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Schaltungsanordnung zur Stromvers orgung - von Farbfernsehempfängern.
Die Erfindung gibt eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung von Farbfernsehempfängern,
insbesondere für deren Zeilenen-dstufen an. Der erfindungsgemäße Vorschlag bezieht
sich auf i#mpfänger, deren Zeilenendstufe mit einer Zeilenendröhre bestückt ist,
die mit einer durch Einweggleichrichtung aus der Netzspannung gewonnenen Betriebsspannung
arbeitet.
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An die Zeilenendstufe vom Farbfernsehempfänger werden gegenüber Schwarzweiß-Fernsehempfängern
erhöhte Anforderungen gestellt. Diese Stufe muß im Vergleich zu der in Schwarzweiß-Fernsehempfängern
erhöhte Leistungen aufbringen. So liegen die Gesamtverlustleistung und die Blindleistung
in der Größenordnung von 90 W bzw, VA, Dafür wird u.a. eine leistungsfähige
Zeilenendrühre benötigt, deren Anodenverlustleistung dann entsprechend hoch ist.
Die maximale Anodenverlustleistung der derzeit zur Verfügung stehenden Zeilenendröhren
liegt bei etwa 30 W. Bei der Wahl der Betriebsspannung für die Zeilenendstufe
und damit auch für die Zeilenendröhre ergeben sieh besondere Schwierigkeiten. Die
bei Schvarzweiß-Fernsehempfängern übliche Betriebsspannung von ca. 250 Volt
läßt sich nicht ohne weiteres für Farbfertisehempfänger verwenden. Es ist
bekannt, daß die Anodenverlustleistung der Zeilenendröhre bei der Betriebespannung
von 250 Volt erheblich gröBer ist als bei.
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einer Betriebaspannung von beispielsweise 400 Volt. In der Literatur
(siehe z.B. "radio mentorl' von 1966, H. 9, Seite 732) wird
für die tatsächlich auftretende Anodenverluntleistung der Zeilexiendröhre.in Parbfernsehempfängern
bei einer Betriebsopannung von 250 Volt der Wert von 35 W und für
400 Volt der Wert von 25 W genannt. 1
Dieser Unterschied
erklärt sich folgendermaßen.
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Für eine bestimmte Leistung, die eine Quelle an die höhre und ihren
Anodenwiderstand abgibt, ist der Strom durch die Röhre proportional dieser Leistung
und umgekehrt proportional der Betriebsspannung.
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D.h. bei gleicher Leistung fließt bei einer kleineren Betriebsspannung
ein höherer Strom als bei einer größeren Betriebsspannung. Die Anodenrestapannung
hat einen verhältnismäßig kleinen Wert, der sich nur wenig ändert, wenn anstelle
einer größeren Betriebsspannung eine kleinere gewählt wird. Die Anodenverlustleistung
wird für unterschiedliche Betriebsspannungen demnach stärker vom Anodenstrom bestimmt
als von der Anoden-Restspannung. Daraus folgt, daß bei einer niedrigeren Betriebsspannung
die Anodenverlustleistung größer ist als bei einer höheren Betriebsspannung. So
erklärt sieh auch, warum für die Zeilenendstufe eines Farbfernseliempfängers zumeist
die Betriebespannung von etwa 400 Volt gewählt wird. Der Grund für eine höhere Betriebsspannung
ist in erster Linie darin zu sehen, daß Zeilenendrühren mit einer für niedrigere
Betriebsspannungen ausreichenden Anodenverlustleistung nicht zur Verfügung stehen,
sofern die dabei durch Netzspannungsänderungen hervorgerufenen Schwankungen der
Betriebsspannung berücksichtigt werden& Die.Erzeugung einer höheren Betriebsspannung
als 250 Volt ist aber mit einem erheblichen Aufwand im Netzteil verbunden.
Die Spannung muß entweder über einen Netztrausformator oder über eine Verdopplerschaltung
erzeugt werden. Im allgemeinen zieht man eine Verdopplerschaltung einem Netztrausformator
vor, da diener ein erheblichen Gewicht besitzt, ein größeren Volumen beanaprucht
und durch sein Streufeld störend wirkt.
