KR100257534B1 - 엑스레이 보호 및 과전압 보호장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수상기의 안전 동작에 관한 것으로, 특히 수상관의 이상동작으로 이에 가해지는 고압이나 히터전압이 정상동작 상태를 벗어나 과도하게 인가될시 사용자에게 피해를 줄수 있는 엑스레이 보호 및 과전압 보호장치에 관한 것이다.
종래는 수상기로부터 히터전압 등의 상승에 의한 엑스레이 방출로부터 주전원의 공급을 차단하지 못하며 또한 과전압 발생할 경우 플라이백 펄스의 동작을 멈추게 할뿐 주 전원의 공급을 차단하지 못하므로서, 사용하는 사용자에게 어느 부위에서 고장의 원인이 되는지 몰라 인명피해의 원인이 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하도록 엑스레이 방출을 방지하도록 고압발생수단 일측으로부터 히터전압을 감지하고, 이 감지되는 전압이 일정전압 이상일 때 주전원의 공급을 차단하는 엑스레이 보호수단을 구성시키며, 또한 과전압이 고압발생수단 및 수평편향 펄스발생부 등에 공급되는 것을 방지하기 위하여 상기 전원전압에 병렬로 접속되어 이의 전압을 감지하고, 이 감지되는 전압이 일정전압 이상일 때 상기 주전원의 공급을 차단하는 전원 차단수단을 구비시키므로서, 사용자에게 제품의 신뢰성을 보장시켜 줄수 있다.

Description

엑스레이 보호 및 과전압 보호장치
본 발명은 수상관의 안전동작에 관한 것으로, 특히 수상관의 이상동작으로 인하여 수상관에 가해지는 이상고압이나 히터전압이 정상상태를 벗어나 과도하게 일가될 경우 이를 감지하여 주공급전압을 차단하므로 엑스레이의 방출 차단 및 과전압 차단할수 있도록 한 엑스레이 보호 및 과전압 보호장치에 관한 것이다.
종래 TV수상관의 엑스레이 보호장치의 구성은 도 1에 도시된 바와같이,
AC전원전압(ACin)을 DC전원으로 변환하여 회로 각 부에 필요로 하는 전압(B+,B2+)을 공급하는 전원부(1)와, 상기 전원부(1)의 공급전압(B2+)을 수평 편향 출력부(5)의 수평펄스에 의해 승압하여 브라운관(3)이 정상적으로 동작하는 데 필요한 전압을 공급하고 또 애노드(Anode)에 히터전압(H/V)을 공급하는 플라이백 트랜스 포머(2)와, 상기 플라이백 트랜스 포머(2)의 히터전압(H/V)에 의해 엑스레이를 방출하는 브라운관(3)과, 상기 브라운관에 인가되는 신호를 검출하여 수평편향 출려부에 인가하는 엑스레이 검출부(4)와, 상기 전원부(1)의 공급전압(B+)에 의해 동작하여 엑스레이 검출부(4)에 의해 플라이백 트랜스 포머(3)의 동작을 제어하는 수평편향 출력부(5)로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 종래 엑스레이 보호장치의 동작은 도 1에 도시된 바와같이,
먼저, 브라운관(CDT)(3)에 필요한 고압은 이를 제조하는 제조회사에 의해 크기 등에 따른 규격(SPec)이 정해져 있으며, 이 고압이 규격치 내에 있을 경우에는 브라운관(3)의 안전상 또는 X-Ray방출량이 인체에 해를 주지 않을 정도이지만, 고압이 규격치에 넘어설 경우 브라운관(3)의 안전을 보장하지 못할뿐만 아니라 X-Ray의 방출량이 고압의 세기에 거의 비례하여 많아지므로 인체에 치명적인 영향을 미칠수 있다.
