DE3044729A1 - Horizontalablenkschaltung und stromversorgung mit regelung ueber die abschaltverzoegerung des horizontalausgangstransistors - Google Patents

Description

RCA 71724/Sch/Ro.
US-Ser.No. 98 255
AT: 28. November 1979

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Horizontalablenkschaltung und Stromversorgung mit Regelung über die Abschaltverzögerung des Horizontalausgangstransistors .

Die Erfindung betrifft geregelte Ablenkschaltungen für Fernsehempfänger.

Bei typischen Horizontalablenkschaltungen für Fernsehempfänger ist ein Hinlaufschalter eines Ablenkgenerators über die Reihenschaltung einer Horizontalablenkspule mit einem Hinlaufkondensator geschaltet. Wenn der Hinlaufschalter leitet, dann wird die Kondensatorhinlaufspannung an die Ablenkwicklung gelegt, in der daraufhin ein sägezahnförmiger Ablenk- oder Hinlaufablenkstrom zum fließen kommt. Nach der Sperrung des Hinlaufschalters bilden die Ablenkwicklung und ein Rücklaufkondensator einen Rücklaufschwingkreis zur Erzeugung einer Rücklaufimpulsspannung und eines Rücklaufablenkstromes in der Horizontalablenkwicklung .

Die an der Horizontalablenkwicklung entstehende Rücklaufimpulsspannung wird der Wicklung eines Horizontalausgangs- oder -rücklauftransformators zugeführt, der zur Erzeugung zusätzlicher Versorgungsspannungen für den Fernsehempfänger benutzt wird. Beispielsweise entsteht aufgrund der Rücklaufimpulsspannung in einer Hochspannungswicklung des Rücklauftransformators eine

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Hochspannung oder Endanodenbeschleunigungsspannung. Ferner können niedrigere Hinlauf- und Rücklaufspannungen gleichgerichtet und als Versorgungsspannungen für andere Schaltungsteile benutzt werden, wie etwa die Bild- und Tonschaltungen und die Vertikalablenkschaltung.

Die Energie für die Speisung der Lastschaltungen mit Hilfe dieser Hilfsspannungen und zur Ergänzung von Verlusten im Ablenkgenerator wird typischerweise einem Wechselspannungsnetz oder einer Hauptstromversorgung entnommen/ die mit einer Wicklung des Rücklauftransformator gekoppelt ist, der als Energieübertragungseinrichtung zwischen der Stromversorgung und den Lastschaltungen fungiert. Zur Steuerung der Menge der übertragenen Energie ist bei manchen Stromversorgungsschaltungen für Fernsehempfänger ein Schaltregelkreis zwischen dem Eingangsanschluß für eine ungeregelte Spannung auf der Netzseite und den Rücklauftransformator eingefügt. Die Regelschaltung enthält einen steuerbaren Schalter, der mit der Horizontalablenkfrequenz von 15,75 kHz betrieben werden kann. Eine Impulsmodulatorsteuerschaltung liefert impulsmodulierte Signale an den steuerbaren Schalter zur Veränderung von dessen Einschaltzeit. Eine derartige Steuerschaltung ist relativ kompliziert ausgebildet und mit diskreten elektrischen Bauelementen nur relativ kostspielig aufzubauen.

Einige Impulsmodulationssteuer- oder Regelschaltungen lassen sich als integrierte Schaltung aufbauen. Eine solche integrierte Schaltung kann auch den Horizontaloszillator und die Schaltungen für die automatische Frequenz- und Phasenregelung beinhalten. Durch Kombination der Funktion der Regelschaltersteuerung mit dem Betrieb des Horizontaloszillators in einer kombinierten integrierten Schaltung verringert sich jedoch die Flexibilität

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der gesamten Ablenk- und Stromversorgungsschaltung, weil für jede integrierte Schaltung, die einen anderen Horizontaloszillator oder eine andere Regelschaltung enthält, auch eine andere Schaltregelausgangsstufe oder andere Treiberstufe für den Horizontalausgangstransxstor erforderlich sein kann.

Gemäß der Erfindung wird Energie von einer Spannungsquelle zuerst in einer Induktivität, etwa im Rücklauftransformator, gespeichert. Die Speicherung und die Energieübertragung werden geregelt durch Veränderung des Abschaltaugenblickes des Hinlaufschalters oder Horizontalendtransistors. Bei einer speziellen Ausführungsform ist ein steuerbarer Schalter zwischen die Quelle und die Induktivität eingefügt. Der Schalter leitet die Energiespeicherung in der Induktivität ein, wenn er zu leiten beginnt.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß durch Regelung des Abschaltaugenblickes des Horizontalausgangstransformators anstelle einer Regelung des Einschaltaugenblickes des steuerbaren Schalters die Regelschaltung weniger komplex ausgebildet werden kann, weil die Basistreiberschaltung für den Horizontalausgangstransistor nun mit den steuerbaren Schalter und der Steuerschaltung für den Regler kombiniert werden kann. Die Regelung läßt sich erreichen mit Hilfe einer relativ einfachen Steuerschaltung, die nicht monolithisch ausgebildet zu sein braucht und die in Verbindung mit vielen verschiedenen Typen von Horizontaloszillatorschaltungen benutzt werden kann. Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Impulsspannungen zur Bestimmung der Leitungszustände sowohl des steuerbaren Schalters als auch des Horizontalausgangstransistors von Wicklungen eines einzigen Transformators abgeleitet werden können, anstatt daß getrennte Transformatoren für jedes dieser beiden Bauelemente benötigt würden.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält eine Ablenk- und Stromversorgungsschaltung einer Ablenkwicklung und eine mit dieser gekoppelte Rücklaufkapazität. Ein Hinlaufschalter enthält einen Transistorschalter, der mit der Ablenkwicklung zur Erzeugung eines Hinlaufablenkstromes in dieser gekoppelt ist, wenn der Hinlaufschalter leitet. Eine Induktivität ist zur Übertragung der in ihr gespeicherten Energie in eine Last mit dieser gekoppelt. Ein steuerbarer Schalter ist mit einer Eingangsspannungsquelle und der Induktivität gekoppelt zur Zuführung der Eingangsspannung zur Induktivität zwecks Speicherung von Energie in dieser. Die Menge der in der Induktivität gespeicherten Energie wird durch die Leitungsdauer des gesteuerten Schalters vor Beginn der Übertragung der gespeicherten Energie zur Last gesteuert.

