JPS6234467A

JPS6234467A - 高圧発生回路

Info

Publication number: JPS6234467A
Application number: JP17249785A
Authority: JP
Inventors: Koji Kito; 浩二木藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-08-07
Filing date: 1985-08-07
Publication date: 1987-02-14
Also published as: JPH0584976B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は、投写形カラーディスプレイ等における高圧発
生回路、更に詳しくは、ディスプレイ用受像管のアノー
ド電圧として、水平偏向出力回路で、走査の帰線期間に
発生するフライバンクパルス電圧を昇圧整流して高電圧
を発生させる高圧発生回路に関するものである。

〔発明の背景〕

投写形カラーディスプレイ等においては、一般に、高輝
度化を達成するために、大出力を発生する上述のような
高圧発生回路が必要となる。

従来、この様な大出力を発生する高圧発生回路としては
、例えば、特開昭５６−１４９１７８号公報に記載され
ている様に、フライバックトランスを２個設け、２個の
フライバックトランスの出力電流を平衡させる制御回路
を持つものが知られている。

ところで、今般に、この様な大出力を発生する高圧発生
回路を投写形カラーディスプレイ等において用いた場合
、その高圧発生回路に接続される高圧負荷は広い範囲に
渡って変化することになる。

従って、例えば、その高圧負荷が増加した場合を考えて
みると、高圧発生回路の電源、即ち、内部にあるフライ
バックトランスの１次側に接続されている電源からは、
その分に相当する電力が増加してその高圧負荷に供給さ
れる。一方、その増加分に相当する電力は、高圧発生回
路内にある高圧出力トランジスタのコレクタ電流に、電
流加算という形であられれる。即ち、今例えば、そのコ
レクタ電流がＸアンペアであり、高圧負荷が増加して、
を源がその増加分の電力を供給するために電源からΔＸ
アンペア電流（電源電流）が流れ出たとすると、その電
源からの電流が前述のコレクタ電流に加算され、そのコ
レクタ電流の値はＸ＋ΔＸアンペアとなる。この様に、
高圧負荷の増加はコレクタ電流の増加をもたらすことに
なる。従って、前述した如く、一般に、大出力を発生す
る高圧発生回路では、接続される高圧負荷が広い範囲に
渡って変動するのであるから、内部にある高圧出力トラ
ンジスタのコレクタ電流の変化幅も大きくなる。

又、一方、この様な高圧発生回路では、前述の高圧出力
トランジスタにおける損失というものが問題となる。一
般に、高圧出力トランジスタにおける損失は、コレクタ
電流の値と順方向ベース電流の値とに深くかかわりがあ
り、即ち、コレクタ電流の各僅に対して、その損失が最
低となる順方向ベース電流の値を求めて見ると、その関
係には成る比例関係を有していることがわかる。

ところで、従来の高圧発生回路を見てみると、その高圧
出力トランジスタの順方向ベース電流の値は固定的であ
り、即ち、高圧負荷の変動に対して常に一定となってい
る。従って、その順方向ベース電流の値というのは、例
えば、高圧負荷が最大となる時に損失が最小となるよう
な値に設定したりしている。

しかしなから、上述した様に一１大出力を発生する高圧
発生回路では、高圧出力トランジスタのコレクタ電流は
大幅に変化する為、常に損失が最低の状態にあるとは限
らず、例えば、順方向ベース電流の値を上記の如くして
設定した場合には、コレクタ電流の値が小さくなればな
る程、高圧出力トランジスタでの損失は大きくなること
になる。

しかも、この様に損失が大きくなると、その損失分は熱
となってあられれ、この様なトランジスタの場合、その
熱によって熱暴走を起こし、破壊に至ることがある。

以上の様に従来の高圧発生回路では、高圧負荷の広い範
囲での変動に対し、高圧出力トランジスタにおける損失
を常時低損失に維持することはできず、従って、それに
より高圧発生回路全体の効率を低減させてしまうことに
なり、常に高効率で動作させることはできないという問
題があった。

