PT99742B

PT99742B - Transformador de alta tensao para um receptor de televisao

Info

Publication number: PT99742B
Application number: PT99742A
Authority: PT
Inventors: Walter Goseberg; Wolfgang Reichon; Hans-Werner Sander
Original assignee: Thomson Brandt Gmbh
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1999-02-26
Also published as: DE4039373A1; FI932627A0; ES2097823T3; HU9301604D0; KR100194191B1; MX9102455A; CA2098100A1; EP0561839A1; WO1992010906A1; PT99742A; JP3280965B2; KR930703789A; MY107209A; FI932627A7; HK1000744A1; JPH06503448A; ZA919724B; HUT64660A; TR25836A; SG46549A1

Description

Á presente invenção refere-se a um transformador de alta tensão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Um tal transformador e conhecido da patente DE-OS 35 14 308. Tais transformadores geram uma tensão elevada para receptores de televisão, da ordem de grandeza de 25 KV.

Para com válvulas de imagem maiores, de 16:9 ou com uma diagonal do ecrã de 85 cm, são necessários valores mais elevados de alta tensão, da ordem de grandeza de 35 KV. Os transformadores para uma tao elevada alta tensão apresentam inevitavelmente uma potência de perdas mais elevada dando assim origem â produção de calor muito maior e aumentando as dimensões geométricas necessárias para a dissipação do calor.

Um objecto da presente invenção consiste em reduzir a dissipação de potência na transformador com tais transformadores de alta tensão. 0 problema ê resolvido segundo a presente invenção como se especifica na reivindicação

1. Outros desenvolvimentos vantajosos da presente invenção sao descritos nas reivindicações secundarias,

A presente invenção baseia-se em primeiro lugar numa analise de todos os tipos de perdas que aparecem em ligaçao com um tal transformador. Um primeiro tipo de perdas consiste nas perdas no ferro, devidas às inversões do campo magnético do núcleo, correspondentes à area do ciclo de histerese. Tais perdas apenas podem ser reduzidas utilizando materiais de ferro de melhor qualidade. Um segundo tipo de perdas consiste nas perdas no cobre devidas à resistência ohmica do fio e ao efeito de pele. Um terceiro tipo de perdas consiste nas perdas nos díodos rectificadores de alta tensão, isto é, devidas a tensão no sentido directo e à corrente de estado de ligado, à tensão e à corrente no estado de desligado e às perdas de comutaçao do estado de bloqueio para o de condução e viceversa. Um quarto tipo de perdas consiste nas perdas no dielêctrico devidas às correntes de deslocamento no isolante, normalmente feito de resina de vedaçao. No que respeita às perdas dos três primeiros tipos, há limites inferiores devidos, em particular, a motivos tecnológicos e aos componentes disponíveis. A presente invenção concentra-se no quarto tipo de perdas. A realizaçao da presente invenção baseia-se na consideração seguinte. As perdas no dielêctrico aparecem em especial na zona entre o enrolamento primário e o enrolamento secundário ou enrolamento de alta tensão, porque é aí que existem as maiores diferenças de tensão. Portanto, se fosse possível construir com êxito esta zona o mais possível livre de campos electricos, poderiam reduz.ir-se consideravelmente as perdas no dielêctrico. Segundo a presente invenção isso consegue-se simplesmente por uma divisão particularmente vantajosa das tensões de impulsos no enrolamento primário e no enrolamento secundário de modo tal que, na referida zona, os impulsos têm grosseiramente a mesma amplitude e a mesma polaridade no enrolamento primário e no enrolamento secundário. A diferença entre as tensões dos impulsos nos dois enrolamentos e então eliminada praticamente, de modo que, de maneira desejada, obtem-se ura espaço livre de campos electricos e as perdas devidas âs correntes de deslocamento

no dieléctrico são evitadas tanto quanto possível. Uma vantagem significativa consiste no facto de o espaço livre de campos eléctricos ser conseguido nao por meios do uso de dispositivos adicionais mas sim apenas por uma diposiçao engenhosa das peças que de qualquer modo já sao necessárias. Alem disso, pela redução das correntes de deslocamento no dieléctrico isolante que envolve os enrolamentos, o teor de harmónicas das tensões geradas ê reduzido. Isso conduz a menos ressonâncias naturais que, de outro modo, sao produzidas pelas correntes de deslocamento. A redução de frequências harmónicas^ conduz a uma melhoria da resistência interna e, além disso, a uma redução do ruído acústico produzido pelo transformador. Alem disso, o material que envolve os enrolamentos, de preferência uma resina vesada, fica também sujeito a tensões.

A seguir explica-se a presente invenção, com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

Fig. 1, a configuração de um a presente invenção;

transformador de alta tensão segundo e

A fig. 2, um diagrama esquemático do transformador segundo a presente invenção.

Na descrição, seguinte apenas são levadas em conta as tensões de impulsos efectivas no transformador. As tensões contínuas que aparecem não são consideradas porque elas nao produzem correntes de deslocamento nos dieléctricos e, por conseguinte, nao dão origem a perdas.

