DE2948362C2

DE2948362C2 - Magnetische Regelschaltung

Info

Publication number: DE2948362C2
Application number: DE2948362A
Authority: DE
Inventors: Sandor Miko; Phillip Russell Indianapolis Ind. Mullis
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1979-11-30
Publication date: 1982-04-29
Also published as: KR830000179B1; FR2443176A1; IT1126434B; US4209731A; IT7927722A0; GB2037522A; GB2037522B; AU5314579A; DE2948362A1; JPS5575374A; NZ192276A

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelschaltung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist

Aus der DE-OS 25 25 122 ist eine Vertikalablenkschaltung mit magnetischer Regelung der Energiezufuhr bekannt. Hierbei ist die ungeregelte Batteriespannung über einen mit der Ablenkfrequenz betriebenen Thyristorschalter an die Primärwicklung eines Transformators gelegt dessen Sekundärwicklung über eine Gleichrichterdiode die im übrigen mit Thyristorschaltern aufgebaute Kommutatorablenkschaltung mit Leistung versorgt Von einem Abgriff des Zeüentransformators werden Rücklaufimpulse, deren Amplitude von der jeweiligen Belastung abhängig ist einer Regelschaltung zugeführt welche daraus als Rtgelsignal einen Magnetisierungsstrom für die Primärwicklung eines Transduktors erzeugt dessen Sekundärwicklung in Reihe mit einem Kondensator als Saugkreis über die Anoden-Kathoden Strecke des die Primärwicklung des Transformators mit der Versorgungsspannung verbindenden Thyristors geschaltet ist. Je nach Vormagnetisierung des Transduktors durch dessen Steuerwicklung ändert sich die Induktivität seiner Arbeitswicklung und damit die Schwingfrequenz und damit die Schwingperiode des parallel zu dem Schalterthyristor liegenden Reihenschwingkreises, der die Kommutierungsspannung zum Sperren des Thyristors liefert Eingeschaltet wird dieser Thyristor durch ein tinschaltsignal des Horizontaloszillators, und sein Ausschaltzeitpunkt wird durch die Schwingungsperiode des erwähnten Schwingkreises bestimmt. Diese Schwingungsperiode hängt aber von der Induktivität der Arbeitswicklung des Transduktors, aiso vom Steuerstrom in seiner Steuerwicklung ab, der durch die Regelschaltung entsprechend der Belastung der Horizontalablenkschaltung so bestimmt wird, daß Ablenkamplitude und Hochspannung

so bei Belastungs- oder Eingangsspannungsschwankungen konstant gehalten werden. Der im bekannten Falle verwendete Thyristorschalter ist aber ein relativ kostspieliger Halbleiterschalter und muß Ausgleichsschwingungen beim Abschalten bzw. hohe Sperrspan- nungen aushalten. Daher ist im Interesse der Zuverlässigkeit ein Schutz gegen Ausfälle durch Überströme oder Überspannungen notwendig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun in der Schaffung einer magnetischen Regelschaltung, welche keine Halbleiterschalter benötigt und damit nicht an deren Anfälligkeiten leidet.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die Regelung mit Hilfe eines magnetischen Schalters mit einer sättigbaren Induktivität entfällt die Notwendigkeit relativ kostspieliger und gegen Überspannungen anfälliger Halbleiterschalter für die Regelung, so daß die erfindungsgemäße Regelschaltung

unempfindlicher gegen Störungen und damit zuverlässiger isL

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung sei nachfolgend in weiteren Einzelheiten anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen magnetischen Schaltregler für eine Ablenkschaltung gemäß der Erfindung,

Fig.2 enie Ausführungsform des Wicklungs- und Magnetkernaufoaus des Magnetschaltreglers gemäß Fig. 1,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform des Wicklungsund Magnetkernaufbaus des Magnetscfraltreglers gemäß Fig. 1.

Fig.4 eine Horizcntalablenkschaltune und einen Magnetschaltregler gemäß der Erfindung; und

F i g. 5 und 6 Schwingungsf-^i.en, wie sie in den Schaltungen und Anordnunger ,-emäß den F i g. 1 bis t auftreten.

