CS255100B1 - Zapojeni pro ochranu nizkonapětových obvodů elektronických přístrojů před vlivy samovolných výbojů - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká oborů aplikujících vakuové prvky, především obrazovky, a řeší problém ochrany součástek obvodů v celkových zařízeních, u nichž je vakuových prvků použito. Podstata zapojení spočívá v tom, že mezi vývody elektrodového systému ES vakuového zařízení na kolík K patice vakuového zařízení a přívody PÍ modulačních signálů a napájecích napětí, jakož i živé přívody P2 elektrod vnějších jiskřiští jn, jsou zapojeny tlumicí odpory Ro. Využití předmětného zapojení především u televizorů, kde vložením tlumicích odporů Ro o hodnotě nejvýše možné bez degradace funkce obvodů, mezi elektrody obrazovky, vývody jiskřiští a přívody modulačních a napájecích napětí lze dosáhnout pro nejčastěji vznikající výboje u elektrod pracujících s vysokým napětím snížení výbojového proudu v RLC okruhu na méně než 1 ampér, při sníženi derivace výbojového proudu stejným poměrem jako snížení výbojového proudu v RLC okruhu, přičemž na obvodech napájecích obrazovku nevznikají při výboji škodlivá napětí.

Description

Vynález se týká zapojení pro ochranu nízkonapětových obvodů elektronických přístrojů před vlivy samovolných výbojů vznikajících ve vakuových zařízeních, především v obrazovkách.

Dosavadhi způsob ochrany mikroelektronických součástek v elektronických přístrojích před poškozením samovolným výbojem spočívá v používání jiskřištl, která definuji cesty výbojových proudů, v zařazování oddělovacích odporů mezi přívodní elektrody a nízkonapětové obvody, a ve způsobu zapojení, který izoluje výbojovou energii od kostry a vede ji zpět, k místu vzniku, to znamená v televizním přístroji k obrazovce. Přes značnou účinnost uvedených způsobů ochrany přece jen část energie uvolněné samovolným výbojem proniká do nízkonapětových obvodů zařízení, kde způsobuje poruchy. Proto vyžadují mikroelektronické součástky používané v uvedených zařízeních náročný způsob ochrany.

Moderní trend elektronických přístrojů vede k rozsáhlé aplikaci mikroelektronických polovodičových součástek včetně integrovaných obvodů. Tyto součástky jsou mnohem citlivější na poruchy přetížením všeho druhu. V důsledku toho se jeví potřeba vytvořit zapojení, které zabezpečí, aby jakýkoliv samovolný výboj ve vysokonapětovém zařízeni, který může nahodile nastat, nepoškozoval nízkonapětové obvody ve svém okolí.

Je známo, že v případě černobílé obrazovky se dosud nepoužívá ochrana tlumením výbojového proudu při samovolném výboji. Vzhledem k tomu, že ztrátový odpor RLC výbojového okruhu má malou hodnotu, dosahuje výbojový proud hodnot stovek ampérů.

Je rovněž znám určitý druh obrazovky pro barevné zobrazování, kde vodivá vrstva nanesená na vnitřní stěně kónusu obrazovky, jež tvoří kondenzátor s vnější vodivou vrstvou obrazovky, í^e provedena jako vrstva odporová. V odborné literatuře se toto provedení označuje výrazem Soft Flash. Hodnota ztrátového odporu RLC okruhu obrazovky je až 400 Ohm, v důsledku čehož toto provedeni snižuje proud ve výbojovém obvodu na přibližně 60 A.

Nedostatek tohoto uspořádání spočívá v tom, že při něm nelze snížit výbojový proud pod hranici desítek ampérů.

