DE2344790A1 - Spannungsvervielfacherbaugruppe mit dielektrischen trennschichten aus luft und materie - Google Patents

Description

Spannungsvervielfacherbaugruppe mit dielektrischen Trennschichten aus Luft und Materie

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe aus elektronischen Bauteilen mit einem Gehäuse, wie sie beispielsweise als Spannungsvervielfacher zusammen mit Pernsehbildröhren verwendet wird,

In elektronischen Baugruppen, wie sie beispielsweise bei Fernsehbildröhren verwendet werden und bei denen in relativ kleinen Baugruppen Hochspannungsbauteile angeordnet sind, ist es notwendig, die Koronaentladung möglichst klein zu halten und ein Absinken der hohen Spannungen durch Entladungen von den Bauteilen zu einem Punkt oder Punkten auf niedererem Potential zu verhindern. Die Koronaentladung beispielsweise kann eine Zerstörung der Bauteile verursachen und die Qualität der Bildröhre beeinflussen.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Hochspannungsbaugruppe derart anzuordnen, daß zwischen den Bereichen hoher Sp^annungsunterachiede in der Baugruppe eine gute dielektrische Trennung besteht, um dadurch Korona- und Hochspannungsentladungen möglichst klein zu halten oder zu verhindern«

D eae Aufgabe wird durch eine Baugruppe aus elektronischen

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Bauteilen mit einem Gehäuse gelöst, die sich erfindungsgemäß durch dielektrische Trennschichten aus Luft und dielektrische Trennschichten aus Materie, deren dielektrische Eigenschaften von denen der Trennschichten aus Luft verschieden sind, und eine Einbettung für die Bauteile mit von denen der Luft- und Materieschichten verschiedenen dielektrischen Eigenschaften und eine Anordnung der Bauteile und Trennschleifen derart, daß zwischen den verschiedenen Bauteilen etwa gleiche Spanmangsgradienten Gestehen, um die Koronadurchschlagseigensehaften der Baugruppe zu verbessern, und die dielektrischen Lufttrennschiehten die thermischen Eigenschaften der Baugruppe verbessern, auszeichnet.

Erfindungsgemäß v/ird so eine Baugruppe geschaffen, die kompakt ist und bei der zwischen den Bauteilen eine verbesserte dielektrische und thermische Trennung besteht.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Darstellungen von Ausführungsbeispielen mit vorteilhaften Einzelheiten erläutert:

Es stellen dar:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe;

Pig". 2 eine zweite Ausführungsform einer Baugruppe; Pig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Baugruppe;

Pig. 4 eine Schaltung, wie sie in der erfiudungsgemäßen Baugruppe verwendet wird.

In Pig. 1 ist eine Baugruppe mit verbessertem Dielektrikum dargestellt, die einen Spannungsvervielfacher und einen Vorbelastungswiderstand enthält. Das Gehäuse 15 der Spanuungsvervielfacherbaugruppe 13 kann aus Polypropylen oder einem anderen geeigneten Kunststoff bestehen. Die Erfindung kann ganz allgemein auf verschiedenartige Netzwerke mit vielen Verzweigungen, wie Vervielfacherbaugruppen, wie Spannungsverdoppler, Verdreifacher usw. angewendet werden.

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Das Gehäuse 15 für die Vorrichtung hat die Form eines U mit einem geschlossenen Ende. 17 und einer Montagegrundplatte 19, die das entgegengesetzte Ende des Gehäuses verschließt. Die Montagegrundplatte 19 v/eist Befestigungsschlitze 21 und 23 auf. Die Oberseite des Gehäuses 15 ist gemäß Fig. 1 offen und nach Einbau der elektronischen Bauteile in dem Gehäuse wird es mit einem geeigneten Einbettmaterial 25 ausgefüllt oder ausgegossen.

