DE2331597C3

DE2331597C3 - Hochspannungsgenerator

Info

Publication number: DE2331597C3
Application number: DE2331597A
Authority: DE
Inventors: Naoki Sakai Shibano
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1972-06-22
Filing date: 1973-06-20
Publication date: 1985-03-21
Also published as: FR2189961B1; FR2189961A1; NL161953C; DE2331597B2; GB1439272A; AU5658873A; NL7308562A; AU471604B2; PH9871A; NL161953B; DE2331597A1; CA997060A; US3843903A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsgenerator mit Erregung durch einen Impulstrom nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Die Erfindung geht hierbei von einem Hochspannungstransformator der eingangs genannten Art aus, wie er aus der DE-OS 19 33 535 bekannt ist.

Im allgemeinen ist bei Fernsehempfängern die Erzeugung einer hohen Gleichspannung von etwa 10 bis 30 Kilovolt erforderlich, die an die Anode der Kathodenstrahlröhre angelegt wird, sowie außerdem die Erzeugung einer mäßig hohen Gleichspannung mit einem Betrag etwa in Höhe eines Viertels der erstgenannten Spannung, wobei diese mäßig hohe Spannung der Fokussierelektrode der Kathodenstrahlröhre zugeführt wird. Bei den normalen Fernsehempfängern bedingen diese hohen Gleichspannungen und mäßig hohen Gleichspannungen Ströme mit niedrigen Stromwerter., und die während der Rücklaufperiode in der Horizontalablenkschaltung erzeugten Rücklaufimpulse werden daher durch den Rücklauftransformator nochtransformiert und dann durch den Gleichrichter gleichgerichtet damit man die erforderlichen Spannungen erhält

Es ist aus der DE-PS 7 29 020 bekannt, bei einem Netzanschlußgerät für zwei verschiedene Gleichspannungen an der Transformator-Sekundärwicklung die Spannung an zwei verschiedenen Punkten abzugreifen und nur in einer gemeinsamen Rückleitung einen für beide Ströme gemeinsamen Gleichrichter vorzusehen. Dabei müssen die Gleichstromkreise in bezug zur Erde wechselstrommäßig isoliert sein, was bei hohen Spannungen verhältnismäßig große Schwierigkeiten verursacht

Es ist weiter bekannt (GRiMSEHLS LEHRBUCH DER PHYSIK, 6. Aufl., 1932, Band II, S.554-556), daß in Sekundärspulen von Resonanz-Transformatoren in der Mitte der Sekundärspule ein neutraler Punkt vorliegt der von Spannungsschwankungen gegen die Umgebung frei ist Ein Abgriff in diesem neutralen Punkt ist dort nicht vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hochspannungsgenerator zur Speisung einer Fernsehbildröhre vorzuschlagen, bei dem bei der gleichzeitigen Erzeugung der hohen und der mittleren Gleichspannung mit einfachen Mitteln der Abgriff der mittleren Gleichspannung frei von einer Überlagerung durch Wechselstrompotential erfolgt.

Erfindungsgemäß sind nun zur Lösung obiger Aufgabe die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 vorgesehen. Eine bevorzugte Ausführungsform des Hochspannungsgenerator nach Anspruch 2 ergibt sich aus Ar.spruci. ~.

Die Erfindung wird nun an Ausführungsbeispielen und anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen

F i g. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungsgenerators.

F i g. 2 ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungsgenerators.

Die Erfindung soll nun zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 näher erläutert werden, in der ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungsgenerators gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform sind Gleichrichter 41 und 42 im gleicher Polung mit den Enden der Sekundärwicklung 32 eines Rücklauftransformators 3 verbunden, wobei die Anode des Gleichrichters 42 an einen Bezugspotential (in diesem Fall Erde) gelegt ist, während an der Kathode des anderen Gleichrichters 41 eine hohe Gleichspannung erscheint, die hierauf der Anode einer Kathodenstrahlröhre 2 zugeführt wird. Bei dieser Anordnung ist die Sekundärwicklung 32 des Rücklauftransformators 3 ungeerdet, und wenn man sich den Rücklauftransformator 3 als idealen Transformator denkt, wird an dem Zentralpunkt der Sekundärwicklung 32 kein dem Rücklaufimpuls entsprechende Impulsspannung erzeugt, d. h. dieser Zentralpunkt wird für den Wechselstrom zum Neutralpunkt und nimmt ein Gleichstrompotential an, das gerade der Hälfte des Wertes der hohen Gleichspannung entspricht

An Klemmen 33 und 36, die am oberen und unteren

Ende der Sekundärwicklung 32 vorgesehen sind, werden Impulsspannungen erzeugt, deren Amplitude halb so groß ist wie der der normalen hohen Wechselspannung und die in ihrer Polarität einander entgegengesetzt sind Bei dieser Schaltungsanordnung wirkt daher die Sekundärwicklung 32 praktisch so, als ob sie in zwei hintereinandergeschaltete Teiie mit jeweils V2 n? Windungen unterteilt wäre.

