專利名稱：高壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于具有陰極射線管的彩色電視接收器、顯示監(jiān)視器和投影儀的高壓系統(tǒng)，特別涉及直接掃描陰極射線管的最高電壓陽(yáng)極或陽(yáng)極電壓的高壓系統(tǒng)。
相關(guān)技術(shù)說(shuō)明在陽(yáng)極電壓中的波動(dòng)對(duì)偏轉(zhuǎn)電路的性能造成不良影響。當(dāng)顯像管吸引增加的電子束電流時(shí)，該陽(yáng)極電壓的高壓發(fā)生器表現(xiàn)出降低陽(yáng)極電壓的內(nèi)阻。光柵漲縮(raster breathing)是由于彩色電視接收器、顯示監(jiān)視器、和投影儀所用的陰極射線管的陽(yáng)極電壓波動(dòng)所造成的偏轉(zhuǎn)失真的一種形式。光柵漲縮造成在陽(yáng)極電壓變化時(shí)光柵水平寬度收縮和擴(kuò)張。性能下降的另一種表現(xiàn)形式是在高電子束電流中峰值亮度下降并且聚焦不良。
通常在作為水平偏轉(zhuǎn)電路的一部分的回掃變壓器中產(chǎn)生陽(yáng)極電壓或高壓。由于該被調(diào)節(jié)的電源電壓B+，以及均勻的行頻和回掃時(shí)間，因此在初級(jí)線圈兩端和在回掃電容兩端的回掃脈沖電壓的幅值為常量。由于在回掃間隔過(guò)程中大量電流能量存在于偏轉(zhuǎn)電路和初級(jí)線圈內(nèi)，因此該回掃脈沖電壓可以被認(rèn)為是用于產(chǎn)生高壓的電壓源。
二極管抽頭結(jié)構(gòu)(A diode split arrangemnet)通常用于高壓產(chǎn)生和整流。次級(jí)高壓線圈被分為幾個(gè)線圈段。高壓二極管耦合于該線圈段之間，并且位于高壓線圈的上端與回掃變壓器的高壓端之間?；貟唠妷喊凑栈貟咦儔浩鞯脑驯榷兓垣@得非常高的次級(jí)回掃脈沖電壓，例如30kV峰值。在該電壓峰值過(guò)程中高壓整流器導(dǎo)通，并把由顯像管的膠體石墨所形成的電容充電到陽(yáng)極電壓。該膠體石墨的容量一般為1500pF至2500pF，這取決于顯像管的尺寸和類型。該陽(yáng)極電壓由顯像管的電子束電流所加載。平均電子束電流一般為0和2mA之間峰值高達(dá)20mA。
特別地，該回掃變壓器和抽頭繞組被構(gòu)成以獲得在抽頭繞組中形成阻尼振蕩的諧波調(diào)諧。與奇諧波相調(diào)諧用于產(chǎn)生更方波形的高壓脈沖。結(jié)果是增加了二極管的導(dǎo)通時(shí)間，反過(guò)來(lái)降低高壓源阻抗。該高壓源阻抗在低電子束電流下表現(xiàn)出強(qiáng)非線性，在0mA和0.5mA之間。結(jié)果，在低電子束電流下的高壓微分下降高于在高電子束電流下的高壓微分下降。偏轉(zhuǎn)靈敏度是陽(yáng)極電壓的一個(gè)函數(shù)，因此是與高壓相關(guān)的。該非線性高壓源阻抗在顯示特性(例如，光柵尺寸)上產(chǎn)生所不希望的波動(dòng)。
現(xiàn)在已知通過(guò)對(duì)分壓電阻兩端的電壓采樣可以從高壓發(fā)生器中獲得感應(yīng)電壓。然后該感應(yīng)電壓被施加到高壓控制電路或者被用于限制電子束電流(ABL)以通過(guò)E-W校正電路(East-West correction circuit)校正光柵漲縮。但是，在感應(yīng)電壓中的變化與電子束電流成比例，而不與該高壓成比例。由于高壓的非線性不由線性的E-W校正電路或高壓控制電路所解決，這導(dǎo)致光柵漲縮校正效果不佳。由于聚焦和G2電極的負(fù)載仍然取決于電子束電流，因此這在高壓調(diào)整或E-W校正中產(chǎn)生不精確的結(jié)果。采用分壓電阻的另一個(gè)缺點(diǎn)是，可能會(huì)因?yàn)榉謮弘娮枧c高壓電路之間的接觸不良而對(duì)顯像管造成損壞?？梢圆捎玫诙?dú)立分壓電阻，特別是只對(duì)高壓進(jìn)行采樣的情況。但是，這種方法成本高并且功耗太大。
發(fā)明概要為了適當(dāng)校正需要對(duì)高壓進(jìn)行采樣?？梢栽谙嗨频母邏贺?fù)載條件下進(jìn)行高壓采樣，以精確進(jìn)行高壓調(diào)整和光柵校正。也可以用經(jīng)濟(jì)的方式進(jìn)行高壓采樣而不增加功耗。
