KR100230103B1 - 확장된 그리드 차단 시정수를 갖는 키네스코우프 스폿 번 보호 회로를 구비한 텔레비젼 장치 - Google Patents

확장된 그리드 차단 시정수를 갖는 키네스코우프 스폿 번 보호 회로를 구비한 텔레비젼 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 있어서 절환된 공급 전압 소스(30)는 분압기(54,55)에 인가되어 커패시터(53)를 통해 출력 단자(52)에 결합된다. 분압기의 출력 탭(57)은 베이스 접지 트랜지스터(60)의 전도 통로를 거쳐 출력 단자에 결합된다. 동작시 트랜지스터는, (1) 커패시터를 초기에 충전시키기 위한 반전 모드에서 동작하고, (2) 출력 단자에 대하여 양 방향으로 그리드 전류가 흐르도록 상기 출력 단자에서 그리드 바이어스 전압을 조정하기 위하여 정상 또는 반전 모드에서 동작하고, (3) 커패시터가 부 그리드 차단 바이어스를 출력 단자에 인가하도록 절환된 공급 전압의 제거시 격리 모드에서 동작하는데, 상기 격리 모드에서 상기 트랜지스터는 커패시터의 방전을 막으며 그에 따라 누설 이외의 어떠한 커패시터에 대한 방전 통로가 없기 때문에 확장된 차단 시정수를 갖는 그리드 차단 바이어스를 상기 출력 단자에 제공한다.

Description

확장된 그리드 차단 시정수를 갖는 키네스코우프 스폿 번 보호 회로를 구비한 텔레비젼 장치
제1도는 본 발명을 실시하는 그리드 바이어스 제어 회로를 갖는 텔레비젼 수신기의 개략 블록도.
제2도는 그리드 바이어스 제어 회로가 보다 낮은 양의 그리드 바이어스 전압에서 동작하도록 수정된 제1도의 수신기에 대한 변형예의 블록도.
제3도 및 제4도는 제1도 또는 제2도의 수신기에 사용하기 적당한 직렬 및 병렬 고전압 스위치의 회로도.
제5도는 제2도의 수신기의 변형예에 대한 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 텔레비젼 수신기 12 : 비디오 처리 유니트
16 : 키네스코우프 18 : 편향 처리 유니트
20 : 스위치 제어 유니트 30 : 고전압 스위치
32 : 제어 입력 단자 34 : 공급 입력 단자
36 : 스위치 출력 단자 50 : 그리드 바이어스 제어 회로
51 : 입력 단자 52 : 출력 단자
53 : 펄스 형성 커패시터 54,55 : 저항
57 : 분압기 출력 60 : 트랜지스터
64 : 제너 다이오드 66,70 : 다이오드
본 발명은 키네스코우프 스폿 번 보호 회로(kinescope spot burn protection circuit)에 관한 것으로서, 구체적으로는 정상 동작시 양의 그리드 바이어스를 키네스코우프에 인가하고 키네스코우프 형광체의 스폿 번(spot burn)을 방지하도록 주사 손실 조건의 발생시 키네스코우프 전자 비임을 소거하기 위해 음의 바이어스를 그리드에 인가하는 형태의 보호 회로에 관한 것이다.
통상적으로 직접 관찰 및 투사 방식의 디스플레이 시스템은 키네스코우프를 디스플레이 장치로서 이용한다. 키네스코우프의 정상 동작시 전자 비임은 키네스코우프의 면판상에 비교적 넓은 면적의 래스터(raster)를 생성하도록 스캐닝 회로(scanning circuit)에 의해 편향되며 비임의 영상 변조로 면판상에 부착된 형광체를 활성화시킴으로써 가시적인 화상이 생성된다. 따라서 정상 동작시의 비임 에너지는 키네스코우프 면판의 전 영역에 걸쳐 분포된다. 주사 손실이 발생되면, 이 에너지는 비교적 좁은 면적에 집중되는데 이러한 고밀도의 에너지가 형광체를 영구 손상시킬 수도 있다. 이 상태는 통상 키네스코우프 "스폿 번(spot burn)"으로 불리운다. 주사 손실은 소위 "고온 시동(hot start)" 조건하에서 수신기 또는 모니터의 초기 턴온시 발생할 수 있다. 또한 주사 손실은 턴오프시 및 부품 결함으로 인한 키네스코우프의 정상 동작시 발생할 수도 있다.
일반적으로, 주사 손실 발생을 감지 또는 "예견"하여 주사 손실을 방지하고, 감지 또는 예견된 주사 손실의 발생에 응답하여 전자 비임을 소거 또는 차단하기에 충분한 값의 음의 그리드 바이어스를 키네스코우프에 인가하는 것은 잘 알려져 있다. 그리드 바이어스를 제어하여 비임 차단을 행하는 회로는 보통 소위 "그리드 키커(grid kicker)"회로로 불리운다. 일반적으로 이러한 회로는 키네스코우프의 정상 동작시 비교적 높은 전압으로 충전된 커패시터를 이용한다. 주사 손실 조건 동안, 커패시터의 양의 플레이트는 비임의 소거를 위해 키네스코우프 그리드에 인가되는 음의 고전압을 발생하도록 접지에 클램프된다.
