DE3042010A1 - Control circuit for TV line output transistor - has transistor shunting capacitor coupling driver to output transistor - Google Patents

Abstract

The control circuit has a drive stage whose output is connected via a capacitor to the base of the line output transistor. A controlled dc bypass (9) shunts the capacitor (3) and is actuated by the voltage on the plate of the capacitor connected to the drive stage (2,10). The bypass consists of the collector/emitter path of a transistor connected across the capacitor and with its base at a fixed voltage. The transistor emitter is connected to the drive stage. The advantage lies in more reliable on/off switching.

Description

Steuerschaltung für einen Schalttransistor, insbesondereControl circuit for a switching transistor, in particular

den Zeilenendstufentransistor in einem Fernsehempfänger In Geräten der Nachrichtentechnik besteht oft die Aufgabe, einen Schalttransistor für relativ hohe Leistung periodisch voll leitend zu steuern und zu sperren. Ein Beispiel hierfür ist der Zeilenendstufentransistor in einem Fernsehempfänger, der in der Regel in einer unter der Bezeichnung Strom rückgewinnungsschaltung" bekannten Schaltung zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Ablenkstromes in der Zeilenablenkspule sowie zur Hochspannungsgewinnung als Schalter eingesetzt wird.the line output transistor in a television receiver in devices the communication technology is often the task of a switching transistor for relative periodically fully conductive control and blocking of high power. An example of this is the line final stage transistor in a television receiver, which is usually in a circuit known as the current recovery circuit "for Generation of a sawtooth-shaped deflection current in the line deflection coil as well as for High voltage generation is used as a switch.

Derartige Schalttransistoren z.B. vom Typ BU 208 haben eine relativ geringe Stromverstärkung, die z.B. beim Spitzenstromwert in der Größenordnung von 2,5 liegt. Da andererseits ein Kollektorstrom in der Größenordnung von 5 A fließen und geschaltet werden muß, ist ein relativ hoher Basisstrom für den Schalttransistor notwendig.Such switching transistors, e.g. of the type BU 208, have a relative low current gain, e.g. at peak current value in the order of magnitude of 2.5 lies. On the other hand, since a collector current of the order of 5 A flows and must be switched is a relatively high base current for the switching transistor necessary.

Es ist bekannt, den Schalttransistor von der Steuerschaltung über einen sogenannten Treibertrafo anzusteuern, der den in der Steuerschaltung erzeugten Basisstrom hochtransformiert.It is known to transfer the switching transistor from the control circuit to control a so-called driver transformer that controls the in the control circuit generated base current is stepped up.

Ein solcher Treibertrafo ist ein relativ teures Bauteil, und es besteht der Wunsch, ohne einen solchen Trafo auszukommen.Such a driver transformer is a relatively expensive component, and it does exist the desire to do without such a transformer.