Mit dem Transistorschalter ist eine durch ablenkfrequente Signale gesteuerte Einrichtung verbunden zur Erzeugung eines Basistreibersignals für die Bestimmung des Basisstroms im Transistorschalter. Diese Basistreiberschaltung liefert ein Basistreibersignal mit einen in Durchlaßrichtung vorspannenden Abschnitt während eines ersten Intervalls innerhalb jedes Zyklus des ablenkfrequenten Signals. Die Basistreiberschaltung liefert auch einen in Sperr-Richtung vorspannenden Abschnitt während eines zweiten Intervalls innerhalb jedes Zyklus des ablenkfrequenten Signals zur Sperrung des Kollektorstromflusses in dem Transistorschalter nach Ende einer Abschaltverzögerung vom Beginn des Sperrvorspannungsabschnittes. Die Rücklaufkapazität und die Ablenkwicklung bilden nach Sperren des Kollektorstroms nach Ende der Abschaltverzögerung einen Rücklaufresonanzkreis, welcher eine Rücklaufimpulsspannung an die Induktivität liefert, um die Übertragung der gespeicherten Energie zur Last einzuleiten.

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Eine durch das ablenkfrequente Signal gesteuerte Einrichtung schaltet den steuerbaren Schalter innerhalb jedes Ablenkzyklus ein. Mit der Basistreiberschaltung ist eine auf Änderungen einer Größe der Ablenkschaltung ansprechende Einrichtung zur Veränderung der Abschaltverzögerung in Abhängigkeit von Änderungen dieser Größe gekoppelt, um die Übertragung der gespeicherten Energie zu beeinflussen, wenn die erwähnte Größe der Ablenkschaltung sich ändert.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Ablenk- und Stromversorgungsschaltung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 Signalformen, die in der Schaltung gemäß Fig. 1 auftreten, und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ablenk- und Energieversorgungsschaltung.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Horizontalablenk- und Stromversorgungsschaltung 10 ist eine Wechselspannungsquelle über einen EIN/AüS-Schalter 14a mit Eingangsanschlüssen 21 und 22 eines Brückengleichrichters 25 einer ungeregelten Eingangsspannungsquelle 90 gekoppelt. Die Wechselspannung kann beispielsweise die Netzwechselspannungsleitung oder eine Hauptstromversorgungsschaltung sein. Die Wechselspannung an den Anschlüssen 21 und wird durch den Brückengleichrichter 25 vollweggleichgerichtet und durch einen Kondensator 28 zur Ableitung einer ungeregelten Eingangsgleichspannung V^ am Anschluß 27 gesiebt. Von einem Ausgangsanschluß 23 des Brückengleichrichters 25 fließt ein Strom zum Anschluß 27 über eine übliche elektronische Unterbrecherschaltung 26, welche den Stromweg zwischen den Anschlüssen 23

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und 27 bei Überlastungsbedingungen unterbricht. Der Rückweg für den aus dem Anschluß 27 fließenden Strom erfolgt über eine Leitung 29 zum anderen Anschluß 24 des Brückengleichrichters 25.

Ein Anschluß der Primärwicklung 30a eines Horizontalausgangsoder -rücklauftransformators 30 ist an den Anschluß 27 angeschlossen. Der andere Anschluß der Primärwicklung 30a liegt über einen in zwei Richtungen leitfähigen steuerbaren Schalter 65 an der Rückleitung 29. Der Schalter 65 umfaßt einen gesteuerten Siliziumgleichrichter 65a mit einer antiparallel^geschalteten Diode 65b, wobei die Kathode des SCR 65a und die Anode der Diode 65b an die Rückleitung 29 angeschlossen sind.

Der Rücklauftransformator 30 ist üblicher Bauart, wobei seine Primärwicklung 30a um einen Schenkel eines Rechteckkernes 230 gewickelt ist. Um den gegenüberliegenden Schenkel des Rechteckkernes 230 sind fünf Wicklungen 30b, 30c, 30d, 30e und 30f konzentrisch gewickelt und dabei magnetisch eng gekoppelt.

Die Wicklung 30b des Rücklauftransformators ist mit einer Horizontalablenkwicklung 31 eines Horizontalablenkgenerators gekoppelt, welcher die Reihenschaltung einer Horizontalablenkwicklung 31 mit einem Hinlaufkondensator 32 sowie einen Hinlaufschalter 68 und einen Rücklaufkondensator 33 aufweist. Der Hinlaufschalter 68 umfaßt einen Horizontalausgangstransistor 35 mit antiparallelgeschalteter Dämpfungsdiode 34. Ein Anschluß der Rücklauftransformatorwicklung 30b, welcher der Horizontalablenkwicklung 31 abgewandt ist, liegt über einen Gleichspannungsblockkondensator 37 am Bezugs- oder Masseanschluß 61.

