Zeilentransformator für einen Fernsehempfänger

Abstract

 Die Erfindung betrifft den Zeilentransformator zur Erzeugung der Hochspannung in einem Fernsehempfänger. Die Hochspannungswicklung (5) besteht aus einer einzigen Wicklung ohne Anzapfungen. Ein erster Gleichrichter (6) liegt zwischen dem einen Ende der Wicklung (5) und Erde und ein zweiter Gleichrichter (7) zwischen dem anderen Ende der Wicklung (5) und der Anode der Bildröhre (9). Dadurch ergeben sich für den Hochspannungstransformator ein einfacher Aufbau und eine geringe Streuinduktivität der Hochspannungswicklung (5).

Beschreibung

[0001] Eine Zeilenendstufe für einen Fernsehempfänger enthält u.a. einen als Schalter dienenden Transistor, eine Primärwicklung, eine Hochspannungswicklung und einen Hochspannungsgleichrichter. Letzterer erzeugt die Hochspannung für die Bildröhre.

[0002] Eine solche Zeilenendstufe ist ein relativ teures und schweras Bauteil, an dem hohe Spannungen und Ströme auftreten. Da die Zeilenendstufe mehrere Funktionen erfüllt, wie z.B. die Steuerung der Zeilenablenkspulen, die Erzeugung der Hochspannung für die Bildröhre und die Erzeugung weiterer Impulse für Aufzastzwecke und Erzeugung von Betriebsgleichspannungen, wird an die Zeilenendstufe eine Reihe verschiedener Forderungen gestellt. Die Stufe soll einerseits möglichst klein und leicht sein. Sie soll fertigungstechnisch einfach herstellbar sein. Für die durch die Zeilenendstufe gebildete Hochspannungsquelle ist ein niedriger Innenwiderstand erwünscht. Außerdem soll die Stufe trotz der relativ hohen auftretenden Leistung möglichst störunanfällig arbeiten.

[0003] Zur Erzielung des niedrigen Innenwiderstandes ist es bekannt, die Streuinduktivität der Hochspannungswicklung zusammen mit den wirksamen Kapazitäten auf bestimmte ungeradzahlige Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung am Zeilentrans- f_ormator abzustimmen. Dadurch läßt sich die Impulsform des Rücklaufimpulses zur Verringerung des Innenwiderstandes verbreitern. Besonders vorteilhaft ist eine Abstimmung auf die 9. Harmonische.

[0004] Die Abstimmung auf eine derart hohe Frequenz ist bei der . Konstruktion einer Zeilenendstufe nicht immer ohne Schwierigkeiten möglich, da hierfür die wirksamen Induktivitäten und Kapazitäten bestimmte Werte nicht überschreiten dürfen. Die Einhaltung dieser Werte ist unter gleichzeitiger Einhaltung anderer Anforderungen in der Praxis oft schwierig.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zeilenendstufe zu schaffen, die einen besonders einfachen Aufbau, eine feste Kopplung \zwischen Primärwicklung und Hochspannungswicklung, d.h. eine geringe Streuinduktivität der Hochspannungswicklung aufweist und eine Abstimmung auf die gewünschte Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0007] Durch die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich in überraschender Weise eine Vielzahl von Vorteilen hinsichtlich Konstruk= ticn, Isolation und Spannungsverteilung am Zeilentransformator. Zur Erzielung einer bestimmten Hochspannung für die Bildröhre muß an der Hochspannungswicklung eine Impulsspannung bestimmter Amplitude stehen, die bei vorgegebener Primärwicklung die Windungszahl bestimmt. Bei der Erfindung ist die Amplitude der Impulsspannung über der Hochspannungswicklung genau so groß wie bei der bekannten Schaltung mit einseitig geerdeter Hochspannungswicklung. Es werden jedoch folgende Vorteile erzielt.

