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SpannungEvervielfacher für Fernsehgeräte
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Die Erfindung betrifft einen Spannungsvervielfacher für Fernsehgeräte,
bestehend aus einer Kaskadenschaltung von Kapazitäten und Dioden, insbesondere zur
Anordnung auf einem Schenkel eines Zeilentransformatorkerns.
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Die Zeilenendstufe von Fernsehgeräten umfaßt bekanntlich einen Transformator,
an dem neben anderen Spannungen auch eine Spannung zur Erzeugung der Anodenhochspannung
für die Bildröhre abgenommen wird. Die Erzeugung der Anodenhochspannung erfolgt
dabei über einen Spannungsvervielfacher in Form einer Gleichrichterkaskade.
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Zum Zwecke der Erzielung eines raumsparenden Aufbaus und der Vermeidung
von längeren, an Hochspannung liegenden Leitungen
wurde bereits
vorgeschlagen, die Gleichrichterkaskade auf einem Schenkel des Kerns de s Z des
Zeilentransformators anzuordnen und gegebenenfalls die gesamte Anordnung in elektrisch
isolierendes Material einzubetten und dann in einem mechanisch festen Gehäuse unterzubringen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spannungsvervielfacher der eingangs
definierten Art unter Gewährleistung einer rationellen und wirtschaftlichen Fertigung
besonders kompakt auszubilden.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jeweils
zumindest zwei Kapazitäten in einem Wickel zusammengefaßt sind und daß wenigstens
ein solcher Nehrfachwickel und die zugehörigen Dioden zu einer Baugruppe zusammengeschaltet
und vergossen sind, in der die einzelnen Bauelemente um eine zur Aufnahme eines
Trägerorgans bestimmte Öffnung verteilt sind.
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Vorzugsweise sind dabei die Kapazitäten als flache Rech-teckblöcke
mit an den Stirnseiten herausgeführten Anschlüssen ausgebildet und die Dioden im
wesentlichen in einer Ebene liegend zwischen den Anschluß-Stirnseiten jeweils zweier
Rechteckblöcke angeordnet.
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Aufgrund der Verwendung von Mehrfach-Kapazitäten und vor allem durch
die Ausgestaltung derartiger Kapazitäten in Form flacher Rechteckblöcke mit einseitig
herausgeführten Anschlüssen ergeben sich sehr vorteilhafte Montagemöglichkeiten
in der Fertigung sowie vorteilhafte Gruppierungsmöglichkeiten der einzelnen Bauelemente
im Hinblick auf eine angestrebte kompakte Ausgestaltung der Gleichrichterkaskade.
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Die Rechteckblöcke und die dazwischen angeordnete Diodengruppe umgeben
die zur Aufnahme eines Trägerorgans, insbesondere eines Schenkels eines Zeilentransörmatorkerns
bestimmte Öffnung U-förmig, wobei bei einer derartigen Anordnung gleichzeitig günstige
Kühlverhältnisse
erreichbar sind.
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Bei einer im Querschnitt kreisförmigen Träger-Aufnahmeöffnung werden
zweckmäßigerweise Re cht e ckblo ck-Kapazi tät en verwendet, die im wesentlichen
entsprechend der Aufnahmeöffnung gekrümmt ausgebildet sind, wodurch Leerräume, die
nur mit Vergußmasse aufgefüllt werden müssen, zwischen den einzelnen Bauteilen der
Gleichrichterkaskade auf ein Minimum reduziert werden können.
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Eine weitere Besonderheit ist darin zu sehen, daß jeder Rechteckblock
aus einem flachgedrückten Rundwickel besteht, in dem zwei Kapazitäten vorgesehen
sind, wobei den drei herausgeführten Anschlußdrähten im Wickel jeweils kein unmittelbarer
Gegenbelag gegenüberliegt. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil durch diese spezielle
Kondensator-Ausgestaltung die Gefahr von Durchschlägen im Wickel praktisch ausgeschaltet
wird und somit auch Kapazitäten in Rechteckform für Hochspannung geeignet werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß die Kapazitäten zu wenigstens einem Mehrfach-Rundwickel zusammengefaßt
sind, der auf einem rohrförmigen Wickelkörper angebracht ist, dessen Öffnung die
Drägerorgan-Aufnahmeöffnung bildet.
