JP3282112B2 - テレビジョン受信機の高電圧安定化回路 - Google Patents

テレビジョン受信機の高電圧安定化回路

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    • H04N3/00Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
    • H04N3/10Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical
    • H04N3/16Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by means not exclusively optical-mechanical by deflecting electron beam in cathode-ray tube, e.g. scanning corrections
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    • H04N3/185Maintaining dc voltage constant

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲第1項の上位概念による回路か
ら出発する。
この種の安定化回路には多数の要求が課せられる。こ
れらは例えば、高電圧源の低い内部抵抗を得るために高
電圧を効率よく制御すること、簡単な回路構成および発
振傾向のないダイナミックな安定特性である。今までは
これら課せられた要求をすべて十分に満たすことは不可
能であった。このことは特に、16:9スクリーンを有し、
さらに高められた高電圧と高い要求の課せられる新種の
HDTV機器に対してあてはまる。
本発明の課題は、前記形式の安定化回路を、簡単な回
路構成と発振傾向のないダイナミックな安定特性と高効
率とを有するように構成することである。
この課題は本発明により、高電圧に比例する電圧がパ
ルス幅変調器の変調入力側に印加され、該変調器の出力
側はスイッチの制御入力側と接続されており、該スイッ
チの一方の端子は第2の作動電圧に接続されている。テ
レビジョン受信機の高電圧安定化回路において、キャパ
シタが、前記スイッチングトランジスタの下端点と、ア
ースとの間に配置されており、前記スイッチの他方の端
子は、ダイオードを介してアースに接続されており、か
つ前記キャパシタに接続されている、スイッチングトラ
ンジスタの端子にインダクタンスを介して接続されてい
るように構成して解決される。本発明の有利は実施例は
従属請求項に記載されている。
日本特許アブストラクト12、第308、E−647号および
特開昭63−73878号公報に記載の回路では、高電圧に比
例する電圧がパルス幅変調器の変調入力側に印加され、
この変調器の出力側がスイッチの制御入力側と接続され
ている。このスイッチはダイオードに対して並列に配置
され、このダイオードはコンデンサおよびチョークコイ
ルと直列に、高電圧スイッチの作動電圧に対して並列に
接続されている。この回路により高電圧回路のフライバ
ック期間が制御され、一方高電圧形成回路の高電圧スイ
ッチに対する本来の作動電圧は変化しないままである。
水平出力段トランジスタの下端点に、または1次巻線
に直列に電流をパルス幅変調して入力結合することによ
り、格段のダイナミック安定作用が得られ、これにより
発振傾向がさらに減少される。これは特に、本発明の回
路では周波数変化は行われず、振幅変化だけが実行され
ることに基づくものである。閉ループ制御により、良好
な安定性が達成され、高電圧源の内部抵抗が小さくな
る。本発明の回路はまた特に簡単に構成される。という
のは、実現のためには市販されている簡単な構成素子が
必要なだけだからである。
本発明の種々の実施例を図面に基づき説明する。
図1は、本発明の回路を有する水平出力段の回路図、 図2は、図1の電流特性および電圧特性を説明するた
めの線図、 図3は、図1の回路の作用を説明するための簡単な基
本回路図、 図4は、図1の回路の変形実施例の回路図、 図5は、図4の回路の作用を説明するための簡単な基
