JPH03117365A - 直流電源装置 - 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］ 本発明はフライバックトランスを用いて直流の高電圧を
得る直流電源装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、テレビジョンセットやモニタ装置に組込まれて
いるＣＲＴのアノードに印加するアノード電圧ｖＡは例
えば２５ＫＶ等の直流の高電圧である。このような直流
高電圧を簡単に得る電源装置の一つとしてフライバック
トランスを用いた直流電源装置がある。

第４図はこのような直流電源装置が組込まれたＣＲＴ駆
動回路を示す回路図である。ＣＲＴＩ内にはカソード２
が配設され、カソード２の前方位置に複数のグリッド３
が配設されている。また、ＣＲＴＩの外周には水平偏向
コイル４および垂直偏向コイル５が巻装されており、さ
らにアノード端子６が取付けられている。

外部から人力されたビデオ信号ａはビデオ増幅器７で増
幅されたのちカソード２に印加される。

また、垂直駆動回路８は入力した垂直同期信号すに同期
する励磁電流を垂直偏向コイル５へ印加する。入力端子
９から人力された水平同期信号Ｃは水平駆動回路１０内
の出力トランジスタ１０ａのベースへ印加される。この
水平駆動回路１０は、周知のように、前記出力トランジ
スタ１０ａとこの出力トランジスタ１０ａに並列接続さ
れたダンパーダイオードＤ、共振コンデンサＣＲ＋前記
水平偏向コイルし、と８字補正用コンデンサＣ５とで構
成されている。そして、出力トランジスタ１、０　ａの
コレクタにはフライバックトランス１１の一次側巻線１
．１　ａの一端が接続され、フライバックトランス１１
の一次側巻線１１ａの他端は直流電圧ＶＣＣを供給する
電源１２が接続されている。

このような水平駆動回路１０において、入力端子９に周
波数ｆＨの水平同期信号Ｃが印加されると、フライバッ
クトランス１１の一次側巻線１１ａの両端には、周期Ｔ
ｏ（１／ｆｏ）の山形形状を有するパルス状電圧が発生
する。なお、この山形形状を有するパルス状電圧波形の
ピーク電圧は通常約ＩＫＶである。

フライバックトランス１１の二次側巻線１１ｂの巻数は
一次側巻線１１ａの約２５倍に設定されているので、二
次側巻線１１ｂの両端には約２５ＫＶのパルス状電圧が
誘導される。この二次側巻線１１ｂの一端は接地されて
おり、（＋）側端子はダイオード１３を介して前記アノ
ード端子６へ接続され、ダイオード１３のカソード側端
子と接地間には平滑用コンデンサ１４が接続されている
。

また、フライバックトランス１１の二次側巻線１１ｂに
は中間タップ１５が取出され、この中間タップ１５に整
流ダイオードと調整回路１６を介してフォーカス調整用
の第３グリツド０３等が接続されている。

よって、電源１２、水平駆動回路１０、フライバックト
ランス１１、ダイオード１３と平滑用コンデンサ１４と
からなる整流回路とで直流電源装置を構成している。

そして、フライバックトランス１１の二次側巻線１１ｂ
から出力されたパルス状電圧はダイオード１３と平滑用
コンデンサ１４からなる整流回路で約２５ＫＶ一定値を
有する直流の高電圧に変換されて、ＣＲＴＩのアノード
端子６へ印加される。

よって、ビデオ信号ａに応動してカソード２から放射さ
れた電子は電子ビーム１７として表示画面１ａの蛍光面
に入射される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第４図に示すようなフライバックトラン
ス１１と整流回路とで構成された直流電源装置において
もまだ次のような問題があった。

このようなＣＲＴ駆動回路に組込まれた直流電源装置に
おける電流・電圧特性は第５図に示すようになる。すな
わち、２５ＫＶ以上のアノード電圧ｖＡを維持するため
に負荷となるＣＲＴＩにおける等価負荷インピーダンス
Ｒ６は非常に高い値を有しているので、負荷電流ｉＬの
最大値は高々数１００μＡである。よって、通常は第５
図に示す電流・電圧特性の平坦部分を使用する。

