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DE3239736C2 - - Google Patents

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Publication number
DE3239736C2
DE3239736C2 DE3239736T DE3239736T DE3239736C2 DE 3239736 C2 DE3239736 C2 DE 3239736C2 DE 3239736 T DE3239736 T DE 3239736T DE 3239736 T DE3239736 T DE 3239736T DE 3239736 C2 DE3239736 C2 DE 3239736C2
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DE
Germany
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core
voltage
transformer
core section
winding
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DE3239736T
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DE3239736T1 (de
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William Elden Babcock
Frank Starr Wendt
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RCA Licensing Corp
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RCA Licensing Corp
RCA Corp
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Publication date
Application filed by RCA Licensing Corp, RCA Corp filed Critical RCA Licensing Corp
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Publication of DE3239736C2 publication Critical patent/DE3239736C2/de
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N3/00Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/16Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by deflecting electron beam in cathode-ray tube, e.g. scanning corrections
    • H04N3/18Generation of supply voltages, in combination with electron beam deflecting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
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Description

Die Erfindung betrifft eine selbstregelnde Stromversorgungs­ schaltung für ein Fernsehgerät mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Eine derartige Stromversorgungsschaltung ist aus der DE 30 03 321 A1 bekannt. Sie arbeitet mit einem Ferroreso­ nanztransformator, der einen sättigbaren Kernabschnitt hat, auf welchem Sekundärwicklungen sitzen, die auch bei schwan­ kender Eingangsspannung konstante Sekundärspannungen liefern, sofern in diesem Kernabschnitt die Sättigungsflußdichte er­ reicht wird. Auf diese Weise lassen sich konstante Betriebs­ spannungen, etwa für die Ablenkschaltung, und eine konstante Bildröhrenhochspannung erreichen. Ein solcher Transformator ist, wenn er mit einer verhältnismäßig hohen Eingangsfrequenz, wie der Horizontalablenkfrequenz von etwa 16 kHz, betrieben wird, eine relativ kompakte, leichte Einheit, welche die Aus­ gangsspannung selbst regelt, ohne daß relativ komplexe und teure elektronische Regelschaltungen erforderlich sind. Um bei der hohen Betriebsfrequenz von 16 kHz einen vernünftigen, guten Wirkungsgrad zu erreichen, kann der magnetisierbare Kern des Transformators aus einem magnetisierbaren Material hohen spezifischen Widerstandes, wie Ferrit gebildet werden. Ferritmaterialien setzen dem Stromfluß im allgemeinen einen hohen Widerstand entgegen, so daß verhältnismäßig kleine Wirbelstromverluste auftreten, die sonst bei der relativ hohen Betriebsfrequenz von 16 kHz zu hoch wären. Auch die Hystereseverluste sind relativ klein. Selbst wenn man einen Ferritkern verwendet, können jedoch die Wirbelstromverluste und die Hystereseverluste im Kern sowie die ohmschen Verluste, die durch den Resonanzstrom in der mit einem Resonanzkonden­ sator gekoppelten Wicklung des Ferroresonanz-Transformators entstehen, im sättigbaren Kern einen erheblichen Anstieg der Temperatur über die Umgebungstemperatur erzeugen.
Aus der US 40 88 942 ist ein Ferroresonanztransformator be­ kannt, bei dem derjenige Transformatorschenkel, welcher die Sekundärwicklung trägt, aus einem Material niedrigerer Sätti­ gungsflußdichte als das übrige Kernmaterial besteht, so daß dieser Kernschenkel in der Sättigung betrieben wird, also mit der konstanten Sättigungsflußdichte, so daß auch die in der dortigen Sekundärwicklung induzierte Spannung entsprechend konstant ist. Ein über diese Wicklung geschalteter Resonanz­ kondensator bildet mit der Sekundärwicklung einen Schwing­ kreis zur Ausbildung eines Resonanzstromes, welcher so groß ist, daß er den betreffenden Kernschenkel in die magnetische Sättigung steuert. Das Material dieses Kernschenkels soll außer einer möglichst niedrigen Sättigungsflußdichte geringe Verluste und eine hohe Permeabilität haben.
Die Sättigungsflußdichte Bsat vieler magnetisierbarer Materia­ lien nimmt mit zunehmender Kerntemperatur ab. Auch ist die unterschiedliche Temperaturabhängigkeit der Sättigungsfluß­ dichte bei verschiedenen Materialien bekannt, wozu auf das Buch "Introduction to Solid State Physics" von Charles Kittel, 5. Ausgabe, Verlag Wiley, 1976, Seiten 463-465 verwiesen sei. Bei Mangan-Zink-Ferriten kann die Sättigungsflußdichte von etwa 4,4 Kilogauß (0,44 Tesla) bei 20°C auf 2,5 Kilogauß (0,25 Tesla) bei 150°C absinken. Da die Ausgangshochspannung des mit dem sättigbaren Kern arbeitenden Transformators zum Teil vom Bsat-Wert des Kernmaterials abhängt, können einen Anstieg der Betriebstemperatur des sättigenden Kernes und die dadurch bedingte Verringerung von Bsat ein unerwünschtes Ab­ sinken der Ausgangsspannungen zur Folge haben.
Zur Veranschaulichung der relativ großen temperaturabhängigen Änderung der Bildröhrenhochspannung, die bei einer die Hoch­ spannung erzeugenden Schaltung mit sättigendem Kern auftreten kann, sei das Beispiel eines mit einem sättigenden Kern ent­ haltenden Hochspannungstransformators betrachtet, bei dem der gesamte Kern aus demselben Material, etwa Mangan-Zink-Ferrit, gebildet ist und bei dem die Primärwicklung des Transforma­ tors um einen im Betrieb nicht gesättigten Primärkernschenkel und die geregelte Hochspannungs-Sekundärwicklung um einen im Betrieb magnetisch gesättigten Sekundärkernschenkel gewickelt sind, wie es bei der bereits erwähnten DE 30 03 321 der Fall ist. Statt gesättigt wird im folgenden auch sättigbar gesagt.
Die Temperaturabhängigkeit der Sättigungsflußdichte Bsat eines bestimmten Mangan-Zink-Ferrits ist in Fig. 2 durch eine gestrichelte Kurve dargestellt. Die Curie-Temperatur Tc, bei der Bsat des Mangan-Zink-Ferrits zu Null wird, beträgt etwa 200°C. Im Temperaturbereich von 20°C bis 100°C nimmt die Sättigungsflußdichte von 4,4 Kilogauß auf 3,3 Kilogauß ab oder die Abnahme von Bsat mit der Temperatur ist ΔBsat/ΔT= 13,8 Gauß/°C. Weiter und ebenso wichtig ist die spezifische oder bruchteilige Änderung von Bsat, ΔBsat/Bsat=-0,25 im Temperaturbereich von 20°C bis 100°C.
