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Hochspannung svervielfacher Die vorliegende Erfindung bezieht sich
auf einen Hochspannungsvervielfacher für einen Fernsehempfänger oder dgl. und insbesondere
auf eine Vorrichtung zur Erzeugung einer für eine Elektronenstrahlröhre erforderlichen
Hdchgleichspannung, indem das Ausgangssignal eines Rücklauftransformators mittels
einer Spannung svervielfacher-Gleichrichterschaltung aus Gleichrichtern und hochspannungsfesten
-Kondensatoren durch Gleichrichtung vervielfacht wird.
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Die Anode der Elektronenstrahlröhre eines Fernsehempfängers erfordert
eine hohe Beschleunigungs-Gleichspannung in der Größenordnung von einigen 10 kV.
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Das Verfahren zur Erzeugung der Hochgleichspannung entwickelte sich
mit der Ausarbeitung der Fernsehempfänger-Schaltung zu einer Festkörper#Schaltung
(integrierte Schaltung) von der Halbwellengleichrichtung (Einweggleichrichtung)
mit einer Vakuumröhre zu einem Verfahren mit einem Selengleichrichter und dann weiter
zu einem Verfahw ren mit einem leistungsfähigeren und zuverlässigeren Siliziumgleichrichter.
Jedoch hat die Halbwellengleichrichtung mit dem Siliziumgleichrichter den Nachteil,
daß die Abmessungen des Rücklauftransformators groß sind, da das Ausgangssignal
des Rücklauftransformators etwa gleich zum gleichgerichteten Ausgangssignal im Betrieb
sein muß. Daher wurde in letzter Zeit ein Spannungsvervielfacher-Gleichrichtungsverfahren
entwickelt, das eine Spannungsvervielfacher-Gleichrichterschaltung aus mehreren
Gleichrichtern und hochspannungsfesten Kondensatoren verwendet.
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In der Fig. 1, die das Schaltbild einer bereits entwickelten Zeilen-oder
Honzontal-Ablenkschaltung und einer bereits diskutierten Spannungsverfünffacher-Gleichrichterschaltung
zeigt, sind vorgesehen ein Zeilen- oder Horizontalausgangstransistor 1, eine Zeilendiode
2, eine Zeilen- oder Horizontalablenkspule 3 und ein Rücklauftransformator 4 mit
einer Niederspannungswicklung 5 und einer Hochspannungswicklung 6. Weiterhin sind
vorgesehen eine Spannungsverfünffacher-Gleichrichterschaltung 7, die aus einer abwechselnden
Überbrückung von jeweils zwei kaskadengeschalteten Gleichrichtern 8 mit hochspannungsfesten
Kondensatoren 9 besteht, hochspannungsfeste Widerstände 10 zur Einspeisung einer
Fokussierspannung und eine Elektronenstrahlröhre 11.
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Im Betrieb führen der Horiwntalausgangstransistor 1 und die
Zeilendiode
2- einen Schaltvorgang aus, um einen Strom mit einem sägezahnförmigen Verlauf in
die Horizontalablenkspule 3 einzuspeisen. Der während deren Rücklaufzeit erzeugte
Impuls wird in die Niederspannungswicklung 5 des Rücklauftransformators 4 eingespeist,
um ~ in der Hochspannungswicklung 6 eine herauftransformierte Impulsspannung zu
erzeugen, die durch die Spannungsverfünffacher-Gleichrichterschaltung 7 zur Erzeugung
einer Hochspannung gleichgerichtet wird. Die von der Gleichrichterschaltung 7 erzeugte
gleichgerichtete Hochspannung wird in die Anode der Elektronenstrahlröhre 11 eingespeist,
während ein Teil hiervon, beispielsweise ungefähr 20 %, durch die hochspannungsfesten
Widerstände 10 abgegriffen (geteilt) wird, um in die Fokussierelektrode der Elektronenstrahlröhre
11 eingespeist zu werden.
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Es ist bereits diskutiert worden, die Gleichrichter 8 und die hochspannungsfesten
Kondensatoren 9 der Spannung sverfünffacher-Gleichrichterschaltung 7 und die hochspannungsfesten
Widerstände 10 in ein isolierendes Harz einzuformen oder in ein isolierendes Öl
zu tauchen, da, wenn diese Bauelemente in einem Fernsehempfänger in einem ungeschützten
oder exponierten Zustand ihrer Elektroden angebracht sind, die Gefahr besteht, daß
eine Koronaentladung oder eine Entladung zwischen verschiedenen Elektroden bewirkt
wird.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen eine bereits entwickelte Spannungsverfünffacher-Gleichrichterschaltung,
wobei die Fig. 3 einen Schnitt entlang einer Linie III-III der Fig. 2 darstellt.
