhten Stromse durch die Treiberröhre größer wird.

Für den Fall, daß der Strahlstrom noch weiter ansteigt, was für den normalen Betrieb eines Fernsehempfängers nicht erwünscht ist, da sonst die Treiberröhre leicht überlastet wird, steigt auch die Regelspannung wieder an und bewirkt einen zusätzlichen Rückgang der Hochspannung.

Claims (3)

Patentansprüche·.

1. Anodenspannungs-Versorgungsschaltung für eine Fernseh-Kathodenstrahlröhre mit einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stromes in einer Induktivität durch periodische Unterbrechung des dieser Induktivität zugeführten Stromes unter Verwendung einer Schalterdiode und einer zur Steuerung der Schalterdiode und zur Deckung der Energieverluste dienenden gesteuerten Treiberröhre, bei der zur Erzeugung einer Hochspannung eine mit der Induktivität gekoppelte, einen Gleichrichter speisende Hochspannungswicklung vorgesehen ist, deren Eigenfrequenz in einem bestimmten Verhältnis zu der durch die Rücklaufzeit des Sägezahnstromes bestimmten Rücklauffrequenz steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz der Hochspannungswicklung derart bemessen ist, daß das genannte Frequenzverhältnis bei einem unter dem normalen Betriebsbereich liegenden Strahlstrom kleiner ist als 4 und daß das Frequenzverhältnis im normalen Betriebsbereich nicht unter die Zahl 3 sinkt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz der Hochspannungswicklung derart bemessen ist, daß der Innenwiderstand der Hochspannungsquelle nach Unterschreiten der Zahl 3 des Frequenzverhältnisses bei unzulässig hohem Strahlstrom wieder ansteigt, derart, daß eine Überlastung der Treiberröhre bei größeren Strahlströmen vermieden wird.

3. Schaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der an der Induktivität stehenden Spannung in an sich bekannter Weise eine Gleichspannung abgeleitet wird, die der Treiberröhre in einem solchen Sinne zugeführt wird, daß bei einer Abnahme der an der Induktivität stehenden Spannung der mittlere Strom der Treiberröhre vergrößert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 600/743 9.58