그리드 차단 방법에 의한 스폿 번 보호의 예는 "CRT SPOT SUPPRESSION CIRCUIT"란 명칭으로 1982년 7월 20일자로 특허 허여된 미국 특허 제4,340,910호에 개시되어 있다. 이 회로에서는, 주사 표시 신호가 병렬 저항 및 커패시터를 통해 PN 다이오드의 애노드와 키네스코우프의 제어 그리드에 인가된다. 다이오드의 캐소드는 접지되어 있다. 동작시, 주사 표시 신호는 커패시터를 충전시키고 그 신호의 일부는 병렬 접속된 저항을 통해 흘러서 PN 다이오드 양단에 약 0.6볼트의 양의 그리드 바이어스 전압을 유기시킨다. 주사 손실시, 주사 감소 표시 전압은 충전 커패시터를 거쳐 다이오드에 공급되어 그리드의 차단을 달성하도록 다이오드를 역바이어스시키고 키네스코우프 그리드를 음의 상태로 구동함으로써 키네스코우프의 스폿 번을 방지하게 된다.
"그리드 키커"회로의 또 다른 예는 ELECTRON BEAM SUPPRESSION CIRCUIT FOR A TELEVISION RECEIVER란 명칭으로 1984년 12월 11일자로 특허 허여된 미국 특허 제4,448,181호에 개시되어 있다. 이 예에서는, 그리드 키커 회로가 정상 수신기 동작 모드와 대기 수신기 동작 모드간의 절환시 원격 제어 수신기내에서 작동되어, 수신기 스캐닝 회로의 비가동전에 키네스코우프를 소거하게 된다. 이 장치의 특정 실시예에서는, 그리드 바이어스 제어 회로가 충전 소스에 접속된 제1플레이트와 키네스코우프 그리드에 접속된 제2플레이트를 가지며 PN 다이오드를 거쳐 접지에 결합된 커패시터를 구비한다. 정상 동작시, 그 커패시터는 충전 소스에 의해 충전되고 커패시터와 병렬 접속된 저항이 순 바이어스를 다이오드에 인가함으로써 키네스코우프에 대하여 약 0.6볼트의 양의 그리드 바이어스 전압을 설정하게 된다. 그리드 블로킹(grid blocking)은 원격 제어 장치에 의해 발생된 턴 오프(즉 대기 동작 모드) 명령에 응답하여 커패시터의 제1플레이트를 접지로 클램프하는 클램프 트랜지스터에 의해 행하여진다. 따라서, 다이오드는 역바이어스되고 키네스코우프 그리드는 음 전위로 구동된다.
전술한 그리드 바이어스 제어 회로의 예에서는, 그리드가 정상 동작시 순바이어스된 PN 다이오드에 의해 공급된 비교적 적절한 양 전위로 바이어스된다. 이것은 캐소드를 접지에 가까운 전위로 구동할 수 있는 증폭기에 의해 캐소드가 구동되어지는 키네스코우프에 대한 통상의 바이어스 조건이다. 모든 증폭기가 이러한 능력을 가진 것은 아니다. 예를들어, 어떤 종속 접속된 캐소드 구동 증폭기는 그것이 생성할 수 있는 최소 출력 전압에서 고유의 제한 값을 갖는다. 키네스코우프의 정상 동작시 최대 휘도를 얻기 위해서, 수 볼트(예컨대, 25볼트)의 그리드 바이어스를 제공하는 것이 필요하며, 이러한 요구를 충족하는 그리드 바이어스 제어 회로가 개발되었다.
정상 동작시 소정의 양이 그리드 전압을 공급하는 그리드 바이어스 제어 회로의 일례는 VIDEO DISPLAY APPARATUS WITH KINESCOPE SPOT BURN PROTECTION CIRCUIT란 명칭으로 1991년 8월 27일자로 특허 허여된 미국 특허 제5,043,639호에 개시되어 있다. 이 회로는 전술한 회로와 유사하지만, 고 전압 소스와 접지 사이에 결합되고 출력이 키네스코우프 그리드에 결합된 출력을 갖는 분압 회로를 구비한다. 그 분압 회로의 소자들은 정상 동작시 약 25볼트로 그리드를 바이어스시키도록 선택된다. 그 분압 회로는 또한 약 27볼트의 차단 전압을 가진 제너 다이오드를 구비하는데, 이 다이오드는 커패시터에 공급된 충전 전류가 과도한 양의 그리드 바이어스를 생성하는 것을 방지하기 위하여 주사 손실 기간의 종료시에 그리드 전압을 그 차단 전압 값으로 클램프한다. 제너 다이오드는 정상 동작시 바이어스 오프되어, 제너 다이오드를 통과하여 흐르는 전류로 인해 발생될 수도 있는 무선 주파수 간섭(RFI)을 방지한다.
양의 그리드 바이어스 전압의 분압기 제어와 제너 다이오드 제한에 특징을 갖는 그리드 바이어스 제어 회로의 또 다른 예는 PROJECTION TV DEFLECTION LOSS PROTECTION CIRCUIT란 명칭으로 1991년 7월 30일자로 특허 허여된 미국 특허 제5,036,257호에 개시되어 있다. 투사형 텔레비젼 수신기의 일실시예에서는, 주사 손실 표시 신호가 고전압 PNP 스위칭 트랜지스터를 제어하기 위한 수평 주사 펄스에 응답하는 검출기에 의해 얻어진다. 정상 동작시, 펄스가 나타날때 트랜지스터가 턴온되어 충전 전류를 그리드 키커 커패시터에 공급하고 동작 전압을 분압 회로로 공급함으로써 그리드를 약 25볼트의 양의 값으로 바이어스시킨다. 수평 스위프 펄스(horizontal sweep pulse)가 나타나지 않을 때에는, 스위칭 트랜지스터가 턴오프되고 "풀 다운(pull down)" 저항이 커패시터의 양의 플레이트를 접지시킴으로써 그리드를 음의 상태로 구동하게 된다. 그리드 바이어스 제어 회로의 특정 실시예에서는 분압기의 저항 하나가 커패시터에 병렬 접속된다. 이 접속부는 회로에 의해 생성된 음의 출력 펄스에 대한 RC 시정수를 결정한다. 예컨대, 2.7MΩ 및 4.7μF으로 주어진 특정 회로 값에 대하여 그 시정수는 약 12.7초가 된다.