Der Bezugs- oder Masseanschluß 61 ist von der Rückleitung 29' der mit dem Brückengleichrichter 25 gekoppelten Eingangsspannungsquelle galvanisch isoliert. Solch eine Anordnung bietet einen Schutz gegen elektrische Schläge für alle Schaltungen, wie etwa

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den Horizontalablenkgenerator 36, welcher den Anschluß 61 als Bezugsanschluß benutzt.

Der Horizontalausgangstransistor 35 wird in jedem Horizontalablenkzyklus mit Hilfe einer seiner Basis über eine Induktivität 50 von einer synchronisierten Horizontaloszillator- und Treiberschaltung 12 zugeführten Rechteckspannung in den und aus den Leitungszustand geschaltet. Die Schaltung 12 enthält eine übliche automatische Frequenz- und Phasenregelschaltung 54, einen üblichen Horizontaloszillator 55 und einen Treibertransistor 51. Um für eine synchronisierte Horizontalablenkung zu sorgen wird die Regelschaltung 54 durch Horizontalrücklaufimpulse 13Od gesteuert, welche über der Rücklauftransformatorwicklung 30d entstehen und der Schaltung am Anschluß A zugeführt werden. Der Regelschaltung 54 werden ferner Horizontalsynchronimpulse 56 an einem Anschluß C zugeführt, welche sich mit der Horizontalfrequenz 1/Tjj wiederholen. Die Horizontalsynchronimpulse werden von einer üblichen, nicht dargestellten Synchronsignaltrennschaltung geliefert, welche die Synchronisierungsinformation von der Bildinformation des Videosignalgemisches abtrennt. Die Regelschaltung 54 liefert eine Regelspannung an den Horizontaloszillator 55 zur Regelung von dessen Frequenz und Phase derart, daß die HoriζontaIblenkung mit der Bild- und Synchroninformation synchronisiert wird.

Der Horizontaloszillator 55 erzeugt eine horizontalablenkfrequente Rechteckspannung V₅₅, wie die Fig. 1 und 2a zeigen, welche der Basis des Treibertransistors 51 zugeführt wird. Der Kollektor des Treibertranstors 51 ist an einen Anschluß einer Primärwicklung W1 eines Treibertransformators T1 angeschlossen, deren anderer Anschluß über einen Widerstand 52 an einem Anschluß B einer Spannungsquelle niedriger Spannung B+ liegt. An den Verbindungspunkt der Wicklung W1 mit dem Widerstand 52 ist ein

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Pilterkondensator 53 angeschlossen.

Die niedrige Versorgungsspannung B+ kann üblicherweise von einer Quelle 13 abgeleitet werden. Die Wechselspannungsquelle liegt an einem Transformator 58 der Quelle 13 über einen EIN/AUS-Schalter 14b, der mit dem EIN/AUS-Schalter 14a gekoppelt ist, und wird von einem Brückengleichrichter 59 gleichgerichtet und mittels eines Kondensators 60 gefiltert, so daß am Anschluß B die niedrige Betriebsspannung B+ entsteht.

Die Quelle 13 liefert eine niedrige Spannung B+ an den Horizontaloszillator 55 und den Kollektor des Treibertransistors 51 während des Anfangsintervalls nach Schließen der Schalter 14a und 14b. Nachdem sich in der Wicklung 30c des Rücklauftransformators genügend große Rücklaufimpulse aufgebaut haben, um eine niedrige B+ Versorgungsspannung am Anschluß B1 nach Gleichrichtung durch eine Diode 66 und Filterung durch einen Kondensator 91 zu liefern, kann die am Anschluß B1 entstehende Spannung dann mit Hilfe einer üblichen, nicht dargestellten Schaltung anstelle der Spannung am Anschluß B für die Zuführung zum Horizontaloszillator und Treibertransistor 51 treten.

Die ablenkfrequente Spannung V₅₅ wird im Treibertransistor 51 verstärkt und invertiert und der Wicklung W1 des Treibertransformators T1 zur Erzeugung einer Rechteckwechselspannung V₂ eine Wicklung W2 zugeführt, wie Fig. 2b zeigt. Ein Anschluß 15 der Wicklung W2 ist mit der Induktivität 50 gekoppelt. Ein Anschluß 16 der Wicklung W2 ist über einen Kondensator 45 mit parallelgeschalteten Widerstand 46 mit Masse verbunden.

Während des positiven Abschnittes der Rechteckwechselspannung V₂ zwischen den Zeiten t_? und t_g gemäß Fig. 2b ist der Basis-Emitterübergang des Horizontalausgangstransistors 35 in Durchlaßrichtung vorgespannt. Dieser übergang dient als Diode zur Gleichrichtung

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des positiven Abschnittes der Spannung V₂ zur Ableitung einer Gleichspannung der Größe V, am Kondensator 45, wobei der mit dem Anschluß 16 verbundene Belag des Kondensators 45 eine negative Spannung gegen Masse hat. Die der Reihenschaltung der Induktivität 50 mit dem Basis-Emitter-übergang des Horizontalausgangstransistors 35 zugeführte Spannung ist in Fig. 2b als dieselbe Signalform V₂ dargestellt, die jedoch auf eine Gleichspannungsnullinie 18 anstatt auf die Gleichspannungsnullinie 17 der Spannungsform V~ bezogen ist, wobei die beiden Nullinien durch die Kondensatorspannung V gegeneinander verschoben sind.