이를 방지하기 위하여 전원부(1)에서는 AC전원을 DC전압으로 변환하여 각 부를 동작시킬수 있는 구동전압을 공급하게 되면, 상기 전원부(1)의 구동전압(B+)에 의해 수평편향 출력부(5)는 수평펄스를 발생하여 플라이백 트랜스 포머(2)에 출력하게 된다.
그리고, 플라이백 트랜스 포머(FBT)(2)는 상기 수평펄스에 의해 전원부(1)의 공급전압(B2+)을 내부 권선비에 따라 승압하여 각종 전압(고압, 휘도전압, 초점조정전압, 히터전압(H/V))을 브라운관(3)에 공급하게 된다.
이때, 히터전압 검출부(3)는 플라이백 트랜스 포머(2)로 부터 브라운관(3)의 애노드(Anode) 단자에 인가되는 히터전압(H/V)을 검출하게 되는데,
즉, 회로부품의 특성변화로 인하여 고압이 증가할 경우, 회로 구성상 브라운관(3)에 인가되는 히터전압(H/V)도 동일비율로 증가하게 되므로 상기 엑스레이 검출부(4)에서 히터전압(H/V)의 크기를 검출하여 이 전압이 일정 규제치보다 높을 경우(고압이 규제치보다 높아질 경우와 동일조건), 이를 감지하여 수평편향 출력부(5)에 인가하게 된다.
이때의 수평편향 출력부(5)는 히터전압 검출부(4)로 부터 인가되는 신호에 의해 수평편향 펄스 발생을 정지하게 되고, 상기 수평편향 펄스를 인가받지 못한 플라이백 트랜스 포머(2)는 동작하지 않게 되므로 브라운관(3)도 동작하지 않게 된다.
따라서, 브라운관(3)에 인가되는 고압의 이상상태를 검출하여 브라운관(3)의 안정상 또는 X-Ray방출이 일어나지 않도록 한 것이다
그러나, 종래 엑스레이 보호장치에서는 플라이백 트랜스 포머의 고압의 증가에 따라 증가되는 히터전압에 의해 수평편향 파형을 출력을 정지시켜 브라운관의 동작을 정지시키지만 플라이백 트랜스포머 및 히터전압 발생부를 제외한 모든장치의 전원, 특히 전원부가 정상상태로 동작하게 되므로 이로 인한 전력소비가 낭비되는 문제가 있게된다.
상기한 문제를 해결하도록 본 발명은 엑스레이 방출을 차단하도록 고압발생수단로 부터 히터전압을 감지하는 엑스레이 감지수단과, 상기 엑스레이 감지수단에서 감지되는 전압이 일정전압 이상일 때 동작하는 비교수단과, 상기 비교수단의 동작으로 주전원의 공급을 차단하는 전원 차단수단을 구비하고, 또한 전원수단의 출력단으로 부터 공급되는 전압을 감지하는 과전압 감지수단과, 상기 과전압 감지수단에 감지되는 전압을 비교하여 일정전압 이상일 때 동작하는 비교수단과, 상기 비교수단의 동작으로 주전원의 공급을 차단하는 전원 차단수단으로 구성시키므로서, 엑스레이 방출에 따른 히터전압의 상태 및 과전압 상태에 따라 주전원의 공급을 차단하도록 하여 이에 따른 전력 낭비를 방지하도록 하는 것이다.
