INTEGRATED CIRCUIT FOR THE REGULATION OF THE POWER SUPPLY VOLTAGE ACCORDING TO THE SWITCHING PRINCIPLE IN TELEVISION APPARATUSES

Abstract: 1. Integrable circuit arrangement for regulating DC supply voltages according to the switching-regulator principle, wherein - a power-switching semiconductor device (TL) is periodically switched on and off by a signal which is pulse-width modulated in dependence upon a nominal/actual value comparison, - the pulse-width modulated signal is generated with the aid of digital circuits by starting out from the period of a clock signal (TS), and variable within steps of said period, - said nominal/actual value comparison is performed by a first digital comparator stage (KS1), to the first input of which a reference voltage (Uref ) is applied and to the second input of which a quantity (U'g ) is applied which is in proportion to the regulated voltage (Ug ), and at the output of which there is merely produced a binary signal, with the two values thereof being associated with the two input signal ranges (Uref > U'g and Uref < U'g respectively), - the clock-signal generator (TG) is connected to the counting input (Ez) of a preset counter (VWZ), and - a forward/backward counter (VRZ), in dependence upon the output signal of said comparator stage (KS1), is switched either in the forward or in the backward direction, with the respective counter reading being fed to said preset counter (VWZ), characterized by the following embodiment for use with television receivers : - the nominal/actual value comparison is performed during each line period in synchronism with the line frequency, - the clock-signal generator (TG) is connected to the counting input (Ez) of a forward counter (VZ) having a counting capacity n, - one (Azg) of the counter reading outputs of said forward counter (VZ) is connected to the counting input (Ez) of said forward/backward counter (VRZ), - the enable input (E) of said preset counter (VWZ) is applied to one (Azk) of the other counter reading outputs of said forward counter (VZ), - the R-input of a first RS flip-flop (RS1) is applied to the n-th counter reading output (Azn) of the forward counter (VZ), and the Q-output thereof to the start input (Es) of the forward counter (VZ), while the ~Q-output thereof is connected to the start input (Es) of the preset counter (VWZ), - the horizontal sync pulses (HZ) of the television receiver are applied to both the S-input of the first RS flip-flop (RS1) and to the S-input of a second RS flip-flop (RS2), - to the R-input of the second RS flip-flop (RS2) there is connected the zero crossing output (An) of said preset counter (VWZ), and - the Q-output of the second RS flip-flop (RS2) serves as the output for the pulse-width modulated signal.

Description: Integrierbare Sch'altungsanordnung zur Versorgungsspannungsregelung nach dem Schaltregler-Prinzip in Fernsehgeräten Die Erfindung betrifft integrierbare Schaltungsanordnungen zur Regelung von Versorgungsgleichspannungen nach dem Schaltregler-Prinzip in Fernsehgeräten, wobei ein teistungshalbleiterbauelement von einem Signal, das in Abhängigkeit von einem während jeder Zeilendauer zeilensynchron erfolgenden Soll/Ist-Vergleich pulsbreitenmoduliert ist, periodisch ein- und ausgeschaltet wird, vgl. den Oberbegriff des Anspruchs 1. Schaltregler dieser Art für allgemeine Verwendung mit pulsbreitenmoduliertem Steuersignal für das periodisch ein- und auszuschaltende Leistungshalbleiterbauelement sind in integrierter Form bereits bekannt, vgl. beispielsweise die Zeitschrift ¯Electronic Design", 1. Februar 1979, 5. 102 und 18. Januar 1980, 5. 94-101. Die gezeigten Schaltregler erzeugen das pulsbreitenmodulierte Steuersignal nach Art analoger Schaltungen, d. h., in Abhängigkeit vom Ist/Soll-Vergleich ist die Pulsbreite kontinuierlich veränderbar. Bei den bekannten Schaltungen ist ferner jeweils ein Sägezahngenerator vorgesehen, der als Vergleichsspannung bei der Erzeugung des pulsbreitenmodulierten Steuersignals dient. Dieser Sägezahngenerator hat in der zweitgenannten Literaturstelle einen Synchronisiereingang. Andererseits ist es aus der DE-OS 28 43 988 bekannt, Regelschaltungen nach dem Schaltregler-Prinzip auch so aufzubauen, dass das pulsbreitenmodulierte Steuersignal aufgrund digitaler Schaltungsprinzipien erzeugt wird. Hierzu dient im wesentlichen ein Mikroprozessor, der, ausgehend von einem