Die Bildröhrenhochspannung, die aus der an der Hochspannungs­ wicklung des Transformators erzeugten geregelten Spannung ge­ wonnen wird, ist näherungsweise proportional dem Bsat des Kernmaterials innerhalb der Hochspannungswicklung. Die bruch­ teilige Änderung der Sättigungsflußdichte ΔBsat/Bsat mit der Temperatur ist also ein Maß für den Betrag der Bildröhren­ hochspannungsänderung in Abhängigkeit von der Änderung der Temperatur des sättigbaren Kerns. Für einen Hochspannungs­ transformator mit sättigbarem Kern, der ganz aus beispiels­ weise Mangan-Zink-Ferrit gebildet ist, kann eine relative Änderung der Sättigungsflußdichte von -0,25 eine relativ große relative Änderung ΔU/U der Bildröhrenhochspannung ver­ ursachen. Wie durch die gestrichelte Kurve M in Fig. 3 dar­ gestellt ist, nimmt die von einem Hochspannungstransformator mit sättigbarem Kern gewonnene Bildröhrenhochspannung U von 32 kV bei einer Betriebstemperatur von 20°C auf eine Bild­ röhrenhochspannung von 26,2 kV ab, wenn die Kerntemperatur 100°C beträgt. Dies ist eine relative Änderung ΔU/U=-0,18.
Angenommen, die Gleichgewichts-Betriebstemperatur des sättig­ baren Kernteils des Ferroresonanz-Hochspannungstransformators betrage etwa 50°C über der Umgebungstemperatur, so entspricht ein Betriebstemperaturbereich des Kernes von 20°C bis 100°C einem Umgebungstemperaturbereich von -30°C bis +50°C, in dem der Fernsehempfänger arbeiten können soll. Es kann unerwünscht sein, einen mit sättigbarem Kern arbeitenden Hochspannungs­ transformator zu verwenden, bei dem sich die Ausgangshochspannung in Abhängigkeit von der Temperatur relativ stark ändert. Wenn nach dem Einschalten des Empfängers ein Raster auf dem Bildschirm der Bildröhre zu erscheinen beginnt, soll der Elektronenstrahl am Anfang und am Ende der Horizon­ tal- und der Vertikalablenkung vollständig über den sichtbaren Schirm­ bereich abgelenkt werden. Da bei festem Wert des Horizontal- und des Vertikalablenkstromes die Rastergröße mit abnehmender Bildröhren­ hochspannung zunimmt, kann eine prozentual große Änderung der Bild­ röhrenhochspannung in Abhängigkeit von der Temperatur ein übermäßiges Maß an Überabtastung verursachen, nachdem der Fernsehempfänger warm geworden ist.
Alternativ zur Überabtastung kann die Rasterbreite z. B. dadurch ver­ hältnismäßig konstant gehalten werden, daß man die Versorgungs­ spannung B+ für die Ablenkschaltung gleichzeitig mit der Bildröhrenhochspannung herabsetzt. Wenn die Versorgungsspannung B+ von einer Ausgangswicklung des sättigbaren Kernteils des Hochspannungstransformators gewonnen wird, kann eine große prozentuale Änderung der Bildröhrenhochspannung mit der Temperatur ernste Konstruk­ tionsbeschränkungen für den Transformator bedeuten, wenn ein einwandfreier Gleichlauf zwischen den Änderungen der Ablenkversorgungsspannung und der Bild­ röhrenhochspannung ermöglicht werden soll. Wenn die Ablenkversorgungs­ spannung B+ durch andere Anordnungen gewonnen wird, können relativ komplexe und kostspielige elektronische Schaltungsanordnungen erfor­ derlich werden, um den (B+)-Gleichlauf zu gewährleisten.
Hohe Bildröhrenhochspannungen, beispielsweise 30 kV, können wünschens­ wert sein, um eine Wiedergabe mit hoher Helligkeit auf dem Bildröhren- Lumineszenzschirm und kleine Fleckgröße für eine hohe Auflösung zu erreichen. Übermäßige prozentuale Änderungen der Bildröhrenhochspan­ nung im Betriebstemperaturbereich des Fernsehempfängers können am oberen Ende des Temperaturbereiches zu einer niedrigen Bildröhren­ hochspannung führen. Wie in Fig. 3, Kurve M, dargestellt ist, beträgt die Bildröhrenhochspannung bei einer Betriebstemperatur des sättig­ baren Kerns von 100°C etwa 26 kV verglichen mit 32 kV bei 20°C. Einer solchen temperaturbedingten Verringerung der Bildröhrenhochspannung kann dadurch Rechnung ge­ tragen werden, daß man den Hochspannungstransformator so auslegt, daß er auch bei den höheren Kernbetriebstemperaturen eine Bildröhren­ hochspannung von 30 kV liefert.
Wenn der Hochspannungstransformator so bemessen würde, daß er eine Bildröhrenhochspannung von 30 kV bei einer Betriebstemperatur von 100°C des sättigbaren Kernabschnittes liefert und wenn die Umgebungstemperatur so absinkt, daß die Gleichgewichts-Betriebstemperatur dieses Kernabschnittes beispielsweise nur 20°C beträgt, würde die erzeugte Bildröhren­ hochspannung 4 bis 6 kV größer sein als sie in Fig. 3 durch die Kurve M dargestellt ist. Eine Bildröhrenhochspannung von 36 bis 38 kV kann jedoch unerwünscht sein, da sich eine solche Spannung dann dem Bildröhrenhochspannungs-Schwellenwert nähert, bei dessen Überschreiten die von den Leuchtstoffteilchen und anderem Material in der Bildröhre emittierte Röntgenstrahlung untragbar groß wer­ den kann.
Andere Probleme können auftreten, wenn man einen Hochspannungstrans­ formator mit sättigendem bzw. sättigbarem Kern verwendet, der mit einem gänzlich aus einem Ferrit, wie Mangan-Zink-Ferrit gebildeten Kern konstruiert ist, der eine relativ große Änderung von Bsat mit der Temperatur aufweist. Wie durch die gestrichelte Kurve MT in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Temperatur des Kernes des Hochspannungstransformators unmittel­ bar nach dem Einschalten des Fernsehempfängers in der Nähe des Zeitpunkts t₀ gleich der Umgebungstemperatur von beispielsweise 25°C. Wie die gestrichelte Kurve MV zeigt, beträgt die beim Einschalten in der Nähe des Zeitpunkts t₀ vom Hochspannungstransformator er­ zeugte Bildröhrenhochspannung ungefähr 32 kV.
Nach dem Einschalten des Fernsehempfängers beginnt sich der sättigbare Kernteil des Hochspannungstransformators zu erwärmen, bis eine Gleichgewichts-Betriebstemperatur in der Nähe des Zeitpunkts t₁ in Fig. 4 erreicht ist. Er wird durch induzierte Wirbel­ ströme und Hystereseverluste und auch durch eine Wärmeübertragung von der auf diesem Kernteil sitzenden Transformatorwicklung erhitzt, in der die durch den Resonanzkondensator verursachten zirkulierenden Ströme fließen.
Wie durch die gestrichelte Kurve MT in Fig. 4 dargestellt ist, wird der sich sättigende Kernteil des Ferroresonanz- Transformators oder Transduktors um etwa 50°C über die Um­ gebungstemperatur auf eine Gleichgewichts-Betriebstemperatur von etwa 75°C aufgeheizt. Wie die gestrichelte Kurve MV zeigt, fällt die Bildröhrenhochspannung von 32 kV beim Ein­ schalten des Fernsehempfängers auf etwa 26 kV beim Erreichen der Gleichgewichts-Betriebstemperatur im Zeitpunkt t₁ ab. Eine solche relativ große Änderung der Bildröhrenhochspannung zwischen dem Einschalten des Empfängers und dem Erreichen der Gleichgewichts-Betriebstemperatur kann unerwünscht sein.