本回路図、 図6は、受像管を付加的に加熱するための回路の実施
例の回路図である。
図1では、線周波数の切換電圧1が駆動トランス2を
介して、電力スイッチとして用いられる水平出力段トラ
ンジスタ3のベースに印加される。トランジスタ3のコ
レクタ回路には走査線トランスTrが接続されている。水
平出力トランスTrの1次巻線4は作動電圧+U1に接続さ
れており、その高電圧巻線5は整流器6を介して、受像
管BRの高電圧アノードに対する高電圧UHを送出する。分
圧器7、8により約30〜35kVの高電圧は20Vのオーダの
電圧U3に降圧される。その他にフライバックダイオード
9およびフライバックコンデンサ10が示されている。こ
こまでに説明した回路は公知である。
公知の回路とは異なり、トランジスタ3の下端点b、
すなわちエミッタは接地されておらずコンデンサ11を介
してアースと接続されている。高電圧UHに比例する電圧
U3はパルス幅変調器12の入力側cに供給される。変調器
12は端子eの線周波数fHにより同期される。しかし比較
的に低い周波数または高い周波数で自由発振させること
もできる。変調器12はパルスPを形成する。これのパル
ス幅はU3により変調される。従って高電圧の目標値から
の偏差に比例して変調される。このパルスPはコンデン
サ14を介してトランジスタ15のベースに供給される。ト
ランジスタ15は一方でインダクタンスLを介して下端点
bに、他方で約−100Vの電圧U2に接続されている。U2は
整流器によりトランスTrのパルス電圧から形成すること
ができる。
図2はトランジスタ3から送出される水平偏向電流の
直流成分の特性経過を水平走査期間t1〜t3の間で示す。
t1〜t2で、パルス幅変調器12の出力側のパルスPは値ゼ
ロを有する。従ってトランジスタ15は遮断されている。
トランジスタ3から送出され、インダクタンスLを介し
て流れる電流iLは、次に電流i1として導通しているダイ
オードD1を介してアースに流れる。t2〜t3でトランジス
タ15はパルスPの正成分により導通制御される。ダイオ
ードD1のアノードにおける負電圧によりD1は阻止され
る。従って電流は次に電流i2として、導通しているトラ
ンジスタ15を介して負の作動電圧U2にい流れる。従って
ダイオードD1を介する電流i1とトランジスタ15を介する
電流i2の和はインダクタンスLを流れる電流iLとなる。
電流i2によりトランジスタ15を介してコンデンサ11の負
の方向に下端点電圧UFまで充電される。従って下端点b
には負電圧UFが形成され、その大きさはパルスPの正成
分の持続期間(トランジスタ15を流れる電流i2の期間t2
〜t3)に依存する。すなわち、高電圧UHのその目標値か
らの偏差に依存する。
例えば高電圧UHが低下すると、変調器12の入力側cの
電圧U3も低下する。パルス幅変調により期間t2〜t3(こ
の間パルスPは正である)は比較的に長くなる。すなわ
ち、トランジスタ15の導通持続時間は比較的に長くな
る。これによりさらにコンデンサ11の電圧UFは負方向に
さらに上昇する。このことはさらに、1次巻線4とトラ
ンジスタ3の直列回路を介して作用する作動電圧が比較
的に大きくなることを意味する。トランジスタ3で作用
する作動電圧が上昇することによって、前提とされた高
電圧UHの低下が補償制御される。
図3は図1の回路の作用を示す。正の安定した作動電
圧+U1は第1の電池を形成し、その端子は1次巻線4の
上側端部とアースとの間に接続されている。図1のコン
デンサは第2の電池を形成し、マイナス極がトランジス
タ3のエミッタに接続されている。しかしこの電池の電
圧UFはU1とは異なり一定ではなく、前記のように電圧U3
に依存する。すなわち、高電圧UHの目標値からの偏差に
依存する。従ってUFをUHに依存して制御することによ
り、直列回路3、4を介して作用する作動電圧が変化す
る。この作動電圧はその間前記のように高電圧UHを制御
する。すなわちトランジスタ3の下端点に電池が作用
し、この電池の電圧は高電圧UHの偏差に比例して変化す
るのである。
負の第2電池電圧U2と変調器12に対する作動電圧+U4
は整流器回路を介してトランスTrのパルス電圧から形成
することができる。高電圧UHに比例する電圧U3はフォー
カス電圧からも導出することができる。フォーカス電圧
