專利名稱:一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的方法及電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陰極射線管(CRT)電視機的圖像處理技術，尤指一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的方法和電路。
背景技術：
目前市場上出現的CRT電視機，正在逐步向超薄、大屏幕、逐行掃描、高清等方面發(fā)展，因此，對掃描電路的技術性能也相應提高。
對于超薄型電視機，由于顯像管的縮短，相應要求掃描偏轉的角度就需要增大，使得行、場掃描偏轉的功率也需要增大；對于逐行掃描或高清電視機，由于行掃描線數增多，行掃描頻率需要提高，相應行掃描偏轉功率也要提高。
為了提高CRT電視機的行掃描偏轉功率，目前普遍采用減少行掃描偏轉線圈電感量的方法，以保證在輸出電壓不需提高的情況下提高行掃描偏轉功率。
但用降低行掃描偏轉線圈電感量來提高輸出功率的方法具有以下幾個缺點一、流過偏轉線圈的電流會增大，使流過行掃描功率放大器的電流也增大，從而使行掃描功率放大器的損耗增加；二、流過行回掃變壓器(也稱高壓包)初級線圈電流增加，使行回掃變壓器的體積增大，從而行回掃變壓器的損耗增加；三、行線性調整難度增大了，使行線性調整電路變得復雜，成本顯著提高。
四、采用減少行掃描偏轉線圈電感量的方法，使顯像管的種類增加，不利于標準化，并且增加成本。
如圖1所示為現有CRT電視機普遍使用的行掃描及高壓輸出電路。V1是行掃描驅動信號放大器，T1是行驅動變壓器，R1、C1是RC阻尼電路，+B2為行掃描驅動信號放大器的工作電壓；V2是行掃描功率放大器，LD為行掃描偏轉線圈，C2是行掃描線性S矯正電容，C3是行逆程諧振電容，D1是阻尼二極管，也可以稱為行掃描續(xù)流二極管，T2是行回掃變壓器，也可稱為高壓包。
圖1中，當驅動信號放大器V1有正脈沖信號輸入時，V1開始導通，V1產生的集電極電流Ic1流過行驅動變壓器T1的初級線圈進行磁能量的存儲；當正脈沖輸入信號結束后，行驅動變壓器T1存儲的磁能會產生反電動勢，反電動勢由T1的次級線圈輸出，然后送到行掃描功率放大器V2的基極，使V2導通，V2產生的集電極電流Ic2被分成兩部分，一部分流過行回掃變壓器T2的初級線圈進行磁能量存儲，另一部分流過偏轉線圈LD產生偏轉磁場，使顯像管中的電子束進行掃描。
當V2導通時，流過行掃描偏轉線圈LD這一部分集電極電流是由S矯正電容C2放電產生的，一般C2的容量很大，可以把充滿電的C2電容看成是單獨給行掃描偏轉線圈LD供電的一個電源。當V1輸入正脈沖信號，V1開始導通的時候，V2截止，行回掃變壓器T2初級線圈存儲的磁能量將產生反電動勢，反電動勢一方面對行逆程諧振電容C3充電，產生行掃描逆程，另一方面，反電動勢還會與+B1電源進行迭加，然后通過行掃描偏轉線圈LD對電容C2進行充電，C2電容的充電時間正好是行逆程掃描時間，C2電容兩端電壓的平均值正好等于+B1電源電壓，C2電容的充放電過程就是其兩端電壓在+B1電源電壓的基礎上來回擺動。C2電容放電時，電流速率的改變正好對顯像管的S形掃描失真起到補償作用，所以C2電容也叫S矯正電容。
行掃描偏轉功率的大小與顯像管的偏轉角大小有關，與顯像管的口徑大小有關，還與行掃描頻率有關。大屏幕電視機，為了減小電視機的厚度，顯像管的偏轉角一般都設計得很大，另外，為了減小偏轉死角，顯像管的偏轉線圈一般都設計成喇叭狀，并緊貼顯像管，相當于顯像管的口徑在偏轉線圈處由小逐步增大，而顯像管的口徑越大偏轉靈敏度就越低，因此，電視機顯像管的屏幕越大，或顯像管越薄，要求行掃描偏轉功率輸出就越大。