Taktsignal, das pulsbreitenmodulierte Signal in Schritten dieser Taktfrequenz erzeugt. Sollen derartige Schaltregler in Fernsehgeräten verwendet werden, so sind spezielle Forderungen zu erfüllen. Als Hauptforderung ist dabei anzusehen, dass die Regelgeschwindigkeit, mit der eine Regelabweichung zu einer Nachregelung führt, so gross sein muss, dass dies innerhalb der Dauer des Horizontalablenkimpulses, also der Zeilendauer, erfolgt. Bei der Anordnung nach der genannten DE-OS ist die Einstellgeschwindigkeit wesentlich niedriger, da aufgrund der Verwendung des Mikroprozessors eine wesentlich längere Signalverarbeitungszeit vorgegeben ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die aus der Zeitschrift"Electronic Design" bekannten integrierten Schaltregler unter Anwendung der aus der genannten DEOS be j#tenCdigitalen Prinzipien so weiterzubilden, dass sie für den Betrieb in Fernsehgeräten geeignet sind. Dabei soll auf diejenigen Teilaspekte der Anordnung nach der DE-OS zurückgegriffen werden, die im Sinne der Lösung dieser Aufgabe anwendbar sind. Soweit diese teilweise bekannten Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 erwähnt sind, wird hierfür kein Elementenschutz beansprucht. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht also in zum Teil aus der DE-OS bekannten Massnahmen und den weiteren im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln. Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird also von der Verwendung eines Mikroprozessors abgegangen. Vielmehr werden nur solche digitalen Grundschaltungen, wie Zähler und Verknüpfungsglieder, verwendet, die in ihrer speziellen schaltungstechnischen Verknüpfung die spezielle Regelaufgabe zu lösen und insbesondere das impulsbreitenmodulierte Steuersignal zu erzeugen geeignet sind, wobei in jeder Zeile des Fernsehbildes sowohl die Regelabweichung ermittelt als auch die daraus resultierende Regelung ausgeführt wird. Die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen der Erfindung erweitern das im Anspruch 1 niedergelegte Prinzip der Erfindung durch die bei Regelschaltungen bekannten zusätzlichen Funktionen der sogenannten elektronischen Sicherung, also des Abschaltens des Reglers bzw. des Zurückregelns in einen ungefährlichen Belastungsbereich, wenn im Lastkreis ein Kurzschluss oder eine Uberlastung auftritt. Diese zusätzlichen Funktionen sind dabei jedoch ebenfalls wie die Grundfunktionen mittels digitaler Schaltungs- und Funktionsprinzipien realisiert und unterscheiden sich somit von der nach analogen Prinzipien arbeitenden Realisierung bei den bekannten Anordnungen. Der Gegenstand der Erfindung und dessen Weiterbildungen werden nun anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt in Form eines Prinzipschaltbilds ein Fernsehgerät-Netzteil unter Verwendung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, Fig. 2 zeigt in Form eines Blockschaltbilds den Grund aufbau des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips, Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 2 für den Anlaufbetrieb nach Einschalten der Netzspannung, Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 3 mit Kurzschlussschutz im Messkreis, und Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 4 mit einer Erweiterung für den erwähnten Schutz bei Überlastung und Kurzschluss im Lastkreis. In Fig. 1 ist der voin Prinzip her übliche Aufbau eines Fernsehgerät-Netzteils unter Verwendung eines Schaltreglers gezeigt. Für die Zwecke der Erfindung sind die wesentlichen Teile dieses Prinzipschaltbilds mit Bezugszeichen versehen. So wird die Netzspannung UN über eine Gleichrichterbrücke und das Leistungshalbleiterbauelement TL an die Primärwicklung eines Haupttransformators gelegt. Ein weiterer kleiner Transformator speist einen weiteren Gleichrichter, dem die Betriebsspannung für den Schaltregler entnommen wird. Wie durch die gestrichelten Linien zum Ausdruck kommt, ist die Netz-Seite vollständig von der Gleichspannungsseite galvanisch getrennt, wie dies von den VDE-Normen gefordert wird. Auf der netzgetrennten Seite ist das Halbleiterbauelement TL1 gezeigt, das vom Pulsbreitenmodulator PWM angesteuert wird und über den zugeordneten weiteren Transformator auf das erwähnte Leistungshalbleiterbauelement TL in bekannter Weise einwirkt. Dadurch werden in den beiden gezeigten Sekundärwicklungen nach dem von Gleichspannungskonvertern her bekannten Sperrwandler