DE2144827B2 - Schaltung zum Stabilisieren einer Hochspannung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Stabilisierung von durch Gleichrichtung der Rücklaufimpulse einer Horizontalablenkschaltung für Fernsehbild- oder Aufnahmeröhren mittels einer Gleichrichterkaskade gewonnenen Hochspannung, wobei die Basis eines Transistors von einer durch Vergleich der gewonnenen Hochspannung mit einer Bezugspannung erzeugten Gleichspannung gesteuert wird, derart, daß bei zu kleiner Hochspannung der Transistor zunehmend stromleitend wird.

Es ist bekannt aus den bei der Erzeugung der Horizontalablenkströmen entstehenden Spannungsimpulsen die Betriebsspannungen der Bildröhre eines Fernsehempfängers, insbesondere die Hochspannung, zu erzeugen. Zur Stabilisierung dieser Hochspannung ist es ferner bekannt, den Verbraucher (also der Bildröhre) eine sogenannte Ballaströhre parallel zu schalten (NWDR Technische Hausmitteilung, Jg. 4, 1952, S. 226 und 227, insbesondere Abb. 20). Dieses hat den Nachteil, daß der Hochspannungsgenerator stets die Nennleistung erbringen muß, unabhängig davon, ob diese von der Bildröhre aufgenommen wird. Außerdem sind Transistoren für die infrage kommenden sehr hohen Spannungen von beispielsweise 25 kV nicht erhältlich.

Ferner ist in der DE-AS 12 51 376 ein Stabilisierungskreis beschrieben, der an eine weitere Wicklung oder den Abgriff einer Wicklung des Ablenktransformators angeschlossen ist, wobei dieser Stabilisierungskreis zwei Teilwicklungen eines Hilfstransformators sowie ferner die Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors umfaßt, dessen Basis ein der Abweichung der Hochspannung von einem Sollwert proportionaler Gleichstrom zugeführt wird. Diese Schaltung ist jedoch durch die Verwendung eines Transformators mit einer zusätzlis chen Wicklung recht aufwendig.

Eine weitere bekannte Schaltung (DE-OS 19 10 349) umfaßt einen Transistor, dem eine entgegengesetzt gepolte Diode parallel geschaltet ist als Teil eines aus einer Transformatorwicklung und einem Kondensator

ίο gebildeten Resonanzkreises, wobei je nach Höhe der Hochspannung die Resonanzfrequenz verändert wird. Diese Schaltung ist jedoch für Hochspannungserzeuger, welche mit der Horizontalablenkung kombiniert sind, nicht geeignet, da durch die Veränderung der Resonanz-

frequenz eine Änderung des Ablenkstromes erfolgt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wenig aufwendige Schaltung anzugeben, welche vornehmlich zur Erzielung hoher Spannungskonstanz geeignet ist, die für die Betriebsspannung von Fernsehkameras

benötigt wird. (Eine Änderung der Betriebsspannung für die Fokussierungselektrode der Aufnahmeröhre von wenigen Promille verursacht z. B. eine erkennbare Verschlechterung der Auflösung). Bei Fernsehkameras liegen außerdem insofern erschwerte Bedingungen vor als verhältnismäßig große Variationen der Ablenkamplitude vorkommen, die sich natürlich auch auf die Rücklaufamplitude auswirken. Bei Verwendung mehrerer aus aerselben Quelle gespeicherter Aufnahmeröhren — wie bei Fernsehkameras üblich — ist es außerordentlich störend, wenn sich die eingestellte Schärfe von zwei Röhren beim Nachstellen des Strahlstroms der dritten Röhre verändert.

Die geforderte Einfachheit muß einen geringeren Aufwand möglich machen als er sich ergeben würde, wenn man einen zweiten von dem Horizontalablenkgenerator unabhängigen Hochspannungserzeuger verwendete, wie das häufig der Fall ist.

Diesen Bedingungen wird bei einer Horizontalablenkschaltung mit Hochspannungserzeugung mit einer Gleichrichterkaskade im Sekundärkreis des Ablenktransformators dadurch entsprochen; daß erfindungsgemäß in dis Reihe zu den Eingangsklemmen der Gleichrichterkaskade eine Parallelschaltung des Transistors und eine entgegengesetzt zu dessen Durchlaßrichtung gepolte Diode angeordnet ist.

