JPH06245091A - 高電圧発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高電圧発生回路における高圧安定化制御を応
答性よく行い、一次コイルに流れ込む電流変化を少くし
てスイッチングノイズを小さくする。 【構成】 フライバックトランス３の一次コイル１側
に、水平出力トランジスタ６とダンパーダイオード４と
共振コンデンサ５とを並列に接続する。同一次コイル１
に還流用ダイオード12を直列接続させ、一次コイル１と
水平出力トランジスタ６と還流用ダイオード12とより電
流還流回路を形成する。一次コイル１の一端側に制御ト
ランジスタ11と駆動電源８を接続する。同制御トランジ
スタ11にスイッチ断続制御回路を接続し、高圧出力電圧
の降下量が大きくなると制御トランジスタ11の断続スイ
ッチオン期間を長くしてフライバックパルスの波高値を
高くすることにより高圧出力電圧の安定化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フライバックパルスを
昇圧してその昇圧出力を陰極線管のアノードへ加える高
電圧発生回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機やディスプレイ装置
の陰極線管に数10ＫＶという高い電圧を印加する高電圧
発生回路には、通常高圧出力電圧の安定化を行う高圧安
定化回路が備えられている。この高圧安定化回路を組み
込んだ従来の高電圧発生回路が図６に示されている。同
図において、フライバックトランス３の一次側にダンパ
ーダイオード４と、共振コンデンサ５と、水平出力スイ
ッチ素子としての水平出力トランジスタ６と、電圧制御
回路７と、駆動電源８とを有しており、水平出力トラン
ジスタ６のオフ時にフライバックトランス３の一次コイ
ル１と共振コンデンサ５とのＬＣ直列共振によってフラ
イバックパルスを発生させ、このフライバックパルスを
フライバックトランス３で昇圧して陰極線管９のアノー
ドに加えるものである。電圧制御回路７はこの陰極線管
９のアノードに加わる高圧出力電圧を検出し、例えば高
圧出力電圧が降下したとき、その降下量に応じて駆動電
源８の電源電圧を高くなる方向に制御してフライバック
パルスの波高値を高くし、常に高圧出力電圧が一定とな
るよう制御する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す従来の高電圧発生回路では電圧制御回路７に周知の
如く大容量のコンデンサ（図示せず）が使用されてお
り、そのため同コンデンサの時定数によって高圧安定化
制御の応答性が悪くなるという問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は高圧安定化制御の応
答性の優れた高電圧発生回路を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、フライバックトランスの一次側に水平出力スイ
ッチ素子と、この水平出力スイッチ素子のオフ時にフラ
イバックトランスの一次コイルとのＬＣ共振によってフ
ライバックパルスを発生させる共振コンデンサと、この
フライバックパルスの波高値を制御する高圧制御スイッ
チ素子とを有し、高圧制御スイッチ素子のオフ時に前記
フライバックトランスの一次コイルと水平出力スイッチ
素子を通って還流する電流還流回路が形成されている高
電圧発生回路であって、前記高圧制御スイッチ素子には
水平出力スイッチ素子がオンしているトランジスタ期間
でスイッチオン・オフを繰り返し断続制御するスイッチ
断続制御回路が接続されており、このスイッチ断続制御
回路は高圧出力電圧の降下量が大きくなるにつれ断続ス
イッチオンのパルス幅を大きくすることを特徴として構
成されている。

【０００６】

【作用】水平出力スイッチ素子がオンしているトランジ
スタ期間に高圧制御スイッチ素子はスイッチ断続制御回
路によりオン・オフを繰り返す。高圧制御スイッチ素子
の１続スイッチオンのパルス幅に応じて駆動電源から一
次コイルを通る電流が一次コイルに電磁エネルギとして
蓄えられる。

【０００７】次に、水平出力スイッチ素子がオフしたと
き同一次コイルと共振コンデンサとのＬＣ共振によりフ
ライバックパルスが発生する。高圧出力電圧の降下量が
大きくなればなるほど前記高圧制御スイッチ素子の断続
スイッチオンのパルス幅が大きくなってフライバックパ
ルスの波高値は高くなり、高圧出力電圧の降下量が補償
されて高圧出力電圧の安定化が行われる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１には本発明に係る高電圧発生回路の一実施例
の回路構成が示されている。本実施例が従来例と異なる
特徴的なことは、従来例では高圧出力電圧の安定化を電
源電圧を制御する方式で行ったが、本実施例では、スイ
ッチ動作によりフライバックパルスの波高値の大きさを
制御するスイッチ制御方式にし、かつ、このスイッチ制
御方式を特有な回路構成としたことである。