與發(fā)明的方案相應(yīng)，該高壓在陽(yáng)極電壓的相似電子束電流負(fù)載條件下被精確復(fù)制。開(kāi)關(guān)輸出電路和回掃變壓器相耦合以產(chǎn)生高壓脈沖。該高壓脈沖受到電子束電流負(fù)載的不良影響。產(chǎn)生采樣脈沖使得其在波形和幅值上跟蹤該高壓脈沖。校正電壓根據(jù)該采樣脈沖產(chǎn)生，并且校正電壓跟蹤陽(yáng)極電壓。該校正電壓被用于校正光柵失真。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，為了避免校正電壓的外加負(fù)載，一種高壓系統(tǒng)還包括用于變換阻抗的裝置。該阻抗變換裝置可以用于驅(qū)動(dòng)光柵校正裝置。這對(duì)由于溫度變化而造成的電壓波動(dòng)提供補(bǔ)償。


圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的高壓發(fā)生器及高壓系統(tǒng)；圖2示出用于解釋圖1的電壓的操作的波形；圖3示出圖1的電路中高壓與電子束電流以及電源阻抗與電子束電流之間的關(guān)系；圖4示出體現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)方面的高壓發(fā)生器和高壓系統(tǒng)；圖5A-5C示出用于解釋圖5中的電路操作的波形；
圖6A-6C示出用于解釋圖4中的電路操作的波形；圖7A-7C示出用于解釋圖4中的電路操作的波形；以及圖8示出體現(xiàn)本發(fā)明另一個(gè)方面的高壓發(fā)生器和高壓系統(tǒng)。
圖1示出一回掃變壓器，它是水平偏轉(zhuǎn)電路的一部分，并通常用于產(chǎn)生陽(yáng)極電壓或高壓。由于該被調(diào)節(jié)的電源電壓B+，以及均勻的行頻fH和回掃時(shí)間tr，因此在初級(jí)線圈兩端和在回掃電容兩端的回掃脈沖電壓的幅值為常量。由于在回掃間隔過(guò)程中大量電流能量存在于偏轉(zhuǎn)電路和線圈W1內(nèi)，因此電壓V1是用于產(chǎn)生高壓的電壓源。
二極管抽頭結(jié)構(gòu)通常用于高壓產(chǎn)生和整流。次級(jí)高壓線圈被分為幾個(gè)線圈段，在圖1中所示為W2a、W2b和W2c。高壓二極管耦合于該線圈段之間，并且位于高壓線圈W2c的上端與回掃變壓器的高壓端之間。1000V峰值的回掃電壓按照線圈W1和W2之間等于30的匝比N而變化，以獲得30kV峰值的次級(jí)回掃脈沖電壓。在該電壓峰值過(guò)程中高壓整流器導(dǎo)通，并把由顯像管的膠體石墨所形成的電容充電到30kV的陽(yáng)極電壓。該膠體石墨的容量一般為1500pF至2500pF，這取決于顯像管的尺寸和類型。該陽(yáng)極電壓由顯像管的電子束電流所加載。平均電子束電流一般為0和2mA之間，其峰值高達(dá)20mA。
該回掃變壓器，特別是抽頭繞組W2a、W2b和W2c被構(gòu)成以獲得與回掃脈沖電壓V1的基頻的第三或第五或第七諧波相調(diào)諧的諧波。與奇諧波相調(diào)諧產(chǎn)生更方波形的高壓脈沖。該方波形的電壓脈沖增加了二極管的導(dǎo)通時(shí)間，因此降低高壓源阻抗。圖2示出具有顯著的第七諧波的波形。
圖3示出圖1的電路中高壓與電子束電流之間的關(guān)系以及電源阻抗與電子束電流之間的關(guān)系。高壓源阻抗示出在低電子束電流下表現(xiàn)出強(qiáng)非線性，在0和0.5mA之間。圖3也示出在低電子束電流下的高壓微分下降高于在高電子束電流下的高壓微分下降。
再次參見(jiàn)圖1，高壓線圈W2a的低端連接到集成電容C2和電流源電阻R1。然后該電壓被用于限制電子束電流(ABL)并用于通過(guò)E-W校正電路校正光柵漲縮。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的高壓系統(tǒng)。回掃變壓器的初級(jí)側(cè)類似于圖1的電路。圖2的波形以及圖3的高壓(HV)與阻抗特性也可應(yīng)用于圖4的電路。通過(guò)把電容探測(cè)器接近回掃變壓器的上表面而檢測(cè)在波形上示出的高壓回掃脈沖電壓V2。
加熱絲線圈W3被用作為高壓復(fù)制電路的電壓源。線圈L1和阻尼電阻器R2體現(xiàn)初級(jí)線圈W1和高壓線圈W2之間的變形的磁漏電感。隔流電容C2把線圈L1連接到高壓線圈W2的低端，交流電流i1由線圈W2a、W2b和W2c中的阻尼振蕩電流的奇次諧波和高壓充電電流所構(gòu)成，該交流電流調(diào)制線圈L1和加熱絲線圈W3兩端的電壓形成高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V1。
