DE1438573C - Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Gleichspannung aus unsymmetrischer Wechsel spannung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- samen Inncnvviderstand der ihm über den Zufühanordnung zum Erzeugen einer Gleichspannung aus rungskondensator parallelgeschalteten Wechselspanunsymmetrischer Wechselspannung mit Hilfe eines nungsquelle ist. Das Verhältnis der beiden Span-Schaltelements mit nichtlinearer punktsymmetrischer nungsteilerwiderstände läßt ich dabei so wählen, daß Kennlinie, dem ein Widerstand parallel geschaltet ist 5 die über einem Widerstand auftretende, gegenüber und dem die unsymmetrische Wechselspannung über dem Bezugspotential positive bzw. negative Gleicheinen in Serie geschalteten Kondensator zugeführt spannung ein Maximum erreicht,
wird. Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ge-

Eine solche Schaltung ist aus »Valvo-Berichte, stattet also die Erzeugung einer Gleichspannung aus VIII (1962), Heft 1, S. 21 ff., bekannt. Die Höhe der io zwei entgegengesetzt gerichteten unsymmetrischen erzeugten Gleichspannung hängt dabei von der Am- Wechselspannungen, die von einseitig mit demselben plitude und dem Verhältnis von Stromflußdauer zu Bezugspotential verbundenen Quellen herrühren, Periodcndauer der Wechselspannung ab und bleibt wobei die Gleichspannung in fast ihrer gesamten wesentlich niedriger als der Spitzenwert der Wechsel- Höhe mit beliebiger Polarität gegenüber dem Bezugsspannung. 15 potential abgenommen werden kann.

In manchen Anwcndungsfällen reicht jedoch die Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

Höhe der aus einer Wechselspannung gegebene Am- Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen näher

plitude erzeugbaren Gleichspannung für den vorge- erläutert. In der Zeichnung zeigt

sehenen Zweck nicht aus. Fig. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung zum

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, 20 Erzeugen einer Gleichspannung aus einer unsym-

eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer metrischen Wechselspannung,

Gleichspannung zu schaffen, bei der die Höhe der Fig. 2 eine Schaltungsanordnung nach der Erfin-

erzeugten Gleichspannung nicht durch die Amplitude dung zum Erzeugen einer höheren Gleichspannung

einer einzigen Wechselspannung begrenzt ist. aus zwei entgegengesetzt gerichteten unsymme-

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanord- 25 trischen Wechselspannungen,

nung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß Fig. 3 eine Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2,

dadurch gelöst, daß die beiden Enden des Schalt- bei der die erzeugte Gleichspannung mit gewünschter

elements über Kondensatoren an zwei Wechselspan- Polarität gegenüber einem Bezugspotential abge-

nungsquellen angeschlossen sind, die entgegengesetzt griffen werden kann,

unsymmetrische Wechselspannungen liefern. 30 Fig. 4 eine Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3

Der Gleichstromwiderstandswert des Parallel- zum Erzeugen der Betriebsspannung für einen Im-

widerstandes ist dabei vorzugsweise erheblich größer pulsgenerator in einem Fernsehempfänger und

als die außerhalb des Stromflußintervalls wirksamen F i g. 5 eine Schaltungsanordnung gemäß F i g. 4

Gleichstrom-Innenwiderstände der Wechselspan- mit zusätzlicher Stabilisierung der erzeugten Betriebs-

nungsquellen. 35 spannung.

Die Höhe der erzeugten Gleichspannung ist bei Fig. 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung einer derartigen Schaltungsanordnung der Summe zum Erzeugen einer Gleichspannung aus einer under beiden zugeführten positiven und negativen symmetrischen Wechselspannung mit Hilfe eines Wechselspannungen proportional, erreicht diese aber Schaltelements mit symmetrischer, nichtlinearer nicht. 40 Kennlinie. Dieses Schaltelement 1 kann durch zwei

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung haben gegeneinandergeschaltete Dioden, insbesondere mit die Wechselspannungen der Spannungsquellen im- je einer Schwellwert-Vorspannungsquelle, gebildet pulsförmigen Verlauf, und das Schaltelement weist werden, ist jedoch vorzugsweise ein sogenannter eine Kennlinie auf, bei der jeder Ast nach dem Ge- VDR-Widerstand, dessen /-C/-Kennlinie auf jedem setz U = K ■ IP verläuft, wobei K und β konstante 45 Ast dem Gesetz U = K · Iß folgt. Dem VDR-Wider-Kennwerte des Schaltelements, U die Spannung stand wird von einer geeigneten Quelle 2 über und / den Strom durch das Schaltelement darstellen. einen Kondensator 3 eine unsymmetrische Wechsel-Liegen die Quellen der beiden der Schaltungs- spannung, ζ. B. eine Impulsspannung, zugeführt. An anordnung zugeführten Wechselspannungen an einem dem dem VDR-Widerstand parallelgeschalteten bestimmten Bezugspotential, z. B. Masse, so ist es 50 Ohmschen Widerstand 4 ergibt sich dann eine Richtmöglich, eine gegenüber dem Bezugspotential posi- Gleichspannung, die bei positiv unsymmetrischer tive oder negative Gleichspannung abzunehmen, die Wechselspannung negatives Vorzeigen hat und deren größer ist als eine entsprechend nur von einer Wech- Höhe von der Amplitude der Wechselspannung und selspannung mit der bekannten Schaltung erzeugte von dem Verhältnis der Impulsdauer zur WiederGleichspannung. Diese Gleichspannung kann etwa 55 holungsperiode abhängt.

