DE2059133A1 - Hochspannungskonstanthalter - Google Patents

Description

POS-23648 MATSUSHITA

PATENTANWÄLTE

. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

8 München 2, Rosental 7, 2.Au(g.

2059133 Tei.-Adr. LelnpatMünchen

Telefon (0811)2*1989

den 1. Dezember 1970

Unser Zeichen

MATSUSHITA ELECTHIC INDUSTRIAL CO., LTD., Osaka / Japan

Hochspannungskonstanthalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungskonstanthalter.

Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines Hochspannungskonstanthalters zum Stabilisieren einer Hochspannung mittels einer Resonanzspannung, die in einer Resonanzreihenschaltung erzeugt ist, die aus einem Transformator und einem Kondensator besteht und mit einer Horizontalablenkschaltung verbunden ist. j

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine einfache Schaltungsanordnung zum Stabilisieren einer Hochspannung zu schaffen.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltanordnung kann eine erzeugte Hochspannung mühelos modifiziert oder geregelt werden.

Der Hochspannungskonstanthalter gemäß der Erfindung steuert selbsttätig seine Resonanzkennlinien durch Erfassen der Schwankungen in einer Hochspannungslast und verbraucht wenig Energie für diese Steuerarbeitsgänge.

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V/eitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 eine elektrische Schaltung der wesentlichen Bestandteile eines herkömmlichen Hochspannungskonstanthalters,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Wellenform des Ausgangssignals der wesentlichen Bestandteile des herkömmlichen Hochspannungskonstanthalters,

Fig. 3 eine elektrische Schaltung eines anderen herkömmlichen Hochspannungskonstanthalters,

Fig. 4 eine elektrische Schaltung der wesentlichen Bestandteile eines Hochspannungskonstanthalters gemäß der Erfindung,

Fig. 5a,5b und 5c graphische Darstellungen der Wellenformen der Ausgangssignale der wesentlichen Bestandteile des Hochspannungskonstanthalters gemäß der Erfindung,

Fig. 6 eine elektrische Schaltung der wesentlichen Bestandteile einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7a und 7b graphische Darstellungen der Wellenformen der Ausgangssignale der wesentlichen Bestandteile der Ausführungsform gemäß Fig. 6, und

Fig. 8 und Fig. 9 elektrische Schaltungen der wesentlichen Bestandteile zweier weiterer Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein herkömmliches Fernsehgerät mit einem Horizontalablenkkreis 5, der aus einem Horizontalausgangstransistor 1, einer Dämpferdiode 2, einem Ablenkjoch 3 und einer Drossel-

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spule 4 besteht, die mit einem Transformator 6 über einen Kondensator 7 verbunden ist.Eine Ausgangsklemme des Transformators 6 ist über eine Spannuingsverdopplerschaltung 8 an eine Kathodenstrahlröhre 9 angeschlossen. Folglich wird ein Ausgangs- oder Rücklaufimpuls, der vom Horizontalablenkkreis 5 in Abhängigkeit von den Durchlaß-Sperr-Phasen des Horizontalausgangstransistors 1 erzeugt ist und die in Fig. 2 dargestellte Wellenform hat, über den Kondensator 7 an den Transformator 6 angelegt, dessen Impedanzwert bei der Schaltfrequenz des Horizontalausgangstransistors 1 niedrig genug ist.

Die am Kondensator 7 anliegende Spannung hat die gleiche Wellenform wie das Ausgangssignal des Horizontalablenkkreises 5; deshalb beträgt die Impulsbreite eines den Spannungsverdopplerkreis 8 beaufschlagenden Impulses 10 bis 15 &sek., so daß der Spannungsverdopplerkreis 8 weniger leitend wird, was eine niedrigere Hochspannungsstabilität ergibt.

Um die Hochspannungsstabilität zu verbessern, können die fünften höheren Harmonischen der Schaltfrequenz des Horizontalausgangstransistors 1 durch eine Resonanzschaltung erzeugt werden, die eine Induktanz und die verteilte Kapazität der Sekundärspule des Transformators 6 umfaßt , wodurch die Periode, in der die den Spannungsverdopplerkreis 8 bildenden Dioden durchlässig sind, verlängerbar ist. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Produktivität absinkt, weil während des Verfahrens zum Erzeugen der fünften höheren Harmonischen eine sehr genaue Einstellung notwendig ist.

