DE2025902C3

DE2025902C3 - DC high voltage power supply

Info

Publication number: DE2025902C3
Application number: DE2025902A
Authority: DE
Inventors: Lowell N. Gardena Hioki; Robert Granada Hills Rosen; Lawrence A. Culver City Scanlan; Arthur S. Harbor City Zinkin
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1969-06-04
Filing date: 1970-05-27
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE2025902A1; JPS5026733B1; GB1312361A; DE2025902B2

Description

reren, verschiedenen Übersetzungsverhältnissen ent- und während der Austastzeii des Bildstrahles schalsprechenden sekundärseitigen Abgriffen sowie einer ten, se daß durch die Schaltstöße kein Beitrag zum verzweigten Greinacher-Schaltung hohe Gleichspan- Bildrauschen während der Vorlaufzeit des Elektronungen verschiedener Größe und Polarität erzeugt nenstrahles entstehen kann.reren, different gear ratios and during the Austastzeii of the image beam sound-speaking secondary-side taps as well as a th, se that no contribution to the switching shocks branched Greinacher circuit high DC voltage image noise during the lead time of the electron different size and polarity generated nenstrahles can arise.

werden können. Einrichtungen zur Stabilisierung 5 Die Erfindung wird nachstehend an Hand dercan be. Means for stabilization 5 The invention is described below with reference to the

solcher Gleichspannungen sind jedoch nicht vorge- Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtHowever, such direct voltages are not explained in more detail in the drawings. It shows

sehen. Solche Einrichtungen können bei diesem be- Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Gleichstrom-see. Such devices can be shown in this Fig. 1 is a block diagram of a direct current

kanntert Netzgerät mit vertretbarem technischen Auf- Hochspannungs-Netzgerätes nach der Erfindung zu-knows the power supply unit with a reasonable technical high-voltage power supply unit according to the invention.

wand nur auf der Niederspannungsseite vorgesehen sammen mit einer Steuervorrichtung und einem Versein, so daß auch in diesem Fall die hohen Ausgangs- 10 braucher,wall provided only on the low voltage side together with a control device and a versein, so that also in this case the high output consumers,

spannungen von einer einzigen stabilisierten niedri- F i g. 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausgen Spannung abgeleitet werden müßten und damit führungsferm der Erfindung,stresses from a single stabilized low- F i g. 2 is a block diagram of a preferred embodiment Voltage would have to be derived and thus lead to the invention,

nicht unabhängig voneinander regel- und steuerbar Fig. 3 ein Schaltbild eines linearen Spannungs-cannot be regulated and controlled independently of one another Fig. 3 is a circuit diagram of a linear voltage

wären. reglers, wie er in der Ausführungsform nach F i g. 2would be. regulator, as it is in the embodiment according to FIG. 2

Es besteht jedoch insbesondere für die Stromver- 15 verwendet wird,However, it is used in particular for the 15

sorgung von Kathodenstrahlröhren, z. B. den Bild- F i g. 4 ein Blockschaltbild eines Hauptoszillators,supply of cathode ray tubes, e.g. B. the image F i g. 4 is a block diagram of a main oscillator;

röhren in Fernseh- und Radargeräten und den Bild- wie er in der Ausführungsform nach F i g. 2 verwen-tubes in televisions and radars and the picture as in the embodiment according to FIG. 2 use

verstärkerröhren von Infrarotsichtgeräten ein Bedarf det wird, undamplifier tubes of infrared vision devices a need is det, and