【０００９】同図において、フライバックトランス３の
一次コイル１の一端側、例えば巻き始め側には還流用ダ
イオード12が接続されており、この一次コイル１と還流
用ダイオード12との直列回路に並列に水平出力スイッチ
素子としての水平出力トランジスタ６と、ダンパーダイ
オード４と、共振コンデンサ５とがそれぞれ接続されて
おり、水平出力トランジスタ６のエミッタ側はアース側
（グランド側）に接続されている。同水平出力トランジ
スタ６のベース側は水平ドライブ回路（図示せず）から
図２の（ａ）に示すような水平ドライブ信号（ＨＤ信
号）が加えられる。一次コイル１と水平出力トランジス
タ６と還流用ダイオード12とより電流還流回路が形成さ
れている。

【００１０】前記一次コイル１と還流用ダイオード12と
の直列接続部には高圧制御スイッチ素子として機能する
制御トランジスタ11のエミッタ側が接続されており、制
御トランジスタ11のコレクタ側は駆動電源８の正極側に
接続され、駆動電源８の負極側はグランド側に接続され
ている。そして、前記制御トランジスタ11には並列にダ
イオード13が接続されている。

【００１１】フライバックトランス３の二次コイル２の
高圧端側は、高圧整流ダイオード19とコンデンサ20との
半波整流回路を介して陰極線管９のアノードに接続され
ている。二次コイル２の高圧端側には分圧抵抗体16，17
の直列回路が接続されており、この分圧抵抗体16，17に
より分圧されて高圧出力電圧Ｅ_H が検出される。

【００１２】前記制御トランジスタ11のベース側は、高
圧出力電圧の降下量に応じてスイッチオンのタイミング
を可変制御するスイッチ断続制御回路が接続されてい
る。このスイッチ断続制御回路は、エラーアンプ14と差
動増幅器15と基準鋸波信号発生回路22とを有して構成さ
れている。エラーアンプ14は高圧出力電圧の検出電圧Ｅ
_S と基準電源18の基準電圧Ｅ_O とを比較し、高圧出力電
圧の降下量に応じた図２の（ｂ）に示すような比較信号
Ｅ_C を差動増幅器15の非反転入力端子側に加える。差動
増幅器15の反転入力端子側は水平ドライブ信号よりも周
波数の高い図２の（ｂ）に示すような常に一定の鋸波Ｅ
_M を発生する基準鋸波信号発生回路22に接続されてい
る。差動増幅器15では図２の（ｂ）に示すように前記比
較信号Ｅ_C と鋸波Ｅ_M とを比較してこの鋸波Ｅ_M の立ち
下がり部分と比較信号Ｅ_C との交点で立ち上がり、鋸波
Ｅ_M の立ち上がり部分と比較信号Ｅ_C との交点で立ち下
がる同図の（ｃ）に示すような断続したパルスドライブ
信号Ｅ_P を出力し、これを前記制御トランジスタ11のベ
ース側に加えている。つまり、差動増幅器15は高圧出力
電圧の降下量が大きくなるにつれ、すなわち、比較信号
Ｅ_C のレベルが高くなるにつれ、オンのパルス幅を大き
くし、オフのパルス幅を小さくしたパルスドライブ信号
Ｅ_P を作り出して制御トランジスタ11に加えている。

【００１３】この実施例は上記のように構成されてお
り、次に図２のタイムチャートと図３の各動作回路図に
基づき高圧出力電圧の安定化動作を説明する。まず、ｔ
₁ 〜ｔ_1A期間では、ｔ₁ の時点で水平出力トランジスタ
６がＨＤ信号に同期してオフすることによって共振コン
デンサ５と一次コイル１とが直列ＬＣ共振を開始し、水
平出力トランジスタ６がオフする前に駆動電源８からの
電流によって一次コイル１に蓄えられていた電磁エネル
ギは共振コンデンサ５の静電エネルギに図２の（ｅ）に
示すように変換されフライバックパルスが作り出されて
いく。次にｔ_1A〜ｔ₂ 期間では制御トランジスタ11がオ
フとなるので駆動電源８を経由することなく還流用ダイ
オード12を経由して一次コイル１の電磁エネルギは共振
コンデンサ５に静電エネルギとして変換されて蓄積さ
れ、ｔ₂ で一次コイル１の電磁エネルギが全て静電エネ
ルギに変換され、フライバックパルスのピークとなる。

【００１４】ｔ₂ 〜ｔ₃ 期間では、共振コンデンサ５と
一次コイル１とのＬＣ共振により今度は共振コンデンサ
５の静電エネルギが一次コイル１の電磁エネルギに逆変
換されて行き、水平出力トランジスタ６のコレクタ電圧
は徐々に低下し、ｔ₃ の時点でコレクタ電圧は零にな
り、フライバックパルスが作り出される。

