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Die Erfindung betrifft einen Horizontalausgangstransformator mit einem
Ferromagnetkern mit wenigstens einem Schenkel, wobei wenigstens eine
Hochspannungswicklung auf einem Schenkel des Kernes angeordnet und mit dem Kern
magnetisch gekoppelt ist, das Gleichrichtermittel und das Kondensatormittel mit der
Hochspannungswicklung zum Erzeugen einer geglätteten Gleichspannung verknüft sind,
und ein Hochspannungsleiter elektrisch mit dem Kondensatormittel zum Anlegen der
Gleichspannung an eine Elektrode einer Kathodenstrahlröhre verbunden ist.
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Ein Beispiel eines Horizontalausgangstransformators ist aus US-A-4 315
306 (PHN 9350) bekannt. Die Kombination der Hochspannungswicklung und des
Gleichrichtermitteis (üblicherweise eine Anzahl von Halbleiterdioden) erzeugt eine hohe
Gleichspannung (mit der Bezeichnung EHT), die im Kondensatormittel geglättet und der
Anode einer Kathodenstrahlröhre zugeführt wird. Diese Kathodenstrahlröhre kann die
Bildröhre eines Fernsehempfängers oder eines Monitors sein. Für diese Art von
Ausrüstung gibt es Sicherheitsmaßnahmen, die spezifizieren, daß bestimmte elektrische
Felder in der Nähe der Anordnung bestimmte Grenzen nicht überschreiten, da derartige
Felder die Gesundheit von Menschen bei Verwendung dieser Anordnungen gefährden
können. Beispielsweise darf AEF2, was die Bezeichnung für das elektrische Feld im
Band 2 ist (das Frequenzband mit den Horizontalablenkfrequenzen), 2,5 V/m im
Abstand von 0,5 m von der Mitte des Röhrenschirms nicht überschreiten.
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Im allgemeinen tragen säinffiche Teile mit einer Wechselspannung mit
einer Frequenz im Band 2 zu AEF2 bei. Die Rückseite und die Seiten eines Monitors
lassen sich auf einfache Weise mit Hilfe eines Metallgehäuses oder einer elektrisch
leitenden Beschichtung abschirmen. Schwieriger ist es, die Vorderseite der Bildröhre
abzuschirmen, da diese Seite einen Glasschirrn enthält. Die Innenseite des Konus und
die Innenseite des Schirms der Bildröhre sind elektrisch leitend und mit dem
Anodenkontakt verbunden, an den der Hochspannungsleiter des
Horizontalausgangstransformators
angeschiossen werden muß. Welligkeit auf der EHT wird also mit der
Innenseite des Schirms verbunden, und daher dient der Schirm als Generator für das
AEF2 an der Vorderseite der Bildröhre. Gefunden wurde, daß eine Welligkeit von
15...25 V auf der EHT von etwa 20 kV zur Zeit in im Handel erhältlichen Monitoren
auftritt. Abhängig von der Schirmabmessung erzeugt diese Welligkeit einen AEF2-Wert,
der die Sicherheitsmaßnahmen überschreitet. Beispielsweise wurden an einem 17 Zoll
Monitor eine welligkeit von 21 V und ein AEF2-Wert von 4 V/m festgestellt. Die
Welligkeit ist teilweise der inneren Stabilisierung der EHT zuzuschreiben, aber der
größere Teil entsteht unter dem Einfluß kapazitiever Kopplung des Rücklaufimpulses auf
den Horizontalablenkspulen mit der Innenbeschichtung der Bildröhre. Grundsätzlich
wäre es möglich, durch Abschirmung des Röhrenschirms mit Hilfe einer elektrisch
leitenden Schicht den AEF2-Wert herabzusetzen. Obgleich derartige Beschichtungen zur
Verfügung stehen, sind sie sehr teuer und für Massenfertigung ungeeignet. Deshalb
wäre zu bevorzugen, das AEF2 zu beseitigen oder zu reduzieren. Dies ist derart
verwirklichbar, daß zwischen der Ablenkeinheit und der Röhre eine elektrisch leitende
Schicht angebracht wird. Es ist jedoch schwer, eine gute elektrische Isolierung zwischen
dieser Schicht und den Horizontalablenkspulen zu erhalten. Außerdem soll diese
Leitschicht eine Leitfähigkeit haben, die zum Durchführen ihrer Abschirmfünktion
ausreicht, jedoch niedrig genug zum Vermeiden außergewöhnlich hoher Eddy-Ströme.