提高行掃描偏轉功率輸出最簡單的方法，就是提高行掃描偏轉功率輸出級的工作電壓，即提高加到偏轉線圈兩端的電壓，但目前對于大屏幕電視機來說，行掃描偏轉功率輸出級的工作電壓基本上已經取到了極限值。下面我們通過計算進一步來說明。
對于PAL制電視來說，電視圖像的正程掃描時間大約為52微秒，逆程掃描時間大約為12微秒，周期為64微秒。行掃描功率放大器V2集電極理想輸出的電壓波形應該是一個方波，但實際上由于電感和電容的存在，正程掃描和逆程掃描輸出的電壓波形都不是理想的方波，因此當計算V2集電極的最高電壓時，就不能簡單地按圖像掃描的正、逆程時間的比例，即占空比來計算。
一般電視機的行掃描偏轉功率輸出的行逆程波形，都是通過選擇行逆程諧振電容C3的參數，使其諧振于5次諧波，如圖2所示。
由圖2可以看出，V2集電極的最高電壓UP等于正弦波電壓的幅值Um與V2工作電壓+B1之和。而在行掃描的正程，由于V2飽和導通，V2集電極的電壓基本為零。
由于行逆程波形是由行回掃變壓器的初級線圈電感和CRT偏轉線圈電感中存儲的能量產生的，因此，當V2飽和導通時，加到行回掃變壓器初級線圈和CRT偏轉線圈兩端電壓所存儲的能量，一定與反電動勢產生的能量相等。即圖3中，以+B1為分界線的行逆程波形面積，一定等于V2飽和導通時行正程波形面積，即∫0τ1UmSinωtdt=∫0τ2+B(t)dt]]>式中Um為行逆程波形電壓的振幅，ω為角頻率，+B(t)為行回掃變壓器初級線圈兩端的電壓，實際上就是+B1，τ1為行逆程掃描時間，τ2為行正程掃描時間。
根據(1)式，取τ1＝12微秒，τ2＝52微秒，+B1＝120V，可求得Um＝816V，由此可求得V2集電極的最高電壓Up＝Um++B1＝816V+120V＝936V (2)
一般用于行掃描功率放大器的晶體管，其集電極對基極的耐壓大多數只有1500V左右，并且集電極對發(fā)射極的耐壓還要更低得多?；鶚O開路時(基極電流為0)，集電極對發(fā)射極的耐壓一般只有600V左右。為了提高集電極對發(fā)射極之間的耐壓，一般都在行功率放大器的基極與發(fā)射極之間跨接一個幾十歐姆的小電阻，使基極不開路時(基極電流不為0)，集電極對發(fā)射極的耐壓可以提高到1200V左右，但這樣行功率放大器的電流放大倍數會很低，一般只有8倍左右。
由(2)式計算結果可以看出，如選用120V為行掃描功率放大器輸出級工作電壓，則V2集電極的最高電壓將達到936V，若選用集電極對基極耐壓為1500V的行掃描功率放大器，集電極對發(fā)射極的耐壓最高也只能達到1200V，其耐壓參數就已經沒有多少余量，如果選擇工作電壓為130V，則V2集電極的最高電壓將超過1010V，若行掃描逆程時間取到11微秒，則V2集電極的最高電壓將更高，達1110V以上。因此，對應的行掃描電路的工作電壓最高只能取到130V，除非選用耐壓值更高的行掃描功率放大器。
為了提高行掃描偏轉功率，以滿足人們對超薄、大屏幕電視機的要求，在不提高行掃描偏轉功率輸出級的工作電壓的條件下，目前很多CRT電視都是選用降低行掃描偏轉線圈電感量的方法來提高行掃描偏轉輸出功率。