[0008] Dadurch, daß das der Bildröhre abgewandte Ende der Hochspannungswicklung nicht wie in bekannter Weise geerdet, sondern über einen Gleichrichter mit Erde verbunden ist, steht an diesen Ende der Hochspannungswicklung eine Gleichspannung einer überlagerten Wechselspannung. Diese Wechselspannung steht mit gleicher Amplitude und entgegengesetzter Polarität an dem anderen Ende der Hochspannungswicklung. Das bedeutet, daß die Wechselspannung in der Mitte der Hochspannungswicklung null ist. Es entsteht also eine vorteilhafte Symmetrierung der Hochspannungswicklung relativ zur Primärwicklung hinsichtlich der Wechselspannungsverteilung. Bei der bekannten Schaltung mit einseitig geerdeter Hochspannungswicklung steht die Wechselspannung mit der notwendigen Amplitude nur am heißen Ende der Wicklung. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung steht diese Wechselspannung an beiden Enden der Wicklung gegenphasig, jedoch mit halber Amplitude verglichen mit der Wechselspannung am heißen Ende der einseitig geerdeten Hochspannungswicklung. Die maximal auftretende Wechselspannung wird also gegenüber der bekannten Schaltung in der Amplitude etwa halbiert. Diese Symmetrierung und'Spannungs- reduzierung gegenüber der bekannten Schaltung hat folgende Vorteile.

[0009] Da die maximal auftretende Amplitude der Wechselspannung kleiner ist, lassen sich die Anforderungen hinsichtlich der Isolation der Hochspannungswicklung gegenüber der Primärwicklung besser behcrschen, d.h. der Isolationsabstand zwischen den beiden Wicklungen kann verringert werden. Dadurch ergibt sich in erwünschter Weise eine festere Kopplung zwischen den beiden Wicklungen, wodurch die Streuinduktivität verringert und die gewünschte Abstimmung auf die 9. Harmonische begünstigt wird.

[0010] Die verringerte Amplitude der Wechselspannung an der Hochspannungswicklung hat außerdem zur Folge, daß die aufgrund der Wicklungskapazitäten zwischen der Hochspannungswicklung und der Primärwicklung fließenden kapazitiven Ströme in der Amplitude verringert werden. Bei der bekannten Schaltung mit einseitig geerdeter Hochspannungswicklung ist dieser kapazitive Strom am geerdeten Ende der Hochspannungswicklung praktisch null, er steigt aber bis zum heißen Ende der Hochspannungswicklung auf einen der Amplitude der dort stehenden Wechselspannung entsprechenden Wert an. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung ist die Amplitude dieses kapazitiven Stromes in der Mitte der Hochspannungswicklung null, weil dort die Amplitude der Wechselspannung null ist. Der kapazitive Strom steigt.zwar in Richtung der Enden der Hochspannungswicklung auf etwa gleich große, entgegengesetzt gerichtete Werte an. Diese Werte sind jedoch kleiner, nämlich etwa die Hälfte, als die Maximalwerte bei der bekannten Schaltung. Das Integral über die kapazitiven Blindströme, die über die verteilten Wicklungskapazitäten fließen, ist bei der erfindungsgemäßen Schaltung kleiner als bei der bekannten Schaltung mit einseitig geerdeter Hochspannungswicklung.

[0011] Die Tatsache, daß die Amplitude der Wechselspannung in der Mitte der Hochspannungswicklung null ist, kann bei der Konstruktion des Wickelkörpers für die Hochspannungswicklung vorteilhaft ausgenutzt werden, indem der Isolationsabstand in der Mitte kleiner gewählt wird als an den Enden der Hochspannungswicklung. Der Isolationsabstand zwischen den beiden Wicklungen kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der jeweiligen Amplitude der wirksamen Wechselspannung an der Hochspannungswicklung angepaßt werden.

[0012] Bei der Erfindung ist die Hochspannungswicklung wechselspannungsmäßig an beiden Enden etwa gleichmäßig belastet. An diesen beiden Enden treten Wechselspannungen gleicher Form und Amplitude mit entgegengesetzter Polarität auf. Dadurch wird die vom Zeilentransformator ausgehende Störstrahlung verringert, weil die beiden Spannungen an den Enden der Hochspannungswicklung entgegengesetzte Polarität haben und hinsichtlich der Störstrahlung, z.B. auf das Netz, wenigstens teilweise einander aufheben.

[0013] Dadurch, daß Primärseite und Hochspannungsseite nur eine ein- _zige Wicklung ohne Zusatzwicklungen und ohne Abgriffe enthal- .ten, wird der Aufbau des Zeilentransformators stark vereinfacht. Insbesondere lassen sich dadurch eine feste Kopplung und eine geringe Streuinduktivität der Hochspannungswicklung erzielen, was die Abstimmung auf eine hohe Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung begünstigt.

[0014] Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Darin zeigen

Figur 1 ein Prinzipschaltbild der Erfindung,

Figur 2 Spannungsverläufe zur Erläuterung der Wirkungsweise,

Figur 3 eine spezielle Ausbildung des Spulenkörpers für die als Kamcerwicklung ausgebildete Hochspannungswicklung und

Figur 4,5 konstruktive Ausbildungen der Kammern des Spulenkörpers gemäß Figur 3.

