LINE TRANSFORMER FOR A TELEVISION RECEIVER

Abstract: 1. Line transformer for a television receiver having a primary winding bracket (5), a secondary winding (6) and two core parts (2, 3) which are placed together to provide an air gap, characterized in that the core parts (2, 3) are directly in contact, without air gap, over a limited part of their cross section and that an air gap (8), having a width which varies over the cross section, is provided over the remaining cross section.

Description: Zeilentransformator für einen Fernsehempfänger Ein Zeilentransformator für einen Fernsehempfänger enthält im allgemeinen eine Primärwicklung, eine die Hochspannung liefernde Sekundärwicklung und einen Kern, der in einem Kernschenkel oder in beiden Kernschenkeln einen Luftspalt aufweist. Dieser Luftspalt wird im allgemeinen durch eine zwischen zwei Kernteilen eingelegte Kunststoffolie gebildet. Der Zeilentransformator liefert einerseits den Zeilenablenkstrom für die Ablenkspulen der Bildröhre und andererseits über einen Hochspannungsgleichrichter die Hochspannung für die Bildröhre. Die so gebildete Hochspannungsquelle hat dabei einen Innenwiderstand in der Grössenordnung von 2 - 3 } Dieser Innenwiderstand der Hochspannungsquelle ist unerwünscht, da dadurch mit steigendem Strahlstrom die Hochspannung abnimmt. Diese Abnahme der Hochspannung hat u.a. folgende Auswirkung. Wenn der Strahlstrom ansteigt und die Hochspannung durch die erhöhte Belastung abnimmt, wird die Ablenkempfindlichkeit wegen der geringeren Geschwindigkeit des Elektronenstrahls im Ablenkfeld grösser, so dass in unerwünschter Weise bei steigendem Strahlstrom die Bildbreite zunimmt. Zur Verringerung dieser Wirkung ist es bekannt, in den Weg des Betriebsstromes zur Zeilenendstufe einen Vorwiderstand einzuschalten. Dieser wirkt folgendermassen. Wenn der Strahlstrom zunimmt, die Hochspannung aosinkt und die Bildbreite unerwünscht zunimmt, steigt auch die Btromaufnahme der Zeilenendstufe an. Dadurch wird der Spannungsabfall über dem genannten Vorwiderstand erhöht und somit die an der Zeilenendstufe wirksame Betriebsspannung verringert. Diese Verringerung der Betriebsspannung bewirkt eine Verringerung der Ablenkamplitude und wirkt somit der genannten Vergrösserung der Bildbreite entgegen. Da über den genannten Vorwiderstand jedoch der gesamte Betriebsgleichstrom der Zeilenendstufe fliesst, entsteht eine unerwünschte Verlustleistung, so dass dieser Widerstand für eine relativ hohe Leistung bemessen sein muss und daher auch relativ teuer ist. Man ist daher bemüht, diesen Widerstand einzusparen. Es sind zwar Schaltungen bekannt, die die Hochspannung gegen Strahlstromänderung stabilisieren. Diese Schaltungen sind aber im allgemeinen relativ aufwandreich und erfordern eine Vielzahl von aktiven und passiven Bauteilen. Da der Innenwiderstand der Hochspannungsquelle im wesentlichen bei höheren Strahlströmen störend in Erscheinung tritt, wäre es vorteilhaft, wenn der Innenwiderstand mit steigendem Strahlstrom abnimmt. Dieses ist jedoch ohne weiteres nicht zu erreichen. Vielmehr ist im allgemeinen der Innenwiderstand der Hochspannungsquelle in Abhängigkeit vom Strahlstrom etwa konstant. Das gilt zumindest ab 100 - 1502sA Strahlstrom. Der Erfindung liegt die Aufgabe zAtrunde, ohne Einsatz zusätzlicher Bauteile den Zeilentransformator so auszubilden, dass der Innenwiderstand der Hochspannungsquelle mit steigendem Strahlstrom abnimmt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Es ist zwar allgemein bei Transformatoren bekannt (DE-PS 733 783), Luftspalte vorzusehen, deren Weite sich über dem Querschnitt der Kernschenkel ändert. Dieser Lösung liegt jedoch nicht die Aufgabe