DE2745417A1

DE2745417A1 - Schaltung zum erzeugen eines saegezahnfoermigen stroms in einer spule

Info

Publication number: DE2745417A1
Application number: DE19772745417
Authority: DE
Inventors: Attilio Farina; Guiseppe Zappala
Original assignee: Indesit Industria Elettrodomestici Italiana SpA
Current assignee: Sisvel SpA
Priority date: 1976-10-11
Filing date: 1977-10-08
Publication date: 1978-04-13
Also published as: NL7711110A; FR2367381A1; FR2367381B1; DE2745417C2; US4144479A; GB1555178A

Description

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Beschreibung zum Patentgesuch

der Indesit Industria Elettrodomestici Italiana S.p.A. Rivaita (Torino) / Italien

betreffend:

"Schaltung zum Erzeugen eines sägezahnförmigen Stroms in einer Spule"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Erzeugen eines sägezahnförmigen Stroms in einer Spule, insbesondere in der horizontalen Ablenkspule einer Kathodenstrahlröhre, und zum Speichern eines Teils der von einer Versorgungsquelle aufgenommenen Energie, insbesondere zum Versorgen mindestens einer Zusatzschaltung mit einer verhältnismäßig niedrigen Spannung, vorzugsweise in einem Fernsehempfänger.

Die Schaltung ist so ausgelegt, um sie von einer Quelle mit einer verhältnismäßig hohen Spannung aus zu versorgen, welche insbesondere durch Gleichrichten der Wechselnetzspannung erhalten wird, und die Schaltung weist auf einen Parallelresonanzkreis mit einer Ablenkspule, welcher während des RücklaufIntervalls des Sägezahns wirkt, eine erste Kapazität (Kondensator) und eine zweite Kapazität (Kondensator), welche die Zeilenabtastdauer und das Rücklaufintervall des Sägezahns bedingen, und in welcher Strom während des ersten Teils der Zeilenabtastdauer in eine erste Diode, die parallel zu der für das Rücklaufin-

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tervall vorgesehenen Kapazität geschaltet ist, und während des zweiten Teils in eine mit der ersten Diode verbundenen Diode und in einen steuerbaren elektronischen Schalter fließt, der in Reihe mit der zweiten Diode geschaltet ist, und deren Steuerelektroden Impulse periodisch abgeben, um sie für einen Teil der Zeilenabtastdauer leitend zu machen, und in welche.r von einer Quelle mit einer verhältnismäßig hohen Spannung aufgenommene Energie in einer ersten mit dem Schalter verbundenen Induktionsspule gespeichert wird, wenn letzteiBr leitend ist,und zumindest teilweise an den Resonanzkreis über eine dritte Kapazität während des Intervalls übertragen wird, in welchem die Schaltung nichtleitend ist.

Schaltungen dieser Art sind nicht unbekannt (siehe beispielsweise DT-PS 2 130 902) und sind von großem Interesse, insbesondere für Hersteller von Fernsehempfängern, in welchen sie eine einfache Einrichtung mit einer einzigen Schaltanordnung, welche gewöhlich ein Transistor der Horizontalablenkung ist, und eine Versorgung von Niederspannungs-Zusatzschaltungen (beispielsweise von 12 oder 15V) schaffen, die unmittelbar mit der Gleichspannung starten, die durch Gleichrichten der Netzwechselspannung von 220V erhalten wird. Die bekannten Schaltungen, wie sie beispielsweise in der vorerwähnten deutschen Patentschrift oder in der FR-PS 2 208 259 beschrieben sind, benutzen eine Sekundärwicklung, um die Energie von der ersten Induktionsspule an die Ablenkschaltung während des RücklaufIntervalls zu übertragen; die Energie für eine Versorgung der Zusatzschaltungen kann durch Vorsehen weiterer Sekundärwicklungen und Dioden erhalten werden, welche die dort erzeugten Impulse gleichrichten.

Diese bekannten Schaltungen haben jedoch aufgrund der sich in der Praxis ergebenden Schwierigkeiten noch keine Anwendung gefunden, da beispielsweise zwei Transformatoren (einer für die Energieversorgung der Ablenkschaltung und der wei-

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Zusatzschaltungen und einer zum Erzeugen einer Hochspannuno für die (Kineskop-)Bildröhre ) vorgesehen sein müssen und ferner eine scharfe anfängliche Spannungsänderung an den Anschlüssen des Schalters vorhanden sein muß, wenn er aufhört leitend zu sein, wobei die Änderung gleich der Versorgungsspannung ist oder eine hohe und infolgedessen unerwünschte, momentane Stromspitze in dem Schalter hervorruft, wenn er geschlossen wird.

Die Erfindung soll daher eine Schaltung schaffen, bei welcher die Nachteile bekannter Schaltungen beseitigt sind.