an Gleichstrom-Hochspannungs-Netzgeräten, die Fig. 5 ein Schaltbild eines Wechselrichters und eine Mehrzahl von selbständig steuerbaren und stabi- 20 eines Spannungs-Vervielfachers, wie sie in der Auslisierten Hochspannungen zu liefern im Stande sind. führungsform nach F i g. 2 verwendet werden.
Dabei ist es in vielen Fällen erwünscht, daß diese Wie in F i g. 1 dargestellt, liefert das Gleichstrom-Geräte möglichst leicht und raumsparend aufgebaut Hochspannungs-Netzgerät 10 eine Vielzahl regel- und zugleich sehr zuverlässig sind, was insbesondere barer Spannungen K₁, K₂, K₃, K₄, K₅ und K₆ an verfür Bordgeräte von Luft- und Raumfahrzeugen von 25 schiedene Hochspannungselektroden einer kombigroßer Bedeutung ist, so daß sie nach Möglichkeit nierten Bildverstärker-Vidikon-Röhre 11 mit Varioin Festkörperbauweise herstellbar sein sollen. charakteristik. Die kombinierte Bildverstärker-Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zu- Vidikon-Röhre 11 mit Variocharakteristik setzt sich gründe, ein Gleichstrom-Hochspannungs-Netzgerät zusammen aus einem optischen Teil 12, einem BiIdzu schaffen, das ausschließlich aus Festkörper-Kom- 30 verstärkerteil 13 und einem Vidikonteil 14. Der optiponenten aufgebaut werden kann und eine Vielzahl sehe Teil 12 wiederum umfaßt eine Anzahl von von Ausgangsspannungen zu liefern imstande ist, die Linsen zur Abbildung der betrachteten Szene auf der mit Hilfe von Steuersignalen niedriger Spannung Photokathode des eine Variocharakteristik aufweielektronisch regelbar sind. senden Bildverstärkerteils 13.on direct current high-voltage power supply units, FIG. 5 shows a circuit diagram of an inverter and a plurality of independently controllable and stable voltage multipliers, as they are capable of delivering high voltages in the normalized state. management form according to fig. 2 can be used.
In many cases it is desirable that these As in FIG. 1, the direct current device supplies the high-voltage power supply unit 10, which is constructed in a light and space-saving manner as possible, a large number of regulating and at the same time very reliable, which in particular can lead to voltages K ₁ , K ₂ , K ₃ , K ₄ , K ₅ and K ₆ On-board units of aircraft and spacecraft of 25 different high-voltage electrodes are of great importance, so that if possible they should be able to be produced with a varioin solid-state construction. characteristic. The combined image intensifier-Accordingly, the task of the invention is to- Vidicon tube 11 with vario characteristic is based on creating a direct current high-voltage power supply unit composed of an optical part 12, an image that consists exclusively of solid-state amplifier part 13 and a Vidikonteil 14. The optiponenten can be built up and a multitude of see part 12 in turn is able to deliver a number of output voltages, the lenses for imaging the scene being viewed on the photocathode of a vario characteristic can be electronically controlled with the aid of control signals of low voltage. send image intensifier part 13.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 35 Der die Variocharakteristik aufweisende Bildverlöst, daß das Gleichstrom-Hochspannungs-Netzgerät stärkerteil 13 erfordert zur Steuerung der Vergrößemehrere gleichartige, je einen steuerbaren Span- rung, der Fokussierung und der Helligkeit des vernungsregler, einen Wechselrichter und einen Span- stärkten Bildes steuerbare Gleichspannungen im Benungsvervielfacher umfassende Schaltungseinheiten reich von einigen tausend Volt. Der Vidikonteil 14 mit eigenen Eingangs- und Ausgangsklemmen besitzt, 40 der kombinierten Bildverstärker-Vidikon-Röhre 11 deren Ausgangsspannungen mit gleicher oder ent- ist mit dem Ausgang des Bildverstärkerteils 13 gegengesetzter Polarität in Reihe geschaltet sind und optisch verbunden. Der Vidikonteil 14 wandelt seidaß die Wechselrichter von einem gemeinsamen nerseits das verstärkte Bild zur Übertragung an ein Hauptoszillator synchronisiert sind. entfernt gelegenes, nicht dargestelltes Sichtgerät in Das erfindungsgemäße Netzgerät hat dadurch, daß 45 elektrische Signale um. Das Gleichstrom-Hochspanes mehrere einen Spannungsregler, einen Wechsel- nungs-Netzgerät 10 liefert die erforderlichen Gleichrichter und einen Spannungsvervielfacher umfassende spannungen für die Hochspannungselektroden sowohl Schaltungseinheiten aufweist, den Vorteil, daß eine des Bildverstärkerteils 13 als auch des Vidikonteils Mehrzahl von Gleichspannungen unabhängig vonein- 14. Die relativ niedrigen Spannungen, die von dem ander geregelt werden können. Dabei können die 50 Vidikonteil 14 außerdem gefordert werden, werden hohen Ausgangsspannungen auch in Abhängigkeit von einem besonderen Niederspannungs-Netzgerät 15 von äußeren Parametern automatisch gesteuert wer- erzeugt. Für später noch zu erläuternde Zwecke den. Beispielsweise kann bei Verwendung eines erfin- werden dem Gleichstrom-Hochspannungs-Netzgeräi dungsgemäßen Netzgerätes in Verbindung mit einer 10 vom Niederspannungs-Netzgerät 15 Synchronisier Bildverstärkerröhre deren Verstärkungsgrad dadurch 55 impulse zugeführt.According to the invention, this object is achieved by that the direct current high voltage power supply requires stronger part 13 to control the magnification several the same type of controllable voltage, the focus and the brightness of the zoom regulator, an inverter and a voltage level image controllable DC voltages in the multiplier extensive circuit units ranging from a few thousand volts. The vidicon part 14 has its own input and output terminals, 40 of the combined image intensifier-vidicon tube 11 whose output voltages are equal to or equal to the output of the image intensifier part 13 opposite polarity are connected in series and optically connected. The vidicon part 14 converts itself the inverters from a common hand to transmit the amplified image to a Main oscillator are synchronized. remote viewing device not shown in FIG The power supply according to the invention has the fact that 45 electrical signals to. The high-voltage direct current several voltage regulators, an alternating power supply unit 10 supplies the necessary rectifiers and a voltage multiplier including voltages for the high voltage electrodes both Circuit units has the advantage that one of the image intensifier part 13 as well as the video part Majority of DC voltages independent of one- 14. The relatively low voltages produced by the can be regulated differently. The 50 Vidikonteil 14 can also be required high output voltages also as a function of a special low-voltage power supply unit 15 are automatically controlled by external parameters. For purposes to be explained later the. For example, when using an invented direct current high voltage power supply unit appropriate power supply in connection with a 10 from the low-voltage power supply 15 synchronizing Image intensifier tube whose degree of amplification thereby supplied 55 pulses.

gesteuert werden, daß mit einem Photodetektor die Die Bildvergrößerung des eine VariocharakteristilThe image magnification of a vario characteristic style can be controlled with a photodetector

Helligkeit des zu verstärkenden Bildes gemessen und aufweisenden Bildverstärkerteils 13 sowie die FokusBrightness of the image to be intensified measured and exhibiting image intensifier part 13 and the focus

der Photostrom dieses Detektors als Steuersignal be- sierung und die Helligkeit können vom Benutzer voithe photocurrent of this detector as a control signal and the brightness can be voi by the user

nutzt wird. Dadurch kann die Belastung des Bildver- einem entfernt liegenden Steuerplatz aus geregelis used. This can regulate the load on the image cluster at a remote control station

stärkers in einfacher Weise minimalisiert und seine 60 werden. Eine Steuertafel 16, die mit geeigneteimore is minimized in a simple way and its 60. A control panel 16, which is suitable with

Lebensdauer erhöht werden. Handsteuerungen versehen ist, liefert elektrischLifespan can be increased. Hand controls are provided, supplies electrically

