DE1253754B - Circuit for stabilizing a high voltage taken from a saw tooth current generator - Google Patents

Description

Schaltung zur Stabilisierung einer aus einem Sägezahnstromgenerator entnommenen Hochspannung Es sind in der Fernsehtechnik Schaltungen zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus dem zur Erzeugung eines Ablenksägezahnstromes dienenden Generator bekannt. In diesen Schaltungen wird die in dem Generator erzeugte Wechselspannung mittels eines Transformators hochtransformiert und zu einer Spannung gleichgerichtet, die oft das Vielfache der Betriebsspannung des Generators beträgt. Dabei ergeben sich die bequeme Transformierung und Gleichrichtung durch die besondere Impulsform der Generatorspannung, die aus einem hohen und kurzen Rücklaufimpuls und einem längeren und kleineren Hinlaufimpuls besteht.Circuit for stabilizing one from a sawtooth current generator Taken high voltage There are circuits for generation in television technology a high DC voltage from the one used to generate a deflection sawtooth current Known generator. The alternating voltage generated in the generator is used in these circuits stepped up by means of a transformer and rectified to a voltage, which is often a multiple of the operating voltage of the generator. In doing so, surrender the convenient transformation and rectification through the special pulse shape the generator voltage, which consists of a high and short flyback pulse and a longer one and smaller trailing pulse.

Die erzeugte Hochspannung wird vorzugsweise zur Versorgung von Kathodenstrahlröhren mit einer Anodenspannung verwendet und soll für diesen Zweck möglichst konstant sein. Änderungen der Hochspannung können z. B. durch Lastschwankungen, etwa durch Veränderung des Strahlstromes oder durch Korrektur der von dem Generator erzeugten Ablenkampiituden, entstehen.The high voltage generated is preferably used to supply cathode ray tubes used with an anode voltage and should be as constant as possible for this purpose be. Changes in the high voltage can e.g. B. by load fluctuations, for example by Changing the beam current or by correcting that generated by the generator Distraction campuses arise.

Man hat bereits bei mit Verstärkerröhren betriebenen Generatoren eine Stabilisierung der Hochspannung angegeben. Diese Schaltung ist bei Verwendung einer von der Hochspannung abgeleiteten Regelspannung angegeben. Diese Schaltung ist bei Verwendung eines Schalters, der von den Synchronimpulsen gesteuert wird, nicht mehr brauchbar. Ferner ist für Halbleiterschaltungen, bei denen ein Transistor od. dgl. als Schalter dient, eine Hochspannungsstabilisierung vorgeschlagen worden, nach welcher eine zusätzliche Transformatorwicklung oder eine von dieser abgeleiteten Gleichspannung in Abhängigkeit von einer Regelspannung in den Sekundärkreis des Hochspannungserzeugers eingespeist wird. Diese Schaltung ist jedoch bei Korrektureinstellungen der Ablenkamplitude nicht wirksam und arbeitet auch nicht verlustlos, da die kontinuierliche Einschaltung von Zusatzwicklungen nur durch mehr oder weniger große Parallel- oder Serienwiderstände von gesteuerten Halbleiterelementen erreichbar ist.One already has one in generators operated with amplifier tubes Stabilization of the high voltage indicated. This circuit is when using a control voltage derived from the high voltage. This circuit is at Use of a switch that is controlled by the sync pulses no longer useful. Furthermore, for semiconductor circuits in which a transistor or the like. serves as a switch, a high-voltage stabilization has been proposed after which is an additional transformer winding or one derived from it DC voltage as a function of a control voltage in the secondary circuit of the High voltage generator is fed. However, this circuit is with correction settings the deflection amplitude is not effective and also does not work without loss, since the continuous Activation of additional windings only through more or less large parallel or Series resistances of controlled semiconductor elements can be achieved.

Es sind bereits Schaltungen zur Regelung er er Hochspannung bekannt, bei denen die Impulsbreite in Abhängigkeit von der Belastung der Hochspannungsquelle verändert wird, um die Spannung konstant zu halten. Dabei werden einem Steuergitter eine Entladungsröhre, in deren Anodenkreis eine Induktivität liegt, periodisch auftretende, die Röhre öffnende Impulse zugeführt, deren Dauer in Abhängigkeit von der Belastung geregelt wird.Circuits for regulating high voltage are already known, where the pulse width depends on the load on the high voltage source is changed to keep the voltage constant. Thereby are a control grid a discharge tube, in whose anode circuit there is an inductance, periodically occurring, the tube is supplied with opening pulses, the duration of which depends on the load is regulated.