Gleichrichter 81 und hochspannungsfeste Kondensatoren 91 der Gleichrichterschaltung
und hochspannungsfeste Widerstände 101 für eine Fokussierspannung sind eingeformt
in ein Gehäuse 12 aus einem thermoplastischen Harz, wie
beispielsweise
denaturiertem oder vergälltem Polyphenyloxid oder Polycarbonat, mit einer Formmasse
13 aus einem thermoplastischen Harz mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise
Epoxidharz. Ein Eingangsanschluß 14 ist mittels eines Haltestückes 15 festgelegt
und mit einem Zuleitungsdraht 16 von einem Rücklauftransformator verbunden. Der
Eingangsanschluß 14 und der Zuleitungsdraht 16 sind um ihren Verbindungspunkt mit
einer isolierenden Gummikappe 17 bedeckt. Weiterhin ist ein Ausgangsanschluß 18
vorgesehen.
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Die in das Gehäuse 12 eingeformten hochspannungsfesten Widerstände
101 verbrauchen während der Betriebszeit eine Leistung von ungefähr 4 W, um eine
beträchtliche Wärmemenge zu erzeugen. Als Ergebnis steigt deren Temperatur auf 90
0C an, wenn die Umgebungs-0 temperatur 60 C beträgt. Folglich muß für die Formmasse
13 ein Werkstoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit verwendet werden, wie dies oben
erläutert wurde. Da jedoch die hochspannungsfesten Widerstände 101 in der Nähe der
Bauelemente der Gleichrichterschaltung eingeformt werden müssen, wie dies in den
Fig. 2 und 3 dargestellt ist, wird die durch die Hochspannungswiderstände 101 erzeugte
Wärmemenge leicht zu den Bauelementen der Gleichrichterschaltung geleitet. Folglich
werden die hochspannungsfesten Kondensatoren 91 und Gleichrichter 81 leicht thermisch
beschädigt und yerschlechtert-.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochspannungs vervielfacher
anzugeben, bei dem die Bauelemente der Gleichrichterschaltung durch Wärme (thermisch)
nicht verschlechtert werden und zuverlässig sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung
zum teilweisen Trennen des Teiles des Formgehäuses, der die Bauelemente der Gleichrichterschaltung
aufnimmt, und des Teiles des Formgehäuses, der die Widerstände aufnimmt, mit einem
Werkstoff niedriger Wärmeleitfähigkeit Bei der vorliegenden Erfindung werden also
die Bauelemente der Gleichrichterschaltung, die hochspannungsfesten Kondensatoren
und Gleichrichter, und die hochspannungsfesten Widerstände in ein Harz eingeformt,
wobei ein Werkstoff mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit dazwischen vorgesehen
ist.
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Die Erfindung sieht also zusammenfassend einen für einen Fernsehempfänger
oder dgl. geeigneten Hochspannungsvervielfacher vor, bei dem ein Wärmedämmwerkstoff
mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit als die Wärmeleitfähigkeit einer Formmasse
zwischen den Bauelementen der Spannung svervielfacher-Gleichrichterschaltung und
den hochspannungsfesten Widerständen vorgesehen ist, die in ein Formgehäuse mit
der Formmasse eingeformt sind, um eine thermi#+ sche Verschlechterung der Bauelemente
der Gleichrichterschaltung aufgrund der durch die Widerstände erzeugten Wärme zu
verhindern.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild einer bereits entwickelten Horizontalablenkschaltung
und einer bereits diskutierten Spannungsverfünf facher-Gleichrichterschaltung,
Fig.
2 eine Seitenansicht eines bereits entwickelten Hochspannungs vervielfachers, Fig.
3 einen Schnitt entlang der Linie III-III durch den in der Fig. 2 gezeigten Hochspannungsvervielfacher
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Ausfuhrungsbeispiels des erfindungsgemäßen Hochspannungsvervielfachers,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V durch den in der Fig. 4 gezeigten Hochspannungsvervielfacher,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in der Fig 4, und Fig. 8 eine perspektivische
Darstellung eines Rücklauftransformators mit dessen Schaltverbindung.
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In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
dargestellt. Es umfaßt mehrere gewöhnliche Gleichrichter 82, hochspannungsfeste
Kondensatoren 92 und hochspannungsfeste Widerstände 102. Ein Formgehäuse 20 besteht
aus einem Teil 21, der die Gleichrichter 82 und die hochspannungsfesten Kondensatoren
92 aufnimmt, und einem weiteren Teil 22, in dem die hochspannungsfesten Widerstände
102 untergebracht sind. Diese beiden Teile 21 und 22 sind teilweise ununterbrochen,
wobei jedoch die größeren Teile hiervon durch einen Luftzwischenraum 23 getrennt
sind, der aus einer Aussparung
besteht. Die Gleichrichter 82 sind
kaskadengeschaltet, und die Kondensatoren 92 überbrücken jeweils zwei Gleichrichter
82.
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Ein Verbindungspunkt 24 zwischen dem Gleichrichter 82 und dem Kondensator
92 ist mit einem Eingangsanschluß 25 verbunden, und ein anderer Verbindungspunkt
26 dazwischen ist an einen Ausgangsleitungsdraht 27 angeschlossen. Die #hochspannungsfesten
Widerstände 102 sind im kleineren Teil 22 des Formgehäuses 20 enthalten. Ein Anschluß
28 der Widerstände 102 ist mit dem Verbindungspunkt 26 des Gleichrichters 82 und
des Kondensators 92 verbunden, während ein anderer Anschluß 29 hiervon zur Erzeugung
der Fokussierspannung ausgebildet ist.