Prinzip entsprechende Wechselspannungen erzeugt, die gleichgerichtet die geregelten Spannungen Ug und Ugg ergeben. Am Abgriff des zwischen dem auf das Fernsehgerät Chassis bezogenen Schaltungsnullpunkt und der geregelten Spannung Ug liegenden Spannungsteilers RGl, RG2 wird die g hierzu proportionale Spannung Ug abgenommen und dem g Impulsbreitenmodulator PWM als Information über den Ist-Wert zugeführt. Ferner wird mittels des Strommess- Widerstands RIl der im Lastkreis fliessende Laststrom 1L gemessen und der daraus resultierende Spannungsabfall als Strominformation U. dem Pulsbreitenmodulator ebenfalls zugeführt. Der Abgriff für das Stromsignal Ui, also der Verbindungspunkt zwischen den Sekundärwicklungen und dem Strommess-Widerstand RIl, ist über den Widerstand RI2 an die geregelte Spannung Ug gelegt, so dass dieser Verbindungspunkt potentialmässig festliegt. In Fig. 1 ist ferner der Taktgenerator TG gezeigt, dessen Ausgangssignal als Taktsignal TS dem Pulsbreitenmodulator PWM zugeführt ist, ebenso wie die aus der Synchronsignal-Abtrennstufe SS des Fernsehgeräts stammenden Horizontal-Synchronimpulse HZ. In Fig. 2 ist das Grundprinzip des Pulsbreitenmodulators PWM nach Fig. 1 in Form eines schematischen Blockschaltbilds gezeigt. Das pulsbreitenmodulierte Signal wird mittels Digitalschaltungen, ausgehend von der Periodendauer des Taktsignals, erzeugt und ist in Schritten dieser Periodendauer variabel. Als Taktgenerator TG eignet sich beispielsweise ein Quarzoszillator mit der vierfachen Farbhilfsträgerfrequenz von Farbfernsehgeräten, also ein Oszillator mit einer Schwingfrequenz von 17,7 SEz. Der Soll/Ist-Vergleich wird von der ersten digitalen Korn- paratorstufe KS1 vorgenommen, an deren erstem Eingang die Referenzspannung Uref und an deren zweitem Eingang die der geregelten Spannung Ug proportionale Spannung Ug nach g Fig. 1 liegt. Die Referenzspannung Uref kann auf irgendeine der bekannten Arten erzeugt werden, also beispielsweise mittels einer Z-Diode oder einer temperaturkompensierten Z-Diode. Der erste digitale Komparator KS1 erzeugt an seinem Ausgang lediglich ein Binärsignal, dessen beide Werte, also ein einem positiven Spannungswert zugeordneter H-Pegel und ein einem dazu niedrigeren Spannungswert zugeordneter L-Pegel, den beiden Eingangs signalbereichen Uref > Ug bzw. Urefi: #U1 zugeordnet sind. g g Bei der Erfindung wird also der bei üblichen analogen Regelschaltungen verwendete Regelverstärker durch die Komparatorstufe ersetzt, die lediglich ein Binärsignal bezüglich des Unter- bzw. Überschreitens der Referenzspannung Uref durch den Ist-Wert in Form der Spannung Ug liefert. Auch die in den weiteren Ausführungs g beispielen und Weiterbildungen hinzutretenden weiteren digitalen Komparatorstufen sind derartige Stufen mit Binärsignalausgang. Der Taktgenerator TG ist am Zähleingang Ez des Vorwärtszählers VZ der Zählkapazität n und am Zähleingang Ez des Vorwahlzähler VWZ angeschlossen. Die Impulse des Taktsignals TS werden also mittels dieser beiden Zähler während bestimmter, noch zu schildernder Zeiten gezählt. Von den Zählerstandausgängen Az... des Vorwärtszählers VZ werden einige zur Ableitung von Steuersignalen sowohl für den Vorwahl zähler VWZ als auch für den Vorwärts/ Rückwärtszähler VRZ verwendet. So liegt der Zählerstandausgang Azg am Zähleingang Ez des Vorwärts/Rückwärts zäh- lers, der somit diese Ausgangsimpulse des Vorwärtszählers VZ entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zählt, wobei das Ausgangssignal der ersten Komparatorstufe KS1 über den Umschalteingang Evr für Vor- oder Rückwärts zählen die Zählrichtung festlegt. Die Zählerstandausgänge Az des Vorwärts/Rückwärtszählers VRZ sind mit den Vorwahleingängen Ev des VorwahlKzählers VWZ parallel verbunden, was durch den bandartigen Pfeil in Fig. 2 angedeutet ist. Der zu bestimmten Zeitpunkten im Vorwärts/Rückwärtszähler VRZ erreichte Zählerstand wird also in den Vorwahl zähler VWZ eingelesen und dient dort zur Bestimmung der Dauer eines Zählzyklus. Der Vorwahlzähler VWZ kann dabei entweder ein Vorwärtszähler sein, der vom vorgewählten Zählerstand ausgehend bis zu einem bestimmten höheren Zählerstand zählt und dann an diesem Zählerstandausgang als Nulldurchgangsausgang An einen Impuls abgibt, oder er kann ein Rückwärtszähler sein, der vom vorgewählten Zählerstand aus auf Null zurückzählt und dann einen Nulldurchgangs-Ausgangsimpuls