Eine andere vorteilhafte Verwendungsmöglichkeit Steuersignale an das Gleichstrom-HochspannungsAnother advantageous possibility of using control signals to the direct current high voltage

eines erfindungsgemäßen Netzgerätes ergibt sich da- Netzgerät 10. Die Helligkeit des verstärkten Bildeof a power supply unit according to the invention results in power supply unit 10. The brightness of the intensified image

durch, daß ζ. B. bei seiner Verwendung in einem kann weilweise entweder von dem Benutzer voi Fernsehgerät, die Schaltzeiten der Wechselrichter mit 65 Hand oder automatisch gesteuert werden. Zur auto einer Subharmonischen der Zeilenfrequenz synchro- matischen Steuerung ist an dem optischen Teil l: nisiert sind und die Phasenlage der Schaltvorgänge so der kombinierten Bildverstärker-Vidikon-Röhre 1 einstellbar ist, daß alle Wechselrichter gleichzeitig ein Photodetektor 18 vorgesehen. Der Ausgang deby that ζ. B. when used in a can either because of the user voi TV set, the switching times of the inverters can be controlled manually or automatically. To the auto of a subharmonic of the line frequency synchronous control is at the optical part l: are nized and the phase position of the switching operations of the combined image intensifier-vidicon tube 1 it is adjustable that all inverters are provided with a photodetector 18 at the same time. The exit de

X"X "

Photodetektors 18 ist mit einem Lichtstärkedetektor sierte Gleichspannung mittlerer Höhe, deren Größe sPhotodetector 18 is a light intensity detector-based DC voltage of medium height, the size of which s

19 verbunden, dessen Ausgang wiederum mit einem beispielsweise direkt proportional zu den Änderun- <j19 connected, the output of which in turn with a, for example, directly proportional to the change- <j

Steuerverstärker 17 verbunden ist. Ein Schalter 20 gen des entsprechenden Steuersignales zwischen 0 S dient zur Wahl zwischen automatischer und manuel- und 20 V variiert. Diese Spannungen mittlerer HöheControl amplifier 17 is connected. A switch 20 sets the corresponding control signal between 0 S is used to choose between automatic and manual and 20 V varies. These tensions are of medium height

ler Helligkeitssteuerung. 5 sind bezüglich Änderungen der Umgebungstempe- \ler brightness control. 5 are regarding changes in the ambient temperature

Abhängig von den Kennlinien der speziell ver- ratur, Spannungsschwankungen der Spannungsquelle _e Depending on the characteristics of the special valve, voltage fluctuations of the voltage source _e

wendeten Bildverstärker-Vidikon-Röhre 11 können und Änderungen der Lastbedingungen stabilisiert. ν für die verschiedenen Hochspannungselektroden Die von den linearen Spannungsreglern 21 bis 25 . i:turned image intensifier vidicon tube 11 and stabilized changes in load conditions. ν for the various high-voltage electrodes The linear voltage regulators 21 to 25. i:

Spannungen im Bereich von 1000 V bis einigen stabilisierten Gleichspannungen mittlerer Höhe wer- nVoltages in the range from 1000 V to a few stabilized DC voltages of medium magnitude are used

10 000 V erforderlich sein. Es ist ebenfalls notwen- io den dann den Wechselrichtern 31 bis 35 zugeführt. s10,000 V may be required. It is then also necessary to be supplied to the inverters 31 to 35. s

dig, daß wenigstens einige der Spannungsniveaus In den Wechselrichtern werden diese Gleichspan- gDig that at least some of the voltage levels in the inverters are DC

regelbar sind. Bei gewissen Röhren ist das Gesichts- nungen in Rechteckspannungen umgewandelt und i>are adjustable. In the case of certain tubes the visions are converted into square-wave voltages and i>

feld oder die Vergrößerung durch Ändern der Span- dann über Aufwärtstransformatoren Spannungsver- tfield or the enlargement by changing the voltage then voltage via step-up transformers

nung an einer Varioelektrode veränderbar und es vielfachern 41 bis 45 zugeführt. Die Frequenz der \voltage can be changed on a vario electrode and it is fed to multiples 41 to 45. The frequency of the \

können ebenso die Fokussierung und die Helligkeit 15 Rechteckspannungen ist zu der Folgefrequenz der _v can also adjust the focusing and the brightness 15 square-wave voltages is to the repetition frequency of the _v

durch Veränderung entsprechender Elektrodenspan- Horizontal-Synchronisierungsimpulse des Nieder- qby changing the corresponding electrode chip horizontal synchronization pulses of the low q

nungen variiert werden. spannungs-Netzgerätes für den Vidikonteil synchro- gvoltages can be varied. voltage power supply for the Vidikon part synchro- g

Nachdem nun die Anforderungen, die im Betrieb nisiert. Diese Synchronisation sichert, daß die tran-Now that the requirements that are nized in operation. This synchronization ensures that the trans-

an das Hochspannungs-Netzgerät gestellt werden, sienten Schaltübergänge bei der Wechselrichtung in- οconnected to the high-voltage power supply unit, switching transitions during the changeover in ο

umrissen worden sind, kann die vorliegende Erfin- 20 nerhaib eines Zeitraumes auftreten, der mit dem dhave been outlined, the present inventor may occur a period of time that coincides with the d

dung nunmehr an Hand des Blockschaltbildes der Intervall der Dunkelsteuerung bei der Horizontal- i>Use the block diagram of the blanking interval for the horizontal i>

F i g. 2 besser verstanden werden. In der Schaltungs- abtastung im Vidikonteil zusammenfällt und deshalb cF i g. 2 can be better understood. In the circuit scan in the Vidikon part coincides and therefore c

anordnung nach F i g. 2 werden die verschiedenen nicht als Rauschen im Vidikonbild erscheinen. earrangement according to fig. 2, the different ones will not appear as noise in the vidicon image. e

Gleichstrom-Steuersignale, die mit Steuersignal 1 bis Die Spannungsvervielfacher 41 bis 45 bewirken 1DC control signals, which with control signal 1 to effect the voltage multipliers 41 to 45 1