Während des positiven Abschnittes V, der Basistreiberspannung Vj., die in Fig. 2b als Spannung V₂ mit Bezug auf die Gleichspannungsnullinie 18 dargestellt ist, ist der durch den Basis-Emitter-Übergang des Horizontalausgangstransistors 35 fließende Strom i, in Fig. 2c durch den positiven Abschnitt 80 der ausgezogenen Kurvenform zwischen den Zeiten t_ und t_g gezeichnet. Die Amplitude dieses positiven Abschnittes des Basisstroms i, hängt von der Spannung V am Kondensator 45 ab. Ein kleinerer Wert der Spannung V führt beispielsweise zu einem größeren

Wert des Spannungsabschnittes V. und damit zu einem größeren Wert des Durchlaßbasistreiberstromabschnittes 80 des Basisstroms

Zur Einleitung des Horizontalrücklaufs wird die Basistreiberspannung V. zum Zeitpunkt t.. (Fig. 2b) negativ. Der negative oder SperrvorSpannungsabschnitt V, der Basistreiberspannung VY reicht von t- bis t_. Nach Zuführung des negativen Basistreiberspannungsabschnittes zur Basis des Horizontalausgangstransistors 35 fließt ein umgekehrter Basisstromabschnitt 81 des Basisstroms ik in der Reihenschaltung der Induktivität 50 mit dem Basis-Emitter-übergang des Horxzontalausgangstransistors 35, wie die ausgezogene Kurvenform 81 in Fig. 2c zwischen t₁ und t₂ zeigt.

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Der Horizontalausgangstransistor 35 bleibt leitend und sein Kollektorstrom fließt weiter im Intervall t..-t₂, dem Anfangsabschnitt des negativen Abschnittes der Basistreiberspannung V, . Wie Fig. 2d zeigt, ist die Spannung am Kollektor des Horizontalausgangstransistors 35 oder die Spannung V am Rücklaufkondensator 33 während dieses Abschaltverzögerungsintervalls etwa Null. Die Transistorabschaltverzögerung tritt teilweise infolge von Minoritätsträgern auf, die als Ladung in der Basiszone des Horizontalausgangstransistors 35 gespeichert sind. Der Transistor 35 kann nicht gesperrt werden, bis diese Basisladung aus seiner Basiszone entfernt ist.

Die Dauer der Abschaltverzögerungszeit hängt von Paktoren ab wie Geometrie und Konstruktion des Transistors, Größe des Durchlaßbasisstromabschnittes des Stroms i, und Größe des negativen Spannungsabschnittes V. der Spannung V, , welche der Basis des Horizontalausgangstransistors 35 zugeführt wird. Durch Vergrößerung des Wertes des Durchlaßbasisstromabschnittes 80, der vor Zuführung der negativen Spannung zur Basis des Horizontalausgangstransistors 35 fließt, wird beispielsweise die Abschaltverzögerungszeit verlängert. Entsprechend führt eine Verringerung der Amplitude des negativen Teils der Spannung V, , welche der Basis des Horizontalausgangstransistors 35 nach dem Zeitpunkt t. (Fig. 2b und 2c) zugeführt wird, zu einem Anwachsen der Abschaltverzögerungszeit.

Zum Zeitpunkt t^, nach Beendigung der Abschaltverzögerungszeit, also nachdem die gespeicherte Ladung aus der Basiszone abgeführt ist und eine neue Verteilung in den Übergangsζonen des Horizontalausgangstransistors eingetreten ist, hört der Kollektorstrom im Transistor auf zu fließen. Die Horizontalablenkwicklung 31 und der Rücklaufkondensator 33 bilden einen Rücklaufresonanzkreis, welcher eine Rücklaufimpulsspannung an der Ablenk-

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Wicklung erzeugt, wie Fig. 2d zwischen den Zeiten t?""^ Das nachfolgende Horizontalhinlaufintervall beginnt zum Zeitpunkt t^, wenn die Dämpfungsdiode 34 zu leiten beginnt.

Zur Energieübertragung von der ungeregelten Eingangsquelle 90 zu den verschiedenen Lastschaltungen, die mit den Rücklauftransformatorwicklungen 3Ob-3Of gekoppelt sind, wird zuerst Energie in der Streuinduktivität 67 des Rücklauftransformators 30 während des letzten Abschnittes des Horizontalhinlaufintervalls gespeichert und dann während des Horizontalrücklaufintervalls an die verschiedenen Lastschaltungen abgegeben.

Ein Anschluß der Wicklung W3 des Treibertransformators TI liegt an der Kathode des SCR 65a des steuerbaren, in beiden Richtungen leitfähigen Schalters 65. Der andere Anschluß der Wicklung W3 liegt über eine Diode 62 und einem Kondensator 63 an der Steuerelektrode des SCR 65a. über der Diode 62 liegt ein Widerstand Die an der Wicklung W3 entstehende Spannung V₃ hat die gleiche Kurvenform wie die vom Horizontaloszillator 55 erzeugte ablenkfrequente Spannung V₅₅ und ist in Phase mit ihr.

