DE1936987U - ARRANGEMENT FOR RECTIFICATION OF ALTERNATING CURRENTS OF HIGH VOLTAGE AND HIGH FREQUENCY. - Google Patents

Description

RArB 006524 15.3.G6RArB 006524 03/15 G6

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Berlin und Erlangen
Patent= und LizenzabteilungBerlin and Erlangen
Patent = and Licensing Department

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Anordnung zur Gleichrichtung von
Wechselströmen hoher Spannung und
hoher Frequenz.Arrangement for rectifying
High voltage alternating currents and
high frequency.

Bei Fernsehgeräten ist es üblich, die Beschleunigungs-Hochspannung von etwa 10 bis 20 kV für den Kathodenstrahl der Bildröhre durch Gleichrichtung einer V/ochse !spannung zu gewinnen, die ven Zeilentransformator geliefert wird. Die ven Zeilentransformator abgegebene Spannung hat eine Frequenz von etwa IG kHz. Da dieoe Spannung stark von der Sinucforn abweicht, also einen sehr hohen Oberwellenanteil besitzt, kann für die Gleichrichtung sogar mit einer effektiven Frequenz von etwa 50 bis 10 MIs gerechnet werden. Die Verwendung einer Wechselspannung mit einer derart hohenIn television sets, it is customary to obtain the accelerating high voltage of around 10 to 20 kV for the cathode ray of the picture tube by rectifying a voltage supplied to a flyback transformer. The voltage output by the flyback transformer has a frequency of approximately IG kHz. Since the voltage deviates significantly from the Sinucforn, i.e. has a very high harmonic content, an effective frequency of around 50 to 10 MIs can even be expected for the rectification. The use of an alternating voltage with such a high

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Frequenz zur Erzeugung der Beschleunigungsspannung hat den. Vorteil, daß der für ihre Transformierung und für die Glättung der gleichgerichteten Spannung erforderliche Aufwand sehr gering ist. Als Hochspannungs-Gleichrichter für diesen Zweck v/erden bisher Eöhrendioden verwendet. Man hat seit langem versucht, die Röhrendioden durch einen Halbleiter-Hochspannungsgleichrichter, z.B. einen Selen-Stabgleichrichter mit zahlreichen hintereinander geschalteten Elementen, zu ersetzen. Dabei zeigte sich jedoch in der Regel, daß die in der Nähe der Wechselspannungsklemme liegenden Gleichrichterelemente unter Überlastungserscheinungen zerstört wurden. Nach Überlegungen, dio anhand der Figur 1 erläutert werden sollen, sind diese Schwierigkeiten auf die Streukapazität des Gleichrichters gegenüber der Umgebung zurückzuführen.The frequency for generating the acceleration voltage has the. Advantage, that the for their transformation and for the smoothing of the rectified voltage is very little effort required. Hitherto, Eöhrendioden have been used as high-voltage rectifiers for this purpose. One has tried for a long time, the tube diodes by a semiconductor high-voltage rectifier, e.g. a selenium rod rectifier with numerous series-connected Elements to replace. It was found, however, as a rule, that those located in the vicinity of the AC voltage terminal Rectifier elements were destroyed under overload phenomena. After considerations that are explained with reference to FIG these difficulties are due to the stray capacity of the Rectifier to the environment.

Gemäß Figur 1 ist an die Klemmen 1 und 2 eines Hochspannungstransformators ein Halbleiter-Stabgleichrichter 3 in Reihe mit einem Verbraucher 4 angeschlossen. Parallel zum Verbraucher 4 liegt ein Glättungskondensator 5» Zwischen der Säule 3 und der Umgebung besteht eine Streukapazität, die längs der Säule 3 in Teilkapazitäten 6 zerlegt gedacht werden kann. Bei den genannten hohen Frequenzen in der Größenordnung von 10 kHz fließen über diese Streukapazitäten erhebliche Verschiebungsströme, die die Elemente der Säule 3 zusätzlich belas.ten, und zwar besonders die Elemente, die in der Nähe der Wechselspannungsklemmo 1 liegen. Dieo ist gleichbedeutend damit, daß das Viechseipotential längs der Säule 3 nicht gleichmäßig, sondern in der Nähe der Klemme 1 zunächst steil, dann flacher abfällt.According to Figure 1 is to the terminals 1 and 2 of a high voltage transformer a semiconductor rod rectifier 3 connected in series with a consumer 4. Parallel to the consumer 4 is a smoothing capacitor 5 »between the column 3 and the Environment, there is a stray capacitance that runs along the 3 in Partial capacities 6 can be thought of as disassembled. At the mentioned high frequencies in the order of magnitude of 10 kHz overflow these stray capacities have considerable displacement currents that additionally belas.ten the elements of column 3, especially the Elements that are close to AC voltage terminal 1. Dieo is synonymous with the fact that the creature potential is longitudinal the column 3 not evenly, but in the vicinity of the terminal 1 initially steeply, then sloping down.