Steuersignal 5 bezeichnet sind, als entsprechende 25 eine Zweiweggleichrichtung der hochtransformierten cControl signal 5 are designated, as corresponding 25 a full-wave rectification of the stepped-up c

Eingangssignale an lineare Regler 21, 22, 23, 24 und Rechteckwelle und vervielfachen ferner die gleich- rInput signals to linear regulators 21, 22, 23, 24 and square wave and also multiply the same r

25 angelegt. An die linearen Regler 21 bis 25 wird gerichteten Spannungen auf Niveaus, wie sie von den / 25 created. The linear regulators 21 to 25 are directed to voltages at levels as determined by the /

mit Hilfe einer Eingangs-Sammelschiene 26 eine bei- Elektroden des Bildverstärker- und Vidikonteiles 2With the help of an input busbar 26, one of two electrodes of the image intensifier and Vidicon part 2

spielsweise von einer Batterie ungeregelte Eingangs- gefordert werden. Die Spannungen F₁, F₂, V₃, F₄ eFor example, unregulated input can be requested from a battery. The voltages F ₁ , F ₂ , V ₃ , F ₄ e

Gleichspannung angelegt. Die linearen Regler 21 bis 30 und F₅ der Spannungsvervielfacher 41 bis 45 kön- IDC voltage applied. The linear regulators 21 to 30 and F _{5 of} the voltage multipliers 41 to 45 can I

25 werden nachstehend an Hand der Schaltungs- nen in beliebiger Weise untereinander verbunden 2 25 are connected to one another in any way using the circuits 2

anordnung nach F i g. 3 beschrieben. werden. Da die einzelnen Ausgangsspannungen erd- <arrangement according to fig. 3 described. will. Since the individual output voltages <

Die geregelten Ausgangsspannungen der linearen frei sind, können sie nach Bedarf mit gleicher oderThe regulated output voltages of the linear are free, they can be equal or as required

Regler 21 bis 25 werden als entsprechende Eingangs- entgegengesetzter Polarität in Reihe geschaltet wer- cControllers 21 to 25 are connected in series as corresponding inputs of opposite polarity

signale Wechselrichtern 31, 32, 33, 34 und 35 züge- 35 den. Ein typisches Verbindungsschema, das sechs 2signals to inverters 31, 32, 33, 34 and 35. A typical connection scheme that uses six 2

führt. Die Wechselrichter 31 bis 35 werden mit Hilfe Spannungen V₁ bis F₀ ergibt, ist in F i g. 2 gezeigt. tleads. The inverters 31 to 35 are obtained with the aid of voltages V ₁ to F ₀ , is shown in FIG. 2 shown. t

von Steuersignalen synchron betrieben, die von einem Eine Ausführungsform eines linearen Spannungs- Ioperated synchronously by control signals, which are controlled by a linear voltage I

Hauptoszillator36 stammen, der wiederum zu der reglers ist schematisch in Fig. 3 dargestellt. Dieser sMain oscillator36 originate, which in turn to the controller is shown schematically in FIG. 3. This s

Frequenz der Horizontalablenkung des Vidikon- lineare Spannungsregler enthält eine Differenzver- tThe frequency of the horizontal deflection of the vidicon- linear voltage regulator contains a differential t

Teiles 14 der Vidikon-Verstärkerröhre 11 synchroni- 40 stärkerstufe 210, an die das Steuersignal angelegt ist. \ Part 14 of the vidicon amplifier tube 11 synchronous 40 stronger stage 210, to which the control signal is applied. \

siert ist Das Synchronisierungssignal wird dem Bei den meisten Differenzverstärkerstufen wird die 1The synchronization signal is the 1

Hauptoszillator 36 an einer Eingangsklemme 37 zu- zu steuernde Spannung mit einer festen Bezugsspan- tMain oscillator 36 at an input terminal 37 to be controlled voltage with a fixed reference voltage

geführt und es gelangen die davon hergeleiteten nung verglichen, um eine Fehlerspannung zu erzeu- 1 Steuersignale über eine Sammelschiene 38 zu den gen. die mit einer Steueranordnung gekoppelt ist. Dieand the voltage derived therefrom is compared in order to generate an error voltage Control signals via a busbar 38 to the gene. Which is coupled to a control arrangement. the

Wechselrichtern 31 bis 35. Eine genauere Beschrei- 45 Steueranordnung variiert dann die gesteuerte Span- /Inverters 31 to 35. A more precise description 45 control arrangement then varies the controlled span /

bung der Wirkungsweise des Hauptoszillators 36 wird nung in der Weise, daß das Fehlersignal auf Null 1Practice of the operation of the main oscillator 36 is developed in such a way that the error signal is zero

nachstehend in Verbindung mit F i g. 4 gegeben. reduziert wird. Die Differenzverstärkerstufe 210 der ίhereinafter in connection with FIG. 4 given. is reduced. The differential amplifier stage 210 of the ί

Die Ausgangssignale der Wechselrichter 31 bis 35 F i g. 3 ist ähnlich, außer daß die Bezugsspannung 1The output signals of the inverters 31 to 35 F i g. 3 is similar except that reference voltage 1

werden als entsprechende Eingangssignale an Span- veränderbar ist und tatsächlich die Eingangs-Steuer- 1are changeable as corresponding input signals to span and actually the input control 1

nungsvervielfacher 41,42,43, 44 und 45 angelegt. 5° spannung enthält. ' ', Die Spannungsvervielfacher 41 bis 45 enthalten Die Wirkungsweise der DifferenzverstärkerstufeVoltage multipliers 41, 42, 43, 44 and 45 are applied. Includes 5 ° voltage. '', The voltage multipliers 41 to 45 contain the mode of operation of the differential amplifier stage

gleichartige Elemente und bewirken gleichzeitig eine wird insbesondere bei niedrigen Spannungsniveaus ;similar elements and at the same time cause a will especially at low voltage levels;