Dále je známo zapojeni pro obrazovky používající místo masky před stínítkem kovový rám s nataženými vodiči, kde v přívodu napětí k jednotlivým elektrodám jsou zapojeny keramické odporové prvky s kovovou vrstvou o velké hodnotě odporu, které snižuji výbojový proud v některých případech až na hodnotu dvou ampérů. Jedná se však o velmi náročnou techniku, kterou je třeba realizovat uvnitř obrazovky. Nedostatkem tohoto řešeni je skutečnost, že vnitřní uspořádání elektrod v kombinaci s odporovými prvky je z hlediska výroby poměrně náročné.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojeni pro ochranu nízkonapětových obvodů elektronických přístrojů před vlivy samovolných výbojů podle vynálezu, vznikajících ve vakuových zařízeních, především obrazovkách, které v případě černobílých obrazovek nemají žádnou ochranu tlumením výbojového proudu při samovolném výboji, nebo v případě barevných obrazovek v provedení Soft Flash používají podporu ve formě povlaku vytvořeného na vnitřní části kónusu obrazovky, pro tlumení výbojového proudu při samovolném výboji v obrazovce, zapojeného mezi přívod vysokého napětí obrazovky a elektrodový systém obrazovky uvnitř obrazovky, nebo použitím odporových prvků uvnitř obrazovky, připojených mezi přívod vysokého napětí obrazovky a každou elektrodu jejího elektrodového systému.

Přitom jsou pro všechny uvedené způsoby ke vnějším vývodům patice obrazovky připojeny přívody modulačních signálů napájecích napětí a živé elektrody vnějších jiskřiští, jejichž studené konce jsou spojovacím vodičem připojeny k vodivému vnějšímu kónusu obrazovky. Podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi vnější vývody patice vakuového prvku a přívody modulačních signálů a napájecích napětí, jakož i živé elektrody vnějších jiskřiští, jsou zapojeny tlumicí odpory. Výhody zapojení pro ochranu nízkonapětových obvodů elektronikých přístrojů před vlivy samovolných výbojů vznikajících ve vakuových zařízeních, především v obrazovkách.

spočívají v odstranění stávajících nedostatků, kdy část energie uvolněné nahodilým výbojem v obrazovce nebo v jiném vakuovém zařízení pracujícím s vysokým napětím a nespotřebované na ztrátovém odporu výbojového RLC okruhu, proniká všemi druhy vazeb do nízkonapětových obvodů příslušných zařízení a tím poškozuje zejména mikroelektronické součástky, případně snižuje jejich životnost, nebo vyžaduje náročné způsoby zapojení pro zabránění výše popsaným škodám. Uvedeného účinku se dosahuje vložením sériových omezovačích odporů k těm elektrodám vně vakuového prvku, u nichž může vznikat samovolný výboj, přičemž na omezovacím odporu té elektrody, na níž samovolný výboj vznikl, se spotřebuje destrukční energie výboje, a tím se omezí velikost výbojového proudu ve vnějším RLC obvodu, prodlouží se cyklus trvání výboje i derivace výbojového proudu.

Výhodou je i použitelnost tohoto zapojení pro černobílé obrazovky, které dosud všeobecně nemají zaveden žádný ze způsobu omezení výbojového proudu v RLC okruhu, nebot ztrátový odpor v tomto okruhu má malou hodnotu. Pro barevné obrazovky typu Soft Flash, které mají vnitřní úpravu omezující výbojový proud na ještě velkou hodnotu asi 60 A, lze zapojením podle vynálezu dále snížit výbojový proud zejména pro nejčastěji vznikající výboje mezi anodami obrazovky, až na méně než 1 A, při snížení výbojového proudu i jeho derivace stejným poměrem, jako snížení výbojového proudu v RLC okruhu. Důsledek uvedeného řešení se projevuje tím, že v obvodech napájecích obrazovky nevznikají při výbojích škodlivá napětí a nedochází k poškozování součástek v příslušných zařízeních.

Zapojení pro ochranu nízkonapětových obvodů před vlivy samovolných výbojů je následovně blíže popsáno v příkladovém provedeni pomocí připojených vyobrazení, kde obr. 1 znázorňuje uvedené zapojení pro jednu elektrodu obrazovky, obr. 2 znázorňuje schematicky základní uspořádání výbojového RLC okruhu vakuového prvku pro jednu elektrodu podle obr. 1, o ztrátovém odporu, s vloženým vnějším tlumicím odporem do uvedeného okruhu.