"그리드 키커" 커패시터를 방전시키는 "실제" 회로 소자가 없는 그리드 바이어스 제어 회로의 2개의 예는 Facon, Julien 및 Resconi에 의해 DISPOSITIF DE COMMANDE D'ELECTRODE D'UN CANON ELECTRONIQUE DOUR TUBE CATHODIQUE란 명칭으로 1983년 10월 5일자로 공개된 유럽 공개 특허 출원 제0 090 702호와, Johnson에 의해 INTEGRATABLE CRT SPOT CUT-OFF NETWORK란 명칭으로 1983년 6월 28일자로 특허 허여된 미국 특허 제4,390,817호에 개시되어 있다. 상기한 2개의 회로에서는 방전이 누설 통로로 부터만 발생될 수 있다. 따라서, 그리드 차단 시정수는 실제의 회로 소자값과 통상의 회로 소자 누설값을 사용하여 확장될 수 있다.
그리드 바이어스 제어 회로의 전술한 예들은 모두 뛰어난 성능을 갖는다. 첫 번째 4가지의 각각의 예에서 여기서 사용된 그리드 차단 시정수는 기생 누설 통로와 같은 가상의 회로 소자와 구별되는 '실제' 회로 소자로 일컬어지는 것에 의해 결정된다. '실제' 소자와 기생 소자를 구별하는 것은 용이하다. 즉, '실제' 소자는 비용을 발생시키고 회로도 상에 나타나는 반면, 가상의 회로 소자(누설 통로 및 기생 용량)는 비용을 발생치 않고 일반적으로 회로도상에 나타나지 않는다.
최종 2가지 예에서는 "그리드 키커" 커패시터에 방전 통로를 제공할 '실제'회로 소자를 제거함으로써 그리드 바이어스 차단 시정수의 확장 문제를 해결하는 몇가지 방법이 개시되고 있다. 그러나, 상술한 회로는 다수의 회로 소자를 포함하는 비교적 복잡한 구성으로 이루어진다. 즉, 짧은 시정수 문제는 많은 비용을 발생시키고 해결할 수 있다. 이것은 제조 비용면에서 바람직스럽지 않다.
본 발명은 또한 "실제" 회로 소자를 제거함으로써 동일한 문제를 해결하는 방법을 개시하고 있지만, 보다 간단하고 비용면에서도 효율적인 장치로 구성될 수 있다. 본 발명을 실현하는데 있어서의 문제점은 그리드 바이어스 제어 회로의 어떠한 다른 기능이 손실되지 않고 다수의 회로 소자를 부가함이 없이 종래의 일부 회로에 나타난 방전 통로를 제거하는 일이다. 본 발명의 한 가지 특징에 의하면, 이것은 그리드 바이어스 제어 회로의 동작 조건에 따라서 "정상" 모드, "반전" 모드 및 "절연" 모드에서 트랜지스터를 동작시킴으로써 달성된다.
여기서 사용하고 있는 바와같이, 트랜지스터의 "정상" 모드 동작은 트랜지스터의 베이스-에미터 접합부를 순 바이어스시키고 트랜지스터의 콜렉터-베이스 접합부를 역 바이어스시키는 것을 포함한다. 한편, 트랜지스터의 "반전" 모드 동작은 콜렉터-베이스 접합부를 순 바이어스시키고 베이스-에미터 접합부를 역 바이어스시키는 것을 포함한다. 트랜지스터의 "절연" 모드의 동작은 그리드 바이어스 제어회로로부터 공급전압을 제거시키는 것을 의미한다. 정상 모드에서, 트랜지스터는 특정 값의 "베타(β)", "Hfe" 또는 "순방향" 전류 이득을 나타낸다. 반전 모드에서는 전류 이득이 더 낮아지게 된다. 이 효과는 예를들어 콜렉터/베이스 접합 면적과 베이스/에미터 접합 면적의 차 또는 접합부 폭의 차와 같은 다른 물리적 특성에 기인한 것이다. 그러나, 본 발명에서는 반전 모드에서 동작하는 트랜지스터의 전류 이득이 그리드 바이어스 제어 회로의 특별한 회로 조건을 충족시킬 만큼 적절함을 알게 되었다. "절연" 모드에서는 추후 보다 상세히 설명될 그리드 "키커" 커패시터에 대한 "실제" 방전 통로를 완전히 제거하는 것이 가능하게 된다.