は通常は、高電圧巻線5のタップに接続された整流器を
介して形成される。
図4は図1の回路の変形実施例を示す。図1とは異な
り、コンデンサ11はトランジスタ3の下端点には接続さ
れず、1次巻線4と作動電圧端子aとの間に接続されて
いる。構成素子L,D1,12,14,15の作用は原則的に図1と
同じである。しかし構成素子はコンデンサ11に正の電圧
UPが形成されるように極性付けられている。この正の電
圧UPは正の電圧U1に加算され、負方向のパルスの持続期
間に依存する。すなわち、トランジスタ15の導通フェー
ズの持続期間に依存する。相応して図1とは異なり、電
圧U2は正である。U2は付加的2次巻線22のパルス電圧か
ら整流器16およびコンデンサ17により形成される。トラ
ンジスタ3の制御は2つの相補形トランジスタ23、24を
介して行われる。図4の回路は、トランジスタ3のエミ
ッタを直接接地することができるという利点を有する。
これは例えば、トランジスタ3の制御が図4のように相
補形トランジスタ段で行われる場合に所望されることで
ある。図1の構成素子5、6、9、10は図4では簡単化
のため省略してある。
図5は図4の回路の作用に対する基本回路図である。
U3に依存する電圧UPは図1、図3とは異なり、トランジ
スタ3の下端点には印加されず、1次巻線4とU1に対す
る作動電圧源との間に印加される。
図1または図4のトランスTrは受像管BRの加熱電圧を
形成するために付加的2次巻線を有することができる。
この場合は次の欠点が生じる。すなわちこの巻線の加熱
電圧が、トランスの負荷が低い際すなわちビーム電流が
ゼロの際に100%であれば、例えば高電圧電力が100Wの
全負荷の際には約110%となることである。なぜなら、
前記の制御は直列回路3、4に作用する作動電圧を全負
荷の際に高めるからである。しかしこのような加熱電圧
の上昇は不所望のものである。むしろ受像管の寿命の理
由から、加熱電圧はビーム電流ゼロの場合と比較して全
負荷の場合でも一定に留まるか、または98〜99%に低下
することが所望される。
図6は、図1または図4の回路の変形実施例を示す。
この実施例は受像管BRを付加的に加熱し、変調器12に対
する作動電圧+U4を形成するためのものである。図1お
よび図4のトランスTrの1次側は簡単化のため図示して
いない。トランスは図4のように付加巻線22を有し、こ
の巻線により図1の負の第2作動電圧U2が形成される。
さらにトランスTrは付加的2次巻線18を有する。この巻
線は受像管BRに対する加熱電圧を形成するために約2タ
ーンを有する。巻線18にはさらにダイオード20とコンデ
ンサ21が接続されている。これらは端子fにパルス幅変
調器12に対する正の作動電圧+U4を形成する。実際に巻
線18の作用によっては、加熱電流iHの所要の定格値を十
分に正確に調整することはできない。従って通常は加熱
フィラメントに直列に、トランスTrとは別個の分離した
コイル19bがさらに設けられる。このコイルは付加的な
前置抵抗を形成し、これによりiHの定格値が正確に調整
される。
前記のコイル19bは図6ではコイル19aとして、加熱電
流iHだけではなく巻線22の電流i3が流れるように接続さ
れている。巻線22はU2を形成するために用いられる。こ
こで図6のコイル19aは3つの条件を満たす。
1. まずコイル19aは前記のように、加熱電流iHの所望
の定格値を調整するための前置抵抗として用いられる。
この定格値には実際は加熱巻線18の作用によっては正確
に達することができない。
2. 実際には受像管BRには高電圧フラッシュオーバー、
いわゆる“スパーク”が生じる。これは加熱フィラメン
トにも達する。この種のフラッシュオーバーは整流器16
にとっては危険なものではない。なぜなら整流器は約10
0Vの相対的に高い電圧U2のため、十分な絶縁耐力を有し
ているからである。しかし約25Vの比較的に低い電圧+U
4を形成するために用いる整流器20(絶縁耐力が低い)
に対してはこのようなフラッシュオーバーは危険なもの
であり得る。この危険性は、受像管BRの加熱フィラメン
トとダイオード20のアノードとの間のコイル19aの作用
により低減される。このコイルのインダクタンスは、高
周波のこの種のフラッシュオーバーに対して十分に高い