Das Gehäuse 15 hat drei getrennte Abteilte 20, 22 und 24, die sich über die ganze Länge des Gehäuses erstrecken und die entsprechenden Bauteile aufnehmen, wie im folgenden erklärt wird,

Ein Eingangsanschlußstift 31 schließt die Eingangsspannung über eine ira Abteil 20 untergebrachte Eingangsleitung 33 an die' elektronischen Bauteile des Spannungsvervielfachers 13 an.

Wichtig ist, daß das Abteil 20 vom benachbarten Abteil 22 durch voneinander getrennte dielektrische Trennschichten 26 und 28, die einen dielektrischen Luftzwischenraum 27 einschließen, getrennt ist. Die dielektrischen Trennschichten 26 und 28 bilden so eine längliche Öffnung oder einen Zwischenraum, der den dielektrischen Luftzwischenraum 27 bildet. Neben der Montagegrundplatte 19 ist in den Trennschichten 26 und 28 ein Durchlaß 24 ausgebildet, durch den die Eingangsleitung 33 an den elektronischen Anschlußstift 45 im Abteil 22 geführt ist.

Das Abteil 22, das zentrale Abteil, enthält Kondensatoren C1 bis C5 und Dioden D1 bis D5, die in bekannter Weise einen Spannungsverdreifacher bilden und die gemäß Fig. 4 elektronisch zusammengeschaltet sind.

Die elektrischen und elektronischen Bauteile und die Schaltung gemäß Fig. 4 sind wohl bekannt und gehören ansich nicht zur Erfindung; sie brauchen daher nur kurz erklärt zu werden.

Die Kondensatoren C1 und C2 sind Wechselstromkopplungskondensatoren und dienen bekanntermaßen dazu, einen Gleich-

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- 4 Spannungsanteil zu speichern.

Die Kondensatoren C3, C4 und C5 sind Spannungsaddierkondensatoren. Ein Anschluß des Kondensators C3 ist an einem Anschlußstift 36 und von dort über die elektrischen Leitungen 37 an den Erdanschlußstift 39 geführt.

Befestigungsplatten 41, 42 und 43 ermöglichen die Kondensatoren C1 bis C5 unter, gegenseitigem Zwischenraum und gegeneinander versetzt anzuordnen. An den Enden der und zwischen den Kondensatoren C1 bis C5 sind Anschlußstifte 45, 47, 49, 51, 53 und 55 angebracht, um die elektronischen Verbindungen zwischen den Kondensatoren C1 bis C5 und den Dioden D1 bis D5 zu vereinfachen. Die Dioden D1 bis D5 sind schräg zwischen und über den Kondensatoren C1 bis C5 angeordnet.

In dem Abteil 24befindet sich ein Fokussierwiderstand 57, der im wesentlichen die ganze Länge des Abteils einnimmt. Das Abteil 24 ist durch voneinander entfernte dielektrische Trennschichten 30 und 32 und einen von diesen eingeschlossenen dielektrischen LuftZwischenraum 29 von dem mittleren Abteil 22 getrennt. Die dielektrischen Trennschichten 30 und 32 bilden auf diese Weise einen länglichen Raum, der den dielektrischen Luftzwischenraum 29 darstellt. Für die Durchführung einer Leitung zum Anschluß des Fokussierwiderstandes 57 ist in den Trennwänden 30 und 32 ein Durchlaß 38 ausgebildet.

Eine Leitung 58 verbindet den Anschlußstift 55 mit dem einen Anschluß des Fokussierwiderstandes 57. An den Anschlußstift 55 ist weiter eine Hochspannungsleitung 60 angeschlossen. Der Fokussierwiderstand 57 kann ein Potentiometer oder ein Widerstand mit mehreren Abgriffen sein, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, gemäß der der Fokussierwiderstand 57 von dem Abgriff 59 eine fokussierende Ausgangsspannung und vom Abgriff einen Potentiometerausgang liefert.

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Das andere Ende bzw. der andere Anschluß des Widerstandes 57 ist mit einem Trimmer oder einem Fokussteuerwiderstand 62 verbunden, der sich außerhalb des Gehäuses befindet, wie durch die gestrichelte Linie neben dem Widerstand 62 in Fig. 4 angedeutet.