Da es sehr schwer ist, alle diesen Anforderungen zu erfüllen, ist diese Lösung in der
Praxis nicht benutzt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine praktische und
preisgünstige Lösung zum Problem der Reduktion des AEF2-Werts vor dem Schirm
einer Bildröhre anzugeben, die mit dem Hochspannungsleiter der
Horizontalausgangstransformators zu verbinden ist. Der erfindungsgemäße
Horizontalausgangstransformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist dazu dadurch gekennzeichnet,
daß der Hochspannungsleiter einen ersten Anteil enthält, der mit dem Kern magnetisch
gekoppelt ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Wert des AEF2
durch Addieren entgegengesetzter Impulse bei der EHT herabsetzbar ist, um die von der
Ablenkeinheit induzierten Impulse auszugleichen. Impulse dieser Art werden im ersten
Anteil des Hochspannungsleiters induziert, der erfmdungsgemäß mit dem Kern des
Horizontalausgangstransformators gekoppelt ist.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaßen Anordnung
ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anteil des Hochspannungsleiters wenigstens
eine Windung enthält, die um einen Schenkel des Kerns gewickelt ist. Somit wird die
Magnetkopplung des ersten Anteils mit äußerst einfachen Mitteln erhalten.
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Es besteht die Möglichkeit, die Magnetkopplung zwischen dem ersten
Anteil des Hochspannungsleiters und dem Kern durch Umwickeln eines Schenkels des
Kerns mit einem Teil des Hochspannungskabels nach der Fertigstellung eines sonst
herkömmlichen Horizontalausgangstransformators zu bewerkstelligen. Jedoch ist es
angenehmer, die Erfindung direkt in den Aufbau des Horizontalausgangstransformators
aufzunehmen. Ein Ausführungsbeispiel, in dem dies erfolgt ist, und das ein Gehäuse aus
elektrisch leitendem Material enthält, in dem wenigstens die Hochspannungswicklung,
der Gleichrichter und der Kondensator angeordnet sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Anteil des Hochspannungsleiters ebenfalls in das Gehäuse aufgenommen ist.
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Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nachstehend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kombination eines
Horizontalausgangstransformators nach dem Stand der Technik und einer
Kathodenstrahlröhre,
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Fig. 2 einen Schaltplan mit der gleichen Schaltung der Kombination nach
Fig. 1,
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Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Kombination eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Horizontalausgangstransformators und
einer Kathodenstrahlröhre, und
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Fig. 4 einen Schaltplan mit der gleichen Schaltung der Kombination nach
Fig. 3.
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In de Figuren sind nur jene Teile des Horizontalausgangstransformators
und der Kathodenstrahlröhre dargestellt, die für ein gutes Verständnis der Erfindung
wichtig sind. In Fig. 1 ist schematisch ein Horizontalausgangstransformator 1 mit einem
Ferromagnetkern dargestellt, der vorzugsweise aus einem geeigneten Ferritmaterial
hergestellt wird. Der Kern kann zwei U-förmige Anteile enthalten, die zur Bildung
eines gescmossenen Kerns mit zwei mittels zwei Joche verbundenen Schenkeln 3
zusammengefügt werden. Eine Primärwicklung 7 und eine Sekundärwicklung 9 werden
auf einem der Schenkel 3 angeordnet (der Schenkel an der rechten Seite in Fig. 1).
Diese Wicklungen sind nur schematisch dargestellt, wobei die zugehörigen
Spulenformer und Isolierschichten in der Zeichnung ausgelassen sind. Die
Sekundärwicklung 9 ist eine Hochspannungswicklung. Weitere (nicht dargestellte)
Wicklungen können ebenfalls auf den Schenkeln 3 angebracht werden. Die
Primärwicklung 5 ist mit Klemmen 11 und die Sekundärwicklung 7 mit
Gleichrichtermitteln 13 in Diodensymbolform und mit Kondensatormitteln 15 verbunden. Ein Ende
der Sekundärwicklung 7 und eine Klemme des Kondensatorinitteis 15 ist mit Masse
verbunden. Im Betrieb wird eine geglättete hohe Gleichspannung (EHT) an der
nichtgeerdeten Klemme des Kondensatormitteis erzeugt, das mit einem
Hochspannungsleiter 17 elektrisch verbunden ist, der an seinem freien Ende einen nicht
dargestellten Hochspannungsverbinder enthält, der zum Anschließen an den
Anodenkontakt 19 einer Kathodenstrahlrohre 21 ausgelegt ist. Die Wicklungen 7 und 9,
das Gleichrichtermittel 13 und das Kondensatormittel 15 können in ein Gehäuse (mit
gestrichelten Linien angegeben) aus einem elektrisch isolierenden Material
aufgenommen werden. Dieses Gehäuse kann aus einer um diese Bauteile des
Transformators 1 vergossenen Preßmasse bestehen. Die Röhre 21, die eine Bildröhre
eines Monitors sein kann, enthält eine Glashülle, die einen Halsanteil 25, einen
Konusanteil 27 und einen Schirm 29 enthält. Die Innenseiten des Konus 27 und des
Schirmes 29 sind durch das Anbringen einer mit einer gestrichelten Linie angegebenen
Leitschicht 31 elektrisch leitend gemacht und diese elektrisch leitende Schicht ist an den
Anodenkontakt 19 angeschlossen. Beim Übergang vom Hals 25 auf den Konus 27 ist die
Röhre 21 von einer Ablenkeinheit 33 umgeben, die u.a. Horizontalablenkspulen 35
enthält. Die Horizontalablenkspulen 35 sind mit der elektrisch leitenden Beschichtung 31
kapazitiv gekoppelt, die mit Hilfe des Kondensators 37 symbolisiert wird, der mit
gestrichelten Linien dargestellt ist. Die Beschichtung 31 ist mit Masse gekoppelt, wie
dies mit Hilfe des Kondensators 39 symbolisiert ist, der ebenfalls mit gestrichelten
Linien dargestellt ist.