Zapojení pro ochranu nízkonapětových obvodů elektronických přístrojů před vlivy samovolných výbojů podle obr. 1, znázorňující uvedené zapojení pro jednu elektrodu vakuového zařízení ve formě obrazovky, je tvořeno elektrodovým systémem ES obrazovky, jehož jednotlivé elektrody jsou v praxi vyvedeny na kolíky K patice obrazovky. Pro zjednodušení je na obr.

znázorněn vývod pouze jedné elektrody na kolík K, k němuž je připojen tlumicí odpor Ro, jehož druhý konec je spojen s přívodem PÍ modulačních a napájecích napětí a přívodem P2 vnějšího jiskřiště jn příslušného prů každou elektrodu elektrodového systému ES. Druhý pól jiskřiští jn je spojen vnějším spojovacím vodičem V s vnějším vodivým povlakem B obrazovky.

Při samovolném výboji j va vakuovém prvku, například obrazovce, podle obr. 1 a 2, dojde ke spojení elektrody, u níž výboj nastal, s přívodem vysokého napětí zdroje 25 až 30 kV, ke kterému je přiložen kondenzátor C RLC okruhu, tvořený vnitřním vodivým povlakem A a kapacitou elektrodového systému ES proti vnějšímu vodivému povlaku B, přičemž dielektrikum kondenzátoru C je tvořeno sklem obrazovky. Náboj tohoto kondenzátoru C se potom vybijí podle obr. 2 v RLC okruhu tvořeném indukčností L a celkovým odporem R, takže velikost výbojového proudu i tekoucího tímto RLC okruhem je dána velikostí ztrátového odporu Rz a v sérii s ním spojeného vnějšího ochranného odporu Ro.

Tím, že celkový odpor R v RLC okruhu sestávajícího ze ztrátového odporu Rz a vnějšího ochranného odporu Ro se tímto zapojením zvětšil, omezuje se velikost výbojového proudu i. ve vnějším RLC okruhu a tím se prodlužuje cyklus trvání výboje i derivace výbojového proudu. Tím, že výbojový proud i protéká přes zionizované, výbojem vodivě spojené vnější jiskřiště jn o velice malém vnitřním odporu, vznikne na jiskřišti jn a spojovacími vodiči V jen nepatrný úbytek napětí, což znamená, že toto nepatrné napětí,již nepoškozuje součástky nízkonapětových obvodů k tomuto jiskřišti připojených. Možnost využití zapojeni pro ochranu nízkonapětových obvodů před vlivy samovolných výbojů v obrazovce se jeví především u televizorů.

kde vložením tlumicích odporů Ro o hodnotě odporu nejvýše možné, bez degradace funkce, obvodů, mezi elektrody obrazovky, vývody jiskřiští a přívody modulačních a napájecích napětí lze dosáhnout pro nejčastěji vznikající výboje u elektrod pracujících s výsokým napětím snížení výbojového proudu v RLC okruhu na méně než 1 A při snížení derivace výbojového proudu stejným poměrem jako snížení výbojového proudu v §RLC okruhu, přičemž na obvodech napájecích obrazovku nevznikají při výboji škodlivá napětí.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro ochranu nízkonapěťových obvodů elektronických přístrojů před vlivy samovolných výbojů vznikajících ve vakuových zařízeních, především obrazovkách, které v případě černobílých obrazovek nemají žádnou ochranu tlumením výbojového proudu při samovolném výboji, nebo v případě barevných obrazovek v provedení Soft Flash používají odporu ve formě povlaku vytvořeného na vnitřní částí kónusu obrazovky, pro tlumení výbojového proudu při samovolném výboji v obrazovce, zapojeného mezi přívod vysokého napětí obrazovky a elektrodový systém obrazovky uvnitř obrazovky, nebo použitím odporových prvků uvnitř obrazovky, připojených mezi přívod vysokého napětí obrazovky a každou elektrodu jejího elektrodového systému, přičemž jsou ke vnějším vývodům elektrod obrazovky na kolíky patice obrazovky připojeny přívody modulačních signálů a napájecích napětí a živé přívody elektrod vnějších jiskřiští, jejichž studené konce jsou spojovacím vodičem připojeny k vodivému vnějšímu kónusu obrazovky, vyznačené tím, že mezi vývody elektrod (ES) vakuového zařízení tvořené kolíky (K) patice vakuového zařízení a přívody (Pl) modulačních signálů a napájecích napětí, jakož i živé přívody (P2) elektrod vnějších jiskřiští (jn), jsou zapojeny tlumicí odpory (Ro).