しかし、第５図に示すように、負荷電流ｉＬが例えば数
ｌθμ八以への０近傍部分においては、出力電圧Ｖ。は
２次曲線を措いて上昇する。その結果、ＣＲＴＩに何も
表示していない状態においては、負荷電流ｉＬが流れな
いので、アノード電圧■４が急慰に上昇する。アノード
電圧ＶＡが上昇すると、アノード電圧ＶＡが印加される
各回路部材の絶縁耐圧を通常のアノード電圧ｖＡより高
い値に設定する必要がある。よって、各回路部材の製造
費が上昇したり、装置全体が大型化する問題がある。

また、アノード電圧ＶＡが低下するとＣＲＴＩの表示画
面が大きくなるほど、また負荷電流ｉＬが変化する毎に
アノード電圧ＶＡが大幅に変化すると、表示された画像
の品質が低下する。

さらに、一般家庭用のテレビジョンセットにおいては、
第４図に示すように、電子ビーム１７のフォーカス調整
用の第３グリツドＧ３や第２グリツドＧ２に印加する電
圧”　Ｇ３＋　　”　Ｇ３をフライバックトランス１１
の二次側巻線１１ｂの中間タップ１５から取出している
ので、負荷電流ｉＬが変化すると、グリッド電圧Ｖ。３
＋ＶＧ３が変化するので、フォーカス位置スポット径が
変動して画像がぼける。よって、常に最良の鮭明画像が
得られなくなる懸念もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
負荷電流が規定下限値以下に低下すると、抵抗を介して
強制的に微小の負荷電流を流すことにより、電力消費を
最小限に維持した状態で出力電圧をほぼ一定値に維持で
き、負荷の耐電圧を低下できる直流電源装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解消するために本発明の直流電源装置は、連
続するパルス状電圧を出力する電源部と、一次側巻線に
電源部から出力されたパルス状電圧が印加され、二次側
巻線から高電圧を出力するフライバックトランスと、こ
のフライバックトランスから出力された高電圧を整流す
るダイオードと平滑用コンデンサとからなる整流回路と
、この整流回路の出力端子間に抵抗を介して接続された
スイッチング素子と、整流回路から負荷へ流入する負荷
電流を検出して、負荷電流値が規定下限値以下のときス
イッチング素子へ導通信号を送出する負荷電流検出部と
を備えたものである。

［作　用］ このように構成された直流電源装置であれば、フライバ
ックトランスの二次側巻線に接続された整流回路の出力
端子間に抵抗を介してスイッチング素子が介挿されてお
り、負荷に流れる負荷電流値が規定下限値以下になると
、そのスイッチング素子が導通ずる。その結果、スイッ
チング素子を介して抵抗に電流が流れる。よって、負荷
電流が零になることが未然に回避されるので、出力電圧
が急激に上昇することはない。

また、負荷電流が上記規定下限以上に増加するとスイッ
チング素子が遮断される。よって、このスイッチング素
子および抵抗を介して電流が流れず、負荷電流はすべて
負荷に流入する。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例の直流電源装置が組込まれたＣＲＴ駆動
回路を示す回路図である。第４図と同一部分には同一符
号が付しである。

入力端子９から入力された水平同期信号Ｃは水平駆動回
路１０内の出力トランジスタ１０ａのベースに印加され
る。この水平駆動回路１０は、入力した水平同期信号Ｃ
に同期して水平偏向コイルＬ、に鋸歯状波形を有する励
磁電流ｉＨを通流させる回路である。したがって、フラ
イバックトランス１１の一次側巻線１１ａの両端には約
ＩＫＶのピーク電圧を有する山形形状を有するパルス状
電圧が発生し、二次側巻線１１ｂの両端には約２５ＫＶ
のパルス状電圧が誘導される。よって、直流電圧ＶＣＣ
を出力する電源１２および水平駆動回路１０はパルス状
電圧を出力する電源部２０を構成する。

