CS255100B1

CS255100B1 - Connection for electronic instruments' low-voltage circuits protection against spontaneous discharges influences

Info

Publication number: CS255100B1
Application number: CS86129A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Haman; Vladimir Sellner
Original assignee: Frantisek Haman; Vladimir Sellner
Priority date: 1986-01-07
Filing date: 1986-01-07
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS12986A1

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.Involvement involves disciplines applying Vacuum elements, especially screens, and fixes problem of circuit protection components in total devices with vacuum elements used. The essence of engagement is that that between the electrodes of the ES electrode system Vacuum Device to Pin To Vacuum Socket P1 modulation equipment and supplies signals and power voltages as well as live sparks P2 electrodes outside sparkle Ro resistors are connected. Use particular involvement of televisions, where by inserting resistors Ro of a value highest possible without degrading circuitry between the screen electrodes, the spark plugs and modulation and power supply leads can be achieved for most emerging discharges at high electrodes voltage reduction of the discharge current in the RLC circuit to less than 1 ampere when reduced derivative of the discharge current by the same ratio as reducing the discharge current in the RLC circuit taking on the power supply circuits screen there are no harmful voltages in the discharge.

Description

Vynález se týká zapojení pro ochranu nízkonapětových obvodů elektronických přístrojů před vlivy samovolných výbojů vznikajících ve vakuových zařízeních, především v obrazovkách.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to circuitry for protecting low voltage circuits of electronic devices from the effects of spontaneous discharges occurring in vacuum devices, particularly in screens.

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.Hitherto, a method of protecting microelectronic components in electronic devices from spontaneous damage is to use sparks that define the paths of the discharge currents, to include decoupling resistors between the lead electrodes and the low voltage circuits, and in a wiring method that isolates the discharge energy from the chassis. to the place of origin, that is, in the television to the screen. Despite the considerable effectiveness of these methods of protection, however, a part of the energy released by the spontaneous discharge penetrates into the low-voltage circuits of the device where it causes failures. Therefore, the microelectronic components used in said devices require a demanding protection.

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.The modern trend in electronic devices has led to the widespread application of microelectronic semiconductor devices, including integrated circuits. These components are much more sensitive to overload failures of all kinds. As a result, there appears to be a need to provide a circuit that ensures that any spontaneous discharge in the high voltage device that may occur accidentally does not damage the low voltage circuits in its vicinity.

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.It is known that in the case of a black-and-white screen, the self-discharge shock-discharge protection has not yet been applied. Since the discharge resistance RLC of the discharge circuit is small, the discharge current reaches hundreds of amperes.

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.There is also known a kind of screen for the color display, wherein the conductive layer deposited on the inner wall of the cone of the screen, which forms a capacitor with the outer conductive layer of the screen, i ^e as a resistive layer. In the literature this embodiment is referred to as Soft Flash. The RLC dissipation value of the screen circuit is up to 400 Ohm, which reduces the discharge current to approximately 60 A.

Nedostatek tohoto uspořádání spočívá v tom, že při něm nelze snížit výbojový proud pod hranici desítek ampérů.The disadvantage of this arrangement is that it is not possible to reduce the discharge current below the tens of amperes.

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.Further, it is known to use a metal frame with stretched conductors instead of a mask in front of the screen, where a high resistance metal-coated ceramic resistive element is connected in the voltage supply to the individual electrodes, which in some cases reduces the discharge current up to two amperes. However, this is a very demanding technique to be implemented inside the screen. The disadvantage of this solution is that the internal arrangement of the electrodes in combination with the resistive elements is relatively demanding in terms of production.

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.The above drawbacks eliminate the circuitry for protecting low voltage circuits of electronic devices from the effects of spontaneous discharges according to the invention arising in vacuum devices, especially screens which, in the case of black-and-white screens, have no protection use a support in the form of a coating formed on the inner part of the screen cone, to attenuate the on-screen discharge current connected between the high voltage supply and the screen electrode system inside the screen, or by using resistive elements inside the screen connected between the high voltage supply and each the electrode of her electrode system.

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.In this connection, for each of the above methods, the supply terminals of the supply voltage modulation signals and the live electrodes of the external spark gaps are connected to the external terminals of the display base, the cold ends of which are connected to the conductive outer cone of the display by a connecting conductor. The principle of the invention is that damping resistors are connected between the outer terminals of the vacuum element socket and the terminals of the modulation signals and supply voltages, as well as the live electrodes of the external spark gaps. Advantages of wiring for protection of low voltage circuits of electronic devices against the effects of spontaneous discharges occurring in vacuum devices, especially in screens.