In der GB 20 82 807 A wird vorgeschlagen, einen Lithiumferrit oder substituierten Lithiumferrit als Kernmaterial für einen sättigbaren Reaktor, Transduktor oder Transformator mit sät­ tigbarem Kern zu verwenden. Lithiumferrit hat, wenn er rich­ tig hergestellt ist, bei Verwendung in einer mit sättigendem Magnetkern arbeitenden selbstregelnden Leistungsversorgung den Vorteil, daß die prozentuale Änderung der Sättigungsfluß­ dichte pro Grad Celsius verhältnismäßig klein ist, so daß sich eine relativ temperaturstabile Ausgangsspannung ergibt.
Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Angabe von Maßnahmen, welche eine Optimierung jeweils des sättigbaren und des nicht­ sättigbaren Kernteils erlauben im Sinne niedriger Gesamtver­ luste und hoher Temperaturstabilität der geregelten Ausgangs­ spannung.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des An­ spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine selbst­ regelnde Transduktor-Stromversorgungsschaltung, bei der ein verhältnismäßig temperaturstabiles sättigbares Kernmaterial verwendet wird, während gleichzeitig eine beträchtliche Flexibilität bei der Konstruktion hinsichtlich anderer Para­ meter, die mit dem sättigenden Kernteil nicht direkt in Zusammenhang stehen, gewährleistet ist.
Die erfindungsgemäße Stromversorgungsschaltung enthält einen sättigbaren Reaktor oder Transduktor mit einem magnetisier­ baren Kern und einer auf dem Kern angeordneten Ausgangswick­ lung. Ein Erregungsstrom für den sättigbaren Reaktor wird von einer Eingangsspannungsquelle geliefert und erzeugt im magne­ tisierbaren Kern einen Magnetfluß, der mit der Ausgangswick­ lung verkettet ist und dadurch in dieser eine Ausgangsspan­ nung alternierender Polarität erzeugt. Mit einer auf dem magnetisierbaren Kern angeordneten Wicklung ist eine Kapazi­ tät gekoppelt, um in dem der Ausgangswicklung zugeordneten Kernabschnitt einen Magnetfluß zu erzeugen. Der unter Mitwir­ kung der Kapazität erzeugte Magnetfluß hilft mit, den zuge­ hörigen Kernabschnitt magnetisch zu sättigen, um die Ausgangs­ wechselspannung zu regeln. Ein anderer Kernabschnitt des magnetisierbaren Kernes wird in einem im wesentlichen linea­ ren Bereich der B-H-Charakteristik oder Hysteresisschleife des Materials dieses Kernabschnittes betrieben. Für das magnetisierbare Material des magnetisch sättigenden Kernab­ schnittes wird ein Material gewählt, das in dem Bereich der Temperaturen, die in diesem Kernabschnitt während des Be­ triebes der Stromversorgungsschaltung auftreten, eine klei­ nere spezifische Änderung der Sättigungsflußdichte aufweist als das Material des im linearen Bereich betriebenen Kern­ abschnittes.
Das magnetisierbare Material des magnetisch sättigbaren Kernabschnittes kann beispielsweise in vorteilhafter Weise aus einem Lithiumferrit bestehen, während das Material des Abschnittes des Kerns, der im linearen Bereich arbeitet, aus einem anderen Ferrit als Lithiumferrit, wie Mangan-Zink-Ferrit bestehen kann. Viele Lithiumferrite haben höhere Curie-Temperaturen als Mangan-Zink-Ferrite. Bei zwei ver­ schiedenen Ferriten, deren Sättigungsflußdichtewerte bei einer vor­ gegebenen Betriebstemperatur, beispielsweise 70°C, nicht sehr ver­ schieden sind, hat im allgemeinen der Ferrit mit der höheren Curie- Temperatur eine kleinere spezifische oder relative Änderung von Bsat für einen typischen sättigenden Transformator-Kernabschnitt, der in einem Temperaturbereich von beispielsweise 20°C bis 100°C arbeitet.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Fernsehempfänger-Ablenk- und Hochspannungs-Leistungs­ versorgung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 bis 5 Kurven, die der Funktion der Leistungsversorgung ge­ mäß Fig. 1 zugeordnet sind; und
Fig. 6 und 7 alternative Kernkonfigurationen für den Transformator gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 liefert eine Ablenk- und Hochspannungs-Versorgungsschaltung 10 geregelte, niedrige Versorgungsgleichspannungen an Klemmen 71-75 für verschiedene Fernsehempfänger-Lastkreise einschließlich einer Ablenkversorgungsspannung B+ an der Klemme 73 für eine Zeilenablenk­ generator 45. Die Versorgungsschaltung 10 liefert ferner eine ge­ regelte Bildröhrengleichhochspannung oder Beschleunigungspotential für eine Klemme U einer nicht dargestellten Fernsehempfänger-Bild­ röhre.
Eine Spannungsquelle 11 erzeugt eine ungeregelte Eingangswechsel­ spannung Va an einer Primärwicklung 20a eines Transformators 20 mit sättigbarem Kern. Die Spannungsquelle 11 enthält einen Wechselrich­ ter 22, der mit den Endklemmen der Transformator-Primärwicklung 20a und einer Gleichspannungseingangsklemme 21 gekoppelt ist, die mit einem Mittelabgriff der Primärwicklung 20a gekoppelt ist. Der Wechsel­ richter 22 kann mit der Zeilenablenkfrequenz 1/TH betrieben werden, um die alternierende Eingangsspannung Va in derselben Frequenz sich wiederholend zu erzeugen, oder der Wechselrichter 22 kann mit einer Frequenz betrieben werden, die größer ist als die Zeilenablenkfre­ quenz, um die Größe des Transformators als Ganzes zu verringern.
Die Primärwicklung 20a des Transformators 20 ist um einen Primär- Kernabschnitt oder -Schenkel 120a eines magnetisierbaren Kernes 120 gewickelt. Sekundär-Ausgangswicklungen 20b-20f sind auf einem gegenüberliegenden Schenkel oder Sekundär-Kernabschnitt 120b angeord­ net und um diesen gewickelt. Die Eingangswechselspannungsquelle 11 erzeugt einen Erregungsstrom in der Primärwicklung 20a. Der Erregungs­ strom erzeugt einen sich ändernden magnetischen Fluß im magnetisier­ baren Kern 120. Der sich ändernde Magnetfluß, der mit den Sekundär- Ausgangswicklungen 20b-20f verkettet ist, induziert in diesen Aus­ gangsspannungen alternierender Polarität.