Da also bei dieser Anordnung die Amplitude der Wechselspannung, d. h. des in der Sekundärwicklung 32 induzierten Impulses, halb so groß ist, und da diese Impulsspannung praktisch der Gleichspannung am Neutralpunkt überlagert wird, kann die Isolierung zwischen der Sekundärwicklung 32 und dem Spulenkern oder der Erde für den Wechselstrom im Vergleich zu der bisher erforderlichen Isolierung beträchtlich vereinfacht werden. Mit anderen Worten, die wechselstrommäßige Isolierung wäre schon dann ausreichend, wenn man sie so auslegt, daß sie einer Spannung standhält, deren Wert etwa halb sx> hoch ist wie bei den nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen. Gleichstronmiäßig hat die Sekundärwicklung 32 insgesamt allerdings stets ein Potential, das um die Hälfte des Wertes der höheren Gleichspannung höher liegt als das normale, doch ist dies im Vergleich zu der Isolierung für den Wechselstrom nicht problematisch, da die Isolierung für den Gleichstrom sehr einfach ist. Da der Wert der über jeden der Gleichrichter 41 und 42 angelegten Spannung etwa auf die Hälfte verringert ist, können außerdem für diesen Zweck Gleichrichter mit niederer Grenzspannung benutzt werden.

In Anbetracht der Tatsache, daß es sich bei der Spannung am Neutralpunkt um eine mäßig hohe Gleichspannung handelt, ist erfindungsgemäß an diesem Neutralpunkt ein Abgriff 37 vorgesehen, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist, so daß man ohne Verwendung eines Gleichrichters die erforderliche mäßig hohe Gleichspannung abnehmen kann, die hierauf durch einen Widerstand 53 in einer geeignr en Weise geteilt und der Fokussierelektrode der Kathodenstrahlröhre 2 zugeführt wird.

Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform der Erfindung bedient man sich des unbeeinflußt in der Sekundärwicklung 32 des Rücklauftransformators 3 durch die der Sekundärwicklung 32 überlagerte mäßig hohe Gleichspannung gebildeten Neutralpcnktes für den Wechselstrom, doch besteht bei dieser Anordnung die Möglichkeit, daß sich die Lage des Neutralpunktes infolge einer Änderung der Umgebungsbedingungen der Sekundärwicklung 32 oder siner Änderung in den Betriebsbedingungen verschiebt, was sich für einen stabi- len Betrieb der Vorrichtung nEchteilig auswirkt.

Zur Lösung dieses Problems ist bei der Ausführungsform der Fig.2 eine Anordnung vorgesehen, bei welcher der Neutralpuniu zwangsweise festgelegt wird. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform die Sekundärwicklung für den Wechselstrom vollständig geteilt, um so die betriebliche Effizienz des Hochspannungsgenerators zu erhöhen. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen den beliebig an der Sekundärwicklung 32 vorgesehenen Abgriff 37 und Erde ein Kondensator 12 mit einer für das bei dieser Anordnung verwendete Wechselstromsignal hinlänglich niederen Impedanz gelegt, wodurch bewirkt wird, daß der Abgriff 37 zwangsläufig als Neutralpunkt für den Wechselstrom fungiert. Die Werte der an den Klemmen 33 und 36 erzeugten Wechselspannungen entsprechor hierbei den durch Teilung des Werts der in der gesainten Sekundärwicklung 32 induzierten Wechselspannung entsprechend dem durch den Abgriff 37 gegebenen Teilungsverhältnis der Gesamtzahl der Windungen der Sekundärwicklung 32 erhaltenen, und diese Wechselspannungen sind in der Polarität einander entgegengesetzt. Der Kondensator 12 teilt folglich die Sekundärwicklung 32 für den Wechselstrom zwangsweise in zwei Teile. Jeder dieser beiden Teile der Sekundärwicklung 32 kann nun auf eine gesonderte Frequenz abgestimmt werden. Mit anderen Worten, der zwischen der Klemme 33 und dem Abgriff 37 liegende Teil der Sekundärwicklung 32 kann auf die dritte Oberschwingungsfrequenz abgestimmt werden, während der andere Teil der Sekundärwicklung 32 zwischen dem Abgriff 37 und der Klemme 36 auf die fünfte Oberschwingungsfrequenz abgestimmt sein kann. Eine solche Einstellung der Oberschwingungsfrequenz läßt sich ohne weiteres durch eine entsprechende Änderung der Lage des Abgriffs 37. der Kapazität, beispielsweise also der Streukapazität auf der Seite der Klemme 33, der Wickelmethode der betreffenden beiden Teile der Sekundärwicklung 32 oder in ähnlicher V'· ?:ise erreichen. Anhand der Wellenform der in der Sekundärwicklung 32 induzierten hohen Wechselspannung war festzustellen, daß bei Abstimmung der beiden Teile der Sekundärwicklung 32 auf zwei gesonderte Oberschwingungsfrequenzen hf-lerer Ordnung eine Wellenform mit flachstem Vorderteil erzielt werden kann, wenn der eine der beiden Sekundärwicklungsteile auf eine Frequenz entsprechend dem (2n+ l)-fachen abgestimmt wird und der andere Teil auf eine Frequenz entsprechend dem (2n+3)-fachen (wobei π eine positive ganze Zahl ist). Mit anderen Worten, die Impedanz des Hochspannungsgenerators wird verringert und der Hochspannungsgenerator ist somit im Betrieb wesentlich stabiler. Diese Ausführungsform des Hochspannungsgenerators hat demgemäß hervorragende Betriebseigenschaften.