圖5示出在不同電子束電流中的高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4的未加載電壓波形。其中還示出交流電流i1和高壓回掃脈沖電壓V2。未加載高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4通過(guò)把D2的陽(yáng)極直接連接到加熱絲線圈W3的帶點(diǎn)側(cè)而測(cè)量。該未加載高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4的調(diào)諧與高壓回掃脈沖電壓V2相類似。在低電子束流中，其波形與圖2中所示的相同。在較高電子束電流中，第三和第五諧波的部分可以在回掃中心處見(jiàn)到。在較高電子束電流中的調(diào)制是由水平和垂直顯像管消隱信號(hào)間隔所引起的，在消隱信號(hào)間隔中電子束電流被切斷。
高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4由二級(jí)管D1所整流。充電電容C3表示高壓復(fù)制電路和膠體石墨。電流i3等于對(duì)膠體石墨電容放電的電子束電流。如圖4中所示，等價(jià)電路與該高壓電路相串聯(lián)。該交流電路由隔流電容C1所實(shí)現(xiàn)，并且直流電路由電阻R3所實(shí)現(xiàn)(假設(shè)ABL負(fù)載小到可以被忽略)。隔流電流C2與高壓線圈W2和加熱絲線圈W3相耦合。高振幅阻尼振蕩電流i1調(diào)制線圈L1兩端的電壓，使得加熱絲線圈W3與線圈L1兩端的電壓之和等于變換后的高壓回掃脈沖電壓V2。電阻R3使高壓發(fā)生器(高壓線圈和整流器)與低壓發(fā)生器(加熱絲線圈W3、線圈L1、二級(jí)管D1以及充電電容C3)之間的直流通道閉合。作為電流i3的直流成分的負(fù)載電流從地流過(guò)加熱絲線圈W3、線圈L1、二級(jí)管D1、電阻R3、線圈W2a、W2b和W2c以及顯像管的陽(yáng)極與陰極之間的通道。因此，電流i3等于電子束電流，從而電容C3與膠體石墨電容的負(fù)載相等。
高壓復(fù)制電路產(chǎn)生從典型的高壓脈沖采樣中推導(dǎo)出的校正電壓V5，該高壓脈沖采樣被整流并由實(shí)際電子束電流所加載。形成高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4和由電流i3所加載的兩個(gè)步驟在高壓和校正電壓V5之間產(chǎn)生極好的掃描。利用類型為1182.0857的電子雙共振(ELDOR)回掃變壓器并包含在此所述的根據(jù)本發(fā)明方案的高壓系統(tǒng)對(duì)110”SELECO彩色電視底盤進(jìn)行測(cè)試，其中示出掃描誤差小于2每密爾(毫英寸)。
圖4示出作為到E-W校正電路的輸入的校正電壓V5。光柵漲縮校正是通過(guò)把E-W電路耦合到高壓復(fù)制電路而實(shí)現(xiàn)的。在Haferl的美國(guó)專利5,399,945中更加具體地描述E-W電路的優(yōu)選實(shí)例的操作。
通過(guò)采用阻抗變換射極跟隨器Q1驅(qū)動(dòng)用于光柵漲縮補(bǔ)償?shù)臇|-西光柵校正電路或控制高壓發(fā)生器可以避免校正電壓V5的附加負(fù)載。射極跟隨器Q1的射極-基極二級(jí)管補(bǔ)償正向電壓隨著二極管D1的溫度而波動(dòng)。
圖6示出在不同電子束電流中高壓回掃脈沖電壓V2、高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4和電流i2的波形。高壓等價(jià)回掃脈沖V4由二極管D1所加載。由線圈L1和阻尼電阻器R2所形成的串聯(lián)阻抗對(duì)高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4進(jìn)行限幅。除了限幅之外，高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4的波形等于高壓回掃脈沖電壓V2的波形，高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4在電流i2的導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)增加。