Gemäß Fig. 1 ist eine Qi-JIe ungeregelter Gleichspannungen Ub zwischen Anschlüssen 21 und 31 geschaltet, wobei der Anschluß 31 an einen nicht von der Netzwechselspannung isolierten gemeinsamen Masse-Rückleitungsanschluß 60 gekoppelt ist Der Anschluß 21 bildet einen Ausgangsanschluß eines hochfrequent arbeitenden Doppelwegbrückengleichrichtcrs 32 mit Dioden 33 bis 36. Ein zweiter Ausgangsanschluß 22 wird am Verbindungspunkt der Kathoden der Dioden 34 und 35 gebildet. Zwischen die Anschlüsse 22 und 31 ist eine Lastschahung 37 gekoppelt, die eine übliche Horizontalablenk- u"d Hochspannungsschaltung 50 enthält, welche über eine Primärwicklung 38a eines Rücklauftransformators 38 am Anschluß 22 liegt Weiterhin ist an den Anschluß 22 ein Filterkondensator 65 angeschlossen.

Der Rücklauftransformator 38 wirkt als Quelle hochfrequenter Wechseienergie in Form der Horizon talablenkspannung 39. Eine Sekundär- oder Reglerwicklung 336 des Rücklauftransformators liegt zwischen den Eingangsanschlüssen 23 und 24 des Brückengleichrichters 32. Die hochfrequente Wechselenergie umfaßt also eine ablenkfrequente (MTh) Spannung 39, die eine Rückiaufimpulsspannung 40 und eine Hinlajfspannung 41 enthält.

Nichtlineare magnetische Schalter 42 und 43 einer magnetischen Reglerschaltung 66 koppeln die ablerkfrequente Spannung 39 und die ungeregelte Spannung Ub über den Hochfrequenzbrückengleichrichter 32 zur Lastschaltung 37. Eine Steuerschaltung 25 liefert einen veränderbaren Steuersignalgfeichstrom Ic an die magnetischen Schalter 42 und 43, und zwar unter Steuerung durch ein einem Eingang 26 zugeführtes Rückkoppiungssignal. Unter Steuerung durch den Steuergieichstrom I_c sättigen sich die magnetischen Schalter 42 und 43 magnetisch (effektiver Kurzschluß) zu gesteuerten Zeitpunkten innerhalb jedes Ablenkzyklus und koppeln die ablenkfrequente Spannung 39 für einen gesteuerten Zeitraum während jedes Ablenkzyklus auf die Last 37. In dieser fließt ein gesteuerter Betrag des Laststromes /j;.

Fig.2 zeigt einen Teil der Magnetreglerschaltung 66 gemäß Fig. 1, welche Ausführungsformen der nichtlinearen magnetischen Schalter 42 und 43 enthält. Der magnetische Schalter 42 weist einen rechteckigen Magnetkern 142 mit Schenkeln 142a und 1426 auf. Der Kern 142 besteht aus einem Ferritmaterial. Um den Schenkel 142a ist eine Lastwicklung 42a gewickelt Ein Anschluß der Lastwicklung 42a ist an den Eingangsanschluß 23 des Brückengleichrichters 32 angeschlossen. Ein anderer Anschluß der Lastwicklung 42a liegt am Anschluß 27 der Rücklaufsekundärwicklung386.

Eine Steuerwicklung 426 ist um den Schenkel 1426 des Kerns 152 gewickelt Ein Anschluß der Steuerwicklung 426 ist am Anschluß 29 an die Steuerschaltung 25 angeschlossen. Ein anderer Anschluß der S 'erwicklung 42 liegt über einen Widerstand Rc , einem

ίο Anschluß einer Steuerwicklung 436 des magnetischen Schalters 43. Ein anderer Anschluß der Steuerwicklung 436 ist am Anschluß 30 mit der Steuerschaltung 25 verbunden.

Der magnetische Schalter 43 enthält einen rechteckigen Magnetkern 143, der beispielsweise aus einem Ferritmaterial bestehen kann. Um einen Schenkel 1436 des Kerns 143 ist eine Steuerwicklung 436 gewickelt und um einen Schenkel 143a ist eine Lastwicklung 43a gewickelt, von der ein Anschluß an einen Anschluß 28

2ü der Rückiaufsekundärwicklung 386 angeschlossen ist während ein anderer Anschluß der Lastwicklung 43a am Eingangsanschluß 24 des Brückeng⁷ «chrichters 32 liegt Beim Betrieb sei während des Rücklaufs die

Spannung am Anschluß 27 der Rücklaufsekundärwicklung 386 beispielsweise positiv gegenüber der Spannung am Anschluß 28, wenn der Rücklaufimpuls 40 an der Sekuni. ärwicklung 386 entsteht, wie Fi g. 5a durch den idealisierten Rechteckimpuls 40 der Amplitude V_r zwischen den Zeiten ii bis U veranschaulicht. Die

3ü Spannung 39 hat während des Hinlaufs zwischen den Zeiten ij bis i? eine Amplitude V,. Während des ersten' Abschnitts des Rücklaufs zwischen den Zeiten fi bis ti sind die Kernschenkel 142a und 1436 ungesättigt und die in Reihe liegenden Lastwicklungen 42s und 43a der

π magnetischen Schalter 42 und 43 haben für den Rücklaufimpuls 40 eine hohe Impedanz.

