JPH01188173A - 高効率水平偏向回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＣＲＴｌに用いたディスプレイの水平偏向回
路に係り、特に水平帰線期間の帰線動作の高効率化に関
する。

〔従来の技術〕

従来のディスプレイにおける水平偏向出力部の共振回路
は、オーム社よυ昭和５４年に出版の“現代カラーテレ
ビ技術”の１６２頁に記されているように、水平偏向コ
イルと、共振キャパシタとの単同調共振回路で構成され
ていた。この場合、水平偏向コイルのインダクタンスｆ
ｔＩ、、とし、共振キャパシタの値をＣ４とすると、帰
線期間’ｒｏｔは、共振の約半周期間、即ち、πｉで与
えられる。

また、画面右端部での偏向電流７に１．とし、帰線期藺
に偏向コイル端子間に発生するフライパツクノくルス電
圧をＶ。、とすると、 の関係が成立していた。

さて、この共振回路部の性能係数（Ｆｉｇｕｒｅ　ｏｆ
Ｍｅｒｉｔ　）を、次の式■のように定義し、これに着
目する。

式■の分子は、画面右端から画面左端に至らせるに要す
る総磁束変化であシ、一方、分母は、パルス電圧と帰線
期間との積である。

もし仮りに、フライバックパルスの波形が、純粋な矩形
波状であったとすれば、式■の値は１に等しくなるはず
である。然るに実際は、正弦波の半周期分の波形である
が故に、弐〇の通勺、１より小さく（α６４）ならざる
を得ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、弐〇で定義されるＦＭの値を従来技術
におけるα６４の値から、理想状態の１．ＯＫ−歩でも
近づけんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においては。

共振キャパシタと並列に、直列共振回路が付加され、該
直列共振回路は、既存の単同調回路の共振周波数の約３
倍の周波数に共振される。

〔作用〕

直列共振回路により、帰線期間の電圧波形は。

従来技術の正弦波状に比べて、より矩形波状に近づく。

従って性能係数ＦＭの値を改善向上できる。

〔実施例〕

本発明の基本実施例を第１図に示す。同図で１は水平出
力トランジスタである。同図ではＭＯＳ型で示したが、
これはバイポーラをであっても良い。２はダンパダイオ
ード、３は、水平偏向コイル、４は共振キャパシタであ
る。以上までの素子による回路構成は従来の水平偏向回
路と同じである。

本発明の水平偏向回路では更に点線で囲まれた直列共振
回路が接続されている。直列共振回路はキャパシタ５　
（Ｃｇ）とインダクタ６　（Ｉｓ）から成る。

後述の解析で詳述する通シ、第１図の回路の出力電圧Ｅ
は、第２図の波形７に示すような形となる。偏向コイル
に流れる電流工は、第２図の波形８に示すような形とな
る。同図で、横軸は時間であシ、実線の波形は、従来の
単同調方式に対応し、点線の波形は第１図において、３
次共振回路Ｃ５゜Ｌ３が付加された場合に対応する。

同図から判るように、パルス電圧の中央部がへこみ、そ
の結果Ｖ。、の値が低減できていることが判る。

一般にｎ　ｔ−１以上の整数とする時、（４ｎ−１）次
の高調波に直列共振する回路を付加することＫより、同
様の効果を得ることができ、特にｎ＝＝１の場合が上述
の場合に相当する０本発明の効果はｎ＝＝１の場合にお
いて最も著しい。

ところで、本発明の考え方は、従来技術における、フラ
イバックトランスの２次側における高次共振付加技術と
は根本的に異なるものである。

該２次側高次共振技術の性質は、第３．４．５図によっ
て理解される。第３図は該従来技術の回路構成であシ、
番号１〜４は第１図と同じ働きのものである。９はフラ
イバックトランス、１０はフライバックトランスのリー
ケージインダクタンスＬ５の等価表現、１１は浮遊キャ
パシタｃ５の等価表現、１２は高圧整流ダイオードであ
る。Ｌ５とｃ５とは（４ｎ−１）次ではなく、（４ｎ＋
１）次の高調波に共振するよう構成される。この場合、
２次側の電圧波形Ｅ２は、第４図の波形図に示される通
り、パルスの頂上部が平坦化され、高圧レギュレーショ
ンが改善されるという効果を有する。しかし、一方、第
３図の１次側の電圧Ｅ、は、第５図の波形図に示される
通り、パルスの頂上部が逆に尖鋭化されてしまう。即ち
、ｖｏ、値が逆に大きくなってしまう。Ｅ、の波形はフ
ライバックトランスの２次側のインダクタ１０の左側で
は第５図と相似である。インダクタ１０の右側、即ち高
圧ダイオード側では第４図の波形となる。