Um die Sekundärspannungen an den Ausgangswicklungen 20b-20f gegen Änderungen der Eingangsspanung Va und gegen Änderungen der Belastung der Ausgangswicklungen zu stabilisieren oder zu regeln, wird der Sekundär-Kernabschnitt 120b, der den Ausgangswicklungen zugeordnet ist, während jedes Polaritätsintervalles der Ausgangsspannung alternierender Polarität im wesentlichen magnetisch gesättigt. Über eine der Ausgangswicklungen, beispielsweise die Ausgangswicklung 20f, ist ein Resonanzkondensator 55 geschaltet, um in Verbindung mit der verteilten Kapazität der Wicklung 20f einen zirkulierenden oder Resonanszstrom in der Wicklung 20f zu erzeugen, welcher seinerseits einen Magnetfluß liefert, der zur magnetischen Sättigung des Sekundär- Kernteiles mithilft. Alternativ kann ein Resonanzkondensator 55 auch über eine andere Sekundärwicklung, wie die Wicklung 20d geschaltet sind. Um weiter mitzuhelfen, einen im wesentlichen gesättigten sekun­ dären Kernteil 120b zu schaffen, kann die Querschnittsfläche des sekundären Kernteils 120b verhältnismäßig klein und im Vergleich zur Querschnittsfläche des Primär-Kernteils 120a eine verringerte Quer­ schnittsfläche aufweisen.
Die geregelte Ausgangswechselspannung an der Sekundärwicklung 20b wird durch eine Diode 24 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 25 geglättet, um eine geregelte Versorgungsgleichspannung von z. B. +23 V, an der Klemme 71 bereitzustellen. Zwischen die Wicklung 20b und die Diode 24 ist ein Strombegrenzungswiderstand 23 geschaltet. Die Versorgungsgleichspannung von +23 V speist Verbraucher oder Lastkreise im Fernsehempfänger, wie die Vertikalablenkschaltung und die Tonschaltung, die in Fig. 1 zusammen durch einen Widerstand R3 dargestellt sind.
Die Anode einer 10-V-Zenerdiode 31 ist mit einer Speiseklemme 75 ge­ koppelt, um an dieser eine Versorgungsgleichspannung von -10 V zu erzeugen. Der Zenerdiode 31 ist ein Filterkondensator 29 parallelge­ schaltet. Die Vorspannung der Zenerdiode 31 wird dadurch bewirkt, daß man die Anode der Zenerdiode über einen Widerstand 28, eine Diode 27 und einen Widerstand 23 mit der Sekundär-Ausgangswicklung 20b koppelt, wobei die Kathode der Diode 27 mit dem Widerstand 23 gekoppelt ist. Die Versorgungsgleichspannung von -10 V kann dazu verwendet werden, eine Niveauverschiebungs-Gleichspannung für die Tuner-, Hochfrequenz- und Verstärkungsregelschaltungen zur Verfügung zu stellen.
Die Heizfäden für die Kathoden der Farbbildröhre des Fernsehempfängers werden durch die Spannung an der Sekundär-Ausgangswicklung 20c ge­ speist.
Die geregelte Spannung an der Sekundär-Ausgangswicklung 20d wird durch eine Diode 34 gleichgerichtet und durch einen Kondensator 35 geglättet, um an einer Klemme 72 eine geregelte Gleichspannung von z. B. +210 V zu erzeugen. Zwischen die Wicklung 20d und die Diode 34 ist ein Strombegrenzungswiderstand 33 geschaltet. Die Versorgungs­ gleichspannung von +210 V speist Fernsehempfänger-Lastkreise wie die Bildröhren-Treiberschaltungen, die in Fig. 1 insgesamt als Wider­ stand R1 dargestellt sind.
Die an der Sekundär-Ausgangswicklung 20e entwickelte geregelte Span­ nung wird durch eine Diode 38 gleichgerichtet und durch einen Konden­ sator 39 geglättet, um an einer Klemme 73 geregelte Versorgungsgleich­ spannung von beispielsweise +123 V zu erzeugen. Mit der Klemme 73 ist ein Spannungsteiler, der Widerstände 41 und 42 enthält, gekoppelt, der die Spannung von +123 V auf eine Gleichspannung von +55 V an einer Klemme 74, der Verbindung zwischen den Widerständen 41 und 42, herabteilt. Die Versorgungsgleichspannung von +55 V dient zur Speisung einer Verbraucherschaltung im Fernsehempfänger wie der Vertikalrück­ laufschaltung, die in Fig. 1 durch einen Widerstand R2 dargestellt ist.
Die Spannung an der Versorgungsklemme 73 dient auch als geregelte Ablenkversorgungsspannung B+ für einen Horizontalablenkgenerator 45. Der Horizontalablenkgenerator 45 ist mit der (B+)-Klemme 73 über eine Transformator-Drossel 44 gekoppelt. Der Ablenkgenerator 45 enthält einen Zeilenendtransistor 48, eine Dämpferdiode 49, einen Rücklauf­ kondensator 50 und eine Reihenschaltung aus einer Zeilenablenk­ wicklung 46 und einem S-Formungs- oder Hinlauf-Kondensator 51. Durch ein periodisches, zeilenfrequentes Schalten des Zeilenendtransistors 48 wird in der Ablenkwicklung 46 ein Zeilenablenkstrom erzeugt.
Eine zeilenfrequente Steuerspannung für das erforderliche periodische Schalten des Endtransistors 48 wird an einer Wicklung 20g erzeugt, die magnetisch eng mit der Primärwicklung 20a gekoppelt ist. Die Steuerspannung an der Wicklung 20g wird der Basis des Transistors 48 über einen Strombegrenzungswiderstand 53 und eine Schwingungsformungs­ schaltung 54 zugeführt.
Zur Zeilensynchronisation des Ablenkgenerators 45 wird Horizontalab­ lenkungsinformation in Form von Rücklaufimpulsen 52, die am Kollektor des Endtransistors 48 auftritt, über die Transformator-Drossel 44 einem Frequenzregelteil eines Zeilenoszillators 47 zugeführt. Dem Frequenzregelteil des Zeilenoszillators 47 werden ferner Zeilen­ synchronisierimpulse 40 von einer Klemme 70 zugeführt. Das Ausgangs­ signal des Zeilenoszillators 47 ist ein zeilenfrequentes Signal 43, welches bewirkt, daß die Rücklaufimpulse 52 hinsichtlich Phase und Frequenz mit der Zeilensynchronisierimpulsen 40 synchronisiert sind. Das zeilenfrequente Signal 43 wird dem Wechselrichter 22 über eine Signalleiter 36 zugeführt, um das Arbeiten des Wechselrichters mit dem Schalten des Zeilenendtransistors 48 zu synchronisieren.
Die Sekundär-Ausgangswicklung 20f dient als Hochspannungswicklung des Transformators 20. Die mit einem Punkt bezeichnete Klemme der Hoch­ spannungswicklung 20f ist mit einer Hochspannungsgleichrichteran­ ordnung gekoppelt, die eine verdreifachende Hochspannungsverviel­ facherschaltung 56 enthält. Der anderer Anschluß der Wicklung 20f ist mit einer Klemme BL gekoppelt, der Eingangsklemme einer nicht darge­ stellten, konventionellen Strahlstrombegrenzungsschaltung. Mit der Klemme BL ist ein Filterkondensator 62 gekoppelt. Die Verdreifachungs­ schaltung 56 enthält Dioden 57-59 und Kondensatoren 60, 61. Die Dioden 57 und 59 leiten während des Intervalles, indem der mit dem Punkt bezeichnete Anschluß der Wicklung 20f bezüglich des anderen Anschlusses ist, wobei der Kondensator 60 und die Kapazität der mit der Klemme U gekoppelten, nicht dargestellten Hochspannungselektrode der Bildröhre aufgeladen werden. Während des Intervalles entgegenge­ setzter Polarität leitet die Diode 58, wobei der Kondensator 61 ge­ laden wird.
