專利名稱：功率放大器的預激勵級的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及放大電路的領域，具體地說，涉及功率放大器中激勵例如陰極射線管會聚偏轉系統(tǒng)的輸出級的預激勵級。
電視接收機中使用的陰極射線管(CRT)，其面板屏面上的視頻圖象往往發(fā)生畸變。這些畸變可包括枕形畸變、桶形畸變、梯形畸變、水平掃描非線性和垂直掃描非線性。
投影電視接收機有三個CRT，這三個CRT可彼此偏軸取向定位，且三個CRT中有兩個可相對于投影屏偏軸取向定位。CRT彼此之間和相對于投影屏的這種排列加重了CRT面板屏面視頻圖象原來就有的那些畸變。此外，這種排列還使投影屏上的視頻圖象本身進一步畸變，這包括水平和垂直梯形畸變、菱形畸變和弓形畸變。各CRT相對于投影屏的取向不同，因而紅綠藍三色各個出現(xiàn)的畸變也不同。
為校正這些畸變，投影電視接收機的三個CRT通常各個都配備有輔助偏轉系統(tǒng)。這些輔助偏轉系統(tǒng)通常叫做會聚偏轉系統(tǒng)。三個CRT各自的會聚偏轉系統(tǒng)中需要有一個水平偏轉線圈和一個垂直偏轉線圈，一個會聚偏轉系統(tǒng)中總共需要六個偏轉線圈。
會聚偏轉系統(tǒng)的偏轉線圈都需要用適宜校正投影屏上出現(xiàn)的視頻圖象的電流波形激勵。這類波形往往是作為場頻和行頻拋物線斜波和直流電平的混合波形和作為這類拋物線斜波和直流電平的生成波形產生的。
激勵六個偏轉線圈每一個所需要電流波形的幅值和形狀可能彼此不同，因而六個會聚系統(tǒng)線圈分別由獨立的功率放大器激勵。各功率放大器輸入的是會聚波形發(fā)生器產生的低電壓波形的電壓，輸出給相應偏轉線圈的是與該電壓成正比且功率足以激勵偏轉線圈的電流。
在圖2所示的功率放大器100的一般電路中，常規(guī)的波形發(fā)生器10給預激勵級30提供會聚校正電壓波形20。預激勵級30激勵常規(guī)的輸出級40。輸出級40主要用會聚校正電流ICORR激勵偏轉線圈L1，該電流與會聚校正電壓波形20成正比。會聚校正電流ICORR流經電流檢測電阻RSENSE時有檢測電壓VSENSE產生。檢測電壓VSENSE反饋給預激勵級30。電阻器RQ通過限制功率放大器100的高頻增益控制偏轉線圈L1處的阻尼振蕩。
功率放大器100要設計得好設計得使放大器中使用的半導體器件(例如晶體管)受到保護，使其不致因受到電應力和熱應力的作用而損壞。此外，在多個偏轉線圈、單個功率放大器供各偏轉線圈專用的會聚偏轉系統(tǒng)中，尤其希望能將功率放大器100設計得使其各級的功耗盡可能低，且通過采用最少數(shù)量的零部件最大限度地降低其造價。
根據(jù)本發(fā)明的放大器電路，預激勵級中流過的共同導通模式電流不大。此外，預激勵級的半導體器件采用熱保護，使其不致因受熱而損壞。
這種放大器電路包括輸出級，用于驅動負荷；第一和第二晶體管，取推挽式結構，用于驅動輸出級；第一和第二差動放大器，用于分別驅動第一和第二晶體管，第一晶體管在輸入電壓波形偏離正極期間根據(jù)負荷產生的反饋信號驅動，第二晶體管在輸入電壓波形偏離負極期間根據(jù)反饋信號驅動；和限流裝置，用于限制共同導通模式電流在第一晶體管與第二晶體管之間流通。