F i g. 5b zeig', nun anhand der Spannung V_i7., über der Lastwicklung 42a, und Fig. 5c zeigt anhand der Spannung V₄Jj über der Lastwicklung 4Sa. daß praktisch die gesamte Rücklaufimpulsspannungsampliti/de im wesentlichen gleich über den Lastwicklungen erzeugt wird.

Eine sehr kleine Rücklaufspannung wird /ur Last 37 gekoppelt, die im [dealfall als rein ohmisch angesehen werden kann.

F i g. 5d zeigt, daß der Laststrom //., welcher zwischen den Zeiten t_x bis t₂. in den Wicklungen 42a und 43a fließt, praktisch Null ist, sofern man die kleinen Magnetisierungsströme vernachlässigt, welche in denjenigen Wicklungen fließen, die den magnetischen Fluß in den Kernen 142 und 143 hervorrufen. Während eines ersten Teils des Rücklaufs zwischen den Zeiten ti bis t? wachsen die Flüsse in den Kernen 142 und 143 in Abhängigkeit Vi. η der zeitlichen Integration der in den Lastwicklungen 42,i und 43a entstehenden Rücklaufspannungen an.

Mit der Polantät der Lastwicklung 42a gegenüber der

Steuerwicklung 42ö, wie sie durch die runden Punkte in Fig.2 gekennzeichnet ist, und mit der Polarität der Lastwicklung 43a gegenüber der Steuerwicklung 436, wie sie durch die rechteckigen Punkte gekennzeichnet ist, sind die Spannungen in den Sieuerwickiungen 42b und 436, welche durch die entsprechenden Lastwicklungen 42a und 43a induziert werden, Symmetrie! t, wobei sie praktisch die gleiche Amplitude aber entgegenge· setzte Polarität haben. Die Spannungen am Reglerwiderstand R_c ist eine Steuergleichspannungs V_c, die durch die Steuerschaltung 25 erzeugt wird, und der Steuerstrom f_c ist zwischen den Zeitpunkten l·. bis ti

etwa gleich VdR_n wie Fig. 5e zeigt. Weil die Lastwicklungen 42a und 43a in Reihe geschaltet sind, erzeugt der Rcgclslrom /,. keine reflektierten Ströme in den Wicklungen 42a und 426.

Der Rcgclslrom I₁. erzeugt jedoch einen Glcichvorspannungsfluß im Kern 142, welcher sich in gleicher Richtung zum anwachsenden Kernfluß addiert, der durch die an der Lastwicklung 42a erzeugten Rücklaufimpulse hervorgerufen wird. Ohne den zusätzlichen Vorspannungsfluß, welcher durch den Regelstrom /,. erzeugt wird, würde der FluOanslieg im Kernschenkel 142a nicht ausreichen, um SättigungsflußdichtewerJe zu erreichen. Bei Vorhandensein des zusätzlichen Gleichvorspannungsflusses sättigen sich die Kernschenket 142a und 1426 in einem geregelten Augenblick t₂ innerhalb des Rücklaufs, wobei der genaue Augenblick von der Größe des fließenden Steuerstroms abhängt.

Werden die Kernschenkel 142a und 1426 zum Zeitpunkt h gesättigt, dann sinkt die in der Lastwicklung 42a induzierte Spannung auf Null ab. wie F i g. 5b anhand der Spannung V_42u zeigt. Gleichermaßen sinkt die Spannung in der Steuerwicklung 426 auf Null ab.

Die Kernschenkel 143a und 1436 werden jedoch nicht während des positiven Rücklaufimpulsintervalls l, bis /_} gesättigt. Mit den Wicklungspolaritäten der Lastwicklung 43a gegenüber der Steuerwicklung 436 gemäß F i g. 2 wirkt der im Kern 143 aufgrund des Regelstromes Ic fließende Fluß demjenigen Fluß entgegen, der durch die in der Lastwickiung 43a erzeugten Rücklaufimpulse hervorgerufen wird, so daß der Kern 143 nicht gesättigt wird.