【００１５】次に、コレクタ電圧が零電位より小さくな
るとダンパーダイオード４がオンしてダンパー期間ｔ₃
〜ｔ₄ となり、グランド側からダンパーダイオード４を
通って一次コイル１側にダンパー電流が流れ、ｔ₄ の時
点でダンパーダイオード４のアノード側の電圧がカソー
ド側の電圧よりも低くなってダンパーダイオード４がオ
フする。

【００１６】次に、ｔ₄ 〜ｔ₅ のトランジスタ期間では
制御トランジスタ11がオンしているＴ_ON期間と制御トラ
ンジスタ11がオフしているＴ_OFF 期間とが、制御トラン
ジスタ11のオン・オフ状態により繰り返される。Ｔ_ON期
間では水平出力トランジスタ６と制御トランジスタ11と
が共にオンしており、図２の（ｄ）に示すように駆動電
源８から一次コイル１を経て水平出力トランジスタ６側
に電流が時間の経過とともに増加する態様で流れ、一次
コイル１に、電磁エネルギが蓄積される。次に、Ｔ_OFF
期間では、水平出力トランジスタ６がオン状態であるが
制御トランジスタ11がオフとなるので、制御トランジス
タ11側に流れる電流の経路が遮断されるので、電流は一
次コイル１、水平出力トランジスタ６、還流用ダイオー
ド12を順に経て一次コイル１に至る閉ループ、すなわち
電流還流回路を還流し、電磁エネルギは保持される。以
上のＴ_ON期間とＴ_OFF 期間の動作が繰り返されてｔ₅ に
至ると最初のｔ₁ の状態に一致し、以上のｔ₁ 〜ｔ₅ の
動作が繰り返されることにより、回路動作が継続され
る。

【００１７】このように本実施例によれば、高圧出力電
圧の降下量が大きくなればなるほどトランジスタ期間内
の制御トランジスタ11の断続スイッチオンの期間Ｔ_ONが
長くなり、駆動電源８から一次コイル１に電流が多く流
れ一次コイル１に電磁エネルギが多く蓄積され、水平出
力トランジスタ６のオフ時に発生するフライバックパル
スの波高値は高くなり、高圧出力電圧の降下量が補償さ
れて高圧出力電圧の安定化が行われる。

【００１８】また、本実施例は、従来のような電圧制御
方式でなく、スイッチ制御方式によって高圧出力電圧Ｅ
_H の安定化を行っているので、大容量のコンデンサを使
用する必要がないので高圧安定化制御の応答性が向上す
る。

【００１９】さらに、水平出力トランジスタ６がオンし
ているトランジスタ期間に制御トランジスタ11がオンし
ているＴ_ON期間では、一次コイル１に流れる電流は図２
の（ｄ）に示すように増加し、制御トランジスタ11がオ
フしているＴ_OFF 期間では、一次コイル１に流れる電流
のレベルが維持されて、電流は電流還流回路を還流し、
次に制御トランジスタ11がオンすると、その電流レベル
から一次コイル１に電流が増加して流れる。以上のよう
なＴ_ON期間とＴ_OFF 期間とを繰り返して、一次コイル１
に電流が流れて、同図の（ｄ）に示すように電流の変化
が緩やかな直線状態となり、電磁エネルギが蓄積され
る。

【００２０】トランジスタ期間内で、同図の（ｇ），
（ｈ）に示すように１回だけ制御トランジスタ11をオン
させ、このトランジスタオンのタイミングを制御するこ
とで、高圧安定化制御を行うこともできるが、この場合
には、制御トランジスタ11のオン・オフ時に一次コイル
１に流れる電流が大きく変化し、スイッチングノイズの
発生が大きくなる。本実施例では、制御トランジスタ11
がオン時に一次コイル１に電磁エネルギを蓄積し、制御
トランジスタがオフ時に電流還流回路を還流するという
動作を繰り返すようにしたので、トランジスタ期間にお
ける制御トランジスタ11のオン時からオフ時に至る電流
の増加量が小さくなり、オン時の電流レベルはオフ時の
電流還流回路を還流する電流レベルと等しく、オン・オ
フ時にレベル差の小さい電流の変化が断続的に繰り返さ
れる。トランジスタ期間の始期から終期にかけての電流
の増加量は、図２の（ｄ）に示すように直線状態とな
り、かつ、制御トランジスタ11のオン・オフ時の電流変
化が極めて小さくなる。

【００２１】制御トランジスタ11のオン・オフ時に発生
するスイッチングノイズは、一次コイル１に流れる電流
の変化が大きい程、大きく発生する傾向があるので、本
実施例のように、一次コイル１に流れる電流の変化を極
めて小さくした場合には、スイッチングノイズの発生が
極めて小さくなり、トランジスタ期間でのスイッチング
ノイズのトータル量は図２の（ｇ），（ｈ）に示すよう
に、トランジスタ期間に１度だけ制御トランジスタをオ
ンさせるものよりも格段に小さくなり、スイッチングノ
イズによるディスプレイ画面への悪影響を小さくするこ
とができる。