도 1은 종래 엑스레이 보호장치의 블록 구성도
도 2는 본 발명 엑스레이 보호 및 과전압 보호장치의 블록 구성도
도 3은 본 발명 엑스레이 보호 및 과전압 보호장치의 출력 파형도
본 발명 엑스레이 및 과전압 보호장치의 구성은 도 2에 도시된 바와같이,
AC전원전압(ACin)을 내부 권선비에 의해 적정전압으로 변화시켜 각 부에 공급하는 전원수단(11)과, 상기 전원수단(11)으로 부터 공급되는 적정전압(B2+)을 내부 권선비에 의해 브라운관의 애노드단에 히터전압(H/V)을 공급하는 고압 발생수단(12)과, 상기 고압 발생수단(12)의 일측에 접속되어 이의 전압을 감지하는 엑스레이 감지수단(13)과, 상기 엑스레이 감지수단(13)에 의해 감지되는 전압이 일정전압 이상일 때 동작하는 비교수단(14)과, 상기 전원수단(11)으로 부터 공급되는 전압단에 병렬로 접속되어 이의 전압을 감지하는 과전압 감지수단(15)과, 상기 과전압 감지수단(15)에 의해 감지되는 전압이 일정전압 이상일 때 동작하는 비교수단(16)과, 상기 비교수단(14)(16)으로 부터 비교 출력되는 신호에 의해 동작하여 전원수단(11)의 전원공급을 차단하는 전원 차단수단(17)으로 구성된다.
상기 전원수단(11)은 AC전원전압(ACin)을 DC전압으로 변환하여 전원트랜스(T1)의 1차측(Np)에 인가하는 정류 및 평활부(11A)와, 상기 정류 및 평활부(11A)의 DC전압을 내부 권선비에 따라 각 장치에 필요로 하는 전압을 2차측(N1)(N2)에 유기시키는 전원트랜스(T1)와, 상기 전원 트랜스(T1)에 2차측(N1)(N2)에 유기되는 공급전압을 정류하는 다이오드(D1)(D2) 및 콘덴서(C1)(C2)와, 상기 공급전압을 감지하여 발신전류를 피드백 수신부(11C)에 공급하는 피드백 발신부(11B)와, 상기 피드백 발신부(11B)의 발신전류에 의해 동작하여 전원제어부(11D)에 인가하는 피드백 수신부(11C)와, 상기 피드백 수신부(11C)에 수신되는 전류에 따라 전원트랜스(T1)의 동작을 제어하는 전원 제어부(11D)로 구성된다.
상기 엑스레이 감지수단(13)는 고압발생수단(12)의 저항기(Ra-Rc) 및 용량성 콘덴서(CHV)에 접속되어 이의 전압을 적분하는 콘덴서(C4) 및 저항(R6)과, 상기 적분신호에 의해 동작하여 에미터단으로 출력하는 트랜지스터(Q1)로 구성되며,
상기 비교수단(14)은 트랜지스터(Q1)의 에미터단으로 인가되는 신호를 정류하는 다이오드(D7)와, 상기 다이오드(D7)에 의해 정류된 신호가 일정전압 이상일 때 동작하는 제너다이오드(ZD1)와, 상기 제너다이오드(ZD1)의 동작에 의해 인가되는 전류를 제한하여 싸이리스터(SCR1)의 게이트(G)단에 인가하는 저항(R9)으로 구성된다.
상기 비교수단(16)은 정류하는 다이오드(D8)과, 상기 다이오드(D8)에 의해 정류된 신호가 일정전압 이상일 때 동작하는 제너다이오드(ZD2)와, 상기 제너다이오드(ZD2)의 동작으로 인가되는 전류를 제한하여 싸이리스터(SCR1)의 게이트(G)단에 인가하는 저항(R10)으로 구성된다.
상기 전원 차단수단(17)은 저항(R9)(R10)으로 부터 인가되는 신호를 일정레벨로 클리핑하는 제너다이오드(ZD3) 및 콘덴서(C3)와, 상기 클리핑된 신호를 게이트단으로 인가받아 동작하여 애노드(A)단에 연결된 피드백 발신부(11B)의 발신 포터커플러(PC1)의 전류를 증가시키는 싸이리스터(SCR1)로 구성된다.
한편, 상기 피드백 발신부(11B)는 공급전압(B+)을 분압하는 저항(R1) 및 가변저항(VR1)과, 상기 저항(R1) 및 가변 저항(VR1)에 의해 분압된 전압을 기준(R)단으로 인가받아 동작하는 기준전원 아이씨(IC1)와, 상기 기준전원 아이씨(IC1)의 동작에 따라 포터 커플러(PC1)의 트랜지스터에 발신전류를 인가하는 포터커플러(PC1)의 다이오드로 구성된다.