Der Fokussierwiderstand 57 kann jede geeignete Form haben, beispielsweise als länglicher, kreisförmiger Stab, als eine flache Platte oder als ein rechtwinkliger Stab ausgebildet sein.

Die dielektrischen Trennschichten 24, 26, 30, 32 können in dem Gehäuse 15 untergebracht sein oder mit dem Gehäuse 15 einteilig ausgebildet sein, um die aus Luft bestehende dielektrische Trennschicht 25 bzw. 29 zwischen den Abteilen 20 und 22 bzw. 22 und 24 zu bilden.

Die Eingangsleitung 33 im Abteil 20 ist von den Kondensatoren C1 bis C5 und Dioden D1 bis D5 im Abteil 22 durch eine dielektrische Trennschicht 24, ein aus Luft bestehendes Dielektrikum und eine zweite dielektrische Trennschicht 26 getrennt. Ganz ähnlich sind die Kondensatoren C1 bis C5 und Dioden D1 bis D5 von dem Fokussierwiderstand 57 durch die dielektrische Trennschicht 30, das Luftdielektrikum 29 und die zweite dielektrische Trennschicht 32 getrennt.

V/enn die Bauteile gemäß Fig. 1 im Gehäuse 15 angeordnet und elektrisch angeschlossen sind, v/erden die Abteile 20, 22 und 24 des Gehäuses 15 mit Einbettungsmaterial bzw. Vergußmasse gefüllt, so daß die Bauteile in den dargestellten Lagen im Gehäuse 15 eingekapselt, eingebettet bzw. vergossen sind.

Zwischen jedem der Abteile besteht ein deutlicher dielektrischer Luftzwischenraum.

Für die Einkapselung wird ein anderes Material verwendet wie Γ'ν die dielektrischen Trennschichten.

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Ein wichtiges Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die dielektrischen Trennschichten 24, 26, 30 und 32 aus einem Material bestehen, das von dem Einbettungsmaterial verschieden ist und daß desweiteren die dielektrischen Eigenschaften des Luftdielektrikums verschieden sowohl von denen der Materie bestehenden dielektrischen Trennschichten als auch von der Einbettung sind. Dieses Merkmal bewirkt eine unterschiedliche dielektrische Impedanz für einen Koronadurchschlag und bewirkt entsprechend verbesserte Eigenschaften bezüglich einer Spannungsverminderung durch Koronaentladungen und verhindert den Beginn bzw. die Fortdauer einer Koronaentladung. Die Eingansspannung an der Baugruppe 13 ist im allgemeinen ein hoher Spannungspuls von niederer Impedanz, der bei nicht geeigneter dielektrischer Trennung bzw. Abschirmung und gegenseitigem Abstand der Bauteile diese sehr anfällig für den Beginn einer Koronaentladung macht. Aus diesem Grunde sind die Trennschichten 24 und 26 und der Luftzwischenraum 27 vorgesehen, um die Eingangsleitung 33 von den restlichen Bauteilen zu trennen.

Die Trennschichten 24, 26, 30 und 32 sind aus anderem Material wie die Einbettung und weisen eine andere dielektrische konstante als das Einbettungsmaterial 27 auf und haben so verschiedene Koronadurchschlagseigenschaften.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die thermischen Isoliereigenschaften der gesamten Baugruppe durch die zusätzliche Trennung mittels der dielektrischen Luftzwischenräume 27 und wesentlich verbessert sind; dies geschieht auch durch Öffnungen, die die Luftzirkulation und die daraus resultierende Konvektionskühlung verstärken.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt und v/eist ein Gehäuse 71 mit drei Abteilen 72, 73 und 74 auf, die sich über die ganze Länge des Gehäuses 71 erstrecken und an beiden Enden offen sind.