高壓回掃脈沖電壓V2的波形表現(xiàn)出相同的增加。這是由于通過(guò)為高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V1在線圈L1中存儲(chǔ)能量，以及為高壓回掃脈沖電壓V2在回掃變壓器的磁漏電感中存儲(chǔ)能量而造成的。通過(guò)與圖5的波形相比較，可以注意到電流i2的導(dǎo)通時(shí)間和波形基本上與電流i1的充電部分相同。交流電流i1包括兩個(gè)電流部分。第一電流部分是在零電子束電流中的阻尼振蕩電流，如圖5a中所示。第二部分是充電電流。該包括兩個(gè)電流部分的交流電流在圖5b和5c中示出。在零電子束電流中，該電路仍然具有流過(guò)分壓電阻的0.05mA的電流。
圖7示出在作為用于高壓復(fù)制電路的電壓源的加熱絲線圈W3兩端的回掃電壓或低電壓V3。同時(shí)示出的是電流i2和高壓回掃脈沖電壓V2。V3的波形在電子束電流增加時(shí)不改變。圖7示出波形與高壓回掃脈沖電壓V2不一致的低電壓V3。因此，由于V2和V4的波形相等，則低電壓V3的波形與高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4不一致(no track)。如圖5中所示，由于由阻尼振蕩電流i1所產(chǎn)生的在線圈L1中的存儲(chǔ)能量，使得未加載的高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4的峰值電壓高于V3的峰值電壓。因此，低電壓V3在幅值上與高壓等價(jià)回掃脈沖電壓V4不一致。
在線圈W2和W1之間的磁漏電感與線圈之間的電容中產(chǎn)生的高壓回掃脈沖的調(diào)諧。所測(cè)的回掃變壓器的磁漏電感(W1短路并且W2通過(guò)330千歐電阻由0.3mA電流正向極化)為50mH。
等價(jià)電路和高壓電路由電子束電流所加載。相應(yīng)地，磁漏電感由線圈W2與加熱絲線圈W3之間的匝比所變換以獲得線圈L1的量值。由于由電路i1的阻尼振蕩部分存儲(chǔ)于L1中的能量被充電電流i2和電流i1的充電部分所加載，所以該線圈L1的量值必須倍乘。
因此，L1的計(jì)算如下L1＝2×50mH/1500＝67μH。
阻尼電阻器R2限制L1兩端的阻尼振蕩電壓，并用于掃描微調(diào)。
電阻R3作為電流-電壓轉(zhuǎn)換器，以獲得ABL電壓。R3也使充電電容C3與隔流電容C2相隔離。
充電電容C3被選擇用于實(shí)現(xiàn)最佳的漲縮補(bǔ)償。充電電容C3的量值通常小于所變換的膠體石墨電容，以獲得校正電壓V5的更快的響應(yīng)時(shí)間。這對(duì)光柵尺寸變化的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
圖8示出體現(xiàn)本發(fā)明另一方面的高壓系統(tǒng)。圖8示出作為到高壓調(diào)節(jié)器的輸入的校正電壓V5。該高壓電路類似于圖4中的電路。圖2、3、5、6和7的波形也可應(yīng)用于圖8。在Haferl的美國(guó)專利5,266,871中更加具體地描述高壓調(diào)節(jié)器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例的操作。
權(quán)利要求
1.一種高壓系統(tǒng)，其特征在于，其中包括開(kāi)關(guān)輸出電路和回掃變壓器，它們相耦合用于產(chǎn)生高壓脈沖，所述建立陽(yáng)極電壓的高壓脈沖容易受到電子束電流加載的不良影響；耦合到所述回掃變壓器的裝置，它響應(yīng)回掃脈沖以產(chǎn)生在波形和幅值上跟蹤具有加載電子束電流的所述高壓脈沖的采樣脈沖；用于響應(yīng)跟蹤所述陽(yáng)極電壓的所述采樣脈沖產(chǎn)生校正電壓的裝置；以及用于響應(yīng)所述校正電壓校正光柵失真的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述采樣脈沖在幅值上跟蹤所述加載電子束電流的高壓脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述光柵校正裝置包括E-W校正電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述光柵校正裝置包括高壓調(diào)節(jié)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述光柵校正裝置包括高壓調(diào)節(jié)器和E-W校正電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于，所述高壓調(diào)節(jié)器和所述E-W校正電路響應(yīng)所述校正電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述光柵失真是光柵的漲縮。