Gleichrichtung und eine Vervielfachung der Ein- durch einen Transistor 211 gefördert, der den '. Rectification and a multiplication of the inputs promoted by a transistor 211, the '.

gangsspannung auf die an den verschiedenen Aus- Emitterstrom des Differenzverstärkers im wesent- ι gangen erforderlichen Spannungen F, bis F₆. Ein 55 liehen konstant hält. An die Differenzverstärkerstufe
Schaltbild eines typischen Wechselrichters und des 210 schließt sich eine die Verstärkung und den Strom
entsprechenden Spannungsvervielfachers ist in begrenzende Stufe 212 an. Die Regelstufe für den
Fig. 5 dargestellt und wird nachstehend beschrieben. linearen Spannungsregler nach Fi g. 3 wird von einer _{output voltage to the voltages F 1 to F 6} essentially required at the various output emitter currents of the differential amplifier. A 55 loan holds constant. To the differential amplifier stage
Circuit diagram of a typical inverter and the 210 includes a gain and current
corresponding voltage multiplier is in limiting stage 212 on. The control level for the
5 and will be described below. linear voltage regulator according to Fi g. 3 is from a

Im Betrieb werden die Steuersignale 1 bis 5 den sogenannten Darlington-Leistungsstufe 213 gebildet,
entsprechenden linearen Spannungsreglern 21 bis 25 60 die zwischen der von der ungeregelten Spannungszugeführt Diese Steuersignale sind von der in F i g. 1 quelle kommenden Eingangs-Sammelschiene 26 und
dargestellten Steuertafel 16 hergeleitet und enthalten der die geregelte Ausgangsspannung aufweisenden
niedrige Gleichspannungen, z. B. von 0 bis 5 V. Klemme 214 angeordnet istDuring operation, the control signals 1 to 5 are generated in the so-called Darlington power stage 213,
corresponding linear voltage regulators 21 to 25 60 which are supplied between the unregulated voltage. These control signals are from the in FIG. 1 source coming input busbar 26 and
The control panel 16 shown and contain the regulated output voltage
low DC voltages, e.g. B. from 0 to 5 V. Terminal 214 is arranged

Die Eingangsspannung wird mit Hilfe der Ein- Die negative Vorspannung für den Transistor 211The input voltage is calculated using the input. The negative bias for transistor 211

gangs-Sammelschiene 26 den linearen Spannungs- 65 wird von einem Spannungserzeuger geliefert, der mit
reglern 21 bis 25 von einer ungeregelten, nicht dar- dem nachstehend beschriebenen Hauptoszillator vergestellten Hauptspannungsquelle zugeführt. Das Aus- bunden ist. Die anderen Vorspannungen für den
gangssignal jedes der linearen Regler ist eine stabili- Spannungsregler nach F i g. 3 und für die anderenoutput busbar 26 the linear voltage 65 is supplied by a voltage generator that is connected to
regulators 21 to 25 are supplied from an unregulated main voltage source which is not adjusted in the main oscillator described below. The untied is. The other biases for the
output signal of each of the linear regulators is a stable voltage regulator according to FIG. 3 and for the others

7 8 §7 8 §

Schaltungsanordnungen können durch geeignete, mit des Generators 368 von — 5 V wird an die — 5 V- |Circuit arrangements can be made by suitable ones, with the generator 368 from -5 V to the -5 V- |

der ungeregelten Gleichspannungsquelle verbundene Vorspannungsklemme der linearen Regler 21 bis 25 f?the bias terminal of the linear regulators 21 to 25 f?

Spannungsteiler-Netzwerke erhalten werden. entsprechend der Fig. 3 angelegt. (I Voltage divider networks can be obtained. applied in accordance with FIG. 3. (I.

Da während der Schaltvorgänge innerhalb der Der Betrieb des Hauptoszillators kann auch in ί Wechselrichter 31 bis 35 Rauschen erzeugt wird, ist 5 einer anderen als der oben beschriebenen, als »Nores, wie oben erwähnt, wichtig, daß das Schalten malbetrieb« bezeichneten Weise erfolgen. Es ist beiwährend der Zeit geschieht, in der der Vidikonteil 14 spielsweise möglich, den Hauptoszillator nach F i g. 4 im Rücksprung- oder Dunkelsteuerungsintervall sei- unabhängig von den extern zugeführten Synchroniner Horizontalabtastung ist. Auf diese Weise tritt das sierimpulsen zu betreiben. Bei Betriebszuständen, in Schaltrauschen, das in dem Hochspannungs-Netz- io denen keine Synchronisierimpulse zur Verfugung gerät erzeugt wird, während des Dunkelsteuerungs- stehen, wird eine Rechteckwelle, die eine Frequenz intervalles auf und vermindert somit nicht die Quali- von annähernd /_s aufweist, von dem frei laufenden tat des Vidikon-Bildsignales. Dadurch, daß der Multivibrator 364 erzeugt. Während des Normal-Wechselrichter mit einer Schaltfrequenz betrieben betriebes wird das Ausgangssignal des Multivibrators wird, die einer geraden Subharmonischen der Fre- 15 364 von dem UND-Gatter 363 nicht übertragen, quenz der Horizontal-Synchronisierungsimpulse Wenn jedoch keine Synclironisierimpulse zur Vergleich ist, kann das Schaltrauschen eliminiert werden. fügung stehen, dann bewirkt die Gattersteuerung 362,Since noise can also be generated in inverters 31 to 35 during the switching operations within the inverter, it is important that the switching is carried out in a manner other than that described above, called "Nores, as mentioned above". It happens during the time in which the vidicon part 14 can, for example, control the main oscillator according to FIG. 4 in the return jump or blanking interval is independent of the externally supplied synchronous horizontal scanning. In this way the sierimpulsen occurs to operate. In operating states, in switching noise that is generated in the high-voltage network where no synchronization pulses are available, during the dark control stand, a square wave that has a frequency interval and thus does not reduce the quality of approximately / _s , from the free running did of the Vidikon image signal. By the fact that the multivibrator 364 generates. During normal inverter operation with a switching frequency, the output signal of the multivibrator is that of an even subharmonic of the frequency of the AND gate 363 is not transmitted Switching noise can be eliminated. coincidence, then the gate control causes 362,