Somit ist also zwischen den Zehen t₂ bis tj der Kern 142 gesättigt während der Kern 143 ungesättigt ist. Die in den Steuerwicklungen 426 und 436 induzierten Spannungen sind unsymmetrisch, und in der Steuerwicklung 426 wird keine Spannung induziert, während in der Steuerwicklung 436 eine reflektierte Rücklaufimpulsspannung induziert wird. Der Regelstrom /_r vergrößert seine Amplitude zwischen den Zeiten h bis /j auf einen Wert te u und dieser Strom wird dann zurück rn die Lastwicklung 43a als anwachsender Lasistrom reflektiert, wobei der Strom /*. auf einer Amplitude /₍ anwachst Da das Wicklungsverhältnis der Steuerwicklung zur Lastwicklung typischerweise relativ groß ist. für die nachstehend angeführten Werte etwa 60:1. wächst auch der Strom i zwischen den Zeiten I₂ bis U relativ stark aa wie F i g. 5d zeigt.

Anders erklärt ergibt sich das große Anwachsen des Laststromes k nach der Zeit fo, wenn der magnetische Schalter 42 gesättigt ist, aus dem Kurzschluß der beiden Lastwicklungen 42a und 43a. Bei gesättigtem Kern 142 kann keine induzier-= Spannung dem Stromfluß, der in der Wicklung 42a erzeugt werden kann, entgegenwirken. Bei gesättigtem Kern 142 sind außerdem die Spannungen in den Steuerwicklungen 426 und 436 nicht mehr symmetrisch. Der ungesättigte magnetische Schalter 43 arbeitet ab Stromtransformator, und die relativ niedrige Impedanz des Peglerwiderstandes R_c wird über der Lastwicklung 43a reflektiert (also in die Lastwicklung 43a transformiert), so daß ebenfalls die Lastwickiung 43a praktisch kurzgeschlossen wird. Bei kurzgeschlossenen Wicklungen 42a und 43a tritt ein relativ starkes Anwachsen im Laststrom i zwischen den Zeiten t₂ bis ij auf. wobei eine RQcklaufimpuIsspannung 40 zur Lastschaltung 37 gekoppelt wird. Fi g. 5c zeigt daß die Spannung an der Lastwickiung 43a gleich einer Spannung Vj ist die näherungsweise gleich der Rücklaufrmpulsspannung abzüglich des Spannnungsabfalls IR an der Lastschaltung 37 ist.

Während des negativen Teils der abfenkfrequcnten Spannung 39, also im Hinlaufintervall /j bis /5, tritt eine magnetische Sättigung des Schallers 43 liahe dem Zeitpunkt U ein. Der Schalter 43 sättigt sich und der Schalter 42 bleibt ungesättigt, weil der Regelgleichstrom /,· während des Hinlaufintervalls einen Vorspannungsfluß im Kern 143 ίπ der gleichen Richtung wie der durch die negative Hinlaufspannung induzierte Fluß hinzuaddiert dagegen im Kern 142 vom induzierten Fluß subtrahiert. Ein Laststrom k etwas vergrößerter Amplitude I₂. jedoch entgegengesetzter Polarität fließt in den Lastwicklungen 42a und 426 zwischen den Zeitpunkten U bis t·,, wenn beide Wicklungen kurzgeschlossen sind. Die Last wicklung 43a ist kurzgeschlossen, weil der Kern 143 gesättigt ist. und die Lastwicklung 42a ist ebenfalls praktisch kurzgeschlossen, weil die niedrige Impedanz des Widerstandes R, in die Last wicklung 42a transformiert wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß die für die Spannungen V_i2j und Vaij in den F i g. 5b und 5c veranschaulichten Spannungspegel idealisiert sind und nur näherungsweise zutreffen.

Die zeitliche Integration über den positiven Teil jeder Spannung ist jedoch gleich der zeitlichen Integration über den nagetiven Teil.

