DE1283878C2 - Energierueckgewinnungsschaltung fuer die horizontalablenkstufe eines fernsehempfaengers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Energierückgewinnungsschaltung für die Horizontalablenkstufe eines Fernsehempfängers mit einer perioaisch an einen Zeilentransformator geschalteten Betriebsspannungsquelle, zu der ein Filterkondensator parallel geschaltet ist, und mit zwei an den Zeilentransformator angeschlossenen Energierückgewinnungs-Halbleiterdioden, deren eine als Booster-Diode in Reihe mit einem Booster-Kondensator über eine Wicklung des Zeilentransformators geschaltet ist.

Es ist bekannt, die Hochspannung für die Bildröhre eines Fernsehempfängers mittels des Zeilentransformators durch Gleichrichtung der Zeilenrücklaufimpulse zu erzeugen. Zur Gleichrichtung können elektrische oder magnetische Spannungsvervielfacherschaltungen verwendet werden, die zwei Gleichrichterdioden enthalten (NWDR, Technische Hausmitteilungen, 1952, S. 226 und 227). Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 902 632 eine Schaltungsanordmmg zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus Sägezahnströmen bekannt, die drei Gleichrichterröhren enthält, die mittels zweier Sekundärwicklungen eines Hochspannungstransformators in Reihe geschaltet sind.

Aus der USA.-Patentschrift 2 712 092 ist eine Zeilenendstufe bekannt, bei welcher ein Teil der Primärwicklung des Zeilentransformators als Autotransformatorwicklung geschaltet und mit den Ab-

lenkspulen verbunden ist. Die in der Primärwicklung

beim Zeilenrücklauf entstehenden Rücklaufimpulse

werden mit einer Röhrendiode gleichgerichtet und laden einen Kondensator auf eine Spannung von etwa

- 5 kV auf, welche als Fokussierspannung verwendet

is wird. Der Zeilentransformator hat ferner noch eine getrennte Sekundärwicklung, in welcher die Zeilenrücklaufimpulse auf eine höhere Spannung hinauftransformiert werden und welche über eine zweite Röhrendiode einen zweiten Kondensator auflädt. Der Verbindungspunkt dieses zweiten Kondensators mit dem Fußpunkt der Sekundärwicklung ist an dem die Fekussierspannung führenden Belag des ersten Kondensators angeschlossen, so daß am entgegengesetzten Anschluß des zweiten Kondensators eine Spannung von insgesamt 2OkV als Bildröhrenhochspannung abgenommen werden kann. Über einen Teil der Primärwicklung des Zeilentransformators ist außerdem in üblicher Weise in entgegengesetzter Polung eine Booster-Diode in Reihe mit einem Booster-Kondensator geschaltet, welcher während der Hinlaufintervalle der Sägezahnschwingung mit einer solchen Polarität aufgeladen wird, daß für die Zeilenendstuie die Summe seiner Spannung und der Betriebsspannung B + zur Verfügung steht.

Es ist ferner bekannt, die Energie, die während der Zeilenablenkung im Zeilentransformator gespeichert wird, während des Zeilenrücklaufes wiederzugewinnen (britische Patentschrift 482 370 und deutsche Patentschrift 976 761). Energierückgewinnungs-

Schaltungen enthalten im allgemeinen einen als Dämpfer- oder Booster-Diode bezeichneten Gleichrichter, um Energie aus den Blindwiderständen der Ablenkschaltung in die Stromversorgung rückzuspeisen. Während des Rücklaufintervalls des Ablenkzyklus können an diesem Gleichrichter, der mit einem verhältnismäßig hohe Spannung führenden Teil des Zeilentransformators gekoppelt ist, erhebliche Sperrspannungen, z. B. in der Größenordnung von 1200 bis 1500 Volt, auftreten. Gleichrichter mit Spempannungen dieser Größenordnung sind jedoch verhältnismäßig teuer.