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Die vorstehenden Überlegungen sind bereits in der deutschen Patentschrift 1 064 64<? dargelegt. In der genannten Patentschrift ist ferner eine Selen-Gleichrichtersäule für Wechselströme hoher Spannung und Frequenz beschrieben, bei der dio genannten Mangel dadurch beseitigt sind, daß mit ihrer wechselspannungsseitigen Anschlußklemme ein glockenartiger Schirm verbunden ist, der sich zur Gleichspannungsklemme hin erv/eitert. Dieser Schirm bildet gegenüber den einzelnen Punkten der Gleichrichtersäule Teilkapazitäten, die sich in Richtung zum Gleichspannungsanschluß vermindern und die Potentialverteilung in Längsrichtung der Säule vergleichmäßigen.The above considerations are already in the German Patent specification 1 064 64 <? set out. In the cited patent specification, a selenium rectifier column for alternating currents is also higher Voltage and frequency described, in the case of the deficiency mentioned thereby are eliminated that with their AC voltage side terminal a bell-like screen is connected, which expands towards the DC voltage terminal. This screen forms opposite the individual points of the rectifier column partial capacitances, which decrease in the direction of the DC voltage connection and the potential distribution Even out in the longitudinal direction of the column.

Neuerunginnovation

Die ibrfcmckmg: liefert eine andere Lösung dec geschilderten Problems. Sie bezieht sich auf eine Anordnung zur Gleichrichtung von Wechselströmen hoher Spannung und hoher Frequenz, insbesondere zur Erzeugung der Bildstrahl-Beschleunigungsspannung für Pernseh-Bildröhren, mittels eines stabförmigen, mit einer Abschirmung versehenen Halbleiter-Gleichrichter und besteht darin, daß die Abschirmung durch einen den Gleichrichter umschließenden metallischen, isolierten Ring gebildet wird, der mit dem wechselspannungsceitigcn Anschluß des Gleichrichters verbunden ist und von diesem um etwa 1/5 bis 1/2 der Stablänge entfernt ist. Gegenüber einer Abschirmungsglocke hat der gemäß der Erfindung vorgesehene Ring den Vorteil, daß er die Kühlung des Gleichrichters durch Konvektion nicht behindert„ Es hat sich ferner gezeigt, daß der Durchmesser des Ringes bei gleicher Wirkung hinsichtlich der Vergleichmäßigung des Spannungsabfalles kleiner gewählt werden kann als der größte Durchmesser einer Glocke; die Abstände des Gleichrichters nach der vorliegenden Aus-The ibrfcmckmg: provides a different solution to the problem described. It relates to an arrangement for rectifying alternating currents of high voltage and high frequency, in particular for Generation of the image beam acceleration voltage for television picture tubes, by means of a rod-shaped, provided with a shield Semiconductor rectifier and consists in the fact that the shielding is insulated by a metallic, surrounding the rectifier Ring is formed, which is connected to the AC terminal of the rectifier and from this by about 1/5 to 1/2 of the rod length is removed. Opposite a shielding bell the ring provided according to the invention has the advantage that it does not hinder the cooling of the rectifier by convection " It has also been shown that the diameter of the ring with the same effect in terms of equalizing the voltage drop can be chosen smaller than the largest diameter of a bell; the distances between the rectifier according to the present specification

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führung zu Teilen, dio Massepotential führen, können daher geringer gewählt werden als bei der bekannten Abschirmung, Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kapazität des Abschirmringes gegenüber Massepotential führenden Teilen geringer ist als ■die einer Glocke; damit wird der Nebenschluß über diese Kapazität, der zu einem Abbau der Amplitude der Hochspannungs-Auflade impulse führen kann, weniger wirksam. Die Entfernung der Abschirmringes vom wechselspannungsseitigen Anschluß des Gleichrichters beträgt vorzugsweise etwa 2/5 der Stablänge.Leading to parts that lead to ground potential can therefore be lower can be chosen than in the case of the known shielding, On Another advantage is that the capacity of the shielding ring compared to parts carrying ground potential is lower than ■ that of a bell; thus the shunt is over this capacity, which leads to a reduction in the amplitude of the high-voltage charging pulses can result in less effective. The distance between the shielding ring and the connection on the AC voltage side of the rectifier is preferably about 2/5 of the rod length.