Bei der vorliegenden Erfindung wird von der Erscheinung Gebrauch gemacht, daß bei Sägezahn-Stromgeneratoren mit Halbleiterschalter und Energierückgewinnungsdiode die Amplitude. des Sägezahn-Stromes wenig von der durch die Eigenresonanz des Transformators bestimmten Rücklaufzeit abhängig ist, während die Hochspannungsamplitude der Rücklaufzeit im wesentlichen umgekehrt proportional ist, und daß ferner über die Rücklaufzeit in gewissen durch die Breite des Austastimpulses bestimmten Grenzen verfügt werden kann.The present invention makes use of the phenomenon that with sawtooth power generators with semiconductor switches and energy recovery diode the amplitude. of the sawtooth current is little different from that caused by the self-resonance of the transformer certain return time is dependent, while the high voltage amplitude of the return time is essentially inversely proportional, and that also over the flyback time within certain limits determined by the width of the blanking pulse can.

Daher besteht bei einer Schaltung zur Stabilisierung der aus einem Sägezahnstromgenerator entnommenen und durch Gleichrichtung der Rücklaufimpulse erzeugten Hochspannung erfindungsgemäß die die Dauer des Rücklaufimpulses beeinflussende Kapazität wenigstens zum Teil aus einem Kondensator mit einer durch eine Vorspannung variierbaren Kapazität, und es dient als Vorspannung für diesen Kondensator eine in an sich bekannter Weise von der Hochspannung abgeleitete Regelspannung.Therefore, a circuit for stabilization consists of one Sawtooth current generator removed and rectified by the flyback pulses generated high voltage according to the invention influencing the duration of the return pulse Capacitance at least in part from a capacitor with a bias voltage variable capacitance, and it serves as a bias for this capacitor one control voltage derived in a manner known per se from the high voltage.

Die Vorteile dieser Schaltung bestehen darin, daß die Regelung infolge der. Steuerung des Kondensators mit Gleichspannung praktisch verlustlos ist, daß sie in sehr einfacher Weise ausgeführt werden kann und daß die Regelschaltung sowohl auf Änderungen der Kippamplituden bzw. der Betriebsspannung als auch auf Lastschwankungen im Hochspannungskreis reagiert. Hierdurch werden die geschilderten Nachteile und Beschränkungen der bekannten bzw. vorgeschlagenen Schaltungen weitgehend überwunden.The advantages of this circuit are that the regulation as a result the. Control of the capacitor with DC voltage is practically lossless that it can be carried out in a very simple manner and that the control circuit both to changes in the breakdown amplitudes or the operating voltage as well as to load fluctuations reacts in the high voltage circuit. As a result, the disadvantages and Limitations of the known or proposed circuits largely overcome.

Als variabler Kondensator kann z. B. ein in Sperrrichtung gepoltes Halbleiterelement vom Typ des Varicap oder noch zweckmäßiger ein Selengleichrichter verwendet werden. Schaltungen der geschilderten Art lassen sich mit Vorteil zur Erzeugung einer stabilen Hochspannung für Bildwiedergaberöhren oder Bildaufnahmeröhren oder zur Erzeugung anderer in der Gesamtschaltung benötigter Gleichspannungen verwenden, die höher als die zur Verfügung stehenden Betriebsspannungen sind.As a variable capacitor, for. B. a polarized in the reverse direction Semiconductor element of the Varicap type or, even more appropriately, a selenium rectifier be used. Circuits of the type described can be used with advantage Generation of a stable high voltage for picture display tubes or picture pick-up tubes or for generation other DC voltages required in the overall circuit use that are higher than the available operating voltages.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in der ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung besprochen wird. In dieser Zeichnung ist F i g. 1 eine vereinfachte Ablenkschaltung mit angefügtem Hochspannungskreis, F i g. 2 eine praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung.Further details of the invention and further advantages can be found in US Pat The following description can be found in the an exemplary embodiment on hand the drawing is discussed. In this drawing, F i g. 1 a simplified Deflection circuit with attached high voltage circuit, FIG. 2 a practical embodiment the circuit according to the invention.