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Der im Gehäuse 20 ausgebildete Zwischenraum 23 verhindert durch den
Wärmedämmeffekt der Luft mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit, daß die durch die
hochspannungsfesten Widerstände 102 erzeugte Wärme die Gleichrichter 82 und die
Kondensatoren 92 erreicht.
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0 Die Wärmeleitfähigkeit von Luft beträgt 0,023 kcal/mh C, während
die Wärmeleitfähigkeit von Epoxidharz, der Formmasse, 0,15 kcal/mhOC beträgt. Daher
ist die Wärmeleitfähigkeit von Luft wesentlich geringer (ungefähr 1/10) als die
-Wärmeleitfähigkeit von Epoxidharz.
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Der Eingangsanschluß 25 ist mittels eines Haltestückes 30 festgelegt,
das einen nach unten reichenden Vorsprung hat, wie dies in der Fig. 5 gezeigt ist.
Der Werkstoff des Haltestückes 30 ist von der gleichen Art wie der Werkstoff der
Formmasse 31, beispielsweise Epoxidharz, wenn die Formmasse 31 Epoxidharz ist. Ein
Teil des Haltestückes 30 ist mit der Formmasse 31 in das Formgehäuse 20 zusammen
mit den Gleichrichtern 82, den hochspannungsfesten Kondensatoren 92 und dem Eingangsanschluß
25 eingeformt. Das Haltestück 30
und die Formmasse 31 haften dicht
oder fest aneinander, da sie aus der gleichen Werkstoffart bestehen.
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Der durch das Haltestück 30 herausgeführte Eingangsanschluß 25 ist
mit einem Zuführungsdraht 33 vom Rücklauftransformator 31 (vgl.
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Fig. 8) verbunden, indem er in die Anschlußkappe 34 des Zuführungsdrahtes
33 eingepaßt ist, wodurch der Hochspannungsvervielfacher und der Rücklauftransformator
32 elektrisch in der in der Fig. 8 gezeigten Weise verbunden sind, so daß eine herauftransformierte
oder verstärkte Wechselspannung in den Hochspannungsvervielfacher eingespeist wird.
Dies ist auch möglich, die Verbindung zwischen dem Zuführungsdraht 33 und dem Eingangsanschluß
25 direkt durch Löten herzustellen.
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Schließlich ist noch eine isolierende Gummikappe 35 vorgesehen, die
den Verbindungsteil des Eingangsanschlusses 25 und dessen Zuführungsdrahtes 33 so
bedeckt, daß dieser nicht freiliegt, wobei in die Gummikappe 35 ein Teil des Haltestückes
30 eingepaßt ist.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung, wobei sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen
sind wie in den Fig 4 und 5. Ein Wärmedämmstoff 36 mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit
als die Wärmeleitfähigkeit der Formmasse 31 liegt zwischen den Bauelementen der
Gleichrichterschaltung, den Gleichrichtern 82 und den hochspannungsfesten Kondensatoren
92, und den hochspannungsfesten Widerständen 102. Der Wärmedämmstoff 36 ist eingepaßt
zwischen einem kanalartigen Halter 37 (wie in der Zeichnung dargestellt), der an
einer Innenwand des Formgehäuses 20 angebracht ist, und einem kanalartigen Halter
38 (wie in der Zeichnung dargestellt), der Innenwände des Gehäuses 20 überbrückt,
und in die Formmasse 31 eingeformt. Die kanalartigen
Führungsglieder
37 und 38 sind jeweils an einer Innen- und Bodenwand angebracht.
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Der Wärmedämmstoff 36 besteht aus einem Werkstoff mit einer niedrigeren
Wärmeleitfähigkeit als die Wärmeleitfähigkeit der Formmasse 31, beispielsweise aus
Asbest oder aus Asbestschwamm. Die Wärmeleitfähigkeiten von Asbest und Asbestschwamm
betragen jeweils 0,062 kcal/mh OC und 0,042 kcal/mh °C, so daß sie im Vergleich
mit der Wärmeleitfähigkeit der Formmasse sehr niedrig sind.
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Wie oben beschrieben wurde, ist bei der vorliegenden Erfindung ein
Werkstoff mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit zwischen die Bauelemente der Gleichrichterschaltung
und die hochspannungsfesten Widerstände eingeführt, so daß nicht nur die Wärmeleitung
von den Widerständen zu den Gleichrichtern und Kondensatoren durch den Wärme--dämmstoff
beträchtlich reduziert, sondern auch die Kriechstrecke zur weiteren Verbesserung
der Wärmedämmung erhöht wird. Auf diese Weise wird eine thermische Verschlechterung
der Gleichrichter und Kondensatoren aufgrund der durch die Widerstände erzeugten
Wärme verhindert.