Es sind auch Schaltungen bekannt, bei denen der Schalttransistor von einer vorgeschalteten Treiberstufe direkt über einen Kondensator gesteuert wird, so daß der gesamte Basis-Steuerstrom für den Schalttransistor über diesen Kondensator fließen muß. Da über einen solchen Kondensator kein Gleichstrom fließen kann, müssen zwangsläufig der positive und negative Basisstromanteil flächengleich sein. Bei dieser Flächengleichheit jedoch ist bei bestimmten Typen des Schalttransistors keine einwandfreie Steuerung gewährleistet. Bei einem Darlington-Transistor muß z.B. der den Transistor leitend steuernde positive Anteil des Basisstromes im Verhältnis zu der den Transistor sperrenden negativen Stromspitze klein sein. Bei einem Transistor mit mittlerer Stromverstärkung herrschen entgegengesetzte Verhältnisse. Die Realisierung eines Schalttransistors oder eines Darlington-Transistors, der bei Flächengleichheit des steuernden Basisstromes einwandfrei arbeitet, ist allein wegen Fertigungsstreuungen, Temperatureinflüssen usw. kaum möglich. Bei einem übersteuerten Darlington-Transistor, d.h. bei zu hoher Stromverstärkung, kann bei gegebenem negativen Basisspitzenstrom wegen der Forderung nach der Flächengleichheit der die Sperrung bewirkende sogenannte Ausräumstrom nicht lange genug aufrechterhalten werden. Dieser Ausräumstrom bricht zusammen, noch bevor der eigentliche Schaltvorgang des Endtransistors einsetzt. Dadurch ergibt sich ein schlechtes Schaltverhalten des Endtransistors, das neben anderen Nachteilen auch zu seiner Zerstörung führen kann.There are also known circuits in which the switching transistor of an upstream driver stage is controlled directly via a capacitor, so that the entire base control current for the switching transistor via this capacitor must flow. Since no direct current can flow through such a capacitor, must inevitably the positive and negative base current share must have the same area. at however, this area equality is nonexistent in certain types of switching transistor flawless control guaranteed. In the case of a Darlington transistor, for example, the The proportion of the base current controlling the transistor is positive be small to the negative current peak blocking the transistor. With a transistor with an average current gain, the opposite conditions prevail. The realization of a switching transistor or a Darlington transistor, which when the area is equal of the controlling base current is working properly, is solely due to manufacturing deviations, Temperature influences etc. hardly possible. With an overdriven Darlington transistor, i.e. if the current gain is too high, with a given negative base peak current because of the requirement for the equal area of the so-called blocking effecting Purging flow cannot be sustained long enough. This clearing flow breaks together, even before the actual switching process of the output transistor begins. This results in a poor switching behavior of the output transistor, the next other disadvantages can also lead to its destruction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerschaltung mit einem Kondensator so auszubilden, daß der Schalttransistor durch den Basisstrom während seiner Sperrphase und während seiner leitenden Phase jeweils-optimal angesteuert werden kann.The invention is based on the object of the control circuit to form a capacitor so that the switching transistor through the base current during its blocking phase and during his managerial phase each-optimal can be controlled.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch t beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the invention described in claim t solved. Advantageous further developments of the invention are described in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis. Die Forderung, daß dn Fläche des positiven Basisstromanteils bei leitendem Schalttransistor mit mittlerer Stromverstarkung,- also nicht beim Darlington-Transistor, größer sein soll als die Fläche des negativen Basisstromes für die Sperrung des Schalttransistors läßt sich dadurch erfüllen, daß nur ein Teil des positiven Basisstromanteils über den Kondensator und ein anderer Teil über einen Gleichstromweg an dem Kondensator vorbeigeleitet wird. Während dann für den Strom über den Kondensator die Flächengleichheit zwangsläufig erhalten bleibt, kann für den gesamten Basisstrom die gewünschte Flächenungleichheit erreicht werden. Durch diese Maßnahme wird außerdem erreicht, daß die Basis-Emitter-Strecke des Schalttransistors nicht mehr unbedingt in den Durchbruch gefahren werden muß. Dadurch werden die Betriebssicherheit des Schalttransistors erhöht und der Einfluß von Toleranzen der Durchbruchspannung auf den Basisstrom verringert. Der Wert der die Sperrung bewirkenden negativen Basisspannung kann z.B. auf 8 V reduziert werden. Dadurch ergibt sich wiederum eine Verringerung der Betriebsspannung für die Steuerschaltung von z.B. 14 V auf 12 V und somit auch eine Verringerung der Leistungsaufnahme. Diese erleichtert die Integrierbarkeit der Steuerschaltung.The invention is based on the following knowledge. The requirement that dn Area of the positive base current component with a conductive switching transistor with a mean Current amplification, - so not with the Darlington transistor, should be greater than that Area of the negative base current for blocking the switching transistor can be thereby meet that only a part of the positive base current component through the capacitor and another part bypassed the capacitor via a direct current path will. While then for the current via the capacitor the area equality inevitably is maintained, the desired area inequality can be achieved for the entire base current can be achieved. This measure also ensures that the base-emitter path of the switching transistor no longer necessarily has to be driven into the breakdown. This increases the operational reliability of the switching transistor and the influence from tolerances of the breakdown voltage reduced to the base current. The value of The negative base voltage causing the blocking can be reduced to 8 V, for example. This in turn results in a reduction in the operating voltage for the control circuit e.g. from 14 V to 12 V and thus also a reduction in power consumption. These facilitates the integration of the control circuit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand. der Zeichnung erläutert. Darin zeigen Figur 1 im Prinzip die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Figur 3 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Figur 2.An embodiment of the invention is based on. the drawing explained. FIG. 1 shows in principle the mode of operation of the circuit according to the invention, figure FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the invention and FIG. 3 curves to explain the mode of operation the circuit of Figure 2.

Die Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Zeilenablenkschaltung in einem Fernsehempfänger.The exemplary embodiments relate to the line deflection circuit in a television receiver.