Die Erfindung betrifft daher eine Schaltung zum Erzeugen eines sägezahnförmigen Stroms, der eine Zeilenabtastdauer mit einem Anfangs-, Mittel- und Endteil und ein Rücklaufintervall schafft, in einer Spule, insbesondere einer Ablenkspule einer Bildröhre, wobei die Schaltung außer dieser Spule noch folgende Bauelemente aufweist: einen Zeilen- und einen Rücklaufkondensator, welche zusammen mit der Spule einen Resonanzkreis während des RücklaufIntervalls bilden, eine erste parallel zu dem Rücklaufkondensator geschaltete Diode mit einer solchen Polarität, daß der Strom in der Spule diese während des Anfangs- und Mittelteils der Zeilenabtastdauer leitend mächt, einen steuerbaren Schalter mit einer Steuerelektrode, der mit einer Quelle von periodischen Signalen verbunden ist, welche ihn während des Mittel- und Endteils des Zeilenabtastintervalls leitendmachen, wobei der steuerbare Schalter mit einer Versorgungsquelle über eine erste Induktionsspule und mit dem Rücklaufkondensator über eine zweite Diode verbunden ist, die mit einer solchen Polarität geschaltet ist, daß der Strom in der Spule diese während des Endteils des Zeilenabtastintervalls leitend macht; gemäß der Erfindung ist diese Schaltung gekennzeichnet durch einen ersten Kondensator, der einerseits mit dem steuerbaren Schalter und der ersten Induktionsspule, andererseits mit einer eine zweite Induktionsspule aufweisenden Schaltung und über eine dritte Diode

mit dem Rücklaufkondensator verbunden ist, wobei der erste Kondensator und die ersten und zweiten Induktionsspulen so bemessen sind, daß während des Intervalls, in welchem der steuerbare Schalter nichtleitend ist, Energie von der ersten Induktionsspule dem ersten Kondensator zugeführt wird, welcher dadurch geladen wird, und wobei anschließend während des Intervalls, in welchem der steuerbare Schalter leitend ist, der erste Kondensator über die zweite Induktionsspule entladen wird, so daß er praktisch zu dem Zeitpunkt entladen ist, zu welchem der steuerbare Schalter nichtleitend wird, und daß die auf diese Weise in der zweiten Induktionsspule gespeicherte Energie dann während des Restes des Intervalls einer Speichereinrichtung zugeführt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.1 ein elektrisches Schaltbild einer Versorgungsschaltung für eine horizontale Ablenk- und Zusatzschaltung für einen monochromatischen Fernsehempfänger mit einer 110°/61cm (24") Bildröhre mit der erfindungsgemäßen Schaltung;

Fig.2 einige Wellenformen,die zeigen, wie die Schaltung der Fig.1 arbeitet;

Fig.3 eine Abwandlung eines Teils der in Fig.1 dargestellten Schaltung;

Fig.4 im einzelnen einen Teil der in Fig.1 und 3 dargestellten Schaltungen;

Fig.5 eine weitere Ausführungsform eines Teils der

Schaltung der Fig.1 mit der Schaltung gemäß der E r f indung; und

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Fig.6 eine Abwandlung eines Teils der in Fig.5 dargestellten Schaltung.

In Fig.1 sind mit den Buchstaben D und D¹ zwei Eingangsanschlüsse einer Versorgungsschaltung für eine horizontale Ablenk- und Zusatzschaltung für ein Schwarz-weiß-Fernsehgerät mit einem 61cm (24")/110° Bildschirm* Eine Nennspannung von 220V und 50Hz (die übliche Netzspannung) ist mit den Anschlüssen D und D¹ verbunden. *bezeichnet

Der Anschluß D¹ ist mit Erde verbunden; der Anschluß D ist mit einer herkömmlichen Spannungs-Gleichrichter- und Glättungsschaltung mit Widerständen 11 und 12, einer Diode 13 und Kondensatoren 14 bis 17 verbunden. Insbesondere der Widerstand 11 ist zwischen den Anschluß D und die Anode der Diode 13 geschaltet, zu welcher parallel der Kondensator geschaltet ist. Die Kathode ist sowohl über den Kondensator 15 als auch über die Reihenschaltung aus dem Widerstand 12 und den Kondensatoren 16 und 17 mit Erde verbunden. Eine mittlere Gleichspannung von unter normalen Bedingungen etwa 250V steht dann an dem Schaltungspunkt F, d.h. an der Verbindung der Reihenschaltung aus dem Widerstand 12 und dem Kondensator 16 zur Verfügung.

Der Schaltungspunkt F ist über eine Induktionsspule 18 mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 19 (Endzeilentransistor) verbunden. Der Kollektor dieses Transistors 19 ist mittels einer Schaltung aus Dioden 24 und 25, einem Kondensator 26 und einem Bauteil Z, das später noch im einzelnen beschrieben wird, mit einem Ende G einer Primärwicklung 21 eines für Höchstspannung (EHV) ausgelegten Transformators 22 mit einer Anzahl Sekundärwicklungen verbunden. Die Anode der Diode 24 ist mit dem Ende G der Primärwicklung 21 und mit ihrer Kathode mit dem Kollektor des Transistors 19 verbunden. Die Kathode der Diode 25 ist mit der Anode der Diode 24 und ihre Anode ist mit dem Kondensator 26 verbunden, des-

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sen anderer Anschluß mit dem Kollektor des Transistors 19 verbunden ist; schließlich ist das Bauelement Z parallel zu der Diode 25 geschaltet. Das andere Ende der Primärwicklung 21 des Transformators 22 ist über einen Kondensator 28 mit Erde verbunden, und parallel zu der Wicklung 21 ist die Schaltung des horizontalen Ablenkspulenjochs geschaltet, über welches der sägezahnförmige Strom fließen muß, und welche durch eine Reihenschaltung aus zwei parallel geschalteten Ablenkspulen 30 (mit einer Gesamtinduktivität von 2mH) einer Parallelschaltung aus einer (gedämpften} linear veränderlichen Spule 31 und einem Widerstand 32 sowie einem Reihenkondensator 33 (für eine Tangentialkorrektur) gebildet ist. Zwischen dem einen Ende G der Primärwicklung 21 und Erde ist ein Parallelkondensator 34 für die Rücklaufintervallzeit geschaltet, und parallel dazu ist auch eine Regenerierungsdiode 35 geschaltet, deren Anode mit Erde verbunden ist.

