DE2122656C3 - Schutzschaltung zur Begrenzung der Bildröhrenhochspannung eines Fernsehgerätes - Google Patents

Description

ist.

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung zur Begrenzung.derBildröhrenhochspannung eines Fernsehgerätes, mit einer von einem Zeilenoszillator ange-

steuerten Zeilenablenkstufe, die mindestens einen Ablenkschalter aus einem gesteuerten Halbleiterbauelement und einer antiparallel dazu geschalteten Dämpiangsdiode enthält, welche die der Hochspannungserzeugerschaltung zur Ableitung der Bildröh-

renhochspannung zugeführten Rücklaufimpulse auf eine Polarität begrenzt, und mit einer Koppelschaltung, welche an einen ersten Schaltungspunkt der Zeilenendstufe, der bei Abweichungen vom normalen Betriebszustand der Hochspannungserzeugerschaltungeine vom normalen Wert abweichende Spannung führt, angeschlossen ist und welche einen Halbleiterschalter enthält, der bei vom normalen Wert abweichender Spannung am ersten Schaltungspunkt leitend wird, und welche zu einem zweiten Schaltungspunkt

der Ablenkschaltung geführt ist, über den bei leitendem Halbleiterschalter eine die Ablenkschwingungen beeinflussende Spannung in die Ablenkschaltung eingekoppelt wird.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1811642 ist eine Schutzschaltung für ein Horizontalahlenksystem bekannt, welche im Falle eines Defektes des Hochspannungsgleichrichters Lichtbogenentladungen über dem Gleichrichter verhindern soll, über welche die Hochspannung rückwärts über den Hochspan-

nungstransformator den Endtransistor der Zeilenabienkstufe zerstören konnte. Die Schutzschaltung enthält einen Transistor, dessen Köüektcr-Ernitter-Strecke zwischen den Verbindungspunkt einer ersten mit einer zweiten Treiberstufe und ein Potential geschaltet ist, welches bei leitendem Transistor eine Übertragung der Ablenksignale zwischen den beiden Treiberstufen verhindert. Der Transistor wird von einer Spannung gesteuert, welche nach Größe und Richtung dem Gleichrichterstrom des Hochspan-

nungsgleichrichters proportional ist, so daß er bei ordnungsgemäßer Funktion des Hochspannungsgleichrichters gesperrt ist. Tritt dagegen ein Defekt des Hochspannungsgleichrichters auf, so entlädt sich die Bildröhrenkapazität in einem Lichtbogen rückwärts

über den Gleichrichter, so daß sich die Steuerspannung für den Transistor umkehrt und diesen zum Leiten bringt. Auf diese Weise wird die Ansteuerung der Zeilenendstufe unterbrochen, so daß auch keine

Rücklaufimpulse mehr erzeugt werden, aus denen durch Gleichrichtung die Hochspannung erzeugt worden war.

Weiterhin ist aus der deutschen Off enlegungsschrif t 1 920134 eine Schutzschaltung für Kathodenstrahlröhren bekannt, welche bei Ausfall der Bild- oder Zeilenablenkung eine Dunkelsteuerung des Elektronenstrahls verursacht, damit auf dem Bildschirm keine Straihleinbrennpunkte entstehen, die eine Zerstörung der Leuchtstoffpartikel durch übermäßige Strahl- J' Strombelastung darstellen. Diese Schutzschaltung enthält zwei Transistoren, die so lange gesperrt sind, wie ihren Basen die Zeilen- bzw. Bildablenksignale zugeführt werden. Fällt eines dieser Signale aus, so beginnt der betreffende Transistor zu leiten und ver- >5 ändert dadurch die Potentialverhältnisse am Stei.vergitter der Bildröhre derart, daß der Elektronenstrahl dunkelgesteuert wird.

Eine Schaltung der eingangs erwähnten Art ist aus der eigenen älteren Anmeldung, deutsche Offenlegungsschrift 1918554, der Anmelderin bekannt. Diese Schaltung enthält einen Ablenkschalter aus einem Thyristor mit einer antiparalle! geschalteter. Dämpfungsdiode, welche Schwingungen des Zeilentransformators dämpft, die anderenfalls durch den Rücklaufimpuls angeregt werden könnten. Die Dämpfungsdiode ist so gepolt, daß sie zu leiten beginnt, wenn die Rücklaufspannung die Null-Linie überschreitet. Außer ihrer Dämpfungsfunktion hat diese Diode außerdem noch den Zweck, während des ersten Teils des Ablenkintervalls einen Stromweg für den Ablenkstrom zu bilden, der einen mit den Ablenkspulen in Reihe geschalteten und dem Ablenkstrom einen S-förmigen Verlauf verleihenden Kondensator auflädt. Man kann die Bildröhrenhochspannung durch eine Spannungsvervielfacherschaltung erzeugen. Die mit der Zeilenendstufe gekoppelte Vervielfacherschaltung erzeugt eine Gleichspannung entsprechend der von Spitze zu Spitze gerechneten Amplitude der Eingangsspannung. Wenn nun die Dämpfungsdiode nicht ordnungsgemäß leitet und die Rücklaufspannung dementsprechend sowohl in negativer als auch in positiver Richtung ausschwingen kann, besteht die Gefahr, daß am Eingang der Spannungsvervielfacherschaltung eine übermäßig hohe Eingangsspannung auftritt, z. B. 40 kV_M im Vergleich zu den üblichen 26,5 kV_M. Wenn die Bildröhrenhochspannung aber auf einen Wert dieser Größe ansteigt, wird der Leuchtstoff auf dem Bildschirm der Bildröhre durch die mit übermäßig hoher Energie auftreffenden Elektronen zerstört. Außerdem besteht die Gefahr, daß schädliche Röntgenstrahlen auftreten. Es ist daher wichtig, die Hochspannung auf einen vernünftigen Wert zu begrenzen, wenn die Dämpfungsdiode ausfällt.