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.they consist in eliminating existing shortcomings, where part of the energy released by a random discharge in a screen or other high-voltage vacuum device and not consumed on the dissipation resistance of the discharge RLC circuit, penetrates all kinds of connections into the low-voltage circuits of the respective devices and thereby damages microelectronic components their lifetime, or requires demanding wiring methods to prevent the damage described above. This effect is achieved by inserting series limiting resistors to those electrodes outside the vacuum element that may be spontaneously discharged, whereby the limiting resistance of the electrode on which the spontaneous discharge is generated consumes the destructive energy of the discharge, thereby limiting the magnitude of the discharge current in the external RLC circuit, the cycle duration of the discharge and the derivative of the discharge current are extended.

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.The advantage is also the applicability of this connection for black-and-white screens, which have generally not yet implemented any method of limiting the discharge current in the RLC circuit, because the loss resistance in this circuit has a small value. For Soft Flash color displays having an internal discharge current-limiting design of still high values of about 60 A, the invention may further reduce the discharge current, particularly for the most commonly occurring discharges between screen anodes, up to less than 1 A, while reducing the discharge current and its derivative with the same ratio as the reduction of the discharge current in the RLC circuit. The consequence of this solution is that the power supply circuitry does not generate harmful voltages during discharges and does not damage components in the devices.

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.The circuitry for protecting low voltage circuits from the effects of spontaneous discharges is described in more detail in the example with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the circuit for a single electrode of the screen. 1, of a loss resistance, with an external damping resistor inserted into said circuit.

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.The circuitry for protecting low voltage circuits of electronic devices against the effects of spontaneous discharges of FIG. 1, illustrating said circuitry for a single electrode of a vacuum device in the form of a screen, consists of an ES screen electrode system. For simplicity, FIG.

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.the outlet of only one electrode per pin K is connected to a damping resistor Ro, the other end of which is connected to the supply terminal P1 of the modulating and supply voltages and the supply terminal P2 of the external spark gap elsewhere for each electrode of the electrode system ES. The other pole of the spark gap is connected by the outer conductor V to the outer conductive coating B of the screen.

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.In the case of a self-discharge in a vacuum element, for example a screen, according to FIGS. 1 and 2, the electrode at which the discharge occurred is connected to a high-voltage supply of a source of 25 to 30 kV to the RLC circuit capacitor C of internal conductive conductor. and a capacitance C of the electrode system against the outer conductive coating B, the dielectric of the capacitor C being the glass of the screen. The charge of this capacitor C is then discharged according to FIG. 2 in an RLC circuit consisting of inductance L and total resistance R, so that the magnitude of the discharge current i flowing through this RLC circuit is determined by the magnitude of the loss resistance Rz and the external protective resistor Ro connected therewith.

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.By increasing the total resistance R in the RLC circuit consisting of the loss resistor Rz and the external protective resistor Ro by this circuit, the amount of discharge current i in the external RLC circuit is reduced and thus the cycle duration of the discharge and the derivative of the discharge current are prolonged. Since the discharge current i flows through a zionized, discharge-connected external spark gap nec of very low internal resistance, only a slight voltage drop occurs at the spark gap nec and the connecting conductors V, which means that this low voltage no longer damages the low-voltage circuitry to this Sparks connected. The possibility of using wiring to protect low-voltage circuits from the effects of spontaneous discharges in the screen appears especially for televisions.

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.where by inserting the highest possible resistance values Ro, without degradation of function, circuits, between the screen electrodes, spark outlets and modulation and supply voltage leads, for the most commonly occurring high voltage discharge electrodes, the discharge current in the RLC circuit can be reduced to less than 1 A when the derivative of the discharge current is reduced by the same ratio as the reduction of the discharge current in the §RLC circuit, while no harmful voltages are generated on the power supply circuitry of the display.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wiring for protection of low voltage circuits of electronic devices against the effects of spontaneous discharges occurring in vacuum devices, especially screens which, in the case of monochrome screens, have no self-discharge shock attenuation or Soft Flash color screens, use a resistor in the form of an internal portion of the screen cone, for attenuating the on-screen discharge current connected between the high voltage supply and the screen electrode system within the screen, or by using resistive elements within the screen connected between the high voltage supply and each electrode of its electrode system; modulation signal and supply voltage connections and live electrode leads are connected to the external screen electrode terminals on the screen base pins sparks, the cold ends of which are connected by a connecting conductor to the conductive outer cone of the display, characterized in that between the electrode terminals (ES) of the vacuum device consisting of the vacuum device sockets (K) and the terminals (P1) of modulation signals and supply voltages; electrode leads (P2) of external spark gaps (jn), damping resistors (Ro) are connected.