JP3503082B2 - 高周波偏向ヨーク駆動回路 - Google Patents

高周波偏向ヨーク駆動回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイなどに用
いられる高周波偏向ヨーク駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、フライバックトランスまたは偏向
ヨークを使用した水平偏向回路は、高画質化、高密度表
示に伴って、水平偏向周波数がテレビジョン放送の2な
いし6倍となる高周波化が進んでいる。
【0003】 以下、従来のフライバックトランスまた
は偏向ヨークを使用した偏向ヨーク駆動回路について図
面を参照しながら説明する。図2は従来の偏向ヨーク駆
動回路の構成を示す回路図である。図において、9は
スイッチング素子、10はダンパダイオード、11は
共振コンデンサ、12は偏向トランスの1次巻線、13
は電源、14は偏向ヨーク、15はS字補正コンデンサ
である。
【0004】 上記構成要素の相互関係と動作について
説明する。水平スイッチング素子9がオンとされると、
偏向トランスの1次巻線12を通してエネルギが供給さ
れ、時間にほぼ比例した正の偏向電流が偏向ヨーク14
に流れる。つぎに水平スイッチング素子9がオフにされ
ると、偏向トランスの1次巻線12と偏向ヨーク14と
の合成インダクタンス成分と共振コンデンサ11の容量
成分とが共振を起こしながら偏向電流は急激に反対方向
に流れ、共振コンデンサ11の両端の電圧がゼロ以下に
なったときダンパダイオード10がオンとなって共振が
ダンプされ、つぎに水平スイッチング素子9がオンとさ
れたときにふたたび正の偏向電流が流れる。この動作を
繰り返すことによって水平偏向が継続される。
【0005】 いま、偏向電流をIDY、電源電圧をB、
水平周期をTH、帰線期間をTF、偏向ヨークのL値をL
DYとすると、 IDY=B・(TH−TF)/LDY 一方、このときの水平スイッチング素子のコレクタに発
生するVCPは VCP=B・[(TH/TF−1)・π/2+1] で表される。また、偏向感度=LDY・(IPP)2 なる数
値で偏向能力が示されるが、偏向電流の振幅IPPはVCP
/LDYに比例するので、偏向感度はVCP2/LDY =VCP
・IDYに比例する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の偏向
ヨーク駆動回路において、偏向周波数の高周波化により
水平期間TH の値が小さい値に指定されるとともに、前
記VCPの式で与えられる偏向パルス電圧の値が水平スイ
ッチング素子であるスイッチングトランジスタの耐圧か
ら規制されることにより、所定の電源電圧Bのもとで
は、帰線期間TF の値も必然的に決ってくる。このよう
な条件のもとでは、偏向電流IDYの値は、上記のIDYの
式から明らかなように、偏向ヨークのインダクタンスの
みで決まると言っても過言でない。いま、大画面化によ
り所定の偏向感度を得ようとすると、偏向電流IDYの値
を大きく設定しなければならず、偏向ヨークのインダク
タンスを非常に小さく設定する必要に迫られる。たとえ
ば、計算例として15.75KHz と64KHzとでその事
例を下記に示す。VCPを1500V と仮定するとき、 15.75KHz、パルス幅=12.0μsec、B=194V、 L
DY=2.85mH 64 KHz、パルス幅= 3.0μsec、B=197.5V、LDY
=179μH となり、インダクタンスを著しく小さく設定しなければ
ならない。
【0007】 このように、インダクタンスを小さく設
定すると、偏向ヨークの構造上、コイルの巻数が低下
し、磁界分布の調整、すなわち導線の巻位置調整の自由
度が低下する結果をもたらし、画質のコンバー特性を著
しく悪くする要因となるとともに、偏向電流が大きいた
めに発熱が大きくなり、偏向ヨークを設計する上で、所
定の磁界分布を実現し、発熱の問題を解決するなどの点
で支障をきたす状況となってきており、高性能化と相反
する問題を有している。
【0008】 本発明は上記の課題を解決するもので、
所定の電源電圧、水平スイッチング素子の耐圧および水
平駆動周波数のもとで、偏向ヨークのインダクタンスを
従来よりも大きく設定でき、したがって、磁界分布の調
整が容易にできてコンバーゼンス特性を改善できるとと
もに、偏向電流を小さくできて発熱特性を改善できる高
周波偏向ヨーク駆動回路を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、水平偏向回路において、偏向トランスの
1次巻線の一端を電源に接続し、他端を水平スイッチン
グ素子と偏向ヨークの一端とに接続し、前記水平スイッ