Aus der Zeitschrift »radio mentor«, 1964, S. 036 und 037, ist eine Energierückgewinnungsschaltung der eingangs genannten Art bekannt, welche für die Energierückgewinnung eine Kombination des üblichen Boosterkreises aus Booster-Diode und Booster-Kondensator mit einer Parallelspardiode verwendet. Diese Parallelspardiode ist in umgekehrter Richtung gepolt wie ein parallel zu ihr liegender, aus zwei in Reihe geschalteten Transistoren bestehender steuerbarer Schalter, außerdem ist ein weiterer Kondensator parallel zu ihr geschaltet. Diese Parallelschaltung liegt über der Reihenschaltung der Primärwicklung des Zeilentransformators mit dem Booster-Kondensator und der durch einen Filterkondensator überbrückten Betriebsspannungsquello. Bei der bekannten Schaltung muß nicht nur die Booster-Diode in üblicher Weise die hohe Rücklaufsoannune aus-

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halten und eine dementsprechend hohe Sperrspannung haben, sondern dies gilt ebenso für die Parallelspardiode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Energierückgewinnungsschaltung für die Horizontalablenkstufe eines Fernsehempfängers zu schaffen, bei der verhältnismäßig billige Halbleitergleichrichter verwendet können, die im Gegensatz zum Stande der Technik keine hohen Sperrspannungen aushalten müssen.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zeilentransformator zwei Sekundärwicklungen bat, über deren eine die Booster-Diode und der Booster-Kondensator geschaltet sind und eieren andere in Reihe mit der anderen Diode zwischen den Verbindungspunkt der Booster-Diode mit dem Booster-Kondensator und den spannungsführenden Verbindungspunkt der Betriebsspannungsquelle mit dem Filterkondensator geschaltet ist, derart, daß der Filterkondensator von der Summe der beiden von den Dioden während des Sägezahnhinlaufs gleichgerichteten Spannungen aufgeladen wird, und daß die Zeilenablenkwicklung an mindestens eine der Sekundärwicklungen angeschlossen ist.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer Horizontalablenkschaltung eines Fernsehempfängers, die eine Stromversorgungsschaltung gemäß der Erfindung enthält, und

F i g. 2 ein Schaltbild einer Abwandlung der in F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung.

Die in Fig. 1 dargestellte Horizontalablenkstufe enthält einen Horizontaloszillator 10, der durch Synclironimpulse synchronisiert ist, die an einer Klemme 11 liegen. Die Ausgangsschwingung des Oszillators 10 wird einer Zeilenendstufe 12 zugeführt. Die Zeilencndstufe 12, die den Ablenkstrom liefert, enthält einen gesteuerten Siliciumgleichrichter 13 oder ein anderes als Schalter arbeitendes Halbleiterbauelement. Der Ausgang des Zeilenoszillators 10 ist mit der Steuerelektrode 13 a des gesteuerten Gleichrichters 13 gekoppelt. Die Kathode 13 r des gesteuerten nieichrichters ist an einen auf Bezugspotential liegenden Schaltungspunkt, z. B. Masse, angeschlossen. Die Anode 13 b des gesteuerten Gleichrichters ist mit einer Klemme R einer beispielsweise 140 Volt liefernden Spannungsquelle, der ein Filterkondensator 14 parallel geschaltet ist, über eine Reihenschaltung verbunden, die energiespeichernde Bauelemente, nämlich eine Primärwicklung 15 ti eines Zeilentransformator* 15, eine erste induktivität 16 und einen Parallelresonanzkreis 17 aus einem Kondensator und einer zweiten Induktivität Ϊ9, cnhält.