Wie in Fig. 4 dargestellt, enthält der Haupt- daß das UND-Gatter363 das Ausgangssignal desAs shown in Fig. 4, the main AND gate 363 contains the output of the

oszillator einen Synchronisierimpulsformer 360, der Multivibrators 364 überträgt. Die Rechteckwelle desoscillator a sync pulse shaper 360 that transmits multivibrators 364. The square wave of the

die Synchronisierimpulse von dem Niederspannungs- 20 Multivibrators 364 hat dann dieselbe Funktion wiethe sync pulses from the low voltage multivibrator 364 then has the same function as

Netzgerät 15 nach Fig. I empfängt. Der Ausgang die Eingangs-Synchronisierimpulse, d.h., daß sieNetwork device 15 according to FIG. The output the input sync pulses, i.e. that they

des impulsformers ist mit einem Negator 361 und nebeneinander den beiden Flip-Flops 366 und 369of the pulse shaper is with an inverter 361 and next to each other the two flip-flops 366 and 369

einer frei laufenden Gattersteuerung 362 verbunden. zugeführt wird. Der Rest der Schaltungsanordnunga free running gate control 362 connected. is fed. The rest of the circuitry

Der Ausgang der Gattersteuerung 362 ist ebenso wie arbeitet in der gleichen Weise wie während des obenThe output of gate control 362 is as well as operating in the same manner as during the above

der Ausgang eines frei laufenden Multivibrators 364 25 beschriebenen Normalbetriebes,the output of a free-running multivibrator 364 25 described normal operation,

mit einem e sten UND-Gatter 363 verbunden. Der Wie in F i g. 5 dargestellt, weist ein Wechselrichterconnected to a first AND gate 363. The As in Fig. 5, has an inverter

Ausgang des UND-Gatters 363 ist sowohl mit einem zwei Schalttransistoren 313 und 314 auf, die überOutput of AND gate 363 is connected to both a two switching transistors 313 and 314 that are on

zweiten UND-Gatter 365 als auch mit einem Eingang einen Aufwärtstransformator 310 mit dem Eingangsecond AND gate 365 as well as having an input a step-up transformer 310 with the input

eines zur Frequenzhalbierung dienenden ersten Flip- des zugeordneten Spannungsvervielfachers verbundena first flip of the associated voltage multiplier serving to halve the frequency

Flops 366 verbunden. Der Ausgang des Negators 30 sind. Die Ausgangsspannung des vorangehendenFlops 366 connected. The output of the inverter 30 are. The output voltage of the previous

361 ist ebenfalls mit dem zur Frequenzhalbierung linearen Reglers wird der Eingangsklemme 311 des361 is also connected to the linear regulator for halving the frequency, input terminal 311 of the

dienenden ersten Flip-Flop 366 verbunden. Wechselrichters und von dort über ein geeignetesserving first flip-flop 366 connected. Inverter and from there via a suitable

Der Ausgang des zur Frequenzhalbierung dienen- Rauschfilter 312 der Mittelanzapfung der Primärden Flip-Flops 366 ist mit dem zweiten Eingang des wicklung des Transformators 310 zugeführt. Der zweiten UND-Gatters 365 verbunden. Der Ausgang 35 erste und der zweite Schalttransistor 313 bzw. 314 des UND-Gatters 365 wiederum ist mit einem 180°- sind in Reihe zwischen eine gemeinsame Verbindung Phasenschieber 367 und einem eine negative Vor- und das obere bzw. untere Ende der Primärwicklung spannung von — 5 V erzeugenden Spannungsgenera- des Transformators 310 geschaltet. Die Schalttransitor 368 verbunden. Der Ausgang des Phasenschie- stören 313 und 314 werden mit Hilfe der Steuerbers 367 ist sowohl rr.it dem die negative Vorspan- 40 signale, die vom Hauptoszillator nach F i g. 4 genung erzeugenden Generator 368 als auch mit einem liefert werden, abwechselnd in ihren leitenden und ebenfalls zur Frequenzhalbierung dienenden zweiten ihren sperrenden Zustand gebracht. Wie in Verbin-Flip-Flop 369 verbunden. dung mit F i g. 4 erwähnt, werden die SteuersignaleThe output of the noise filter 312 which is used to halve the frequency is the center tap of the primary circuit Flip-flops 366 is fed to the second input of the winding of transformer 310. Of the second AND gate 365 connected. The output 35 first and second switching transistors 313 and 314, respectively of the AND gate 365 in turn is with a 180 ° - are in series between a common connection Phase shifter 367 and a negative forward and the upper and lower ends of the primary winding, respectively Voltage of - 5 V generating voltage generator of the transformer 310 switched. The switching transistor 368 connected. The output of the phase shifters 313 and 314 are controlled with the help of the control unit 367 is both rr.it which the negative preamble signals sent from the main oscillator of FIG. 4 enough generating generator 368 as well as having a supplies, alternating in their conducting and also brought to the frequency halving serving second their blocking state. As in Verbin Flip-Flop 369 connected. with F i g. 4, the control signals

Der zweite Flip-Flop 369 liefert zwei Rechteck- dem Wechselrichter gegenphasig zugeführt.The second flip-flop 369 supplies two square waves to the inverter in antiphase.