Zwischen die Verbindung der Dioden 57 und 58 einerseits und die Klemme BL andererseits ist ein Spannungsteiler geschaltet, der Wider­ stände 63-67 enthält. Der Widerstand 64 ist ein Potentionmeter, dessen Schleifer über einen Widerstand 68 mit einer Klemme F verbunden ist, an der eine mittlere Hochspannung für die Fokussierelektrode der Bildröhre zur Verfügung steht. In entsprechender Weise ist ein Schlei­ fer des Widerstandes 66 über einen Widerstand 69 mit einer Klemme S gekoppelt, über die der Schirmgitterelektrode der Bildröhre eine Schirmgitterspannung zugeführt wird.
Während jedes Polaritätsintervalles oder jeder Halbwelle der an den Sekundär-Ausgangswicklungen 20b-20f entstehenden Spannungen alternie­ render Polarität wird der sekundäre Kernteil 120b magnetisch im wesentlichen gesättigt. Der magnetische Arbeitspunkt des magnetisier­ baren Materials des sekundären Kernteiles 120b durchläuft also wäh­ rend jedes Zyklus der Ausgangsspannungen alternierender Polarität fast die ganze B-H-Schleife, die für das magnetisierbare Material des Kernabschnittes 120b charakteristisch ist. Die Hysterese- und Wirbelstromverluste, die bei jedem Durchlauf auftreten, bewirken eine Erwärmung des sättigenden Kernabschnittes 120b. Dieser Kernabschnitt wird außerdem noch durch eine Wärmeübertragung von der Ausgangswick­ lung 20f erwärmt, die ihrerseits durch die ohmschen Verluste erwärmt wird (I²R-Erwärmung), welche durch die in ihr fließenden Resonanzströme erzeugt werden.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines zwei verschiedene Materialien enthaltenden magnetisierbaren Kernes in einer ferroresonanten Hochspannungs-Leistungsversorgung. Ein geeigne­ tes magnetisierbares Material für den Sekundär-Kernabschnitt 120b des ferroresonanten Hochspannungstransformators 20 ist ein Lithiumferrit mit Zusatz von Wismutoxid, der hier kurz als Lithium-Wismut-Ferrit bezeichnet werden soll. Ein solcher Ferrit ist aus GB 20 82 807 A, veröffentlicht am 10. März 1982, bekannt. Ein geeignetes magnetisier­ bares Material für den Primär-Kernabschnitt 120a ist ein Mangan- Zink-Ferrit.
Die ausgezogene Kurve in Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit der Sättigungs­ flußdichte Bsat eines Lithium-Wismut-Ferrits von der Temperatur, z. B. des bekannten Lithium-Wismut-Ferrits, der, wie erwähnt, in GB 20 82 807 A beschrieben ist. Wie Fig. 2 zeigt, ist für Lithium- Wismut-Ferrit die Änderung von Bsat in Abhängigkeit von der Tempe­ ratur, ΔBsat/ΔT=-1,88 Gauß/°C im Temperaturbereich von 20°C bis 100°C. Im Gegensatz hierzu hat Mangan-Zink-Ferrit ein größeres ΔBsat/ΔT=-13,8 Gauß/°C im gleichen Temperaturbereich. Weiterhin ist die Curie-Temperatur TC von Lithium-Wismut-Ferrit viel höher als die von Mangan-Zink-Ferrit. Lithium-Wismut-Ferrit hat eine Curie- Temperatur von etwa 600°C, während Mangan-Zink-Ferrit eine Curie- Temperatur TC von etwa 200°C hat. Im allgemeinen hat bei zwei ver­ schiedenen Ferriten der mit einer wesentlich höheren Curie-Temperatur auch eine kleinere spezifische oder bruchteilige Änderung von Bsat mit der Temperatur in einem typischen Betriebsbereich 100°C. So ist beispielsweise bei Lithium-Wismut-Ferrit, der eine Curie- Temperatur von etwa 600°C hat, die Änderung von Bsat in Abhängigkeit von der Temperatur, ΔBsat/ΔT, im Temperaturbereich von 20°C bis 100°C viel kleiner als bei Mangan-Zink-Ferrit, der eine niedrigere Curie-Temperatur von nur etwa 200°C hat. Aus den in Fig. 2 darge­ stellten Kurven läßt sich errechnen, daß die Änderung der Sättigungs­ flußdichte in Abhängigkeit von der Temperatur, ΔBsat/ΔT für Lithium- Wismut-Ferrit 7,3mal kleiner ist als die von Mangan-Zink-Ferrit.
Da Lithium-Wismut-Ferrit einen temperaturstabileren Bsat-Wert hat, ist die bruchteilige Änderung oder der Temperaturkoeffizient ΔBsat/ Bsat in einem typischen Temperaturbereich von 20°C bis 100°C auch erheblich kleiner als die von Mangan-Zink-Ferrit im gleichen Tempe­ raturbereich, wenn auch die tatsächlichen Größen der Sättigungsfluß­ dichte in diesem Temperaturbereich für Lithium-Wismut-Ferrit kleiner als die für Mangan-Zink-Ferrit sind. Wie aus den in Fig. 2 darge­ stellten Kurven errechnet werden kann, ist der Temperaturkoeffizient der Sättigungsflußdichte ΔBsat/Bsat=-0,053 für Lithium-Wismut-Ferrit und ΔBsat/Bsat=-0,25 für Mangan-Zink-Ferrit. Die bruchteilige Än­ derung von Bsat ist für Lithium-Wismut-Ferrit also 4,7mal kleiner als die für Mangan-Zink-Ferrit.
Bei dem Hochspannungstransformator 20 mit sättigendem Kern besteht im Temperaturbereich von 20°C bis 100°C ein enger Zusammenhang zwischen der bruchteiligen Änderung ΔU/U der Bildröhrenhochspannung an der Klemme U und der bruchteiligen Änderung ΔBsat/Bsat der Sättigungs­ flußdichte. Die kleine bruchteilige Änderung der Sättigungsfluß­ dichte, die dem Lithium-Wismut-Ferrit eigen ist, macht diesen Ferrit daher besonders geeignet als magnetisierbares Materila für den sekun­ dären Kernabschnitt 120b des Hochspannungstransformators 20. Die ausgezogene Kurve L in Fig. 3 zeigt die Änderung ΔU/U der Bildröhren­ hochspannung eines Fernsehempfängers im Temperaturbereich von 20°C bis 100°C, wenn die erfindungsgemäße Schaltung gemäß Fig. 1 verwendet wird, bei der das magnetisierbaren Material des sekundären Kernteils 120b, z. B. aus Lithium-Wismut-Ferrit, gebildet ist, während aus den unten noch zu erläuternden Gründen der primäre Kernabschnitt 120a, z. B. ausch Mangan-Zink-Ferrit, gebildet ist. Wie die Kurve L in Fig. 3 zeigt, gilt für die spezifische Änderung der Bildröhrenhochspannung in einem typischen Arbeitsbereich von 20°C bis 100°C des sekundären Kernabschnittes ΔU/U=-0,035. In einem Temperaturbereich von 80°C ändert sich die Bildröhrenhochspannung also nur um etwa 3,5%.