また、上記した損失分は熱となってあられれるため、そ
の発熱によって回路動作が不安定になるという問題もあ
った。

尚、前述した既提案例においても、以上の様な点につい
ては、何ら配慮されてはいなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、
高圧負荷が広範囲に渡って変動する場合でも、回路全体
として常に高効率で動作を行うことができ、回路動作の
安定性も高い高圧発生回路を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記した目的を達成する為に、本発明では、電源から出
力される電源電流の変化、またはフライバックトランス
の２次側から出力される高圧出力電流（ビーム電流）の
変化、または高圧出力トランジスタのエミッタ電流の変
化から高圧負荷の負荷変動を検出し、その変動に追従し
て高圧出力トランジスタの順方向ベース電流を制御する
ことにより、負荷変動にかかわらず高圧出力トランジス
タの損失を低損失状態に維持するようにしたものである
。

〔発明の実施例〕

以下、図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明における高圧発生回路の第１の実施例
を示す回路図である。

第１図において、１はスイッチングパルス入力端子、２
は高圧ドライブトランジスタ、３は正電源端子、４はド
ライブトランス、５はダイオード、６は制御トランジス
タ、７は高圧出力トランジスタ、８はダンパーダイオー
ド、９は共振コンデンサ、１０はフライバックトランス
、１１は高圧整流ダイオード、１２は高圧出力端子、１
３．１４はそれぞれ正電源端子、１５は負電源端子、１
６は演算増幅器、１７，１８，１９，２０．２１゜２２
．２４，２５．２６はそれぞれ抵抗器、２３は可変抵抗
器、２７はコンデンサ、である。

次に、第２図、第３図、第４図を参照しなから第１図の
動作を説明する。

第１図において、スイッチングパルス入力端子１に周期
Ｔ、のスイッチングパルス（通常は水平周期パルス）が
入力されると、高圧ドライブトランジスタ２はスイッチ
ング動作し、ドライブトランス４の１次側にパルス電圧
が誘起され、２次側にパルス電圧が伝送される。このパ
ルス電圧は制御トランジスタ６を介して高圧出力トラン
ジスタ７のベースに加えられ、それにより高圧出力トラ
ンジスタ７はスイッチング動作し、フライバックトラン
ス１０の１次側にパルス電流が流れ、２次側に高電圧が
誘起される。整流ダイオード１１によりこの高電圧を整
流し高圧出力端子１２に直流高圧電圧が出力される。

第２図（ａ）　、　（ｂ）は、第１図における高圧出力
トランジスタのベース電流■、とコレクタ電流Ｉ。

のそれぞれ波形を示す波形図である。

入力端子１に入力されるスイッチングパルスが時刻１．
で立上ったとすると、第２図（ａ）に示す様に、高圧出
力トランジスタ７のベース電流ＩＮとしては順方向に電
流が流れる。この時のベース電流の値を■□（以下、順
方向ベース電流と呼ぶ）とする。また、これにより第２
図（ｂ）に示す様に高圧出力トランジスタ７のコレクタ
電流ＩＣも流れ始めるが、コレクタにはフライバックト
ランス１０、即ち、負荷としてコイル−が接続されてい
るので、その電流量は徐々にしか増加しない。次に、時
刻ｔ２において、スイッチングパルスが立下ると、ベー
ス電流■８は急激に減少し逆方向に流れるようになる。

この間、コレクタ電流ＩＣの方は引き続き徐々に増加し
つづけるが、時刻ｔ３には増加が止まり急激に減少をし
始め、時刻ｔ４においてその値はゼロになる。この時の
時刻ｔ２からｔ、までの時間が一般に呼ばれる蓄積時間
であり、時刻ｔ３からｔ４までの時間が一般に呼ばれる
降下時間である。ここで、時刻ｔ、の時のベース電流の
値を１８□とし、またこの時にピークとなるコレクタ電
流の値を■。、（以下、ビークコレクタ電流と呼ぶ）と
する。

第３図は、高圧出力トランジスタのビークコレクタ電流
ＴＣＰを変えた場合において、その高圧出力トランジス
タの損失が最小となる（即ち、高圧発生回路全体の効率
が最大となる）ような順方向ベース電流Ｉ□をプロット
したグラフである。

また、第４図はビーム電流（第１図の高圧出力端子１２
から出力される電流）Ｉ、に対するビークコレクタ電流
Ｉ　ＣＰ＋順方向ベース電流１１１１及び高圧発生回路
全体の効率のηの関係を示すグラフであり、（ａ）は従
来におけるもので、（ｂ）は本発明におけるものである
。第４図において、実線はビークコレクタ電流■。、の
変化、一点鎖線は順方向ベース電流■、の変化、破線は
効率ηの変化をそれぞれ示す。