Verdopplerschaltungen stellen
aber ebenfalls keine befriedigenden Lösungen dar. Die von ihnen erzeugte Spannung
liegt über 6oo Volt. Dafür stehen z.Zt. keine preisgünstigen Blektrolyt-Kondensatoren
zur Verfügung, so daß man jewei .19 zwei Stück in Reihe schalten müßte. Für besondere
Maßnahmen wäre dann noch für eine gleichmäßige Spannungsaufteilung'zu sorgen. Geht
man aus diesem Grunde auf eine Spannung von 400 Volt herunter, dann bietet sich
die Möglichkeit an, die Spannungsdifferenz über größere tTiderstände abfallen zu
lassen. Es tritt dabei aber eine erhebliche Verlustleistung auf, die sich
in unerwünschte Wärme umsetzt. Ferner erhöht sich ebenfalls in unerwünschter Weise
der Innenwiderstand des Netzteiles. Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn
man stattdessen eine elektronische Stabilisierung verwendet. Der dafür erhebliche
Aufwand wird nur zum Teil ausgeglichen durch die Kompensation von Netzspannungssenwankungen.
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Bekanntgeworden sind eine Reihe von Schaltungsvorschlägen, bei denen
man auch mit einer Betriebsspannung von 250 Volt auskommt. Diese Vorschläge,
die bbenfalle einen großen Aufwand bedingen, zielen darauf ab, die Verlustleistung
der Zeilenendstufe herabzusetzen. Dafür bieten sich mehrere Möglichkeiten an, z.B.
kann man die Verlastleistung auf parallelgeschaltete Röhren aufteilen oder für die
liochspannungserzeugung und für die Ablenkung getrennte Stufen verwenden. Bei einer
reinen Parallelschaltung ergeben sieti jedoch Schwierigkeiten hinsichtlich der Stromverteilung
durch Röhrenstreuungen und Röhrenalterungeng so daß man die Stromkreise der beiden
Zeilenendröhren trennt, indem sie an verschiedenen Wicklungen den Zeilentrausformators
angeschlossen werden. In diesem Falle ist es möglich, eine Zeilenendrähre ohne Booster-Diode
zu betreiben. Sie bringt gerade die Leistung auf, die nicht zurückgewonnen werden
kann.
Neben dem Aufwand für eine zweite Zeilenendstufe (ohne Booster-Diode),
erfordert diese Schaltung einen Zeilentransformator mit zusätzlicheng die herstellung
erheblich verteuernden Wicklungen und unterschiedlichen Steuerspannungen für die
beiden Stufen.
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Eine getrennte Erzeugung der Hochspannune und Ablenkleistung stellt
durch den'beträchtlichen Aufwand ebenfalls eine sehr unwirtschaftliche Lösung dar.
Zwar erübrigt sich hierbei die Ballaströhreg jedoch steht der zusätzliche Aufwand
dazu in keinem Verhältnis. Es sind z.B. zwei, zwar einfach aufgebaute, Zeilentrausforniatoren
notwendig, dann eine Trennrühre für die Hochspannungsatufe, ferner eine Röhre zur
Regelung von Strählstrom- und Netzepannungsänderungen.
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Die zahlreichen Schaltungsvorschläge für eine Zeilenendstufe für Farbfernsehempfänger,
sind insbesondere wegen ihres Aufwandes wenig beftiedigend. Eine gewisse Ausnahme
bildet eine bekanntgewordene Schaltungsanordnung, bei der die Zeilenendstufe ähnlich
ausgeführt ist$ wie bei Schwarzweiß-Geräten. Diese-Schaltungsanordnung arbeitet
mit einer bei 315 Volt liegenden Betriebsopanriung. Sie unterscheidet sich
u.a. in der Hochspannungsgleichrichtung von anderen bekannten Schaltungen. Anstelle
einer Einweggleichrichtung zur Hochspannungserzeugung wird eine Spannungsvervielfachting
durch eine Kaskadenschaltung vorgenommen, Es ergibt sich ein kleiner Innenwiderstand
der Hochspaunungsquelle. Dadurch erübrigt sieh eine Ballaströhre, und für die Zeilenendröhre
verringert sich dann die Belastung. Es hat zielt aber in der Praxis herausgestellt,
daß die Zeilenendrühre bei dieser Schaltungeart überlastet wird. Ferner besteht
ein'Nachteil durch die Höhe der Betriebeapannung von 315 Volt. Diese Betriebespannung
läßt sich nicht mehr durch eine Einweggleichrichtung erzeugen,
Als
Ausweg ist deswegen vorgeschlagen worden, die durch die Einweggleichrichtung gewonnene
Spannung auf eine Spannung aufzustocken, die für die Transistorstufen aus dem Netzteil
gewonnen wird.