Im Gegensatz hierzu ist bei einem ähnlich aufgebauten Hochspannungs­ transformator mit sättigbarem Kern, der jedoch aus einem einheitlichen Kernmaterial, z. B. Mangan-Zink-Ferrit, gebildet ist, die spezifische Änderung der Bildröhrenhochspannung im Temperaturbereich von 20°C bis 100°C wesentlich höher. Für einen Transformator mit einem Kern aus einem einzigen Material gilt die oben bereits erwähnte Kurve M in Fig. 3, d. h. daß die bruchteilige oder spezifische Änderung der Bildröhrenhochspannung etwa -0,18 ist, also etwa das Fünffache der Änderung der Bildröhrenhochspannung bei dem Zweimaterialkern-Trans­ formator 20 gemäß Fig. 1.
Durch Verwendung eines Zweimaterialkerns für den Hochspannungs­ transformator 20, bei dem der sekundäre Kernabschnitt aus einem Ma­ terial mit temperaturstabilerer Sättigungsflußdichte gebildet ist, wie einem Lithium-Wismut-Ferrit, tritt also eine kleinere prozentuale oder bruchteilige Verringerung der Bildröhrenhochspannung zwischen dem anfänglichen Einschalten des Fernsehempfängers bis zum Erreichen der Gleichgewichtstemperatur im sättigenden sekundären Kernabschnitt ein. Die Kurve LV in Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit der Bildröhren­ hochspannung von der Zeit nach dem Einschalten des Fernsehempfängers für eine Zweimaterialkern-Ferroresonanz-Hochspannungstransformator 20 (Fig. 1) gemäß der Erfindung, bei dem das Material des sättigen­ den sekundären Kernabschnittes Lithium-Wismut-Ferrit und das Material des primären Kernabschnittes Mangan-Zink-Ferrit ist.
Im Zeitpunkt t₀, fast unmittelbar nach dem Einschalten des Fernseh­ empfängers, beträgt die Bildröhrenhochspannung etwa 31,5 kV. Diese Spannung sinkt nur um einen kleinen Betrag ab, während sich der sättigende sekundäre Kernabschnitt erwärmt und wenn sich im Zeit­ punkt t₁ die Gleichgewichtstemperatur im sekundären Kernabschnitt eingestellt hat, ist die Bildröhrenhochspannung etwa 30,5 kV.
Ein Einmaterial-Ferroresonanz-Hochspannungstransformatorkern aus z. B. Mangan-Zink-Ferrit, der so konstruiert ist, daß er beim Ein­ schalten des Fernsehempfängers etwa die gleichen Ausgangsspannungen liefert, wie der oben erwähnte Zweimaterialkern-Transformator, liefert dagegen in Abhängigkeit von der Zeit ab dem Einschalten eine Bildröhrenhochspannung, wie sie durch die ebenfalls bereits erwähnte gestrichelte Kurve MV in Fig. 4 dargestellt ist. Beginnend nach dem Einschalten des Fernsehempfängers mit etwa der gleichen Bildröhren­ hochspannung im Zeitpunkt t₀, liefert der Einmaterialkern-Hochspan­ nungstransformator eine erheblich niedrigere Bildröhrenhochspannung von nur 28 kV, wie im Zeitpunkt t₁ die Gleichgewichts-Betriebstempe­ ratur erreicht ist.
Man beachte ferner, daß der Abfall der Bildröhrenhochspannung zwischen dem Einschalten und dem Erreichen der Gleichgewichtstemperatur bei dem vorliegenden Zweimaterialkern-Hochspannungstransformator kleiner ist, obwohl die Gleichgewichtstemperatur des sättigenden sekundären Kernteiles des Zweimaterialkern-Transformators, wie die Kurve LT in Fig. 4 zeigt, höher ist als bei einem Einmaterialkern-Transformator mit einem Kern aus Mangan-Zink-Ferrit. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, beträgt die Gleichgewichts-Betriebstemperatur im Zeitpunkt t₁ beim Zweimaterialkern-Transformator 140°C, während sie beim Ein­ materialkern-Transformator niedriger, nämlich nur etwa 75°C ist. Trotzdem also der Zweimaterialkern-Transformator eine höhere Gleich­ gewichts-Betriebstemperatur hat, ist bei ihm die prozentuale Änderung der Bildröhrenhochspannung zwischen dem Einschalten des Fernseh­ empfängers und dem Erreichen der Gleichgewichts-Betriebstemperatur geringer.
Die höhere Gleichgewichts-Betriebstemperatur beim Zweimaterialkern- Transformator kann ihre Ursache darin haben, daß in einem Lithium- Wismut-Ferritmaterial beim Durchlaufen der zugehörigen größeren B-H-Schleife größere Ummagnetisierungsverluste auftreten. Die Kurve BHL in Fig. 5 zeigt die Haupt-Hystereseschleife von Lithium-Wismut- Ferrit gemessen bei 15,75 kHz und einer Gleichgewichts-Betriebs­ temperatur von 80°C. Die Sättigungsflußdichte Bsat beträgt etwa 0,26 Tesla (2,6 Kilogauß), wobei willkürlich angenommen wurde, daß die Sättigungsflußdichte bei einer Magnetisierungskraft H von 25 Oersted erreicht ist. Die Koerzitivfeldstärke Hc von Lithium- Wismut-Ferrit ist 1,0 Oersted. Die Kurve BHM zeigt die Haupt- Hystereseschleife von Mangan-Zink-Ferrit. Die Sättigungsflußdichte von Mangan-Zink-Ferrit beträgt etwa 0,36 Tesla (3,6 Kilogauß), wobei willkürlich angenommen worden ist, daß die Sättigungsflußdichte bei einer Magnetisierung H von 25 Oersted erreicht ist. Die Koerzitiv­ feldstärke Hc von Mangan-Zink-Ferrit ist 0,17 Oersted, also etwa sechsmal kleiner als die von Lithium-Wismut-Ferrit.
Die von der Haupt-Hystereseschleife eines vorgegebenen magnetisier­ baren Materials eingeschlossene Fläche stellt die pro Volumeneinheit auftretenden Hysterese- und Wirbelstromverluste dar, die im Material bei jedem zyklischen Durchlaufen der Hystereseschleife auftreten. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, treten bei Lithium-Wismut-Ferrit größere Verluste pro Volumeneinheit auf als bei Mangan-Zink-Ferrit. Bei dem Zweimaterialkern-Ferroresonanz-Hochspannungstransformator 20, in dem Lithium-Wismut-Ferrit als sättigendes sekundäres Kernmaterial verwendet wird, treten also größere Verluste pro Volumeneinheit des Materials auf als bei einem ähnlich konstruierten Transformator mit Mangan-Zink-Ferrit als einzigem Kernmaterial, der etwa die gleichen Ausgangsspannungen liefert.