미 설명 부호 R2,R3,R7,R8,R11는 저항, D3는 다이오드, C3는 콘덴서이며, 고압 발생수단(12)는 일차측 코일(L1)과 2차측 다이오드(D4-D6), 저항(R4-R5), 코일(L2-L3)에 의해 고압을 출력하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명 엑스레이 및 과전압 보호장치의 동작에 대하여 도 2내지 도 3를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
전원수단(11)은 AC전원전압(ACin)을 입력받아 적절한 전압으로 변화시켜 각 부에 필요로 하는 전압을 공급하게 되는데,
상기 AC전원전압(ACin)은 정류 및 평활부(11A)에 의해 DC 전압으로 변환되어 전원트랜스(T1)의 1차측(Np)에 인가되고, 이 1차측(Np)에 인가되는 전압은 전원 트랜스(T1) 2차측(N1)(N2)과의 권선비에 의해 각 장치에서 필요로 하는 전압으로 2차측(N1)(N2)에 유기된다.
상기 전원트랜스(T1)의 2차측(N1)(N2)에 유기된 전압은 다이오드(D1) 및 콘덴서(C1), 다이오드(D2) 및 콘덴서(C2)에 의해 정류된 전압(B+)(B2+)으로 공급된다.
한편, 고압발생수단(12)은 1차측(L1)으로 전원수단(11)로 부터 공급전압(B2+)을 공급받아 미도시된 수평편향 출력부의 수평펄스에 의해 승압하여 히터전압(H/V)을 브라운관의 애노드(Anode)에 공급하게 된다.
상기 고압 발생수단(12) 내부에 병렬 접속된 저항기(Ra-Rc) 및 용량성 콘덴서(CHV)에 연결되어 이의 전압을 엑스레이 감지수단(13)에서 감지하게 된다.
여기서, 상기 고압 발생수단(12)이 정상 동작할 경우에는 도 3의 (A)에서 (가)와 같은 파형이 감지하게 되며, 이상동작 할 경우에는 도 3의 (B)에서 (가)와 같은 파형이 감지된다.
이때, 고압발생수단(12)이 이상동작 할 경우에는,
상기 고압발생수단(12)의 저항기(Ra-Rc) 및 용량성 콘덴서(CHV)에 연결된 엑스레이 감지수단(13)의 콘덴서(C4) 및 저항(R6)에서 감지하고 이 감지전압을 적분하게 되며, 이 적분되는 전압은 저항(R7)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되어 이를 온 시키고, 상기 트랜지스터(Q1)의 온으로 에미터 전압이 상승하게 된다.
그리고, 엑스레이 감지수단(13)의 트랜지스터(Q1)의 에미터 출력전압은 비교수단(14)의 다이오드(D7)에서 정류되고, 이 정류되는 전압은 제너다이오드(ZD1)에 인가된다.
이때의 제너다이오드(ZD1)는 엑스레이 감지수단(13)에서 감지되는 전압이 일정전압 이상이 인가될 경우 동작하여 전원차단 수단(17)내 싸이리스터(SCR1)의 게이트(G)단에 인가하여 이를 온 시키게 된다.
즉, 상기 싸이리스터(SCR1)의 게이트(G)단에 인가되는 신호는 콘덴서(C5) 및 제너다이오드(ZD3)에 의해 일정레벨로 클리핑되어 상기 싸이리스터(SCR1)를 온 시키게 된다.
여기서, 지점"나"에서의 상기 싸이리스터(SCR1)는 게이트(G)단에 인가되는 전압이 도 3의 (A)에서 (나)와 같은 일정전압(SCR on전압) 이하가 인가되면 오프되고, 일정전압(SCR on 전압) 이상이 인가되면 온 된다.