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Die Spannungsvervielfacherbaugruppe 13 befindet sich in dem ersten Abteil 72 und der.Fokussierwiderstand in dem dritten Abteil 74. Das Gehäuse 71 weist Befestigungsflansche 80 mit Befestigungslöchern 8OA auf.

Wenn die Bauteile in den Abteilen 72 und 74 angeordnet sind, werden sie in einem Einbettmaterial 25 ähnlich wie gemäß Fig. 1 eingekapselt. In das Abteil 73 wird kein Einbettmaterial eingefüllt, so daß zwischen den Abteilen 72 und 74 das offene Abteil 73 ausgebildet ist, das durch dielektrische Trennschichten bzw. Wände 75 und 78 von den Abteilen 72 bzw. 74 getrennt ist. In der Unterseite und der Oberseite des Abteils 73 sind Öffnungen 76 und 77 ausgebildet, die eine Luftzirkulation zulassen und thermische Kühlung fördern.

Gemäß Fig. 3 weist eine dritte Ausführungsform der Erfindung Merkmale auf, die denen gemäß Fig. 1 und 2 ähnlich sind. Hier jedoch kapselt das Gehäuse 79» das rechtwinklige Form hat, die Matrix bzw. die Spannungsvervielfacherbaugruppe 13 und einen als ein dicker Film auf einer flachen rechtwinkligen Platte, vorzugsweise einer Keramikplatte 88 ausgebildeten Widerstand 57A ein. Funktionell ist der Widerstand 57A den Widerstand 57 gleich.

Das Gehäuse 79 weist ein Paar einander gegenüberliegender Ausnehmungen 84 und 86 auf; die Ausnehmung 84 befindet sich auf der Oberseite des Gehäuses 79 (gemäß Fig. 3) und die Ausnehmung 86 auf der Unterseite. Die Ausnehmung 84 erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Länge des Gehäuses 79; in die Ausnehmung 84 paßt die Platte 88/dem Widerstand 57A. Eingebaut befindet sich die Platte 88 in der Ausnehmung 84 und ist darin durch das Einbettmaterial 25 eingeschlossen. Ähnlich ist die Matrix bzw. die Spannungsvervielfacherbaugruppe 13 in der Ausnehmung 86 an der entgegengesetzten unteren Seite des Gehäuses 79 untergebracht und darin eingekapselt.

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Über die ganze Länge des Gehäuses 79 erstreckt sich eine rechtwinklige Öffnung, die an jedem Ende offen ist und einen dielektrischen Luftzwischenraum 81 bildet. Zusätzlich sind Öffnungen 83 und 85 auf jeder Seite des Gehäuses 79 mit dem Zwischenraum 81 in Verbindung. Auf diese Weise ist der Widerstand 57 A von der Spannungsvervielfacherbaugruppe 13 durch den Luftzwischenraum 81 und die dielektrischen Trennschichten, die die Ober- und Unterseiten der öffnung 81 bilden, getrennt. Von vorne nach hinten durch das Gehäuse 79 und von einer zur anderen Seite sind Luftzirkulationswege ausgebildet. Wie in der anderen Ausbildungsform bildet der Luftzwischenraum 81 ein Luftdielektrikum zwischen dem Widerstand 57A und der Spannungsvervielfacherbaugruppe 13 und djsit gleichzeitig dazu, die thermischen Eigenschaften hinsichtlich der Wärmeabfuhr der Vorrichtung zu verbessern.

In jeder der Ausführungsformen gemäß Fig. 1, 2 und 3 ist der Fokussierwiderstand von der Matrixanordnung durch eine Kombination aus Luft bestehender Trennschicht und aus Materie bestehender Trennschicht getrennt. Dies führt dazu, daß der Spannungsgradient zwischen den verschiedenen Unterbaugruppen im wesentlichen gleich ist, wodurch die Koronadurchschlagseigenschaften genauso wie die Spannungsregulierung verbessert werden. Desweiteren wird die vom Fokussierwiderstand entwickelte Wärme vom Einbettungsmaterial nach außen über den dielektrischen Luftzwischenraum zur Umgebung und nicht in die Spannungsvervielfacherbaugruppe abfließen.