前置抵抗を形成する。
3. トランスTrの負荷が上昇する際には制御により、巻
線18の電圧が上昇する。そのため加熱電流iHも不所望に
上昇することとなる。しかしコイル19aには加熱電流iH
だけでなく、巻線22を通る電流i3も付加的に流れる。こ
れにより電流i3はコイル19aに付加的な電圧降下を引き
起こし、この電圧降下により加熱電流iHに対して重要な
電圧がポイントhでさらに減少される。このようにして
全負荷の際の電圧の不所望の上昇がポイントhで補償さ
れるか、または過補償される。従ってコイル19aの選定
により、ビーム電流ゼロによる駆動と比較して全負荷の
際でも加熱電流iHを約99%また95%に低減することがで
きる。
iHの定格値を正しく調整するためのコイル19は分割す
ると有利である。すなわち第1の部分19aを巻線22と18
の間に第2の部分19bを端子hと受像管BRの加熱フィラ
メントとの間に配置するのである。
コイル19は約20〜35μHのインダクタンスを有する。
コイル19は基本的には抵抗により置換することもでき
る。しかしこのような抵抗にはコイルの場合とは異な
り、抵抗で損失電力が発生するという欠点がある。
実際に試験した実施例では、図面に示された構成素子
は以下の値を有する。
抵抗7:800MΩ 抵抗8:0.4MΩ コンデンサ11:1μF 変調器12:前置増幅器、TEA5071型IC、 トランジスタ15の制御のための後置増幅器 ダイオードD1:BYW74型 インダクタンスL:2〜4mH 電圧U1:+160V一定 電圧−U2:−100V パルスPの周波数:30kHz 電圧U4:+20V
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−222374(JP,A) 特開 昭63−70270(JP,A) 特開 昭63−73878(JP,A) 特開 平2−68590(JP,A) 特公 昭61−17390(JP,B2) 国際公開93/765(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 3/185

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高電圧トランス(Tr)を有し、 該トランスの1次巻線(4)は、周期的に操作されるス
    イッチングトランジスタ(3)とともに、作動電圧(+
    U1)に接続された直列回路を形成し、 高電圧(UH)に比例する電圧(U3)がパルス幅変調器
    (12)の変調入力側(c)に印加され、 該変調器の出力側(d)はスイッチ(15)の制御入力側
    と接続されており、 該スイッチ(15)の一方の端子は第2の作動電圧(U2)
    に接続されている、テレビジョン受信機の高電圧安定化
    回路において、 キャパシタ(11)が、前記スイッチングトランジスタ
    (3)の下端点(b)と、アースとの間に配置されてお
    り、 前記スイッチ(15)の他方の端子は、ダイオード(D1)
    を介してアースに接続されており、かつ前記キャパシタ
    (11)に接続されている、スイッチングトランジスタ
    (3)の端子にインダクタンス(L)を介して接続され
    ていることを特徴とする、 テレビジョン受信機の高電圧安定化回路。(図1)
  2. 【請求項2】第2の作動電圧(U2)は第1の作動電圧
    (+U1)と反対の極性を有している請求の範囲第1項記
    載の回路。
  3. 【請求項3】第2の作動電圧(U2)および/またはパル
    ス幅変調器(12)に対する作動電圧(+U4)は、整流器
    (16、20)による整流作用によって、トランス(Tr)の
    パルス電圧から形成される請求の範囲第1項記載の回
    路。
  4. 【請求項4】前記スイッチはトランジスタ(15)により
    構成され、該トランジスタのコレクタはインダクタンス
    (L)に、エミッタは第2の作動電圧(U2)に、ベース
    はパルス幅変調器(12)の出力側(d)に接続されてい
    る請求の範囲第1項記載の回路。
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