Fig. 3 zeigt ein weiteres bekanntes Verfahren zum Erhöhen 4er Hochspannungsstabilität mittels einer Vorrichtung, bei der ein Horizontalablenkkreis 10 mit einem Regulierreaktor 11 ver-

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bunden ist. In .diesem Fall ist die Breite eines Rücklaufimpulses durch eine Resonanzfrequenz in Verbindung mit der kombinierten Induktanz eines Kondensators 12, einer Ablenkspule 13, des Regulierreaktors 11 und eines Transformators 14 bestimmt, wobei die Amplitude des Rücklaufimpulses und somit die Hochspannung durch Ändern der Resonanzfrequenz veränderlich sind. Daraus ergibt sich, daß die Hochspannung durch Einstellen des Regulierreaktors 11 stabilisierbar ist. Wenn also die Ausgangsspannung infolge einer erhöhten Hochspannungslast abfällt, nimmt der die Erregerspule des Regulierreaktors 11 durchfließende Strom zu und sein Induktanzwert nimmt ab, so daß der Abfall der Ausgangsspannung durch die Zunahme der Resonanzfrequenz ausgeglichen wird,

In diesem Hochspannungskonstanthalter sind jedoch die Blindleistung und der Energieverbrauch im Stromkreis aufgrund des zusätzlichen Regulierreaktors 11 erhöht. Gleichzeitig fließt ein höherer Strom im Horizontalausgangstransistor 15 und der Dämpferdiode 16 und deshalb müssen diese Elemente eine höhere Strombelastbarkeit haben.

Diese Nachteile der herkömmlichen Hochspannungskonstanthalter werden durch die Erfindung ausgeschaltet. In Fig. 4 ist eine Horizontalablenkschaltung 17 mit einem Horizontalausgangstransistor und einer Dämpferdiode dargestellt, sowie ein Transformator 18, der mit der Ablenkschaltung 17 über den Kondensator 19 verbunden ist.Der Transformator 18 und der Kondensator 19 bilden eine Resonanzschaltung, die - wie nachstehend noch beschrieben - bei einer bestimmten Frequenz auf Resonanz gebracht wird. Eine Hochspannungsgleichrichterschaltung 20 ist mit dem Transformator 18 verbunden und eine Kathodenstrahlröhre 21 ist an die Hochspannungsgleichrichterschaltung 20 angeschlossen.

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Die Betriebsweise dieses Hochspannungskonstänthalters ist nachstehend anhand der Fig. 5a,5b und 5c erläutert: An der Ausgangsklemme A der Horizontalablenkschaltung 17 wird eine Spannung der Ausgangssignal-Wellenform gemäß Fig. 5a erzeugt. Wie bereits erläutert, wird an der Eingangsklemme B des Transformators 18 eine Spannung der Wellenform gemäß Fig. 5b er- ■ zeugt, indem die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung bestehend aus dem Kondensator 19 und dem Transformator 18 der horizontalen Abtastfrequenz angenähert wird. Dann wird eine Spannung gleicher Wellenform an die Hochspannungsgleichrichterschaltung 20 angelegt, so daß diese während einer ausreichend langen Zeitspanne leitend wird und eine Hochspannungsstabilisierung ermöglicht.

Da die Wellenform der die Hochspannungsgleichrichterschaltung 20 beaufschlagenden Spannung verhältnismäßig geglättet ist, ergibt sich nur ein geringer Verlust aufgrund eines ErhoLungsstroms, der sich nach Abschalten der die Gleichrichterschaltung 20 bildenden Gleichrichterdiode bildet. Auh fließt ein Strom der Wellenform gemäß Fig. 5c in den Spulen des die Resonanzschaltung bildenden Transformators 18 und folglich fließt während der zweiten Hälfte einer Horizontalabtastperiode ein schwächerer Strom in dem die Horizontalablenksehaltung 17 bildenden Horizontalausgangstransistor.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Fig. 6 beschrieben. Diese Ausführungsform umfaßt eine Horizontalablenksehaltung 22, einen Rücklauftransformator 23, an dem der Ausgang der Horizontalablenksehaltung 22 anliegt, eine Gleichrichterdiode 24 und eine Kathodenstrahlröhre 25, die über die Gleichrichterdiode 24 von einer Hochspannung beauf-