Na fig. 1, o núcleo (7) da bobina, que suporta o enrolamento primário (3) é suportado no núcleo (1) do transformador. 0 enrolamento primário (3) é constituído por seis camadas. 0 fio de ligação para o exterior da camada inferior esta ligado ao terminal (b) com a tensão de serviço UB. 0 fio de ligaçao para o exterior da ultima camada está ligado ao terminal (d) e ao transístor de comutação (13), que e controlado por uma tensão (Z) de comutaçao com a frequên—

cia do sector, no terminal (c). A tensão de impulsos no terminal (b) é zero. A tensão de impulsos no terminal (d) tem o valor total de retorno, isto é + 1 200 V. Portanto, a tensão de impulsos aumenta constantemente de espira para espira, desde o valor zero, no terminal (b), até ao valor máximo, no terminal (d). Isto significa que a tensão de impulsos diminui em cerca de 16% ao longo do comprimento axial da camada superior do enrolamento (3) e a tensão de impulsos na extremidade direita da camada superior tem um valor de + 1000 V. Portanto, esta tensão de impulsos é substancialmente constante ao longo do comprimento axial do núcleo (7) da bobina na camada superior do enrolamento (3) e tem um valor médio de 1 100 V.

Disposto por cima do núcleo (7) da bobina com o enrolamento primário (3) está o núcleo compartimentado (2) da bobina, que tem um total de 16 células (Ka) a (Kp), separadas por paredes (8), que são preenchidas com enrolamentos parciais (4a) a (4p) do enrolamento secundário de alta tensão (4). 0 fio de ligaçao para o exterior proveniente da camada superior do primeiro enrolamento parcial (4a) esta ligado à terra. Cada um dos fios de ligaçao para o exterior na base de uma célula (K) está acoplado ao ânodo de um diodo rectificador de alta tensão (6), cujos cátodos estão sempre ligados ao fio de ligaçao para o exterior proveniente da extremidade superior do enrolamento parcial seguinte (4). 0 fio de ligaçao para o exterior proveniente da base do enrolamento parcial final (4p) na célula (Kp) forma o terminal de alta tensão (a). 0 processo de bobinagem de todo o enrolamento secundário (4) começa na base da célula (Kp). Como está sempre colocado um diodo (6) entre cada par de células, proporcionamse 15 díodos (6) para um total de 16 células (k) . Uma alta tensão UH de 32 KV existe no terminal (a). Admitidos esses valores, resulta sempre um impulso de + 1 100 V na base de cada célula (K), idêntico para todas as células. Na extremidade superior do enrolamento (4) resulta um impulso de - 1300

V.

Por conseguinte, estão presentes

impulsos com uma amplitude substancialmente constante de + 1 100 V ao longo da camada superior do enrolamento (3). Por outro lado, como atrás se descreveu, existem impulsos de amplitude constante de + 1200 V através do enrolamento de alta tensão (4) na zona associada ao enrolamento 3, isto ê, na zona das extremidades das células. Aparte isso, os impulsos no enrolamento (3) e no enrolamento (4) sao isócronos. Portanto ja nao existe praticamente qualquer diferença de potencial entre os impulsos no enrolamento (3) e os impulsos no enrolamento (4), de modo que resulta um espaço sem campos electricos, como está indicado com as linhas a traceado (F).

Os impulsos na extremidade superior dos enrolamentos (4) têm de facto uma polaridade negativa nao conveniente para a formaçao do espaço sem campos. Porem os impulsos presentes neste ponto estão suficientemente distantes do enrolamento primário (3) para que nao provoquem já quaisquer correntes de deslocamentos significativos através do isolante.

A extremidade superior do primeiro enrolamento (4a) está ligada á terra e portanto nao conduz qualquer tensão de impulso e, por outro lado, a extremidade inferior do enrolamento final (4p), que está ligada â terra através da capacidade da válvula de imagem, também nao conduz qualquer tensão de impulso. As relações das tensões destes dois enrolamentos sao portanto diferentes das dos outros enrolamentos (4b) a (4o). Para também produzir as relações de amplitudes desejadas entre as tensões de impulsos nesta zona, e vantajoso, em contraste com as restantes células, ter apenas metade das bobinas nas células (Ka)e (Kp). 0 enrolamento primário (3) e de preferência enrolado com fio torcido para manter num valor baixo as perdas por efeito de pele.

A fig. 2 mostra o esquema do circuito associado com a fig. 1. 0 condensador (14), essencialmente formado pelo ânodo terminal (camada de ânodo) do tubo de imagem (15), está ligado ao terminal (a) que conduz a alta • tensão (UH). 0 diodo (6b) corresponde portanto ao primeiro

díodo da fig. 1 entre a base da célula (Ka) e o condutor de saída na extremidade superior da célula (Kb) . 0 díodo final (6p) corresponde ao díodo entre a extremidade inferior do enrolamento da célula (Ko) e o fio de ligaçao para o exterior superior da célula final (Kp).