Zum Zeitpunkt t,. wird die positivgerichtete Vorderflanke der Rechteckspannung V₃ durch die Diode 62 und den Kondensator 63 differenziert, so daß ein Einschaltimpuls 82, der schematisch in Fig. 2e veranschaulicht ist, zum Einschalten des SCR 65a in den Leitungszustand entsteht. Wegen der Speicherzeitverzögerungseffekte wirkt der Horizontalausgangstransistor 35 in der Zeit zwischen t- und t« noch als geschlossener Schalter, so daß das Horizontalrücklaufintervall nicht vor dem Zeitpunkt t2, also dem Ende des vorerwähnten Abschaltverzögerungsintervalls, beginnt.

Da der SCR 65a des Schalters 65 zum Zeitpunkt t* in den Leitungszustand geschaltet wird, wird in diesem Augenblick die unge-

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regelte Eingangsspannung V. der Primärwicklung 30a des Rücklauftransformators zugeführt. Wie Fig. 2f zeigt, weist der in der Wicklung 30a fließende Primärstrom i zwischen t.. und t2 einen positiven Sägezahnverlauf auf. Während dieses letzten Abschnittes des HinlaufIntervalls wird Energie im wesentlichen in der Streuinduktivität 67 des Rücklauftransformators 30 gespeichert, und die gespeicherte Energie erreicht zum Zeitpunkt t₂ einen maximalen Wert, der durch den Spitzenstrom I_p1 des PrimärwicklungsStroms i bestimmt wird.

Zum Zeitpunkt t₂, dem Ende der Abschaltverzögerungszeit des Horizontalausgangstransistors 35, wird dieser Transistor gesperrt, und es fließt in ihm kein Kollektorstrom mehr. Dann entsteht an der Horizontalablenkwicklung 31 während des Horizontalrücklaufintervalls t~-t. eine Horizontalrücklaufimpulsspannung, die der Rücklauftransformatorwicklung 30b zugeführt wird und eine sinusförmige Schwingung des Primärstromes i bewirkt, wie Fig. 2f zwischen t₂ und t. zeigt. Nahe der Mitte des Horizontalrücklauf-Intervalls ist der positive Strom i auf Null abgesunken, und zu diesem Zeitpunkt wird der SCR 65a in den Sperrzustand kommutiert. Der negative Abschnitt des sinusförmigen Stromes i fließt dann in der Diode 65b und erreicht zum Zeitpunkt t. einen negativen Spitzenwert Ι_ρ2·

Weil während des Rücklaufintervalls Energie zu den Lastschaltungen, wie etwa die über eine Diode 69 an den Anschluß U angeschlossene Endanodenlast übertragen wird, ist der Spitzenwert des Primärstromes i am Ende des Rücklaufintervalls kleiner als der Spitzenwert des Stromes zu Beginn des RücklaufIntervalls. Während des nachfolgenden Hinlaufintervalls zwischen t. und t,-wird die im Rücklauftransformator 30 gespeicherte restliche Energie zur ungeregelten Eingangsquelle 90 zurückübertragen, wenn der Strom i sägezahnförmig auf Null absinkt. Zum Zeitpunkt te, wenn der Primärstrom i positiv zu werden versucht, wird die Diode 65b aus dem Leitungszustand kommutiert und öffnet dabei den Schalter 65, bis dem SCR 65a zum Zeitpunkt t_g ein anderer

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Einschaltimpuls 82 zugeführt wird.

Ein Widerstand 38 und eine Diode 39 sind zwischen dem Startquellenanschluß B und den Kondensator 37 geschaltet, um die Kondensatoren 37 und 32 während des Startintervalls nach Schließen der Schalter 14a und 14b aufzuladen. Bei einer solchen Anordnung werden Rücklaufimpulsspannungen unmittelbar in der Rücklauftransformatorwicklung 30b erzeugt, und bereiten den SCR 65a des Schalters 65 für seine Abschaltkommutierung während des Startintervalls vor. Im Dauerzustand spannt die Gleichspannung am Kondensator 37 die Diode 39 in Sperr-Richtung vor und trennt den Ablenkgenerator 36 von der Startquelle 13 ab. Zur Regelung der Energieübertragung zu den mit dem Rücklauftransformator gekoppelten Lastschaltungen bei sich verändernder Eingangsspannung V. und bei schwankender Last wird der Leitungszustand des Schalters 65 über eine Regelschaltung 83 geregelt, welche die Abschaltverzögerungszeit des Horizontalausgangstransistors 35 regelt. Durch diese Regelung wird der Beginn des Horizontalrücklaufintervalls geregelt und damit auch die in der Streuinduktivität 67 unmittelbar vor Beginn des Horizontalrücklaufintervalls gespeicherte Energie, und damit wird auch die Energieübertragung geregelt. Die Größe der magnetischen Kopplung zwischen der Primärwicklung 30a und den Sekundärwicklungen 3Ob-3Of ist derart, daß ausreichend Streuinduktivität für die Speicherung einer wesentlichen Energiemenge vorliegt, wie sie für die Übertragung von der ungeregelten Eingangsquelle erforderlich ist. Bei einem Fernsehempfänger mit etwa 100 Watt Leistung liegt die Streuinduktivität 67 typischerweise in der Größenordnung von 1 bis 5 Millihenry.

Die Regelschaltung 83 enthält ein Paar Transistoren 47 und 48 in Darlington-Schaltung, wobei der Kollektor des Transistors an Masse und der Emitter des Transistors 48 an den Anschluß 16

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angeschlossen ist. Ein Widerstand 49 liegt zwischen der Basis des Transistors 47 und dem Anschluß 16.

Die Transistoren 47 und 48 wirken als Nebenschluß über dem Kondensator 45 zu dessen Entladung in einem Ausmaß, das durch den Leitungszustand der beiden Transistoren bestimmt wird. Dieser wiederum wird mit Hilfe einer der Basis des Transistors 47 zugeführten Regelspannung bestimmt.