従って該従来技術は、高圧レギュレーションを改善する
目的には有効であるが、出力トランジスタの耐圧上は逆
に不利な性質を有していた。同、上記は、ｎ＝１の場合
について図示したが、ｎ＝２以上の場合についても同様
である。

本発明は、２次側ではなく１次側に（４ｎ＋１）次では
（４ｎ−１）次の直列共振回路を設けることにより、出
力トランジスタの耐圧上、有利な構成としたものである
。同、第１図の本発明の基本構成において、右端の端子
に並列に、更にフライバックトランスを付加した場合に
おいては、水平出力トランジスタ側のパルス振幅を低減
して、かつ、高圧レギュレーションをも改善できるとい
う長所を有するものである。

さて、次に、第１図の基本構成にもどって、本発明の効
果を定量的に解析する０時刻の原点１＝０を画面右端に
対応させ、偏向コイルＬ、に流れる初期電流をｎ＝−１
，とし、この瞬間に出力トランジスタはＯＮ状態からＯ
ＦＦ状態に変シ帰線動作を開始するものとする。また、
５次共振回路り、　、　Ｃ，の初期エネルギーは零と仮
定する。

上記仮定のもとに帰線過程の詳細は、第６図の等価回路
を解くことによって解明される。同図においてＰは演算
子でｉ、Ｐ＝ｊｗ（ｗは角周波数）である。

ノルトンの定理に従い、電圧Ｅは次の通シ求まる。

式■において分母を零とする根を とし、前者を基本波、後者ｆ、５倍波に対応させるもの
とする。

τ８キロ丁、　　　　　　　　　　　　　■演算子公式
から、式■は次の通９時間の関数として表現できる。

同、Ｃ３＝０の場合は、従来の単一共振と同じとなり、
これに対応する電圧をＥ。とすると、會。

Ｌ、１．　　　　　　　τ、　ｃｏｓφ。

式■、■を吟味するに、１＝０では両式共０となる。ま
た、帰線期間ｔ−Ｔｒａｔと記すと、”　（Ｔｒａｔ）
＝０　、　Ｂｏ（Ｔｒ、ｔ）＝０であるからして、弐〇
からはＴｒ、を ｍ＝π＋２φ、　　　　　　　　　　　　［相］τ１ 式■からは、解は無数にあるが、式■の右辺の各項を０
とすると、次の十分条件としての解を得る。

ところで、弐〇右辺の各項の物理的意味を考えて見ると
、第１項は基本波の共振を意味し、第２項は５倍波の共
振を意味している。３倍波の共振に因る項が、ｊ、−’
ｌ’！、。、においてＯとなってくれれば、帰線動作終
了時点において、Ｃ，、Ｌ、に残存するエネルギーが消
滅してくれている可能性がある。

少く共、もし消滅していれば、式■の第２項は０となる
はずである。

実際式■がＣ，、Ｌ、　　のエネルギー消滅条件である
ことを次の通シ証明できる。

第６図のり、に流れる電流をＩ、とし、Ｃ５の両端電位
差をＥ３とすると、これらは次の通シ計算できる。

（過程省略） Ｉ、＝ ＰＬ、＋− ｐｃ。

を 式Ｏを式Ｏに代入して ”５　（Ｔｒｓｔ　）　”　０ を得る。また、 式＠を式ＯＫ代入して ＥＳ　（Ｔｒａｔ　）＝　０ を得る。よって課題は証明された。

従って式０をはソ満たすようにＬ１１Ｃ１ｌＬ！ｌＩＣ
３”選定しておけば、帰線動作直後において、Ｌ５．　
Ｃ。

のエネルギーはほぼ消滅しているため、後続する走査期
間において、有害なリンギング振動を小さく抑え得ると
いう利点が得られる。

さて、式■の条件を式■を代入して近似することを考え
る。

走査期間ｔ’［’、とすると、この期間に偏向コイルの
電流Ｉは＋１．から−１，に変化するからＥｏ。Ｔ、　
＝２　Ｌｔ　ｉｌＱ また、τ、はＴ８よシ充分小さい。よって、同様にして 以上で分析を終シ次に合成に移る。式＠、■から、Ｔ、
とＴｒａｔとを与件としてて、τ５を求める近似式が次
の通シ求まる。

ここに、ｄ”　Ｔｒ＊ｓ／Ｔ、＜　１ ところで、式■において基本波（第１項）に対する３倍
波（第２項）の振幅比をｋとすると、次の通り近似でき
る。

式＠から逆にτ３を求め得る。ｋの値を約７に設定する
には、 ＝−［相］ 弐〇から、Ｔ、　（走査期間）＋’ｒｒ＠ｔ（帰線期間
）を与件として、τ１τわが確定し、更に式＠から、振
幅比ｋを与件として、τ、が確定する。よって、弐聞の
関係を根と係数の関係で表現した次式を解に決定できる
。