키네스코우프와 함께 사용하기 위한 본 발명의 그리드 바이어스 제어 회로는 절환된 공급 전압의 소스에 결합됨과 동시에 펄스 형성 커패시터를 통해 출력 단자에 결합되어 상기 공급 전압이 나타날때 상기 출력 단자에서 상기 키네스코우프에 대하여 주어진 양의 그리드 바이어스 전압을 생성하고 상기 키네스코우프를 소거하기 위한 상기 공급 전압의 종료시 상기 출력 단자에서 음의 그리드 차단 바이어스 펄스를 생성하기 위한 입력 단자를 구비한다. 분압기는 입력 단자와 접지 전위 소스 사이에 결합되며 공급 전압이 나타날때 주어진 양의 그리드 바이어스 전압을 제공함과 동시에 공급 전압의 종료시 접지 레벨의 출력 전압을 제공하기 위한 출력 노드를 갖는다. 분압기의 출력과 그리드 바이어스 제어 회로의 출력 사이에 결합된 전도 통로를 갖는 트랜지스터가 제공되는데, 이 트랜지스터는 접지 전위 소스에 결합된 제어 전극을 갖고, 그리드 바이어스 제어 회로는 상기 펄스 형성 커패시터를 위한 방전 통로를 갖지 않고, 그 제어 회로의 동작시에 반전 모드, 정상 모드 및 절연 모드에서 트랜지스터를 동작시킨다.
본 발명의 전술한 특징 및 그밖의 특징은 동일 요소에 대해서는 동일 참조부호를 붙이고 있는 첨부 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
제1도의 텔레비젼 수신기(10)는 RF 변조 또는 기준 대역 비디오 입력 신호를 수신하기 위한 입력 단자(14)와 키네스코우프(16)에 의한 표시를 위해 적(R), 청(B), 녹(G)의 출력 신호를 공급하기 위한 출력을 가진 통상의 설계 방식으로된 비디오 처리 유니트(12)를 구비한다. R 신호는 키네스코우프(16)의 캐소드 K에 인가된다.
도면 및 본 발명의 설명을 간소화하기 위해, 키네스코우프(16)는 단일 캐소드 K를 갖는 것으로 예시한다. 다이렉트 비유(direct view : 직접 관찰 방식) 칼라 TV 시스템에서는 실제로 R, G, B 신호가 인가되는 3개의 캐소드를 갖는다. 투사형(projection : 투사 방식) 텔레비젼 시스템에서는 R, G, B 신호가 세개의 투사형 키네스코우프의 각 캐소드(K)에 인가된다. 단색 시스템에는 명도 신호 레벨을 나타내는 단일 캐소드 구동 신호 Y가 존재한다. 본 발명은 다이렉트 비유 또는 투사 방식의 단색 및 칼라 TV 표시 시스템에 적용될 수 있다. 이러한 어느 한 적용예에서는 단지 하나의 그리드 바이어스 제어 회로가 필요하다. 예를들어, 다이렉트 비유 키네스코우프에서는 내부적으로 세개의 그리드가 접속되고 하나의 그리드 바이어스 제어 회로가 사용될 수 있다. 투사형 시스템에서는 3개의 별도의 키네스코우프가 존재한다. 이와같은 경우에 있어서 공통의 그리드 바이어스 제어 회로 또는 세개의 별도의 회로를 사용할 것인가는 재량에 달려있다. 이러한 적용에 있어서 양호한 엔지니어링 실무상 별도의 회로를 사용하는 것이 바람직하다(예컨대 용장성은 전체적인 신뢰성을 향상시킨다). 여기서는 도면을 간소화하기 위해 단지 하나의 회로만을 도시하고 있다.
키네스코우프(16)(또는 칼라 투사형 시스템의 경우처럼 복수개의 키네스코우프)에 대한 편향 신호는 비디오 처리 유니트(12)로부터 동기 신호를 수신하도록 결합된 편향 처리 유니트(18)에 의해 제공된다. 프로세서(18)는 통상의 설계 방식으로 이루어지며 키네스코우프(16)에 대하여 수직 및 수평 스위프 신호(sweep signal)를 발생한다.
스폿 번 투사를 위해, 수신기(10)는 편향 처리 유니트(18)에 결합되고 ON/OFF 제어 신호 S1을 공급하는 스위치 제어 유니트(20)를 구비한다. 스위치 제어 유니트(20)는 예를들어 상술한 스폿 번 투사 회로중 하나에 기재된 것과 같이 통상의 설계 방식으로 이루어질 수도 있다. 예컨대 스위프 신호의 불량 또는 회로 부품의 고장을 검출하기 위한 회로를 구비한다. 이와는 달리, 전술한 "고온 시동"의 경우처럼 실제적인 주사 손실 전에 키네스코우프 표시를 소거하기 위해서 전술한 바와같이 "예견적"인 것으로 될 수 있거나 혹은 수신기의 정상 동작 모드로부터 대기 동작 모드로 절환하기 전에 그리드 소거를 제공할 수도 있다. 본 발명에 있어서 중요한 것은 스위치 제어 유니트(20)가 스폿 번 투사가 바람직한 시점에서 키네스코우프(16)의 그리드 소거를 제어하기 위해서 적당한 ON/OFF 제어 신호 S1를 제공하는 일이다.
스위치 제어 유니트(20)의 ON/OFF 제어 신호 S1는 고전압 공급부(40)에 의해 제공된 고전압(예컨대 +225볼트) 소스를 수신하도록 결합된 공급 입력(34)을 가진 고전압 스위치(30)의 제어 입력(32)에 인가된다. 스위치(30)는 그리드 바이어스 제어 회로(50)의 입력 단자(51)에 절환된 공급 전압의 소스를 제공하기 위한 출력(36)을 갖는다. 절환된 공급 전압(S2)은 수신기(또는 모니터)(10)의 정상 동작시 ON되고 키네스코우프 그리드 G의 그리드 바이어스 차단 또는 소거가 필요한 기간 동안 OFF 된다.
