DE2313039B2 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING THE ENERGY CONSUMPTION OF A THYRISTOR HORIZONTAL DEFLECTION CIRCUIT - Google Patents
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING THE ENERGY CONSUMPTION OF A THYRISTOR HORIZONTAL DEFLECTION CIRCUITInfo
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Description
Verhältnis zwischen der Maximal- und Minimalindukti- »ität zwischen 14 und 45 schwanken kann. Dies hat aber jur Folge, daß nur Transduktoren mit hochwertigen Magnetkernen eingesetzt werden können.The ratio between the maximum and minimum inductance »can vary between 14 and 45. But this has The result is that only transducers with high-quality magnetic cores can be used.
Bei der ersatzweisen Verwendung von Thyristoren s als Parallelthyristoren oder in einer anderen Ausfühfung als Serienthyristor mit phasenverschobener, fcelastungsabhängiger Ansteuerung i;t ebenfalls steis ein besonderes Bauelement, nämlich der Thyristor im Hauptstromkreis, notwendig. Außerdem werden zur ,0 Ansteuerung der Thyristoren zusätzliche Schaltungen notwendig, die eine gegenüber dem zeilenfrequenten Zündzeitpunkt verschobene Zündung in Lastabhängigkeit einer Information vom Primär- oder Sekundärjtromkreis des Zeilentransformators auslösen. , s If thyristors are used as a parallel thyristor or in another version as a series thyristor with phase-shifted, load-dependent control i; t, a special component, namely the thyristor in the main circuit, is also necessary. In addition, the thyristors, additional circuitry is necessary to, 0 driving, the trigger relative to the line-frequency-shifted ignition timing ignition in a load dependency information from the primary or Sekundärjtromkreis of the flyback transformer. , s
Zur Vereinfachung der magnetischen Bauteile ist eine andere Ausführung bekanntgeworden (DT-OS 11 21 037), bei der die Ladedrossel Ten eines spannungssteuernden Magnetverstärkers ist, der einen Magnetverstärkerkern aufweist und dessen Außenschenkel die als Ladedrossel dienenden Wicklungen trennt. Der Eisenkern weist dabei einen relativ großen Luftspalt auf, der bewirkt, daß während des Rückschlags der Steuerstrom die Induktivität der Ladedrossel selbst nicht beeinflußt. Die gesamte Induktivität wird aber in Abhängigkeit des Regelstromes geändert, wenn die Energierückgewinnungsdiode leitend wird und der Strom durch die parallelgeschaltete zweite Wicklung des zweiten Schenkels fließt.Another version has become known to simplify the magnetic components (DT-OS 11 21 037), in which the charging choke Ten is a voltage-controlling Magnetic amplifier, which has a magnetic amplifier core and the outer legs of which separates windings serving as a charging choke. The iron core has a relatively large air gap, which causes the control current to reduce the inductance of the charging choke itself during the kickback unaffected. The total inductance is changed depending on the control current if the Energy recovery diode becomes conductive and the current through the second winding connected in parallel of the second leg flows.
Hier handelt es sich um eine konventionelle Transduktorschaltung, die lediglich den Vorteil aufweist, daß die Ladedrossel mit dem Transduktor in einem Bauelement kombiniert ist. Sie weist aber, wie alle übrigen Transduktorregelschaltungen, den Nachteil auf, daß stets die Einschwingkurve des während des Hinlaufs gebildeten Schwingkreises infolge einer großen Induktivitätsschwankung ihr Maximum erreicht hat bzw. um den Maximalpunkt herumpendelt, wenn der Rückschlag durch zeilenfrequente Steuerpng einsetzt.This is a conventional transducer circuit, which only has the advantage of that the charging choke is combined with the transducer in one component. But she knows, like everyone else remaining transductor control circuits have the disadvantage that the settling curve of the during the trace formed resonant circuit has reached its maximum or around due to a large inductance fluctuation the maximum point shuttles around when the kickback occurs due to line-frequency control.