Eine Unterbrechung des Stromkreises der Dämpfungsdiode kann ihre Ursache in einem elektrischen Schaden innerhalb der Diode selbst haben. Bei der Verwendung von auswechselbaren Dioden, die mechanisch in eine Fassung od. dgl. in der Zeilenendstufe &o eingesetzt werden können, kommt es jedoch häufig vor, daß die Diode bei einer Reparatur oder Wartung des Gerätes entweder nicht wieder eingesetzt wird, oder daß sie falsch angeschlossen bzw. eingesetzt wird.

Die Endstufe der Ablenkschaltung enthält ferner auch häufig eine Regelschaltung zur Stabilisierung der Bildröhrenhochspannung. Wenn die Regelung versagt, z. B. durch einen Ausfall eines Regeltransistors oder des Kopplungsiransformators, kann die Bildröh renhochspannung ebenfalls auf Werte ansteigen, be denen der Lumineszenzschirm durch die hochenerge tischen Elektronen zerstört wird und schädliche Rönt genstrahlen auftreten. Diese Gefahren bestehen so wohl bei Empfängern, bei denen die Bildröhrenhoch spannung mittels eines Aufwärtstransformators um eines Hochspannungsgleichrichters erzeugt wird all auch bei' Empfängern, bei denen die erforderlich« Hochspannung durch einen Spannungsvervielfachei erzeugt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Auftreten übermäßig hoher Spannunger in einer Ablenkschaltung zu verhindern, wenn dei Stromkreis der Dämpfungsdiode unterbrochen wire oder eine vorhandene Spannungsregelung ausfällt Auf diese Weise soll das Auftreten von Röntgenstrahlungen und die Beschädigung der Leuchtstoffmaterialien beim Beschüß mit zu energiereichen Elektroner vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Halbleiterschalter derart angeschlossen ist, daß er bei auf Grund einer Erhöhung der Bildröhrenhochspannung abweichender Spannung am erster. Schaitungspunkt leitend wird, und daß der zweite Schaltungspunkt ein Punkt des derart ausgebildeten Zeilenosziilators ist, daß sich bei Zuführung der abweichenden Spannung am ersten Schaltungspunkt die Oszillatorfrequenz erniedrigt.

Hierbei wird die Schwingfrequenz des Zeilenosziilators bei einer Unterbrechung der Dämpfungsdiode soweit erniedrigt, daß die Hochspannung keine übermäßigen Werte jnehr annehmen kann. Die von der Koppelschaltung übertragene Spannung kann auch zur Anzeige, ob ein in der Schattung vorgesehener Hochspannungsregler richtig arbeitet, herangezogen werden. Hierzu läßt sich ein Transistor mit einer Zener-Referenzdiode verwenden, der einen Anstieg der Hochspannung bei Ausfall des Reglers wahrnimmt, ähnlich wie die Regelschaltung ein Ansteigen der Hochspannung an einem Zeilenablenkspulenkondensator wahrnimmt, wenn der Strahlstrom der Bildröhre absinkt. Die erwähnte Transistorschaltung wird aber nur dann wirksam, wenn die am abgefühlten Kondensator liegende Spannung auf einen Wert ansteigt, der nur bei einer Störung des Reglers auftreten kann. Auch in diesem Fall wird die Frequenz des Zeilenoszillators soweit herabgesetzt, daß die Hochspannung keine schädlichen Werte annimmt.

Im folgenden sollen nun Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 ein teilweise in Blockform gehaltenes, stark vereinfachtes Schaltbild eines Fernsehempfängers, der eine Schutzschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält,

Fig. 2 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Schutzschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Verlaufs ei-"es Signals, das im normalen Betrieb an einem Steuerspannungs-Abgriffpunkt der Schaltung gemäß Fi g. 3 auftritt.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Fernsehempfänger enthält einen mit einer Antenne 10 verbundenen Empfangsteil 11, der normalerweise einen

Hochfrequenzverstärker, eine Misch- und Oszillatorstufe, einen Zwischenfrequenzverstärker und einen Videodemodulator umfaßt. Der Ausgang des Empfangsteils 11 ist mit einem Videoverstärker 12 gekoppelt, der ein verstärktes Leuchtdichtesignal an eine Elektrode (z. B. die Kathode) einer Fernsehbildröhre 13 liefert. Vom Videoverstärker 12 wird das verstärkte Signalgemisch ferner einer Synchronisiersignal? btrennstufe 14 zugeführt, die die Synchronisiersignale vom Bildsignal abtrennt und außerdem die Bild- und Zeilen-Synchronisierimpulse trennt. Die abgetrennten Bildsynchronisierimpulse werden einem Vertikaloszillator 15 zugeführt, an den eine Vertikalendstufe 16 angeschlossen ist, die ihrerseits mit Klemmen V-V für eine Vertikalablenkspule 17 verbunden ist.

Die Zeilensynchronisicrimpulse von der Synchronisiersignalabtrennstufe 14 werden zusammen mit einem zweiten Signal einer Phasenvergleichsschaltung 18 zugeführt. Das zweite Signal wird von einer Sekundärwicklung SOs eines Zeilcnausgangstransformators 50 abgenommen und steht in zeitlicher Beziehung mit der von einem Zeilenoszillator 19 erzeugten Schwingung. Die Phasenvergleichsschaltung 18 liefert an den Zeilenoszillator 19 eine Fehlerspannung, die die Zeilenfrequenz mit den Zeilensynchronisierimpulsen synchronisiert. Das Ausgangssignal des Zeilenoszillators wird über einen Transformator auf eine Zeilenablenkschaltung 25 gekoppelt.