Die Regelung wird erreicht durch Veränderung der Beträge der ablenkfrequenten Spannung, die zur Last 37 gekoppeli wird, durch Veränderung der Zeitpunkte t₂ und U innerhalb jedes Ablenkzyklus, wenn die magnetischen Schalter 42 und 43 sich abwechselnd magnetisch sättigen. Der durch einen erhöhien Regelstrom l_c erzeugte höhere Vorspannungsfluß erlaubt eine frühere Sättigung des Kernschenkels 142a innerhalb des Rücklaufs. Der Laststrom k fließt länger, so daß ein größerer Anteil ablenkfrequenter Spannung zur Last 37 gekoppelt wird, wie dies bei stärkerer Belastung oder niedrigerer Nelzwechselspannung erforderlich ist In gleicher Weise erlaubt ein verringerter Regelstrom bei niedrigerer Belastung oder höherer Nelzwechselspannung eine ebenso erforderliche spätere Kernsättigung. Der in den Steuerwicklungen 1426 und 1436 fließende Regelstrom /_r enthält zwei Komponenten. F i g. 5e zeigt, daß der Regelstrom I_c eine Gleichstromkomponente hat die durch eine Gleichspannungsquelle in der Regelschaltung 35 geliefert wird, und weiterhin eine Komponente hat welche den Laststrom i aufweist wie er von den Steuerwicklungen 426 und 436 in die Lastwicklungen 42a und 43a transformiert ist Die Wicklungspolaritäten der Lastwicklung 42a gegenüber der Steuerwicklung 426 und der Lastwicklunr 43a gegenüber der Steuerwicklung 436 sind so gewählt daß sich die Summe der Spannungen auslöscht die in den in Reihe liegenden Steuerwicklungen entstehen, wenn beide Kerne 142 und 143a ungesättigt sind.

Obgleich die netto-induzierte Spannung über der Reihenschaltung der Steuerwicklungen 426 und 436 Null ist wenn beide Kerne 142 und Ϊ43 ungesättigt sind, wird dennoch in jeder der Steuerwicklungen für einen Teil des Rücklaufintervalls eine große Rücklaufümpulsspannung induziert, weiche eine erhebliche Wicklungsisolation erfordert um einen Koronadurchbruch auszuschließen. Die magnetische Regelschaltung 66, wie sie in F i g. 3 veranschaulicht ist ist eine magnetische Anordnung 90, bei welcher die magnetischen Schalter 42 und 43 auf einem einzigen Kern 244 mit zwei Fenstern sitzen. Eine einzige Steuerwicklung 45 wird verwendet in weicher keine Spannung induziert wird. Die

Laslwicklüng 42a ist um einen äußeren Schenkel 344, die Lastwicklung 43a um einen äußeren Schenkel 444 und die Steuerwicklung 45 um den Mittelschenkel 544 gewickelt.

Die Wicklungspolarität der Lastwicklung 42a bezüglich der Steuerwicklung 45 ist durch die zugehörigen rechteckigen Wicklungspolaritätssymbole in Fig.3 angedeutet. Ein positiver Magnetisierungsstrom, der während des Rücklaufs vom Anschluß 27 zur Lastwicklung 42s Hießt, erzeugt im Schenkel 344 einen Fluß, welcher dieselbe Richtung wie der Vorspannungsfluß hat, der durch den vom Anschluß 29 zur Steilerwicklung 45a fließenden Regelstrom /, erzeugt wird, wie dies zur Sättigung des Kerns 344 notwendig ist. Bei der Wi jklungspolarität der Lastwicklung 42a gegenüber der Lastwicklung 42b in der durch die punktförmigen Polaritätssymbole in F i g. 3 angedeuteten Weise fließen die durch die Rücklaufimpulse in den Lastwicklungen 42a und 43a hervorgerufenen Flüsse in entgegengesetzten Richtungen und löschen sich im Schenkel 544 aus. Bei ungesättigten Kernschenkeln 344 und 444 induzieren also die Rücklaufimpulse in den Lastwicklungen 42a und 43a keine wesentliche Spannung in der Steuerwicklung 45, so daß die Erfordernisse für Koronadurchbruch und Isolation verringert werden.