フライバックトランス１１の二次側巻線１１ｂの一端は
接地されており、（＋）側端子はダイオード１３を介し
て負荷としてのＣＲＴＩのアノード端子６へ接続され、
ダイオード１３のカソード側端子１３ａと接地間には平
滑用コンデンサ１４が接続されている。

さらに、ダイオード１３のカソード側端子１３ａと接地
間には抵抗２１とスイッチング素子としてのトランジス
タ２２との直列回路が介挿されている。なお、前記抵抗
２１の抵抗値は、例えばトランジスタ２２が導通した状
態でこの抵抗２１に予め設定された数１０μＡ程度の規
定下限値ｉ５の電流が流れるような値に設定されている
。

また、フライバックトランス１１の二次側巻線１１ｂに
は中間タップ１５が取出され、この中間タップ１５に調
整回路１６を介してフォーカス調整用の第３グリツドＧ
１等が接続されている。

また、入力端子２３から入力されたビデオ信号ａはビデ
オ増幅器７を介してＣＲＴＩのカソード２へ印加される
と共に、トランジスタ駆動回路２４へ人力されれる。こ
のトランジスタ駆動回路２４はビデオ信号ａの平均信号
レベル（ＡＰＬ：アベレイジ・ピクチャー・レベル）を
検出し、信号レベルがロー（Ｌ）レベルのときトランジ
スタ２２のベースヘハイ（Ｈ）レベルの導通信号を送出
し、信号レベルがハイ（Ｈ）レベルのときトランジスタ
２２のベースへロー（Ｌ）レベルの遮断信号を送出する
。

さらに、入力端子２５から入力された垂直同期信号すは
垂直駆動回路８で垂直同期信号すに同期する励磁電流に
変換された後、垂直偏向コイル５へ印加される。

このように構成された直流電源装置が組込まれたＣＲＴ
駆動回路において、水平同期信号Ｃが入力されると水平
駆動回路１０が動作して、フライバックトランス１１の
一次側巻線１１ａに連続するパルス状電圧が印加され、
二次側巻線１１ｂにパルス状の高電圧が誘起される。二
次側巻線１１ｂに誘起されたパルス状の高電圧は、ダイ
オード１３と平滑用コンデンサ１４からなる整流回路に
て例えば２５ＫＶ等のほぼ一定値を有した直流高電圧に
変換される。そして、整流回路の出力電圧Ｖ。は負荷と
してのＣＲＴＩのアノード端子６ヘアノード電圧Ｖ＾と
して印加される。

一方、ビデオ信号ａはビデオ増幅器７を介してＣＲＴＩ
のカソード２に印加されるが、ビデオ信号ａがハイ（Ｈ
）レベル時にはカソード電位を低下させて電子ビーム１
７を生起させ、ビデオ信号ａがロー（Ｌ）レベル時には
カソード電位を上昇させて電子ビーム１７を消去させる
。よって、ビデオ信号ａがハイ（Ｈ）レベル時にはアノ
ード端子６からカーツド２へ負荷電流ｉ　ＬＡが流れ、
ビデオ信号ａがロー（Ｌ）レベル時には負荷電流ｉ　Ｌ
Ａは流れない。

そして、トランジスタ駆動回路２４はＡＰＬ（平均信号
レベル）がロー（Ｌ）レベルのとき、すなわち、ＣＲＴ
Ｉの負荷電流ｉＬＡが比較的小さいトキのみトランジス
タ２２のベースヘハイ（Ｈ）レベルの導通信号を送出し
て、トランジスタ２２を導通させる。したがって、抵抗
２１およびトランジスタ２２を介して接地へ前記規定下
限値ｉ。

の電流が流れる。

また、ＣＲＴＩの負荷電流ｉ　ＬＡが比較的大きい場合
、すなわちＡＰＬが大きい時にはトランジスタ２２は遮
断されるので、抵抗２１に前記規定下限値ｉｓの電流は
流れない。

したがって、トランジスタ駆動回路２４は整流回路から
負荷へ流入する負荷電流ｉ　ＬＡをＡＰＬを用いて予測
してトランジスタ２２を導通遮断制御する負荷電流検出
部を構成する。