[0015] Figur 1 zeigt den von der zeilenfrequenten Schaltspannung 1 gesteuerten Zeilenendstufentransistor 2, den Zeilentrafo 3 mit der Primärwicklung 4 und der Hochspannungswicklung 5, die beiden Hochspannungsgleichrichter 6,7, den Glättungskondcnsator 8, die Bildröhre 9, den auch zur Tangensentzerrung dienenden Koppelkondensator 10 sowie die Zeilenablenkspulen 11. Es ist ersichtlich, daß durch die Anordnung der Hochspannungswicklung 5 die Wicklung 5 an ihren beiden Enden für Wechselspannung praktisch gleich belastet ist. Die Anode der Diode 6 ist ohnehin geerdet. Die Kathode der Diode 7 ist über den Kondensator 8, dar im wesentlichen durch die Kapazität des Anodenbelages in der Bildröhre 9 gebildet ist, für Wechselspannung ebenfalls geerdet.

[0016] Anhand der Figur 2 ist dieses näher erläutert. Durch die Wirkung der Diode 6 kann die Rücklaufspannung 13 am Punkt 12 nicht negativ werden, so daß diese mit ihrer negativen Spitze auf Erdpotential geklemmt wird und am Punkt 12 eine Gleichspannung U entsteht. Diese Gleichspannung U₁ steht auch am Punkt 14. Da die Wicklung 5 eine Induktivität ist, steht jedach am Punkt 14 die Rücklaufspannung 13 mit entgegengesetzter Polarität wie am Punkt 12. Das bedeutet, daß die Wechselspannung in der Mitte 15 der Wicklung 5 gleich null ist. Die Verteilung der Wechselspannung ist also symmetrisch, wodurch die eingangs genannten Vorteile auftreten. Die an der Klemme 14 stehende Spannung wird mit dem Gleichrichter 7 gleichgerichtet, wodurch an der Klemme 16 die Spannung U₂ als Anodenspannung für die Bildröhre 9 entsteht. Wenn die Klemme 12 geerdet wäre, würde etwa die gleiche Spannung U₂ an der Klemme 16 entstehen. Dann würden aber die eingangs genannten Vorteile nicht auftreten.

[0017] Wie bereits erläutert, ist die Amplitude der Wechselspannung an der Wicklung 5 sehr unterschiedlich, d.h. sie liegt zwischen null in der Mitte und den Maximalwerten entgegengesetzter Polarität an den Enden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Isolationsabstand zwischen Hochspannungswicklung 5 und Primärwicklung diesen Verhältnissen angepaßt.

[0018] Figur 3 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel. Auf dem Kern 17 des Zeilentrafos 3 befindet sich die Primärwicklung 4 und darüber der Spulenkörper 18 für die Hochspannungswicklung 5. Die Hochspannungswicklung 5 ist als Kammerwicklung ausgebildet und besteht aus Teilwicklungen 19, die in den Kammern 20 mit den Nummern 2 - 12 angeordnet sind. Die Stärke d dcs Spulenkörpers 18 am Grund jeweils einer Kammer 20 hat in der Hitte des Spulenkörpers 18, wo die Amplitude der Wechsalspannung gemäß Figur 2 gleich null ist, ein Minimum und nimmt symmetrisch parabelförmig zu den beiden Enden des Spulenkörpers 18 hin zu. Bei einem praktisch erprobten Beispiel hatte die Wandstärke d für die Kammern mit den Nummern 1 - 13 die folgenden Werte.

[0019] 

Die Wandstärke d, die den Isolationsabstand zwischen der Hochspannungswicklung 5 und der Primärwicklung 4 bestimmt, ist also der Amplitude der jeweils in der Kammer wirkenden Wechselspannung in vorteilhafter Weise angepaßt.

[0020] Die Kammern mit den Nummern 1 und 13 sind absichtlich nicht mit einer Teilwicklung 19 versehen. Das hat den Vorteil, daß der Abstand jeweils zwischen der ersten Teilwicklung in der Kammer Nr. 2 und der letzten Teilwicklung in der Kammer Nr. ₁2 zu den kantenförmigen Enden 21,22 der Primärwicklung 4 erhöht wird. Bekanntlich besteht zwischen Kanten an Wicklungen immer eine erhöhte Überschlagsgefahr.