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schlagt wird. Weiter ist ein Kondensator 26 vorgesehen sowie eine veränderliche Induktanz 27 und ein in Reihe mit dieser geschalteter Kondensator 28. Der Kondensator 26, die Induktanz 27 und der Kondensator 28 bilden eine kapazitive Reaktanz, die zusammen mit der Induktanz des Transformators 23 bei oder im Bereich der Horizontalablenkfrequenz zur Resonanz gebracht wird. Also entspricht eine äquivalente Kapazität G einer Reihenschaltung bestehend aus der veränderlichen Induktanz 27 und der Kapazität 28 der Gleichung

^Co -

wobei L der Induktivitätswert deitveränderlichen Induktana 27 und C die Kapazität des Kondensators 28 sind. Gemäß dieser Gleichung ändert sich die äquivalente Kapazität C mit der Induktanz L. Eine Spannungsresonanz der äquivalenten Kapazität C gemäß Fig. 7a und 7b wird dem an der Horizontalablenkschaltung 22 erhaltenen Rücklaufimpuls überlagert und die resultierende kombinierte Spannung tritt in der Primärwicklung des Transformators 23 auf.Wählt man als Resonanzfrequenz eine Frequenz, die höher ist als die Horizontalablenkfrequenz, dann erhält man in der Primärwicklung des Transformators 23 die Impulse gemäß Fig. 7a. In diesem Fall ist dieser Impuls mit E₁ bezeichnet. Erhöht man diese äquivalente Kapazität C , um ihre Resonanzfrequenz an die Horizontalablenkfrequenz anzunähern, wird die Impedanz gegenüber der Horizontalablenkfrequenz niedriger und im Transformator 23 fließt ein höherer Strom, so daß Impulse gemäß Fig. 7b erzielt werden, deren mit E₂ bezeichnete Spannung höher als die Spannung E^ ist. Da durch Verstärken dieser Impulsspannungen eine Hochspannung erzielbar ist, kann diese entsprechend den Änderungen des Wertes der veränder-

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lichen Induktanz 27 eingestellt werden. Für einen in der Hochspannungswicklung des Transformators 23 erzeugten Hochfrequenz-Rufstrom ist die Reihenschaltung aus Induktanz 27 und Kondensator 28 über den Kondensator 26 kurzgeschlossen und aus diesem Grunde beeinträchtigt die Reihenschaltung bestehend aus der veränderlichen Induktanz 27 und dem Kondensator 28 in keiner Weise nachteilig die Kennlinien des Transformators 23.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 6 ist es, ebenso wie in derjenigen nach Fig. 4 möglich, die Leitungsdauer der Diode 24 ausreichend lang auszubilden, um die Stabilisierung einer Hochspannung zu erreichen.

In Fig. 8 und 9 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Bestandteile 22 bis 26 sind die gleichen wie die gemäß Fig. 3, so daß sich eine Beschreibung erübrigt. Die erfindungsgemäß eingeschalteten Kondensatoren sind mit 29 und 30 und eine veränderliche Induktanz ist mit bezeichnet. Eine aus dem Kondensator 30 und der veränderlichen Induktanz 31 bestehende Parallelschaltung ist in Reihe mit dem Kondensator 29 geschaltet und alle drei Bestandteile sind mit dem Kondensator 26 parallel geschaltet. Sind die WERTE DER Kondensatoren 29 und 30 C. bzw. C~ und der Wert der veränderlichen Induktanz 31 L, so wird die äquivalente Kapazität C der aus den Bestandteilen 29,30 und 31 bestehenden Schaltung

₌ — _mit (c₀ y υ.

⁰ ^²L (C₁ + C₂) - 1

Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, daß sich der Wert C in _t Abhängigkeit vom Wert L ändert, so daß eine Hochspannung veränderlich ist.