abgibt. Der Übernahmeeingang Eu des Vorwahl zählers VWZ liegt an einem der anderen Zählerstandausgänge, nämlich dem Ausgang Azk, des Vorwärtszählers VZ. Hat dieser Zähler somit den Zählerstand k erreicht, wird der zu diesem Zeitpunkt im Vorwärts/Rückwärts zähler erreichte Zählerstand als Vorwahl-Zählerstand in den Vorwahlzähler VWZ übernommen. Der n-te Zählerstandausgang Azn des Vorwärts zählers VZ ist mit dem R-Eingang des ersten RS-Flipflops RS1 verbunden, dessen Q-Ausgang am Start- und Freigabeeingang Es des Vorwärtszählers VZ liegt, während dessen Q-Ausgang mit dem Start- und Freigabeeingang Es des Vorwahlzählers VWZ verbunden ist. Am S-Eingang des ersten RS-Flipflops RSi liegen die Horizontal-Synchronimpulse HZ. Zu Beginn jeden Horizontalimpulses wird das erste RS-Flipflop RS1 also gesetzt, und durch das entsprechende Q-Signal wird der Vorwärtszähler VZ gestartet. Hat er seinen n-ten Zählerstand erreicht, so wird das erste RS-Flipflop RS1 wieder zurückgesetzt, so dass einerseits der Vorwärtszähler VZ nicht weiterzählen kann, andererseits jedoch über das Q-Signal der Vorwahl zähler VWZ nun gestartet wird. Der Nulldurchgangsausgang An des Vorwahlzählers VWZ ist am R-Eingang des zweiten RS-Flipflops RS2 angeschlossen, an dessen S-Eingang die Horizontalimpulse HZ liegen. Dieses Flipflop wird also ebenfalls wie das Flipflop RS1 durch jeden Horizontalimpuls gesetzt und bei Erreichen des Nulldurchgangs des Vorwahlzählers VWZ zurückgesetzt. Am Q-Ausgang des zweiten RS-Flipflops RS2 entsteht somit ein Impuls, der der impulsbreitenmodulierte Impuls zur Ansteuerung des Leistungshalbleiterbauelements TL ist. Dieser Ansteuerimpuls setzt sich somit zeitlich aus einem ersten Teil zusammen, der durch die Zählkapazität n des Vorwärts zählers VZ vorgegeben ist, und aus einem zweiten Teil, der durch den zum Ubernahmezeitpunkt durch den Zählerstand des Vorwärts/Rückwärts zählers gegebenen Zählerstand bestimmt ist. Da dieser Zählerstand aber durch den Soll/Ist-Vergleich beeinflusst wird, ergibt sich die beabsichtige Regelwirkung. Das impulsbreitenmodulierte Signal hat also eine durch den Vorwärts zähler VZ vorgegebene minimale Impulsbreite und eine maximale Impulsbreite, die durch die Zahlkapazitäten des Vorwärtszählers VZ und des Vorwärts/Rückwärts zählers VRZ festgelegt ist. Die Zählkapazitäten der drei Zähler VZ, VWZ, VRZ werden unter Berücksichtigung der Frequenz des Taktgenerators TG und der Zeilendauer so gewählt, dass die maxImale Impulsbreite des impulsbreitenmodulierten Signals einen bestimmten Teil der Zeilendauer, z. s. 44 s, nicht überschreitet. In Fig. 3 ist eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 2 gezeigt, die für die Anlaufphase des Schaltreglers nach Einschalten der Netzspannung zusätzliche Schaltungsteile enthält. Hierzu ist die zweite digitale Komparatorstufe KS2 vorgesehen, die die Spannung Ug mit einer Be g zugsspannung Uref vergleicht, die etwa das 0,75- bis 0,95fache der Referenzspannung Uref beträgt. Liegt also die der geregelten Spannung Ug proportionale Spannung Ug g um 5 bis 25 % unterhalb ihres Nominalwertes, so gibt die zweite Komparatorstufe KS2 den einen Binärsignalpegel und oberhalb dieses Bereichs den anderen Binärsignalpegel ab. Diese beiden Signalpegel steuern den Umschaltkontakt des elektronischen Umschalters ES, dessen Ausgang am S-Eingang des dritten RS-Flipflops RS3 liegt. Am einen Eingang des Umschalters ES liegen die Horizontal-Synchronimpulse HZ und am anderen der Ausgang des Frequenzteilers BT, dessen Eingang ebenfalls die Horizontal-Synchronimpulse HZ zugeführt sind. Der R-Eingang des dritten RS-Flipflops RS3 liegt am Q Ausgang des zweiten RS-Flipflops RS2, erhält also den impulsbreitenmodulierten Impuls zugeführt. Der Q-Ausgang des dritten RS-Flipflops RS3 liegt am einen Eingang des ersten UND-Gliedes UG1, das mit seiner anderen Eingangs Ausgangs-Strecke in die Verbindungsleitung zwischen dem einen Zählerstandausgang Azg des Vorwärts zählers VZ und dem Zähleingang Ez des Vorwärts/Rückwärtszählers VRZ eingefügt ist. In der Anlaufphase, also solange die Spannung Ug kleiner g als 95 bis 75 * ihres Soll-Wertes ist, wird das dritte RS-Flipflop RS3 durch die durch den Teilerfaktor des Frequenzteilers BT verringerte Anzahl von Horizontalimpulsen gesetzt. Somit werden über das erste UND-Glied UG1 die Zählimpulse zum Vorwärts/Rückwärts zähler durchgelassen. Die Änderung von dessen Zählerstand