Der Transformator 22 weist drei Sekundärwicklungen auf, und zwar:

eine erste Sekundärwicklung 36 für einen Booster- bzw. Zusatzverstärker, die zwischen Erde und die Anode einer Diode geschaltet ist, um an der Kathode der Diode 37 (am Schaltungspunkt E) die Höchstspannung (EHV) zu erhalten; eine zweite Sekundärwicklung 38, um (über eine Diode 39 und einen Widerstand 40) die Basis des Endtransistors 19 vorzuspannen, wobei ein Ende der Wicklung 38, die zu einem Kondensator 41 parallel geschaltet ist, mit der Anode der ^iode 39 verbunden ist, deren Kathode über den Widerstand 40 mit der Basis des Transistors 19 verbunden ist. Darüber hinaus ist die Kathode der Diode 39 über einen Widerstand 42 mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 43 verbunden, dessen Emitter geerdet ist, und das andere Ende der Wicklung 38 ist mit dem Emitter eines NPN-Transistors 44 verbunden, welcher wiederum über einen Widerstand 45 geerdet ist; eine dritte Sekundärwicklung 46 für niedrige Gleichspannungen

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an Schaltungspunkten A und C, um weitere Schaltungen des Fernsehgerätes zu versorgen; hierbei ist die Wicklung 46 zwischen die Erde und die Anode einer Diode 47 geschaltet, zu welcher ein Kondensator 48 parallel geschaltet ist, und deren Kathode zu dem Schaltungspunkt C führt. Ein Zwischenabgriff der Wicklung 46 führt zu der Anode einer Diode 50, zu der ein Kondensator 51 parallel geschaltet ist und deren Kathode zu dem Schaltungspunkt A führt. Zwischen den Schaltungspunkt A und Erde ist ein Kondensator 52 geschaltet. Der Schaltungspunkt ist auch mit der einen Seite eines Widerstandes 54 verbunden, dessen andere Seite mit der Kathode einer Zenerdiode 55 ,deren Anode geerdet ist_/und mit der Stromquelle von zwei bekannten Schaltungen verbunden ist, die mit den Buchstaben O und MC und in Blockform dargestellt sind; diese Schaltungen stellen den Horizontaloszillator 0 (welcher die Synchronisiersignale an einem Eingang S erhält ) und den Steuermodul MC dar , welcher den Ausgang des Oszillators O erhält und an den Endzeilentransistor 19 über Pilottransistoren 43 und 44 ein Steuersignal abgibt, dessen Dauer sich entsprechend den Spannungswerten,ändert, die von dem Punkt F (über einen Widerstand 60) und von dem Emitter des Transistors 44 (über einen Widerstand 61, der mit einem einstellbaren Widerstand 62 und über einen Widerstand 63 mit Erde verbunden ist) abgenommen wsrden, und welches er (MC) an einem Eingang Q von einer Seite des Widerstands 60 her und von einem Ende des einstellbaren Widerstands 62 her erhält. Insbesondere der Ausgang des Steuermoduls MC ist über einen Widerstand 65 mit der Basis des Transistors 43 verbunden, dessen Kollektor mit der Basis des Transistors 44 verbunden ist, dessen Kollektor wiederum mit dem Emitter des Transistors 19 verbunden ist.

Eine Starterschaltung ist vorgesehen, um die Schaltung zu starten, sobald sie angeschaltet wird; sie führt die Spannung, die an den Anschlüssen des Kondensators 17 erzeugt

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— U —

worden ist, einerseits über einen Widerstand 67 der Basis des; Endtransistors 19 (Schaltungspunkt P) und andererseits den Schaltungen 0 und MC über einen Widerstand 68 und eine dazu in Reihe geschaltete Diode 69 zu.

Zwischen die Verbindung zwischen den Kondensatoren 16 und 17 und den Emitter des Transistors 19 ist ein Widerstand 71 geschaltet, während zwischen den Emitter des Transistors 19 und Erde eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 7 2 und einem Kondensator 73 geschaltet ist.

In Fig.3 ist schematisch eine mögliche Abwandlung der in Fig.1 wiedergegebenen Schaltung dargestellt. Wie aus Fig.3 zu ersehen ist, kann die Schaltung aus den Dioden 24 und 25 ,dem Kondensator 26 und dem Bauelement Z von der sogenannten heißen Seite (d.h. der Spannungsseite) der Ablenkschaltung auf die Erdseite verlegt werden. Hierbei ist die Schaltung nicht mehr zwischen den Kollektor des Transistors 19 und die Ablenkschaltung aus der Spule 30, den Kondensatoren 33 und 34 und der Diode 35 geschaltet, da diese Ablenkschaltung unmittelbar mit dem Kollektor des Transistors 19 verbunden ist, während die Schaltung selbst mit Erde verbunden ist.

In Fig.4 ist das Bauelement Z im einzelnen dargestellt, welches sowohl in der in Fig.1 dargestellten Schaltung als auch in der in Fig.3 dargestellten Schaltung parallel zu der Diode 25 geschaltet ist. Hierbei ist mit der Anode der Diode 25 eine Seite einer Induktionsspule 80 verbunden, deren andere Seite mit der Kathode der Diode 25 über einen Kondensator81 verbunden ist, zu dem eine Belastung 82 parallel geschaltet ist, welche eine zusätzliche Gleichstrombelastung, beispielsweise die vertikale Ablenkschaltung oder die Niederfrequenzschaltung oder sogar das Heizelement der Bildröhre oder der Glühfaden von Beleuchtungslampen sein kann.