τ二τζ＝督τｌ＝Ｌ、Ｃ４Ｌ３Ｃ５■τ２＋τ２＝τ
２＋τ２＋τ２ ａ　　　　ｂ　　　　１　　１５　　　５＝　Ｌ、Ｃ，
＋Ｌ、Ｃ，＋Ｌ、　Ｃ３＠式■を式■に代入してτ、を
求めると、偏向コイルのインダクタンスＬ、を決めると
式■から共振キャパシタＣ１及びτ１が求まる。τ、は
■から求まっているのでこれらを式［相］に代入じてτ
、。

まる。即ち、各々、確定できる。

以上は３倍高調波方式について述べたが、４ｎ−１にお
いてｎ　＝　２とした場合、即ち７倍高調波方式につい
ては、式０．　＠、＠において３πを７πに置換すれば
、同様にして求めることができる。

３倍高調波共振刃式において、３倍波の基本波に対する
振幅比ｋを７に設定した場合の効果は、次のように定量
的に表し得る。式■に従って、上式に式■、■を代入し
て計算すると、詳細過程は省略するが最終的に次式を得
る。

し これを、単同調の場合の、前出式■と比べると、メリッ
ト指数が１．２７倍に改善されていることが判る。その
内訳は式［相］に現れている。即ち、分母の（１−ｋ）
は、ｖ。、低減効果を意味し、分子の（１＋−）は、第
２図においてフライバックパ“スの囲む面積（総磁束）
増大効果を意味している。

式［相］の形だけから見ると、３倍波比率ｋを増大する
程、改善効果が大きくなるかに見えるが、実際にはｋｔ
−ｉ以上に選定すると、第２図のパルス波形が双峰性を
増すために、却って劣化する。部ち、式■はＶ。、とし
てパルス中央値に着目しているために、ｋの値が約ｉ以
下の場合にのみ成立する。またに値を過大に選ぶことは
、第１図の付加インダクタ６のエネルギーを増大させ、
従ってその形状を大形化することからも望ましくない。

従ってｋの値はｉ以下に通常の応用においては選定する
。

以上で基本実施例の説明を終り、次に、若干の変形につ
いて、第７図に従って記す。

同図で番号１〜６は既述第１図と同じである。

９はフライバックトランス、１２は高圧整流ダイオード
である。１３は、偏向コイルに直流電流が流れるのを阻
止するためのバイパスキャパシタである。１４．１５は
例えばはｙ第７次高調波に共振するキャパシタ及びイン
ダクタである。同図の動作は、既述第１図の説明から明
白であるため説明を省略する。

勿論、本図においてフライバックトランスの２次側は、
従来技術と同じく（４ｎ＋１）次の共振作用を付与する
形式であっても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、水平帰線パルスの電圧振幅と水平帰線
期間との積を従来技術に比べて、約２０チ以上低減する
ことができる。よって、有限の性能限界を有する水平出
力トランジスタ、ダンパダイオード、偏向コイルを用い
て、より、広範囲の用途に拡大使用することができる。

または、同一用途に用いて、よシ耐環境性、信頼性を向
上することができる。従って工業上の価値が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本実施例を示す回路図、第２図はそ
の波形図。第３図は関連従来技術を示す回路図。第４図
、第５図は第３図に対応する波形図・第６図は第１図の
等節回路を示す図。第７図は本発明の変形実施例を示す
図。 １・・・水平出力ＴＲ８ ２・・・ダンパダイオード ３・・・水平偏向コイル ４・・・共振キャパシタ ５・・・付加キャパシタ ６・・・付加インダクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＣＲＴを用いたディスプレイ装置であって、少く共
   、水平偏向コイル手段、共振キャパシタ手段、水平出力
   ＴＲＳ手段を有する装置において、 該共振キャパシタと並列に、キャパシタ手段とインダク
   タ手段からなる直列共振回路手段を付加し、該直列共振
   回路手段は、該水平偏向コイル手段及び共振キャパシタ
   手段と共に、帰線期間において複合共振をなし、水平帰
   線パルス電圧振幅と帰線期間との積を小さくするように
   作用させてなる、高効率水平偏向回路。 ２、請求項１に記載の水平偏向回路において、該複合共
   振は、基本成分と少く共ひとつの高次成分とからなり、
   該高次成分の周波数は、大略基本成分の周波数の（４×
   整数−１）倍としてなる高効率水平偏向回路。