Ausgangssignale, die 180° außer Phase sind. Diese 45 Bei dem Spannungsvervielfacher nach F i g. 5 han-Output signals that are 180 ° out of phase. These 45 In the case of the voltage multiplier according to FIG. 5 han-

Rechteck-Ausgangssignale bilden die Signale zur delt es sich um eine Kaskadenschaltung mit DiodenSquare-wave output signals form the signals for a cascade connection with diodes

Steuerung und Synchronisierung der Wechselrichter. 316 und Kondensatoren 315. Grundsätzlich arbeitetControl and synchronization of the inverters. 316 and capacitors 315. Basically works

Das negative Ausgangssignal von — 5 V des Gene- der Spannungsvervielfacher mit parallelem AufladenThe negative output signal of -5 V of the gene- the voltage multiplier with parallel charging

rators 368 bildet die Vorspannung für den Transistor einer Vielzahl von Kondensatoren und Hintereinan-rators 368 forms the bias voltage for the transistor of a large number of capacitors and

211 des in F i g. 3 dargestellten linearen Reglers. 5° derschalten der Spannungen an diesen Kondensato-211 of the in FIG. 3 linear controller shown. 5 ° switch off the voltages on these capacitors

Im normalen Betriebszustand werden die Hori- ren, so daß eine Gleichspannung erzielt wird, die zontal-Synchronisierimpulse, die eine Impulsfolge- höher als die Quellenspannung ist. Die Eingangsfrequenz f_f aufweisen, dem Eingang des Synchroni- spannung ist im Falle des vorliegenden Vervielsierimpulsformers 360 zugeführt. Diese Synchroni- fachers die hochtransformierte Rechteckwelle, die an sierimpulse stammen von dem in F i g. 1 dargestellten 55 der Sekundärwicklung des Transformators 310 er-Niederspannungs-Netzgerät 15. Die Eingangsimpulse scheint.In the normal operating state, the hori- zons, so that a direct voltage is achieved, are the zontal synchronizing pulses, which are one pulse train higher than the source voltage. The input frequency f _f is supplied to the input of the synchronizing voltage in the case of the present multiplication pulse shaper 360. This synchronizer multiplier is the stepped-up square wave that originates from the sierimpulse in FIG. 1 shown 55 of the secondary winding of the transformer 310 er low-voltage power supply unit 15. The input pulses appear.

werden bezüglich ihrer Amplitude normiert und Beträgt das Übersetzungsverhältnis des Transfordurch den Negator 361 negiert. Das resultierende mators 310 1:50, dann kann sich die Sekundärspan-Signal gelangt in den Flip-Flop 366, der die Frequenz nung zwischen den Scheitelwerten von 0 bis 2000 V des Signals auf fj2 teilt, und dann über das UND- 60 ändern, je nach der Eingangsspannung vom linearen Gatter 365 zu dem Phasenschieber 367. Das Aus- Regler. Diese Sekundärspannung wird in dem erforgangssignal des Phasenschiebers 367 ist um 180° derlichen Maße vervielfacht. Wenn beispielsweise die verschoben und wird dem zweiten Flip-Flop 369 zu- maximal benötigte Ausgangsspannung nur 2000V geführt. Die beiden Ausgangssignale des zweiten beträgt, brauchte die Vervielfacherkette lediglich Flip-Flops 369 sind um 180° phasenverschobene 65 zwei Dioden und zwei Kondensatoren aufzuweisen. Rechteckwellen mit einer Impulsfolgefrequenz von Die gestrichelten Linien in der Dioden-Kondensato- iJA und dazu bestimmt, parallel den Wechselrichtern ren-Kaskade in Fig. 5 zeigen die Lage zusätzlicher 31 bis 35 zugeführt zu werden. Das Ausgangssignal Elemente der Spannungsvervielfacherkette.are normalized with regard to their amplitude and if the transmission ratio of the Transford is negated by the inverter 361. The resulting mators 310 1:50, then the secondary span signal reaches the flip-flop 366, which divides the frequency voltage between the peak values of 0 to 2000 V of the signal on fj2, and then changes via the AND 60, depending on the input voltage from linear gate 365 to phase shifter 367. The off regulator. This secondary voltage is multiplied by 180 degrees in the required signal of the phase shifter 367. If, for example, the shifted and the second flip-flop 369 is fed to the maximum required output voltage only 2000V. The two output signals of the second is, if the multiplier chain only needed flip-flops 369, they must have two diodes and two capacitors, phase-shifted by 180 °. Square waves with a pulse repetition frequency of The dashed lines in the diode capacitors iJA and intended to be fed in parallel to the inverters ren cascade in FIG. 5 show the position of additional 31 to 35 to be supplied. The output signal elements of the voltage multiplier chain.

509643/301509643/301

Auf jeden Fall erhält man die Ausgangsspannung des Spannungsvervielfachers zwischen den Klemmen 317 und 317'. Es kann entweder eine beliebige der Klemmen geerdet werden oder es können, wie oben erwähnt, die Spannungen an den verschiedenen Spannungsvervielfachern 41 bis 45 in beliebiger Weise in Reihe geschaltet werden. Eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Widerständen 318 ist parallel zum Ausgang des Hochspannungsvervielfachers gelegt. Diese Widerstände haben zwei Funktionen: einerseits bilden sie eine konstante Belastung für den Spannungsvervielfacher, durch die dessen Steuerbarkeit verbessert wird, und andererseits einen Nebenschlußweg für die in den Kondensatoren 315 gespeicherte Energie beim Abschalten des Gleichstrom-Hochspannungs-Netzgerätes. Ferner kann ein ReihenwiderIn any case, the output voltage of the voltage multiplier is obtained between the terminals 317 and 317 '. Either any of the terminals can be grounded, or as above mentioned the voltages at the various voltage multipliers 41 to 45 in any way in Can be connected in series. A plurality of series resistors 318 are in parallel with the output of the high-voltage multiplier. These resistors have two functions: on the one hand, they form they put a constant load on the voltage multiplier, which improves its controllability and, on the other hand, a shunt path for the energy stored in the capacitors 315 when switching off the DC high-voltage power supply unit. In addition, a series counter

ίοίο

stand 319 in Reihe mit der Klemme 317 vorgesehen sein, um einen Schutz für den Fall eines Erdschlusses zu schaffen.stood 319 in series with terminal 317 to provide protection in the event of an earth fault to accomplish.