제3도 및 제4도는 적당한 고전압 스위치(30)의 예를 도시한 것이다. 제3도에서, 스위치는 제어 단자(32)에 접속된 베이스 전극, 고전압 입력을 수신하기 위해 단자(34)에 접속된 에미터 전극 및 저항(38)을 통해 스위치 출력 단자(36)에 결합된 콜렉터 전극을 가진 PNP 트랜지스터(31)를 구비한 직렬 형태의 것이다. 스위치가 OFF될때, 단자(32)는 고전압 공급부(40)로부터 격리된다. 스위치가 ON될때, 단자(32)는 고전압 공급부(40)를 저항(38)을 통해 출력(36)에 결합하게 되어 저항(38)의 값과 동일한 출력 임피던스를 나타낸다. 이 저항은 그리드 바이어스 발생기(50)의 최대 출력 전압을 제한함으로서 추후 설명할 바와같이 그리드 키커 커패시터상의 최대 전압을 제한하기 위해서 선택된다. 제4도에서, 스위치(30')는 제어 단자(32)에 접속된 베이스 전극, 접지에 접속된 에미터 전극 및 출력(36)에 접속됨과 동시에 저항(38)을 통해 고전압 공급부(40)의 입력 단자(34)에 결합된 콜렉터 전극을 가진 NPN 트랜지스터(33)를 구비한 병렬 형태의 것이다. 스위치가 ON될때 트랜지스터(33)는 출력을 접지로 클램프하고, 그렇지 않으면 출력(36)은 저항(38)을 통해 입력(34)에 결합된다.
제1도의 수신기(10)의 나머지 소자들은 본 발명을 구현하는 그리드 바이어스 제어 회로(50)의 제1예를 포함한다. 이 회로의 일반적 기능은 수신기의 정상 동작 동안 양의 바이어스를 키네스코우프(16)의 그리드 G에 인가하고 실제적인 또는 예견된 주사 손실 조건하에서 음의 바이어스를 그리드 G에 인가하는 것이다. 그리드 바이어스 제어 회로(50)의 특별한 목적은 확장된 기간(예컨대, 그리드 바이어스 제어 회로의 전술한 예에서의 수 초에 비해 수 분으로 확장)동안 음의 그리드 차단 바이어스를 키네스코우프(16)에 공급하는 것이다.
본 발명에 의하면, 제1도의 그리드 바이어스 제어 회로(50)는 절환된 공급 전압의 소스(30)에 결합됨과 동시에 펄스 형성 커패시터(53)를 통해 출력 단자(52)에 결합되는 입력 단자(51)를 구비하며, 공급 전압(예컨대 +225볼트)가 나타날때 키네스코우프(16)를 위한 주어진 양의 그리드 바이어스 전압(예컨대 +25볼트)를 출력 단자에서 생성하고 또 키네스코우프(16)를 소거시켜 스폿 번 보호를 달성하기 위해 공급 전압의 종료시 출력 단자(52)에서 음의 그리드 차단 바이어스 펄스(예컨대 -175볼트)를 생성하기 위한 것이다. 이러한 목적상, 제어 회로(50)는 입력 단자(51)와 접지 기준 전위의 소스(56) 사이에 결합된 저항(54,55)을 가지며 공급 전압이 나타날때 주어진 양의 그리드 바이어스 전압을 제공하고 공급 전압의 종료시 접지 레벨의 전압을 제공하기 위한 출력(57)을 가진 분압기를 구비한다. 또한 분압기(54,55)의 출력(57)과 그리드 바이어스 제어 회로(50)의 출력 단자(52) 사이에 결합된 전도 통로를 가진 PNP 트랜지스터(60)를 구비한다. 본 발명의 이 실시예에서는 트랜지스터(60)가 베이스 전류 제한 저항(62)을 통해 접지 전위 소스(56)에 결합된 제어 전극(베이스)을 갖는다.
또한, 그리드 바이어스 제어 회로(50)는 본 발명의 이 실시예에 있어서 분압기(54,55)의 출력 노드(57)와 접지 전위 소스(56) 사이에 결합된 제너 다이오드(64)를 구비한다. 제너 다이오드(64)는 공급 전압이 나타날때 분압기(54,55)에 의해 생성된 주어진 양의 전압(예컨대 +25볼트)보다 큰 차단 전압(예컨대 +27볼트)을 갖는다. 또한, 그 회로(50)는 PNP 트랜지스터(60)의 전도 통로와 병렬 접속된 PN 다이오드(66)를 구비한다.
이러한 본 발명의 특정예에서는, 키네스코우프(16)의 그리드 G를 약 25볼트의 비교적 높은 양의 전위로 바이어스시키는 것이 바람직하다. 이러한 목적상, 저항(38,54,55)은 분압기 출력(57)에 25볼트를 제공하도록 선택된다. 제너 다이오드(64)는 커패시터(53)의 충전시의 초기 급등 전압을 약간 더 높은 값(예컨대 +27볼트)으로 제한한다. 바람직하게도, 이것은 턴온시 그리드의 과구동을 막는다. 또한, 제너 다이오드가 수신기의 정상 동작 동안 비도통되기 때문에, 제너 다이오드에 의해 발생될 수 있는 고주파 간섭(RFI)을 피할 수 있다.