如果能夠提高行掃描功率放大器的耐壓參數，提高行掃描功率放大器輸出級工作電壓是提高行掃描功率輸出最簡便的方法。目前，耐壓2000V以上的行掃描功率放大器市場上很少，且價格很高。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種電視機高壓行掃描輸出功率的方法和電路，以解決現有超薄、高清、逐行掃描電視機配用小電感偏轉線圈顯像管所遇到的問題和解決行掃描線性補償電路調整難度大的問題。
為了實現上述方案，本發(fā)明的技術解決方案是一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的方法，其包括以下步驟(a)提高電視機行掃描輸出電路的工作電壓；
(b)降低行回掃變壓器的變壓比；(c)提高行逆程諧振電容和S矯正電容的耐壓參數。
一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其包括行掃描驅動信號放大器、行驅動變壓器、行掃描功率放大器和行回掃變壓器，行掃描驅動信號放大器并聯(lián)一RC阻尼電路，其集電極與行驅動變壓器的初級線圈連接，行掃描驅動變壓器的次級線圈與行掃描功率放大器的基極(或柵極)連接，行掃描功率放大器分別與阻尼二極管電路、行掃描偏轉線圈、S矯正電容電路及行逆程諧振電容電路并聯(lián)，其集電極(或漏極)與行回掃變壓器的初級線圈連接，行回掃變壓器由初、次級線圈與CR電路組成，行掃描功率放大器由兩個以上串聯(lián)的高壓晶體管或場效應管組成。
所述的一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其中當該行掃描電路用于超薄電視時，其行掃描偏轉線圈不隨行掃描功率放大器的行輸出電壓值增大而變化。
所述的一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其中當該行掃描電路用于逐行、高清電視時，其電感量值與行掃描功率放大器的行輸出電壓值大小成反比。
所述的一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其中該行掃描功率放大器的行輸出電壓值大小與行回掃變壓器的初、次級匝數比成正比。
所述的一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其中S矯正電容及行逆程諧振電容的耐壓參數與行掃描功率放大器的行輸出電壓值大小成正比。
通過提高CRT電視機行掃描輸出電路的工作電壓，即采用兩個晶體管或場效應管串聯(lián)作為行掃描功率輸出放大管，同時降低行回掃變壓器輸出電壓的變壓比并且提高行逆程諧振電容和S矯正電容的耐壓參數，以使流過偏轉線圈的電流不會增大，使行掃描功率放大器的損耗增加；也使行回掃變壓器線圈電流不會增加，使行回掃變壓器的損耗增加；從而也不存在行線性變化及顯像管的種類增加出現的后續(xù)問題。
圖1為現有CRT電視機使用的行掃描及高壓輸出電路；圖2為行掃描逆程高壓脈沖波形 圖3為行掃描逆程高壓脈沖波形的能量關系圖；圖4為本發(fā)明的電視機行掃描及高壓輸出電路示意圖之一；圖5為本發(fā)明的電視機行掃描及高壓輸出電路示意圖之二。
具體實施方式本發(fā)明電視機高壓行掃描電路，如圖4所示，其包括行掃描驅動信號放大器1、行驅動變壓器2、行掃描功率放大器3和行回掃變壓器4，行掃描驅動信號放大器1并聯(lián)一RC阻尼電路5，其集電極與行驅動變壓器的初級線圈21連接，行驅動變壓器的兩個次級線圈22、23分別與行掃描功率放大器31、32的基極連接，行掃描功率放大器3分別與阻尼二極管5電路、行掃描偏轉線圈6、S矯正電容7電路及行逆程諧振電容8電路并聯(lián)，行掃描功率放大器32集電極與行回掃變壓器的初級線圈41連接，行回掃變壓器由初、次級線圈41、42與CR電路組成，行掃描功率放大器3由兩個串聯(lián)的高壓晶體管31、32組成。