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In Fig. 2 ist ein Schaltplan mit der gleichen Schaltung der Kombination
nach Fig. 1 dargestellt, wobei die Bauteile der Schaltung mit denselben Bezugsziffern
wie die gleichen Teile in Fig. 1 bezeichnet sind. In Fig. 2 ist die Kathodenstrahlrohre
21 in Form eines Kondensators 41 und eines Widerstands in Parallelschaltung zwischen
dem Anodenkontakt 19 und Masse dargestellt. Die Horizontalablenkspulen 35 sind
gleich einem Spannungsimpulsgenerators 35', der Impulse mit der
Horizontalablenkfrequenz erzeugt und mit dem Anodenkontakt 19 mit Hilfe eines
Kondensators 37' gekoppelt ist, der das Äquivalent der kapazitiven Kopplung 37 über
die Leitschicht 31 ist. Diese Impulse werden der EHT überlagert, die dem
Anodenkontakt zugeführt wird, wodurch eine Welle von etwa 20 V auf der EHT von
etwa 20 kV entsteht, wie im Spannungs/Zeitdiasgramm 45 darge-stellt. Diese Welle löst
die Erzeugung eines AEF2 mit einem Wert von einigen Vim in der Nähe des Schirmes
29 aus, wobei die Leitschicht 31 als Antenne dient.
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In Fig. 3 ist eine Kobination einer Kathodenstrahlrohre und eines
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Horizontalausgangstransformators
dargestellt, in dem der Wert des AEF2 wesentlich reduziert ist, und Fig. 4 zeigt die
gleiche Schaltung dieser Kombination. Sofern möglich sind die gleichen Bezugsziffern
wie in Fig. 1 und 2 verwendet. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 enthält der
Hochspannungsleiter 17 einen ersten Anteil 47, der mit einer eintigen Windung um den
Schenkel 3 des Kerns des Horizontalausgangstransformators angeordnet ist, auf dem
auch die Wicklungen 7 und 9 angebracht sind. Durch diese Anordnung ist der erste
Anteil 47 des Hochspannungsleiters 17 mit dem Kern 3,5 magnetisch gekoppelt, so daß
Impulse mit der Horizontalablenkfrequenz in diesem Anteil induziert werden. Die
Wickelrichtung des ersten Anteils 47 und den Schenkel 3 wird derart gewählt, daß die
Polarität dieser induzierten Impulse der Gegensatz der Polarität der von den
Horizontalablenkspulen 35 in der Leitschicht 31 induzierten Impulse ist. Der erste
Anteil 47 wirkt somit als einen in den Hochspannungsleiter 17 aufgenommenen
Spannungsimpulsgenerator 47' (Fig. 4), der den im Generator 35' erzeugten Impulsen
gegenwirkende Impulse erzeugt. Das Ergebnis der Einf_hrung des Generators 47' ist,
daß die EHT jetzt im wesentlichen wellenfrei ist, wie im Spannungs/Zeitdiagramm 45'
dargestellt ist. Infolgedessen wird der AEF-Wert bedeutend reduziert. Die Anordnung
wurde in einem 17-Zoll-Breithals-110º-Monochrommonitor geprüft. Ohne Korrektur
betrug der AEF-Wert im Abstand von 0,5 m vor der Mitte des Schirms 29 4 Vim und
mit der in Fig. 3 dargestelten Anordnung wurde der AEF-Wert auf 1,5 V/m reduziert,
und dieser Wert liegt weit unter dem zulässigen Höchstwert.
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Wie in Fig. 3 dargestellt, wird der erste Anteil 47 des
Hochspannungsleiters in das elektrisch isolierende Gehäuse 22 aufgenommen. Jedoch ist
es auch möglich, diesen ersten Anteil außerhalb des Gehäuses 22 anzuordnen, z.B. um
den Schenkel 3, der nicht die Hochspannungswicklung 9 trägt (der Schenkel an der
linken Seite in Fig. 3). In diesem Fall wäre es möglich, einen erfindungemäßen
Horizontalausgangstransformator durch die Wahl des Hochspannungskabels eines sonst
herkömmlichen Horizontalausgangstransformators mit einer üblicherweise kürzeren
Länge herzustellen, und die Überlänge mit einer oder mehr Windungen um den
Schenkel 3 anzubringen, der nicht in das Gehäuse 22 aufgenommen ist.
Weitere mögliche Abwandlungen sind dem versierten Fachmann bekannt. Beispielsweise
kann das Kondensatormittel 15 ein getrennter Bauteil sein, der sich außerhalb des
Isoliergehäuses 22 befindet. In diesem Fall kann sich der erste Anteil 47 des
Hochspannungsleiters 17 ebenfalls außerhalb des Gehäuses 22 befinden. Der Kern 3,5
kann eine von der Form in Fig. 1 und 3 abweichende Form haben.