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Der erfindungsgemäße Vorschlag gibt nun eine Schaltungsanordnung an,
bei der wie in der letztgenannten Ausführung von einer einfachen Zeilenendstufe
mit einer Erzeugung der Hochspannung durch Spannungsein vervielfachung ausgegangen
wird. Die Betriebsspannung für die Zeilenendstufe wird gemäß der Erfindung über
einEnThyristor als gleichrichtendes Element gewonnen, der durch eine Phasenanschnittosteuerung
so gesteuert wird, daß die abgegebene Betriebsapannung nahezu unabhängig von Netzspannungsschwankungen
und Belastungsänderungen ist. Dadurch ist es möglich, die Zeilenendröhre mit einer
Betriebaspanirung auch unter 300 Volt zu betreiben; denn die lieserve in
der Belastbarkeit, die sonst wegen möglicher Netzspannungsschwankungen besonders
berüc!#sichtigt werden mußte, kann jetzt entfallen. Die zur Phasenanachnittssteuerung
erforderlichen Zündimpulse können durch eine einfache Einrichtung erzeugt werdeng
beispielsweise durch ein Phitsendrehglied mit einem kleinen Zündtrausformator. Die
Regelung der Betriebsspannung erfolgt hierbei durch eine von der Betriebespannung
abhängige Gleichstromvormagnetisierung, Eine andere bekannte Steuerschaltung verwendet
einen notzverkoppelten Sägezahngenerator mit einem Unijunetion-Trannistor. Der erfindungegemäße
Vorschlag wird nachstehend an Hand einer schematischen Zeichnung erläutert.
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In der gezeichneten Schaltung wird die Netzepannung Ul den Eingangsklemmen
1-2 zugeführt.
Nach einem Schutzwiderstand 3 folgt der Thyristor
4, dem über seine Zündelektrode 5 eine Zündspannung zugeführt wird, die ihn
in den leitenden Zustand schaltet. Eine zu diesem Zeitpunkt gerade auftretende positive
Amplitude der Netzspannung Ul wird dann auf den Ladekondensator 6
Übertragen.
Nach einem Siebglied, das in der Zeichung durch einen Widerstand 7 und einen
Kondensator 8 angedeutet ist, steht die Gleichspannung U2 als Betriebsspannung
für die Zeilenendstufe zur Verfügung. Die Zeilenendstufe ist in bekannter Weise,
ähnlieli wie bei Schwarzweiß-Fernsehempfängern ausgeführt, so dai3 sich ein Eingehen
auf Einzelheiten erübrigt. Die eigentliche ßetriebsspannung für die Zeilenendröhre
9 setzt sich aus der Betriebsspannung U2 und der Spannung über denli3ooster-Kondensator
10 zusammen. Die Hochspannung U3 wird über eine Gleichrichterscheiltung 12
aus dem Zeilentrausformator 11
gewonnen. Die Gleichrichterschaltung 12 ist
durch einen Block angedeutet und besteht vorzugsweise aus einer an sich bekannten
kaskadenartigen Anordnung von Gleichrichterelementen.
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Die Schaltung zur Steuerung des ihyristors 4 ist durch den Block
13
versinnbildlicht. Hierfül, können, wie bereits ausgeführt, verschiedene
bekannte Schaltungsanordnungen gewählt werden. Zur erforderlichen Netzverkopplung
führt eine Leitung 14 von dem Anschlußpunkt 1
zu dem Block 13. Über
eine weitere Leitung 15 wirkt die Betriebsopannung L", auf die Steuerschaltung
derart ein, daß sie nahezu unabhängig von Schwankungen der Netzspannung 111 oder
der Belastung ist. Die durch den Thyristor 4 erzeugte Gleichspannung U2 kann
gleichzeitig auch als Betriebsopannting für weitere, nicht dargestellte Stufen einen
Farbfernsehempfängers mit herangezogen werden.
Durch den erfindungsgemäßen
Aufbau wird erreicht, daß bereits-bei einer Detriebsspannung von 250 Volt
eine Zeilenendröhre mit einer maximal zulässigen Anodeaverlastleistung von
30 Watt eingesetzt werden kann. Der erfindungsgemäße Vorschlag ist naturgemäß
nicht beschränkt auf eine bestimmte Art von Gleichrichterschaltungen zur Hochspannungserzeugung.
Welche Gleichrichterschaltung verwendet werden kann, hängt von der Anodenverlustleistung
der Zeilenendröhren ab.