상기 전원 차단수단(17)의 싸이리스터(SCR1)의 온에 의해 공급전압(B2+)이 포터커플러(PC1)의 다이오드를 통해 전원차단 수단(17)의 저항(R11)으로 흘르게 되고, 상기 저항(R11)으로 흐르는 전류는 싸이리스터(SCR1)의 애노드(A)를 거쳐 캐소드(K)에 연결된 접지(GND)단으로 흐르게 된다.
이때, 지점(다)의 전압이 도 3의 (B)에서 (다)와 같이 낮아지므로 피드백 발신부(11B)의 포터커플러(PC1) 다이오드에 흐르는 전류가 많아지게 되고, 이로 인해 포터커플러(PC1)의 트랜지스터 베이스 전류가 증가하여 전원 제어부(11D)에 인가되는 피드백 전류가 증가하므로서, 상기 전원 제어부(11D)는 동작을 멈추게 된다.
상기 전원 제어부(11D)가 동작을 하지 않으므로 인해 전원 트랜스(T1) 2차측에 유기되는 전압이 없으므로 인해 공급전압(B+)(B2+) 공급되지 않아 고압발생수단(12)은 공급전압(B2+)을 공급받지 못하므로 브라운관의 애노드(Anode)로 부터의 엑스레이 방출을 차단시키게 된다.
한편, 공급전압(B+)(B2+)이 상승하여 과전압이 인가될 경우에는,
과전압 감지수단(15)는 전원수단(11)의 전원트랜스(T1)로 부터 출력되는 공급전압(B+)(B2+)단에 병렬 연결되어 이의 전압을 감지하게 되고, 이 감지된 전압은 비교수단(16)의 다이오드(D8)에서 정류된다.
상기 다이오드(D8)를 통해 인가되는 전압이 일정전압 이상일 경우 제너다이오드(ZD2)가 동작하여 전원 차단수단(17)의 싸이리스터(SCR1) 구동전압, 즉 도 3의 (B)에서 "나"와 같은 SCR on"전압 이상을 인가하게 된다.
여기서, 다이오드(D8)를 통해 인가되는 전압이 일정전압(SCR on전압) 이하, 즉 도 3의 (A)에서 "나"와 같은 전압(SCR on전압) 이하가 인가가 될 경우 이때의 싸이리스터(SCR1)는 동작하지 않는다.
상기 비교수단(16)으로 부터 일정전압 이상이 상기 싸이리스터(SCR1)의 게이트(G)단에 인가되어 이를 온시키고, 상기 싸이리스터(SCR1)의 온에 의해 피드백 발신부(11B)의 포터커플러(PC1) 다이오드에는 공급전압(B2+)이 싸이리스터(SCR1)의 애노드(A)를 통해 접지단(GND)으로 흐르게 된다.
이때, 지점"나"의 전압이 낮아지므로(도 3의 B 참조), 상기 피드백 발신부(11B)의 포터커플러(PC1)의 다이오드에 흐르는 피드백 전류가 증가하게 되어 피드백 수신부(11C)의 포터커플러(PC1) 트랜지스터의 베이스 전류가 증가하게 된다.
상기 피드백 수신부(11C)에 증가되는 피드백 전류가 전원 제어부(11D)에 인가되면, 상기 전원 제어부(11D)는 동작을 하지 않게 되며, 이로 인해 전원트랜스(T1)의 2차측에는 전압이 유기되지 않는다.
따라서, 고압발생수단(12)의 1차측 공급전압이 없으므로 고압이 유기되지 않아 브라운관 애노드전압은 형성되지 않게 되므로서 X-RAY로부터 보호를 받게 된다.