前述した如く、一般に高圧発生回路では、第４図（ａ）
又は（ｂ）の３１に示す様にビークコレクタ電流ＩＣＰ
は、高圧負荷に供給される電力（以下、高圧負荷電力と
呼ぶ）、すなわちビーム電流■、の増加と共に単調に増
加する。一方、第３図の３０に示す様に、高圧発生回路
全体の効率ηが最大となる順方向ベース電流ＴＢＩは、
ビークコレクタ電流ｒｃｒの増加に比例して増加する。

しかし、前述した様に、従来の高圧発生回路では、順方
向ベース電流Ｉ□は第４図（ａ）の３２に示す様に高圧
負荷電力の変化すなわちビーム電流■、の変化にかかわ
らず一定であるので、通常はその順方向ベース電流１．
を、前述した通りビーム電流１ｂが最大（即ち、高圧負
荷が最大）となる時に効率ηが最大（即ち、損失が最小
）となる様に設定している。従って、第４図（ａ）の３
３に示す様にビーム電流Ｉ、の少ない領域では著しく効
率ηが悪化することになる。しかも、このことは、投写
形カラーディスプレイ等に用いられる高圧発生回路、即
ち、接続される高圧負荷の負荷変動幅が大きい（ビーム
電流の変化範囲の大きい）高圧発生回路において、特に
問題となる。また、前述した通り、効率ηの低下、即ち
、高圧出力トランジスタ７での損失の増加は、その回路
素子の発熱による回路動作の不安定原因となるので、偏
向・高圧一体形回路の場合、従来では、効率ηの低下す
る領域を除いた成る限られた範囲内でしか回路は実現で
きず、高圧供給能力をフルに発揮することができなかっ
た。

そこで、本実施例では、後述する様な動作によって、第
４図（ｂ）の３２′に示す様に順方向ベース電流１１１
１を高圧負荷電力すなわちビーム電流Ｉ。

の変化に追従して変化させることにより、第４図（ｂ）
の３３′に示す様にビーム電流■５の少ない領域でも効
率ηを高め得るようにしている。即ち、前述した通り、
ビークコレクタ電流ＴＣＰは第４図（ｂ）の３１に示す
様にビーム電流■５の増加と共に単調に増加するのであ
るから、順方向ベース電流ＩＩＩもそれに伴うように増
加するようにしてやれば、第３図に示した様な比例関係
が成立することになり、効率ηを高めることができる。

順方向ベース電流１１１１を高圧負荷の変化に追従させ
るために、本実施例では、第１図に示す様に、端子１３
の先に接続されている高圧発生回路の電ｇ＜図示せず）
から供給される電源電流を、抵抗器２４により電圧とし
て検出し、その両端の電圧を抵抗器２２，２５，２６、
可変抵抗器２３によりそれぞれ適当な電圧に分圧し、そ
の分圧電圧の差電圧を演算増幅器１６により増幅し、そ
の出力電圧を、高圧出力トランジスタ７のベースに設け
られたコモンエミッタ形制御トランジスタ６のベースに
加える構成となっている。

高圧負荷電力が増加すると、−電源からの電源電流が増
加し、それにより演算増幅器１６の反転端子の電圧が低
下するので、制御トランジスタ６のベース電圧が低下し
、制御トランジスタ６のコレクタ電流すなわち高圧出力
トランジスタ７の順方向ベース電流が増加する。また、
高圧負荷電力が減少した時は、この逆の動作により順方
向ベース電流が減少する。

尚、可変抵抗器２３は、高圧負荷電力が最小である場合
の順方向ベース電流を設定するために設けている。

第５図は本発明の第２の実施例における要部を示す回路
図であり、第１図に示す実施例と比較して、制御トラン
ジスタ６のコレクタ・エミッタ間に抵抗器３４が設けら
れている点が異っている。

第５図に示す実施例の動作は、抵抗器３４を流れる電流
を、高圧負荷電力が最小である場合の順方向ベース電流
に設定し、高圧負荷電力が増加した時に必要な順方向ベ
ース電流の増加分を制御トランジスタ６のコレクタ電流
として制御するもので、その他の動作は第１図に示す実
施例の場合と同様である。