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Ein Beispiel eines Hochspannungskonstanthalters unter Ver wendung der Schaltung gemäß Fig. 6 ist in Fig. 9 dargestellt, wobei ein Ausgangssignal mit Horizontalablenkung am Trans- ; formator 23 anliegt, eine Hochspannung in der Sekundärschaltung des Transformators 23 über den Gleichrichter 24 an die Braun'sehe Röhre 25 gelegt ist, und die Primärwicklung des Transformators 23 mit dem Kondensator 26 in Reihe geschaltet ist, und zwar auf genau gleiche Weise wie die Schaltung gemäß Fig. 6. Die Bestandteile mit der gleichen Wirkungsweise wie die in Fig. 6 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden in diesem Zusammenhang nicht mehr beschrieben. Der Kondensator 26 ist mit der ReihensJialtung bestehend aus dem veränderlichen Reaktor 32 und dem Kondensator 28 parallel geschaltet und der Wert des veränderlichen Reaktors 32 wird in Abhängigkeit von einem in der Erregerwicklung 36 fließenden Gleichstrom: geändert. Der Konstanthalter umfa'ßt weiterhin eine Wicklung 33 zum Feststellen einer Spannungsänderung, mit der der Trans- \ formator 23 bewickelt ist, einen Gleichrichter 34 und einen ^] Verstärker 35, dessen Ausgang an die Erregerwicklung 36 ange- ; legt wird. Es sei angenommen, die Last der Hochspannungsvorrichtung nähme zu. Die gleichgerichtete Spannung des Gleich- ^]

richters 34 nimmt dann ab und die resultierende Spannung wird ! durch den Verstärker 35 verstärkt, so daß der Erregerstrom des veränderlichen Reaktors 32 verringert und dadurch dessen Induktanzwert erhöht wird, so daß der Spannungsabfall ausgeglichen wird. In diesem Fall ist der im veränderlichen Reaktor | 32 fließende Strom ein Zweigstrom des im Kondensator 26 i fließenden Stroms und hat somit einen niedrigen Wert, so daß ; als veränderlicher Reaktor 32 ein Reaktor mit niedrigem Strom-

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belastungswert a-usreüi-t. Da weiterhin die Blindleistung nicht erhöht wird, hat diese Ausführungsform das äußerst vorteilhafte Merkmal, daß weder der Horizontalausgangstransistor noch die · Dämpferdiode überlastet wird.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 9 kann auch anstelle des Feststellens von Spannungsschwankungen mit Hilfe der im Transformator 23 vorgesehenen Wicklung 33 eine bekannte Vorrichtung vorgesehen sein, in der die Spannungsänderungen von einem Teilungspunkt eines Fokus-BelastungswiderStandes abgegriffen werden.

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Claims (5)

1. -1ο-Patentansprüche :

   My Hochspannungskonstanthalter mit einer Horizontalablenkschaltung, einem Aufwärtstransformator und einem Kondensator oder einer äquivalenten Kapazitätsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalablenkschaltung (17) mit einer Resonanzreihenschaltung bestehend aus dem Aufwärtstransformator (18) und dem Kondensator (19) oder der äquivalenten Kapazitätsschaltung verbunden ist, und zwischen Impulsen eine Resonanzspannung durch die Resonanzreihenschaltung erzeugbar ist, die von diesen Impulsen erregt wird, die ihrerseits bei Abschalten eines Schaltelementes der Horizontalablenkschaltung in der Primärwicklung des Transformators erzeugt werden.
2. 2. Hochspannungskonstanthalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äquivalente Kapazitätsschaltung aus einer veränderlichen Induktanz (27) in Reihe mit einem Kondensator (28) besteht,oder aus einer Parallelschaltung bestehend

   P aus einer veränderlichen Induktanz (3D und einem weiteren Kondensator (30) in Reihe mit einem Kondensator (29), wobei die erzeugte Hochspannung durch Ändern des Wertes der veränderlichen Induktanz steuerbar ist.
3. 3. Hochspannungskonstanthalteijnach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Erde und einen mit einer Horizontalschaltung verbundenen Transformator eine äquivalente Kapazitätsschaltung eingeschaltet ist, mit der ein Kondensator (26) parallel geschaltet ist zum Kurzschließen hinsichtlich von in der Hochspannungswicklung des Transformators erzeugten höheren Harmonischen.

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4. 4. Hochspannungskonstanthalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Induktanz aus einem veränderlichen Reaktor (32) besteht, dessen Induktanzwert durch einen in einer Erregerwicklung (36) fließenden Gleichstrom veränderlich ist, und daß in die Erregerwicklung zum Steuern der Resonanzkennlinien ein entsprechend den Änderungen der Hochspannung schwankender Strom geleitet wird (Fig. 9).
5. 5. Hochspannungskonstt-nthalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz der Resonan-zreihenschaltung an die Horizontalabtastfrequens annäherbar ist.

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