Fig.4 veranschaulicht eine magnetisch geregelte Horizontalablenkschaltung 50 gemäß der Erfindung. In den Fig.6a bis 6e sind die an den entsprechenden Stellen der Schaltung nach Fig.4 vermerkten Schwingungsformen dargestellt, welche den entsprechenden Schwingungsformen der F i g. 5a bis 5e entsprechen. Die Horizpntalablenkschaltung 50 enthält eine Horizontalablenkwijklung 51, einen Horizontalablenkgenerai or 52 zur Erzeugung eines Ablenkstroms in der Ablenkwicklung 51 und einen Horizontalend- oder -rücklauftransformator 38. Der Horizontalablenkgeneralor 52 enthält einen üblichen Horizontaloszillator und Treiber 53, einen Horizontalhinlaufschalter 54 mit einem Horizontalendtransistor 55, dessen Basis als Steuerelektrode ablenkfrequente Schaltsignale zugeführt werden, welche den Transistor 55 sperren und den Rücklauf einleiten, eine Dämpfungsdiode 56, einen Rücklaufkondensator 57 und einen Hinlaufkondensator 58, der in Reihe mit der Ablenkwicklung 51 liegt Der Emitter des Transistors 55 ist an die nichtisolierte Masse 60 angeschlossen.

Der Rücklauftransformator 38 hat eine Primärwicklung 38a, die an den Hinlaufschalter 54 angekoppelt ist, eine Rücklauftransformatorreglersekundärwicklung 386, eine Niederspannungswicklung 38a und eine Hochspannungswicklung 3Sd, die zur Erzeugung einer Endanodenbeschleunigungsspannung für den Strahlslrnm an einer Hochspannungsschaltung 59 angekoppelt ist.

Eine Netzwechselspannung von etwa 120VoIt und 60 Hz wird den Anschlüssen A-A zugeführt und durch einen Brückengleichrichter 61 gleichgerichtet und durch ein L-Filter 62 mit einer Drosselspule 63 und einer Kapazität 64 gesiebt Am Kondensator 64 oder an den Anschlüssen 21 und 31 entsteht eine ungeregelte Versorgungsgleichspannung Ub von beispielsweise +90VoIt

Der Anschluß 21 bildet den Ausgangsanschluß des Hochfrequenzbrückengleichrichters 32. Die Horizontalablenkschaltung 50 enthält die Lastschaltung 37 gemäß Fig. 1_T wobei die Rücklaufprimärwicldung 38a an den Ausgangsanschluß 22 des Hochfrequenzbrückengleichrichters 23 angeschlossen ist

Über die Eingangsanschlüssc 23 und 24 ist eine Quelle ablenkhochfrequenter Wechselenergie 39, die durch die Rücklaufreglersenkundärwicklung 386 gebildet wird, wie Fig.6a durch die Spannung an der Sekundärwicklung 38fr zeigt, geschaltet. Durch die magnetische Regelschaltung 66 werden dem Hochfrequenzbrükkengleichrichter32 geregelte Beträge ablenkfrequenter Spannung zugeführt. Der Gleichrichter 32 richtet die ablenkfrequente Spannung gleich und addiert sie zur Ungeregelten Gleichspannung Ug am Anschluß 21, so daß eine geregelte ß+-Ablenkspannung am Anschluß 22 zur Verfugung steht, die beispielsweise eine größere Amplitude von +114 V_ habe. Die geregelte B* -Spannung wird vom Kondensator65 gefiltert.

Der magnetische Regler 66 hat den Kern und Wicklungsaufbau gemäß Fig.3 und ist in Fig.4 nur schematisch angedeutet. Die Spannung V42» an der Lastwicklung 42a und die Spannung Kija und der Lastwicklung 43 sind in den F i g. 6b und 6c zu sehen.

Wie bereits erklärt worden ist, arbeitet der magnetische Regler 66 so, daß jede der Lastwicklungen abwechselnd praktisch magnetisch gesättigt wird. Die Lastwicklung 42a ist im allgemeinen zwischen den Zeiten h bis /3 magnetisch gesättigt, und die Lastwicklung 43a ist im allgemeinen zwischen den Zeiten U und h gesättigt.

Fig.6d zeigt, daß der Laststrom k beim Rücklauf zwischen den Zeiten h bis h stark ansteigt und beim Hinlauf zwischen den Zeiten U bis /5 weniger anwächst.

Eine der Steuerwicklung 45 zugeführte Regelspannung V_c wird von der Rücklaufniederspannungswicklung 38c durch Rücklaufimpulsgleichrichtung mittels einer Diode 49 und Filterung mittels eines Kondensators 67 abgeleitet.