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In Fig.5 ist ein Schaltbild dargestellt, das die Schaltung der Erfindung aufweist und welches in vielen, deswegen jedoch nicht dargestellten Teilen dem in Fig.1 dargestellten Schaltbild entspricht.

Am Schaltungspunkt F wird eine Gleichspannung erhalten, welche der Einfachheit halber +275V + 20% (+330V und +220V, wenn die effektive Netzspannung 264V bzw. 176V ist) ist. über eine erste Induktionsspule 18', die der Spule 18 entspricht, wird diese positive Gleichspannung an den Kollektor des Transistors 19 angelegt, welcher bei einer induktiven Belastung einen Spitzenstrom von 2,5A abschalten bzw. begrenzen kann und eine maximale Spitzenspannung am Kollektor von 1 500V aushalten kann. Der Emitter des Transistors 19 ist mit Erde und seine Basis mit dem Anschluß P verbunden; es werden Steuerimpulse entsprechender Form und mit einer entsprechenden Amplitude (entsprechend den Vorschriften der Transistorhersteller) mit einer Folgefrequenz angelegt, welche gleich der Zeilenfrequenz des Fernsehsignals ist (das sind in Europa 15 625Hz, was 64us für eine vollständige Zeilenabtastperiode entspricht)·

Die Länge der an den Anschluß P angelegten Steuerimpulse kann geändert werden und wird in bekannter Weise durch eine Steuerschaltung gesteuert (welche in Fig.5 nicht dargestellt ist und welche der entsprechenden Schaltung der Fig.1 entspricht) , welche bezüglich der Versorgungsspannung am Anschluß F empfindlich ist und die Breite der an die Basis des Transistors 19 angelegten Impulse dementsprechend (d.h. die Länge des Intervalls, während welchem der Transistor leitend ist) in dem Sinn ändert, daß die Impulsbreite zunimmt, wenn die Versorgungsspannung fällt bzw. abnimmt. Um dies deutlicher zu machen, wird in der in Fig.5 dargestellten Schaltung die Impulsbreite von einem Minimum von 29us (was einer effektiven Netzspannung von 264V entspricht/ auf

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ein Maximum von 44με (was einer effektiven Netzspannung von 176V entspricht) geändert. Auf diese Weise wird die Ablenkamplitude infolge der Tatsache stabilisiert, daß die in der Induktionsspule 18* gespeicherte Energie, welche dazu neigen würde, abzufallen, wenn die Versorgungsspannung fällt, auf einen mehr oder weniger konstanten Wert zurückgebracht wird, weshalb dann die Zeit zunimmt, während welcher die Spannung über den Transistor 19 an diese angelegt ist.

Tatsächlich kann die Energie β , die in der Induktionsspule 18' (mit dem Wert L₁) am Ende einer Periode V beim Anlegen einer Spannung V gespeichert ist, mit Hilfe der folgenden Gleichung berechnet werden:

e -

damit die in der Induktionsspule 18' gespeicherte Energie konstant bleibt, muß, wie aus der Gleichung zu ersehen ist, das Produkt Vt ebenfalls konstant sein.

Der Kollektor des Transistors 19 ist über eine Schaltung aus den Dioden 24 und 25 sowie einem Kondensator 26', welcher dem Kondensator 26 der Fig.1 entspricht, mit der Ablenkschaltung verbunden (die aus der Parallelschaltung aus der Ablenkspule 30, zu der ein Kondensator 33 in Reihe geschaltet ist, einem Kondensator 34" für das RücklaufIntervall, der dem Kondensators 34 entspricht^und der parallel geschalteten Regenerierungsdiode 35 gebildet ist).

Parallel zu der Ablenkschaltung ist über einen Kondensator 28¹, welcher dem Kondensator 28 entspricht, die Primärwicklung 21 des Transformators 22 geschaltet. Der Transformator weist außer der Wicklung 36 für die Höchstspannung, mit wel-

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eher die Diode 37 verbunden ist und welche den Spannungspunkt E mit einer Gleichspannung von etwa 18kV (bei Fehlen einer Belastung) versorgt, eine Niederspannungs-Sekundärwicklung 101 auf, die mit einer Seite mit der Anode einer Diode 102 verbunden ist, während ein Filterkondensator 103 zwischen die Kothode der Diode 102 und das andere Ende der Wicklung 101 geschaltet ist. An der Kathode der Diode 102 (Schaltungspunkt W) steht eine positive Gleichspannung von +25V zur Verfügung, um die Schaltungen des Kanalwählers, des FI-Verstärkers in dem Fernsehgerät, der Synchronsignal-Trennstufe sowie der Zeilen- und Halbbildoszillatoren zu versorgen. Der Gesamtstromverbrauch am Schaltungspunkt W beträgt etwa 20OmA.

Analog zu der in Fig.1 dargestellten Schaltung ist in bekannter Weise, was in Fig.5 nicht dargestellt ist, eine Starterschaltung vorgesehen, um den Zeilenoszillator beim Anschalten des Empfängers zu starten.

Zwischen die Anode der Diode 25 und Erde ist ein Bauelement Z¹ geschaltet, das dem Bauelement Z entspricht. Das Bauelement Z¹ weist eine Diode 110 auf, deren Kathode mit der Anode derDiode 25 und deren Anode mit der Anode einer Diode 111 ,deren Kathode mit Erde verbunden ist, und mit einer Seite einer Induktionsspule 112 verbunden ist. Die andere Seite der Induktionsspule 112 ist über eine weitere Induktionsspule 113 und einen dazu in Reihe geschalteten Kondensator mit Erde sowie mit der Kathode einer Diode 115 verbunden, deren Anode über einen Kondensator 116 mit Erde verbunden ist.