Der Erfindung liegt die Aulgabe zugrunde, einen Regelkreis für eine Thyristorhorizontalablenkschaltung zur Regelung der Energieaufnahme vorzusehen, der ohne Verwendung eines zusätzlichen Transduktors zur Beeinflussung der Gesamtinduktivität der Eingangsdrossel eine Veränderung der Resor.anzfrequenz des 4<; während des Hinlaufs gebildeten Schwingkreises bewirkt und dennoch eine optimale Regelung ohne aufwendige Hilfsmittel bei Wirklastschwankungen sowie Betriebsspannungsschwankungen gewährleistet.The invention is based on the task of providing a control loop for a thyristor horizontal deflection circuit for regulating the energy consumption, which changes the Resor.anzfrequency of the 4 <; The oscillating circuit formed during the run-out causes an optimal control without complex tools in the case of active load fluctuations and operating voltage fluctuations.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, so daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises in Abhängigkeit von der Betriebsspannung ausschließlich von der Ladedrossel bestimmt wird und daß ausschließlich die Induktivität der Ladedrossel bei Wirklaständerung durch eine mit der Ladedrossel magnetisch gekoppelte Steuerwicklung in Abhängigkeit von einer vom Zeilentransformator abgegriffenen Information verändert wird.The object is achieved according to the invention in that the resonance frequency of the resonant circuit is determined exclusively by the charging choke as a function of the operating voltage and that only the inductance of the charging choke changes with a change in the effective load by a control winding magnetically coupled to the charging choke depending on information tapped from the flyback transformer will.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Dia- <,0 gramme für die beiden Belastungsfälle, nämlich Betriebsspannungsschwankung und Lastschwankung, näher erläutert und die Vorteile im einzelnen herausgestellt. Es zeigtThe invention will be explained below with reference to an embodiment with the aid of the slide <, 0 programs for the two cases of load, namely operation voltage variation and load variation in more detail and the advantages found in detail. It shows
F i g. 1 die Prinzipschaltung der Anordnung,F i g. 1 the basic circuit of the arrangement,
Fig. 2 Kurvenverläufe bei Betriebsspannungsschwankungen undFig. 2 curves with operating voltage fluctuations and
F i g. 3 Kurvenverläufe bei Lastschwankungen.F i g. 3 curves for load fluctuations.
Die in Fig. 1 dargestellte Thyristor-Horizontalablenkschaltung besteht aus einem Rüeklaufschalter 1 und einem Hinlaufschalter 2, die über eine Kommutierungsinduktivität 3 und einen Kommutierui.gsersatzkondensator 4 miteinander verbunden sind. Ausgangsseitig ist an dem Hinlaufschalter 2 die Primärwicklung 5 eines Zeiltentransformators 6 ynd ein in Reihe hierzu angeordneter Koppelkondensator 7 angeschlossen. Die Sekundärwicklungen bestehen aus einem Wickel 8 für die Hochspannung und einer weiteren Sekundärwicklung 9, zu der in Reihe eine nicht dargestellte Ablenkspule geschaltet ist. Diese Sekundärwicklung 9 weist ferner einen Abgriff 10 auf, von dem die Information für den Regelverstärker abgegriffen wird. Die Sekundärwicklung 9 ist außerdem mit einer Gleichrichteranordnung zur Erzeugung einer Gleichspannung zur Stromversorgung der einzelnen Geräteschaltungen verbunden. Die Gleichrichteranordnung besteht dabei aus der Diode 11 und dem Ladekondensator 12.The thyristor horizontal deflection circuit shown in FIG. 1 consists of a return switch 1 and a run-out switch 2, which has a commutation inductance 3 and a Kommutierui.gs Ersatzkondensator 4 are connected to each other. Output side is the primary winding 5 of a line transformer 6 and one in series with this at the trace switch 2 arranged coupling capacitor 7 connected. The secondary windings consist of a winding 8 for the high voltage and a further secondary winding 9, to which one not shown in series Deflection coil is switched. This secondary winding 9 also has a tap 10, of which the Information for the control amplifier is tapped. The secondary winding 9 is also with a Rectifier arrangement for generating a DC voltage to supply power to the individual device circuits tied together. The rectifier arrangement consists of the diode 11 and the charging capacitor 12th
Der Rüeklaufschalter 1 wird aus dem mit der Kathode gegen Masse geschalteten Kommutierungsthyristor 13 und der gegensinnig parallelgeschalteten Diode 14 gebildet. Der Hinlaufschalter 2 besteht hingegen aus dem Hinlaufthyristor 15, der mit der Kathode ebenfalls gegen Masse geschaltet ist, und einer parallel hierzu gegensinnig angeordneten zweiten Diode 16.The return switch 1 is made up of the commutation thyristor 13 connected to ground with the cathode and the oppositely connected parallel diode 14 is formed. The forward switch 2, however, consists of the trace thyristor 15, which is also connected to ground with the cathode, and one parallel thereto second diode 16 arranged in opposite directions.