Vorzugsweise sind die Diode und die Emitter-Kollektorstrecke so gepolt, daß die während des Rücklaufs auftretenden Stromspitzen von der Transistorstufe ferngehalten werden. Nach einer anderen Ausführungsform ist die Polarität so gewählt, daß der von den Rücklaufspitzen herrührende Strom durch die Transistorendstufe fließt. Dann wird zweckmäßig eine Diode und ein Glättungskondensator zum Schutz des Transistors vorgesehen. Auf beide Weisen erstreckt sich die Regelung unmittelbar nur auf die eine Halbwelle des Stromes in der Sekundärwicklung des Ablenktrafos, jedoch wird die andere Halbwelle durch Ladungsausgleich an den Kondensatoren der Gleichrichterkaskade von selbst mitgeregelt. Die verlangte hohe Stabilität der

ω am Ausgang der Gleichrichterkaskade erzeugten Gleichspannung wird sicher gewährleistet, wenn man den Regelverstärker oder die Eingangsstufe desselben als Differenzverstärker ausbildet, an dessen eine einen Eingang Konstantspannung, etwa auf Grund eines

^h5 durch eine Zenerdiode fließenden Stromes, und an dessen anderen Eingang eine durch Spannungsteilung der zu stabilisierenden Betriebsspannung gewonnene Teilspannung angelegt ist.

Mit einer solchen Schaltung kann man die Ausgangsspannung der Gleichrichterkaskade mit einer Konstanz von 1—2 Promille erzeugen, obwohl sich die Ablenkamplitude um 20 bis 30% ändern kann.

Zur Erläuterung weiterer Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wird im folgenden auf die Begleitzeichiiungen Bezug genommen, von denen

F i g. 1 eine Horizontalablenkschaltung mit Hochspannungserzeugung aus den Rücklaufimpulsen für drei Kameraröhren einer Farbkamera,

F i g. 2 vier Oszillogramme zur Darstellung der in der erfindungsgemäßen Regelschaltung auftretenden Ströme und Spannungen,

F i g. 3 eine Abwandhing der Schaltung gemäß F i g. 1 mit vereinfachter Regelstufe und

Fig.4 die bei einer Schaltung gemäß Fig.3 auftretenden Oszillogramme zeigt

Das Schaltbild der Fig. 1 weist zunächst die wesentlichen Elemente einer Horizontalablenkschaltung mit Hochspannungserzeugung auf, nämlich einen Schalttransistor 1, eine Dämpferdiode 2, einen Horizontalablenktrcfo 3 mit an d;e Sekundärwicklung 4 angeschlossenen Ablenkspulen 5', 5", und 5'", ferner einen Regelwiderstand 6 zum gemeinsamen Einstellen der Rasterbreite in den drei den Ablenkspulen zugeordneten Aufnahmeröhren, ferner eine weitere Sekundärwicklung 8 zur Lieferung von Impulsen für die Erzeugung der Betriebsspannung für die Aufnahmeröhren, ferner eine Gleichrichterkaskade mit Kondensatoren 9 bis 14 und Dioden 15 bis 20, und weiteren Kondensatoren 30, 31 und Dioden 32 und 33. Die Kaskade liefert am Kondensator 11 eine positive Betriebsspannung U + (ca. 1000 Volt) und am Kondensator 31 eine negative Betriebsspannung U- (etwa 250 Volt). Da die Sekundärwicklung 8 durch die Kaskade nur kapazitiv belastet ist, wird sie nur von einem Wechselstrom durchflossen, dessen Stromphasen mit /ι und I₂ bezeichnet sind.

Bei Anwendung der Erfindung wird nur einer der beiden Ströme /i oder I₂ im Sinne der Konstanthaltung der Spannung U ⁺ geregelt; dabei muß sich auch der andere Strom von selbst ändern, da ja durch die Kondensatoren 9,30 kein Gleichstrom fließen kann.

Aus der Gleichheit der Entlade- und Ladestrommenge ergibt sich zum Beispiel:

Hierin ist

Γι = Zeitdauer, während der/if ließt,
To = Horizontalablenkperiode.

Vernachlässigt man die geringen Unterschiede in der Stromflußdauer, die sich aus der unterschiedlichen Impulsspannungsamplitude über der Wicklung 8 ergeben, so kann man annähern,

/,dt

T₁ = Z₂(T₀-T₁),

so daß

¹L = ΛΆ-

U T₀ - T₁

= const.

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltung zur Regelung während der langen Zeitdauer To— 7*,, also im wesentlichen während der Dauer, in der der Trafo keine Impulsspannung liefert, mit anderen Worten, durch unmittelbare Regelung des Stromes h. Dazu wird eine durch den aus den hochstabilen Widerständen 23 und 22 gewonnene, der zu stabilisierenden Spannung U ⁺ genau proportionale Spannung gewonnen, in dem Differenzverstärker 24 mit der hochstabilen Referenzspannung 25 verglichen und mit der verstärkten Spannungsdifferenz der Transistor 26 so gesteuert, daß

z. B. bei einer zu hohen Spannung LJ + der Strom I₂ im Transistor 26 verringert wird.

