CN1340905A - 高压电路 - Google Patents

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Abstract

一种高压发生电路,包含:包含具有初级电感的初级绕组的变压器;向变压器初级绕组输送电压的电源;控制从电源流经变压器初级绕组的电流的开关元件;以及当开关元件阻断时与变压器初级绕组一起谐振从而产生回扫脉冲的谐振电容器。电路具有分布式电感和谐振电容。开关元件受控为在接近静态振铃脉冲底部时导通,静态振铃脉冲在产生回扫脉冲之后由变压器初级绕组的电感与连接变压器初级绕组的电路内所含的电容谐振产生。

Description

高压电路
发明领域
本发明涉及高压发生电路，特别涉及用于产生供给CRT(阴极射线管)等的高压的高压发生电路。
背景技术
图1为电路示意图，它示出了作为本发明背景技术的高压发生电路实例。高压发生电路10包括变压器12。变压器12的初级绕组与二极管14的正极连接。二极管14的负极与作为开关元件的FET16的漏极相连。FET16的源极与电阻器18相连。电阻器18的另一侧接地。二极管20与包含二极管14、FET16和电阻器18的串联电路并联。二极管20的负极与二极管14的正极相连。二极管20的负极接地。
包含谐振电容器22和二极管24的串联电路与二极管20并联。谐振电容器22的一端与二极管14的正极侧相连，而谐振电容器22的另一端与二极管24的负极相连。二极管24的正极接地。而且，谐振电容器22与二极管24之间的节点与另一二极管26的正极相连。二极管26的负极经振铃(ringing)抑制电路28与变压器12的初级绕组相连。振铃抑制电路28包含电容器30、电阻器32和电感器34。电源+B连接在二极管26与振铃抑制电路28之间。二极管26与振铃抑制电路28之间的节点经电容器36和电解质电容器38接地。
用于导通和阻断控制的信号从PWM(脉宽调制)控制电路40提供至FET16的栅极。通过分压变压器12的次级输出电压而产生的电压被输入PWM控制电路40。该电压和水平驱动信号被输入PWM控制电路40。PWM控制电路40产生控制FET16的控制信号。FET16与电阻器18之间的节点与设置于PWM控制电路40内的保护电路相连，从而检测电路内的过电流。
图2示出了高压发生电路10各个部分的波形。图2(a)、(b)和(c)分别代表控制FET16的信号、图1所示点A处电压和流经变压器12初级绕组的电流的波形图。首先，当FET16在t0导通时，电流从电源+B流经二极管14、FET16和电阻器18。电流引致的电磁能量存储在变压器12的初级绕组内。
FET16在t1阻断。此时，电流从变压器12的初级绕组流经谐振电容器22和二极管26，并且变压器12的初级绕组和谐振电容器22起振。如图2(b)波形图所示，产生回扫(flyback)脉冲。当存储在变压器12内的全部电磁能量都转换为谐振电容器22的静电能量时，回扫脉冲最大。
在变压器12初级绕组存储的全部电磁能量都转移至电容器22后，反向电流流经二极管24、谐振电容器22和变压器12的初级绕组。因此，谐振电容器22的静电能量反过来被转换为变压器12初级绕组内的电磁能量。此时，二极管14阻止存储在FET16寄生电容内的电荷流向初级绕组侧。
在回扫脉冲结束的t2，点A处的电势为零。随后，二极管20导通，因此电流从二极管20的接地侧流入变压器12的初级绕组。电流使点A上的电压增大。在t3时，点A上的电压具有与电源+B相同的电势。此时，二极管20阻断，电流为零。随后，由于电流从电源+B流入谐振电容器22，所以包含二极管24和26的电流阻断钳制电路将谐振电容器22两端的电势钳制为电源+B的电压，因此没有电路从变压器12的初级绕组流入谐振电容器22。接着，FET16在t4导通，因此电流从电源+B流向初级绕组，并且电路在t0返回初始状态。重复该操作。由此延续电路操作，因此由变压器12升高回扫脉冲的电压，使高压从次级绕组输出。
在电流为零的t3，电路中存在电容(例如FET16中的寄生电容)。因此，变压器12初级绕组出现谐振，并且在从t3至t4的时间内产生静态振铃脉冲。振铃抑制电路28被用来抑制振铃振动脉冲。
在高压发生电路10中，变压器12的初级电感Lp被设计为满足条件Lp≤Eb·ATs/Ipp，其中Eb为电源电压，Ts为一个回扫脉冲结束至下一回扫脉冲开始的时间，而Ipp为FET16的允许电流。一般情况下，这种高压发生电路被设计为满足上述条件，并且可以从变压器12的次级绕组获得需要的输出电压。
但是，如果FET在如图3所示接近静态振铃脉冲峰值时导通，则静态振铃脉冲的高压立即停止。由此产生了振铃，其由变压器12的分布电容等决定，从而在流经变压器12初级绕组的电流内产生正脉冲信号(overshoot)和负脉冲信号(undershoot)。这种正脉冲信号和负脉冲信号的产生带来了变压器12损耗和振铃抑制电路中电阻损耗增加的问题。
发明内容
因此，本发明的主要目标是提供一种减少开关元件导通时正脉冲信号和负脉冲信号导致的损耗的高压发生电路。
按照本发明，提供了一种高压发生电路，它包含：变压器；向变压器初级绕组输送功率的电源；控制从电源流经变压器初级绕组的电流的开关元件；以及当开关元件阻断时与变压器初级绕组一起谐振从而产生回扫脉冲的谐振电容器，开关元件受控为在接近静态振铃脉冲底部时导通，静态振铃脉冲在产生回扫脉冲之后由变压器初级绕组的电感与连接变压器初级绕组的电路内所含的电容谐振产生。
在高压产生电路中，比较好的是通过调节变压器初级电感、分布电感、电源电压和谐振电容中的至少一项来控制开关元件。
由于开关元件在高压发生电路中导通的时序控制为发生于接近静态振铃脉冲底部时，因此静态振铃脉冲在低压区域停止。因此抑制了正脉冲信号和负脉冲信号在流经变压器初级绕组的电流内的产生，并且减少了变压器和振铃抑制电路内的损耗。
由上述可见，可以通过调节变压器初级电感、分布电感、电源电压和谐振电容等，将开关元件导通的时序控制为与静态振铃脉冲一致或差不多。
通过以下结合附图对本发明较佳实施例的详细描述，本发明的上述和其他目标、特征和优点将变得显而易见。
附图简述
图1为作为本发明背景技术的高压发生电路实例的电路示意图；
图2(a)示出了控制图1中FET的信号，图2(b)示出了图1中点A的电压，而图2(c)示出了流经图1中变压器初级绕组的电流；
图3为当FET在静态振铃脉冲顶部附近导通时流经初级绕组的电流的波形图；
图4示出了当改变变压器初级电感时静态振铃脉冲与流经初级绕组的电流之间的关系；以及
图5为FET在静态振铃脉冲底部附近导通时流经初级绕组的电流的波形。
实施发明的较佳方式
在图1所示的高压发生电路10中，变压器12的初级电感Lp在由条件Ipp＝EbATs/Lp表示的PWM控制系统中具有最大的控制极限，这里Eb为电源电压，Ts为一个回扫脉冲结束至下一回扫脉冲开始的时间，而Ipp为FET16的允许电流。因此，准备在PWM控制系统内工作的高压发生电路10被设计为满足条件Lp≤Eb·ATs/Ipp。而且，通过控制变压器12的初级电感、分布电感、电源+B的电压、谐振电容等，可以将FET16开始导通的时间设定为与静态振铃脉冲底部基本一致。
例如，通过调节变压器12的匝数可以控制变压器12的初级电感。以下讨论改变变压器12初级电感Lp时流经初级绕组的电流。FET16导通时电流波形的斜率定义为ΔIpp/Δt。这里，允许电流Ipp为Ipp＝EbAt/Lp。流经变压器12初级绕组的电流斜率可以表示为Eb/Lp。因此，当变压器12的初级电感Lp从Lp1调整为Lp2时(Lp2＞Lp1)，电流波形的斜率减小。由此可以提前FET16导通的时序。通过如上调整变压器12的初级电感Lp，可以控制FET16开始导通的时间。因此，可以使FET16开始导通的时间与静态振铃脉冲的底部基本上一致。
而且，通过调整与变压器12初级绕组相连的电路的谐振电容可以使FET16的导通开始时间控制成与静态振铃脉冲的底部基本上一致。因此，可以控制FET16的导通开始时间，或者可以控制产生静态振铃脉冲的时间。只要可以使FET16的导通开始时间与静态振铃脉冲的底部基本上一致，可以采用任何方式。
如上所述，通过使FET16在静态振铃脉冲的底阅附近导通，可以使静态振铃脉冲在低压状态下停止。因此，当如图5所示使FET16导通时，流经变压器12初级绕组的电流波形基本上不会产生正脉冲信号或负脉冲信号。因此，抑制了可能由正脉冲信号或负脉冲信号引起的变压器12和振铃抑制电路28内的损耗。而且，可以减少高压发生电路10的总功耗。不包含由二极管24和26组成的钳制电路的高压发生电路也可以获得这些效果。
在按照本发明的高压发生电路中，可以抑制流经变压器初级绕组的电流的正脉冲信号或负脉冲信号，从而减少可变压器和振铃抑制电路内的损耗。因此，降低了高压发生电路的功耗。
虽然就特定实施例描述了本发明，但是对于本领域内技术人员来说，许多其他变化和修改及其用途都是显而易见的。因此，本发明不应由特定的揭示限定，而仅由所附权利要求限定。