In F i g. 1 ist 1 ein als Schalter wirkender Transistor, in dessen Kollektorkreis die Induktivität 2 und eine Betriebsspannungsquelle liegen. Die Induktivität ist ein Kondensator 3 parallel geschaltet. Ferner liegt zwischen Kollektor und Erde eine Energierückgewinnungsdiode 4. An die Induktivität ist ferner ein Hochspannungskreis, bestehend aus der Diode 6, dem Verbraucherwiderstand 7 und dem Glättungskondensator 8, angeschlossen. Beim Betrieb dieser Schaltung wird der Basis des Transistors 1 periodisch ein Sperrimpuls zugeführt. Durch die Unterbrechung des Stromes in der Induktivität 2 entsteht am Kollektor eine hohe Rücklaufspannung von einer Richtung, welche der Sperrichtung der Energierückgewinnungsdiode 4 entspricht. Diese Spannung baut in dem Schwingungskreis aus der Induktivität 2 und dem Kondensator 3 eine Sinusschwingung auf, deren Periode durch die Werte der beiden Impedanzen 2 und 3 bestimmt ist. Bei einem Durchschwingen der Sinusschwingung in der entgegengesetzten Amplitude wird die Diode 4 geöffnet und dadurch die Gegenamplitude der Sinusschwingung abgeschnitten.In Fig. 1, 1 is a transistor acting as a switch, in whose collector circuit the inductance 2 and an operating voltage source are located. The inductance is a capacitor 3 connected in parallel. Furthermore, there is an energy recovery diode 4 between the collector and earth. A high-voltage circuit consisting of the diode 6, the consumer resistor 7 and the smoothing capacitor 8 is also connected to the inductance. When this circuit is in operation, the base of the transistor 1 is periodically supplied with a blocking pulse. The interruption of the current in the inductance 2 produces a high return voltage at the collector in a direction which corresponds to the reverse direction of the energy recovery diode 4. This voltage builds up a sinusoidal oscillation in the resonant circuit from the inductance 2 and the capacitor 3, the period of which is determined by the values of the two impedances 2 and 3. When the sinusoidal oscillation swings through in the opposite amplitude, the diode 4 is opened and the opposite amplitude of the sinusoidal oscillation is thereby cut off.

Die im Kondensator 5 gespeicherte Ladung trägt bei üblichen Zeilensägezahngeneratoren dieser Bauart dazu bei, während der Hinlaufperiode einen Sägezahnstrom zu erzeugen. Wenn die im Kondensator gespeicherte Energie erschöpft ist, so übernimmt der Transistor 1 bei leitender Kollektor-Emitter-Strecke und entsprechender Basisvorspannung den weiteren Verlauf des Sägezahnstromes bis zum erneuten Eintreffen des Sperrimpulses.The charge stored in the capacitor 5 carries with conventional line sawtooth generators this design helps to generate a sawtooth current during the trace period. When the energy stored in the capacitor is exhausted, the transistor takes over 1 with conductive collector-emitter path and corresponding base bias further course of the sawtooth current until the blocking pulse arrives again.

Aus den Rücklaufimpulsen kann durch Gleichrichtung mit Hilfe der Diode 6 eine Hochspannung an dem Widerstand 7 erzeugt werden. Die Hochspannung ist jedoch von der Form des Rücklaufimpulses bzw. der Dauer desselben wesentlich abhängig.A high voltage can be generated at the resistor 7 from the return pulses by rectification with the aid of the diode 6. However, the high voltage is essentially dependent on the shape of the return pulse and the duration of the same.

Im folgenden wird nun auf die Stabilisierungsschaltung der F i g. 2 Bezug genommen, in welcher der F i g. 1 entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Induktivität des Sägezahnstromgenerators besteht in dieser Schaltung aus einem Transformator mit den Sekundärwicklungen 21, 22 sowie der Primärwicklung 20 mit den an 21 angeschlossenen Zeilenablenkspulen 9. Die Hochspannung wird aus der Sekundärwicklung 22 entnommen. Ein Teil der Rücklaufkapazität ist durch den Kondensator 30 symbolisiert. Einen anderen Teil derselben bilden die Kapazitätsdiode 10 und der Kondensator 31. Im Hochspannungskreis der Schaltung befindet sich ein aus dem Widerstand 7 und einem weiteren Widerstand 11 gebildeter Spannungsteiler, der an eine negative Bezugsspannung -V angeschlossen ist. Der Gleichrichter 6 ist so gepolt, daß an der Klemme UH eine positive Spannung entsteht. Ferner ist am Abgriff des Spannungsteilers 7,11 ein Gleichstromverstärker 12 angeschlossen, welcher an seinem Ausgang eine Regelspannung an die Kapazitätsdiode von solcher Polarität abgibt, daß die Kapazitätsdiode in Sperrichtung vorgespannt ist. Die Kapazität des Kondensators 31 ist gegenüber derjenigen des Kondensators 30 und der Diode 10 groß, so daß durch ihn eine hochfrequenzmäßige Erdung erzielt wird. In der Verbindungsleitung zwischen der Primärwicklung 20 des Transformators und der Betriebsspannungsquelle Uo befindet sich ein kleiner regelbarer Widerstand 13, welcher zur Einstellung der Kippamplitude in den Ablenkspulen 9 dient.The stabilization circuit of FIG. Reference is made to 2, in which the F i g. 1 corresponding parts are provided with the same reference numerals. The inductance of the sawtooth current generator in this circuit consists of a transformer with the secondary windings 21, 22 and the primary winding 20 with the line deflection coils 9 connected to 21. The high voltage is taken from the secondary winding 22. A part of the return capacity is symbolized by the capacitor 30. The capacitance diode 10 and the capacitor 31 form another part of the same. In the high-voltage circuit of the circuit there is a voltage divider formed from the resistor 7 and a further resistor 11, which is connected to a negative reference voltage -V. The rectifier 6 is polarized so that a positive voltage is produced at the terminal UH. Furthermore, a direct current amplifier 12 is connected to the tap of the voltage divider 7, 11, which outputs a control voltage to the capacitance diode of such polarity that the capacitance diode is reverse biased. The capacitance of the capacitor 31 is large compared to that of the capacitor 30 and the diode 10 , so that a high-frequency grounding is achieved through it. In the connecting line between the primary winding 20 of the transformer and the operating voltage source Uo there is a small controllable resistor 13 which is used to set the tilt amplitude in the deflection coils 9 .

Wenn eine Änderung der Kippamplitude durch Regeln des Widerstandes 13 vorgenommen wird, so ändert sich normalerweise auch die Hochspannung an der Klemme -1- UH. Bei der vorliegenden Schaltung wird aber durch die am Ausgang des Verstärkers 12 auftretende Regelspannung die Kapazität der Diode 10 und damit die Eigenresonanz verändert. Diese Änderung erfolgt in einem Sinne, daß die Breite des Rücklaufimpulses so verändert wird, daß die Hochspannung konstant bleibt. Auf die Kippamplitude hat die Änderung der Breite des Rücklaufirnpulses keinen nennenswerten Einfluß, so daß die Regelung der Amplitude durch den Widerstand 13 nicht aufgehoben wird. Ebenso ist die Regelschaltung auch wirksam, wenn eine Änderung des Lastwiderstandes an der Klemme --I- UH auftritt.If the tilt amplitude is changed by regulating the resistor 13 , the high voltage at the terminal -1- UH will normally also change. In the present circuit, however, the control voltage occurring at the output of the amplifier 12 changes the capacitance of the diode 10 and thus the natural resonance. This change takes place in a sense that the width of the return pulse is changed so that the high voltage remains constant. The change in the width of the return impulse has no appreciable influence on the tilt amplitude, so that the regulation of the amplitude by the resistor 13 is not canceled. The control circuit is also effective if there is a change in the load resistance at terminal --I- UH.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Schaltung zur verlustfreien Stabilisierung der aus einem Sägezahnstromgenerator entnommenen und durch Gleichrichtung der Rücklaufimpulse erzeugten Hochspannung gegen Veränderungen des Generatorwiderstandes oder der Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Kapazität, welche zusammen mit der Induktivität des Sägezahnstromgenerators die Dauer des Rücklaufimpulses bestimmt, wenigstens zum Teil aus einem Kondensator mit durch eine Vorspannung variierbarer Kapazität besteht und daß die Vorspannung durch eine aus der erzeugten Hochspannung abgeleitete Regelgleichspannung gebildet wird, derart, daß bei einer Änderung der Ablenkamplitude oder der Belastung der Hochspannung die Rücklaufzeit im Sinne einer Stabilisierung der Hochspannung beeinflußt wird. Claims: 1. Circuit for lossless stabilization of the taken from a sawtooth current generator and rectified by the return pulses generated high voltage against changes in generator resistance or load, characterized in that that capacitance, which together with the inductance of the sawtooth current generator determines the duration of the return pulse, at least partly from a capacitor with a capacitance that can be varied by a bias voltage and that the bias voltage is derived from a high voltage generated Control DC voltage is formed in such a way that when there is a change in the deflection amplitude or the load on the high voltage, the return time in the sense of stabilization the high voltage is affected. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der variable Kondensator aus einem in Sperrichtung gepolten Selengleichtichter besteht. 2. Circuit according to claim 1, characterized in that that the variable capacitor consists of a selenium funnel polarized in the reverse direction consists. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Änderung der Kapazität dienende Regelspannung durch Vergleich eines Teiles der Hochspannung und einer konstanten Spannung gebildet und nach Verstärkung in einem Gleichstromverstärker der variablen Kapazität zugeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 837 423.3. A circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the for Change of the control voltage serving the capacitance by comparing a part of the high voltage and a constant voltage and after amplification in a DC amplifier the variable capacity is supplied. Publications considered: German U.S. Patent No. 837,423.