限流裝置的作用是確保第一和第二晶體管以B類工作方式工作，和保護第一和第二晶體管使其不致因受到過大電應力的作用而損壞。限流裝置可由第一分壓器和第二分壓器組成，第一分壓器由耦合到第一晶體管發(fā)射極的第一電阻器和耦合在第一晶體管發(fā)射極與集電極之間的第二電阻器組成，第二分壓器由耦合到第二晶體管發(fā)射極的第三電阻器和耦合在第二晶體管發(fā)射極與集電極之間的第四電阻器組成。
本發(fā)明在此提出的方案的特點在于，這種放大器電路包括輸出極，用于驅動負荷；第一和第二晶體管，取推挽式結構，用于驅動輸出級；和第一和第二熱保護電路，工作時分別與第一和第二晶體管相聯(lián)系，用于根據(jù)晶體管所傳導的電流因熱而增加的幅度調節(jié)各晶體管的發(fā)射極電壓。
熱保護電路可由第一分壓器和第二分壓器組成，第一分壓器由耦合到第一晶體管發(fā)射極的第一電阻器和耦合在第一晶體管發(fā)射極與集電極之間的第二電阻器組成，第二分壓器則由耦合到第二晶體管發(fā)射極的第三電阻器和耦合在第二晶體管發(fā)射極與集電極之間的第四電阻器組成。


圖1是本發(fā)明在這里所提出的放大器電路方案的方框圖。
圖2是放大器電路中采用的現(xiàn)有技術方案的方案圖。
圖2中所示的功率放大器100可包括預激勵級30，其電路結構如圖1所示。
參看圖1。預激勵級30通常包括第一和第二差動放大器31和32，驅動著互補推挽級33。
第一差動放大器31通?？捎删w管Q66和Q77以及電阻器R114和R129組成，且可耦合到第一和第二電壓源，例如+45伏和-45伏。本技術領域的行家可根據(jù)電路、信號和負荷的要求選擇第一和第二電壓源值。晶體管Q66和Q77的工業(yè)部件號例如為BC546B。
第二差動放大器32通?？捎删w管Q69和Q70以及電阻器R3和R130組成，且可耦合到第一和第二電壓源上。晶體管Q69和Q70的工業(yè)部件號例如為BC556B。
互補式推挽級33通?？捎删w管Q5和Q7、電阻器R5，R7，R139和R140和偏壓電路34組成。晶體管Q5和Q7的工業(yè)部件號分別為例如MPS A92和MPS A42。偏壓電路34用以確定輸出級40的工作類別，且用以最大限度地減小與輸出級40有關的交叉畸變。偏壓電路34可以采用傳統(tǒng)的設計，這里不予討論。
工作時，會聚校正電壓波形20在晶體管Q70和Q77的基極耦合到第一和第二差動放大器21和22上，檢測電壓VSENSE在晶體管Q66和Q69的基極耦合到第一和第二差動放大器21和22。在平衡情況下，會聚校正電壓波形20的幅值約為0伏，檢測電壓VSENSE約等于0伏，流經電阻器R114的電流平均分配在晶體管Q66和Q77之間。同樣，流經電阻器R3的電流由晶體管Q69和Q70平均分流。
由電阻器R5和R139組成的分壓器給晶體管Q5的發(fā)射極提供偏壓，使晶體管Q5的基極與發(fā)射極之間的電壓略小于晶體管Q5開始導通的電壓。同樣，電阻器R7和R140組成的分壓器給晶體管Q7的發(fā)射極提供偏壓，使晶體管Q7的基極與發(fā)射極之間的電壓略小于晶體管Q7開始導通的電壓。從晶體管Q5可能流到晶體管Q7與溫度有關的通用狀態(tài)電流微不足道地小，等于例如1毫安的一個很小的百分比。流經電阻器R139和R140的電流約等于1.3毫安。