Die Arbeitsweise der Ablenkschaltung 25 ist in der USA.-Patentschrift 3 452 244 genau beschrieben. Die Ablenkschaltung 25 enthält einen Ablenkstromschalter, der in beiden Richtungen Strom zu führen vermag und einen Thyristor 29, dem eine Dämpferdiode 30 parallclgeschaltet ist, enthält. Während des Hinlaufteiles jedes Ablenkzyklus schaltet der Ablenkstromschalter einen Kondensator 37, der einen verhältnismäßig großen Kapazitätswert hat und dem Ablenkstrom einen S-förmigen Verlauf verleiht, einer Zeilenablenkwicklung 31 parallel. Zwischen den Ablenkstromschalter und einen Kommutator, der in beiden Richtungen Strom zu führen vermag und ein Halbleiterbauelement (Thyristor) 21 sowie eine diesem parallelgeschaltcte Diode 22 enthält, sind ein erster Kondensator Hi und eine Kommutatorinduktivitiit 26 geschaltet. Zwischen die Verbindung des Kondensators 28 mit der Induktivität 26 und Masse ist ein zweiter Kondensator 27 geschaltet. Die Verbindung der Kommutatorinduktivität 26 mit dem Kommutatorschalter. 21. 22 ist über eine verhältnismäßiggroße Speisedrosscl 23 mit einer Klemme einer SpannungsqueUe P ⁴^ verbunden. Die Steuerelektrode 2I₁I,' des Thyristors 21 ist über eine Schaltdiode 35 in der dargestellten Weise mit dem S-Formungs-Kondensator 37 gekoppelt. Der Reihenschaltung aus der Ablenkwicklung 31 und dem Kondensator 37 mit Vcrbindungspunkl 33 sind eine Primärwicklung 50p des Zcilcntransformators 50 und eine I 'befschlagschutzschaltung. die eine Diode 54 mit einem Paral-IcIw idcrstand 55 enthält, und ein Blockkondensator 56 parallelgeschaltet, durch den also das nicderspannungsst'itige Ende der Primärwicklung wechs'.'lspanluingsmäliig mit Masse gekoppelt ist. Mit der Primärwicklung 50p ist eine Hochspannungswicklung 50/;· eekoppelt. die Spannungsimpulse an eine Hochspan nungsvcrvielfacherschaltung 52 liefert. In der Ver- \ielfacherschali'ing 52 wird die zugefuhrte Spannung vervielfacht und die dabei erzeugte Bildröhrenhochspannung wird einer Klemme 53 der Bildröhre 13 zu geführt.

Die in der beschriebenen Schaltungsanordnung enthaltene Schutzschaltung gemäß der Erfindung ar beitct folgendermaßen: Zu Beginn des Ablenkinter valls eines Ablenkzyklus hat der Strom in den Ab lenkspulen 31 infolge des Austauschs von Schwin gungsenergie zwischen den Induktivitäten 23 und 26 den Kondensatoren 27 und 28, der Hochspannungs

ίο schaltung und der Ablenkwicklung 31 seinen Maxi malwert. Der Strom fließt zu diesem Zeitpunkt in ei ncr Richtung, die durch den Pfeil beim Symbol /, ir Fig. 1 angegeben ist. Die Dämpferdiode 30 leitet zi diesem Zeitpunkt und schließt dadurch den Ablenk·

'5 spulenstromweg. Der Kondensator 37 wird durch der in Pfeilrichtung fließenden Strom /, mit der angegebenen Polarität aufgeladen. Im normalen Betrieb beträgt die Gleichspannung am Kondensator 37 etwa 50 Volt.

2" In der Mitte des Ablenkintervalls entsprechend der Mitte des abgetasteten Rasters ist der Strom Z₁ aui Null abgesunken und der Thyristor 29 wird durch eine Zündschaltung 24 gezündet, die durch eine mit der Speisedrossel 23 gekoppelte Wicklung 23j gespeist

*5 wird. Wenn dor zweite Teil des Ablenkintervalls beginnt, liefert der Kondensator 37 Energie an die Ablenkspulen und der Strom fließt in Richtung des mit /, bezeichneten Pfeiles, also in der dem Strom /, entgegengesetzten Richtung. Der Ablenkspulenstroni weg wird durch den Thyristor 29 geschlossen. Während des zweiten Teils des Ablenkintcrvalls wird der Thyristor 21 vor dem Rücklauf durch ein Signal \om Zeilenoszillator 19 gezündet. Dies lel'et eine komplexe Folge von Energieaustauschvorgängen /wischen

den verschiedenen Blindwiderständen ein, wie «.·'. in der USA.-Patentschrift 3 452 244 genauer beschrieben ist. wobei der Ablenkspulenstromweg am En·!·-· des Ablenkintervalls des Ablenkzyklus durch Spei; ι π des Thyristors 29 unterbrochen wird. Bei Unterbu.-chung des Ablenkstroms, dereinen Maximalwert iv.'.. beginnt das den Ablenkspulenstrom begleitende Magnetfeld zusammenzubrechen und es erzeugt dabei;\ui einer Leitung 40 einen sogenannten Rücklaufimpi;! Der auf der Leitung 40 währenddes Rückläufige valls auftretende Rücklaufimpuls ist bei der beseht i·. bencn Schaltungsanordnung positiv. Am Ende :>■■· Rücklaufs beginnt die Rücklaufspannung in den nc;: liven Bereich auszuschwingen. Wenn jedoch iin Dämpferdiode 30 ordnungsgemäß arbeitet, kann '.!:■■

Spannung auf der Leitung 40 nicht nennenswert ικ g:. tiv werden, da die Diode 30 leitet und die Spannut..· auf ungefähr -0.7 V klemmt. Wenn dagegen Diode 30 aus irgendein.,,■ Grunde nicht leitet, κ die Rücklaufspannung in den negativen Beii-ieh ..*.■■

Ϊ5 schwingen und die von Spitze zu Spitze gcredin. · Fingangsspannung der Vemelfachcrschaltung - i dann nahezu doppelt so groß als normal, so daß >: Bildröhrenhochspannung dann einen unerwünscht hohen Wert annimmt. Bei der vorliegenden Schaliir'p *)ο wird ein übermäßiger Anstieg der Hochspannung κ doch durch die Schaltdiode 35 verhindert, die /^ sehen die Steue:elektrode 21g des Thyristors 21 und den S-F ormungs-Kondcnsator 37 gcschallet ist.