Ein weiterer Faktor, der zu den größeren Verlusten des Zweimaterial­ kern-Transformators beiträgt, besteht darin, daß Lithium-Wismut- Ferrit eine niedrigere Sättigungsflußdichte Bsat hat als Mangan- Zink-Ferrit, so daß beim Zweimaterialkern-Transformator ein Sekundär- Kernabschnitt größerer Querschnittsfläche benötigt wird, verglichen mit dem eines Einmaterialkern-Transformators mit Mangan-Zink-Ferrit als Kernmaterial, der etwa die gleiche Anzahl von Ausgangswicklungs­ windungen aufweist. Um gleiche Ausgangsspannungen zu erhalten, muß der Zweimaterialkern-Transformator, bei dem Lithium-Wismut-Ferrit als sättigendes Sekundär-Kernmaterial verwendet wird, einen größeren Querschnitt und damit ein größeres Volumen haben als ein Einmaterial­ kern-Transformator mit Mangan-Zink-Ferritkern, wobei vorausgesetzt ist, daß bei beiden Kernen die Länge des sekundären Kernschenkels gleich ist. Bei Vergrößerung des Volumens nimmt jedoch die Oberfläche nicht im gleichen Maße zu, die für die Kühlung durch Strahlung oder Konvektion verantwortlich ist. Infolge des höheren Volumens kann sich daher beim Zweimaterialkern-Transformator eine höhere Gleichgewichts- Betriebstemperatur einstellen.
Trotz der höheren Gleichgewichts-Betriebstemperatur in einem Zwei­ materialkern-Ferroresonanz-Hochspannungstransformator mit z. B. Lithium- Wismut-Ferrit als Material für den sättigenden sekundären Kernteil ist nichtsdestoweniger die prozentuale Änderung von Bsat und der Bildröhrenhochspannung immer noch kleiner als bei einem vergleichbar konstruierten Transformator, dessen Kern aus nur einem Material, wie Mangan-Zink-Ferrit besteht.
Eine vorteilhafte Eigenschaft des Erfindungsgegenstandes besteht in der höheren Flexibilität, die sich bei der Konstruktion eines Ferroresonanz- oder Transduktor-Hochspannungstransformators ergibt, wenn man zwei verschiedene magnetisierbare Materialien für den primären Kernabschnitt 120a und den sekundären Kernabschnitt 120b verwendet. Das magnetisierbare Material für den sekundären Kernab­ schnitt kann so gewählt werden, daß sich die vorteilhafte Eigenschaft einer verhältnismäßig temperaturstabilen Sättigungsflußdichte ergibt. Da andererseits der primäre Kernabschnitt 120a im linearen Bereich der Hysteresekurve des Materials betrieben wird, ist die Temperatur­ stabilität der Sättigungsflußdichte kein wesentlicher Faktor bei der Wahl des Materials für den primären Kernabschnitt.
Faktoren, die bei der Wahl des magnetisierbaren Materials für den primären Kernabschnitt in Betracht gezogen werden sollen, sind rela­ tiv niedrige Hysterese- und Wirbelstromverluste, um einen hohen Transformator-Wirkungsgrad zu erreichen, und eine verhältnismäßig hohem Permeabilität, um die ohmschen Verluste in der Primärwicklung 20a und den Ausgangsschaltelementen des Wechselrichters 22 gering zu halten.
Dadurch, daß man erfindungsgemäß einen Magnetkern mit Teilen aus unterschiedlichen Materialien verwendet, kann für den primären Kernteil ein Material, wie Mangan-Zink-Ferrit, gewählt werden, das verhältnismäßig niedrige Verluste und eine hohe Permeabilität hat, während für den sättigenden sekundären Kernteil ein Material gewählt werden kann, wie Lithium-Wismut-Ferrit, das relativ temperaturstabile Ausgangsspannungen ergibt.
Dadurch, daß man für den Kern zwei verschiedene Materialien verwendet, enthält der größere Teil des Kernes den primären Kernabschnitt 120a und kann aus einem relativ preiswerten Material gebildet werden, während der sättigende sekundäre Kernabschnitt 120b aus einem Mate­ rial mit einer temperaturstabilen Sättigungsflußdichte hergestellt werden kann, auch wenn dieses Material teuerer ist als das Material für den primären Kernabschnitt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Trans­ formatorkern 120 aus zwei Stücken, einem C-förmigen Kernstück für den primären Kernabschnitt 120a, und einem geraden, streifenartigen, I-förmigen Kernteil für den sättigenden sekundären Kernabschnitt 120b. Die Ausgangswicklungen 20b-20f können auf einen isolierenden Spulen­ körper gewickelt werden und der streifenförmige Kernteil 120b kann dann durch das Loch des Spulenkörpers gesteckt werden, bevor man die beiden Kernteile zusammensetzt. Die Primärwicklung 20a wird jedoch direkt auf den mittleren Teil des C-förmigen Kernteils gewickelt, wobei man zwischen die erste Wicklungslage und den C-förmigen Kern­ teil sowie zwischen die verschiedenen Wicklungslagen jeweils isolie­ rende Schichten einfügen will.
Fig. 6 zeigt eine Konstruktion für den Kern 120, bei der auch die Primärwicklung 20a auf einen isolierenden Spulenkörper gewickelt werden kann. Der Kern 120 gemäß Fig. 6 besteht aus drei Stücken. Zwei L-förmige Kernstücke bilden den primären Kernabschnitt und ein längliches plattenförmiges Stück bildet den sekundären Kernabschnitt. Bevor der dreiteilige Kern 120 montiert wird, werden entsprechende Schenkel der L-förmigen Kernteile in die entgegengesetzten Enden des Primärwicklungs-Spulenkörpers eingesetzt.
Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der dreistückigen Kernkonstruktion gemäß Fig. 6, bei der die L-förmigen Kernstücke am Ende eines Schenkels jeweils eine Nut oder Ausnehmung haben, die den plattenförmigen Kernteil aufnehmen. Um die drei Teile des Kerns gemäß Fig. 7 nach dem Einsetzen in die Spulenkörper zu montieren, wird ein Kunst­ stoffstreifen um alle drei Teile gewickelt und angezogen, wodurch die Teil effektiv zu einer Einheit vereinigt werden.
Typische Werte für eine Ausführungsform des Ferroresonanz- Transformators 20 gemäß Fig. 1
Kern 120:
C-I-Kern mit einer Fensterlänge von 4,45 cm und einer Fensteraufbauhöhe von 21 mm. Der C-förmige Kernteil 120a enthält zwei L-förmige Stücke. Die Querschnittsfläche der Mitte des primären Kernabschnitts 120a beträgt 2,08 cm². Die Abmessungen des I-förmigen sekundären Kernteils 120b sind: Länge 6,51 cm, Breite 1,59 cm und Dicke 3,68 mm.
Primärwicklung 20a:
Gewickelt auf einen isolierenden Spulenkörper mit einem Innendurchmesser von 1,83 cm, einem Außendurch­ messer von 2,22 cm und einer Länge von 3,8 cm. Die Wick­ lung 20a enthält drei Lagen aus insgesamt 200 Windungen von 0,5106 mm dickem Kupferlackdraht, bifilar gewickelt und mit einem Mittelanschluß; die Wicklungslänge betrug 3,02 cm.