Az erfolgt somit wesentlich langsamer, d. h., das impulsbreitenmodulierte Signal wird in der Anlaufphase nicht während der Dauer jeder Zeile, sondern nur während jeder r-ten Zeile ver ändert, wenn mit r der Divisor des Frequenzteilers BT bezeichnet ist. Hat der Ist-Wert der Spannung U1 dagegen die Bezugs g spannung Uref überstrichen, so liegen am 5-Eingang des dritten RS-Flipflops RS3 direkt die Horizontal-Synchronimpulse HZ, so dass sich ein Betrieb wie nach Fig. 2 einstellt, weil während jeden Synchronimpulses die Ausgangsimpulse des Zählerstandausgangs Azg des Vorwärts zählers VZ zum Zähleingang Ez des Vorwärts/Rückwärts zählers VRZ gelangen. In Fig. 4 ist eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 3 gezeigt, die die gegenüber Fig. 3 zusätzlichen Schaltungsteile, die dritte digitale Komparatorstufe KS3 und das erste ODER-Glied OG1, betrifft. Diese beiden zu sätzlichen Schaltungsteile können jedoch auch bei der Anordnung nach Fig. 2, d. h. also ohne die in Fig. 3 zusätzlichen Schaltungsteile, vorgesehen werden. Sie betreffen den Messkreis-Kurzschlussschutz der Regelschaltung und sind somit auch unabhängig vom Einsatz der Anlaufschaltung nach Fig. 3 einsetzbar. Die dritte Komparatorstufe KS3 vergleicht die der geregelten Spannung Ug proportionale Spannung U1 mit der festen g g Spannung U5 einer ersten Spannungsschwelle, die etwa das 0,1- bis 0,2fache der Referenzspannung Uref beträgt. Das Ausgangssignal der dritten Komparatorstufe KS3 ist dem nunmehr mit dem Rückstelleingang Er ausgerüsteten Vorwärts/Rückwärtszähler VRZ zugeführt und ferner über das erste ODER-Glied OG1 auch dem R-Eingang des zweiten RS-Flipflops RS2. Das erste ODER-Glied OG1 ist mit seiner anderen Eingangs-Ausgangs-Strecke in die Verbindungsleitung zwischen dem Nulldurchgangsausgang An des Vor :wahlzählers VWZ und dem R-Eingang des zweiten RS-Flipflops RS2 eingefügt. Tritt somit ein Kurzschluss im Messkreis der Regelschaltung auf (Kurzschluss von RG2), so wird einerseits durch das Ausgangssignal der dritten Komparatorstufe KS3 der Vorwärts/Rückwärtszähler in seine Nullstellung zurückgesetzt und damit dafür gesorgt, dass auch der Vorwahlzähler nach dem nächsten Übernahmeimpuls in seine Nullstellung gelangt. Zusätzlich wird aber durch diesen Ausgangsimpuls der dritten Komparatorstufe KS3 auch das die Dauer des impulsbreitenmodulierten Signals bestimmende zweite RS Flipflop RS2 zurückgesetzt und dadurch auch die Ausgangsimpulsdauer sofort auf die minimale Dauer reduziert. Diese Art des Regelschleifenschutzes wird somit ohne Verzögerung sofort nach Auftreten des Kurzschlusses wirksam und ausserdem für die Dauer des Kurzschlusses aufrechterhalten. Ferner wird der Kurschlussschutz nach Wegfall des Kurzschlusses automatisch unwirksam, d. h., es liegt die Wirkungsweise einer sogenannten elektronischen Sicherung mit automatischer Wiedereinschaltung vor. In Fig. 5 ist eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 4 gezeigt, die zusätzlich zum Regelschleifenschutz auch noch einen Schutz bei Kurzschluss und strommässiger Überlastung der Netzteilausgangsspannung darstellt. Hierzu sind die gegenüber Fig. 4 zusätzlichen Schaltungsteile vorgesehen, nämlich die vierte und die fünfte digitale Komparatorstufe KS4 und KS5, das vierte RS-Flipflop RS4, das zweite und das dritte ODER-Glied OG2, OG3 sowie das zweite und das dritte UND-Glied UG2, UG3. Das zweite ODER-Glíed OG2 kann entfallen, wenn der Regelschleifenschutz mittels der dritten Komparatorstufe KS3 nicht vorgesehen wird. Die vierte und die fünfte Komparatorstufe KS4, KS5 yer- gleichen die feste Spannung U5 der ersten Spannungsschwelle bzw. die feste Spannung Us einer zweiten Spannungsschwelle jeweils mit der laststromproportionalen Spannung Ui, vgl. Fig. 1. Die feste Spannung Us der i 5 zweiten Spannungsschwelle beträgt dabei das 0,25- bis 0,4fach der Referenzspannung Uref. Der Ausgang der vierten Komparatorstufe KS4 ist mit dem der dritten Komparatorstufe KS3 über das zweite ODER-Glied OG2 ODERverknüpft und führt somit zum Rückstelleingang Er des Vorwärts/Rückwärtszählers VRZ. Überschreitet also der Laststrom einen der zweiten Spannungsschwelle entspre chenden Wert, so erfolgt die sofortige Zurückregelung auf die minimale Impulsbreite des impulsbreitenmodulierten Signals wie im oben geschilderten Kurzschlussfall der Regelschleife. Mittels der fünften Komparatorstufe KS5 wird in einem