Zur Halterung des Abschirmringes kann eine Scheibe aus Isolierstoff verwendet werden, die eine Öffnung besitzt, durch die der Stabgleichrichter hindurchgeführt ist. Diese Scheibe kann z.B. mit der Isolierung des Ringes verschweißt sein. Der mittlere Durchmesser des Ringes soll sich zu dem Durchmesser der Gleichrichterelemente etwa wie 2:1 bis 10:1 verhalten; besonders günstig ist ein Verhältnis von 5:1.A disk made of insulating material can be used to hold the shielding ring can be used which has an opening through which the rod rectifier is passed. This disc can e.g. Isolation of the ring be welded. The mean diameter of the The relationship between the ring and the diameter of the rectifier elements is approximately 2: 1 to 10: 1; a ratio is particularly favorable from 5: 1.

In Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Gleichrichtungsan-In Figure 2 is an embodiment of the rectification

Neuerung
Ordnung nach der :Eri±XEbämg im Zusammenhang mit v/eiteren Teileninnovation
Order according to: Eri ± XEbämg in connection with other parts

zur Erzeugung der Bildstrahl-Beschleunigungsspannung einer Pernseh-Bildröhre vareinf acht dargestellt. Dabei ist die Gleichrichteranordnung im Verhältnis zu den übrigen Teilen des Fernsehgerätes, insbesondere zur Bildröhre, der Deutlichkeit halber wesentlich vergrößert gezeigt.
ιfor generating the image beam acceleration voltage of a television picture tube vareinf eight. The rectifier arrangement is shown enlarged in relation to the other parts of the television set, in particular to the picture tube, for the sake of clarity.
ι

In Figur 2 ist mit 10 derjenige Teil des ZeilentransformatorsIn Figure 2, 10 is that part of the flyback transformer

I
eines Fernsehgerätes bezeichnet, der zur Erzeugung der Beschleu-I
II.
of a television set that is used to generate the I
I.

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nigungs-Gleichspannung für den Kathodenstrahl der Bildröhre eine Wechselspannung von etwa 10 bis 20 kV mit einer Grundfrequens von. etwa 20 kHz und hohen Oberwellenantcil liefert» Die von Transformator 10 abgegebene Spannung wird durch den Selen-Stabgleichrichter 12 gleichgerichtet. Das Hochspannungsteil, bestehend aus nicht dargestellten Röhren, Transformator 10 und Gleichrichter 12, ist durch einen metallischen Käfig 11 abgeschirmte Der Gleichrichter 12 besteht aus einer großen Anzahl von tablcttenfÖrmigen Selengleichrichtcr-Elementen 13, die in einen rohrförmigen Isolierstoffgehäuse 14 aufeinander gestapelt sind*» Das Gehäuse 14 ist durch metallische Verschlußkappen 15 und 16 abgeschlossen» Mit 17 ist eine Kontaktdruckfeder bezeichneteinclination DC voltage for the cathode ray of the picture tube an AC voltage of about 10 to 20 kV with a fundamental frequency from. about 20 kHz and high harmonic content delivers »Die von Transformator 10 output voltage is rectified by the selenium rod rectifier 12. The high voltage part, consisting of tubes, transformer 10 and rectifier 12, not shown, is shielded by a metallic cage 11 The rectifier 12 consists of a large number of tablet-shaped selenium rectifying elements 13, which are stacked on top of one another in a tubular insulating material housing 14 * »The housing 14 is through metallic caps 15 and 16 completed »With 17 is one Designated contact compression spring

Neuerung
Gemäß der ExfxKärag ist die Tablettensäule 13 des Gleichrichtersinnovation
According to the ExfxKärag, the pill column 13 is the rectifier

12 gegen den auf Massepotential befindlichen metallischen Käfig12 against the metallic cage which is at ground potential

kreisförmigen
11 durch einen7ning 18 abgeschirmt, der das Gehäuse 12 umgibt und im Ausführungsbeispiel um etwa 2/5 der Länge des Gleichrichters von dem Wechselspannungsanschluß 15 entfernt ist» Der Ring 18 besteht aus einem Kupferdraht 18a, der durch einen Polyäthylenschlauch 18b gegen 20 kV isoliert iot. Der Ring 18 ist über die Leitung mit der wechselspannungsseitigen Metallkappe 15 durch Lötung verbunden» Bei einem Durchmesser der Tabletten 13 von z.B, 5 nun beträgt der Durchmesser des Ringes 18 etwa 25 mn; der Durchmesser des Drahtes 18a kann z.B. 0,6 mm, der des Isolierschlauchcs 18b 2,5 mm betragen» Der Ring 18 stützt sich durch eine Polyäthylenplatte 20, die an ihrem Umfang mit der Isolierung 18b verschweißt ist, gegen das Gehäuse 12 ab.circular
11 is shielded by a 7ning 18 which surrounds the housing 12 and in the exemplary embodiment is about 2/5 of the length of the rectifier away from the AC voltage connection 15 »The ring 18 consists of a copper wire 18a which is isolated from 20 kV by a polyethylene hose 18b. The ring 18 is connected to the metal cap 15 on the AC voltage side by soldering via the line. With a diameter of the tablets 13 of, for example, 5, the diameter of the ring 18 is about 25 mm; the diameter of the wire 18a can be 0.6 mm, for example, that of the insulating hose 18b 2.5 mm.

