CN1347243A - 水平晶体管的保护电路及具有该电路的显示器 - Google Patents
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Abstract
水平晶体管的保护电路,包括切换电路与电源开关检测装置。切换电路用以连接到S型补正电路中的至少一个次电容。当切换电路启动时,使所连接的次电容与S型补正电路的主电容并联。电源开关检测装置用以检测直流电压源是否关闭,当检测到直流电压源关闭时,启动切换电路。本发明可降低系统关机时,水平晶体管的晶体管跨压的波动大小,达到保护水平晶体管并提高成品率的目的。
Description
本发明涉及一种水平晶体管的保护电路及具有该电路的显示器，特别涉及一种适用于显像管中的水平晶体管的保护电路及具有该电路的显示器。
近数十年数来，由于电子技术不断的进步，使得彩色电视机朝大画面、高画质与高音质化发展。而彩色电视机是使用具有显示速度快、画面亮度足够、色再线性良好的优点的显像管(CRT)，以作为电子画像显示装置。在组成显像管画像所必要的同步偏转电路中，包括有一垂直偏转电路与一水平偏转电路，以使显像管能够正确地重现画像。
垂直偏转电路是使显像管的电子束受到上下方向的偏转，而水平偏转电路则是使显像管的电子束受到左右方向的偏转。其中，在传统的水平偏转电路中，包括有一水平驱动电路、水平输出电路与一S型补正电路，如图1所绘示。
水平驱动信号H-SYNC是输入至驱动晶体管Q1。由驱动晶体管Q1、水平驱动变压器T1、电阻R1与调节电容C1所组成的水平驱动电路102是用以控制水平晶体管Q2的开与关的动作。而水平输出电路104则是利用水平晶体管Q2、阻尼二极管D1与电容CT的组合，使输入至水平偏转线圈(horizontal deflecting winding)106的电流成为锯齿波。此外，为了解决显像管管面周边的电子束偏转过大的问题，可使用一S型补正(S-character correction)电路108来补正此失真现象。其中，水平偏转线圈108是通过水平线性线圈110与S型补正电路108串连。
在大型的显像管中，为了适应各种不同的水平偏转频率，S型补正电路108中除了包括一主电容CS之外，还包括多个与主电容CS并联的次电容CS0、CS1、CS2…CSx。次电容CS0、CS1、CS2…CSx是各自与一受控开关SW0、SW1、SW2…SWx相连。受控开关SW0、SW1、SW2…SWx是由中央处理器(CPU)(未标示于图中)所输出的控制信号CTL0、CTL1、CTL2…CTLx所控制。其中，中央处理器是针对不同的水平偏转频率输出控制信号CTL0、CTL1、CTL2…CTLx，来选择所须与主电容CS并联的次电容，以达到针对不同水平偏转频率调整不同的补正电容值的目的。其中，补正电容值是为S型补正电路108的等效电容值。另外，图1是以x值等于4为例做说明。而直流电压源B+在正常状态下的输出电压值是为一典型值，例如是12V，一般电路中所能容许的直流电压源B+的误差范围是为±5％，也就是12.6V～11.4V。
以水平偏转频率的范围为31kHz～36kHz为例，中央处理器所输出的控制信号CTL0、CTL1、CTL2与CTL3与CTL4均为低电位(逻辑0)的信号，将受控开关SW0、SW1、SW2、SW3与SW4关闭(on)，使S型补正电路108的补正电容值等于主电容CS的电容值与次电容CS0、CS1、CS2、CS3、CS4的电容值的和。
当系统关机时，直流电压源B+的输出电压值是由典型值逐渐下降至0。然而，当系统的直流电压源B+的输出电压值仅下降了5％之后，中央处理器会因误判出系统处于不正常状态而进行重置(reset)动作，并将中央处理器所有的输出信号均上拉至高电位，使控制信号CTL0、CTL1、CTL2、CTL3与CTL4转为高电位(逻辑1)的信号。此时，所有的受控开关SW0、SW1、SW2、SW3与SW4均被打开(off)，使得次电容CS0、CS1、CS2、CS3、CS4均不与主电容CS并联，而补正电容值则等于主电容CS的电容值。