Laststrombereich zwischen dem durch die erste Spannungs schwelle U5 vorgegebenen maximalen Laststrom und dem durch die zweite Spannungsschwelle U1 vorgegebenen Laststrom 5 eine stufenweise Verminderung der Impulsbreite des impulsbreitenmodulierten Signals erreicht. Hierzu vergleicht die fünfte Komparatorstufe KS5 den festen Span nungswert Us der zweiten Spannungsschwelle mit der last 5 stromabhängigen Spannung Ui. Der Ausgang der fünften Korn- paratorstufe KS5 ist mit dem S-Eingang des vierten RS Flipflops RS4 verbunden, dessen R-Eingang mit dem Q-Ausgang des ersten RS-Flipflops RS1 verbunden ist. Der Q-Ausgang des vierten RS-Flipflops RS4 liegt am einen Eingang des zweiten UND-Glieds UG2, dessen anderer Eingang an einem weiteren Zählerstandausgang Azj des Vorwärtszählers VZ angeschlossen ist und dessen Ausgang am einen Eingang des dritten ODER-Gliedes OG3 liegt. Dieses ist mit seiner anderen Eingangs-Ausgangs-Strecke in die Verbindungsleitung zwischen dem Ausgang des ersten UND Gliedes UG1 und dem Zähleingang Ez des Vorwärts/Rückwärtszählers eingefügt. Liegt also der Laststrom 1L im Bereich zwischen den von den beiden Spannungsschwellen Us, Us vorgegebenen Strom 5 werten, so wird dem Zähleingang Ez des Vorwärts/Rückwärtszählers VRZ zusätzlich zum Ausgangsimpuls am Zählerstandausgang Azg noch der weitere Impuls am Zählerstandausgang Azj des Vorwärtszählers VZ zugeführt, d. h., der Vorwärts/Rückwärts zähler wird mit doppelter Frequenz in Rückwärtsrichtung gezählt. In jeder Zeile ergibt sich also eine doppelt so grosse Impulsbreiten-Verringerungsgeschwindigkeit wie bei normalem Regelbetrieb. Der Q-Ausgang des'vierten RS-Flipflops RS4 ist mit dem Ausgangssignal der ersten Komparatorstufe KSl mittels des dritten UND-Glieds UG3 UND-verknüpft, d. h., dass unabhängig vom Ausgangssignal der Komparatorstufe KS1 der Vorwärts/Rückwärts zähler VRZ so lange nur rückwärts zählen kann, wie eine Stromüberschreitung proportional zur Us 5 Schwelle von der Komparatorstufe KS5 festgestellt wird. Die Erfindung ist somit auf die in einem Fernsehgerät auftretenden Anforderungen an einen Schaltregler speziell ausgelegt. Sie kann insbesondere bei Anwendung der erläuterten Weiterbildungen den verschiedensten Störfällen angepasst werden. Aufgrund des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips der Aufteilung der Impulsdauer des impulsbreitenmodulierten Signals in eine minimale Impulsdauer und eine variable ist immer sichergestellt, dass jeder Störfall entsprechend seiner Schwere entweder sofort oder mit doppelter Änderungsgeschwindigkeit zu einer Verringerung der momentanen Impulsbreite führt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, wenn die Zurückregelung der Impulsbreite in besonderen Fällen nicht nur mit doppelter Änderungsgeschwindigkeit, sondern durch Ausnutzung weiterer Ausgangs impulse des Vorwärtszählers VZ entsprechend vergrössert wird. Durch Anwendung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips und weiterer Komparatorstufen können auch noch wei tere Funktionen des Netzteils realisiert werden, so beispielsweise eine Abschaltung des Netzteils nach einer bestimmten Anzahl von auftretenden Störfällen oder eine elektronische Ein/Ausschaltung. Bei einer zur Integrierung vorgesehenen integrierten Schaltung entsprechend der Erfindung beträgt die maximale Impulsbreite des impulsbreitenmodulierten Signals 44,8 sss und die minimale Impulsbreite 1,5 As, während die Impulsbreite im eingeregelten Zustand 26 bis 32 Fs beträgt. Die Abschaltverzögerung nach Ansprechen der beschriebenen Schutzschaltungen beträgt 1 sss. Die Schaltung nach der Erfindung eignet sich aufgrund der Tatsache, dass sie mit ausschliesslich digitalen Teilschaltungen arbeitet, insbesondere zur Integrierung mittels Isolierschicht-Feldeffekttransistoren, also zur Integrierung in der sogenannten MOS-Technik. Es können jedoch auch selbstverständlich bipolare Integrierungstechniken angewendet werden, die sich besonders für Digitalschaltungen eignen, also beispielsweise die Technik der sogenannten integrierten Injektionslogik (I2L-Schaltungen) oder die Realisierung mittels anderer bipolarer Digital-Schaltungsfamilien. Bei Ausführung des Frequenzteilers BT nach den Fig. 3 bis 5 als fünfstufiger Binärteiler beträgt die Änderungs- steilheit im Anlaufbereich +56 ns pro 32 Zeilen. Die Änderungsgeschwindigkeit der Laststrombegrenzung beträgt -112 ns pro Zeile.