Der Zeilentransformator 15 hai ferner zwei Sekundärwicklungen 15/), 15 c. Ein Ende der Sekundärwicklung 15 b ist mit Masse verbunden, während das andere Ende dieser Wicklung über eine erste Dämpfer- oder Booster-Diode 2(1 mit einem ersten Energieriickgewinnungs oder Booster-Kondensator 21 gekoppelt ist. der mit seiner anderen Klemme an Masse liegt. Hin HmIe der Sekundärwicklung 15c ist an den Vcrbinchmgspmikt /wischen der Diode .?3 und dem Kondensator 21 angeschlossen, während das andere Ende der Wicklung 15 r mit einer Klemme einer zweiten Diode 22 gekoppelt ist, deren andere Klemme an den Filterkondensator 14 und damit an die Klemme B+ angeschlossen ist.

Der Sekundärwicklung 15/? ist eine Parallelschaltung aus einer Zeilenablenkwicklung 23 und einem Rücklaufkondensalor 24 parallel geschaltet. Im Betrieb der Zeilenendstufe 12 wird den

ίο energiespeichernden Blindwiderständen 16, 18, 19 während des Rücklaufintervalls und gewünschtenfalls auch noch während des anfänglichen Teils der Zeilenablenkung Energie von der Betriebsspannungsquelle über den gesteuerten Gleichrichter zugeführt.

Der gesteuerte Gleichrichter 13 wird zu Beginn des Rücklaufes durch einen Impuls vom Zeilenoszillator 10 aufgetastet und mit Hilfe der Blindwiderstände 16, 18 und 19 wieder gesperrt. Während des Rücklaufes wird also Energie über den Transformator 15

a° zur Ablenkwicklung 23 und zum Kondensator 24 übertragen, so daß in der Ablenkwicklung 23 ein sägezahnförmiger Strom fließen kann. Der sägezahnförmige Strom umfaßt einen relativ lang dauernden, im wesentlichen linearen Hinlaufteil und

as einen verhältnismäßig kurzen, einer halben Sinusschwingung entsprechenden Rücklaufteil. Während des Rücklaufteils jedes Ablenkzyklus führen der die Ablenkwicklung 23 durchfließende Strom und die an ihr liegende Spannung im wesentlichen eine HaIbschwingung mit einer Periodendauer aus, die im wesentlichen durch die Resonanzfrequenz des aus der Induktivität der Ablenkwicklung 23 und der Kapazität des Rücklaufkondensators 24 gebildeten Schwingkreises bestimmt wird. Die Spannung an der Ablenkwicklung 23 steigt während dieses Teils des Zyklus auf men beträchtlichen negativen Wert an. Während des Hinlaufteils des Ablenkzyklus wird die Spannung an der Ablenkwicklung 23 durch die Diode 20 auf einem im wesentlichen konstanten

♦° positiven Wert gehalten, der kleiner ist als der negative Spitzenwert während des Rücklaufes; die positiven und negativen Spitzenwerte sind dabei in bezug auf das Verhältnis von Ablenk- zu Rücklaufdauer so bemesssen, daß die mittlere Spannung an

♦5 der Ablenkwicklung 23 im wesentlichen gleich Null ist. Wenn die Diode 20 direkt mit der Klemme B der Betriebsspannungsquelle verbunden wäre, müßten die Windungszahlen der Wicklungen 15 α und 15 ft des Zeilentransformators in einem solchen Verhältnis zueinander stehen, daß beim Rücklauf an der Diode 20 eine Sperrspannung von ungefähr 1200 Volt aufträte. Durch die vorliegende Erfindung läßt sich jedoch das Verhältnis der Windungszahlen der Wicklungen 15« und 15 b beträchtlich verringern, so daß a.i der Diode 20 während des Rücklaufes nur eine Spannung von etwa 600 Volt auftritt. Als Ergebnis der Energierückgewinnung während des Zeilcnablenkteils jedes Ablenkzyklus tritt dabei am Kondensator 21 eine positive Spannung von ungefähr 70 Volt gegen Masse auf. Die zusätzliche Sekundärwicklung 15c, die vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Windungszahl hat wie die Sekundärwicklung 15 /;. erzeugt in Verbindung mit der zweiten Dämpferoder Booster-Diode 22 und dem Filterkondensator 14 eine zusätzliche positive Spannung von 70 Volt, die bei Addition zur Spannung am Kondensator 21 ermöglicht, die Diode 22 direkt an die 140 Volt führende Klemme Ii ί anzuschließen. Die Dioden

20, 22 leiten beide während des Zeilenablenkintervalls, wobei die den jeweiligen Dioden zugeordneten Schahungsanordnungen jeweils ungefähr die Hälfte der Betriebsspannung zur Energierückgewinnung erzeugen.