다음의 회로 동작 설명에서는, 초기에 수신기(10)가 누설 전류에 대하여 충분한 시기 동안 OFF되어 그리드 키커 커패시터(53)를 완전히 방전시킨다고 가정하기로 한다. 수신기(10)의 턴온시 단자(34)에 인가된 고전압은 정상 동작 전위(예컨대, 이 예에서 255볼트로 가정)까지 점진적으로 상승될 것이다. 이와 동시에 편향 처리기(18)는 스위프 신호를 키네스코우프에 공급하기 시작한다. 초기에, 스위프 신호의 부재가 스위치 제어 유니트(20)에 의해 검출되어 전원 공급 스위치(30)를 OFF로 유지한다. 그러나, 스위프 신호가 충분한 값으로 도달하면, 스위치(30)는 그리드 바이어스 제어 회로(50)의 입력 단자(51)에 고전압(+255V)을 인가한다.
출력 단자(52)에서의 초기 그리드 전압은 수신기(10)의 상기 "저온 시동(cold start)" 조정 동안 영 볼트가 된다. 이것은 수신기가 커패시터(53)에 대하여 충분히 긴 시간 동안 OFF되어 수신기의 턴온 전에 흐르는 누설 전류에 의해 완전히 방전된다고 가정하였기 때문이다. 커패시터(53)상에 전하가 없는 경우 출력 단자(52)의 전압은 커패시터(53)의 양의 플레이트의 전압과 같아지게 되며 스위치(30)가 OFF될때 플레이트가 저항(54,55)에 의해 접지되기 때문에 출력 단자(52)는 접지 전위로 된다.
이제, "저온 시동" 동작 단계를 계속하면, 적당한 스위프 신호의 존재에 응답하여 상술한 바와같이 스위치(30)가 턴온될때, 저항 체인(38,54,55)은 커패시터(53)가 충전하는 시간 동안 "과도" 동작 모드를 갖고 커패시터(53)가 완전히 충전된때 "정상 상태" 동작 모드를 갖는 분압기를 형성한다. "과도" 동작 모드 동안 충전 전류는 입력 단자(51)로부터 저항(38)을 통해 커패시터(53)의 양의 플레이트로 흘러서 초기 충전 전류를 제한하게 된다. 충전 전류 통로의 나머지는 트랜지스터(60) 및 제너 다이오드(64)를 포함한다. 구체적으로, 입력(51)에서의 양의 전압은 커패시터(53)를 거쳐 트랜지스터(60)의 콜렉터에 결합된다. 트랜지스터(60)의 베이스는 저항(62)을 거쳐 접지에 결합되기 때문에, 트랜지스터(60)의 콜렉터-베이스 접합부는 순바이어스되고 트랜지스터는 커패시터(53)의 충전 전류를 약 27볼트의 차단 전압(즉 25볼트의 소정의 정상 상태 그리드 전압 보다 약간 큼)을 갖는 제너 다이오드(64)를 통해 접지로 전도하는 소위 "반전" 동작 모드로 동작한다. 다이오드(66)는 또한 충전 전류의 전도를 돕는 것으로서, "반전" 모드에서 동작된 트랜지스터(60)(즉 정상 동작 모드의 경우처럼 순 바이어스되기 보다는 순 바이어스된 콜렉터 접합부)의 전류 이득이 정상 모드에서의 전류 이득에 비해 비교적 낮기 때문에 본 발명의 이 실시예에 포함된다.
상기 충전 모드는 제너 다이오드(64) 양단의 전압이 27볼트 이하로 떨어질 만큼 커패시터(53)가 충분히 충전될때까지 계속된다. 이때 커패시터(53)의 충전은 커패시터(53)의 음의 플레이트가 약 25볼트의 전위와 일치할때까지 계속된다. 이것은 그리드 바이어스 제어 회로(50)의 상술한 "정상 상태" 조건을 나타낸다. 이 조건하에서, 그리드 전압은 입력 단자(51) 및 분압기 저항(54,54)(그리고 스위치(30)의 저항)에 인가된 공급 전압의 크기에 의해 결정된다. 트랜지스터(60)는 포화 모드로 동작하여 출력 단자(52)의 출력 전압을 분압기 전압(즉 노드(57)의 전압)의 약 1/10 볼트이내로 조정한다.
상술한 정상 상태 모드를 고려하면, 트랜지스터(60)는 키네스코우프(16)의 그리드로부터 흐르는 누설 전류의 방향에 따라 두 모드중 하나로 동작한다. 구체적으로, 키네스코우프(16)의 그리드 G는 전형적인 프로젝션관에 대하여 약 5μA 미만의 누설 전류 소스 또는 "싱크"(sink)로서 작용하는 것을 예상할 수 있다. 누설 전류(즉 도시된 바의 I1 또는 I2)의 방향은 키네스코우프의 동적 신호 조건을 포함하는 다수의 인자 또는 다른 인자들에 좌우된다. 커패시터(53)가 정상 동작 모드하의 키네스코우프 그리드 누설 전류에 의해 충전 또는 방전되지 않게끔 그리드 바이어스 전압을 일정한 레벨(정상 상태에서 25볼트)로 유지하는 것은 중요한 일이다. 따라서, 본 발명의 한 특징에 의하면, 트랜지스터(60)는 정상 및 반전 동작 모드 양자를 제공함으로써 소위 "양방향 스위치"(bilateral switch)로서 동작된다.