Mit dem Abgriff 10 ist ein von der Information spannungsgesteuerter getakteter Regelverstärker verbunden, der eingangsseitig eine Diode 17 aufweist, die in Durchlaßrichtung geschaltet ist und an deren Kathode gegen Masse ein Ladekondensator 18 liegt Parallel zum Ladekondensator 18 ist ein Spannungsteiler 19 aus einem Potentiometer geschaltet. Am Abgriff des Spannungsteilers 19 liegt in Sperr-Richtung eine Zenerdiode 20, die mit der Anode mit der Basis eines nachgeschalteten npn-dotierten Transistors 21 verbunden ist, dessen Emitter gegen Masse und dessen Kollektor über eine parallel zur Steuerwicklung 26 der Ladedrossel 27 in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 28 mit der Kathode der Diode 17 verbunden ist. Auf den Kern der Ladedrossel 27 ist die Speicherwicklung 29 und eine weitere Wicklung 30 aufgewickelt. Über die Wicklung 30 wird der Hinlaufthyristor 15 von einer Steuerspannung geschaltet, die über eine Kombination aus den Bauelementen 31,32 und 33 der Zündelektrode des Hinlaufthyristors 15 zugeführt wird. Der Rücklauf wird durch von einem Horizontaloszillator 34 abgegebene zeilenfrequente Zündimpulse über einen Koppelkondensator 35 und eine Längsinduktivität 36 durch Zündung des Rücklaufthyristors 13 eingeleitet.A clocked control amplifier that is voltage-controlled by the information is connected to the tap 10, which has a diode 17 on the input side, which is switched in the forward direction, and at its cathode A charging capacitor 18 is connected to ground. A voltage divider 19 is made parallel to the charging capacitor 18 switched by a potentiometer. At the tap of the voltage divider 19 there is one in the blocking direction Zener diode 20, which is connected to the anode with the base of a downstream npn-doped transistor 21 is, its emitter to ground and its collector via a parallel to the control winding 26 of the Charging choke 27 in the forward direction connected diode 28 is connected to the cathode of the diode 17. On the The core of the charging choke 27 is the storage winding 29 and a further winding 30. About the Winding 30, the trace thyristor 15 is switched by a control voltage which is via a combination from the components 31, 32 and 33 of the ignition electrode of the trace thyristor 15 is supplied. The return is generated by line-frequency ignition pulses emitted by a horizontal oscillator 34 via a coupling capacitor 35 and a series inductance 36 initiated by the ignition of the return thyristor 13.
Die Funktion der Regelschaltung wird nachfolgend an Hand der Diagramme näher erläutert.The function of the control circuit is explained in more detail below using the diagrams.
Der Zeilenhinlauf setzt selbsttätig durch die von der Ladedrossel über die Wicklung 30 abgegriffene Information zum Zeitpunkt TO (F i g. 2) ein. Dabei bilden die Ladedrossel 27 mit ihrer Speicherwicklung 29, die Kommutierungsinduktivität 3 und der Kommutierungsersatzkondensator 4 über den durchgeschalteten Thyristor 15 einen Reihenschwingkreis, der so dimensioniert ist, d. h., daß die Induktivitäten und Kapazitäten des Schwingkreises so aufeinander abgestimmt sind, insbesondere der Luftspalt der Ladedrossel so groß gewählt ist und damit die Induktivität sehr klein ist (etwa 3 bis 4 mH), so daß die Einschwingkurve entsprechend der Resonanzfrequenz gegenüber dem Kommutierungszeitpunkt, an dem durch die zeilenfrequenten Impulse der Rüeklaufschalter 1 betätigt wird, das Maximum desThe line trace is automatically set by the one tapped by the charging choke via the winding 30 Information at time TO (FIG. 2). Form thereby the charging choke 27 with its storage winding 29, the commutation inductance 3 and the commutation replacement capacitor 4 via the connected thyristor 15, a series resonant circuit which is dimensioned in this way is, d. This means that the inductances and capacitances of the resonant circuit are matched to one another, in particular the air gap of the charging choke is chosen so large that the inductance is very small (about 3 to 4 mH), so that the transient curve corresponds to the resonance frequency compared to the commutation time at which the line-frequency pulses the return switch 1 is operated, the maximum of the