在此情形之下，水平晶体管Q2的集电极(collector)至发射极(emitter)的晶体管跨压VCE，也就是水平输出电路104的输出电压V，将因为补正电容值变小而有大波动(surge)产生。举例来说，在正常状况下，水平晶体管Q2的晶体管跨压VCE约为1000V～1100V左右，然而，当中央处理器重置之时，水平晶体管Q2的晶体管跨压VCE则可能有高达1400V的波动产生，而严重地损害水平晶体管Q2，使得产品良率因此而降低。
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种水平晶体管的保护电路，当检测到直流电压源的输出电压值下降至一临界电压时，则启动一切换电路，并使至少一个次电容与主电容并联，以降低水平晶体管的晶体管跨压的波动大小，以达到保护水平晶体管并提高产品良率的目的。
根据本发明的目的，提出一种水平晶体管的保护电路，使用在显像管的一水平偏转电路中。水平偏转电路包括有一水平驱动电路、一水平输出电路与一S型补正电路。水平偏转电路是由一直流电压源提供直流偏压。水平输出电路是包括此水平晶体管。S型补正电路则包括一主电容、至少一个次电容与至少一个受控开关。此受控开关是用以选择性地使次电容与主电容并联。本发明的保护电路包括一切换电路与一电源开关检测装置。切换电路是用以连接至少一个上述的次电容。当切换电路被启动时，切换电路是用以使所连接的次电容与主电容并联。而电源开关检测装置则是用以检测直流电压源是否关闭。当电源开关检测装置检测到直流电压源关闭时，电源开关检测装置则启动该切换电路。
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图，作详细说明。
图1绘示为传统的水平偏转电路的水平驱动电路、水平输出电路与一S型补正电路的电路图。
图2绘示依照本发明一较佳实施例的一种水平晶体管的保护电路的电路图。
图3绘示为对应于图2的水平晶体管的保护电路的一例。
参照图2，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种水平晶体管的保护电路的电路图。本发明的水平晶体管的保护电路200是可使用在一显示器中。水平晶体管的保护电路200是由一电源开关检测装置202与一切换电路204所组成。切换电路204是用以连接至S型补正电路108中的至少一个次电容，例如是次电容CS0。当切换电路204被启动时，切换电路204是用以使所连接的次电容CS0与主电容并联。电源开关检测装置202用以检测直流电压源B+是否关闭。当电源开关检测装置202检测到直流电压源B+关闭时，电源开关检测装置202启动切换电路204。
其中，电源开关检测装置202例如是通过检测直流电压源B+的输出电压值的大小来判断直流电压源B+是否关闭。当直流电压源B+的输出电压值下降至一临界电压Vr时，电源开关检测装置202则启动切换电路204。
当系统关机，直流电压源B+的输出电压值将逐渐下降至0电位。当直流电压源B+的输出电压值仅下降至临界电压Vr时，中央处理器会因误判出系统处于不正常状态而进行重置(reset)动作，控制信号CTL0、CTL1、CTL2、CTL3与CTL4均转为高电位(逻辑1)，使得所有的受控开关SW0、SW1、SW2、SW3与SW4均被打开(off)。此时，电源开关检测装置202将启动切换电路204，使至少一个次电容，例如是次电容CS0，与主电容CS并联。如此，S型补正电路108的补正电容值将等于主电容CS的电容值与次电容CS0的电容值的和。在系统关机或是直流电压源B+的电压值有变化时，使用本发明的水平晶体管保护电路后，S型补正电路108的补正电容值将大于传统电路中，在系统关机时的补正电容值(也就是主电容CS的电容值)。如此，将有效地使水平晶体管Q2的晶体管跨压VCE的波动降低，以达到保护水平晶体管Q2的目的。
参照图3，其所绘示为对应于图2的水平晶体管的保护电路的一例。与图2比较，图3仅绘示出与次电容CS0与CS1相连的受控开关SW0与SW1的详细电路。S型补正电路108在未与本发明的水平晶体管的保护电路相连接前的动作情形如下所述。受控开关SW0包括晶体管QCS0A、晶体管QCS0B、电阻RCS0A、RCS0B、RCS0C、与电容CCS0。当控制信号CTL0为高电位(逻辑1)时，晶体管QCS0B导通，使得节点N3为低电位(逻辑0)。此时，晶体管QCS0A将不导通，使得次电容CS0为开路(open)状态。另一方面，当控制信号CTL0为逻辑0时，晶体管QCS0B不导通，使得节点N3为高电位。此时，晶体管QCS0A将导通，使得次电容CS0得以连接至接地点而与主电容CS并联。