このような直流電源装置であれば、負荷としてのＣＲＴ
Ｉのアノード端子６とカソード２間に流れる負荷電流ｉ
　ＬＡが規定下限値ｉ５以下に低下すると、トランジス
タ２２が導通され、トランジスタ２２を介して抵抗２１
に強制的に上記規定下限値ｉ、の電流が流れる。よって
、整流回路から出力される全体の負荷電流ｉＬが規定下
限値ｉｓ以下に低下することはない。

その結果、たとえＣＲＴＩの負荷電流ｉ　ＬＡが途絶え
たとしても、第５図に示す電流・電圧特性のうちの点線
から左側部分における通常のアノード電圧Ｖ、より大幅
に高い高電圧ｖ０がＣＲＴＩのアノード端子６に印加さ
れることはない。したがって、出力信号電圧Ｖ。が印加
される回路部材の絶縁耐電圧を通常のアノード−電圧ｖ
Ａ以上に設定する必要がないので、各回路部材の製造費
を低減できるとともに各回路部材を小型軽量に形成でき
る。

また、第５図に示す電流・電圧特性のうちの点線から右
側部分の出力電圧Ｖ。がほぼ一定した領域を使用するの
で、たとえ負荷電流ｉＬが変化したとしても、出力電圧
Ｖ。がほとんど変化しなく、アノード電圧ｖＡが常に一
定電圧となる。したがって、アノード電圧ｖＡ変動に起
因する画像品質低下は生じない。

また、負荷電流ｉＬＡが規定下限電流ｉ、を越えると、
トランジスタ２２は遮断される。したがって、通常動作
時は抵抗２１に電流ｉｓが流れないので、消費電力を低
減できる。

また、第１図におけるフライバックトランス１１の一次
巻線１１ａと電源１２との間に電圧レギュレータを挿入
し、アノード端子６と接地間に一対の分圧抵抗を介挿し
、さらにアノード電圧ｖＡの分圧電圧Ｖａを電圧レギュ
レータへ帰還させて、アノード電圧ｖＡが一定値になる
ように直流電圧ＶＣＣを制御する電圧制御回路が考えら
れる。

通常、本願発明の各回路２１．２２．２４が存在しない
上記電圧制御回路においては、ＡＰＬが０の場合には、
出力電圧（アート電圧ＶＡ）が非常に高くなろうとする
ので、電圧レギュレータは直流電圧ＶＣＣを低く制御す
る必要があるが、出力電圧変化幅が非常に大きいので、
十分な電圧制御が実行できない懸念がある。そのため、
分圧抵抗値を小さくして分圧抵抗を常時流れる電流値を
大きくして、出力電圧の変化幅を小さくする必要がある
。その結果、分圧抵抗による熱損失が増大する。

しかし、本願発明の各回路２１，２２．２４が存在する
ので、分圧抵抗の抵抗値を大きくして、熱損失を抑制で
きる。

さらに、電子ビーム１７のフォーカスｉｆ用の第３グリ
ッドＧ、に印加するグリッド電圧ＶＧ３をフライバック
トランス１１の二次側巻線１１ｂの中間タップ１５から
取出しているが、出力電圧Ｖｏがほぼ一定値を維持する
ので、中間タップの電圧もほぼ一定値を維持する。した
がって、画像がぼけることはなく、常に最良の鮮明画像
が得られる。

第２図は本発明の他の実施例に係わる直流電源装置を示
す回路図である。第１図と同一部分には同一符号が付し
である。

この実施例においては、パルス状電圧を出力する電源部
として、スイッチングレギュレター電源３１を使用して
いる。このスイッチングレギュレータ電源３１は、周知
のように、直流電圧信号を一定周期でスイッチングして
連続するパルス波形を形成して、そのパルス波形のデイ
ニーティ比を変化させることによって、出力電圧を制御
する回路である。