Ê também possivel subdividir o enrolamento primário (3) em vários elementos parciais que ficam uns adjacentes aos outros na direcção axial no núcleo (1) e estão cablados em paralelo entre os terminais (b) e (d). Geralmente, a amplitude da camada superior do enrolamento primário (3) varia ao longo do comprimento axial. Isso pode ser levado em conta pelo facto de as células (Ka) a (Ko) serem preenchidas, por conseguinte, de maneira diferente, de modo que os impulsos de cada um dos enrolamentos parciais (4a) a (4p) tenham também correspondentemente amplitudes diferentes nas bases das células. 0 factor de enchimento das células (K) com os enrolamentos parciais (4) diminuiram então da esquerda para a direita dos núcleos das bobinas (7) e (2), tal como sucede com a amplitude dos impulsos na camada superior do enrolamento (3), que diminui, na fig. 1, de + 1 200 V para + 1 000 V.

Claims

Transformador de alta tensão para um receptor de televisão com um enrolamento secundário (4) disposto por cima deste, cujos enrolamentos parciais (4a) a (4p) estão colocados em células (K) de um núcleo de bobinas compartimentado
(2) e estão ligados entre si através de díodos (6), caracterizado por o enrolamento primário (3) e o enrolamento secundário (4) estarem subdivididos e polari zados de modo tal que produzem impulsos de amplitude e polaridade aproximadamente iguais nas zonas dos enrolamentos (3,4) adjacentes entre si e por se formar um espaço quase livre de campos electricos entre os enrolamentos (3,4).

- 22 Transformador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o enrolamento primário (3) ser enrolado em camadas, situando-se as várias camadas umas por cima das outras, e o fio de saída (b) da camada inferior estar proporcionado para ligar á tensão de serviço (UB) e o fio de saída (d) da camada superior para ser ligado a um interruptor períodico (13).

- 3‘

Transformador de acordo com < reivindicação 2, caracterizado por os enrolamentos parciaii (4a) a (4p) serem polarizados de modo tal que há sempre ui impulso positivo no fio de saída da base de cada uma das células (K).

- 42 reivindicação 3, e de enrolamentos caracter parciais

Transformador de acordo com a izado por o número de células (K) (4a) a (4p) ser escolhido suficien7 temente grande para que o impulso positivo na base de uma célula (K) tenha aproximadamente a mesma amplitude que o impulso positivo na camada superior do enrolamento primário (3).

- 5^â Transformador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por estar sempre um diodo (6) ligado através do seu ânodo ao fio de saida da base de uma célula (K) e o cátodo de cada um dos referidos díodos estar ligado ao fio de saída da camada superior do enrolamento parcial (4) da célula (K) seguinte.

- 6^â -

Transformador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o principio do enrolamento secundário (4) constituir o terminal (a) que fornece a alta tensão (UH). _ ?a _ Transformador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o enrolamento primário
(3) ser constituido por vários enrolamentos parciais (3a) a (3c), ligados em paralelo e dispostos uns adjacentes aos outros na direcção axial do núcleo (2) da bobina.

- 8^ã Transformador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o transformador ser constituído como transformador com díodos de separação.

_ qa _

Transformador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as células (K) estarem preenchidas de maneira diferente pelos enrolamentos parciais, de modo tal que os impulsos na base de cada célula tenha apro8

I '4 ximadamente a mesma amplitude que os impulsos no enrolamento vizinho do enrolamento primário (3).

- 10^ Transformador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a primeira (Ka) e a última (Kp) célula estarem, relativamente às outras células (Kb) a (Ko) apenas meio preenchidas com os enrolamentos parciais (4).

A requerente reivindica a prioridade do pedido de patente alemão, apresentado em 10 de Dezembro de 1990, sob o n^ P 40 39 373.9.

Lisboa, 10 de Dezembro de 1991.

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RESUMO

TRANSFORMADOR DE ALTA TENSÃO PARA UM RECEPTOR DE TELEVISÃO

A invenção refere-se a um transformador de alta tensão para um receptor de televisão.

Para um transformador de alta tensão, em particular um transformador com díodos de separaçao, é em geral feita a exigência de todo o dispositivo, por razoes de custo e de peso, ter de ser proporcionado o mais pequeno possivel, tendo igualmente as perdas térmicas durante o funcionamento de um tal transformador de alta tensão serem suficientemente reduzidas para que o aquecimento do transformador nao atinja temperaturas para as quais outros componentes do circuito de um receptor de televisão sejam danificados ou sofram influências perturbadoras.

0 objecto da invenção consiste em minimizar as perdas de um transformador de alta tensão em particular as perdas elêctricas.

Segundo a invenção, este problema resolve-se para um transformador de alta tensão do tipo atrás referido formando um espaço (F) entre o enrolamento primário (3) e o enrolamento de alta tensão (4) quase isento de campos electricos.

A invenção tem aplicaçao nos re-ceptores.de televisão, em particular nos receptores de televisão com um numero elevado de linhas para a norma de televisão de alta definição HDTV.