Von einem Schaltungspunkt R (der Anode der Diode 115) und von einem Schaltungspunkt T (die Verbindung zwischen der Induktionsspule 113 und dem Kondensator 114) werden Spannungen abgenommen, um Zusatzschaltungen zu versorgen.

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Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß der Erfindung wird nunmehr zuerst anhand des Schaltbildes der Fig.5 erläutert. Die Arbeitsweise der Ablenkschaltung ist eindeutig aus Fig.5 zu ersehen: während der Anfangs- und Mittelteile (der ersten Hälfte) eines Zeilenabtastintervalls des Sägezahns fließt der Ablenkstrom mit einem ständig abnehmenden Wert in die Diode 25; während des Endteils (der zweiten Hälfte) fließt der Strom in der entgegengesetzten Richtung mit einem ständig zunehmenden Wert in die Diode 24 und den Transistor 19.

Wenn das Rücklaufintervall beginnt, wird der momentane Transistor 19 durch den Steuerimpuls gesperrt (abgeschaltet): wenn der Durchgang durch die Diode 24 und den Transistor 19 gesperrt ist, fließt der Strom von der Spule 30 in den Kondensator 34', der dadurch auf ein Maximum von etwa +800V geladen wird.(Die Spule 30 hat eine Induktivität von 2μΗ, der größte Ablenkstrom (d.h. Spitze-Spitze) beträgt etwa 2,7A und der Kondensator 34' hat eine Kapazität von 4,3nF).

Gleichzeitig findent der Strom, welcher in der Induktionsspule 18' umlief, auch Durchlaß durch den gesperrten Transistor 19 und fließt über den Kondensator 26' und die Diode 25 in den Kondensator 34'. Diese von der Induktionsspule 18' kommende Energie wird teilweise dazu verwendet, um Verluste in den Ablenkschaltungen ( und Verluste in den Schaltungen und Verbrauchern, die damit verbunden sind, an den Schaltungspunkten W and E) auszugleichen und um zum Teil den Kondensator 26' zu laden.

Der Kondensator 26' bleibt tatsächlich am Ende des Rücklaufintervalls geladen, bis der Transistor 19 einmal mehr leitend wird, da die Zeitkonstante, die durch die Spule 18' (L₁) und den Kondensator 26" (C₁ ) festgelegt ist, bezüglich der nichtleitenden Periode des Transistors 19 ausreichend groß ist. Der Wert von L₁ ist 22μΗ, der von C₁ ist

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6,8nF, und 2Tt I/ L₁C₁ = 7Tlis) .

Der Transistor 19 wird leitend, wodurch der Kondensator 26' über den Transistor 19 einerseits und über die Schaltung aus der Diode 110, der Induktionsspule 112, der Diode 115 und dem Kondensator 116, sowie der Induktionsspule 113 und dem Kondensator 114 schnell entladen wird.

Die Kondensatoren 114 und 116 sind viel größer als der Kondensator 16', so daß die Energie des Kondensators 16' die Induktionsspulen 112 und 113 lädt und anstatt sie über die Diode 110 zurückzuleiten, entlädt sie sich über die Dioden 113 und 115, da dies der bequemste Weg ist, während des Restes der Periode an die Kondensatoren 114 und 116.

Hierbei ist wichtig, daß, wenn der Kondensator 26' nicht entladen wäre , der Transistor 19 abgeschaltet wird, wobei ein scharfer bzw. starker Spannungssprung an den Anschlüssen des Transistors 19 auftreten würde, welcher die Schaltvoraussetzungen erheblich erschweren würde. Transistoren dieser Art sind bekannt und können harten Bedingungen ausgesetzt werden und schalten bei einem besonders kritschen und schwierigen Betriebszustand ab. (Siehe beispielsweise die Veröffentlichung mit dem Titel "Hochspannungs-Ausgangstransistoren Bü 204/205/206 für eine Horizontalablenkung" von W.M. Dorn und W.Th. Hetterscheid in Band X Nr.78 der "Electronic Component Applications").

Durch eine entsprechende Bemessung der zwei Induktionsspulen 112 und 113 in der in Fig.5 dargestellten Schaltung werden verschiedene Spannungen an den Schaltungspunkten R und T erhalten, nämlich an dem Schaltungspunkt R eine negative Spannung von -23V bei einem Strom von 19OmA,um die letzte Vertikalablenkstufe zu versorgen, und an dem Schaltungspunkt T eine negative Spannung von -13V bei einem Strom von 32OmA, um den Verstärker und die Endtonstufe zu versorgen.

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Dies ist optimal im Hinblick auf die Energie, die für die horizontale Ablenkschaltung verfügbar ist, und ergibt eine optimale Versorgung der Vertikalablenkung sowie der Tonschaltungen bei der geforderten Belastungsimpedanz; der Transformator 22 wird weniger über- bzw. belastet als wenn er auch einbezogen würde, die Energie zu transformieren, die erforderlich ist, um die Vertikalablenkung und die Tonstufen zu versorgen.

Der Gesamtverbrauch des ganzen Geräts ist mit nur 47W gemessen worden. Der maximale Strom in dem Transistor 19 am Ende einer Abtastung beträgt 1,75A und es kommen keine starken Spannungsanstiege vor, wenn der Transistor 19 abgeschaltet ist.