Wicklung 20g:
Eine einzige Windung aus 0,5106 mm dickem Kupferlackdraht, die auf ein Ende der Wicklung 20a aufgebracht ist.
Hochspannungswicklung 20f:
Gewickelt auf einen isolierenden Spulen­ körper mit einem Innendurchmesser von 3,18 cm und einem Außendurchmesser von 4,6 cm. Die Wicklung 20f enthält insgesamt 4000 Windungen aus 0,1007 mm dickem Kupfer­ lackdraht in 28 Lagen von etwa 143 Windungen pro Lage und mit einer 0,76 mm dicken und 2,5 cm breiten Polyester­ isolation zwischen den Lagen. Die Wicklungslänge (Wick­ lungshub) betrug 1,8 cm. Die Luftkern-Eigenfrequenz der mit Epoxyharz vergossenen Wicklung 20f ist 38 kHz. Die Luftkern-Induktivität der Wicklung 20f ist 0,575 Henry und die verteilte Wicklungskapazität beträgt 27,5 pF.
Sekundäre Ausgangswicklungen 20b-20d:
Diese Wicklungen sind auf einem isolierenden Sekundärwicklungs-Spulenkörper angeordnet, der in den Körper der Hochspannungswicklung 20f paßt. Der Spulenkörper hat einen Innendurchmesser von 1,83 cm, einen Außendurchmesser von 2,7 cm und eine Länge von 3,49 cm. Der Zwischenraum zwischen dem Außendurchmesser dieses Spulenkörpers und dem Innendurchmesser des Spulen­ körpers der Hochspannungswicklung beträgt 3,99 mm. Die erste Lage des auf den Sekundärwicklungs-Spulenkörper gewickelten Drahtes ist die Wicklung 20d, die 95 Windungen aus 0,2546 mm dickem Kupferlackdraht enthält, die Win­ dungen sind mit gleichem Abstand so gewickelt, daß sie die ganze Länge von 3,49 cm des Spulenkörpers ausfüllen. Die zweite Drahtlage ist die Wicklung 20e, die 57 Win­ dungen aus 0,3211 mm dickem Kupferlackdraht enthält. 29 Windungen sind beginnend am einen Ende des Körpers gleichmäßig über das erste Drittel der Länge des Körpers gewickelt, die restlichen 28 Windungen sind gleichmäßig über das letzte Drittel der Länge des Spulenkörpers ge­ wickelt. Die dritte Drahtlage ist die Wicklung 20b, welche 12 bifilar gewickelte Windungen (also insgesamt 24 Windungen) aus 0,3211 mm dickem Kupferlackdraht ent­ hält, wobei jedes Drahtpaar der 12 Windungen vom anderen Drahtpaar gleichmäßig beabstandet ist und die Länge des Spulenkörpers ausgefüllt wird. Die vierte Drahtlage ist die Wicklung 20c, die 4 bifilar gewickelte Windungen (insgesamt 8 Windungen) aus 0,3211 mm dickem Kupferlack­ draht enthält; jedes Drahtpaar der vier Windungen ist vom anderen Paar gleichmäßig beabstandet, so daß die ganze Länge des Spulenkörpers ausgefüllt wird. Zwischen die vier Drahtlagen ist jeweils eine 0,076 mm dicke und 3,49 cm breite Polyesterisolation eingefügt. Die Hochspannungswicklung und die Sekundärwicklungen werden mit ihren Spulenkörpern zusammengesetzt, in eine Form gebracht und dann mit einem Epoxyharz vergossen.
Magnetisierbares Material des primären Kernabschnittes 120a:
Mangan-Zink-Ferrit, wie der oben erwähnte Ferrit RCA 540.
Magnetisierbares Material des sekundären Kernabschnittes 120b:
Ein Lithium-Wismut-Ferrit, der gemäß den Lehren der GB-OS 20 82 807 A hergestellt ist. Der plattenförmige sekundäre Kernabschnitt 120b wurde wie folgt hergestellt: 6,027 g Lithiumcarbonat, 64,679 g Ferrioxid und 2,121 g Wismutoxid wurden in Isopropanol zwei Stunden gemischt, dann wurde das Lösungs- bzw. Trägermittel durch Filtern entfernt, und die Mischung wurde ge­ trocknet sowie zwei Stunden bei 900°C in Sauerstoff geglüht. Das resultierende Material wurde 24 Stunden in einer Kugelmühle gemahlen, vakuumgefiltert, getrocknet und mit 3 Gew.-% eines Bindemittels, wie Paraffin, ver­ setzt. Die Mischung wurde dann in einer Stahlform mit einem Druck von 703 kg/cm² in die gewünschte Plattenform gepreßt. Nach dem Pressen wurde das Material in Sauer­ stoff bei 1275°C bis 1300°C gesintert, auf 900°C abge­ kühlt und 12 Stunden auf 900°C gehalten. Dann wurde das Material auf Raumtemperatur abgekühlt. Die resul­ tierende Platte wurde dann, falls nötig, auf die für die Verwendung als sekundärer Kernabschnitt 120b er­ forderlichen Größe heruntergeschliffen.

Claims (6)

1. Selbstregelnde Stromversorgungsschaltung für ein Fern­ sehgerät mit einem Transformator, dessen Kern einen die Primärwicklung durchsetzenden, im Betrieb nicht sättigbaren Kernabschnitt und einen mindestens eine Sekundärwicklung zur Lieferung einer geregelten Speisespannung für den Ablenk­ generator und/oder die Anoden-Hochspannungsschaltung durch­ setzenden, sättigbaren Kernabschnitt aufweist, und mit einer der Sekundärwicklung zugeordneten Kapazität zur Ausbildung des Sättigungsstroms für den sättigbaren Kernabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß für den sättigbaren Kernabschnitt (120b) ein Material gewählt ist, das im Betriebstemperatur­ bereich des Transformators (20) eine kleinere prozentuale Änderung der Sättigungsflußdichte mit der Temperatur als das Material des nicht sättigbaren Kernabschnittes (120a) auf­ weist, welches seinerseits eine höhere Permeabilität und geringere Verluste als das Material des sättigbaren Kernabschnittes hat.
2. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des sättigbaren Kernabschnit­ tes (120b) eine höhere Curie-Temperatur hat als das des nicht­ sättigbaren Kernabschnittes (120a).
3. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des sättigbaren Kernabschnittes (120b) ein Lithiumferrit und das Material des nichtsättigbaren Kernabschnittes (120a) ein anderes Ferritmaterial als Lithiumferrit aufweist.
4. Stromversorgungsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Sätti­ gungsstroms gleich oder größer als die horizontale Ablenk­ frequenz ist.
5. Stromversorgungsschaltung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der sättigbare und der nichtsättigbare Kernabschnitt (120b bzw. 120a) ver­ schiedene Schenkel des Transformators (20) sind.
6. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch eine als Hochspannungswicklung (20f) ausge­ bildete Sekundärwicklung zur Speisung der Hochspannungs­ schaltung (56).
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