チング素子のオン−オフにより正の偏向電圧を発生さ
とともに、前記正の偏向電圧に対応する負の偏向電圧
をアース電位に対して生成し、前記正の偏向電圧と前記
負の偏向電圧との和の偏向電圧をS字補正コンデンサを
介し前記偏向ヨークの両端に印加して1つの偏向電流を
流す水平偏向回路を構成し、前記偏向ヨークの両端に印
加される偏向電圧を前記正の偏向電圧より大きくするこ
とにより、前記偏向ヨークのインダクタンスを前記正の
偏向電圧のみ印加するときよりも大きく設定できるよう
にした高周波偏向ヨーク駆動回路である。
【0010】
【作用】本発明は上記の構成において、偏向ヨークの一
端に偏向トランスの1次巻線による正の偏向電圧が印加
され、他端には負の偏向電圧が印加され、所定の電源電
圧および所定の正の偏向電圧のもとで、偏向ヨークに印
加される偏向電圧の大きさは(正の偏向電圧+負の偏向
電圧)となって負の偏向電圧分だけ大きくなり、所定の
偏向感度を実現するときにはその分だけ偏向電流を低減
できるので偏向ヨークのインダクタンスを正の偏向電圧
のみ与えるときよりも大きく設定できる。また、負の偏
向電圧を偏向トランスに設けた2次巻線により得る場合
には、1次2次間の結合度を調整することにより、巻線
数が少なくても偏向電流を調整できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の高周波偏向ヨーク駆動回路の
一実施例について図面を参照しながら説明する。図1は
本実施例の構成を示す回路図である。図において、1は
水平スイッチング素子、2はダンパダイオード、3は共
振コンデンサ、4は電源、5は偏向トランスの1次巻
線、6は偏向トランスの2次巻線、7は偏向ヨーク、8
はS字補正コンデンサである。
【0012】上記構成要素の相互関係と動作について説
明する。水平スイッチング素子1をオン−オフさせるこ
とにより偏向電流が形成されることは前述の通りである
が、本発明では偏向トランスに1次巻線5と独立分離し
た2次巻線6を備え、1次巻線5と結合して負の偏向パ
ルスが発生するように一端を接地する。偏向ヨーク7の
一端を水平スイッチング素子1のコレクタ部に接続し、
他端を前記2次巻線6の負の偏向パルス発生端子に接続
する。いま、偏向トランスの1次巻線5と2次巻線6の
巻線比を1:nとする。上記構成において、水平スイッ
チング素子1がオン状態のとき、偏向ヨーク7には電源
電圧Bと2次電圧n・Bとによる正方向の偏向電流が流
れ、水平スイッチング素子1をオフとした時点から、偏
向トランスと偏向ヨーク7との合成インダクタンスと共
振コンデンサ3の容量とによる負方向の共振電流が流
れ、共振コンデンサ3の両端の電圧が負に転じた時点で
ダンパダイオード2がオンとなって共振がダンプされ、
つぎに水平スイッチング素子1がオンとされて再度正の
偏向電流が流れる動作に移行する。以上の動作を繰り返
して水平偏向動作が実行される。
【0013】 この動作において、偏向トランスの1次
巻線5の一端は電源4に接続されて従来通りの偏向電圧
を発生する動作であるため、その正の偏向パルス電圧V
CPを水平スイッチング素子1の耐圧に対応して設定する
ことができる。一方、偏向ヨークには、この正の偏向電
圧と2次巻線6による負の偏向電圧との合計電圧を印加
しており、偏向パルス電圧で言えば、VCP+n・VCP=
(1+n)・VCPの電圧が印加している。したがって、
偏向ヨーク7には水平スイッチング素子1の耐圧で決ま
る正の偏向電圧の(1+n)倍の偏向電圧を印加できる
ことになる。所定の偏向感度を得たいときに、偏向電圧
を(1+n)倍に与えると、インダクタンスを(1+
n)2 倍にしてよいことは言うまでもない。このよう
に、偏向ヨーク7に1次巻線5による正の偏向電圧と2
次巻線6による負の偏向電圧との合計電圧を印加し、正
の偏向電圧を水平スイッチング素子1の耐圧で決まる所
定の電圧に設定することにより、偏向ヨークのインダク
タンスを従来よりも大きく設定できる。また、インダク
タンスを大きした分だけ偏向電流が小さくなるので、
偏向ヨークにおける電流損の発熱も低減される。
【0014】また、偏向動作時において、偏向ヨーク7
にかかる偏向電圧は、図3(b)に示したように、アー
スに対して1:nの正と負に分割されるので、巻線比
1:nの位置に電気中性点が存在し、偏向ヨークにおけ
る対アースの分布容量は、図3(a)に示した従来の場
合に対して、電位分布の変化により等価的に1/(1+
n)2に低減でき、帰線期間の終了後の振動回路におけ
る寄生振動成分を小さくできる効果もある。
【0015】図4は偏向トランスと、2次巻線6に接続
される偏向ヨーク7との結合を示す等価回路図である。
図において、偏向電流はリーケージインダクタンス21
を介して流れることになり、kの値を調整することによ
