CN1123984A - 具有分开的交流/直流负反馈路径的电源稳压电路 - Google Patents

Abstract

一种电荷储存电容器耦合至阴极射线管的最后阳极，而于视频负载发生变化时供应电子束电流。一相当小的电阻器与该电容器串联，以产生表示电子束电流变化的交流反馈信号。此电阻器所产生的交流反馈信号以负反馈方式耦合至高电压调节器的控制输入，以补偿电子束电流变化。一最后阳极电压于一分压器两端上产生。一直流反馈信号自分压器之一端点耦合至调节器的控制输入。该直流与交流反馈信号经由滤波范围不同的低通滤波器予以滤波。

Description

具有分开的交流/直流负反馈 路径的电源稳压电路

本发明乃关于一种用于视频装置且具高电压稳定性能的电源。

在电视接收机或监控电路中，一显像管的最后阳极加速电位或高电压，一般经由将水平输出回扫变压器的高压绕组中所产生的回扫脉冲电压予以整流而导出。此回描脉冲电压乃由水平偏转电路输出级所产生，此输出级经回扫变压器初级绕组而耦合至高压绕组。此水平偏转电路输出级包含一水平偏转绕组，一回扫电容器及一扫描开关，此扫描开关含一阻尼二极管及一水平输出晶体管。

由于高压电路呈现一定量的源阻抗，故增加自最后阳极端点所吸取的负载电流，会导致最后阳极加速电位降低。由于电子束电流变化而使最后阳极电压发生变化，主要因回扫变压器的高压与初级两绕组间电感泻漏之故。最后阳极电压变化导致功能降低。功能降低表现于不良的光栅尺寸变化和峰值亮度降低以及高电子束电流处之的不良聚焦。

最后阳极电压通常产生而跨于具高阻值构成泻放电阻的多个电阻器的分压器上。分压器的中间端点会产生一反馈信号。

在美国以Dietz名义的“光栅宽度调节电路”的第4,559,481号专利中，反馈信号耦合至供应调节器的控制端点，而产生一经调节的低压电源电压。此电压源的输出耦合至回扫变压器的初级绕组。一晶体管开关于初级绕组产生回扫脉冲电压，其经以变压器耦合至高压绕组而产生最后阳极电压。藉依反馈信号直流分量部分而改变低电平供应电压，以获取最后阳极电压的直流电压调节。

在该专利中，一电容器将阴极射线管的阳极或最后阳极耦合至分压器的中间端点。由于电子束负载变化而导致的最后阳极电压瞬变经由该电容器以电容性方式而耦合至分压器的中间端点，以形成反馈信号的交流部分。反馈信号的直流部分提供最后阳极电压的直流电压调节，详如前述。反馈信号的交流部分并不提供直流电压调节，但加速该调节器的瞬态响应时间。

此分压器由高阻值，如在数百兆欧姆范围内的电阻器所构成，故其易于产生或自附近电场拾取尖峰电压或反馈信号中的噪声信号的分量。此种易感性在调节器距分压器愈远时更加显著。通常为避免高压调节器响应并非表示阳极电流变化的此种噪声信号成分，而将反馈信号予以低通滤波。在该Didtz的专利中，将反馈信号的交流及直流两部分合并而经同一滤波器予以滤波。

在高压调节器中，为体现一项创造性特点，直流反馈信号于分压器中间端点处产生。于阴极射线管的阳极与地电位间连接一电容器及一低阻值电阻器的串联联合，以于电阻器上产生一交流反馈信号，代表电子束电流变化。此交流反馈信号与Dietz专利中的不同，乃经由另一与直流反馈信号不同的路径耦合至调节器。电容器将产生直流反馈信号的分压器予以旁路。因此，可能产生于分压器上而会影响直流反馈信号的噪声信号，即不致影响交流反馈信号。故采用交流反馈信号低通滤波范围可较直流反馈信号低通滤波范围狭窄。结果，加速了调节器经由交流反馈信号的对电子束电流变化的影响时间。