Wenn die Vertikalablenkung und die Tonstufen mit derselben Spannung (z.B. 23V) gespeist werden würden, könnte die Schaltung einfacher sein; durch Entfernen der Diode 115 und des Kondensators 116 aus der Schaltung derFig.5 und durch Kurzschließen der Induktionsspule 112 könnte alle verfügbare Energie an dem Schaltungspunkt T abgenommen werden. Die Schaltung verhält sich dann mehr oder weniger genauso wie ein Dauerleistungsgenerator, so daß durch Ändern der Belastungsimpedanz auch die Spannung an den Anschlüssen geändert wird. Wenn weniger als die maximal verfügbare Leistung (im vorliegenden Fall etwa 8,5W) verwendet wird, kann die Diode 111 entfallen; in diesem Fall fließt der in die Induktionsspule 112 und/oder 113 fließende Strom über die Dioden 110, 25 und 24 sowie den Transistor 19 in den Kondensator 116 und/ oder 114, wird aber abgeschaltet, wenn der Transistor 19 abgeschaltet ist; die verbleibende, verfügbare Energie wird dann an die Speisequelle bzw. das Netz zurückgegeben. Hierdurch wird auch der maximale Strom am Transistor 19 erhöht.

Um nur einen Teil der verfügbaren Leistung zu verwenden, um zusätzliche Schaltungen zu versorgen, ohne den maximalen

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- yp-

Strom im Transistor 19 zu erhöhen, kann die zusätzliche Energie in einem Widerstand verbraucht werden, wie durch die Schaltungsabwandlung in Fig.6 gezeigt ist, in welcher das Bauelement Z' durch ein Bauelement Z" ersetzt ist, in welchem die Diode 110, ein Widerstand 120, die Induktionsspule 112 und der Kondensator 114 in Reihe geschaltet und mit Erde verbunden sind. Eine Spannung von -13V und ein Strom von 32OmA, d.h. etwa 4W, wird an dem Schaltungspunkt T zwischen der Induktionsspule 112 und dem Kondensator 114 in derselben Weise wie von dem Schaltungspunkt T in Fig.5 abgenommen; um ein Ansteigen des Stroms in dem Transistor 19 zu verhindern, wird die verbleibende Energie indem Widerstand 120 vernichtet. Auf diese Weise fällt der Strom in der Induktionsspule 112 auf einen beinahe vernachlässigbaren Wert ab, bevor der Transistor 19 abgeschaltet wird.

Die Arbeitsweise der in Fig.1 dargestellten Schaltung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die in Fig.2 dargestellten Wellenformen beschrieben.In Fig.2 ist nicht maßstäblich in den einzelnen Teilen folgendes dargestellt:

die Kurve bzw. der Verlauf der Spannung (V_ig)am Kollektor des Endtransistors 19;

die Kurve bzw. der Verlauf des Stroms (I-ig) am Kollektor des Endtransistors;

die Kurve bzw. der Verlauf des Stroms (I04) ^ⁿ der Diode 24; die Kurve bzw. der Verlauf des Stroms (I.r) in der Diode 35.

Entlang derAbszisse sind fünf aufeinanderfolgende Zeitpunkte angegeben, und zwar

der Zeitpunkt t , welcher den Beginn des RücklaufIntervalls anzeigt (wenn der Transistor 19 abgeschaltet ist); der Zeitpunkt t.. , welcher das Ende des Rücklauf Intervalls und den Beginn des Zeilenabtastintervalls angibt (wenn die Diode 35 beginnt leitend zu werden);

der Zeitpuntk t₂, wenn der Endtransistor 19 beginnt leitend

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zu werden;

der Zeitpunkt t,, wenn die Diode 35 aufhört leitend zu sein und die Diode 24 beginnt leitend zu werden; der Zeitpunkt t., welcher das Ende des Zeilenabtastintervalls und den Beginn des neuen RücklaufIntervalls anzeigt (wenn der Transistor 19 und die Diode 24 aufhören leitend zu sein).

Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende. Zwischen den Zeitpunkten t, und t. fließt der sägezahnförmige Ablenkstrom in der Spule 30 mit einem zunehmenden Wert, der von null bis zu einem Maximalwert reicht, und fließt über die Spule 31, den Kondensator 33 und den Kondensator 28in die Diode 24 und den Transistor 19 (sowie in den Kondensator 73 zwischen dem Emitter des Transistors 19 und Erde); der Stromanstieg ist in der zweiten und dritten Kurve in Fig.2 dargestellt; die dem sägezahnförmigen Strom überlagerte Wellenform kommt von der Sekundärwicklung 36 für die Höchstspannung.

Zum Zeitpunkt t- (oder t ) wird der Transistor 19 durch den Steuerimpuls abgeschaltet; infolgedessen werden die Ströme Ι., η und Ι~λ abgeschaltet, das Rücklauf intervall beginnt und der Ablenkstrom fließt, um den Kondensator 34 zu laden, welcher dann wieder an die Spulen 30 entladen wird; gleichzeitig fließt die in der Spule 18 gespeicherte Energie über den Kondensator 26 und die Diode 25, um das Aufladen des Kondensators 34 zu unterstützen, und um in die Ablenkschaltung die Energie zurückzubringen, die durch passive Verluste und damit verbundene Verbraucher (Versorgungsquellen A, C und E) verbraucht wird.

Zum Zeitpunkt t.. ist die Spannung an den Anschlüssen des Kondensators 34 wieder einmal null, nachdem sie invertiert ., um die Diode 35 leitend zu machen (Kurve I,c in Fig.2); der Kondensator 26 bleibt auf einem vorgegebenen Wert geladen (siehe Kurve V_ig in Fig.2 zum Zeitpunkt t-i).