F i g. 2 zeigt die zugehörigen Oszillogramme. Darin bedeuten Lk die Spannung über der Sekundärwirkung 8; Ii-h Ströme in der Wicklung 8; Lk »Spannung zwischen dem Anschluß 8« und Masse; Lk Spannung zwischen dem Anschluß 8' und Masse. Die ausgezogenen Kurven entsprechen einer kleinen Rasterbreite (Widerstand 6 ist groß), die strichlierten Kurven einer großen Rasterbreite (Widerstand 6 ist klein). Wie aus dem Oszillogramm der Spannung Lh" zu ersehen ist, wirkt die Regelung dadurch, daß am Kollektor des Transistors 26 und somit am Anschluß 8 eine den Strom I₂ verringernde Spannung auftritt, deren Betrag im stabilisierenden Sinn automatisch geändert wird.

Obwohl nur die erzeugte Spannung U* gemessen und stabilisiert ist, läßt sich mit der Kaskade 30 bis 33 eine zusätzliche negative Spannung U - erzeugen, die dann eine recht gute Stabilität aufweist, vorausgesetzt, daß alle Kondensatoren so groß gewählt werden, daß Unterschiede in den ihnen überlagerten Wechselspannungen (sogenannte Brummspannungen) infolge der vernachlässigbaren Werte dieser Spannungen keine Rolle spielen, und außerdem Gleichrichter mit vernachlässigbarem oder praktisch stromunabhängigem Spannungsabfall (z. B. bei Siliziumdioden, etwa 1 Volt) verwendet werden.

Durch Umpolung der Gleichrichtdioden 15-20 und 32, 33 erhält man eine analoge Schaltung zur Gewinnung einer stabilen negativen Spannung, die sich im Prinzip von der Schaltung A b b. 1 nicht unterscheidet, wenn der Rücklaufimpuls am Anschluß 8' ebenfalls positiv im bezug auf Anschluß 8" ist.

F i g. 3 zeigt eine besonders einfache Anordnung, bei der die positive allgemeine Betriebsspannung + Lk gleichzeitig als Differenzspannung 25 benutzt wird. Der Transistor 35 dient nicht nur zur Stromverstärkung, sondern kompensiert außerdem alle äußeren Temperatureinflüsse, da er ein zum Transistor 26 komplementärer Typ ist.

Bei dieser Schaltung wird im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Schaltungen der während des Rücklaufimpulses fließende Strom /ι zu Regelung benutzt.

F i g. 4 zeigt die zugehörigen Oszillogramme. Dabei wird ebenfalls angenommen, daß der Rückschlagimpuls Us sich wegen des erforderlichen Regelbereiches für die Rasterbreite um den Betrag Δ μ ändern kann. Der Einfluß einer sich ändernden Rückschlagspannung oder sich ändernden Belastung der erzeugten Betriebsspannung U ⁺ durch die Regelung wird automatisch dadurch kompensiert, daß der Transistor 26 am Anschluß 8" eine Impulsspannung so steuert, daß die erzeugte Betriebsspannung U ⁺ konstant bleibt. Dabei fließt dadurch den Transistor 26 der relativ hohe kurzzeitige Impulsstrom /i. Da kann bei größeren Strömen nachteilig sein, weil durch den ImDulsstrom temperaturabhängige Span-

nungsabfälle über den Basisbahnwiderständen der beiden Transistoren und in dem Spannungsteiler 22, 23 auftragen. Dieser Nachteil kann dadurch behoben werden, daß der Impulsstrom h durch die Diode 36 und den Kondensator 37 integriert wird. Durch den Transistor 26 fließt dann nur der Mittelwert des Stromes

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Stabilisierung von durch Gleichrichtung der Rücklaufimpulse einer Horizontalablenkschaltung für Fernsehbild- oder Aufnahmeröhren mittels einer Gleichrichterkaskade gewonnenen Hochspannung, wobei die Basis eines Transistors von einer durch Vergleich der gewonnenen Hochspannung mit einer Bezugsspannung erzeugten Gleichspannung gesteuert wird, derart, daß bei zu kleiner Hochspannung der Transistor zunehmend stromleitend wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu den Eingangsklemmen der Gleichrichterkaskade eine Parallelschaltung des Transistors und einer entgegengesetzt zu dessen Durchlaßrichtung gepolten Diode angeordnet ist

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor und die Diode so gepolt sind, daß der dem Rücklaufimpuls entsprechende Strom durch den Transistor fließt und daß in Reihe zur Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors eine Diode und eine parallel liegende Kapazität geschaltet sind, durch die der hohe Rücklauf-Strom geglättet wird.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemme 8 des Hochspannungstransformators an einem Abgriff der Gleichrichterkaskade zwischen zwei Kondensatoren (9, 30) angeschlossen ist und der zu diesem Anschlußpunkt symmetrische Punkt der Gleichrichterkaskade geerdet ist, derart, daß sowohl eine positive als auch eine negative Spannung an den Enden der Gleichrichterkaskade erhalten wird.