Die Steuerwicklung 45 liegt in Reihe mit einem Widerstand 68, einem Regeltransformator 69 und einer Diode 70 der Regelschaltung 25. Zur Veränderung des Regelstromes /_o wie es Fig.6e veranschaulicht, also zum Zwecke der Regelung, wird die Impedanz des Regeltransistors 69 anstatt der Größe der Spannung V_c verändert

Die B* -Spannung am Anschluß 22 wirkt als Rückkopplungsspannung, weiche dem Eingang 26 der Regelschaltung 25 zugeführt wird. An den Rückkopplungsanschluß 26 ist ein Spannungsteiler mit Widerständen 71 bis 73 angeschlossen. Ein Eingangsanschluß 74 einer als Differenzschaltung ausgebildeten Vergleichsschaltung 75 liegt am Abgriff des Widerstandes 72. An den Eingangsanschluß 74 ist ferner ein Überbrückungskondensator 76 für Horizontalfrequenz angeschlossen.

Die Vergleichsschaltung 75 enthält Transistoren 77 und 78 in Differenzschaltung, einen gemeinsamen Emitterwiderstand 79, einen Kollektorwiderstand 80 und einen zwischen den Emitter des Transistors 77 und den Verbindungspunkt des Widerstandes 79 mit dem Emitter des Transistors 78 geschalteten Widerstand 81 zur Verringerung der Schleifenverstärkung.

Die Basis des Transistors 77 ist an den Eingangsanschluß 74 geführt Die Basis des Transistors 78 ist an einen Bezugseingangsanschluß 82 angeschlossen, an dem eine Bezugsspannung durch die Reihenschaltung einer Diode 83 mit einer Zenerdiode 84 erzeugt wird. Ein Vorstrom für die Zenerdiode 84 wird von einem an die Spannung + V_c angeschlossenen Widerstand 85 geliefert

Der Steuerbasisstrom für den Transistor 69 wird vom Kollektor des Transistors 77 geliefert und ändert sich entsprechend Änderungen des B* -Spannungswertes. Bei abnehmender B⁺ -Spannung beispielsweise wächst

230217/574

Widerstand	68	Ic	100Ω
	71		68 kn
	72	18 kn
	73	ii kn
	79	8,2 kn
	80	5,6 kn
	81	1,0 kn
	85	3,9 kn
	86	15 kn
Kondensator	64	250 μΡ
	65	1,5 μΡ
	76	0,01 μΡ
Induktivität	63	16OmH
Zenerdiode	84	22 V
Laststrom	/37	0,6 A (Mittelwert)
bei einer Eingangs
belastung von
6OW	4 A (Spitzenwert)
Regelstrom	40 mA (Mittelwert)
	80 mA (Spitzenwert)

ίο

der Basisstrom für die Steuerung des Transistors 69 an, so daß auch der Steuerstrom /_c ansteigt. Die Lastwicklungen 42a und 43a werden zu früheren Zeitpunkten innerhalb ihrer entsprechenden Abschnitte des Ablenkzyklus gesättigt, so daß der Laststrom /'/. und der zum Kondensator 65 fließende und diesen aufladende Strom /37 anwachsen und so eine geregelte ^+-Spannung aufrechterl'alten. Parallel zum Regeltransistor 69 liegt ein Widerstand 86, der einen minimalen Regelstrom /„ sicherstellt, selbst wenn der Regeltransistor 69 gesperrt ist, damit keine Koronaüberschläge in der Steuerwicklung 45 auftreten.

Nachstehend seien ausgewählte Parameter für die Komponenten und die Schaltung gemäß Fig.4 angeführt:

Ablenkfrequente Spannung über der Rücklaufreglerwicklung 38/-125 V«.

t/z/95bisl20V_

Magnetanordnung 90

Kern 244: E-förmige Abschnitte jeweils entsprechend Ferroxcube 206F4403E2A der Firma Ferroxcube Corporation Saugerties, New York.
Querschnitt des Mittelschenkels: 7,95 χ 11 mm
Querschnitt jedes Außenschenkels: 4,6 χ 11 mm
Länge jedes Schenkels: 21 mm
Kernhöhe: 29,7 mm

Lastwicklungen 42a und 43a:

je 25 Windungen isolierten Magnetkupferdrahts von 0,4548 mm Durchmesser.