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Zum Zeitpunkt t_ wird der Transistor 19 durch das Steuersignal leitend gemacht, und der Kondensator 26 entlädt sich über den Transistor 19, die Diode 35 und das Bauelement Z. Infolgedessen bewirkt der Strom in dem Bauelement Z, durch die Induktionsspule 80 und den Kondensator 81, welche eine Filterwirkung haben, eine geglättete, niedrige Spannung zur Versorgung des Verbrauchers 82. Dieser Verbraucher 82 kann auch einen Widerstand aufweisen, um einen Teil der Energie zu vernichten. Hierdurch kommt man wieder zurück zu dem Zeitpunkt t₃, wo der Zyklus endet.

Wie aus der Kurve V₁Q in Fig.2 ersehen werden kann, ist die Spannung zwischen dem Kollektor des Transistors 19 und Erde größer als die an den Anschlüssen des Kondensators 34 während des Intervalls, während welchem der Transistor 19 abgeschaltet ist (die Zeitpunkte t bis t₃). Folglich ist der Mittelwert der ersten Spannung, welcher der Wert der Versorgungsspannung ist, größer als der mittlere Wert der zweiten Spannung. In der in Fig.1 dargestellten Schaltung beträgt der Mittelwert der ersten Spannung etwa 250V, während der Mittelwert der zweiten Spannung etwa 130V ist.

Der Unterschied zwischen den zwei Spannungen ändert sich, wenn der Zeitpunkt t₂, d.h. die Zeitdauer, während welcher der Transistor 19 leitend ist, geändert wird. Das ist auch das Prinzip, nach welchem die automatische Stabilisierungsschaltung arbeitet, die auf dem Steuermodul MC basiert, welche die Spannung am Schaltungspunkt F und am Emitter des Pilottransistors 44 fühlt und die Zeit, während welcher der Transistor 19 leitend ist,dementsprechend ändert, d.h. sie nimmt den Zeitpunkt t„ vorweg oder verzögert ihn.

In der Praxis schafft die in Fig.1 dargestellte Schaltung ein Bild mit einer mehr oder weniger konstanten Amplitude auf dem Fernsehschirm bei einer Netzspannung zwischen 170 und 160V (Effektivwert) und einem Strahlstrom, der zwischen

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O und 400μΑ veränderlich ist.

Die Spannung, die sich am Kollektor des Transistors 19 zu dem Zeitpunkt bildet, an welchem er abgeschaltet wird (Zeitpunkt t_Q)₍ hat praktisch dieselbe Xnderungsgeschwindigkeit (dV/dt) wie die Spannung, welche an den Anschlüssen des Kondensators 34 aufgrund der Tatsache erhalten wird, daß der Kollektor des Transistors 19 mit der isolierten Elektrode des Kondensators 34 (welcher zum Zeitpunkt t~ entladen ist) über den Kondensator 26, welcher mehr als das Zweifache der Kapazität des Kondensators 34 hat, und über die Diode 25 verbunden ist, und daß zum Zeitpunkt t_Q der Kondensator 26 im wesentlichen entladen oder nur mit einer sehr niedrigen Spannung geladen ist.

In der folgenden Tabelle sind die Werte der Bauelemente der in den Fig.1 bis 6 dargestellten Schaltungen wiedergegeben.

Widerstände	6,80.
11	68 A.
12	1,5ka
32	3,3 ja.
40	22 SL
42	1 Δ.
45	240 SL
54	270 kO-
60	2,2k O.
61	4,7k Ct
62	1,5k D-
63	1 kfl.
65	270 SL
67	82 D-
68	1 KSL
71	150 SL
72	27 SX
120

Kondensatoren	1,5nF	Kondensatoren	220μΡ
14	100 ^F	103	2200μΡ
15	200 μΡ	114	220OuF
16	2200 \iF	116
17	10 nF
26	1 ζ 5μΡ
28	0,33 μΡ
33	4,7nF
34	25 μΡ
41	330 pF
48	330 pF
51	220 \lF
52	1 μΡ
73	¹ 6,8nF
26'	¹ 1, 5nF
28'

ZV

Dioden	1N	4007	Induktionsspulen	14 mH	BU 205
13	BY	277	18		BD 135
24	BY	277		22 mH	BD 435
25	BY	223	18'	1 ,2mH
35	TV	18	112	3,3mH
37	BY	296	113
39	BA	157
47	BA	157		Transistoren
50	ZPD	12	19
55	1N	4001	43
69			44
	BA	157
102	BY	277
110	BY	277
111	BY	277
115

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

( 1/ Schaltung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Stroms, der ein Zeilenabtastintervall mit einem Anfangs-, Mittel- und Endteil und ein RücklaufIntervall schafft, in einer Spule, vorzugsweise in einer Ablenkspule eines Bildschirms, mit einem Zeilenabtastkondensator und einem Rücklaufkondensator, welche zusammen mit der Spule einen Resonanzkreis während des Zeilenabtastintervalls bilden, mit einer ersten parallel zu dem Rücklaufkondensator geschalteten Diode mit einer solchen Polarität, daß der Strom durch die Spule ihn während des Anfangs- und Mittelteils des Zeilenabtastintervalls leitend macht, mit einem steuerbaren Schalter mit einer Steuerelektrode, der mit einer Quelle periodischer Signale verbunden ist, welche ihn während des Mittel- und Endteils des Zeilenabtastintervalls leitend machen, wobei der steuerbare Schalter mit einer Versorgungsquelle über eine erste Induktionsspule und mit dem Rücklaufkondensator über eine zweite Diode verbunden ist, die mit einer solchen Polarität geschaltet ist, daß der Strom in der Spule diese während des Endteils des Zeilenabtastintervalls leitend macht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung folgende weitere Schaltungselemente aufweist: einen ersten Kondensator, der einerseits mit dem steuerbaren Schalter und der ersten Induktionsspule und andererseits mit einer Schaltung mit einer zweiten Induktionsspule und über eine dritte Diode mit dem Rücklaufkondensator verbunden ist, wobei der erste Kondensator und die ersten und zweiten Induktionsspulen so bemessen sind, daß während des Intervalls, in welchem der steuerbare Schalter nichtleitend ist, Energie von der ersten Induktionsspule dem ersten Kondensator zugeführt wird, der dadurch geladen wird, und wobei anschließend während des Intervalls, in welchem der steuerbare Schalter leitend ist,