Claims: Patentansprüche 1. Integrierbare Schaltungsanordnung zur Regelung von Versorgungsgleichspannungen nach dem Schaltregler Prinzip in Fernsehgeräten, wobei ein Leistungshalblei terbauelement (TL) von einem Signal, das in Abhängig keit von einem während jeder Zeilendauer zeilensyn chron erfolgenden Soll/Ist-Vergleich pulsbreiten moduliert ist, periodisch ein- und ausgeschaltet wird, gekennzeichnet durch -fo-lgende, teilweise für sich bekannte Merkmale: : - das pulsbreitenmodulierte Signal ist mittels Digi talschaltungen, ausgehend von der Periodendauer eines Taktsignals (TS), erzeugt und in Schritten dieser Periodendauer variabel, - dem Soll/Ist-Vergleich dient eine erste digitale Komparatorstufe (KS1), an deren erstem Eingang eine Referenzspannung (Uref) und an deren zweitem Eingang eine der geregelten Spannung (zug) proportionale Spannung (Ug) liegt und an deren Ausgang lediglich g ein Binärsignal entsteht, dessen beide Werte den beiden Eingangssignalbereichen Uref > Ug bzw. g Uref < Ug zugeordnet sind, g - der Taktsignalgenerator (TG) ist am Zähleingang (Ez) eines Vorwärts zählers (VZ) der Zählkapazität n und am Zähleingang (Ez) eines Vorwahlzählers (VWZ) ange schlossen, einer (Azg) der Zählerstandausgänge des Vorwärts zählers (VZ) ist mit dem Zähleingang (Ez) eines Vorwärts/Rückwärts zählers (VRZ) verbunden, dessen Umschalteingang (Evr) auf Vor- oder Rückwärts zählen am Ausgang der ersten Komparatorstufe (KS1) und dessen Zählerstandausgänge (Az) an den Vorwahleingän gen (Ev) des Vorwahlzählers (VWZ) liegen, der Ubernahmeeingang (En) des Vorwahl zählers (VWZ) liegt an einem (Azk) der anderen Zählerstandausgänge des Vorwärtszählers (VZ), der R-Eingang eines ersten RS-Flipflops (RS1) liegt am n-ten Zählerstandausgang (Azn) des Vorwärts zäh- lers (VZ) und dessen Q-Ausgang am Starteingang (Es) des Vorwärts zählers (VZ), während dessen Q-Ausgang mit dem Starteingang (Es) des Vorwahl zählers (VWZ) verbunden ist, die Horizontalsynchronimpulse (HZ) des Fernsehgeräts liegen am S-Eingang des ersten RS-Flipflops (RS1) und am S-Eingang eines zweiten RS-Flipflops (RS2), am R-Eingang des zweiten RS-Flipflops (RS2) ist der Nulldurchgangsausgang (An) des Vorwahlzählers (VWZ) angeschlossen, und der Q-Ausgang des zweiten RS-Flipflops (RS2) ist der Ausgang für das pulsbreitenmodulierte Signal. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: eine zweite digitale Komparatorstufe (KS2) vergleicht die proport s ale Spannung (Ug) mit einer Bezugsspannung g (Uref), die etwa das 0,75- bis 0,95fache der Referenz spannung (Uref) beträgt, der Ausgang der zweiten Komparatorstufe (kr2) liegt am Umschaltsteuereingang eines elektronischen Um schalters (ES), dessen einem Eingang die Horizontal synchronimpulse (HZ) zugeführt sind, der andere Eingang des elektronischen Umschalters (ES) liegt am Ausgang eines Frequenzteilers (BT), dessen Eingang die Horizontalsynchronimpulse (HZ) zugeführt sind, der Ausgang des elektronischen UmschalterstES) ist mit dem S-Eingang eines dritten RS-Flipflops (RS3) verbunden, dessen R-Eingang mit dem Q-Ausgang des zweiten RS-Flipflops (RS2) verbunden ist, und der Q-Ausgang des dritten RS-Flipflops (RS3) liegt am einen Eingang eines ersten UND-Gliedes (UG1), das mit seiner anderen Eingangs-Ausgangs-Strecke in die Verbindungsleitung zwischen dem einen (Azg) der Zählerstandausgänge des Vorwärts zählers (VZ) und dem Zähleingang (Ez) des Vorwärts/Rückwärtszählers (VRZ) eingefügt ist (Fig. 3). 