누설 전류의 상승을 막기 위한 공지의 기술은 고전압 제너 다이오드를 커패시터(53)와 병렬 접속하는 것이다. 그러나, 이러한 방법은 가격, 신뢰성 및 무선 주파 간섭(RFI)면에서 단점을 갖는다. 본 발명에서는, 전류가 키네스코우프 그리드 G로 흘러들어가면(예컨대, 도시된 바의 전류 I2), 트랜지스터(60)는 정상적인 PNP 방식으로 동작하고 전류는 에미터에서 콜렉터로 흐른다. 전류가 CRT 그리드로부터 흘러나오면(예컨대, 도시된 바의 전류 I1), PNP 트랜지스터는 역 모드(반전 모드)로 동작하며 그것의 베이스-콜렉터 접합부가 순 바이어스되고 에미터-베이스 접합부가 역 바이어스된다. 다시 말하여 에미터와 콜렉터는 그들의 정상적인 기능을 바꾸거나 교환하며 트랜지스터는 역방향으로 전류를 전도시킨다. 약 +0.1볼트의 콜렉터 전압 증가는 콜렉터-베이스 접합부를 순 바이어스시키기에 충분하다. 따라서, 키네스코우프 그리드 전압 상승은 약 0.1볼트로 제한된다.
주사 손실 조건하에서 스위치 제어 유니트(20)는 턴오프 신호를 고전압 스위치(30)에 인가함으로써 고전압 소스[공급부(40)]를 제거한다. 분압기 저항에 전류가 공급되지 않으면, 노드(57)의 전압은 저항(55)을 통해 클램프될 것이다. 이것은 커패시터(53)의 양의 플레이트를 접지로 두고 출력 단자(52)(및 그리드 G)를 음전압으로 구동시켜 키네스코우프(16)를 소거시키게 된다. 이렇게 생성된 음의 그리드 바이어스의 크기는 상술한 정상 상태 동작 모드 동안 유지된 커패시터(53)상의 전하와 일치한다. 이 조건에서는 트랜지스터(60)의 콜렉터-에미터 접합부가 역 바이어스되고 베이스-에미터 접합부는 순 바이어스 되지 않는다. 따라서, 양 접합부가 순바이어스되지 않기 때문에, 트랜지스터(60)는 OFF 되어 전류를 전도시키지 않는다. 이 조건에서는, 키네스코우프(16)에 의해 제공된 누설 전류 외에 커패시터(53)에 대하여 아무런 방전 통로도 제공되지 않는다. 실제로, 약 4.7μF의 커패시터 값(전술한 바와같은 전형적인 값)과 저항(55) 및 (58)에 대하여 약 15KΩ 그리고 저항(54) 및 (62)에 대하여 약 100KΩ의 예시적인 소자 값을 사용할 경우, 누설로 인한 커패시터 방전율은 초당 1볼트 보다 훨씬 적으며 따라서 그리드 차단 펄스가 수 분 유지될 수 있는 기간을 확장하게 된다.
제2도는 제1도의 수신기(10)의 바람직한 수정례로서, 그리드 바이어스 제어 회로(50)는 정상 동작시 비교적 낮은 그리드 바이어스 값(예컨대, 접지 레벨 근처)을 필요로하는 키네스코우프와의 동작을 위해 수정된 것이다. 이 수정례는 다이오드(66) 및 (64)를 제거하고 PNP 트랜지스터(60)의 베이스를 접지 기준 전위 소스(56)로 향하도록 결합한 것이다. 또한, 분압기 저항(54,55)은 정상 동작 동안 트랜지스터(60)의 베이스-에미터 접합부를 순 바이어스시키기에 충분한 노드(57)에서의 출력 전압(예컨대, 약 0.6볼트)을 제공하도록 선택된다.
수정된 그리드 바이어스 제어 회로의 동작은 제1도에 관하여 전술한 것과 동일하다. 그러나, 한가지 차이점은 커패시터(53)에 대한 초기 충전 전류가 전부 트랜지스터(60)의 콜렉터-베이스 접합부를 통해 흐른다. 결과적으로 출력(52)에서의 전압은 충전시 약 0.6볼트 이상으로 상승하지 않으며 따라서 제너 다이오드 D2의 필요성을 없애준다. 트랜지스터(60)는 출력 단자(52)에 대한 전류의 방향(I1 또는 I2)에 따라서 출력 전압을 조정하기 위하여 정상 또는 반전 모드에서 전술한 바와같이 동작한다.
제5도는 제4도 수신기의 바람직한 수정례를 도시한 것으로서, 그리드 바이어스 제어 회로(50)가 출력 단자(52)와 접지 사이에 접속된 PN 다이오드(70)를 추가로 포함하도록 수정된다. 이 다이오드는 키네스코우프 아크 보호를 위해 접지로의 추가 통로를 제공하여 키네스코우프의 아크 조건하에서 트랜지스터(60)상의 전압 응력을 감소시킨다.