第６図は本発明の第３の実施例を示す回路図であり、第
１図に示す実施例と比較して、高圧負荷変動の検出を、
フライバックトランス１０の２次側の低圧側に設けた抵
抗器３５によりビーム電流Ｉ、の検出として行っている
点が異っている。

第６図に示す実施例の動作では、高圧負荷電力つまりビ
ーム電流Ｔｂが増加すると、抵抗器３５の非接地側電圧
が低下し、それにより演算増幅器１６の非反転端子電圧
が低下して、制御トランジスタ６のベース電圧を低下さ
せ、順方向ベース電流を増加させる。その他の動作は第
１図に示す実施例の場合と同様である。尚、負電源端子
３７に適当な負電圧を与え、可変抵抗器３８を調整すれ
ば、高圧負荷電力が最小である場合の順方向ベース電流
を設定することができる。

第７図は本発明の第４の実施例を示す回路図であり、第
１図に示す実施例と比較して、高圧負荷変動の検出を、
高圧出力トランジスタ７のエミッタ側に設けたカレント
・トランス３９、及びその２次側の出力電圧を整流・平
滑する整流ダイオード４０．コンデンサ４１とにより、
エミッタ電流の検出として行っている点が異っている。

第７図に示す実施例の動作では、先ず、高圧負荷電力が
増加すると、高圧出力トランジスタ７のエミッタ電流が
増加するため、カレント・トランス３９の２次側の出力
電圧が上昇し、それにより整流ダイオード４０及びコン
デンサ４１によって整流・平滑された電圧も上昇する。

そして、それによって演算増幅器１６の反転端子電圧が
上昇して、制御トランジスタ７のベース電位を低下させ
、順方向ベース電流を増加させる。その他の動作は第１
図に示す実施例の場合と同様である。尚、正電源端子４
２に適当な正電圧を与え、可変抵抗器４３を調整すれば
高圧負荷電力が最小である場合の順方向ベース電流を設
定することができる。

第８図は本発明の第５の実施例を示す回路図であり、第
１図に示す実施例と比較して、制御トランジスタ６がフ
ォトカプラ４４に変わっている点が異っている。

第８図に示す実施例の動作では、先ず、高圧負荷電力が
増加すると、第１図に示す実施例の動作で説明したと同
様に、電源からの電源電流が増加する。ここで、本実施
例では、第１図の実施例と異なり、演算増幅器１６の非
反転端子側を基準電圧としているため、’を源電流の増
加により演算増幅器１６の反転端子の電圧が低下し、抵
抗器４５を介して流れるフォトカプラ４４への１次側入
力電流が増加して、２次側の光伝導素子（たとえばＣｄ
５）の抵抗値を低下させ、順方向ベース電流を増加させ
る。その他の動作は第１図に示す実施例と同様である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、高圧負荷の負荷変
動に追従して高圧出力トランジスタの順方向ベース電流
を制御するようにすることにより、高圧負荷が広範囲に
渡って変動するような場合でも、高圧出力トランジスタ
での損失を低損失に維持でき、回路全体としても高効率
で動作できるという効果がある。しかも、高圧、出力ト
ランジスタにおいて、損失が低いということは、発熱に
よる熱暴走も起きる心配がなく、回路動作の安定性が高
くなるという効果がある。