[0021] Wie Figur 3 zeigt, sind die einzelnen Kammern 20 unterschiedlich gefüllt. Durch eine solche unterschiedliche Füllung der Kammcra, d.h. eine ungleichmäßige Aufteilung der Hochspannungswicklung 5 auf die Kammern, läßt sich die Streuinduktivität und damit die Abstimmung auf eine Harmonische beeinflussen. Wenn z.B. in der Mitte des Spulenkörpers 18, wo der Abstand zwischen Hochspannungswicklung 5 und Primärwicklung 4 kleiner, also die Kopplung fester ist, eine Anhäufung der Wicklungsverteilung vorliegt, so wird dadurch gegenüber einer gleichmäßigen Wicklungsvertailung die Streuinduktivität verändert.

[0022] Figur 4 zeigt eine Kammer 20, bei der die am Kammergrund umlaufenden Kanten hohlkehlartig -abgerundet sind. Diese Lösung beruht auf der Tatsache; daß gerade bei scharfen Kanten die Überschlagsgefahr größer ist. Durch die Abrundung der umlaufenden Kanten gemäß Figur 4 kann diese Überschlagsgefahr verringert werden. Außerdem legt sich bei dieser Lösung beim Wickeln der Draht der Hochspannungswicklung besser in die Kammer 20 ein.

[0023] In Figur 5 ist der Abrur.dungsradius an den beiden Kanten der Kammer 20 unterschiedlich. Diese Lösung wird für die jeweils erste und letzte mit einer Teilwicklung 19 gefüllte Kammer verwendet, d.h. in Figur 3 für die Kammern mit den Nummern 2 und 12. Dabei liegt die Kante 21 mit dem größeren Abrundungsradius zum Spulenkörperende hin gerichtet. An dieser Stelle besteht nämlich wegen der Kante der Primärwicklung 4 eine erhöhte Überschlagsgefahr. Dieser wird durch den hohen Abrundungsradius der Kante 21 entgegengewirkt. Die Ausbildung gemäß Figur 5 ist also vorzugsweise nur für die Kammern mit den Nummern 2 und 12 vorgesehen.

Ansprüche

1. Zeilentransformator für einen Fernsehempfänger mit einer die Zeilenablenkspulen speisenden Primärwicklung und einer die Hochspannung liefernden Sekundärwicklung mit zwei gleichsinnig in Reihe geschalteten Hochspannungsgleichrichtern, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gleichrichter (6) zwischen dem ersten Ende (12) der Sekundärwicklung (5) und Erde und der zweite Gleichrichter (7) zwischen dem zweiten Ende (14) der Sekundärwicklung (5) und der Anode der Bildröhre (9) liegt.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungswicklung (5) über der Primärwicklung (4) auf demselben Schenkel des Kerns (17) liegt (Fig. 3).

3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsabstand zwischen den beiden Wicklungen (4,5) in der Mitte der Wicklungen ein Minimum hat und zu den Enden der Wicklungen hin zunimmt (Fig. 3).

4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungswicklung (5) als Kammerwicklung ausgebildet ist.

5. Transformator nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (d) des Spulenkörpers (18) für die Kammerwicklung am Grund der Kammer (20) jeweils vom Ende zur Mitte des Spulenkörpers (18) hin abnimmt.

6. Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die umlaufenden Kanten am Grund einer Kammer (20) hohlkehlartig abgerundet sind (Fig. 4,5).

7. Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrundungsradien an den beiden Kanten unterschiedlich sind (Fig. 5).

8. Transformator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten und/oder letzten mit einer Wicklung (19) gefüllten Kammer (Nr. 2,12 in Fig. 3) die dem Spulenkörperende (18) zugewandte Kante (21) den größeren Abrundungsradius aufweist (Fig. 5).

9. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter der Hochspannungswicklung (5) liegende Primärwicklung (4) in Axialrichtung über die Hochspannungswicklung (5) hinausragt (Fig. 3).

10. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder letzte Kammer (Nr. 1,13 in Fig. 3) nicht mit einer Teilwicklung (19) gefüllt ist.

11. Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung der Hochspannungswicklung (5) auf eine Harmonische der Frequenz der Rücklaufschwingung durch unterschiedliche Füllung der Kammern (20) durch die Hochspannungswicklung (5) erreicht ist.

12. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (3) nur eine einzige Primärwicklung (4) ohne Anzapfungen und eine einzige Sekundärwicklung (5) ohne Anzapfungen aufweist.

Zeichnung