Der Fokussierwiderstand wirkt auch als ein Dämpfungswiderstand für die Koronaentladung und minimalisiert so die Koronaentladung an der Ausgangsleitung zwischen der Spannungsvervielfacherbaugruppe 13 und einer Bildröhre ader anderen, auf hoher Spannung befindlichen Bereichen außerhalb der Spannungsvervielfacher an.

Die grundsätzliche Form und Dicke der einzelnen aus Luft bzw. Materie bestehenden Trennschichten können entsprechend

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den dielektrischen Isolierparametern, die zwischen der Spannungsvervieliacherbaugruppe 13 und dem Fokussierwiderstand erforderlich sind, verändert werden.

Ansprüche

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Claims (9)

Ansprüche

1. Baugruppe aus elektronischen Bauteilen mit einem Gehäuse, gekennzeichnet durch dielektrische Trennsch.lchten (27, 29; 73; 81) aus Luft und dielektrische Trennschichten (24, 26, 30, 32; 75, 78) aus Materie, deren dielektrische Eigenschaften von denen der Trennschichten aus Luft verschieden sind und eine Einbettung (25) für die Bauteile mit von denen der Luft- und Materietrennschichten verschiedenen dielektrischen Eigenschaften und eine Anordnung der Bauteile und Trennschichten der Art, daß zwischen den verschiedenen Bauteilen etwa gleiche Spannungsgradienten bestehen, um die Koronadurchschlags eigenschaften der Baugruppe zu verbessern, und die dielektrischen Lufttrennschichten die thermischen Eigenschaften der Baugruppe verbessern.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Spannungsvervielfacher (i 3) und einen daran angeschlossenen Widerstand (57; 57A)auf v/eist, und der Spannungsvervielfacher (13) und der Widerstand (57; 57A) durch die dielektrische Lufttrennschicht (29; 73; 81) und die dielektrischen Materietrennschichten (30, 32; 75, 78) getrennt sind.

3. Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Spannungsvervielfacher (13) an einen ersten elektrischen Leiter (33) angeschlossen ist und der größte Teil des elektrischen Leiters (33) durch eine dielektrische Lufttrennschicht (27) und Materietrennschichten (24, 26) von dem Spannungsvervielfacher (13) getrennt ist und der Widerstand (57) einen Ausgang für den Spannungsverviel-

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fächer (13) aufweist.

4. Baugruppe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der ¥iderstand (57A) ein in einer relativ flachen Ebene ausgebildeter Dickschichtwiderstand ist.

5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (15) in drei Abteile (20, 22, 24) unterteilt ist, von denen jedes vom benachbarten Abteil durch eine erste Materietrennschicht (26, 3C), eine Lufttrennschicht (27, 29) und eine zweite Materietrennschicht (28, 32) abgetrennt ist.

6. Baugruppe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Abteile (20, 22, 24) mit Einbettmaterial (25) gefüllt sind.

7. Baugruppe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein erstes, den Spannungsvervielfacher (13 ) aufnehmendes Abteil (72), ein zweites,, den Widerstand (57) aufnehmendes Abteil (74) und einen Luftzwischenraum (73) zwischen beiden Abteilen (72, 74) als dielektrische und thermische Grenzschicht.

8. Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine Hochspannungsleitung (33) in dem ersten Abteil (20) aufgenommen ist, der Spannungsvervielfacher (13) in dem zweiten Abteil (22) aufgenommen ist und der Widerstand (57) in dem dritten Abteil (24) aufgenommen ist.

9. Baugruppe nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine erste, mit Einbettmaterial (25) ausgefüllte Ausnehmung (84) zur Aufnahme des Widerstandes (57) und eine zweite, mit Einbettmaterial (25) gefüllte Ausnehmung (86) zur Aufnahme der elektronischen Bauteile.

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