Die Regelspannung kann beispielsweise ein Maß für eine Größe der Ablenkschaltung sein, wie etwa der Energiepegel der Ablenk- und Stromversorgungsschaltung 10, für den die Rücklaufimpulsamplitude in der Wicklung 3Of des Rücklauftransformators ein Maß ist. Die Ablenkimpulsspannung in der Wicklung 3Of wird durch eine Diode 40 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 41 gefiltert. Ein Widerstand 42 ist für eine leichte Entladung des Kondensators 41 vorgesehen. Die gleichgerichtete Rücklaufimpulsspannung am Kondensator 41 wird als Regelspannung der Basis des Transistors 47 über eine Zener-Diode 43 und einen Widerstand 44 zugeführt.

über die Regelung der Größe der Spannung V_ am Kondensator 45 regelt die Schaltung 83 die den Transistor 35 zugeführte Basistreiberspannung V, und damit die Abschaltverzögerungszeit des Transistors im Sinne der erforderlichen Energieübertragungsregelung. Wenn beispielsweise die Eingangsspannung V. auf einen Wert V| absinkt, dann neigt auch die Impulsamplitude in der Wicklung 30f zum abnehmen. Die Transistoren 47 und 48 der Regelschaltung 83 leiten daraufhin stärker und verringern hierdurch die Spannung V am Kondensator 45. Weil die Basistreiberspannung Vj₃ durch die algebraische Summe der ein festes Tastverhältnis und eine feste Spitzenamplitude aufweisenden Wechselspannung V₀ und der Kondensatorspannung V gebildet wird, führt eine Abnahme der Größe der Spannung V auf einen Wert V", wie Fig. 2b

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zeigt, zu einen neuen Gleichspannungsnullpegel 19 bei niedriger Netzspannung und entsprechend niedriger Eingangsspannung Vi. Der positive Abschnitt der Spannung V_b nimmt in seiner Größe auf einen Wert V_fa+ zu, und der negative Abschnitt der Spannung Vj₅ sinkt in seinen Wert auf einen neuen Wert Vi_-. Eine solche Änderung der Basistreiberspannung V, verursacht eine entsprechende Änderung des Basisstromes i., der in der Basis-Emitter-Strecke des Horizontalausgangstransistors 35 fließt, wie die gestrichelte Kurvenform in Fig. 2c zeigt.

Der angewachsene positive Abschnitt V^₊ der Basistreiberspannung Vj₅ führt zu einer Erhöhung des Durchlaßbasisstromabschnittes 80' des Basisstroms i. , und die Verringerung der Amplitude des negativen Abschnittes Vi der Basistreiberspannung V, führt zu einem langsameren Ausschwemmen der in der Basiszone des Horizontalausgangstransistors 35 gespeicherten Ladung nach Beginn des negativen Abschnittes der Basistreiberspannung V. zum Zeitpunkt t... Die Wirkung sowohl des vergrößerten Durchlaßbasistreiberstroms im Transistor 35 zur Zeit t- und der verringerten Amplitude der der Basis des Transistors 35 nach dem Zeitpunkt t,. zugeführten negativen Spannung tragen bei zu einer Vergrößerung der Dauer des Rückstromabschnittes des Basisstromes i, , wie Fig. 2c durch den gestrichelten Kurvenformabschnitt 81' zeigt. Die Abschaltverzögerungszeit wird somit bis zum Zeitpunkt t, verzögert, wie Fig. 2d zeigt, und damit kann die in der Streuinduktivität 67 am Ende des Hinlaufs gespeicherte Energie selbst bei verringerter Eingangsspannung V! näherungsweise dieselbe bleiben, wie Fig. 2f zeigt. Das Horizontalrücklaufintervall tritt nun zwischen t₃ und t_g auf, und der Schalter 65 wird zum Zeitpunkt tg in den Sperrzustand kommutiert.

Der Einschaltaugenblick des Schalters 65 tritt in demselben festen Moment t^ innerhalb jedes Zyklus der Wechselspannung V₅g auf, und zwar unabhängig von der Wirkung der Regelschaltung 83

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oder der zu regelnden Größe der Ablenkschaltung/ wie Fig. 2e durch die übereinstimmende Lage des Impulses 82 und des bei niedriger Netzspannung erzeugten Impulses 82' zeigt.

Die Regelung der Energie erfolgt über die Regelung des Beginns des Horizontalrücklaufintervalls durch Veränderung der Abschaltverzögerungszeit des Horizontalausgangstransistors 35. Zur Vermeidung von Bildstörungen stellt die Regelschaltung 54 in üblicher Weise die Phasenbeziehung der ablenkfrequenten Spannung V₅c bezüglich des Auftretens der Synchronimpulse 56 wieder her, so daß die Horizontalablenkung in Synchronismus mit der BiId- und Synchronisierinformation des Videosignalgemisches aufrechterhalten bleibt.

Da der Einschaltaugenblick des Schalters 65 festgehalten wird, kann die vom Horizontaloszillator 55 erzeugte ablenkfrequente Spannung Vcc benutzt werden, um sowohl den Schalter 65 als auch den Horizontalausgangstransistor 35 anzusteuern. Ein einziger Transformator T1 kann dann benutzt werden, um den entsprechenden Bauelementen die Ansteuersignale zuzuführen. Weil die Abschaltverzögerungszeit des Horizontalausgangstransistors 35 geregelt wird, ist keine Vorderflankenmodulation der Rechteckspannung Vcc notwendig. Es kann dann typischerweise irgendeine übliche Horizontaloszillatorschaltung für den den Horizontaloszillator darstellenden Block in Fig. 1 benutzt werden, sei sie nun als integrierte Schaltung oder als Schaltung mit diskreten Bauelementen entworfen.