gleich der Summe der aus jeder der beiden Wechsel- F i g. 2 zeigt das Grundschaltbild der Schaltungsspannungen getrennt erzeugbaren Gleichspannungen anordnung gemäß der Erfindung, die es gestattet, sein. Dazu wird gemäß einer Weiterbildung der Er- mit Hilfe von zwei entgegengesetzt unsymmetrischen findung der Parallelwiderstand als Spannungsteiler Wechselspannungen eine Gleichspannung zu erzeuausgebildct, dessen Anzapfung mit dem Bezugs- 60 gen, die größer ist als die Gleichspannung, die mit potential verbunden ist, so daß sich dann an jedem einer Anordnung nach Fig. 1 aus einer der Wechder beiden Widerstände des Spannungsteilers eine selspannungen erzeugt werden kann und maximal der erzeugten, gegenüber dem Bezugspotential posi- der Summe der mit zwei Schaltungen nach Fig. 1 tiven bzw. negativen Gleichspannungen abnehmen erzeugbaren Gleichspannungen entsprechen könnte, läßt. 65 Dem VDR-Widerstand (Schaltelement 1) wird in Jeder der Spannungsteilerwiderstände wird dabei dieser Schaltungsanordnung über einen ersten Konvorzugsweise so gewählt, daß er groß gegen den vor- densator3 eine erste positiv unsymmetrische Wechzugsweise während des Stromflußintervalls wirk- selspannung2 und über einen zweiten Kondensator

eine zweite negativ unsymmetrische Wechselspannung 5 zugeführt. An dem parallel zu dem VDR-Widerstand liegenden Widerstand 4 kann die Gleichspannung abgenommen werden. Die erzeugte Gleichspannung ist dahei von dem Bezugspotential der beiden unsymmetrischen Wechselspannungen, d. h. in dem dargestellten Fall Masse, frei. Es ist jedoch nicht möglich, die erzeugte Gleichspannung einseitig an Masse festzulegen, d. h. den linken oder den rechten Anschluß des Widerstandes 4 mit Masse zu verbinden, weil dann eine der beiden Wechselstromquellen 2 bzw. 5 für den VDR-Widerstand kurzgeschlossen würde, wobei sich eine Schaltung entsprechend F i g. 1 ergibt.

F i g. 3 zeigt eine weitere Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der dieser Nachteil nicht auftritt. Der in F i g. 2 parallel zum VDR-Widerstand (Schaltelement 1) liegende Widerstand 4 ist hier in zwei Widerstände 4 und 7 aufgetrennt, deren Verbindungspunkt mit dem gemeinsamen Bezugspotential der beiden zugeführten Wechselspannungen, d. h. Masse, verbunden ist. Es ist so möglich, am Widerstand 4 eine gegenüber Masse negative und am Widerstand 7 eine gegenüber Masse positive Gleichspannung abzugreifen. Die Höhe der Gleichspannungen über den Widerständen 4 und 7, deren Summe der Summe der Amplituden der Wechselspannungen 2 und 5 proportional ist, hängt von dem Größenverhältnis der Widerstände 4 und 7 zueinander ab.

Es läßt sich jedoch nicht an einem der beiden Widerstände die gesamte erzeugte Gleichspannung abgreifen. Mit steigender Vergrößerung des einen und Verkleinerung des anderen Widerstandes wird die dem kleineren Widerstand parallelliegende Wechselspannungsquelle für den VDR-Widerstand (Schaltelement 1) mehr und mehr belastet und damit der von dieser Spannung erzeugte Gleichspannungsteil verringert. Es ergibt sich somit für gegebene Amplituden der Wechselspannungen und gegebenem Gesamtwiderstand des Spannungsteilers 4 und dem Widerstand 7, bei dem an einem der beiden Widerstände die maximale abgreifbare Gleichspannung steht.