Fs war bereits erwähnt worden, daß'der S-Formungs-Kondensator 37 im normalen Betrieb durch den I adestrom Z₁ auf eine Gleichspannung von ungefähr -50 V aufgeladen wird. Für diesen Strom / sieht ledoch kein Stromweg /ur Verfugung, wenn die

Diode 30 nichtleitend wird. Die Gleichspannung am Kondensator 37 wird dann auf einen negativen Wert absinken. Wenn dies eintritt, wird die Diode 35, die normalerweise sperrt und dementsprechend auch den normalen Betrieb der Schaltung nicht beeinflußt, leitend und klemmt die Spannung an der Steuerelektrode 21g des Thyristors 21 auf die nun herabgesetzte Spannung am Kondensator 37. Bei der beschriebenen Thyristorschaltung wird dadurch der normale Kommutationszyklus verhindert, was wiederum zur Folge hat, daß die Rücklaufimpulse nicht mehr mit der normalen Frequenz von 15 734 Hz erzeugt werden. Hierdurch wird die mittlere Spannung auf der Leitung 40, die die Hochspannungsvervielfacherschaltung über die Hochspannungswicklung 50/t des Zeilentransformators 50 speist, herabgesetzt. Bei einer praktisch ausgeführten Schaltung dieser Art sank die Umschaltfrequenz auf etwa 2000Hz ab und die Bildröhrenhochspannung wurde dadurch unter etwa 20 kV gehalten.

Der oben an Hand einer speziellen Thyristorschaltung erläuterte Erfindungsgedanke kann selbstverständlich auch bei einer transistorbestückten Ablenkschaltung verwendet werden. In diesem Falle würde dann die Diode 35 zwischen einen Zeilenendstufentransistor und den S-Formungs-Kondensator geschaltet und in entsprechender Weise ein übermäßiges Ansteigen der Hochspannung verhindern.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, die bei einer Unte* brechung des Dämpferdiodenkreises ebenfalls ein übermäßiges Ansteigen der Bildröhrenhochspannung verhindert und ebenfalls die Tatsache nutzbar macht, daß die Rücklaufspannung bei diesem Fehler sowohl in positiver als auch in negativer Riehtung ausschwingt. Bei Verwendung dieser Schaltungsanordnung kann die Diode 35 in Fig. 1 entfallen.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 enthält eine Spitzengleichrichterschaltung mit einer Diode 62 und einem Kondensator 61, die mit der Wicklung 50s des Zeilentransformators gekoppelt ist. Die Ausgangsklemme der Spitzengleichrichterschaltung ist über eine Lawinendiode 60 mit einem Steuerelement eines Zeilenendstufen-Halbleiterbauelementes gekoppelt, z. B. mit der Steuerelektrode 21g des Thyristors 21. Im normalen Betrieb treten an der Wicklung 5Oi in erster Linie negative Impulse auf, die über die mit einem Pfeil bezeichnete Leitung der Phasenvergleichsschaltung 18 zugeführt werden. Der Kondensator 61 wird über die Diode 62 durch die vorhandene so kleine positive Impulskomponente auf eine verhältinismäßig niedrige Spannung aufgeladen, die unterhalb iderDurchbmchsspannungder Lawinendiode 60 Iirgt. Wenn jedoch die Dämpferdiode 30 ausfällt, tritt eine !positive Impulskomponente erheblicher Amplitude lauf und der Kondensator 61 wird über den Gleichrichter 62 mit der eingezeichneten Polarität stärker laufgeladen. Die Durchbruchsspannung der Lawinendiode 60 ist so gewählt, daß sie nur beim Auftreten dieser erhöhten Spannung am Kondensator 61 leitet mnd dann der Steuerelektrode 21g des Thyristors 21 vine positive Spannung genügender Größe zuführt, daß der Thyristor 21 dauernd im gezündeten Zustand gehalten wird. Wenn der Thyristor 21 leitet, wird die I3etriebsspannung ß+ über die Wicklung 23p der !Speiscdrossel 23 direkt nach Masse abgeleitet. Hierdurch wird die Spannungsquclle B -+■ so stark belastet, daß ein nichtdargestclltcr Überstromschutzschalter in der Spannungsquelle B + öffnet und dadurch verhindert wird, daß im Empfänger eine übermäßige Hochspannung auftritt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ablenkschaltung enthält der Zeilenoszillator 101 des Empfängers einen Transistor 121, dessen Emitterelektrode an Masse liegt und dessen Basiselektrode mit einer Wicklung 141 eines Transformators 161 gekoppelt ist. Die Kollektorelektrode des Transistors 121 ist über eine zweite Wicklung 181 des Transformators 161 mit einer Klemme A verbunden, an der durch einen Widerstand 201 und eine spannungsregelnde Zenerdiode 221, die 'in Reihe zwischen eine Spannungsquelle + V_i und Masse geschaltet sind, eine verhältnismäßig konstante Spannung aufrechterhalten wird. Mit der Klemme A sind ferner ein die Zenerdiode 221 überbrückender Filterkondensator 241 und eine Reihenschaltung verbunden, die Widerstände 261, 281, 301, 321 und 3<*! enthält und einen Kondensator 361 mit de· eingezeichneten Polarität auflädt um eine Auftastspannung für den Transistor 121 zu erzeugen. Dies und ein Sperrschwingerbetrieb werden dadurch erreicht, daß die Verbindung zwischen den Widerständen 301 und 321 über einen weiteren Widerstand 381 mit dem dem Transistor 121 abgewandten Ende der Wicklung 141 gekoppelt wird, während die Verbindung zwischen den Widerständen 321 und 341 durch einen Kondensator 401 und ein Impuls-Formungsnetzwerk 421 mit demselben Ende der Wicklung 141 verbunden ist.