zugrunde, bei einem Zeilentransformator den Innenwiderstand der Hochspannungsquelle bei steigendem Strahlstrom zu verringern. Vielmehr soll dort durch besondere Ausbildung des Luftspaltes eine abgeflachte Strom-Spannungskenn linie erreicht werden, um z.B. bei Kurzschlüssen eine Beschädigung eines Relais zu vermeiden. Ausserdem fehlt das für die Erfindung wesentliche Merkmal, dass die beiden Kernteile über einen Teil ihres Querschnittes unmittelbar ohne Luft spalt auf einander stoss en und somit auf eine den Luftspalt bildende Isolierfolie völlig verzichtet werden kann. Die vorteilhafte Wirkungsweise der erfindungsgemässen Lösung lässsich folgendermassen erklären. Bei einem geringen Strahlstrom, also einem geringen Gleichstrom durch die Primärwicklung, ist die Vormagnetisierung des Kernes klein. Daher ist nur ein geringer Bereich des Kern-Querschnittes gesättigt. Für diesen geringen Bereich des Kern-Querschnittes ist ein kleiner Luftspalt, von null beginnend zu kleinen Werten hin, wirksam. Bei steigendem Strahlstrom steigt auch die Vormagnetisierung des Kernes an, so dass nun ein grösserer Bereich des Kern-Querschnittes in Sättigung gerät. Dadurch wird das magnetisch wirksame Luftspalt-Volumen in erwünschter Weise erhöht. Eine Erhöhung des Luftspaltvolumens verringert aber die wirksame Induktivität und damit die Rück;.aufQänge im Ablenkkreis. Verringerter Rücklauf bedeutet aber ansteigende Hochspannung. Das magnetisch wirksame Luftspalt-Volumen wird also durch den erfindungsgemäss ausgebildeten Luftspalt in erwünschter Weise vom Strahlstrom abhängig und passt sich in erwünschter Weise dem jeweils wirksamen Strahlstrom in der Weise än, dass durch Rücklaufverkürzung der Abnahme der Hochspannung entgegengewirkt wird. Das wiederum bedeutet eine Verringerung des Innenwiderstandes. Durch die erfindungsgemässe Lösung werden in überraschender Weise mehrere Vorteile erzielt. a) der bisher im Weg des Betriebsstromes zur Zeilenendstufe vorgesehene Widerstand zur Kompensation der strahlstrom abhängigen Bildbreite kann kleiner und damit billiger wer den oder sogar vollständig entfallen. Dadurch wird die dort auftretende Verlustleistung verringert. b) Bisher wurden zur Realisierung eines definierten Lustspaltes konstanter Weite Isoliereinlagen verwendet, die zwischen die beiden Kernschenkel eingeklebt wurden. Da bei der erfin dungsgemässen Lösung der Luft spalt an einer Stelle null sein kann, die beiden Kernschenkel also direkt aufeinanderstossen können, können derartige Einlagen vollständig entfallen. Dadurch ergibt sich insbesondere ein Vorteil bei der Ferti gung, weil die Handhabungen zum Einlegen der Zwischenlagen und zum Festkleben derselben entfallen. c) Dadurch, dass ein echter Luftspalt vorliegt, der nicht durch eine Zwischenlage gebildet ist, kann dieser Luftspalt mit einem Klebstoff wie z.B. Araldith vollständig ausgefüllt werden. Dadurch ergibt sich eine gute Möglichkeit zur Ver klebung der beiden Kernteile. Ausserdem wird dadurch die Nei gung des Trafos zur Funkenbildung im Luft spalt durch unter schiedliche Aufladung der beiden Kernteile beim Prüfen be trächtlich herabgesetzt. d) Durch die Verringerung des Innenwiderstandes der Hochspan nungsquelle wird im Sinne der Aufgabenstellung ein sehr gutes Verhalten des Strahlstromes bei waagerechten Weiss balken erreicht, wie anhand der Beschreibung näher eriäu- tert wird. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an verschiedenen Ausführungsbeispielen erläutert. Darin zeigen Fig. 1 im Prinzip den erfindungsgemässen Zeilentrafo, Fig. 2 verschiedene Ausbildungen des Luft spaltes, Fig. 3 die bei einem zu hohen Innenwiderstand auftretende Störung bei einem Weissbalken und Fig. 4 Messkurven zur Erläuterung der erzielten Verringerung des Innenwiderstandes bei hohem Strahlstrom, Figur 1 zeigt von einem Zeilentransformator den Kern 1, der aus zwei U-förmigen Kernteilen 2,3 zusammengesetzt ist. Auf dem Kernschenkel 4 befinden sich die Primärwicklung 5 und die Hochspannungswicklung 6. Unter der Primärwicklung 5 stossen die beiden Kernteile 2,3 unmittelbar ohne Bildung eines Luftspaltes aufeinander. Das hat den Vorteil, dass hier in erwünschter Weise eine besonders feste Kopplung zwischen den Wicklungen 5,6 erzielt wird und auch keine Zwischenlage zur Bildung eines Luftspaltes benötigt wird. In dem gegenüberliegenden Kernschenkel 7 stossen die beiden Kernteile 2,3 am Innenrand auch ohne Bildung eines Luft spaltes aufeinander. Der Kernteil 3 ist jedoch an seinem Stirnende abgeschrägt, so dass sich dort ein keilförmiger Luftspalt 8 ergibt. Dessen Weite nimmt vom Wert null linear bis zum Wert d zu. Der Wert d kann in der Grössenordnung von 0,25 bis 1,0 mm liegen. Dieser keilförmige Luft spalt 8 bewirkt die beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften des Zeilentrafos, d.h. insbesondere die Verringerung des Innenwiderstandes der Hochspannungsquelle bei steigendem Strahlstrom. In Figur 2a liegen die beiden im Querschnitt rechteckigen Kernteile 2,3 über den quaderförmigen Bereich der Breite a unmittelbar ohne Luft spalt aufeinander. Diese Lösung hat den Vorteil, dass eine einwandfreie Auflage der Kernteile 2, 3 gewährleistet und and der Auflagestelle eine extrem scharfe Kante vermieden wird, die leicht^zateinemtdAu-sbrechen von Kernteilen führen kann. Zum rechten Ende hin nimmt die Weite des Luft spaltes 8 keilförmig bis auf den Endwert d hin zu. Diese Lösung hat den Vorteil, dass nur der Kernteil 3 schräge geschliffen zu werden braucht, während das Stirnende des Kernteils 2 wie bei bekannten Kernen senkrecht und eben abschliesst. In.Fig. 2 b stossen die Kernteile 2,3 am linken Ende wieder direkt aufeinander. Die beiden Stirnenden sind jedoch gleichmässig schräg geschliffen, so dass am rechten Ende wieder der Luftspalt mit der maximalen Weite d entsteht. Diese Lösung hat den Vorteil, dass beide Kernteile 2,3 identisch sind und somit insgesamt nur ein Teil hergestellt und auf Lager gehalten zu werden braucht. Bei einem kleinen Strahlstrom, also einem geringen Gleichstrom durch die Primarwicklung, ist die Vormagnetisierung des Kernes klein. Daher ist nur ein geringer Bereich des Kern-Querschnittes gesättigt. Dieser Bereich ist durch die schraffierten Kernteile 17 angedeutet. Diese Wirkung liegt auch bei den anderen Aúsführungsbeispielen vor. Figur 2c zeigt eine Kombination der Lösungen gemäss Figur 2a und 2 b. Figur 2d zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die beiden Kernteile 2,3 identisch sind. Der ÖffnungswinkelW des Spaltes 8 liegt in der Grössenordnung von 10 bis 140. In Fig. 2e hat das Ende des Rechteckquerschnitt aufweisenden Kernteils 3 an zwei gegenüberliegenden Kanten zwei rechteckförmige, ebene Flächen 14,15, an deneenr4cht dargestellte Kernteil 2 ohne Luftspalt direkt aufliegt, ähnlich wie in Fig, 2c. Zwischen den Flächen 14,15 ist das Ende des Kernteils 3 zu einer konkaven Fläche 16 ausgebildet, die einen Ausschnitt aus einer Zylindermantelfläche bildet. Dadurch wird ebenfalls ein Luft spalt mit sich über dem Querschnitt ändernder Weite gebildet. Die Breite a der Flächen i4,i5 liegt in der Grössenordnung von 1 mm und der Abrundungsradius r-der Fläche 16 in der Grössenordnung von 20 - 30 mm. Das untere Ende des auDgesetzten Kernteils 2 kann dann wie in Fig. 2a eben ausgebildet sein. Das hat den Vorteil, dass der Kernteil 2 leichter herstellbar ist. Das