Wegen der Regelung der Abschaltverzögerungszeit des Horizontalausgangstransistors 35 kann eine relativ einfache aktive Regelschaltung 83 benutzt werden, nämlich eine einzige Transistorstufe, welche den Kondensator 45 überbrückt.

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Pig. 3 zeigt eine weitere Ablenk- und Energieversorgungsschaltung 310 gemäß der Erfindung, bei welcher der Bezugs- oder Masseanschluß 61 für die verschiedenen mit dem Rücklauftransformator gekoppelten Lastschaltungen galvanisch mit der Rückleitung 29 der ungeregelten Eingangsquelle verbunden ist. Die in den Fig. 1 und 3 in gleicher Weise bezeichneten Komponenten arbeiten entsprechend oder stellen entsprechende Größen dar. Die Funktion der Streuinduktivität 67 aus Fig. 1 wird ausgeübt durch die Induktivität einer Eingangsdrossel 367, die zwischen der Kathode des SCR 65a und dem Kollektor des Horizontalausgangstransistors 35 liegt. Der Rücklauftransformator 30 nach Fig. 3 kann dann so aufgebaut werden, daß alle seine Windungen magnetisch eng miteinander gekoppelt sind. Die Startversorgungsspannung für den Horizontaloszillator 55 und die Kollektorbetriebsspannung für den Treibertransistor 51 werden in Fig. 3 an einem Anschluß B3 geliefert, der mit dem Anschluß 27 der ungeregelten Eingangsspannung gekoppelt ist.

Die Schaltung gemäß Fig. 3 arbeitet ähnlich wie die gemäß Fig. 1, und die Signalformen entsprechen auch hier der Fig. 2, die somit in gleicher Weise für die in Fig. 3 dargestellte Schaltung gilt. Während des Horizontalhinlaufintervalls liegt der Kollektor des Horizontalausgangstransistors bei leitendem Hinlaufschalter 68 praktisch auf Massepotential. Zum Zeitpunkt t. (Fig. 2a-2f) wird beim Auftreten der Vorderflanke der ablenkfrequenten Spannung Vgg ein Einschaltimpuls 82 der Steuerelektrode des SCR 65a zugeführt, so daß dieser in den Leitungszustand übergeht. Vom Anschluß 27 beginnt ein sägezahnförmiger Primärstrom i durch den SCR 65a, die Induktivität 367 und den Horizontalausgangstransistor 35 nach Masse zu fließen, und dabei wird Energie im Magnetfeld der Induktivität 367 gespeichert. Nach Ablauf des regelbaren Abschaltverzögerungsintervalls t^-t₂ wird der Horizontalausgangstransistor 35 gesperrt, und es beginnt das Horizontalrücklaufintervall tj-t-.

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Den mit dem Rücklauftransformator gekoppelten verschiedenen Lastschaltungen wird während des Rücklaufintervalls Energie zugeführt. Die an der Ablenkwicklung 31 auftretende Rücklaufimpulsspannung wird der Induktivität 367 zugeführt und bewirkt, daß der Primärstrom i einen halben Schwingungszyklus durchläuft. Der SCR 65a wird nahe der Mitte des HorizontalrücklaufIntervalls aus dem Leitungszustand kommutiert, und die Diode 65b leitet anschließend bis zum Zeitpunkt t,_f wo sie ebenfalls aus dem Leitungszustand kommutiert wird.

Die Energieübertragung wird geregelt über die Regelung des Beginns des Horizontalrücklaufintervalls durch Veränderung des Abschaltverzögerungsintervalls. Dieses Abschaltverzögerungsintervall wird verändert durch Variierung der Spannung V am Kondensator 45 in Abhängigkeit von Änderungen der auf die Basis des Transistors 47 der Regelschaltung 83 zurückgekoppelten Spannung.

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Claims (9)

1. PATENTANWALT"? - --"- -'- .. '..'

   DR. DIETER V. BEZOLD

   DIPL. ING. PETER SCHÜTZ ^UHH / Z^

   DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

   MARIA-THERESIA-STRASSE 22
   POSTFACH 86 02 60

   D-8OOO MUENCHEN 86

   ZUGELASSEN BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT

   EUROPEAN PATENT ATTORNSYS

   EN BREVETS EUROPEENS

   TELEFON 089/4 70 60 06 TELEX 529 638 TELEGRAMM SOMBEZ

   RCA 71724/Sch/Ro.
   US-Ser.No. 98 255
   AT: 28. November 1979

   RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

   Horizontalablenkschaltung und Stromversorgung mit Regelung über die Abschaltverzögerung des Horizontalausgangstransistors .