Kurvenverlaufs bereits überschritten hat und der Kommutierungszeitpunkt im nahezu linear verlaufenden Kurvenabschnitt liegt. Die zum Kommutierungszeitpunkt 72 anliegende Rücklaufspannung soll dabei auch bei Betriebsspannungsschwankungen konstant gehalten werden. Dieses wird gewährleistet, ohne daß infolge einer Spannungserhöhung automatisch die aufgenommene Energie nachgezogen wird. Es ist zwar zutreffend, daß bei Spannungserhöhung über den Nennwert zunächst der von der Ladedrossel 27 aufgenommene Ladestrom gemäßCurve has already exceeded and the commutation time in the almost linear Curve section lies. The return voltage applied at the commutation time 72 should be can be kept constant even with fluctuations in the operating voltage. This is guaranteed without the absorbed energy is automatically drawn in as a result of an increase in voltage. It is true It is true that when the voltage rises above the nominal value, the voltage generated by the charging choke 27 recorded charging current according to
proportional ansteigt. Da aber gleichzeitig die Induktivität der Ladedrossel 27 verringert wird, erhöht sich die Resonanzfrequenz. Als Folge davon weist die Einschwingkurve Κι sowohl einen steileren Anstieg als auch eine schneller abfallende, größere, steilere Abstiegsflanke auf, die für die Regelsteilheit ausschlaggebend ist, und verschiebt sich mit der veränderten Resonanzfrequenz gemäßincreases proportionally. However, since the inductance of the charging choke 27 is reduced at the same time, the resonance frequency increases. As a result, the transient curve Κι has both a steeper rise and a faster falling, larger, steeper falling edge, which is crucial for the control steepness, and shifts according to the changed resonance frequency
Jr = Jr =
2.-,HL2 .-, HL
in Richtung 7ö um ein bestimmtes Δψ. Aus dem Kurvenverlauf ist ersichtlich, daß bei einem bestimmten Δφ bei erhöhter Betriebsspannung eine größere Spannungsdifferenz (ΔU) gegeben ist, d.h., die Spannung fällt steiler ab, als der Ladestrom steigt, die ein Maß für die infolge der Energiependelung in das Netz zurückgeführte Energie darstellt. Dieser Teil schwankt also mit Zunahme bzw. Abnahme der Betriebsspannung, so daß die während des Hinlaufs in den Ablenkkreis abgegebene Energie nach der mathematischen Ableitung in the direction 7ö by a certain Δψ. From the curve it can be seen that at a certain Δφ with increased operating voltage, there is a greater voltage difference (ΔU) , i.e. the voltage drops more steeply than the charging current increases, which is a measure of the energy returned to the network as a result of the energy swing . This part fluctuates with an increase or decrease in the operating voltage, so that the energy released into the deflection circuit during the run-out according to the mathematical derivation
r«(Ctν2 - ufm) = , /-(/,,,,νr «(Ctν2 - uf m ) =, / - (/ ,,,, ν
als Folge der proportionalen Änderung von der Induktivität der Ladedrossel nahezu konstant bleibt. Dadurch bleibt auch das Bildformat konstant. In jedem Fall schneiden sich die Kurvenverläufe zum Kommutierungszeitpunkt in einem Punkt, der die Höhe der Rückschlagspannung festlegt.as a result of the proportional change in the inductance of the charging choke remains almost constant. This means that the image format also remains constant. In any case, the curves intersect at the time of commutation at a point that determines the level of kickback stress.
Vermindert sich hingegen die Betriebsspannung, so hat das zur Folge, daß die Resonanzfrequenz langsamer wird und damit die Einschwingkurve beim Einschalten des Hinlaufschalters langsamer ansteigt und der Scheitelwert unter der Nennspannungskurve liegt Da sich sämtliche Resonanzkurven im Schnittpunkt derIf, on the other hand, the operating voltage is reduced, this has the consequence that the resonance frequency is slower and thus the settling curve rises more slowly when the trace switch is switched on and the Peak value is below the nominal voltage curve Since all resonance curves are at the intersection of the
s vorgegebenen Riicklaufspcr.nung schneiden, verläuft der abfallende Abschnitt wesentlich flacher, d. h., daß die Spannung gegenüber Spannungserhöhung geringer abfällt und damit weniger Energie ins Netz zurückgeführt wird, so daß die gesamte abgegebene Energies cut given return tension, runs the sloping section is much shallower, d. that is, the voltage versus voltage increase is lower drops and thus less energy is fed back into the network, so that all of the energy emitted
ίο konstant bleibt. Lediglich beim Unterschreiten einer Mindestbetriebsspannung wird auch die Rückschlagspannung kleiner.ίο remains constant. Only when falling below a Minimum operating voltage, the kickback voltage is also smaller.