會聚校正電壓波形20在偏離正極性期間，其峰值可能達到例如+2伏，這時，晶體管Q70所傳導的電流隨著晶體管Q70導通程度的減小而減小。由于流經電阻器R3的電流保持不變，因而晶體管Q69所傳導的電流增加，其增量等于流經晶體管Q70的電流的減量。晶體管Q70隨著自身導電程度的下降，給晶體管Q7基極提供的電流量減少，從而使晶體管Q7截止。
與此同時，晶體管Q77所傳導的電流隨著晶體管自身導通程度的提高而增加。由于流經電阻器R114的電流保持不變，晶體管Q66所傳導的電流量減小，其減少量等于流經晶體管Q77電流的增量。晶體管Q77隨著自身導通程度的增加，從晶體管Q5的基極提取的電流量增加，從而使晶體管Q5導通。
會聚校正電壓波形20在偏離負極性期間其尖峰電平可能達到-2伏，這時，晶體管Q70所傳導的電流隨著晶體管本身導通程度的提高而增加。由于流經電阻器R3的電流保持不變，晶體管Q69傳導的電流量減少，其減少量等于流經晶體管Q70電流的增量。晶體管Q70隨著自身導通程度的提高，提供給晶體管Q7基極的電流量增加，從而使晶體管Q7導通。
與此同時，晶體管Q77隨著自身導通程度的下降，其傳導的電流量減少。由于流經電阻器R114的電流保持不變，晶體管Q66傳導的電流量增加，其增量等于流經晶體管Q77電流的減少量。晶體管Q77隨著自身導通程度的下降，其從晶體管Q5的基極提取的電流量減少，從而使晶體管Q5截止。
由電阻器R5和R139和由電阻器R7和R140組成的分壓器分別給晶體管Q5和Q7的發(fā)射極提供偏壓，從而避免共同導通模式電流流經兩晶極管。這有若干有益的效果。
第一和第二差動放大器31和32平衡時，由電阻器R5和R139和由電阻器R7和R140組成的分壓器分別給晶體管Q5和Q7的發(fā)射極提供偏壓，使晶體管Q5和Q7保持處在導通的范圍，只有很微小的，與溫度有關的共同導通模式的小電流從晶體管Q5流向晶體管Q7。這一點有利，因為它減小了預激勵級30的內部功耗，從而提高了功率放大器100的總效率。
由電阻器R5和R139和由電阻器R7和R140形成的分壓器增加推挽級33以B類方式工作的傾向。在會聚校正電壓波形20偏離正極性期間，晶體管Q5導通，晶體管Q7不導通。于是，晶體管Q5和Q7的集電極電壓都等于+45伏左右，約等于2.6毫安的電流流經電阻器R7和R140。這樣，晶體管Q7隨著其集電極電壓在第一和第二電壓源規(guī)定范圍的擺動，其發(fā)射極電壓只在大約等于180毫伏的范圍變化。
同樣，在會聚校正電壓波形20偏離負極性期間，晶體管Q7導通，晶體管Q5不導通。于是晶體管Q5和Q7集電極的電壓都等于-45伏左右，從而大致2.6毫安的電流流經電阻器R5和R139。這樣，晶體管Q5隨著其集電極電壓在第一和第二電壓源規(guī)定范圍的擺動，其發(fā)射極電壓只在大約等于180毫伏的范圍變化。
由電阻器R5和R139和由電阻器R7和R140組成的分壓器的存在也保護了晶體管Q5和Q7使其不致因例如過電流情況引起的電應力而可能損壞。若晶體管Q7失靈和變成短路，晶體管Q5受到保護，因為由電阻器R5和R139組成的分壓迫使晶體管Q5發(fā)射極的電壓如上所述只變化180毫伏左右。另一方面，若晶體管Q5失靈，且變成短路，晶體管Q7受到保護，因為由電阻器R7和R140組成的分壓器迫使晶體管Q7發(fā)射極的電壓只變化180毫伏左右。