受控开关SW1则是包括晶体管QCS1A、晶体管QCS1B、电阻RCS1A、RCS1B、RCS1C、与电容CCS1。其操作原理与受控开关SW0相同，在此不予赘述。
本发明的水平晶体管的保护电路200的电源开关检测装置200是由一电位平移单元与一晶体管Qa所组成。电位平移单元是接收直流电压源B+的输出电压值，并将该输出电压值平移一固定电压后，传送至晶体管Qa。当直流电压源B+的输出电压值大于一临界电压Vr时，晶体管Qa导通，电源开关检测装置202则输出一低电位信号至切换电路204，使切换电路204不与S型补正电路108相连接。而当直流电压源B+输出电压信号小于等于临界电压Vr时，晶体管Qa不导通，电源开关检测装置202则输出一高电位信号至切换电路204，以启动切换电路204。
而切换电路204则包括一开关。当切换电路204被启动时，此开关导通，并且使与切换电路204连接的S型补正电路108的次电容CS0与主电容CS并联。反之，当切换电路204尚未被启动时，此开关不导通。切换电路204则不与S型补正电路108相连接。
其中，上述的电位平移单元是可使用一齐纳(zener)二极管Dz来完成。而切换电路204中的开关则可使用晶体管Qb来完成。而临界电压Vr则是直流电压源B+的典型值降低5％后的值。当直流电压源B+的典型值为12V，则临界电压Vr的值为11.4V。此时，齐纳(zener)二极管Dz的击穿电压(breakdown voltage)可为11V，而使晶体管Qa不导通的基极(base)与发射极(emitter)之间的跨压的上限值为0.4V。
在图3中，电源开关检测装置202还包括电阻R1、R2、R3，而切换电路204则还包括电容Cb与电阻R4。在正常状况下，节点N1的电压为1V，而晶体管Qa为导通(on)。此时，直流电源检测电路202从节点N2输出低电位信号。当切换电路204接收到低电位信号之后，晶体管Qb不导通(off)，而使得切换电路204与S型补正电路108呈不连接状态。也就是说，在正常状况之下，例如是系统关机之前，电源开关检测装置202与切换电路204是并不会影响到S型补正电路108的正常动作情形。
当系统关机之时，直流电压源B+的输出电压值亦将逐渐下降至0。当直流电压源B+的输出电压值下降至临界电压Vr11.4V之时，中央处理器将重置，并使得所有的控制信号CTL0～CTL4均转为逻辑1。
此时，因为直流电压源B+的输出电压值下降至临界电压Vr11.4V之故，节点N1的电压亦随之下降至0.4V，而晶体管Qa则因之不导通。所以，节点N2的电压则转为高电位，电源开关检测装置202则输出高电位信号。当切换电路204接收到高电位信号之后，晶体管Qb导通。晶体管Qb导通之后，将使得次电容CS0得以通过晶体管Qb连接至接地点，并与主电容CS并联。如此，S型补正电路108的补正电容值将变为主电容CS的电容值与次电容CS0的电容值的和。因为补正电容值的提高，使得水平晶体管Q2的晶体管跨压VCE所承受的波动降低。
当然，当电源关闭而产生波动时，还可使两个以上的次电容与主电容并联以升高补正电容值以达到保护水平晶体管的目的。例如是可以通过使用两套以上的切换电路204，分别与两个次电容相连接，即可达到使两个以上的次电容与主电容并联以提高补正电容值的目的。而当直流电压源B+的典型值改变时，仅需改变电位平移单元的参数值即可，例如是使用不同击穿电压的齐纳二极管。
本发明上述实施例所揭露的一种水平晶体管的保护电路，可以降低水平晶体管的晶体管跨压的波动的大小，以达到保护水平晶体管并提高成品率的目的。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求范围所界定的为准。
Claims (16)