Die Verbindung zwischen den Widerständen 321 und 341 ist ferner mit der Ausgangsklemme einer Phasenvergleichsschaltung 441 verbunden, die die Frequenz des Oszillators 101 mit der Frequenz der Zeilensynchronisierimpulse des empfangenen Fernsehsignals synchronisiert. Der Phasenvergleichsschaltung 441 werden über eine Klemme 461 Zeilensynchronisierimpulse von einer Synchronisierimpulsabtrennstufe des Empfängers zugeführt, außerdem erhält die Phasenvergleichsschaltung 441 von einer Sekundärwicklung α eines Zeilentransformators 481 ein Signal, dessen zeitlicher Vorlauf von der Arbeitsweise des Oszillators 101 abhängt. Der Widerstand 281 ist verstellbar und dient als Zeileneinfangsteller des Empfängers, da er den Zeitpunkt mitbestimmt, indem der Transistor 121 seine Einschaltspannung erreicht, und daher eine Feineinstellung der Schwingungsfrequenz des Zeilenoszillators 101 ermöglicht. Der Widerstand 301 ist ebenfalls verstellbar und dient dazu, den Frequenzbereich zu beschränken, der durch die Verstellung des Widerstandes 281 überstrichen werden kann, so daß verhindert wird, daß der Oszillator mittels des Widerstandes 281 auf einen Frequenzwert eingestellt wird, der für einen ordnungsgemäßen botrieb der im folgenden beschriebenen Zeilenabienkschaltung zu hoch ist. Die Verbindung der Widerstände 281 und 301 ist durch einen Kondensator 501 mit Masse gekoppelt während die Verbindung der Widerstände 261 und 281 durch einen Thermistor 521 mit Masse verbunden ist. Der Thermistor 521 bildet mit dem Widerstand 261 eine temperaturempfindliche Spannungsteilerschaltung, die die Basisspannung des Transistors 121 so ändert, daß Schwankungen der Oszillatorfrequenz kompensiert werden, welche sonst durch temperaturbedingte Änderungen der Betriebseigenschaften des Transistors 121 auftreten könnten.

Der Oszillator-Transistor 121 wird durch Impulse, die von seiner Kollektorelektrode über den Transfor-

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mator 161 auf seine Basiselektrode gekoppelt werden, gesperrt. Während der Transistor 121 gesperrt ist, entlädt sich der Kondensator 401 über den Zeileneinfangwiderstand 281 und die zugehörige Schaltungsanordnung auf die geringfügig positive Einschaltspannung des Transistors 121. Der im Kollektorkreis resultierende Stromimpuls wird dann durch den Transformator 161 in den Basiskreis gekoppelt und leitet die Sättigung des Oszillators ein.

Der Transformator 161 hat noch eine dritte Windung 581, von der Steuerimpulse über einen Kondensator 561 einer Zeilenablenkschaltung 25 des Empfängers zugeführt werden. Die Zeilenablenkschaltung entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 besprochenen. Während des letzten Teils des Ablenkintervalls tritt vor dem Rücklauf an der Wicklung 581 des Transformators 161 im Zeilenoszillator 101 ein Impuls auf, der der Steuerelektrode 21g des Thyristors 21 zugeführt wird, diesen zündet und den Umschaltteil des Abienkzykius einleitet. Während dieses Teils des Zyklus leiten sowohl der Thyristor 29 als auch der Thyristor 21, der Strom vom Umschaltkreis steigt jedoch schneller an als der Ablenkspulenstrom I₂, so daß der resultierende Sti^m im Thyristor 29 nach einer sehr kurzen Zeit sein Vorzeichen umkehrt und der Thyristor 29 dadurch gesperrt wird. Da der Strom im Umschaltkreis momentan größer als der Ablenkspulenstrom wird, tritt an der Diode 30 eine Flußspannung auf und diese Diode leitet während dieser Zeit. Der Stromfluß durch die Diode 30 fließt jedoch nur während einer sehr kurzen Zeitspanne, nämlich bis der Umschaltkreisstrom absinkt und gleich dem Ablenkspulenstrom wird. Dann sperrt die Diode 30 wieder und das Rücklaufintervall beginnt.

Während der ersten Hälfte des Rucklaufintervalls, in der sowohl der Thyristor 29 als auch die Diode 30 sperren, enthält die Schaltungsanordnung einen Serienresonanzkreis aus der Induktivität 26, dem Kondensator 28 und der Ablenkwicklung 31. (Der Kondensator 37 liegt zwar ebenfalls in Reihe mit diesen Schaltungselementen, wegen seines großen Kapazitätswertes kann sein Einfluß hier jedoch vernachlässigt werden.) Der Strom im Serienresonanzkreis wird in der Mitte des Rücklaufintervalls Null und beginnt dann in entgegengesetzter Richtung zu fließen, wodurch der Thyristor 21 gesperrt wird, da die Stromrichtung nun der Flußstromrichtung entgegengesetzt ist. Die Diode 22 wird dann in Flußrichtung vorgespannt und beginnt zu leiten, wodurch sie den Stromkreis für den Rest des Rücklaufstromes schließt. Die Energie, die während dieses Intervalls im Kondensator 28 gespeichelt worden war, wird auf diese Weise also wieder den Ablenkspulen 31 zugeführt. Am Ende des Rücklaufintervalls hat sich an der Diode 30 eine Flußspannung solcher Größe aufgebaut, daß die Diode in den leitenden Zustand geschaltet wird. Hierdurch werden die Bauteile 28, 26 von der Ablenkwicklung 31 abgeschaltet und der Kondensator 37 wird der Wicklung parallelgeschaltet. Die in den Ablenkspulen gespeicherte Energie entlädt sich dann in den Kondensator 37 und es beginnt die erste Hälfte eines neuen Ablenkintervalls.