另一创造性特点为与电容器串联的电阻器，其值很小，约在一千欧姆左右。故电容器更加能为最后阳极储存电能。因为电阻器值小，故当电子束电流中发生瞬变时，电阻器不致有碍电容器供应电子束电流。反观在Dietz专利中，电容器与分压器的电阻器串联，其阻值较大，故其电容器会无法以降低最后阳极电压变化方式，提供电能储存以供应电子束电流。

作为体现本发明的一个方面，视频装置所用的高压电源含一开关式装置耦合至一谐振电路，于回扫变压器高压绕组的端点产生一回扫脉冲电压。整流器耦合至高压绕组，用以将回扫脉冲电压整流而于阴极射线管的高压电极处产生一经整流的高电压。电压调节器具有第一控制输入，响应代表电子束负载变化的交流反馈信号，并以负反馈方式耦合至高压绕组而控制回扫脉冲电压的幅度。电荷储存电容耦合至该电极，供应该电极中流动的电流，而于电子束电流变化时降低高压的变化率。反馈信号乃根据电容中的电流而产生。

附图1例示具有最后阳极电压稳定性的水平偏转电路，以体现本发明的一个方面。

附图1例示一水平偏转电路100及一高压稳定电路102，体现本发明的一个方面，其产生一稳定的阳极电压U。为简化起见，凡与说明本发明无关者，如东-西光栅校正，水平线性校正以及元件值等，皆自图中略去。

图1的高压稳定电路102包括一个响应水平速率激励信号(HORDRIVE)的开关晶体管Q₂，一回扫电容器C₃及一变压器T₂的初级绕组Wa。变压器T₂的次级绕组Wb用以于端点A与B间产生一回扫电压V₃。绕组Wb在端点B与回扫变压器T1的第三高压绕组W₂串联。绕组W₂例如以熟知方式由四个绕组段各经由分离式二极管配置的二极管D₃串联而成。

偏转电路100的开关晶体管Q₁亦响应行频激励信号，于回扫谐振电路79的偏转回扫中产生一行频回扫或回描电压V₁，并经由变压器T₁的初级绕组W₁耦合至W₂，而于绕组W₂中形成行频回描或回扫高电压V₂。

高压V₂的值等于绕组W₂中四个绕组段各回描脉冲电压值的总和。设若不采用二极管分离配置而于绕组W₂端点C与显像管最后阳极ULTOR间连接一整流器取代时，则可获得如图所示的电压V₂的波形。电压V₂的波形，其值等于绕组W₂各绕组段中电压值的总和。最后阳极电压U根据回扫电压V₂及回扫电压V₃的总和而产生，如以Rodriguez-Cavazos名义的美国第5,010,281号专利“用于视频显示装置的高压稳定电路”所说明者。

并联的变压器电流取样电阻器R₃及电容器C₂连接于绕组Wb端点A与地线之间。故与变压器电流有关的负压电压V_BC产生于端点A处而跨于电阻器R₃上，用以在平均电子束电流过高时降低亮度或对比的设定值，或同时降低两者的设定值。端点A处的电压V_BC对稳定电路102并无显著影响，故在下述说明中不再提及。

稳定电路102的运作一如储能飞轮。当晶体管Q₂导电时，一渐增的斜坡形电流i₁即流经绕组Wa，并将电能储存于绕组Wa中。当晶体管Q₂截止时，所储电能即转移至回描电容器C₃内，并在电容器及绕组Wa上产生回描电压V₄，此电容器及绕组构成回扫谐振电路78。电压V₄经变压器耦合至绕组Wb，为回扫电压V₃而与回描电压V₂串联。

图1电路102中包含的、体现本发明特点的控制电路104，提供了激励电压V_CONT，用以控制图1中脉冲电压V₄及V₃的幅度。电压V_CONT的电平依直流反馈信号V_FBDC而变化，该直流反馈信号乃产生于与泻放电阻R₂并联的分压器R_2a的端点250。信号V_FBDC乃代表最后阳极电压U的电平。泻放电阻器R₂供给显像管聚焦电压及第二栅极电压，图中未示出。