【００２２】また、同図の（ｇ），（ｈ）に示すよう
に、トランジスタ期間内で１回だけ制御トランジスタ11
をオンさせる場合には、制御トランジスタ11のオフ時に
電流還流回路を還流する電流値が大きくなるので、各回
路素子には電力損失が大きく生ずるが、本実施例によれ
ば、トランジスタ期間内で制御トランジスタのオン・オ
フ動作のスイッチング制御を断続的に行っているので、
還流も断続的に生ずるため、その電流値も分散されて小
さくなり、電流還流回路の各回路素子から発生する電力
損失も分散されて小さくなり、トランジスタ期間内のト
ータル電力損失量も格段に小さくなる。

【００２３】なお、本実施例は、上記実施例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施例での水平出力トランジスタ６や制御トランジ
スタ11は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等で構成し
てもよい。

【００２４】また、図４に示すように、共振コンデンサ
を５ａと５ｂの直列回路によって構成し、スイッチ25の
オン・オフ制御によって共振容量の大きさを可変し、広
範囲の周波数領域のマルチスキャンタイプのものに対応
することができる。

【００２５】さらに、図５に示すように、共振コンデン
サ５に並列に偏向ヨーク26と補正コンデンサ27との直列
回路を接続して、偏向高圧一体型の回路構成とすること
も可能である。

【００２６】さらに、上記実施例では、トランジスタ期
間以外でも制御トランジスタ11をオン・オフを繰り返す
ようにしたが、トランジスタ期間以外では制御トランジ
スタ11がオフするようにしてもよい。

【００２７】さらに、制御トランジスタ11と並列にコン
デンサ28を接続する（図５の点線部分）ことにより、ト
ランジスタ期間の電流波形をよりなだらかにして、スイ
ッチングノイズの発生をより分散させて、画面への悪影
響をより一層軽減できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、高圧制御スイッチ素子のオン
・オフ制御によって、高圧出力電圧の安定化を行うスイ
ッチ制御方式であるので、従来の電圧制御方式の場合の
ような大容量のコンデンサを使用しないので、高圧安定
化制御の応答性がよくなる。

【００２９】また、水平出力スイッチ素子がオン状態の
トランジスタ期間で、高圧制御スイッチ素子がオン・オ
フを繰り返すことによってフライバックトランスの一次
コイルへの電磁エネルギの蓄積が逐次行われるため、一
次コイルに流れる電流の変化量が小さくなり、スイッチ
ングノイズの発生を小さく分散させることができるの
で、スイッチングノイズによる画面への悪影響を小さく
することができる。

【００３０】さらに、トランジスタ期間内で高圧制御ト
ランジスタのオン・オフ動作を断続的に行っているの
で、高圧制御トランジスタのオフ時における電流還流回
路での還流も断続的に生ずるため、その電流も分散され
て小さくなり、各回路素子から発生する電力損失を小さ
くでき、トランジスタ期間内のトータル電力損失量も十
分小さなものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高電圧発生回路の一実施例を示す
回路構成図である。

【図２】同実施例の回路の動作を示すタイムチャートで
ある。

【図３】同実施例の回路の動作タイミングの説明図であ
る。

【図４】マルチスキャンタイプの他の実施例の回路説明
図である。

【図５】偏向電圧一体型タイプのさらに他の実施例の回
路説明図である。

【図６】従来の高電圧発生回路の説明図である。

【符号の説明】

１ 一次コイル ３ フライバックトランス ５ 共振コンデンサ ６ 水平出力スイッチ素子 11 高圧制御スイッチ素子 Ｅ_H 高圧出力電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フライバックトランスの一次側に水平出
   力スイッチ素子と、この水平出力スイッチ素子のオフ時
   にフライバックトランスの一次コイルとのＬＣ共振によ
   ってフライバックパルスを発生させる共振コンデンサ
   と、このフライバックパルスの波高値を制御する高圧制
   御スイッチ素子とを有し、高圧制御スイッチ素子のオフ
   時に前記フライバックトランスの一次コイルと水平出力
   スイッチ素子を通って還流する電流還流回路が形成され
   ている高電圧発生回路であって、前記高圧制御スイッチ
   素子には水平出力スイッチ素子がオンしているトランジ
   スタ期間でスイッチオン・オフを繰り返し断続制御する
   スイッチ断続制御回路が接続されており、このスイッチ
   断続制御回路は高圧出力電圧の降下量が大きくなるにつ
   れ断続スイッチオンのパルス幅を大きくする構成とした
   高電圧発生回路。