よって、このスイッチングレギュレータ電源３１から出
力されたパルス状電圧はフライバックトランス１１で高
電圧に昇圧され、ダイオード１３、コイル３２．平滑用
コンデンサ１４からなる整流回路で直流高電圧に変換さ
れる。そして、整流回路から出力された高圧の出力電圧
Ｖ。は負荷３３に印加される。また、整流回路の出力端
子と接地間には抵抗２１およびトランジスタ２２の直列
回路が介挿されている。

また、負荷３３に流入する負荷電流ｉ　ＬＡは変流器３
４ａおよび電流検出回路３４ｂにて検出される。７ｕ流
検出回路３４ｂは検出した負荷電流ｉ　ＬＡが前述した
規定下限値ｉｓ以下になると、トランジスタ２２へ導通
信号を送出して、抵抗２１に電流ｉ５を通流させる。よ
って、全体の負荷電流ｉ１が規定下限値ｔｓ以下になる
ことはない。

一般に、スイッチングレギュレター電源３１の負荷電流
ｉＬと出力電圧Ｖ。との関係は第３図に示すように、出
力電圧Ｖ。は負荷電流ｉＬに影響されないが、スイッチ
ングレギュレター電１１ｉＸ３１の電源容量により、最
小負荷電流ｉ、と最大負荷電流ｉ、、とが設定されてい
る。そして、その電流範囲（ｌ　ｍｌ〜ｉ、、）で使用
することが推奨されている。したがって、前記規定下限
値ｉ５を最小負荷電流ｉ、より若干上に設定すれば、全
体の負荷電流ｉＬが最小負荷電流ｉ、以下になることが
未然に防止できる。また、負荷電流ｉＬが最小負荷電流
１１以上になると抵抗２１に流れる電流ｉ５が遮断され
るので、消費電力を低減できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の直流電源装置によれば、整
流回路の出力端子間に抵抗およびスイッチング素子を直
列接続し、負荷電流が規定下限値以下に低減するとスイ
ッチング素子を導通させて抵抗に強制的に微小電流を流
すようにしている。

したがって、電流・電圧特性中の動作点を常時最良位置
に設定できる。また、負荷電流が規定下限値以上になる
と抵抗に流れる電流を遮断しているので、電力消費を最
小限に維持した状態で出力電圧をほぼ一定値に維持でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる直流電源装置を組込
んだＣＲＴ駆動回路を示す回路図、第２図は本発明の他
の実施例に係わる直流電源装置を示す回路図、第３図は
同実施例回路の動作を示す電流・電圧特性図、第４図は
従来の直流電源装置を組込んだＣＲＴ駆動回路を示す回
路図、第５図はＣＲＴ駆動回路に組込まれた一般的な直
流電源装置における電流・７ａ圧時特性である。 １・・・ＣＲＴ、２・・・カソード、３・・・グリッド
、７・・・ビデオ増幅器、８・・・垂直駆動回路、１０
・・・水平駆動回路、１１・・・フライバックトランス
、１１ａ・・・一次側巻線、１１ｂ・・・二次側巻線、
１２・・・電源、１３・・・ダイオード、１４・・・平
滑用コンデンサ、１５・・・中間タップ、１７・・・電
子ビーム２０・・・電源部、２１・・・抵抗、２２・・
・トランジスタ２４・・・トランジスタ駆動回路、３１
・・・スイッチングレギュレータ電源、３３・・・負荷
、３４ａ・・・変流器、３４ｂ・・・電流検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続するパルス状電圧を出力する電源部（２０、３１）
   と、一次側巻線（１１ａ）に前記電源部から出力された
   パルス状電圧が印加され、二次側巻線（１１ｂ）から高
   電圧を出力するフライバックトランス（１１）と、この
   フライバックトランスから出力された高電圧を整流する
   ダイオード（１３）と平滑用コンデンサ（１４）とから
   なる整流回路と、この整流回路の出力端子間に抵抗（２
   １）を介して接続されたスイッチング素子（２２）と、
   前記整流回路から負荷（１、３３）へ流入する負荷電流
   を検出して、負荷電流値が規定下限値以下のとき前記ス
   イッチング素子へ導通信号を送出する負荷電流検出部（
   ２４、３４ａ、３４ｂ）とを備えた直流電源装置。