最后，由電阻器R5和R139和由電阻器R7和R140形成的分壓器還具有保護晶體管Q5和Q7使其不致因熱應力而損壞的作用。本技術領域都知道，雙極結晶體管基極一發(fā)射極電壓具有負溫度系數(shù)。因此，晶體管溫度提高時，其基極/發(fā)射極電壓減小，從而使其傳導電流增加。當然，晶體管傳導的是電流，因而其功耗以熱的形式出現(xiàn)，從而使晶體管的溫度上升。溫度的這一升高使電流上升，反過來又使溫度進一步升高。這個本技術領域中稱之為熱失控的過程最終破壞了晶體管。
在本發(fā)明預激勵級30目前認為是最佳的實施例中，例如晶體管Q5其溫度開始上升時，開始趨于飽和，因而其傳導的電流增加。但在這個機理導致熱失控之前，由電阻器R5和R139組成的分壓器提供給晶體管Q5發(fā)射極的偏壓下降，因而使晶體管Q5發(fā)射極和基極間的電壓減小，從而使晶體管Q5傳導的電流減少。
晶體管Q7也得出同樣的結果。例如，晶體管Q7在其溫度開始上升時開始趨于飽和，從而傳導的電流增加。但此機理能導致熱失控之前，電阻器R7和R140形成的分壓器提供給晶體管Q7發(fā)射極的偏壓增加，因而使晶體管Q7基極和發(fā)射極之間的電壓減小，從而使晶體管Q7傳導的電流減少。
權利要求
1.一種放大器電路，包括輸出(40)，供驅動負荷(L1)用；第一晶體管(Q5)和第二晶體管(Q7)，取推挽式結構，供驅動所述輸出級用；和第一差動放大器(31)和第二差動放大器(32)，分別供驅動所述第一和第二晶體管用，所述第一晶體管是在輸入電壓波形(20)偏離正極性期間根據(jù)所述負荷產生的反饋信號(VSENSE)驅動的，所述第二晶體管則在所述輸入電壓波形偏離負極性期間根據(jù)所述反饋信號驅動的；其特征在于限流裝置(R5，R139和R7，R140)，用于限制共同導通模式的電流在所述第一與第二晶體管之間流通。
2.如權利要求1所述的放大器電路，其特征在于，所述限流裝置(R5，R139和R7，R140)確保所述第一晶體管(Q5)和所述第二晶體管(Q7)按B類工作方式工作。
3.如權利要求1所述的放大器電路，其特征在于，所述限流裝置(R5，R139和R7，R140)保護所述第一晶體管(Q5)和所述第二晶體管(Q7)使其不致因熱應力而損壞。
4.如權利要求1所述的放大器電路，其中所述限流裝置(R5，R139和R7，R140)的特征在于第一分壓器，由耦合到所述第一晶體管(Q5)的發(fā)射極的第一電阻器(R5)和耦合在所述第一晶體管的所述發(fā)射極與集電極之間的第二電阻(R139)組成；和第二分壓器，由耦合到所述第二晶體管(Q7)的發(fā)射極的第三電阻器(Q7)和耦合在所述第二晶體管(Q7)的所述發(fā)射極與集電極之間的第四電阻器(R140)組成。
5.如權利要求1所述的放大器電路，其特征在于，所述負荷(L1)是電視接收機的偏轉線圈。
6.一種放大器電路，包括輸出級(40)，用于驅動負荷(L1)；第一晶體管(Q5)和第二晶體管(Q7)，取推挽式結構，用于驅動所述輸出級；和第一差動放大器(31)和第二差動放大器(32)分別驅動所述第一和第二晶體管，所述第一晶體管在輸入電壓波形(20)偏離正極性期間根據(jù)所述負荷產生的反饋信號(VSENSE)驅動，所述第二晶體管在所述輸入電壓波形偏離負極性期間根據(jù)所述反饋信號驅動；其特征在于第一分壓器，由耦合到所述第一晶體管(Q5)的發(fā)射極的第一電阻器(R5)和耦合在所述第一晶體管的所述發(fā)射極與集電極之間的第二電阻(R139)組成；和第二分壓器，由耦合到所述第二晶體管(Q7)的發(fā)射極的第三電阻器(Q7)和耦合在所述第二晶體管(Q7)的所述發(fā)射極與集電極之間的第四電阻器(R140)組成。