Damit bei Ausfall (Unterbrechung) der Diode 30 die negative Rücklaufspannung auf der Leitung 40 nicht unzulässig hoch wird, ist der Zeilentransformator 50 mit seiner Primärwicklung P über einen zwischen seine Niederspannungsklemme 34 und Masse geschalteten Kondensator 671 der Kombination aus der Ablenkwicklung 31 und dem Kondensator 37 parallelgeschaltet und die Hochspannungsvervielfacherschaltung 52 wird durch eine Hochspannungswicklung h mit Spannungsimpulsen gespeist, so daß beim Ausfallen der Diode 30 auf der Leitung 40 eine Impulsspannung für die Hochspannungsvervielfacherschaltung 52 auftritt, deren von Spitze zu Spitze gerechneter Wert nahezu das Doppelte des Wertes bei betriebsfähiger Diode 40 ist.

ίο Gemäß der Erfindung sind jedoch eine Diode 931 und ein mit dieser in Reihe geschalteter Widerstand 941 zwischen den Erdungskondensator 671 für den Transformator 50 und die Verbindung der Widerstände 261 und 281 im Zeilenoszillator geschaltet, um das Ansteigen der Hochspannung auf einen unzulässig hohen Wert zu vermeiden.

Während des normalen Betriebes der Schaltungsanordnung hat die Spannung K₆₇₁ am Kondensator 671 den in Fig. 4 graphisch dargestellten Verlauf.

so Während des ersten Teils 7, eines Zeilenablenkintervalls fließt ein Strom /', in Pfeilrichtung in den Kondensator 671, der dadurch mit der in das Schaltbild eingezeichneten Polarität aufgeladen wird Während des zweiten Teiles T₂ des Zeilenablenkinter\^lls fließt ein Entladestrom V₂ in Richtung des entsprechenden Pfeiles aus dem Kondensator 671 durch den Thyristor ?9 nach Masse. Die Ströme V_x und I₁ haben einen ähnlichen Verlauf wie die Zeilenablenkströme /', und /'j i ~d fließen durch die Diode 30 und den Thyristor 29 als Ströme /', und /'₂.

Wenn die Diode 30 des Ablenkschalters ordnungsgemäß leitet, ist die am Kondensator 671 entstehende mittlere Gleichspannung größer als die geregelte Spannungander Klemme A, die den Zeilenoszillatoi speist, und die Diode 931 wird dadurch in Sperrich tung vorgespannt. Wenn die Diode 30 jedoch nid.-leitet, kann der Ladestrom /, nicht fließen und du mittlere Gleichspannung am Kondensator 671 Hinauf einen Wert ab, der wesentlich kleiner als der Wc der geregelten Speisespannung ist. Wenn dies eint: -r wird die Diode 931 in Flußrichtung vorgespannt w. koppelt dadurch die Verbindung der Widerslände V-- und 281 mit dem auf der niedrigen Spannung liegenden Schaltungspunkt. Hierdurch wird die Zeit vergrt ■

Bert, die der Oszillatorkondensator 361 für die Auf! dung auf den zur Aussteuerung des Transistors ! I ', erforderlichen Wert benötigt und die Oszillator!!; quenz sinkt dementsprechend ab.

Bei der dargestellten Ablenkschaltung bewirkt J;

Absinken der Frequenz des Zeilenoszillators ein A* sinken der Frequenz der Steuersignale, die von de Transformatorwicklung 581 dem Thyristor 21 züge führt werden, so daß im Ganzen die der Zeilenable r!- wicklung und der Primärwicklung P des Transform.'

tors 50 zugeführte Energie geringer wird. D,.· Ergebnis ist ein Absinken der der Vervielfacherscha; tung 52 zugeführten Spannung und eine entsprc chende Verringerung der erzeugten Bildröhrenhoch spannung. Da die Osziliatorfrequenz bei einen;

Diodenausfall absinkt, wird auch kein Bild auf dci Bildröhre mehr wiedergegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird auch gewährleistet, daß die Frequenz des Zeilenoszillators 101 absinkt und das Bild verschwindet, wenn ein Feh ler im Spannungsregelsystem auftritt. Zum Beispiel ist bei einer Zeilenablenkschaltung, wie sie aus der USA-Patentschrift 3 452244 bekannt ist, die induktive Wicklung 23p so bemessen, daß sie mit den Um

■chaltkondensatoren 28 und 27 mit einer Frequenz schwingen kann, die einer Periode von etwa dem Doppelten des Zeilenablenkintervalls entspricht. Die Resonanzfrequenz wird durch die Hochspanniingsregelschaltung so geändert, daß die sich durch die Resonanz ergebende Kurvenform den Betrag der Ladung bestimmt wird, die diese Kondensatoren enthalten, wenn die Kondensatorenergie in den Ausgangskreis übertragen wird.

Um dies zu erreichen, kann, wie es in Fig. 3 darge- ^la »teilt ist, eine sättigbare Drossel oder ein Transduktor 108 verwendet werden, dessen Arbeitswicklung 110 der Transformatorwicklung 23p parallelgeschaltet ist. Die sich den Kondensatoren 28 und 27 darbietende Gesamtinduktivität wird durch Änderung des Stromes '5 in einer Steuerwicklung 112 des Transduktor gesteuert. Der Steuerstrom für die Steuerwicklung 112 wird durch einen Hochspannungsregeltransistor 115 bestimmt, dessen Emitter-Kollektor-Strecke über die Steuerwicklung 112 und einen Widerstand 114 mit " einer Klemme einer Spannungsquelle + B verbunden ist und dessen Basiselektrode an den Verbindungspunktzweier Widerstände 118 und 120 angeschlossen ist, die zwischen die Kollektorelektrode und Masse geschaltet sind. Zwischen die Basiselektrode des ²S Transistors 1!S und einen Schleifer eines veränderlichen Widerstandes 124 ist eine Zenerdiode 122 zum Erzeugen einer Referenzspannung gekoppelt. Der Widerstand 124 ist in Reihe mit Widerständen 126 und 128 zwischen den Ablenkspulen-Erdungskondensator 641 und Masse geschaltet. Die Verbindung der Wicklung 112 mit dem Widerstand 114 ist über einen Widerstand 116 mil Masse verbunden.