Steuerwicklung 45:

1600 Windungen isolierten Magnetkupferdrahtes von 0,1270 mm Durchmesser,

In der Steuerwicklüng 45 fließt ein relativ kleiner Regelstrom /_e von typischerweise etwa 40 mA Mittel-

wert. So treten im magnetischen Regler 66 nur relativ geringe Widerstandsverluste auf. Es werden keine gesteuerten Halbleiterschalter verwendet, die zu Ausfällen neigen können, und die Regelschaltung ist relativ einfach. Weil die magnetischen Schalter 42 und 43 im wesentlichen nur in zwei Zuständen betrieben werden, nämlich im gesättigten und im ungesättigten, kann die in Fig.3 veranschaulichte Magnetanordnung 90 relativ kompakt sein und erfordert nur einen kleinen Regeloder Steuerstrom zur Veränderung der Schaltzustände.

Der Regelbereich ist ebenso wie bei Halbleiterschaltern relativ groß.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

29 Patentansprüche:

1. Magnetische Regelschaltung für eine aus einer Quelle ungeregelter Energie gespeiste Ablenkschaltung mit einer Quelle ablenkfrequenter Energie zur Versorgung einer Ablenkwicklung mit Ablenkstrom, mit einem magnetisch steuerbaren Element um dessen {Cernschenkel eine Lastwicklung und eine magnetisch mit dieser gekoppelte Steuerwickhing angeordnet sind und dessen Steuerwicklung von einer Regelsignalschaltung ein von der Belastung der Ablenkschaltung abhängiges Regelsignal für die Dauer der Energiezufuhr aus der ungeregelten Energiequelle zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch steuerbare Element als magnetischer Schalter (42,43) ausgebildet ist und eine erste, um den Kernteil (142, 244) gewickelte Lastwicklung (42a) die Quelle (Ub) ungeregelter Energie und die Quelle (38) ablenkfrequenter Energie mit der Ablenkschaltung (50) zur Energieüber'ragung verbindet, wenn die te Lastwicklung bei magnetischer Sättigung dieses Kernteils einen Kurzschluß darstellt, und daß die Sättigungsdauer durch das von der RegelsignaJschaltung (25) zu einem von Änderungen des Energiespiegels in der Ablenkschaltung (50) abhängigen Zeitpunkt innerhalb jedes Ablenkintervalls erzeugte und der Steuerwicklung (45) zugeführte Regelsignal bestimmt ist.

2. Regelschaltung nach Anspruch I, dadurch gekennze^:~hnet, daß das von der Regelsignalschaltung (25) der Steuerwicklung (45) zugeführte Regelsignal ein den Kernteil der ersten Lastwicklung (42a) während mindestens eines Teils des HorizontalrücklaufintervaHs jjdes Ablenkzyklus sättigender Vorspannungsstrom ist.

3. Regelschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite mit der Steuerwicklung (45) magnetisch gekoppelte Lastwicklung (43a) in Reihe mit der Quelle (38) ablenkfrequenter Energie gekoppelt ist und daß der Vorspannungsstrom in jedem Ablenkzyklus abwechselnd die erste und die zweite Lastwicklung (42a bzw. 43a) magnetisch sättigt.

4. Regelschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelsignalschaltung (25) bei magnetischer Sättigung einer der beiden Lastwicklungen (42a, 43a) der anderen im wesentlichen eine transformierte Kurzschlußimpedanz darbietet.

5. Regelschaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Schalter (42₅43) einen Zweifensterkern (244) enthält, um dessen äußere Schenkel (344, 444) herum die erste und die zweite Lastwicklung (42a bzw. 43a)

SlflU uflll UlVl UC33CII IVIlii

CIlKCl ^544/

herum die Steuerwicklung (45) angeordnet ist und daß die Wicklungspolaritäten der ersten und der zweiten Wicklung und der Steuerwicklung so gewählt sind, daß der Vorspannungsstrom einen Vorspannungsfluß erzeugt, welcher sich während eines ersten Teils jedes Ablenkzyklus zum Fluß in der ersten Wicklung (42a) hinzuaddiert und vom Fluß in der zweiten Wicklung (43a) subtrahiert und während eines zweiten Teils jedes Ablenkzyklus die gegenteilige Wirkung hat.

6. Regelschaltung nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß der magnetische Schalter (42, 43) einen ersten und einen zweiten Kern (142 bzw. 143) enthält und die erste Lastwicklung (42a) sowie ein erster Abschnitt (426) der Steuerwicklung um den ersten Kern (142) herum angeordnet sind und die zweite Lastwicklung (43a) sowie ein zweiter Abschnitt (436) der Steuerwicklung um den zweiten Kern (143) herum angeordnet sind derart daß der Vorspannungsstror,; in jedem Ablenkzyklus abwechselnd den ersten und den zweiten Kern ;ätti«n.