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PIA 9/830/4624PIA 9/830/4624

Der Hing 18 kann mit seiner Anschlußleitung 19 aus einem einheitlichen isolierten Drahtotück gebogen werden; dabei ist jedoch zu beachten, daß der Draht auch an der Stoßstelle des Ringes vollständig isoliert sein muß- Das kann auf einfache Weise durch Erwärmen und "Verschmelzen, der Isolierung an der Stoßstelle erreicht werden.The Hing 18 can with its connecting line 19 from a uniform insulated wire can be bent; However, it should be noted that that the wire must also be completely insulated at the joint of the ring - this can be done in a simple manner by heating and "Merging, the insulation can be achieved at the joint.

Über die wechselspannungsseitige Metallkappe 15 und die zu dem Ring 18 und den Transformator 10 führenden Anschlußleitungen ist eine aus Isoliermaterial bestehende Abdeckkappe 21 geschoben, die die offen, liegenden metallischen Teile gegen Glimm- und Sprühentladungen schützte Die Kappe 21 weist einen knopfartigen Ansatz 21b auf, der durch ein entsprechenden Loch 11a des Abschirmkäfigs 11 gedrückt ist und damit der mechanischen Halterung des Gleichrichters 12 dient» Zur Verhinderung von Glimm- und Sprühentladungcn ist es weiter von Vorteil, den Innenraum der Kappe 21 mit Isolierfett zu füllen.About the AC voltage side metal cap 15 and to the Ring 18 and the transformer 10 leading connection lines is a cover cap 21 made of insulating material is pushed, which protects the exposed, lying metallic parts against glow and spray discharges The cap 21 has a button-like projection 21b through a corresponding hole 11a of the shielding cage 11 is pressed and thus serves to mechanically hold the rectifier 12 to prevent glow and spray discharges It is also advantageous to cover the interior of the cap 21 with insulating grease to fill.

2 Figuren
5 Ansprüche2 figures
5 claims

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Claims (3)

'«006524 15 3.66 PLA 9/830/4624 Schutzansprüche'«006524 15 3.66 PLA 9/830/4624 protection claims 1.) Anordnung zur Gleichrichtung von Wechselströmen hoher Spannung und hoher Frequenz, insbesondere zur Erzeugung der Bildstrahl-Beschleunigungsspannung für Fernseh-Bildröhren, mittels einec stabförraigcn, mit einer Abschirmung versehenen Halbleiter-Gleichrichters, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung durch einen den Gleichrichter umschließenden metallischen, isolierten Ring gebildet wird, der mit dem wechselspannungsseitigen Anschluß des Gleichrichters verbunden ist und von diesem um etwa 1/5 bis 1/2 der Stablänge entfernt ist.1.) Arrangement for rectifying alternating currents of high voltage and high frequency, especially for generating the image beam acceleration voltage for television picture tubes, by means of a stabförraigcn, shielded semiconductor rectifier, characterized in that the shielding is insulated by a metallic, insulated one surrounding the rectifier Ring is formed which is connected to the AC voltage side terminal of the rectifier and from this by about 1/5 to 1/2 the length of the rod removed. 2c) Anordnung nach Anspruch 1, daduici gekennzeichnet, daß die Entfernung des Ringes vom v/echselspannungsseitigen Anschluß des Gleichrichters etwa 2/5 der Stablänge beträgt.2c) arrangement according to claim 1, daduici characterized in that the Distance of the ring from the connection of the rectifier on the opposite side of the voltage is about 2/5 of the rod length. 3.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring durch eine Scheibe aus Isolierstoff gegen das Gehäuse des Gleichrichters abgestützt ist.3.) Arrangement according to claim 1, characterized in that the Ring is supported by a disk made of insulating material against the housing of the rectifier. 4c) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser des Ringes sich zu dem Durchmesser der Gleichrichtereleraente wie etwa 2:1 bis 10:1 verhält.4c) arrangement according to claim 1, characterized in that the mean diameter of the ring to the diameter of the rectifier elements behaves like about 2: 1 to 10: 1. 5·) Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Verhältnis etwa 5:1 beträgt»5 ·) Arrangement according to claim 4, characterized in that the said ratio is about 5: 1 » -7--7-