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述采樣脈沖產(chǎn)生裝置包括串聯(lián)阻抗網(wǎng)絡(luò)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其特征在于，所述阻抗網(wǎng)絡(luò)包括一電感和一電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述校正電壓產(chǎn)生裝置包括整流器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其特征在于，所述校正電壓產(chǎn)生裝置還包括一耦合到所述整流器的輸出端的濾波器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路，其特征在于，其中還包括用于把所述串聯(lián)阻抗網(wǎng)絡(luò)交流耦合到所述高壓線圈的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，其中還包括用于響應(yīng)所述產(chǎn)生整流電壓的裝置變換阻抗并耦合到所述光柵校正裝置的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電路，其特征在于，所述阻抗變換裝置包括一晶體管。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電路，其特征在于，所述阻抗變換裝置補(bǔ)償由于在所述產(chǎn)生整流電壓的裝置中電壓變化而造成的溫度變化。
16.一種高壓系統(tǒng)，其特征在于，其中包括一水平輸出電路和一具有初級(jí)線圈、高壓線圈和低壓線圈的回掃變壓器，所述水平輸出電路與所述變壓器相耦合，用于產(chǎn)生建立易于受到電子束電流加載的負(fù)面影響的陽(yáng)極電壓的高壓脈沖；包括與所述低壓線圈耦合的阻抗，并用于產(chǎn)生與所述高壓脈沖在波形上相對(duì)應(yīng)并在幅值上成比例的采樣脈沖的裝置；用于把所述阻抗交流耦合到所述高壓線圈上的裝置；用于響應(yīng)跟蹤所述陽(yáng)極電壓的所述采樣脈沖產(chǎn)生整流電壓的裝置；用于把所述整流電壓直流耦合到所述高壓線圈上的裝置；以及用于響應(yīng)所述整流電壓校正光柵失真的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路，其特征在于，所述交流耦合裝置包括一電容器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路，其特征在于，所述整流電壓產(chǎn)生裝置包括一整流器和一濾波器。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路，其特征在于，所述直流耦合裝置包括一電阻器。
全文摘要
一個(gè)高壓回掃脈沖的采樣模擬在一線圈與回掃變壓器的低壓線圈之間的串聯(lián)連接的兩端的電壓。該高壓線圈的交流電流通過(guò)該線圈饋送以獲得與該高壓線圈兩端的電壓波形相同的回掃電壓波形。按這種方式模擬的高壓回掃脈沖被二極管和充電電容所整流。該整流的電壓通過(guò)負(fù)載電阻由該電子束電流所加載。該加載使該高壓與高壓采樣之間具有良好的隨紋。
文檔編號(hào)H04N3/233GK1241333SQ97180870
公開(kāi)日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1997年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月19日
發(fā)明者P·E·哈菲爾 申請(qǐng)人:湯姆森許可公司