信号V_FBDC经由一个由电阻器207及电容器208所构成的低通滤波器耦合至射极跟随器晶体管Q₆的基极，作为输入信号V_IN1。信号V_FBDC经低通滤波后显著降低信号V_IN1中的噪声信号成分。此等噪声信号乃于高值电阻器中R₂，R_2a所产生，亦可能由该两电阻器附近的大电磁场所产生。由于电阻器R₂，R_2a阻值很大，故易于产生大的噪声信号成分。由于电阻器207及电容器208的低通滤波的操作结果，信号V_IN1中的改变追踪视频负载变化所致的最后阳极电压U中的较慢的改变。信号V_IN1经晶体管Q₆耦合至由电阻器210连接电阻器211所构成的电阻性总和或并合网路209。电阻器211与二极管214串联。电阻器210连接至由电阻器212与电位器215构成的并联配置。电阻器213与该并联装置串联。电位器215的可调端点215a产生一输入反馈信号V_IN。信号V_IN含有自信号V_FBDC中所获致的直流信号成分。

阳极或储能电容器216连接至最后阳极ULTOR，用以于电子束电流iBEAM因视频信号变化而发生瞬态变化期间供应该电子束电流iBEAM。电容器216降低当电子束负载发生变化时最后阳极电压U的变化率。

包含电阻器207及电容器208低通滤波器负反馈回路部分由于较广的低通滤波而较缓慢地响应电子束电流变化。因此，信号V_FBDC可能无法提供适当补偿，以防止瞬态期间最后阳极电压U的重大改变。

依据本发明的一个方面，一个小值电阻器217与阳极电容器216串联，以产生交流反馈信号V_FBAC。代表电容器216中的电流的信号V_FBAC乃表示电子束电流iBEAM的瞬态变化。当电子束电流由于连接至最后阳极端点ULTOR的电路元件中储能而发生变化时，电容器216中电流的改变率较最后阳极电压U的改变率稍高。因此，信号V_FBAC提供最后阳极电压U中预期改变的示数较信号V_FBDC所提供者更有效。如此则信号V_FBAC对电压U的改正先于信号V_BFDC。其优点为信号V_FBAC乃以旁路大阻值的电阻器R₂，R_2a方式耦合至最后阳极端点ULTOR，故其对信号V_FBDC的易感性大而对噪声信号成分的小。因之，就最后阳极电压变化而言，电容器216提供电荷储存，或其操作如一个低通滤波器。电容器216也用作隔直电容器，以产生信号V_FBAC，表示电容器216中的电流。采用一个高压电容器即获此两项功能。

信号V_FBAC乃经由一电阻电容网路218而耦合，此网路含有电阻器219与电容器220所构成的低通滤波部分，乃由电容器221与电阻器222并联的高通滤波部分。电阻器222及电容器221经由电阻器210与电阻器215或212间的汇接端点而耦合至网路209。故信号V_IN包含由信号V_FBAC所产生的第二反馈信号成分。

一传统式脉宽调制器(PWM)210响应输入信号V_IN，而产生依输入信号V_IN所调制的脉宽调制输出信号OUT。脉宽调制器依据转换信号202而于水平频率fH上运作。信号202于图1中晶体管Q₃的集电极上产生。图1中信号OUT耦合至开关晶体管Q₅的栅极。晶体管Q₅的漏电极连接至回扫变压器T₃的初级绕组203。在初组绕组203中产生一脉宽调制的脉冲电压。因之，在变压器T₃的次级绕组即产生回扫脉冲电压204。脉冲电压204经电容器206予以整流并滤波而产生控制电压V_CONT。控制电压V_CONT耦合至图1中变压器T₂的绕组Wa。脉冲电压204及电压V_CONT两者的幅度依据信号V_IN而变化。

根据本发明的特点，电子束负载中的变化导致最后阳极电压U中的改变所获得矫正的途径，以经由含电容器216与电阻器217的交流反馈路径比经由含电阻器R_2a，207与电容器208的直流反馈路径更为快速。所以如此者乃由于经直流反馈路径的低通滤波较经交流路径者更宽广之故。直流反馈路径的宽广低通滤波乃属除去可能于电阻器R_2a中所产生的噪声信号成分所必需。所不同者，由于电容器216并非直接连接至端点，故其不受电阻器R_2a中所产生的噪声信号成分的影响。因此，信号V_FBAC的低通滤波不需比信号V_FBDC的低通滤波宽广。

最后阳极电压U的直流电压稳定性由信号V_FBDC控制，而最后阳极电压U的瞬态稳定性则主要由信号V_FBAC控制。此两反馈路径的组合提供最后阳极电压U的稳态及瞬态电压稳定性。

Claims (9)

1.一种用于视频装置的高压电源，包括：

一个回扫变压器(T₁)；

一个谐振电路(79)；

开关装置(Q₁)，耦接至该谐振电路，用以于所说回扫变压器的高压绕组(W₂)的一端点(C)上产生一回扫脉冲电压；

一整流器(D₃)，耦接至该高压绕组，用以将所说回扫脉冲电压整流，而在阴极射线管的高压电极(最后阳极)上产生一经过整流的高电压(U)；

一个电压调节器(201)，其具有第一控制输入(201)响应该表示电子束负载变化的交流反馈信号(V_FBAC)，并耦合至所说高压绕组，以负反馈方式控制所说回扫脉冲电压的幅度；其特征在于，

一个电荷储存电容器(216)，耦合至所说电极，以供应所说电极中流动的电流，以于电子束电流(i_BEAM)发生变化时降低所说高压的变化率；和

耦合至所说电容器的装置，其响应所说电容器中的电流，以依据所说电容器中的电流而产生所说交流反馈信号。

根据权利要求1的电源，其特征在于，所说高电压(U)是在所说阴极射线管的最后阳极上产生的。

2.根据权利要求1的电源，其特征在于，所说高电压(L₁)是在所说阴极射线管的最后阳极上产生的。

3.根据权利要求1的电源，其特征在于，尚包含一电阻性分压器(R₂)耦接至所说最后阳极，用以产生一直流反馈信号(V_FBDC)，此信号耦合至所说调节器的第二控制输入，以控制该高电压的直流电平。

4.一种用于视频装置的高压电源，包括：

一个电感(W₂)

开关装置(Q₁)，耦接至所说电感，以于所说电感中产生一回扫脉冲电压；

一个整流器(D₃)，耦接至所说电感，用以将所说回扫脉冲电压整流，以于阴极射线管高压电极(最后阳极)上产生一经过整流的高电压(U)；

一电压调节器(201)，耦接至所说电感，以负反馈方式控制所说回扫脉冲电压的幅度；

产生第一反馈信号(V_FBDC)的装置(R₂)，此信号代表所说高电压的值；

一滤波器(208)，用以将第一反馈信号滤波，以产生一经过滤波的第一反馈信号(V_IN1)，耦合至所说电压调节器的控制输入(Q₆)；其特征在于，耦接至所说电极的装置(211)，用以产生第二反馈信号(V_FBAC)，此信号代表电子束电流发生变化时所说高电压的变化，该第二反馈信号以旁路所说滤波器的方式而耦合至所说电压调节器的控制输入。

5.根据权利要求4的电源，其特征在于，所说第一反馈信号(V_FBDC)为一直流信号，而所说第二反馈信号(V_FBAC)为一交流信号。

6.根据权利要求4的电源，其特征在于，所说第一反馈信号产生装置含有一个耦接至所说电极的分压器(R₂)。

7.根据权利要求4的电源，其特征在于，所说第二反馈信号产生装置含有一电阻器(217)与一电容器(216)串联，以于所说电阻器中产生所说第二反馈信号(V_FBAC)。

8.根据权利要求4的电源，其特征在于，所说电容器(216)用作所说电极(最后阳极)的电荷储存电容器。

9.根据权利要求4的电源，其特征在于，所说电极(最后阳极)提供一最后阳极电压至所说阴极射线管。

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