Im Betrieb gibt die Spannung am Kondensator 37 die Änderungen der Hochspannung in der Schaltung wieder. Außerdem steuert diese Spannung den Regeltransistor 115. wenn sie die Durchbruchsspannung der Zenerdiode übersteigt. Wenn z. B. der Strahlstrom abnimmt, neigt die Hochspannung am Kondensator 37 zum Zunehmen, wobei augenblicklich ein höherer Stromimpuls durch die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 115 fließt. Dies erhöht wiederum den Steuerstrom in rier Steuerw;<"klung 112desTransduklors 108 in einer solchen Richtung, daß die Gesamtinduktivität erhöht wird, die den Kondensatoren 28 und 27 durch die Wicklungen 23p und IiO dargeboten wird. Die resultierende Änderung der Resonanzfrequenzhat zur Folge, daß die Spannung am Kondensator 28 absinkt und dementsprechend auch die für den Ausgangskreis zur Verfügung stehende Energie verringen, sowie dadurch die Hochspannung stabilisiert wird.

Wenn der Strahlstrom andererseits absinkt, hat die Abnahme der sich am Kondensator 37 ausbildenden Hochspannung den entgegengesetzten Effekt, es wird nämlich ein niedrigerer Stromimpuls durch d.e Basis-Emitter-Strecke des Transistors 115 fließen, der den Steuerstrom des Transduktor verringert und die Resonanzfrequenz in einer solchen Richtung ändert, daß die Ausgangskreisenergie zur Kompensation erhöht wird. Ebenso wie ein Ausfall der Diode 30 kann jedoch auch eine Störung in der Regelschaltung zu einem unzulässigen Anstieg der Hochspannung führen. Wenn also der Transistor 115 nichtleitend werden sollte oder wenn eine Unterbrechung der Transduktorwicklungen eintritt, fällt die Fegelung der dem Zeilenausgangskre-i zugeführten Energie aus und die Hochspannung kann dann auf einen übermäßig hohen Wert ansteigen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch noch eine zweite Schutzschaltung vorgesehen, die einen Transistor 150 und eine Zenerdiode 152 enthält. Wie dargestellt, ist der Kollektor des Transistors 150 mit der Verbindung der Widerstände 261 und 281 im Zeilenoszillator 101 verbunden, während der Emitter des Transistors 150 über einen kleinen Strombegrenzungswiderstand 154 mit einer an Masse angeschlossenen Zenerdiode 152 verbunden ist. Die Basiselektrode des Transistors 150, die auf Anstiege der Hochspannung anspricht, ist mit der Verbindung zweier Widerstände 156 und 158 verbunden, von denen der Widerstand 156 nach Masse führt, während der Widerstand 158 über einen zusätzlichen Widerstand, 160 entweder mit dem den Ablenkspule η in Reihe geschalteten Kondensator 37 oder dem mit der Primärwicklung des Zeilentransformators 50 in Reihe geschalteten Kondensators 671 gekoppelt ist. Der Widerstand 156 ist· mit einem Kondensator 162 überbrückt, der die Gleichspannung an der Basiselektrode des Transistors 150 filtert, und die Verbindung zwischen der Zenerdiode 152 und dem Widerstand 154 ist über einen Widerstand 164 mit einer dritten Spannungsquelle + K, gekoppelt.

Unter normalen Betriebsbedingungen und mit den in Fig. 3 angegebenen Schaltungsparametern kann die sich am Kondensator 37 (oder Kondensator 671) ausbildende Spannung die Referenzspannung der Zenerdiode 152 nicht überschreiten, so daß der Transi stör 150 normalerweise gesperrt ist. Ein etwaiger Anstieg der Hochspannung; z.B. infolge von Nct/-schwankungen, wird durch die beschriebene Regelschaltung ausgeregelt. Wenn die Regelschaltung jedoch versagt, tritt bei einem Netzspannungsansueg auch ein Anstieg der mittleren Gleichspannung am Kondensator 37 (oder 671) auf und an der Basis des Transistors 150 erscheint eine höhere Gleichspan nung. Bevor jedoch der Netzspannungsanstieg zu einer Erhöhung der Hochspannung führen kann, bei der Röntgenstrahlen auftreten oder der Leuchtstoff be schädigt wird, wird der Transistor 150 durch die erhöhte Gleichspannung an seiner Basis leitend. Hierdurch wird dann die Spannung am Kollektor herabgesetzt, der mit dem Zeilenoszillator 101 gekoppelt ist und die Betriebsfrequenz des Zeilenoszillators wird dadurch verringert und das Bild verschwindet, ebenso wie es oben in Verbindung mit der Schaltungsanordnung zum Schutz gegen den Ausfall der Dämpfungsdiode beschrieben worden war.

Nachdem einmal eine bestimmte Zenerdiode 152 gewählt worden ist, können die Werte für die Bauelemente 154 bis 164 so bestimmt werden, daß sich eine gewünschte Änderung der Oszillatorfrequenz gegen über der Frequenz, bei der ein Bild wiedergegeben wird, ergibt. Die Zenerdiode 152 wird ihrerseits entsprechend dem Wert der geregelten Spannung am Schaltungspunkt A gewählt.

Bei einer Ausführungsform der Schaltungsanordnung hatte die geregelte Gleichspannung am Schaltungspunkt A den Wert von ungefähr 33 V. Ein einwandfreies Funktionieren der Schutzschaltung gemäß dir Erfindung beim Auftreten von Fehlern ist dann mit einer Zenerdiode 152 gewährleistet, deren Referenzspannungeinige wenige Volt bis etwa 5 V kleiner als der Wert von 30 V ist. der sich an der Verbindung der Widerstände 261 und 281 einstellt. Die vorliegende Schaltung enthält zwei Widerstände 158 und

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160 äquivalenter Widerstandswerte an Stelle eines einzigen Widerstandes um ei-.-e Prüfmöglichkeit zu schaffen: Beim Kurzschließen des Widerstandes 158 tritt an der Sas.is des. Transistors 150 eine höhere Gleichspannung auf und es wird ein Fehler simuliert. Der Transistor 1150 soll dann zu leiten beginnen und die Oszillatorfrequenz sollte soweit herabgesetzt werden, daß das Bild verschwindet.