Da es sich bei dem Potential an dem in der in F i g. 2 gezeigten Weise zwangsläufig festgelegten Neutralpunkt um ein Gleichstrompotential handelt, d. h eine mäßig hohe Gleichspannung, wird diese als die für die Fokussierelektrode erforderliche mäßig hohe Gleichspannung eingesetzt, so daß es also nicht nötig ist, für diesen Zweck eigens einen Gleichrichter vorzusehen. Der Wert dieser mäßig hohen Gleichspannung kann zudem je nach Wunsch durch Einstellungsänderung des Abgriffs 37 verändert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochspannungsgenerator mit Erregung durch einen !mpulsstrom mit einem eine Primärwicklung und eine hiermit magnetisch gekoppelte Sekundärwicklung aufweisenden Transformator und mit zwei in gleicher Stromflußrichtung in den Stromkreis der Sekundärwicklung geschalteten Gleichrichtern, von denen der erste Gleichrichter zwischen die eine Klemme der Sekundärwicklung und einen Bezugspotentialpunkt zur Trennung der Sekundärwicklung vom Bezugspotential geschaltet ist und der zweite Gleichrichter zwischen die andere Klemme der Sekundärwicklung und die Anschlußklemme einer Last geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Last eine Fernsehbildröhre (2) vorgesehen ist, deren Anode mit dem zweiten Gleichrichter (4) verbunden ist und deren Fokussierelektrode von einem Abgriff (37) für eine Gleichspannung mittlerer Höhe an dem neutralen Punkt der Sekundärwicklung (32) gespeist ist, wobei die Fokussierelektrode über einen Widerstand (53) mit Bezugspotential verbunden ist.

2. Hochspannungsgenerator mit Erregung durch einen Impulsstrom mit einer/ eine Primärwicklung und eine hiermit magnetisch gekoppelte Sekundärwicklung aufweisenden Transformator und mit zwei in gleicher Stromflußrichtung in den Stromkreis der Sekundärwicklung geschalteten Gleichrichtern, von denen der jrste Gleichrichter zwischen die eine Klemme der Sekundärwickl::"ig und einen Bezugspotentialpunkt zur Trennung der Sekundärwicklung vom Bezugspotential geschalt"? ist und der zweite Gleichrichter zwischen die andere Klemme der Sekundärwicklung und die Anschlußklemme einer Last geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Last eine Fernsehbildröhre (2) vorgesehen ist, deren Anode mit dem zweiten Gleichrichter (4) verbunden ist und deren Fokussierelektrode an einem beliebig an der Sekundärwicklung vorgesehenen Abgriff (37) angeschlossen ist, sowie über einen Kondensator (12) mit Bezugspotential verbunden ist.

3. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (31) des Transformators (3) und die durch den durch den Kondensator (12) festgelegten neutralen Punkt geteilte Sekundärwicklung (32) hinsichtlich der Induktivität und Kapazität des Transformators in den beiden Teilen der Sekundärwicklung auf unterschiedliehe ungradzahlige Harmonische der erregenden Impulsfrequenz abgestimmt ist.