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn zeichnet durch folgende Merkmale: eine dritte digitale Komparatorstufe (KS3) ver gleicht die der geregelten Spannung (U ) proportio g nale Spannung (Ug) mit der festen Spannung (U5) g einer ersten Spannungsschwelle, die etwa das 0,1 bis 0,2fache der Referenzspannung (Uref) beträgt, und der Ausgang der dritten Komparatorstufe (KS3) liegt am Rückstelleingang (Er) des Vorwärts/Rückwärts zäh- lers (VRZ) und am einen Eingang eines ersten ODER Gliedes (OG1), das mit seiner anderen Eingangs Ausgangs-Strecke in die Verbindungsleitung zwischen dem Nulldurchgangsausgang (An) des Vorwahlzählers (VWZ) und dem R-Eingang des zweiten RS-Flipflops (RS2) eingefügt ist (Fig. 4). 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: eine vierte digitale Komparatorstufe (KS4) vergleicht die feste Spannung (U5) einer ersten Spannungs schwelle, die etwa das 0,1- bis 0,2fache der Refe renzspannung (Uref) beträgt, mit einer dem Last strom (IL) der geregelten Spannung (Ug) proportiona len Spannung (ei), die laststromproportionale Spannung (Ui) ist am Ab griff eines Spannungsteilers abgenommen, der aus einem am Schaltungsnullpunkt liegenden Strommess- Widerstand (RIl) im Lastkreis und aus einem weiteren Widerstand (RI2) besteht, über den der schaltungsnull punktabgewandte Pol des Strommess-Widerstands (RIl) mit der geregelten Spannung (U ) verbunden ist, g der Ausgang der vierten Komparatorstufe (KS4) liegt am einen Eingang eines zweiten ODER-Gliedes (OG2), das mit seiner anderen Eingangs-Ausgangs-Strecke in die Verbindungsleitung zwischen dem Ausgang der drit ten Komparatorstufe (KS3) und dem Rückstelleingang (Er) des Vorwärts/Rückwärtszählers (VRZ) eingefügt ist, eine fünfte digitale Komparatorstufe (KS5) vergleicht die Spannung (uns) einer zweiten Spannungsschwelle, die etwa das 0,25- bis 0,4fache der Referenzspannung (Uref) beträgt, mit der laststromproportionalen Spannung (ei), der Ausgang der fünften Komparatorstufe (KS5) liegt am S-Eingang eines vierten RS-Flipflops (RS4), dessen R-Eingang mit dem Q-Ausgang des ersten RS-Flipflops < RS1) verbunden ist, in die Verbindungsleitung zwischen dem Ausgang des ersten UND-Gliedes (UG1) und dem Zähleingang (Ez) des Vorwärts/Rückwärts zählers (VRZ) ist die eine Eingangs-Ausgangs-Strecke eines dritten ODER-Gliedes (OG3) eingefUgt, am einen Eingang eines zweiten UND-Gliedes (UG2) liegt der Q-Ausgang des vierten RS-Flipflops (RS4), dessen anderer Eingang mit einem weiteren Zähler standausgang (Azj) des Vorwärtszählers (VZ) verbun den ist und dessen Ausgang am anderen Eingang des dritten ODER-Gliedes (OG3) liegt, und der Q-Ausgang des vierten RS-Flipflops (RS4) ist mit dem einen Eingang eines dritten UND-Gliedes (UG3) verbunden, das mit seiner anderen Eingangs-Ausgangs Strecke in die Verbindungsleitung zwischen dem Aus gang des zweiten ODER-Gliedes (OG2) und dem Umschalt eingang (Evr) des Vorwärts/Rückwärtszählers (VRZ) eingefügt ist (Fig. 5).

Inventors: NOVOTNY, BERND, ING. (GRAD.)
Applicants: ITT INDUSTRIES INC.
Application year: 1981
Main classification: H02M7
IPC codes: H02M3