Im Vorstehenden wurden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert, die jedoch in der verschiedensten Weise abgewandelt werden können. Der Erfindungsgedanke ist nämlich auch auf andere Ablenkschaltungstypen anwendbar und auch auf Transistoren des entgegengesetzten Leitungstyps, mit denen die Frequenz des Zfci- >5 lenoszillators erhöht wird. Die Kollektorelektrode des Schutztransistors 150 könnte auch direkt mit dem Schaltungspunkt A verbunden werden und nicht, wie dargestellt, mit der Verbindung der Widerstände 261 und 281. Weiterhin kann der Filterkondensator 162 " im Basiskreis des Transistors 150 entfallen und die Anordnung kann auch so ausgelegt werden, daß sie in entsprechender Weise mit positiven Spitzen der zugeführten Spannung arbeitet. Dies ist jedoch nicht so wünschenswert, da sich die Werte der Schaltungskomponenten und die Schwingungsformen sowie der Punkt bei dem der Transistor zu leiten beginnt, ändern könne.

Die vorliegenden Schutzschaltungen können auch für Schaltungsanordnungen verwendet werden, bei denen der Zeilenrücklaufimpuls zur Erzeugung der Hochspannung hochtransformiert und gleichgerichtet wird. In diesem Falle kann wie bei der dargestellten Spannungsvervielfacherschaltung ein Anstieg des Gleichspannungswertes des gleichgerichteten Impulse über einen vorgegebenen Wert dazu verwendet v. c ι den, einen Ausfall der Regelschaltung anzuzeigen und die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung in Betrieb zu setzen. In beiden Fällen ist außerdem ersichtlich, daß dieses Merkmal sowohl zusammen mit der vorher beschriebenen Schutzschaltung für die Diode 30 oder unabhängig von einer solchen Schutzschaltung nützlich ist. Beide Anordnungen würden einen unkontrollierten Ausfall der Zeilensynchronisation bewirken, der zu einer Bildstörung führt, so lange der betreffende Fehler besteht. Es ist außerdem ersichtlich, daß die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung eine solche Kontrolle auch bei Fehlern in Schaltungsanordnungen bewirkt, bei denen die mittlere Gleichspannung am Reihenkondensator 671 des Zeilentransfonnators überwacht, ganz entsprechend wie es oben hinsichtlich der Überwachung der Gleichspannung am Reihenkondensator 37 der Ablenkwicklung beschrieben wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schutzschaltung zur Begrenzung der Bildröhrenhochspannung eines Fernsehgerätes, mit einer von einem Zeilenoszillator angesteuerten Zeilenablenkstufe, die mindestens einen Ablenkschalter aus einem gesteuerten Halbleiterbauelement und einer antiparalle! dazu geschalteten Dämpfungsdiode enthält, welche die der Hochspannungserzeugerschaltung zur Ableitung der Bildröhrenhochspannung zugeführten Rücklaufimpulse* uf eine Polarität begrenzt, und mit einer Koppelschaltung, welche an einen ersten Schaltungspunkt der Zeilenendstufe, der bei Abweichungen vom normalen Betriebszustand der Hochspannungserzeugersch-xltung eine vom normalen Wert abweichende Spannung führt, angeschlossen ist und welche einen Halbleiterschalter enthält, der bei vom normalen Wert abweichender Spannung am ersten Schaltungspunkt leitend wird, und welche zu einem zweiten Schaltungspunkt der Ablenkschaltung geführt ist, über den bei leitendem Halbleiterschalter eine die Ablenkschwingungen beeinflussende Spannung in die Ablenkschaltung eingekoppelt wird, dadurch gekennzeich'net, daß der Halbleiterschalter (35, 931) derart angeschlossen ist, daß er bei auf Grund einer Erhöhung der Bildröhrenhochspannung abweichender Spannung am ersten Schaltungspunkt (33, 34) leitend wird, und daß der zweite Schaltungspunkt ein Punkt des derart ausgebildeten Zeilenoszillators (19) ist, daß sich bei Zuführung der abweichenden Spannung am ersten Schaltungspunkt die Osziliatorfrequenz erniedrigt.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt (33) der Verbindungspunkt der Zeilenablenkwicklung (31) mit einem an ein Bezugspotential (Masse) geschalteten S-Formungskondensator (37) ist.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt (34) der Verbindungspunkt des bezugspotentialseitigen Endes eines Rücklaufimpulstransformators (50) mii einem auf das Bezugspotentia! (Masse) geführten Kondensator (671) ist.

4. Schutzschaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (35, 931) eine Diode ist.

5. Schutzschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Diode ein Strombegrenzungswiderstand (941) geschaltet ist.

6. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung auf den mit dem Zeilenoszillator (19) verbundenen Steuereingang (21g) der Zeilenablenkstufe (25) geführt ist.

7. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung auf einen die die Schwingfrequenz des Zeilenoszillators (101) bestimmende Betriebsspannung für diesen führenden Schaltungspunkt (A) geführt ist.

8. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungspunkt ein Anschluß einer Sekundärwicklung (50s) eines Rücklaufimpulstransformators (50) ist und daß die Koppelschaltung einen Spitzengleichrichter (62, 61) enthält (Fig. 2).

9 Schutzschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spitzengleichrichtet (62 61) eine Lawinendiode (60) kleiner Durchbruchsspannung als der normale Wert der Spitzengleichrichterspannung nachgeschaltet ist.

10. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelschaltung einen normalerweise gesperrten Transistor (150) enthält, dessen Basis mit dem Schaltungspunkt (34) verbunden ist.

11 Schutzschaltung nach Anspruch 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (150) zwischen den die Betriebsspannung des Zeilenoszillators (101) führenden Schaltungspunkt (A) und Masse geschaltet