従って、例えば、偏向・高圧一体形回路の様な場合では
、上記の如く回路動作の安定性が保証できることから広
い範囲に渡っての回路の実現が可能となり、高圧供給能
力をフルに発揮することができ、経済性の向上にもつな
がる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における高圧発生回路の第１の実施例を
示す回路図、第２図（ａ）　、　（ｂ）は第１図の高圧
出力トランジスタのベース電流とコレクタ電流のそれぞ
れ波形を示す波形図、第３図は高圧発生回路の効率が最
大となるための高圧出力トランジスタのピークコレクタ
電流と順方向ベース電流との関係を示すグラフ、第４図
はビーム電流に対するビークコレクタ電流、順方向ベー
ス電流、及び効率の関係を従来と本発明とで対比して示
したグラフ、第５図乃至第８図はそれぞれ本発明の第２
乃至第５の実施例を示す回路図、である。符号の説明１・・・スイッチングパルス入力端子、２・・・高圧ド
ライブトランジスタ、３・・・正電源端子、４・・・ド
ライブトランス、５・・・ダイオード、６・・・制御ト
ランジスタ、７・・・高圧出力トランジスタ、８・・・
ダンパーダイオード、９・・・共振コンデンサ、１０・
・・フライバックトランス、１１・・・高圧整流ダイオ
ード、１２・・・高圧出力端子、１３．１４・・・正電
源端子、１５・・・負電源端子、１６・・・演算増幅器
、１７，１８．１９，２０，２１，２２，２４．２５．
２６・・・抵抗器、２３・・・可変抵抗器、２７・・・
コンデンサ、３４．３５・・・抵抗器、３６・・・コン
デンサ、３７・・・負電源端子、３８・・・可変抵抗器
、３９・・・カレント・トランス、４０・・・整流ダイ
オード、４１・・・コンデンサ、４２・・・正電源端子
、４３・・・可変抵抗器、４４・・・フォトカプラ、４
５・・・抵抗器代理人　弁理士　並　木　昭　夫第　１ｇ第２図１３ｍｃｐＩＩ　４　図（ａ）　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）ノｂ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　Ｉｂ第５図第６図第７図第　８ＷＪ

Claims

【特許請求の範囲】１）高圧出力トランジスタと、該高圧出力トランジスタ
のコレクタに接続されるダンパーダイオード及び共振コ
ンデンサと、該コレクタにその１次側が接続されるフラ
イバックトランスと、から成り、前記トランジスタをス
イッチングさせることにより、前記フライバックトラン
スの２次側から高電圧を出力する高圧発生回路において
、前記フライバックトランスの２次側に接続される高圧
負荷の負荷変動を検出する高圧負荷変動検出回路と、該
検出回路からの検出出力に応じて前記高圧出力トランジ
スタの順方向ベース電流を制御するベース電流制御回路
とを設け、負荷変動にかかわらず前記トランジスタの損
失を低損失状態に維持するようにしたことを特徴とする
高圧発生回路。２）特許請求の範囲第１項に記載の高圧発生回路におい
て、前記高圧負荷変動検出回路は、前記フライバックト
ランスの１次側と電源端子との間に設けた電流検出抵抗
と、該電流検出抵抗の両端電位差を増幅する演算増幅器
とから成り、該増幅器からの出力電圧を前記負荷変動検
出出力としたことを特徴とする高圧発生回路。３）特許請求の範囲第１項に記載の高圧発生回路におい
て、前記ベース電流制御回路は、前記高圧出力トランジ
スタのベースに、そのコレクタを接続し、前記高圧負荷
変動検出回路の出力に、そのベースを接続したコモンエ
ミッタ形制御トランジスタから成ることを特徴とする高
圧発生回路。４）特許請求の範囲第１項に記載の高圧発生回路におい
て、前記高圧負荷変動検出回路は、前記フライバックト
ランスの２次側の低圧側端子とアースとの間に設けられ
たビーム電流検出抵抗と、該ビーム電流検出抵抗の両端
間電圧と予め設定された基準電圧との電位差を増幅する
演算増幅器とから成り、該増幅器からの出力電圧を前記
負荷変動検出出力としたことを特徴とする高圧発生回路
。５）特許請求の範囲第１項に記載の高圧発生回路におい
て、前記高圧負荷変動検出回路は、前記高圧出力トラン
ジスタのエミッタとアース間に設けられたカレント・ト
ランスと、該カレント・トランスの出力電圧を整流・平
滑するダイオード及びコンデンサと、該コンデンサの両
端間電圧とあらかじめ設定された基準電圧との電位差を
増幅する演算増幅器とからなり、該増幅器からの出力電
圧を前記負荷変動検出出力としたことを特徴とする高圧
発生回路。６）特許請求の範囲第１項に記載の高圧発生回路におい
て、前記ベース電流制御回路は、前記高圧出力トランジ
スタのベースに直列にその２次側を接続し、前記高圧負
荷変動検出回路の出力にその１次側を接続したフォトカ
プラからなることを特徴とする高圧発生回路。７）特許請求の範囲第３項に記載の高圧発生回路におい
て、前記コモンエミッタ形制御トランジスタのコレクタ
・エミッタ間に抵抗器を設けたことを特徴とする高圧発
生回路。