본 발명의 전술한 예에서는 분압기가 어떻게 정상 그리드 바이어스 전압을 발생하고 또 이 전압이 어떻게 두 동작 모드 중 하나 즉 "정상" 모드 또는 "반전" 모드에서 트랜지스터(60)에 의해 조정되는가를 보여주고 있다. 특히, 그리드 바이어스 제어 회로가 그리드 키커 커패시터(53)에 대한 방전 통로를 포함하지 않음을 보여준다. 결과적으로, 커패시터(53)에 의해 제공된 음의 전압 펄스가 커패시터의 값, 궁극적으로 커패시터를 방전시킬 누설 전류의 값에 의해 결정되어질 매우 긴 시정수를 나타낸다. 커패시터(53)상의 최대 전하 및 최대 분압기 출력 전압은 어느정도 고전압 스위치(30)의 소스 임피던스(예컨대, 저항(38))에 의해 영향받는다. 도시된 두 실시예에서의 예시적인 값은 다음과 같다. 제1도의 예에서, 저항(38) 및 (55)는 각각 15KΩ이고, 저항(54) 및 (62)는 각각 100KΩ이다. 제2도의 예에서는 저항(38)은 120KΩ, 저항(54)은 1.1MΩ, 그리고 저항(55)은 4.7KΩ이다. 저항(38)은 직렬 스위치예에서 필수적인 것은 아니지만 회로의 그 지점에 저항을 부가함으로써 커패시터(53) 상의 최대 전하를 소정의 값으로 제한할 수 있다는 점에서 잇점을 제공해 준다. 예를들어, 키네스코우프가 주어진 최대 그리드 대 캐소드 전압(예컨대 400볼트)으로 사용되는 경우 저항(38)은 캐소드가 고전압 공급부의 최대 양의 값으로 구동되고 그리드가 음의 상태로 구동되는 최악의 조건하에서 최대 그리드 대 캐소드 전압이 키네스코우프 정격값 이내로 되게끔 커패시터(53)의 전압을 제한하도록 선택된다. 상기 주어진 예에서의 값은 약 225볼트의 공급에 대하여 약 175볼트의 음의 그리드 바이어스를 제공하도록 선택된다. 따라서, 400볼트의 그리드 대 캐소드 정격을 갖는 키네스코우프는 키네스코우프의 그리드 대 캐소드 정격을 초과하지 않고 225볼트의 캐소드 구동(양) 및 17볼트의 그리드 구동(음) 전압을 안전하게 수신한다. 다른 정격 값을 갖는 키네스코우프에 대해서도 다른 저항값을 용이하게 결정할 수 있다.
본 명세서에서 설명한 본 발명의 실시예에서는, 절환된 공급 전압 소스가 분압기에 인가되어 커패시터를 거쳐 출력 단자에 결합된다. 분압기의 출력 탭은 베이스 접지 트랜지스터의 전도 통로를 거쳐 출력 단자에 결합된다. 동작시 트랜지스터는, (1) 커패시터를 초기에 충전하기 위해 반전 모드에서 동작하고, (2) 출력 단자에 대한 양 방향의 그리드 전류 흐름에 대하여 상기 출력 단자에서의 그리드 바이어스 전압을 조정하기 위하여 정상 또는 반전 모드에서 동작하며, (3) 커패시터가 음의 그리드 차단 바이어스를 출력 단자에 인가하도록 절환된 공급 전압의 제거시 격리 모드에서 동작하는데, 상기 격리 모드에서 상기 트랜지스터는 커패시터의 방전을 막으며 그에 따라 누설 이외에 커패시터에 대한 어떠한 방전 통로도 없기 때문에 확장된 차단 시정수를 갖는 그리드 차단 바이어스를 상기 출력 단자에 제공하게 된다.

Claims (6)

  1. 키네스코우프(16)를 구비한 그리드 바이어스 제어 회로에 있어서, 절환된 공급 전압의 소스(30)에 결합됨과 동시에 펄스 형성 커패시터(53)를 통해 출력 단자(52)에 결합되어, 상기 공급 전압이 제공될때 상기 출력 단자에서 키네스코우프(16)에 대한 주어진 양의 그리드 바이어스 전압을 공급하고, 상기 키네스코우프의 소거를 위해 상기 공급 전압 종료시 상기 출력 단자에서 음의 그리드 차단 바이어스 펄스를 공급하는 입력 단자(51)와; 상기 입력 단자(51)와 접지 전위 소스 사이에 결합되고, 상기 공급 전압이 제공될때 주어진 양의 그리드 바이어스 전압을 공급하고 상기 공급 전압의 종료시 접지 레벨 전압을 공급하는 출력(52)을 갖는 분압기(54,55)와; 상기 분압기의 출력(57)과 그리드 바이어스 제어 회로(50)의 출력 단자(52)와의 사이에 결합된 전도 통로와, 상기 접지 전위 소스에 결합된 제어 전극(B)을 가진 트랜지스터(60)를 구비하고, 상기 그리드 바이어스 제어 회로(50)는 상기 펄스 형성 커패시터(53)에 대하여 누설 통로 이외에 어떠한 방전 통로도 갖지 않고, 그 동작시에 반전 모드, 정상 모드 및 절연 모드에서 상기 트랜지스터(60)를 동작시키는 것을 특징으로 하는 그리드 바이어스 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주어진 양의 그리드 바이어스 전압은 상기 접지 전위에 대하여 양의 값인 수 볼트의 전압을 포함하며; 상기 분압기(54,55)의 출력 노드(57)와 상기 접지 전위 소스 사이에 결합된 제너 다이오드(64)와; 상기 트랜지스터(60)의 상기 제어 전극(B)을 상기 접지 전위 소스에 결합하기 위한 저항(62)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 바이어스 제어 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제너 다이오드(64)는 상기 공급 전압이 제공될 때 상기 분압기(54,55)에 의해 생성된 상기 주어진 양의 그리드 바이어스 전압 보다 큰 차단 전압을 가진 것을 특징으로 하는 그리드 바이어스 제어 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 트랜지스터(60)의 상기 전도 통로와 병렬 결합된 다이오드(66)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 바이어스 제어 회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 트랜지스터(60)의 상기 제어 전극(B)은 어떠한 삽입 소자 없이 직접 상기 접지 전위 소스에 결합되는 것을 특징으로 하는 그리드 바이어스 제어 회로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 출력 단자와 상기 접지 전위 소스 사이에 접속된 다이오드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 바이어스 제어 회로.
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