Claims (4)

1.一种高压发生电路，其特征在于包含：
包含具有初级电感的初级绕组的变压器；
向变压器初级绕组输送电压的电源；
控制从电源流经变压器初级绕组的电流的开关元件；以及
当开关元件阻断时与变压器初级绕组一起谐振从而产生回扫脉冲的谐振电容器；
具有分布式电感和谐振电容的电路；
开关元件受控为在接近静态振铃脉冲底部时导通，静态振铃脉冲在产生回扫脉冲之后由变压器初级绕组的电感与连接变压器初级绕组的电路内所含的电容谐振产生。
2.如权利要求1所述的高压产生电路，其特征在于通过调节变压器初级电感、分布电感、源电压和谐振电容中的至少一项来控制开关元件。
3.一种控制高压发生电路开关元件导通时序的方法，其特征在于所述电路包含：
包含具有初级电感的初级绕组的变压器；
向变压器初级绕组输送电压的电源；
控制从电源流经变压器初级绕组的电流的开关元件；以及
当开关元件阻断时与变压器初级绕组一起谐振从而产生回扫脉冲的谐振电容器；
具有分布式电感和谐振电容的电路；所述方法包括：
开关元件受控为在接近静态振铃脉冲底部时导通，静态振铃脉冲在产生回扫脉冲之后由变压器初级绕组的电感与连接变压器初级绕组的电路内所含的电容谐振产生。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于控制开关元件的步骤包括调节变压器初级电感、分布电感、电源电压和谐振电容中的至少一项。
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