In Figur l steuert der Steuergenerator l mit seiner zeilenfrequenten Schaltspannung UH den Transistor 2, der zusammen mit dem Arbeitswidrstand 10 eine Treiberstufe bildet. Diese ist über den Koppelkondensator 3 an die Basis des als Schalttransistor dienenden Zeilenendstufentransistor 4 angeschlossen.In Figure 1, the control generator 1 controls with its line frequency Switching voltage UH the transistor 2, which together with the working resistor 10 a Forms driver stage. This is via the coupling capacitor 3 to the base of the as Switching transistor serving line output transistor 4 connected.

Dessen Kollektor ist über den Zeilentransformator 5 mit der Betriebsspannung + Ul verbunden. Die soweit. beschriebene Schaltung ist bekannt. Über den Kondensator 3 fließt ein Basisstrom iB in den Transistor 4. Bei gesperrtem Transistor 2 wird dieser Basisstrom durch die Betriebsspannung +U2 der Treiberstufe 2,10 erzeugt und steuert den Transistor 4 leitend. Bei leitend gesteuertem Transistor 2 ist dessen Kollektor praktisch geerdet. Durch die am Kondensator 3 gespeicherte Spannung entsteht an der Basis des Transistors 4 eine negative Sperrspannung,- die einen negativen Basisstrom für die Sperrung des Transistors 4 verursacht. Bei einem gleichstromfreien Basisstrom iB, also Flächengleichheit zwischen dem positiven und negativen Basisstromanteil, ist die Steuerung des Transistors 4 nicht optimal. Vielmehr ist es erwünscht, daß die Fläche des positiven Basisstromanteils größer ist als die des negativen Basisstromanteils. Zu diesem Zweck wird während der Dauer des positiven Basisstromanteils, also der leitenden Phase des Transistors 4, zeitweise der Schalter 11 in die gestrichelte Stellung umgelegt, so daß der Basisstrom über den Widerstand 12 fließen kann. Es wird also vorübergehend ein Gleichstrom-Nebenweg für den Basis strom B geschaffen.Its collector is via the flyback transformer 5 with the operating voltage + Ul connected. The so far. circuit described is known. About the capacitor 3, a base current iB flows into the transistor 4. When the transistor 2 is blocked this base current is generated by the operating voltage + U2 of the driver stage 2,10 and controls the transistor 4 conductive. When transistor 2 is turned on, this is the case Collector practically earthed. The voltage stored on the capacitor 3 arises at the base of the transistor 4 a negative reverse voltage, - the one negative Base current for the blocking of the transistor 4 caused. With a DC-free Base current iB, i.e. equality of area between the positive and negative base current component, the control of the transistor 4 is not optimal. Rather, it is desirable that the area of the positive base current component is larger than that of the negative base current component. For this purpose, during the duration of the positive base current component, i.e. the conductive phase of the transistor 4, temporarily the switch 11 in the dashed line Position changed so that the base current can flow through the resistor 12. It So a DC bypass for the base current B is temporarily created.

In Figur 2 sind zusätzlich dargestellt der Koppelkondensator 6-, die Zeilenablenkspulen 7 und die Bildröhre 8 eines Fernsehempfängers. Parallel zum Kondensator 3 ist die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 9 geschaltet, an dessen Basis eine feste Spannung von + 8 v angelegt ist.In Figure 2 are also shown the coupling capacitor 6-, the Line deflection coils 7 and the picture tube 8 of a television receiver. In parallel with the capacitor 3, the collector-emitter path of the transistor 9 is connected to its base a fixed voltage of + 8 v is applied.

Figur 3a zeigt den Basisstrom i am Transistor 4. Im Zeitpunkt tl wird durch die negative Basisstromspitze die Sperrung des bis dahin voll durchgeschalteten Transistors 4 durch Ausräumung von Ladungsträgern eingeleitet. Im Zeitpunkt t2 erfolgt die -tatsächliche Abschaltung des Kollektorstromes des Transistors 4. Im Zeitpunkt t3 wird der Transistor 4 durch den positiven Basisstrom wieder leitend gesteuert. In Figur 3a ist angenommen, daß für optimale Steuerung des Transistors 4 die Fläche Fl des positiven Basisstromanteils größer sein soll als die Fläche F2 des negativen Basisstromanteils. Die negativen Basisstromspitzen sind unterbrocilen gezeichnet, weil sie in der Praxis größer als hier dargestellt sind. Ein solcher Basisstrom mit Fl > F2 kann über den Kondensator 3 nicht fließen. Die gewünschte Bedingung F1 > F2 wird durch den Transistor 9 ermöglicht.FIG. 3a shows the base current i at the transistor 4. At time t1, it becomes by the negative base current peak the blocking of the up to then fully switched Transistor 4 initiated by evacuation of charge carriers. Takes place at time t2 the -actual shutdown of the collector current of transistor 4. At the time t3, the transistor 4 is made conductive again by the positive base current. In Figure 3a it is assumed that for optimal control of the transistor 4, the area Fl of the positive base current component should be greater than the area F2 of the negative Base current share. The negative base current peaks are drawn under brocaded, because in practice they are larger than shown here. Such a base stream with Fl> F2 cannot flow through the capacitor 3. The desired condition F1> F2 is made possible by the transistor 9.