Stirnende des Kernteils 2 kann aber auch wie das des Kernteils 3 ebenfalls eine konkave Fläche 16 aufweisen. Das hat den Vorteil, dass dann beide Kernteile 2,3 identisch sind und somit nur ein Kernteil einer einzigen Sorte hergestellt werden muss. Figur 3 zeigt die Verformung eines waagerechten weissen Balkens im wiedergegebenen Bild bei einem zu hohen Innenwiderstand der Hochspannungsquelle. Der voll ausgezogen dargestellte Weissbalken 9 liegt in der oberen Bildhälfte und erstreckt sich z.B. über 20 bis 30 Zeilen. Es sei angenommen, dass für den Weissbalken 9 der maximale Strahlstrom in der Grössenordnung von 3.000 bis 5.000 iuA liegt. Da sich der Weissbalken 9 über eine Vielzahl von Zeilen erstreckt, kann der Glättungskondensator für die Hochspannung, der in der Grössenordnung von 1.000 bis 2.500 pF liegt, die Hochspannung nicht derart lange aufrechterhalten, so dass die Hochspannung während der Darstellung des Weissbalkens 9, also vom oberen zum unteren Rand in Richtung 10, abnimmt. Eine verringerte Hochspannung bewirkt aber eine Erhöhung der Ablenkempfindlichkeit, weil die Elektronenstrahlen das Ablenkfeld mit geringerer Geschwindigkeit durchlaufen. Dadurch wird die wirksame Horizontal- Ablenkamplitude d.h. die Bildbreite vergrössert. Auch die Ablenkempfindlichkeit in Vertikalrichtung wird vergrössert, so dass die Vertikalablenkung im unteren Bereich des Weissbalkens 9 zu gross wird. Dadurch ergibt sich der gestrichelt dargestellte verzerrte Weissbalken 11 mit einer in Richtung 10 zunehmenden Bildbreite und einer durch die erhöhte Vertikalablenkempfindlichkeit verringerten geometrischen Breite in Vertikalrichtung. Da dise Wirkung durch den zu hohen Innenwiderstand der Hochspannungsquelle bedingt und dieser Innenwiderstand durch die erfindungsgemässe Lösung verringert wird, wird auch die in Figur 3 dargestellte Verzerrung bei der Wiedergabe des Weissbalkens 9 verringert. In Figur 4 ist die Hochspannung UH in Abhängigkeit vom Strahlstrom is für ein praktisch erprobtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Kurve 12 zeigt diese Abhängigkeit für einen bekannten Zeilentransformator, der auf die 9. Harmonische der Rücklauffrequenz der Rücklaufschwingung abgestimmt ist und einen Luftspalt konstanter Weite aufweist. Es ist ersichtlich, dass der Innenwiderstand der Hochspannungsquelle, d.h. die Steigung der Kurve 12, etwa konstant ist. Dieser Innenwiderstand wirkt sich insbesondere bei hohem Strahlstrom in der beschriebenen Weise nachteilig aus. Die Kurve 13 zeigt die Abhängigkeit der Hochspannung vom Strahlstrom bei Anwendung der Erfindung. Es ist ersichtlich, dass bei gleicher Hochspannung bei Strahlstrom null die Hochspannung mit steigendem Strahlstrom wesentlich weniger abfällt und dass ausserdem der Innenwiderstand der Hochspannungsquelle, nämlich die Steigung der Kurve mit steigendem Strahlstrom, in erwünschter Weise abnimmt. Die Abhängigkeit der Hochspannung vom Strahlstrom wird also insbesondere bei hohen Strahlströmen > 1.000 /uA gegenüber der Kurve 12 verringert. Dadurch werden u.a. die anhand der figur 3 erläuterten Fehler bei der Wiedergabe auf dem Bildschirm verringert. Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel wurden folgende Werte für den differentiellen Innenwiderstand Ri der Hochspannungsquelle gemessen: #Ri von U rMOhl; tRi von UH[MOhm] Strahl strom is [ A] ohnerfindung mit von Erfindung 0 3 2,7 200 2,8 2,0 400 3,2 2,0 600 2,9 1,8 800 2,3 1,2 1.000 2,4 0,9 Es ist ersichtlich, dass bei Anwendung der Erfindung, also einem Luft spalt mit unterschiedlicher Weite, ohne zusätzliche Schaltungsmassnahmen der Innenwiderstand der Hochspannungsquelle bei grossen Strahlströmen verringert wird.