이와같이, 브라운관의 애노드 전압(Anode)이 상승하게 되면 브라운관에서 엑스레이(X-Ray)가 방출하기 전에 전압이 상승하는 것을 엑스레이 감지수단(13)에 의해 방지하게 되며, 또한 과전압 감지수단(15)에 의해 공급전압(B+)(B2+)이 상승하면 고압발생수단(12) 및 수평편향 출력부에 공급되는 전원을 차단하도록 전원수단(11)을 동작을 차단하게 된다.
한편, 상기 공급전압(B+)(B2+)이 정상적으로 공급될 경우에는,
상기 공급전압(B+)단에 연결된 피드백 발신부(11B)의 저항(R1) 및 가변저항(VR1)에서 상기 공급전압(B+)을 분압하여 기준전원 아이씨(IC1)의 기준(R)단에 인가하고, 전원아이씨(IC1)는 상기 기준(R)단에 인가되는 전압에 의해 동작하므로 상기 공급전압(B2+)은 포터커플러(PC1)의 다이오드를 통해 기준아이씨(IC1)의 캐소드(K)에서 애노드(A)로 흐르게 한다.
이때의 포터커플러(PC1) 다이오드에 흐르는 전류는 도 3의 (B)에서 "다"의 파형과 같은 높은 전압이 걸려 정상적인 전류가 흐르게 된다.
그리고, 상기 포터커플러(PC1)의 다이오드에 흐르는 전류가 피드백 수신부(11C)의 포터커플러(PC1)의 트랜지스터 베이스에 공급되므로 상기 포터 커플러(PC1)이 동작하여 이 감지되는 전류를 전원제어부(11D)에 인가하게 된다.
전원 제어부(11D)는 상기 피드백 발신부(11C)로 부터 인가되는 전류에 의해 전원 트랜스(T1)의 스위칭을 제어하여 정상적인 전류가 공급되도록 하게 된다.
여기서, 엑스레이 감지수단(11) 및 과전압 감지수단(15)의 감지전압은 낮아 비교수단(14)(16)로 부터 출력되는 전압도 낮으므로 인해 전원차단수단(17)의 싸이리스터(SCR1)를 온시키지 못하게 된다.
이상과 같이 본 발명은 엑스레이 감지수단에 감지되는 전압이 전원수단에 연결되어 전원수단을 제어하므로서 이상동작에 따른 엑스레이 방출로 부터 보호할수 있으며 기존에 전원부를 정상동작하도록 하면서 수평편향 출력부만을 오프시키는 것을 주전원 공급을 차단하여 전력 낭비를 방지하고, 또한 과전압 감지수단이 공급전압단에 병렬로 연결되어 이의 전압을 직접감지하므로서 원가절감 및 이중보호회로의 역할을 하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 엑스레이의 방출을 방지하도록 고압발생수단(12) 일측에 연결되어 히터전압을 검출하는 엑스레이 감지수단(13)과, 상기 엑스레이 감지수단(13)에 의해 감지되는 전압을 비교하여 일정전압 이상일 때 동작하는 비교수단(14)과, 전원수단(11)의 피드백 발신부(11B)에 연결되어 상기 비교수단(14)의 동작에 따라 온 동작하여 전원수단(11)의 전원공급을 차단하도록 피드백 발신부(11B)의 발신전류를 증가시키는 전원 차단수단(17)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엑스레이 보호 및 과전압 보호장치.
  2. 전원수단(11)의 공급전압(B+)(B2+)단에 병렬접속되어 이의 전압을 감지하는 과전압 감지수단(15)과, 상기 과전압 감지수단(15)에 의해 감지되는 전압이 일정전압 이상일 때 동작하는 비교수단(16)과, 전원수단(11)의 피드백 발신부(11B)에 연결되어 상기 비교수단(14)의 동작에 따라 온 동작하여 전원수단(11)의 전원공급을 차단하도록 피드백 발신부(11B)의 발신전류를 증가시키는 전원 차단수단(17)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엑스레이 보호 및 과전압 보호장치.
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