り偏向電流の調整が可能となり、偏向ヨークの巻線数が
少なくて適切な巻線調整が困難な場合でも、結合度を調
整することにより偏向ヨークを調整することができるよ
うになる。
【0016】 以上のように本実施例によれば、水平
イッチング素子の耐圧などで決まる所定の正の偏向電圧
と、2次巻線による負の偏向電圧との和の偏向電圧を偏
向ヨークに印加することにより、偏向ヨークのインダク
タンスを大きく設定できるとともに、発熱を低減し、さ
らに、結合度の調整により偏向ヨークの調整が容易にな
る他、対アースの分布容量を等価的に低減して寄生振動
を小さくすることもできる。
【0017】なお、実施例では負の偏向電圧を偏向トラ
ンスの2次巻線により実現したが、他の同等な手段を用
いてもよいことは言うまでもない。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、水平偏向回路において、偏向トランスの1次巻線の
一端を電源に接続し、他端を水平スイッチング素子と偏
向ヨークの一端とに接続し、前記水平スイッチング素子
のオン−オフにより正の偏向電圧を発生させるととも
に、前記正の偏向電圧に対応する負の偏向電圧をアース
電位に対して生成し、前記正の偏向電圧と前記負の偏向
電圧との和の偏向電圧をS字補正コンデンサを介し前記
偏向ヨークの両端に印加して1つの偏向電流を流す水平
偏向回路を構成し、前記偏向ヨークの両端に印加される
偏向電圧を前記正の偏向電圧より大きくすることによ
り、前記偏向ヨークのインダクタンスを前記正の偏向電
圧のみ印加するときよりも大きく設定できるようにした
ことにより、水平スイッチング素子の耐圧などにより制
限される偏向電圧よりも大きい偏向電圧を偏向ヨークに
印加でき、その分だけ偏向ヨークのインダクタンスを大
きく設定でき、したがって偏向ヨークの設計の自由度を
大きくしてコンバーゼンス特性を改善できるとともに発
熱も低減でき、さらに偏向トランスにより負の偏向電圧
を得る場合には結合度の調整により偏向電流の調整を容
易にできるようになる。また、対アースの分布容量をも
低減して寄生振動を少なくする効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高周波偏向ヨーク駆動回路の構成を示
す回路図
【図2】従来の偏向ヨーク駆動回路の構成を示す回路図
【図3】偏向ヨークの対アース電圧と分布容量との関係
を示す特性図
【図4】本発明の等価回路図
【符号の説明】
、9 水平スイッチング素子(スイッチングトランジ
スタ) 2、10 ダンパダイオード 3、11 共振コンデンサ 4、13 電源 5、12 偏向トランスの1次巻線 6 負の偏向電圧を生成するための偏向トランス2次
巻線 7、14 偏向ヨーク 8、15 S字補正コンデンサ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−176193(JP,A) 特開 平2−201491(JP,A) 特開 平2−129846(JP,A) 特許3367029(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 1/00 - 1/28 H04N 3/16 - 3/40 H01J 29/52 - 29/60 H01J 29/64 - 29/84

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平偏向回路において、偏向トランスの
    1次巻線の一端を電源に接続し、他端を水平スイッチン
    グ素子と偏向ヨークの一端とに接続し、前記水平スイッ
    チング素子のオン−オフにより正の偏向電圧を発生さ
    とともに、前記正の偏向電圧に対応する負の偏向電圧
    をアース電位に対して生成し、前記正の偏向電圧と前記
    負の偏向電圧との和の偏向電圧をS字補正コンデンサを
    介し前記偏向ヨークの両端に印加して1つの偏向電流を
    流す水平偏向回路を構成し、前記偏向ヨークの両端に印
    加される偏向電圧を前記正の偏向電圧より大きくするこ
    とにより、前記偏向ヨークのインダクタンスを前記正の
    偏向電圧のみ印加するときよりも大きく設定できるよう
    にした高周波偏向ヨーク駆動回路。
  2. 【請求項2】 負の偏向電圧を偏向トランスに設けた2
    次巻線により得るようにした請求項1記載の高周波偏向
    ヨーク駆動回路。
  3. 【請求項3】 2次巻線と1次巻線との結合度により偏
    向ヨークの偏向電流を調整するようにした請求項2記載
    の高周波偏向ヨーク駆動回路。
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