Ein derartiges optimales Verhältnis wird für die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 z.B. für folgende Werte erreicht:

Wechselspannung 2 Fernsehempfänger-Zeilenimpulse
1200 V_ss positiv gerichtet

Wechselspannung 5 Fernsehempfänger-Zeilenimpulse
400 V_?s negativ gerichtet

Kondensator 3 560 pF

Kondensator 6 1500 pF

VDR-Widerstand 1 Type E 298 ED/P 268

(J = 10 mA bei
1200V ± 2O°/o,
β = 0,16 bis 0,21)

Widerstand 4 15OkQ

Widerstand 7 560 kQ

Über' dem Widerstand 7 steht dann eine maximale gegenüber Masse positiv gerichtete Gleichspannung von 200 V und über dem Widerstand 4 eine gegenüber Masse negativ gerichtete Gleichspannung von 53 V.

Ist der Wert des Widerstandes 4 groß gegenüber dem Innenwiderstand der Spannungsquellc2 und der Wert des Widerstandes 7 groß gegenüber dem Innenwiderstand der Spannungsquelle 5, so tritt an den Widerständen 4 und 7 praktisch die Summe der Gleichspannungen auf, die man mit zwei getrennten Schaltungen nach F i g. 1 und entsprechenden Widerstands- und Spannungswerten erhalten würde. Ist der Widerstand 7 groß gegenüber dem Widerstand 4, dann läßt sich praktisch die gesamte erzeugte Gleichspannung am Widerstand 7 als gegenüber dem Bezugspotential positiv gerichtete Spannung abnehmen.

Entsprechendes gilt natürlich bei umgekehrtem Widerstandsverhältnis für eine negativ gerichtete Spannung am Widerstand 4. Durch geeignete Wahl des Verhältnisses zwischen diesen beiden Widerständen läßt sich die erzeugte Gesamtspannung mit negativem bzw. positivem Vorzeichen gegenüber Masse abnehmen.

F i g. 4 zeigt die Anwendung der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 auf die Erzeugung einer Betriebsgleichspannung in einem Fernsehempfänger. Die Schaltungselemente 1, 3, 4 und 6 entsprechen den gleich bezifferten Schaltungselementen in Fig. 3. Dem VDR-Widerstand, dem hier zum Ausgleich von Abweichungen in seinen Kenndaten und damit zum Einstellen der erzeugten Gleichspannung ein veränderbarer Widerstand 8 in Serie geschaltet ist, werden über den Kondensator 3 positiv gerichtete und über den Kondensator 6 negativ gerichtete Zeilenimpulse vom Zeilentransformator des Fernsehempfängers zugeführt. Über dem Widerstand 4 entsteht dann, wie in der Schaltungsanordnung nach Fig. 3, eine kleine, gegenüber Masse negative Gleichspannung und über dem durch den Innenwiderstand der Röhre 12 und dem Anodenwiderstand 11 gebildeten Gesamtwiderstand des mit Gleichspannung zu versorgenden Impulsgenerators eine gegenüber Masse positive Gleichspannung. Bei dem Impulsgenerator handelt es sich um einen Multivibrator, von dem jedoch nur eine Hälfte dargestellt ist. Die Spannung über dem Widerstand 11 und der Röhre 12 ist dabei, wie oben an Hand der F i g. 3 erläutert, durch geeignete Wahl des Widerstandes 4 auf ihren maximalen Wert eingestellt. Dieser maximale Wert ergibt sich z. B., wenn bei gleicher Type des VDR-Widerstandes und bei gleichen zugeführten Impulsspannungen die restlichen Schaltungselemente folgende Werte haben:

Kondensator 3 270 pF

Kondensator 6 1500 pF

Widerstand 4 150 kQ

Widerstand 11 470 kQ

Widerstand 8 50 kQ

Widerstand 9 39 kQ

Kondensator 10 56 nF

Das RC-G\\ed 9, 10 hat in dieser Schaltungsanordnung die Aufgabe, den von den zugeführten Zeilenimpulsen herrührenden, der erzeugten Gleichspannung überlagerten Wechselstromantcil auszusieben.

Die über dem Widerstand 11 und der Röhre 12 liegende Gleichspannung schwankt mit der Amplitude der dem VDR-Widerstand zugeführten Zeilenimpulse. Das ist, wenn es sich bei dem versorgten

Impulsgenerator um den Bildablenkgenerator des Fernsehempfängers handelt, durchaus erwünscht, da dann das Verhältnis zwischen Zeilen- und Ablenkimpulsen und damit das Seitenverhältnis des Schirmbildes konstant bleibt.