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der erste Kondensator über die zweite Induktionsspule entladen wird, so daß er praktisch zu dem Zeitpunkt entladen ist, an welchem der steuerbare Schalter nichtleitend ist, und wobei die auf diese Weise in der zweiten Induktionsspule gespeicherte Energie dann während des Rests des Intervalls einer Speichereinrichtung zugeführt wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der zweiten Induktionsspule (112, 113, 80) gelieferte Energie an einen zweiten Kondensator (116, 124, 81) übertragen wird, und zur Versorgung einer Zusatzschaltung (R, T, 82) dient.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie unmittelbar mit einer verhältnismäßig hohen Spannung versorgt wird, die insbesondere durch Gleichrichten der Wechselnetzspannung erhalten wird, und daß die Zusatzschaltung mit einer verhältnismäßig niedrigen Spannung gespeist wird.
4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn ze ichnet, daß Energie von der ersten Induktionsspule (18, 18') an den Rücklaufkondensator (30, 34') während des Intervalls, während welchem der steuerbare Schalter (19) abgeschaltet ist, über den ersten Kondensator (26, 26') und die dritte Diode (25) übertragen wird.
5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung mit der zweiten Induktionsspule (112, 113, 80) auch einen Widerstand (120, 82) zum Vernichten eines Teils der Energie aufweist.
6. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie von dem ersten Kondensator (26') an die zweite Induktionsspule (112, 113) über eine Diode (110) während eines ersten Teils des Inter-

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valls übertragen wird, während welchem der steuerbare Schalter leitend ist.
7. Schaltung nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 2 oder nach einem der Ansprüche 3 und 4 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennz eichnct, daß die Energie von der zweiten Induktionsspule (112, 113) an den zweiten Kondensator (116, 114) und an die Zusatzschaltung (R, T) über eine weitere Diode (111, 115) während eines zweiten Teils der Periode des Sägezahns übertragen wird, der auf den ersten Teil folgt.
8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste Kondensator (26¹) einerseits unmittelbar mit dem steuerbaren Schalter (19) und der ersten Induktionsspule (18') und andererseits unmittelbar mit einem Anschluß der Schaltung (Z¹, Z") mit der zweiten Induktionsspule (112, 113) und mit derAnode der dritten Diode (25) verbunden ist.
9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kondensator (26) einerseits unmittelbar mit dem steuerbaren Schalter (19) und mit der ersten Induktionsspule (18) und andererseits unmittelbar mit der zweiten Induktionsspule (80) und mit der Anode der dritten Diode (25) verbunden ist.(Fig.1)
10. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g ekennzeichnet, daß der erste Kondensator (26) einerseits über die Resonanzschaltung (30, 33, 34 ) mit dem steuerbaren Schalter (19) und der ersten Induktionsspule

(18) und andererseits unmittelbar mit der zweiten Induktionsspule (80) und über die dritte Diode (25) mit dem Rücklaufkondensator (34) verbunden ist.

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11. Schaltung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung mit der zweiten Induktionsspule (80) parallel zu der dritten Diode (25) geschaltet ist, und daß die durch die zwei Elemente gebildete Parallelschaltung inReihe mit dem ersten Kondensator (26) und die ganze Schaltung parallel zu der zweiten Diode (24) angeordnet ist.
12. Schaltung nach Anspruch 11 in Verbindung mit Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung mit der zweiten, parallel geschalteten Diode (24) unmittelbar mit dem gemeinsamen Schaltungspunkt des steuerbaren Schalters 19 und der ersten Induktionsspule (18) und einem Anschluß (G) der Resonanzschaltung (30, 33, 34) verbunden ist.
13. Schaltung nach Anspruch 11 in Verbindung mit Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung mit der zweiten parallel geschalteten Diode (24) über die Resonanzschaltung (30, 33, 34) zwischen den gemeinsamen Schaltungspunkt zwischen dem steuerbaren Schalter (19) und der ersten Induktionsspule (18) und einen Pol der Versorgungsspann ungsquel Ie geschaltet ist.
14. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Signale für den steuerbaren Schalter erzeugende Quelle eine Einrichtung (MC) zum Steuern der Zeit aufweist, während welcher der Schalter (19) leitend ist, und daß diese Einrichtung die Zeit, während welcher der Schalter leitend ist, entsprechend dem Wert der Versorgungsspannung steuert, die durch die Quelle und/oder den Wert des Stroms vorgegeben ist, der in dem Schalter umläuft, um eine Stabilisierung der Amplitude des sägezahnförmigen Stroms oder der Amplitude der dadurch erzeugten Ablenkung zu erhalten.

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15. Schaltung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter ein Transistor (19) ist.

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