Die Summe der Windungen der beiden Wicklungen 15 b, 15 c ist im wesentlichen gleich der Windungszahl, die für eine einzige Sekundärwicklung und eine einzige Booster-Diode erforderlich wäre, welche dann einer Sperrspannung von etwa 1200 Volt standhalten müßte.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen hatten die beiden Sekundärwicklungen 15 b, 15 c wenigstens annähernd gleiche Windungszahlen, so daß Booster-Dioden mit annähernd gleichen Nenn-Sperrspannungen verwendet werden können. Gewünschtenfalls können die Windungszahlen jedoch auch verschieden sein. Bei der in F i g. 1 dargestellten Schaltung ist außerdem die Induktivität der Ablenkwicklung 23 kleiner als die Induktivität, die bei Verwendung einer einzigen direkt mit B+ verbundenen Booster-Diode vorgesehen würde, da die durch die Wicklung 15 b gelieferte Spannung kleiner ist. Die Kapazität des Rücklaufkondensators 24 wird daher entsprechend vergrößert, damit sich die gewünschte Rücklaufzeit ergibt.

Bei der in F i g. 2 dargestellten abgewandelten Schaltung hat die Wicklung 15 b zusätzliche Windungen, so daß der ganzen Wicklung 15 b eine Ablenkwicklung höherer Induktivität parallel geschaltet werden kann, während die Booster-Diode 20 an einen Abgriff der Sekundärwicklung 15 b angeschlossen ist.

Wenn die Wicktungen 15 b und 15 c gleiche Windungszahlen haben, ist es vorteilhaft, diese beiden Wicklungen bifilar zu wickeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Energierückgewinnungsschaltung für die Horizontalablenkstufe eines Fernsehempfängers mit einer periodisch an einen Zeilentransformator geschalteten Betriebsspannungsquelle, zu der ein Filterkondensator parallel geschaltet ist, und mit zwei an den Zeilentransformator angeschlossenen Energierückgewinnungs-Halbleiterdioden, deren eine als Booster-Diode in Reihe mit einem Booster-Kondensator über eine Wicklung des Zeilentransformators geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilentransformator (15) zwei Sekundärwicklungen (15 ft, 15 c) hat, über deren eine (15 ft) die Booster-Diode (20) und der Booster-Kondensator (21) geschaltet sind und deren andere (15 c) in Reihe mit der anderen Diode (22) zwischen den Verbindungspunkt der Booster-Diode (20) mit dem Booster-Kondensator (21) und den spannungsführenden Verbindungspunkt der Betriebsspannugnsquelle (B + ) mit dem Filterkondensator (14) geschaltet ist, derart, daß der Filterkondensator (14) von der Summe der beiden von den Dioden (20, 22) während des Sägezahnhinlaufs gleichgerichteten Spannungen aufgeladen wird, und daß die Zeilenablenkwicklung (23) an mindestens eine (15 ft) der Sekundärwicklungen angeschlossen ist.

2. Energierückgewinnungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sekundärwicklungen (15 ft, 15 c) gleiche Windungszahlen haben.

3. Energierückgewinnungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sekundärwicklungen (15 ft, 15 c) bifilar gewickelt sind.

4. Energierückgewinnungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Booster-Diode (20) abgewandte Klemme des Booster-Kondensators (21) mit dem an Masse liegenden Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden ist.