In manchen Anwendungsfällen ist es jedoch erwünscht, eine konstante, von Amplitudenschwankungen der erzeugenden Impulse unabhängige Gleichspannung zur Verfugung zu haben. Eine diese Bedingung erfüllende Schaltungsanordnung zeigt F i g. 5. Hier dient als Widerstand, an dem die erzeugte, gegenüber Masse positive Gleichspannung, die in diesem Falle als weiter zu verwendende Spannung dienen soll, auftritt, ein Element mit nichtlinearer Kennlinie, z. B. ein weiterer VDR-Widerstand 13, mit dem der Längswiderstand 9 des Siebgliedes in Serie liegt. An diesem Widerstand kann dann, wie bekannt, eine weniger stark schwankende Gleichspannung abgegriffen und dem Verbraucher, z. B. der Röhre 12 mit dem Anodenwiderstand 11, zugeführt werden.

Grundsätzlich läßt sich die in F i g. 3 im Prinzip dargestellte Schaltungsanordnung, z. B. in einem Fernsehempfänger, auch für andere Zwecke verwenden, so etwa zur Unterdrückung des während der Anheizzeit auftretenden Intercarrierbrumms in einem Empfänger, in dem die z. B. getastete Verstärkungsregelung von den Ablenkschwingungen abhängig ist. Als unsymmetrische Wechselspannungen dienen in diesem Falle die positven und negativen Impulse der Austastwicklung des Zeilentransformators. Die sich ergebende Gleichspannung dient dann als Schirm- ' gitterspannung für die Ton-ZF-Röhre; diese ist dann in der Zeit, in der keine Ablenkschwingungen erzeugt werden, gesperrt, so daß der Tonkanal gesperrt ist. Weiter besteht die Möglichkeit, die erzeugte Gleichspannung dem Schirmgitter einer ZF-Röhre zuzuführen, um so während der Anheizzeit eine Übersteuerung der letzten Bild-ZF-Stufe zu verhindern. In diesem Falle muß allerdings die Belastung des Zeilentransformators durch den verhältnismäßig starken Schirmgitterstrom berücksichtigt werden.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Gleichspannung aus unsymmetrischer Wechselspannung mit Hilfe eines Schaltelements mit nichtlinearer punktsymmetrischer Kennlinie, dem ein Widerstand parallel geschaltet ist und dem die unsymmetrische Wechselspannung über einen in Serie geschalteten Kondensator zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Schaltelements (1) über Kondensatoren (3, 6) an zwei Wechselspannungsquellen (2, S) angeschlossen sind, die entgegengesetzt unsymmetrische Wechselspannungen liefern.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungen der Spannungsquellen (2,5) impulsförmigen Verlauf haben, und daß das Schaltelement (1) eine Kennlinie aufweist, bei der jeder Ast nach dem Gesetz U = K-I" verläuft, wobei K und β konstante Kennwerte des Schaltelements (1), U die Spannung und / den Strom durch das Schaltelement (1) darstellen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der parallelgeschaltete Widerstand (4) erheblich größer ist als der Widerstand des Schaltelements (1) im Stromflußintervall.

4. Schaltungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromwert des Parallelwiderstandes (4) erheblich größer ist als die außerhalb des Stromflußintervalls wirksamen Gleichstrom-Innenwiderstände der Wechselspannungsquellen.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der parallelgeschaltete Widerstand als Spannungsteiler (4, 7) ausgebildet ist, dessen Anzapfung mit dem Bezugspotential verbunden ist, und daß über wenigstens einem der beiden Widerstände des Spannungsteilers eine der erzeugten Gleichspannungen abgenommen wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der beiden Spannungsteilerwiderstände so gewählt ist, daß die über einem Widerstand (4) bzw. (7) auftretende, gegenüber dem Bezugspotential positive bzw. negative Gleichspannung ein Maximum erreicht.

7. Schaltungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von Streuungen in den Kennwerten des nichtlinearen Schaltelements (1) mit diesem ein veränderbarer Widerstand (8) in Reihe geschaltet ist.

8. Schaltungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugte Gleichspannung über ein Glättungsglied entnommen wird, dessen Wechselstrom-Eingangswiderstand groß ist gegenüber dem Innenwiderstand der Wechselspannungsquelle.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Glättungsglied besteht aus einem Längswiderstand (9), dessen einer Anschluß am Verbindungspunkt des das nichtlineare Schaltelement (1) enthaltenden Zweiges und eines Zuführungskondensators (6) liegt, und dessen anderer Anschluß für Wechselspannungen, z. B. über einen Kondensator (10), am Bezugspotential liegt.

10. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Erzeugung einer positiven bzw. negativen Betriebsspannung in einem Fernsehempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die positive und die negative unsymmetrische Wechselspannung Impulsspannungen sind, die von dem Zeilenablenktransformator des Fernsehempfängers abgenommen werden, und daß der Spannungsteilerwiderstand, an dem die gegenüber dem Bezugspotential positive bzw. negative Gleichspannung auftritt, durch den Innenwiderstand des mit Gleichspannung zu versorgenden Schaltkreises gebildet wird.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schaltkreis der die Zeilenendstufe ansteuernde Impulsgenerator ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunecn