CN1213595C - 用于提供在显示器中使用的偏转电源的装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

用于提供在显示器中使用的偏转电源的一种装置及其控制方法。该装置包括：高电压输出部分，具有连接到整流器和次级线圈的初级线圈，该次级线圈耦合到初级线圈上并输出感生电压；安装在整流器和初级线圈之间的第一开关，用于控制电源；安装在由该第一开关、该初级线圈以及该整流器所形成的路径上的第二开关，用于控制该电源；以及偏转电流生成器，并联在该第二开关，该偏转电流生成器具有串联的偏转线圈和电容。

Description

用于提供在显示器中使用的偏转电源的装置及其控制方法
                          技术领域
本发明涉及在显示器中使用的偏转电源的装置及其控制方法，并且具体地涉及在显示器中使用的能够减少开关损耗的偏转电源的装置及其控制方法。本申请是基于2001年2月24日提交的韩国申请第2001-9512号。
                          背景技术
图1示出了说明传统偏转电源装置的电路图。
参见图1，该偏转电源装置包括整流部分11、脉冲宽度调制控制部分(PWM控制部分)13、第一变压器15、LC滤波部分17、第二变压器19、以及行驱动器23(horizontal driver)。
安装第一开关12并利用PWM控制部分13去控制到初级变压器15的初级线圈的能量。电容14并联于第一开关12，目的在于产生与第一变压器15的初级线圈相关的谐振。特别是，当第一开关12关断时，该电容在第一开关12两端限制电压的升高；并且在第一开关12导通时，降低开关损耗。
第二变压器19的初级线圈连接到第一变压器15的次级线圈，以形成电流环路，同时该次级线圈连接到整流元件以输出依据匝数比产生的高电压。
第二开关25安装于连接第二变压器19的初级线圈和第一变压器15的次级线圈的电流环路上，它通过行驱动器23切换导通/关断。
被称为偏转扼流圈的偏转线圈21，并联于第二开关25以形成电流环路。
通过参考信号S.R指明的元件是用于抑制寄生元件的电感。
上述偏转电源装置一般被称为伪谐振回扫变换器。在该偏转电源装置中，以非连续电流模式施加电流到第一变压器15，并且在第一开关12处的最大电流增加到超过正常负载电流值的两倍以上。另外，由于在第一开关12处的开关电压的最大值是在该初级线圈处输入电压加上输出电压的结果，所以开关承受电压增加，降低了电源转换效率。
另外，由于存在相当数量的元件，该结构变得复杂。也由于该开关是由变频方法驱动的，难以设计LC滤波器17以提高滤波性能。
图2是根据另一方法说明传统偏转电源装置的电路图。
参见图2，该偏转电源装置包括整流部分31、脉冲宽度调制控制部分(PWM控制部分)33、LC滤波器37、高压变压器39，以及行驱动器43。
安装第一开关32并利用PWM控制部分33以控制从整流部分3 1到高压变压器39的初级线圈的电能供应。
LC滤波器37连接在第一开关32和高压变压器39的初级线圈之间，以抑制通过该第一开关32的噪声输入和从高压变压器39指向到整流部分31的噪声。
高压变压器39的次级线圈连接到整流元件，以由此输出由匝数比产生的高电压。
第二开关45安装在从高压变压器39的初级线圈连接到整流部分31的电流路径上，并且通过行驱动器43切换导通/关断。
偏转线圈41并联于第二开关45以形成电流环路。
上述偏转电源装置一般被称为步降变换器(buck converter)。该步降变换器的操作将描述如下。
根据所需的电能，PWM控制部分33控制间隔的占空比，并驱动第一开关32的导通/关断，其中第一开关32相应于驱动周期被驱动导通。
通过第一开关32的最大电流被确定为以连续电流模式驱动的正常负载电流，并且在第一开关32两端的最大电压被确定为输入电压。
高压变压器39感应存储于初级线圈的能量，通过LC滤波器37平滑或消除由于回扫方法所产生的到次级线圈的噪声并产生高压。在高压变压器39的次级线圈上感应的能量，被输出用作热电子发射的高压。
行驱动器43根据行同步信号的频率定时地导通/关断第二开关45。当第二开关45导通时，能量被存储于高压变压器39的初级线圈，并且偏转线圈41产生屏幕的行扫描所需的电流。当第二开关45关断时，存储于高压变压器39的初级线圈的能量被输送到次级线圈，并且偏转线圈41产生发射电子束到行扫描顶端的回扫电流。
但是由于上述偏转电源装置不能共享一些元件的性能，该结构变得复杂。另外，当存储于高压变压器39的初级线圈的能量流向LC滤波器37，即，当该能量在第一开关32和第二开关45一起关断时以反方向流动，能量几乎充电到电容37a上。结果当第一开关32导通时发生开关损耗，并且难以控制开关噪声的产生。
                          发明内容
本发明已经克服了相关领域的上述问题，并且相应地，本发明的目的是提供在显示器中使用的偏转电源装置及其控制方法，该方法能够简化供应偏转电流的结构，并且也降低开关损耗。
为了实现上述目的，提供根据本发明在显示器中使用的偏转电源装置，包括整流部分，用于将交流电流整流为直流电流；高压输出部分，具有连接到经由整流部分整流的电压的输出路径上的初级线圈、和耦合于该初级线圈的次级线圈，该高压输出部分用于输出在次级线圈感生的电压；第一开关部分，安装于整流部分和初级线圈之间，用于控制电源；第二开关部分，安装于从第一开关部分、初级线圈以及整流部分形成的路径上，用于控制电源；以及偏转电流生成部分，形成并联于第二开关部分的两端的电流环路，该偏转电流生成部分与偏转线圈和电容串联，其中，所述的偏转电源装置还包括用于控制第一开关部分和第二开关部分的主控制部分，该主控制部分用于以如下方式驱动第一开关部分和第二开关部分：控制第一开关部分和第二开关部分顺序地重复第一模式、第二模式、和第三模式；在第一模式中，第一开关部分和第二开关部分根据行同步信号同时导通；在第二模式中，第一开关部分关断，同时第二开关部分保持在导通状态；以及在第三模式中，第一开关部分和第二开关部分都关断。
高电压输出部分包括其正极连接到次级线圈的一端的二极管，以及连接该二极管的负极与该次级线圈的另一端的电容。
另外，偏转电源装置包括并联于第二开关部分的两端的的二极管和电容。
优选地，偏转电源装置包括续流(free wheeling)二极管，它的一端连接在第一开关部分与初级线圈之间，并且它的另一端连接在整流部分的不与第一开关部分相连的那一端。
第二开关部分是根据该显示器的行偏转频率而导通或关断的。
也通过驱动根据本发明的偏转电源装置的方法以实现上述目标，该方法包括以下步骤：根据行同步信号同时导通第一开关部分和第二开关部分；关断第一开关部分，同时第二开关部分保持在导通状态；关断第一开关部分和第二开关部分；并且重复以上步骤至少一次。
                          附图说明
通过下面结合附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1是说明传统偏转电源装置的电路图。
图2是说明另一传统偏转电源装置的电路图。
图3是说明根据本发明优选实施例的偏转电源装置的电路图。
图4是解释图3中的偏转电源装置的操作的波形图。
                          具体实施方式
下面通过结合附图详细描述根据本发明的优选实施例。
图3是说明根据本发明优选实施例的用于显示器中的偏转电源装置的电路图。
参见图3，该偏转电源装置包括整流部分63，脉冲宽度调制控制部分(PWM控制部分)70、高压输出部分80，以及行驱动器100。
这里，显示器可以是例如CRT(阴极射线管)监视器或电视机。
该整流部分63把来自通常使用的交流电压61的交流电压整流为直流电压。经过整流部分63的桥式二极管整流的电压被充电到电容(Cdc)中。
第一开关部分包括第一开关71和用于控制第一开关71导通/关断的PWM控制部分70。
PWM控制部分70根据所要求的电能供应改变占空比，该占空比是由第一开关71的驱动-导通周期除以驱动周期而获得，并且驱动导通/关断第一开关71。
高压输出部分80包括高压变压器81和整流部分。
高压变压器81的初级线圈81a连接到环路，通过该环路，从整流部分63输出的电流通过第一开关反馈回该整流部分63。
高压变压器81的初级线圈81a和次级线圈81b彼此以反方向绕制。在次级线圈81b感生的电压通过作为整流部分的二极管Do和电容Co进行整流和平滑，并且充电于电容Co的电压Vo被提供给电子高压包(E.H.T)，它是用于热电子发射的高压供电部分。
续流二极管D1的一端连接在第一开关和初级线圈81a之间，另一端接地。
第二开关部分包括第二开关101和行驱动器100。
行驱动器100根据行同步信号的频率去驱动导通/关断第二开关101。
第二开关101的两端分别并联二极管Db和电容Cb。
另外，电感Lsat、偏转线圈103以及电容Cc串联在一起，再并联在第二开关101的两端。
电感Lsat消除寄生成份。
主控制部分90控制PWM控制部分70和行驱动器100，以使第一开关71的导通时间几乎与第二开关101的导通时间相同。由图象数据的行同步信号确定第一开关71和第二开关101的同时导通。
优选地，主控制部分90顺序地重复下列三个模式：在第一模式中，第一开关71和第二开关101根据行同步信号被同时导通并保持预定的时间，或者第二开关比第一开关稍后导通。在第二模式中，第一开关71关断，而第二开关101导通预定的时间。在第三模式中，第一开关71和第二开关101都关断预定的时间。即，第一、第二和第三模式形成一个循环。第一模式的周期根据施加到第一开关71的负载(duty)是可变化的。
上述偏转电源装置的操作将结合图4给出更详细的描述。
参考信号Ts涉及循环的第一至第三模式，它在NTSC(国家电视制式委员会)制式中对应是62.5微秒。
在第一模式中，第一开关71与第二开关101几乎同时导通。第二开关101也可能比第一开关71稍后导通。在第一模式时间间隔内，从整流部分63供应电能，并且同时供应偏转电流用于来自偏转线圈103的余辉残留图象(perspective)的行扫描。
在第一模式的t1时间内，在整流部分63充电的电能通过第一开关71输送到初级线圈81a上。另外，在第一模式期间，连接到次级线圈81b的二极管Do和续流二极管D1运行于电流被切断的状态。
在第一模式期间，当负(-)电流(iLm)从初级线圈81a(虚线部分)流出时，该电流流经体二极管71a(它是寄生元件)以及并联于第二开关101的二极管Db、用等效电路表示的第一开关71。另外，在第一模式期间，在正(+)电流iLm流向初级线圈81a时，该电流流经第一开关71与第二开关101。
流经初级线圈81a的电流iLm随由Vdc/Lm表示的斜率而增加(即，初级线圈的感生值)。
经由电容Cc的充电电压Vc产生的流经偏转线圈103的偏转电流iLc随由Vc/Lc表示的斜率从负值开始增加。
同时，在第一开关71关断并且第二开关101保持导通的第二模式中，来自整流部分63的电能供应被切断。
第二模式的(t2)时间，对整流部分63而言，是个电流正在续流的时间间隔；并且同时对偏转线圈103而言，是个提供偏转电流用于如第一模式中的行扫描的时间间隔。
在第二模式中，续流二极管D1导通，并且偏转电流持续供应电能给偏转线圈103用于行扫描。同时，流经初级线圈81a的电流iLm保持恒定。在第二模式期间偏转电流iLc以由Vc/Lc表示的斜率保持增加。整流部分63的电压Vdc施加在已关断的开关71两端。
在第三模式中(t3时间)，第一开关71和第二开关101都被关断。
在第三模式期间，从整流部分63供应的电能保持在关断状态，并且通过导通续流二极管D1，续流该电流。另外，在第三模式期间，提供回扫偏转电流用于行回扫。
特别地，当第二开关101关断时，通过D1→初级线圈81a→Cb的谐振路径发生谐振。接着，第二开关101的跨接电压Vsb逐渐增加，并且流向初级线圈81a的电流iLm减少。接着，当第二开关101两端的电压Vsb达到由在整流部分63所充电压Vdc和高压变压器的匝数比确定的最大值时，连接到次级线圈81b的二极管Do导通。随后，当通过释放在次级线圈81b感生的电能关断到二极管Do的电流时，谐振再次发生，并且第二开关101的跨接电压Vsb持续下降。在这个过程中，输入到初级线圈81a的电流变为负，并且当第二开关101的跨接电压Vsb变为零时，谐振停止。
在第二开关101的跨接电压Vsb变为零(0)以后，运行返回到第一模式，其中第一开关71和第二开关101都导通。通过返回到第一模式，在初级线圈81a的电流iLm变为负(-)，并且存储于第一开关71的寄生电容(未示出)上的能量反馈回整流部分63，并且当第二开关101的跨接电压变为零时，第一开关71的跨接电压也几乎同时变为零、导通第一开关、由此执行零电压切换。同时，通过连接电容Cc、偏转线圈103以及电容Cb的谐振路径，在偏转线圈103处，偏转电流从正(+)变为负(-)。
相应地，在第一开关71处几乎没有开关损耗。
如上所述，利用根据本发明的提供用于显示器的偏转电源的装置及其方法，可以获得简单的结构，并且降低开关损耗。因而，电能转换效率得以提高。即，与传统装置相比，用于滤波的平滑电容和电感被忽略，并且通过增加跨接第二开关101的电容、无损吸收器(no-loss snubber)，可减少电压变化引起的噪声。另外，由于不受第二开关101的寄生电容的影响，能够减少选择元件方面的困难。另外，由于该装置是作为步降变换器操作的，该元件承受的电压应力和电流应力能够降低。
虽然已经描述了本发明的优选实施例，本领域技术人员应该理解，本发明并不局限于所述优选实施例，而且在由所附权利要求限定的本发明的实质和范围之内可以在各种变化和修改。

Claims (6)

1.一种提供在显示器中使用的偏转电源的装置，包括：整流部分，用于将交流电流整流为直流电流；高压输出部分，具有连接到由整流部分整流的电压的输出路径上的初级线圈和耦合于初级线圈的次级线圈，其中所述高压输出部分输出在次级线圈上感生的电压；第一开关部分，安装在整流部分与初级线圈之间，用于控制电源；第二开关部分，安装在从第一开关部分、初级线圈和整流部分所形成的路径上，用于控制电源；以及偏转电流生成部分，并联于所述第二开关部分，并且包括串联的偏转线圈和第一电容，用于产生偏转电流，其特征在于，
所述的偏转电源装置还包括用于控制第一开关部分和第二开关部分的主控制部分，该主控制部分用于以如下方式驱动第一开关部分和第二开关部分：控制第一开关部分和第二开关部分顺序地重复第一模式、第二模式、和第三模式；在第一模式中，第一开关部分和第二开关部分根据行同步信号同时导通；在第二模式中，第一开关部分关断，同时第二开关部分保持在导通状态；以及在第三模式中，第一开关部分和第二开关部分都关断。
2.根据权利要求1所述的偏转电源装置，其中高压输出部分包括：
第一二极管，其正极连接在次级线圈的一端；以及
第二电容，连接于第一二极管的负极和次级线圈的另一端之间。
3.根据权利要求2所述的偏转电源装置，其中还包括并联于第二开关部分的第二二极管和第三电容。
4.根据权利要求3所述的偏转电源装置，其中还包括续流二极管，它的一端连接到第一开关部分和初级线圈之间，并且它的另一端连接到整流部分的与第一开关部分不相连的一端。
5.根据权利要求4所述的偏转电源装置，其中第二开关部分是根据显示器的行偏转频率而驱动导通或关断的。
6.一种提供偏转电源的装置的驱动方法，包括：高压输出部分，用于输出通过初级线圈感生的高压，该初级线圈是连接在由整流部分整流的电压的输出路径上的；第一开关部分，用于控制整流部分和初级线圈之间的电能；第二开关部分，安装在第一开关部分到初级线圈与到整流部分之间，该第二开关部分用于控制电源；并联于第二开关部分的偏转电流生成部分，该偏转电流生成部分具有串联的偏转线圈和电容；以及续流二极管，连接于第一开关部分与初级线圈以及到整流部分的反馈路径之间；该方法包括步骤：
A)根据行同步信号同时导通第一开关部分和第二开关部分；
B)关断第一开关部分，同时保持第二开关部分在导通状态；
C)关断第一开关部分和第二开关部分；以及
D)重复步骤A)至C)至少一次。
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