Der Hochspannungsausgang ist dank der durch den Transformator 310 geschaffenen Isolation erdfrei. Es ist deshalb möglich, die Spannungen der verschiedenen Vervielfacher entsprechend Fig. 2 untereinander zu verbinden. Zusätzlich können die Ausgangsspannungen der verschiedenen Spannungsvervielfacher entweder gelrennt voneinander odei auch gemeinsam verändert werden. Da die Ausgangsspannungen durch ein Steuersignal geringei Spannung gesteuert werden, ist es möglich, die Steuerorgane mechanisch oder elektrisch zu koppelnThe high voltage output is floating thanks to the isolation created by the transformer 310. It is therefore possible to measure the voltages of the various multipliers as shown in FIG to connect with each other. In addition, the output voltages of the various voltage multipliers either separated from each other or changed together. As the output voltages be controlled by a low voltage control signal, it is possible to control the To couple control organs mechanically or electrically

um eine gleichzeitige proportionale Änderung de: Hochspannung zu erhalten.in order to obtain a simultaneous proportional change in de: high voltage.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

finally the desired supply voltage for the patent claims: is available. With this well-known direct current high-voltage

1. DC high-voltage power supply unit The voltage supply unit includes all output voltages from several input and output terminals, derived with 5 of the same regulated DC voltage, like this a controllable voltage regulator, with one that the generated stabilized high voltages one of the size supplied by the voltage regulator cannot be regulated and controlled independently of one another th DC voltage are proportional square-wave voltages. In addition, the total is on the secondary level generating inverter and with one side of the with different translation ratio voltage multiplier, thus identified working step-up transformer for recording, that the direct current high voltage standing power through that of the pnmarnung power supply several similar, one-sided control loops to generate the stabilized controllable voltage regulator (21 to 25), limited a DC voltage, so that this control loop Inverter (31 to 35) and a voltage must contain a variety of components that multipliers (41 to 45) comprehensive circuitry 15 must be designed for particularly high performance, healing with their own input and output if on the secondary side relatively high performance terminals whose output voltages are also required.

same or opposite polarity in series From the German patent specification »37 423 is further

are switched, and that the inverters (31 a power supply known to generate the rectification

to 35) from a common Hauptcszillator ao voltages for a television picture tube is used and

(36) are synchronized. an inverter and a voltage multiplier

2. Contains direct current high voltage power supply by compartments. In the case of this power supply unit, the Addressed 1 for cathode ray tubes, characterized by an inverter controlled by a monoflop, that the main oscillator (36) with th direct current amplifier, the anode current of which a deflection frequency of the cathode ray tube 25 is proportional to the opening time of the amplifier tube, is synchronized. and an oscillating circuit in which, after locking the

3. DC high voltage power supply after amplifier tube the magnetic stored in it Claim 2, characterized in that the energy swings out. That way becomes a Inverters (41 to 45) generated with a switching frequency AC voltage, the frequency of which is in frequency are operated, that of a straight substance due to the natural frequency of the oscillation harmonic the frequency of the horizontal circle is determined and its amplitude corresponds to the current value of the synchronization pulses for the cathode locks of the amplifier tube beam tube is the same. Anode current, d. H. the opening time of the amplifier tube, is proportional. This alternating voltage

35 is rectified and in the voltage multiplier circuit to the power supply for the

TV picture tube brought necessary setpoint. the

Voltage regulation takes place in such a way that a resistor ab-40 seized error signal the duty cycle of the mono-The invention relates to a direct current flops and thus also the size of the amplifier Determined high voltage power supply with several input supplied anode currents. The sampling time and output terminals, with a controllable voltage of the monoflop is with the line frequency of the remote control, with a one of the size of the picture tube synchronized, so that the tension regulator supplied DC voltage propor- 45 simultaneity interval) for the opening time of the Verärtionale Square-wave voltage generating alternating tube is determined. The one for the power supply judge and with a voltage multiplier. of the television picture tube necessary plurality of Such a direct current high voltage mains direct voltages is used in the known power supply unit is from the United States patent specification 3,337,787 device produced by the regulated DC voltage. In this known direct current high voltage 50 is supplied to a voltage divider from which voltage power supply is tapped from an unregulated w lower the various DC voltages DC voltage with the help of a first den can. This is also the case with this known power supply unit Inverter, to which a first step-up transformer, the various DC voltages are not possible and a rectifier is connected downstream, one of which can be regulated and controlled as a function of one another. Next first, with respect to the original DC voltage 55, they only extend into the resonant circuit little increased DC voltage is generated, which is at least over in finding decay processes is stabilized in a series control loop. The one part of the image recording time, so that for Series control circuit implemented in transistor design, suppression of disruptive influences of these chip-tapping devices relatively low regulated oscillations additional to the image quality DC voltage is made emergency with the help of another inverter and complex shielding devices are manoeuvrable converted into a square wave voltage.

and fed to a step-up transformer, which is finally from the book by Eckart, Friedmehrere Has secondary windings, so on the rieh, «electron-optical image converter and X-ray transformatoi several regulated high AC image amplifiers «, Johann Ambrosius Barth-Verlag, can be removed. The individual 65 Leipzig, 1956, Fig. 148, page 142, the principle switching height AC voltages are known to each with a picture of a power supply unit, in which from one Voltage doubling or quadrupling at low DC voltage with the help of an alternating end Rectifier fed to the output of the rectifier and a step-up transformer with several