Während die Nachregelung bei Spannungsänderung selbsttätig über den Arbeitspunkt der LadedrosselDuring the readjustment in the event of a voltage change automatically via the operating point of the charging throttle
ι s geschieht, muß bei Lastschwankung eine Rückmeldung erfolgen. Durch den getakteten Regelverstärker, der über den Abgriff 10 seine Informationsspannung erhält, wird die Induktivität der Ladedrossel 27 über die Steuerwicklung 26 in der Weise beeinflußt, daß bei Leistungszunahme die Resonanzfrequenz der Schwingkreises beim Hinlauf kleiner wird, d. h. die Induktivität größer wird. Eine Änderung der Rücklaufspannung am Ende des Zeilenhinlaufs und damit eine Änderung der Amplitude des Ablenkstromes ist die Folge. InIf it happens, a response must be given in the event of load fluctuations take place. Through the clocked control amplifier, which receives its information voltage via tap 10, the inductance of the charging choke 27 is influenced via the control winding 26 in such a way that at Increase in power the resonance frequency of the oscillating circuit becomes smaller during the run-out, d. H. the inductance gets bigger. A change in the return voltage at the end of the line trace and thus a change in the The result is the amplitude of the deflection current. In
2S entsprechender Weise wird zum Zeitpunkt 7ö ( F i g. 3) die Spannung um ein ΔΙΙ herabgesetzt und zum Kommutierungszeitpunkt die Rücklaufspannung um ein Δυ erhöht. Dieser neue fiktive Punkt zum Kommutierungszeitpunkt legt die Rücklaufspannung auch be2S corresponding manner (F i g. 3) at the time the voltage 7ö a ΔΙΙ reduced and the commutation time increases ramp voltage to a Δυ. This new fictitious point at the commutation time also defines the flyback voltage
,ο schwankendem Ub und gleicher erhöhter Lastschwankung fest Eine Leistungsänderung kann aber nicht ir übertriebenen Maßen nachgeregelt werden, da sich dadurch der abfallende Kurventeil bei erhöhtei Spannung oder bei geringerer Betriebsspannung aibfla, ο fluctuating Ub and the same increased load fluctuation. However, a change in output cannot be readjusted to excessive dimensions, as this causes the falling part of the curve to be affected with increased voltage or with lower operating voltage
chen würde und damit eine Kompensation dei überhöhten Energieaufnahme nicht möglich ist.and thus compensation for the excessive energy consumption is not possible.
Bedingt durch die zwei getrennt voneinandei durchführbaren Regelfälle kann bei Verzicht auf eine Nachsteuerung bei Wirklaständerung, die ohnehin beDue to the two standard cases that can be carried out separately, if one Readjustment in the event of a change in the real load, which is already be
Schwarzweißgeräten maximal nur etwa 10 W beträgt auf den Regelkreis aus den Bauelementen 17, 18,19, 20 25, 26 und 28, dessen Funktion in der Patentanmeldunj P 22 51 165 beschrieben ist, verzichtet werden. Die Betriebsspannungsänderungen selbst führen durch die Selbstregelung des entsprechend dimensionierter Schwingkreises, insbesondere über die Induktivitäts Schwankungen der Ladedrossel, zu keiner überhöhter Leistungsabgabe und gewährleisten eine konstant« Rückschlagspannung, weil die überschüssige EnergiiBlack and white devices is a maximum of only about 10 W on the control circuit made up of components 17, 18, 19, 20 25, 26 and 28, the function of which is described in Patent Application P 22 51 165, can be omitted. the Operating voltage changes themselves lead through the self-regulation of the appropriately dimensioned The resonant circuit, in particular via the inductance fluctuations of the charging throttle, is not excessive Power output and ensure a constant kickback voltage, because the excess enerii
durch die Energiependelung in das Netz zurückgegebei wird.is returned to the network by the energy swing.
Blatt ZciclinunccnSheet Zciclinunccn
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1973
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