Claims: Pat ¯ t e n t a n s p r ü c h e 1. Zeilentransformator für einen Fernsehempfänger mit einer Primärwicklung, einer Sekundärwicklung und zwei Kernteilen, die unter Bildung eines Luftspaltes zusammengesetzt sind, da durch gekennzeichnet, dass die Kernteile (2,3) über einen geringen Teil ihres Querschnitts ohne Luft spalt unmittel bar aufeinanderliegen und über dem übrigen Querschnitt ein Luftspalt (8) mit sich über dem Querschnitt ändernder Weite vorgesehen ist. 2. Trafo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernteile (2,3) nur an einer Kante ohne Luftspalt unmittel bar aufeinanderliegen (Fig. 2a-c). 3. Trafo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Weite des Luftspaltes (8) von der Stelle der umittelbaren Aufeinanderlage der Kernteile (2,3) keilförmig zunimmt. 4. Trafo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern teile (2,3) über eine quaderförmige Fläche ohne Luftspalt unmittelbar aufeinanderliegen (Fig. 2a,c,e > . 5. Trafo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Be grenzungsflächen des Luftspaltes (8) eben sind. 6. Trafo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft spalt (8) in dem keine Spulen tragenden Kernschenkel (7) angeordnet ist. 7. Trafo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Spulen (5,6) tragende Kernschenkel (4) keinen Luftspalt aufweist. 8. Trafo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus zwei U-förmigen Kernteilen (2,3) zusammenge setzten Kern ein Schenkel eines der Kernteile (3) am Ende abgeschrägt ist (Fig. 2a). 9. Trafo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus zwei gleich grossen U-förmigen Kernteilen (2,3) zusammengesetzten Kern die beiden aneinanderstossenden Kern schenkel gleich abgeschrägt sind, derart, dass die beiden Kernteile (2,3) identisch sind. 10. Trafo nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel (d) des keilförmigen Luftspaltes (8) in der Grössenordnung von iOobis 140 liegt. 11. Trafo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei den Kernteile (2,3) an zwei gegenüberliegenden Kanten über einen kleinen, rechteckförmigen Teil (14,15) ihrer Quer schnittsfläche unmittelbar aufeinander liegen und das Ende des Kernteiles (3) im übrigen Bereich der Querschnitts fläche konkav ausgebildet ist (Fig. 2e). 12. Trafo nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (a) der Querschnittsfläche in der Grössenordnung von 1 mm liegt. 13. Trafo nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche am Stirnende des Kernteils (3) im übrigen Bereich der Querschnittsfläche die Form eines Ausschnittes einer Zylinderoberfläche aufweist. 14. Trafo nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der zylinderförmigen Oberfläche in der Grössenordnung von 20-30 mm liegt (Fig. 2e).

Inventors: GOSEBERG, WALTER, DIPL.-ING.
Applicants: LICENTIA PATENT-VERWALTUNGS-GMBH
Application year: 1981
Main classification: H01F3
IPC codes: H01F27, H01F3, H01F17, H01F38, H04N3