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Der Gedanke, sämtliche benötigten Kapazitäten in wenigstens einem
Mehrfach-Rundwickel unterzubringen, welcher auf einem aus Isoliermaterial bestehenden
Wickelkörper angebracht ist, führt dazu, daß von einer eigentlichen Verteilung einzelner
Bauelemente um ein Trägerorgan, z.B. einen Schenkel des '2rafokerns, nicht mehr
gesprochen werden kann, da die bei verteilten Bauelementen beispielsweise durch
Vergießen zu schaffende Öffnung für dieses Trägerorgan in diesem Falle schon durch
den ein integrales Bestandteil des Kondensatorwickels darstellvden Wickelkorpers
bereitgestellt wird und die Kapazitäten durch die den Wickelkörper und damit das
Trägerorgan unmittelbar umgebenden Belegungen des Mehrfach-Rundwickels erhalten
werden.
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Die Anschlüsse können bei einem derartigen Mehrfach-Rundwickel an
beiden Stirnseiten herausgeführt sein, wobei dann die Dioden über den Außenumfang
des Wickels verteilt jeweils zwischen Anschlüsse an einander gegenüberliegenden
Stirnseiten geschaltet sind.
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Beim Vergießen einer derart aufgebauten Gleichrichterkaskade befinden
sich dann die über den Umfang des Wickels verteilten Dioden, die aus Siliziumdioden
bestehen, in dem Raum, der für die Gußmasse aus Isolationsgründen sowieso benötigt
wird.
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Zweckmäßigerweise sind auf einem gemeinsamen Wickelkörper zwei Rundwickel
angebracht, was vor allem dann von Bedeutung ist, wenn eine SpPnnungsverdreifachullg
erforderlich ist.
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Der Außendurchmesser eines Rundwickels ist dabei zweckmäßigerweise
kleiner als der des anderen Rundwickels, wobei die Dioden der Kaskadenschaltung
über den Außenumfang des den kleineren Durchmesser aufweisenden Wickels verteilt
sind und demgemäß innerhalb der Hüllkurve des Wickels mit dem größeren Durchmesser
liegen.
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Es wird auf diese Weise eine optimal kompakte Gleichrichterkaskade
erhalten, die überdies besonders rationell gefertigt werden kann. Aufgrund ihres
kompakten Aufbaus ermöglicht es diese Ausführungsform auch, Becher- und Drahtmaterial
sowie Vergußmasse einzusparen, was bei den vergleichsweise hohen Stückzahlen derartiger
Spannungsvervielfacher von erheblicher Bedeutung ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:
Fig.
1 eine schematische Darstellung einer Kombination aus Zeilentransformator und Gleichrichterkaskade,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Bestandteile einer ersten Ausführungsform
eines Spannungsvervielfachers nach der Erfindung, wobei die einzelnen Bestandteile
noch im wesentlichen in einer Ebene liegend gezeigt sind, Fig. 7 die Anordnung nach
Fig. 2 im Einbauzustand, Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
eines Spannungsvervielfachers nach der Erfindung, und Fig. 5 eine Draufsicht der
Anordnung nach Fig. 4.
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In Fig. 1 ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 der Kern eines Zeilentransformators
gekennzeichnet. Auf dem einen Schenkel 2 dieses Kerns 1 ist ein Trafo-Wickel 4 angeordnet,
dessen Einzelwicklungen über eine elektrische Zuleitungsvorrichtung 6 nach außen
geführt sind. Auf dem anderen Schenkel 3 des Kerns 1 ist ein Spannungsvervielfacher
5 in Form einer Gleichrichterkaskade angebracht. Von dieser Gleichrichterkaskade
aus führt ein Kabel 7 zur Anode einer nicht dargestellten Bildröhre eines Fernsehgeräts.
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Die gesamte Anordnung ist vorzugsweise in einem strichliert angedeuteten
Gehäuse vergossen. Das Gehäuse kann dabei entweder als gesonderte Komponente ausgeführt
sein oder durch Umspritzen der Gesamtanordnung hergestellt werden.
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Es besteht nun das Problem, die Spannungsvervielfacheranordnung 5
möglichst kompakt auszubilden und dabei zu gewährleisten, daß eine besonders wirtschaftliche
Fertigung durchführbar ist. Schließlich spielt auch neben der günstigsten
Anordnung
der Bauteile und der optimalen Raumausnutzung die erforderliche Wärmeabfuhr eine
wesentliche Rolle.
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Die schematische Darstellung nach Fig. 2 zeigt zwei Kondensatoren
8,9, die in Form flacher rechteckiger Blöcke ausgeführt sind und jeweils mehrere
Kapazitäten beinhalten. Vorzugsweise werden diese rechteckigen Kondensatoren aus
Mehrfach-Rundwickeln hergestellt, wobei bereits bei dem Wickeln dieser MehrSach-Kondensatoren
darauf geachtet wird, daß den an der Stirnseite herausgeführten Anschlüssen innerhalb
des Wickels jeweils kein unmittelbarer Gegenbelag gegenüberliegt, so daß die Gefahr
von Durchschlägen ausgeschaltet wird.