1.一种水平晶体管的保护电路，用于显像管的一水平偏转电路中，该水平偏转电路包括有一水平驱动电路、一水平输出电路与一S型补正电路，该水平偏转电路是由一直流电压源提供直流偏压，该水平输出电路包括该水平晶体管，该S型补正电路则包括一主电容、至少一个次电容与至少一个受控开关，上述的受控开关是用以选择性地使上述的次电容与该主电容并联，该保护电路包括：
一切换电路，用以连接至少一个上述的次电容，当该切换电路被启动时，该切换电路是用以使所连接的上述次电容与该主电容并联；以及
一电源开关检测装置，用以检测该直流电压源是否关闭，当该电源开关检测装置检测到该直流电压源关闭时，该电源开关检测装置启动该切换电路。
2.如权利要求1所述的保护电路，其中，该电源开关检测装置是通过检测该直流电压源的输出电压值的大小来判断该直流电压源是否关闭，当该直流电压源的输出电压值下降至一临界电压时，该电源开关检测装置启动该切换电路。
3.如权利要求2所述的保护电路，其中，该临界电压为该直流电压源的输出电压的典型值减少5％后的电压值。
4.如权利要求2所述的保护电路，其中，该电源开关检测装置是包括一电位平移单元与一第二晶体管，该电位平移单元是接收该直流电压源的一输出电压值，并将该输出电压值平移一固定电压后，传送至该第二晶体管；
当该直流电压源的输出电压值大于该临界电压时，该第二晶体管导通，该电源开关检测装置输出一第一电位至该切换电路，使该切换电路不与该S型补正电路相连接；
当该直流电压源的该输出电压值小于等于该临界电压时，该第二晶体管不导通，该电源开关检测装置则输出一第二电位信号至该切换电路，以启动该切换电路。
5.如权利要求4所述的保护电路，其中，该电位平移单元是可使用一齐纳二极管来完成。
6.如权利要求4所述的保护电路，其中，该第一电位为低电位，该第二电位为高电位。
7.如权利要求1所述的保护电路，其中，该切换电路包括一第一开关，当该切换电路被启动时，该第一开关导通，并且使与该切换电路连接的次电容与该主电容并联。
8.如权利要求7所述的保护电路，其中，该第一开关为一晶体管。
9.一种具有水平晶体管的保护电路的显示器，该显示器包括一水平偏转电路中，该水平偏转电路包括有一水平驱动电路、一水平输出电路与一S型补正电路，该水平偏转电路是由一直流电压源提供直流偏压，该水平输出电路是包括该水平晶体管，该S型补正电路则包括一主电容、至少一个次电容与至少一个受控开关，上述的受控开关是用以选择性地使上述的次电容与该主电容并联，该保护电路包括：
一切换电路，用以连接至少一个上述的次电容，当该切换电路被启动时，该切换电路是用以使所连接的上述次电容与该主电容并联；以及
一电源开关检测装置，用以检测该直流电压源是否关闭，当该电源开关检测装置检测到该直流电压源关闭时，该电源开关检测装置启动该切换电路。
10.如权利要求9所述的显示器，其中，该电源开关检测装置是通过检测该直流电压源的输出电压值的大小来判断该直流电压源是否关闭，当该直流电压源的输出电压值下降至一临界电压时，该电源开关检测装置启动该切换电路。
11.如权利要求10所述的显示器，其中，该临界电压为该直流电压源的输出电压的典型值减少5％后的电压值。
12.如权利要求10所述的显示器，其中，该电源开关检测装置是包括一电位平移单元与一第二晶体管，该电位平移单元是接收该直流电压源的一输出电压值，并将该输出电压值平移一固定电压后，传送至该第二晶体管；
当该直流电压源的输出电压值大于该临界电压时，该第二晶体管导通，该电源开关检测装置输出一第一电位至该切换电路，使该切换电路不与该S型补正电路相连接；
当该直流电压源的该输出电压值小于等于该临界电压时，该第二晶体管不导通，该电源开关检测装置则输出一第二电位信号至该切换电路，以启动该切换电路。
13.如权利要求12所述的显示器，其中，该电位平移单元是可使用一齐纳二极管来完成。
14.如权利要求12所述的显示器，其中，该第一电位为低电位，该第二电位为高电位。
15.如权利要求9所述的显示器，其中，该切换电路包括一第一开关，当该切换电路被启动时，该第一开关导通，并且使与该切换电路连接的次电容与该主电容并联。
16.如权利要求15所述的显示器，其中，该第一开关为一晶体管。
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