   Patentansprüche

   Ablenk- und Stromversorgungsschaltung mit einer Ablenkwicklung, einer mit dieser gekoppelten Rücklaufkapazität, einen mit der Ablenkwicklung gekoppelten Rücklaufschalter, der einen Transistorschalter aufweist, zur Erzeugung eines Hinlaufablenkstroms in der Ablenkwicklung bei leitendem Hinlaufschalter, mit einer Exngangsspannungsquelle, einer Last und einer mit dieser gekoppelten Induktivität zur übertragung von in der Induktivität gespeicherten Energie zur Last, ferner mit einem steuerbaren Schalter, der mit der Quelle und der Induktivität gekoppelt ist zur Zuführung der Eingangsspannung zur Induktivität zwecks Energiespeicherung in dieser, wobei die Menge der in der Induk-

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   POSTSCHECK MÖNCHEN NR. 69146-800 · BANKKONTO HYPOBANK MÖNCHEN (BLZ 70 200 40) KTO. 6 060 267 376 SWIFT HYPO DE MM

   tivität gespeicherten Energie gesteuert wird durch die Leitungsdauer des steuerbaren Schalters vor Beginn der übertragung der gespeicherten Energie zur Last, dadurch gekennzeichnet , daß mit dem Transistorschalter (68) eine Einrichtung (T1, 83) gekoppelt ist, die unter Steuerung durch ein ablenkfrequentes Signal (V₅₅) ein Basistreibersignal (V.) erzeugt zur Steuerung des Basisstroms in dem Transistorschalter (68), daß die den Basisstrom erzeugende Einrichtung (T1, 83) einen Durchlaßvorspannungsabschnitt des Basistreibersignals (V, ) Während eines ersten Intervalls innerhalb jedes Zyklus des ablenkfrequenten Signals erzeugt und einen Sperrvorspannungsabschnitt während eines zweiten Intervalls innerhalb jedes Zyklus des ablenkfrequenten Signals zur Sperrung des in dem Transistorschalter (68) nach Ende der Abschaltverzögerung vom Beginn des Sperrvorspannungsabschnittes erzeugt, daß die Rücklaufkapazität (33) und die Ablenkwicklung (31) eine Rücklaufresonanzschaltung nach Sperrung des Kollektorstroms bilden, nachdem die Abschaltverzögerung verstrichen ist, und der Induktivität (67; 367) eine Rücklaufimpulsspannung zuführen zur Einleitung der übertragung der gespeicherten Energie zur Last, daß eine unter Steuerung durch das ablenkfrequente Signal den steuerbaren Schalter (65) innerhalb jedes Ablenkzyklus einschaltende Einrichtung (W3) vorgesehen ist, und daß mit der das Basistreibersignal erzeugenden Einrichtung (T1, 83) eine Einrichtung (45-49) gekoppelt ist, die unter Steuerung durch Veränderungen einer Größe der Ablenkschaltung die Abschaltverzögerung in Abhängigkeit von Änderungen der Größe der Ablenkschaltung variiert zur Veränderung der übertragung der gespeicherten Energie mit Änderungen der Größe der Ablenkschaltung.
2. 2.) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die das Basistreibersignal erzeugende

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   Einrichtung einen Treibertransformator (T1) mit einer ersten und einer zweiten Wicklung (W1, W2) enthält, daß das ablenkfrequente Signal der ersten Wicklung (W1) des Treibertransformators zugeführt wird und daß eine Wechselkomponente des Basistreibersignals an der zweiten Wicklung (W2) des Treibertransformators entsteht.
3. 3.) Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Einschalteinrichtung für den steuerbaren Schalter eine dritte Wicklung (W3) des Treibertransformators aufweist, die mit einem Steueranschluß des steuerbaren Schalters (65) zur Zuführung eines Einschaltsignals gekoppelt ist, welches gleichzeitig mit dem Beginn des Durchlaßvorspannungsabschnittes des Basistreibersignals beginnt.
4. 4.) Schaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Veränderung der Einschaltzeitverzögerung eine mit der zweiten Wicklung (W2) des Treibertransformators gekoppelte Einrichtung (45-4S) zur Ableitung einer Gleichspannungskomponente des Basistreibersignals enthält, welche ein Maß für die Änderungen der Größe der Ablenkschaltung ist.
5. 5.) Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die die Gleichspannungskomponente ableitende Einrichtung einen in Reihe mit der Sekundärwicklung (W2) des Treibertransformators geschalteten Kondensator (45) und eine Basisemitterdiode des Transistorschalters (68) aufweist, welche eine Polarität der Wechselkomponente des Basistreibersignals gleichrichtet.
6. 6.) Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (67) einen Rücklaufkondensator (30) mit einer ersten Wicklung (3Oa) und einer zweiten Wicklung (3Oe) enthält und daß die erste Wicklung (30a) mit dem steuerbaren Schalter (65 ) gekoppelt ist, und daß die

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   zweite Wicklung (3Oe) mit der Lastschaltung gekoppelt ist.
7. 7.) Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Wicklung (3Oa) des Rücklauftransformator mit dessen zweiter Wicklung (3Oe) magnetisch lose gekoppelt ist, um eine ausreichende Streuinduktivität (67) für die Speicherung mindestens eines wesentlichen Betrages der in die Streuinduktivität (67) übertragenen Energie zu bilden.
8. 8.) Schaltung nach Anspruch 6 oder 7,dadurch gekennzeichnet , daß der steuerbare Schalter (65) in beiden Richtungen leitet und ein steuerbares Halbleiterelement (65a), welches so gepolt ist, daß es Durchlaßstrom von der Eingangsspannungsquelle leitet, und einen zweiten Schalter (65b), welcher so gepolt ist, daß er Rückstrom von der Eingangsspannungsquelle leitet, enthält.
9. 9.) Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das steuerbare Halbleiterelement (65a) in jedem Ablenkzyklus eingeschaltet wird, wenn der Hinlaufschalter (68) leitet, und daß die Rücklaufimpulsspannung das steuerbare Halbleiterelement sperrt.

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