Während der Zeit tl - t3 ist der Transistor 2 leitend. Der Transistor 9 ist gesperrt, weil am Kollektor des Transistors 2 praktisch Erdpotential liegt. Im Zeitpunkt t3 wird der Transistor 2 gesperrt. Aufgrund der Spannung +U2 fließt jetzt ein Basis strom i über den Widerstand 10 und den B Kondensator 3. Dieser Strom steuert den Transistor 4 leitend.During the time t1-t3, the transistor 2 is conductive. The transistor 9 is blocked because the collector of transistor 2 is practically ground potential. At time t3, transistor 2 is blocked. Due to the voltage + U2 flows now a base current i through the resistor 10 and the B capacitor 3. This current controls the transistor 4 conductive.

Durch diesen Basisstrom wird der Kondensator 3 in dem Sinne aufgeladen, daß die Spannung an seinem linken Ende und damit auch am Emitter des Transistors 9 in positiver Richtung ansteigt. Im Zeitpunkt t4 ist die Spannung am Emitter des Transistors 9 so weit angestiegen, z.B. auf 8,7 V, daß nun der Transistor 9 leitend wird. Daraufhin beginnt über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 9 ein Strom i9 gemäß Figur 3c zu fließen. Um diesen Strombetrag nimmt jetzt der Strom i3 durch den Kondensator 3 gemäß Figur 3b ab, so daß der Basis strom iB gemäß Figur 3a in erwünschter Weise konstant bleibt. Für den Strom i3 gemäß Figur 3b ist durch die Eigenschaft des Kondensators 3 zwangsläufig die Bedingung F1 = F2 erfüllt. Da aber während der Zeit t4 - t5 der zusätzliche positive Strom i in die Basis des Transistors 4 9 fließt und somit eine zusätzliche Fläche F3 darstellt, wird für den Basisstrom iB gemäß Figur 3a in erwünschter Weise die Bedingung Fl> F2 erfüllt.This base current charges the capacitor 3 in the sense that that the voltage at its left end and thus also at the emitter of the transistor 9 increases in the positive direction. At time t4, the voltage at the emitter of the Transistor 9 has risen so far, e.g. to 8.7 V, that transistor 9 is now conductive will. Thereupon begins via the collector-emitter path of the transistor 9 Current i9 to flow according to Figure 3c. To this amount of electricity takes now the current i3 through the capacitor 3 according to Figure 3b, so that the base current iB according to FIG. 3a remains constant in the desired manner. For the current i3 according to FIG 3b, due to the property of the capacitor 3, the condition F1 = inevitably F2 fulfilled. But since the additional positive current i in the base of transistor 4 9 flows and thus represents an additional area F3, the condition Fl> becomes for the base current iB according to FIG. 3a in a desired manner F2 fulfilled.

Claims (2)

Patentansprüche Steuerschaltung für einen Schalttransistor, insbesondere den Zeilenendstufentransistor in einem Fernsehempfänger, mit einer Treiberstufe, deren Ausgang über einen Kondensator mit der Basis des Schalttransistors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (3) ein steuerbarer (ileichstromweg (12,9) liegt, der durch die Spannung an dem der Treiberstufe (2,10) zugewandten Ende des Kondensators (3) gesteuert ist. Control circuit for a switching transistor, in particular the line output transistor in a television receiver, with a driver stage, whose output is connected to the base of the switching transistor via a capacitor is, characterized in that a controllable (ileichstromweg) parallel to the capacitor (3) (12,9) is the one facing the driver stage (2,10) due to the voltage End of the capacitor (3) is controlled. 2. Schaltung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (3) die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors (9) liegt, dessen Emitter der Treiberstufe (2,10) zugewandt und an dessen Basis eine feste Spannung (+8v) angelegt ist.2. Circuit according to claim l, characterized in that in parallel to the capacitor (3) is the collector-emitter path of a transistor (9) whose Emitter facing the driver stage (2,10) and a fixed voltage at its base (+ 8v) is applied.