7.如權利要求6所述的放大器電路，其特征在于，所述第一分壓器(R5，R139)和所述第二分壓器(R7，R140)分別給所述第一晶體管(Q5)和所述第二晶體管(Q7)提供偏壓，使共同導通模式的電流不從所述第一晶體管流向所述第二晶體管。
8.如權利要求6所述的放大器電路，其特征在于，其中所述負荷(L1)是電視接收機的偏轉線圈。
9.電視接收機的一種放大器電路，包括輸出級(40)，用于驅動偏轉線圈(L1)；第一晶體管(Q5)和第二晶體管(Q7)，取推挽式結構，用于驅動所述輸出級；和第一差動放大器(31)和第二差動放大器(32)分別驅動所述第一和第二晶體管，所述第一晶體管在輸入電壓波形(20)偏離正極性期間根據(jù)所述負荷產生的反饋信號(VSENSE)驅動，所述第二晶體管在所述輸入電壓波形偏離負極性期間根據(jù)所述反饋信號驅動；其特征在于限流裝置(R5，R139和R7，R140)，用于限制共同導通模式電流所述第一與第二晶體管之間流通。
10.如權利要求9所述的放大器電路，其特征在于，所述限流裝置(R5，R139和R7，R140)確保所述第一晶體管(Q5)和所述第二晶體管(Q7)按B類工作方式工作。
11.如權利要求9所述的放大器電路，其特征在于，所述限流裝置(R5，R139和R7，R140)保護所述第一晶體管(Q5)和所述第二晶體管(Q7)使其不致因熱應力而損壞。
12.如權利要求9所述的放大器電路，其中所述限流裝置的特征在于第一分壓器，由耦合到所述第一晶體管(Q5)的發(fā)射極的第一電阻器(R5)和耦合在所述第一晶體管的所述發(fā)射極與集電極之間的第二電阻(R139)組成；第二分壓器，由耦合到所述第二晶體管(Q7)的發(fā)射極的第三電阻器(Q7)和耦合在所述第二晶體管(Q7)的所述發(fā)射極與集電極之間的第四電阻器(R140)組成。
13.一種電視接收機的放大器電路，包括輸出級(40)，用于驅動偏轉線圈(L1)；和第一晶體管(Q5)和第二晶體管(Q7)，取推挽式結構，用于驅動所述輸出級；其特征在于第一熱保護電路(R5和R139)和第二熱保護電路(R7和R140)，工作時分別與所述第一和第二晶體管相聯(lián)系，用于根據(jù)所述晶體管所傳導的電流因熱引起的增加調節(jié)所述晶體管的發(fā)射極電壓。
14.如權利要求13所述的放大器電路，其中所述熱保護電路的特征在于第一分壓器，由耦合到所述第一晶體管(Q5)的發(fā)射極的第一電阻器(R5)和耦合在所述第一晶體管的所述發(fā)射極與集電極之間的第二電阻器(R139)組成；和第二分壓器，由耦合到所述第二晶體管(Q7)的發(fā)射極的第三電阻器(R7)和耦合在所述第二晶體管的所述發(fā)射極與集電極之間的第四電阻器(R140)組成。
全文摘要
一種放大器電路(100)，用與加到其上的會聚校正電壓波形(20)成正比的會聚校正電流(I
文檔編號H03F3/30GK1157505SQ9611793
公開日1997年8月20日 申請日期1996年12月17日 優(yōu)先權日1995年12月18日
發(fā)明者J·B·喬治 申請人:湯姆森消費電子有限公司