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Die beiden Kondensatorblöcke 8,9 sind durch eine Diodenanordnung 10
in Kaskadenschaltung miteinander verbunden, so daß insgesamt beispielsweise eine
übliche Cockcroft-Walton-Schaltung erhalten wird.
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Fig. 3 zeigt die Anordnung der Kondensatorblöcke 8,9 und der sie verbindenden
Diodenschaltung 10 in einer vergossenen Gleichrichterkaskade auf dem im Querschnitt
zu sehenden Schenkel 3 eines Trafo-Kerns. Sämtliche sonst noch erforderlichen Einbau-
und Anschlußteile, die in Fig. 3 nicht gezeigt sind, werden entweder auf der Diodenseite
oder an der gegenüberliegenden Seite angeordnet.
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Das Umgießen der Bauelemente 8,9 und 10 erfolgt zweckmäßigerweise
in einer Form, so daß dann ein kompaktes Bauteil 11 zur Verfügung steht, das aufgrund
des freigelassenen inneren Bereichs beispielsweise auf einen Trafo-Schenkel geschoben
werden kann. Es ist ersichtlich, daß durch die Verwendung von Mehrfach-Eapazitäten
in Form von rechteckigen Blöcken ein insgesamt sehr gedrängter Aufbau erreicht werden
kann, der sich überdies durch eine gute Wärmeabfuhr auszeichnet.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist schematisch
in Fig. 4 gezeigt. Anstelle der Verwendung einzelner Bauelemente oder Baugruppen,
die um einen Träger, z.B. einen Trafo-Schenkel, zu gruppieren sind, wird bei der
Ausführungsform nach Fig. 4 ein allgemein mit 12 gekennzeichneter Rundwickel verwendet,
der im dargestellten Ausführungsbeispiel einen im wesentlichen zylinderförmigen
Wickelkörper 13 umfaßt, auf dem Mehrfach-Wickel 14,15 angebracht und so mit den
zugehörigen Dioden 10 verschaltet werden, daß insgesamt eine zylinderförmige Anordnung
erhalten wird.
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Bei der in Fig. 4 schematisch dargestellten Vervielfacherschaltung
handelt es sich um eine Verdreifacherschaltung mit sechs Dioden und fünf Kapazitäten,
wobei eine Zweifach-Kapazität 16 auf dem oberen Wickelkörperteil 14 und eine 3-fach-Kapazität
17 auf dem unteren Wickelkörperteil 15 angebracht ist. Zwischen den schematisch
angegebenen Belägen am oberen Wickelkörperteil 14 und am unteren Wickelkörperteil
15 ist ein Abstand a zur Verhinderung kapazitiver Beeinflussung vorgesehen.
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Bei dieser Ausführungsform werden die in der Draufsicht nach Fig.
5 schematisch angedeuteten Anschlußdrähte 18 auf den in gleicher Richtung zeigenden
Stirnflächen der beiden Mehrfachwickel 16,17 herausgeführt, so daß die Dioden 10
unmittelbar in dem freien Raum angeordnet werden können, der sich dadurch ergibt,
daß der untere Mehrfachwickel 17, insbesondere aufgrund eines in diesem Bereich
größeren Durchmessers des Wickelkörpers 13, über den oberen Mehrfach-Wickel 16 vorsteht.
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Wie in Fig. 5 zu sehen ist, sind die Anschlüsse der beiden Mehrfach-Wickel
winkelmäßig gegeneinander versetzt aus der jeweiligen Stirnfläche herausgeführt,
so daß die Dioden 10 zickzackförmig zwischen diesen Anschlüssen angebracht werden
können, was sich im Hinblick auf die angestrebte Raumersparnis wiederum vorteilhaft
auswirkt.
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Bei günstigen Wärmeabfuhrverhältnissen wird somit eine Gleichrichterkaskade
optimal gedrängter Bauart erhalten, die in einem Gehäuse vergossen oder mit einem
entsprechenden Isoliermaterial umspritzt werden kann. Es ist noch zu erwähnen, daß
die vorstehend beschriebenen Spannungsvervielfacher-Baugruppen nicht nur platzsparend
und montagegünstig auf dem freien Schenkel eines Zeilentrafos angebracht werden
können, sondern bei entsprechender Ausgestaltung des Wickelkörpers oder des Außenmantels,
der auch nur aus Gießharz bestehen kann, auch an beliebiger Stelle eines Geräts
montiert werden können.
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- Patentansprüche -
L e e r s e i t e