當該行掃描電路用于超薄電視時，采用普通電視機制顯像管，所以只需提高行掃描功率放大器3的行輸出電壓值，而不用改變行掃描偏轉線圈6的大小。
當該行掃描電路用于逐行、高清電視時，通常采用特殊顯像管，即減小行偏轉線圈6的電感量，增大行掃描功率放大器3的行輸出功率。
該行掃描功率放大器3的行輸出電壓值大小與行回掃變壓器的初次級線圈41、42匝數比成正比。
S矯正電容7及行逆程諧振電容8的耐壓參數與行掃描功率放大器3的行輸出電壓值大小成正比。當提高行掃描工作電壓后，S矯正電容7與行逆程諧振電容8的耐壓參數也要提高，當一般行掃描工作電壓為120V時，對應的行回掃電壓為1000V(一般為800-1200V)，一般要選用標稱電壓為工作電壓兩倍以上的高壓電容，可選取標稱電壓為2000V以上的高壓瓷片電容或聚脂薄膜電容；當行掃描工作電壓為160V時，對應的行回掃電壓為1300V，則可選取標稱電壓為2600V以上的高壓瓷片電容或聚脂薄膜電容，而2600V這個規(guī)格是沒有的，因此最好選用3000V的高壓瓷片電容或聚脂薄膜電容。S矯正電容7的耐壓參數也基本是按這種原則選取，一般當行掃描工作電壓為120V時，S矯正電容7兩端的電壓最大值就是120V，但S矯正電容7兩端的電壓交流成份很大，交流幅度可達±100V，即AC100V，所以一般都選用AC200V的聚脂薄膜大紋波電流電容；如果行掃描工作電壓提高為160V時，S矯正電容7兩端的電壓最大值就是160V，則交流幅度可達到±135V，即AC135V，所以必須選用AC270V以上的聚脂薄膜大紋波電流電容。
如圖4中，行掃描功率放大器31、32均由行掃描驅動信號放大器1通過行驅動變壓器2輸出來驅動，它們同時導通，也同時截止。因此，行掃描功率放大器31、32截止時承受的耐壓值，只有圖1中單個行掃描功率放大器耐壓值的一半。這樣，選用一般的高壓大功率晶體管或場效應管都能滿足圖4電路的要求，圖5是選用場效應管為行掃描功率放大器的電路。下面我們來估算行掃描功率輸出級工作電壓的最佳選擇。
我們知道顯像管中電子束被偏轉，是由于電子在磁場中運動產生洛倫茨力。在電子運動速度一定的條件下，電子束被偏轉的角度與磁場強度的大小成正比，而磁場強度又與偏轉線圈的安匝數(安培*線圈匝數)成正比。由此可知α∞I*N (3)式中α為偏轉角度，∞為正比于，I為電流，N為偏轉線圈的匝數。另外，由于 I＝E/L×T (4)式中E為電動勢，其平均值約等于行掃描功率輸出級工作電源電壓，L為偏轉線圈的電感量，T為正程掃描時間。由(4)可知電流I與工作電壓成正比，與正程掃描時間成正比，由此(3)還可以寫成α∞E/L*N*T (5)由于電感量與線圈匝數的2次方成正比，所以(5)式還可以表示為α∞E/N*T (6)一個顯像管如果它的偏轉角度從90°增大為120°，即增大了30°，則顯像管從偏轉線圈6到屏幕的厚度，正好可以縮短一倍。如果偏轉線圈6的參數不變，那么根據(5)式，行掃描功率輸出級的工作電壓只需提高三分之一。如果偏轉角度從120°增大為150°，顯像管從偏轉線圈6到屏幕的厚度，也差不多可以縮短一倍，而行掃描功率輸出級的工作電壓只需提高四分之一。
目前，大部分顯像管的偏轉角度都在120°到130°之間，行掃描功率輸出級的工作電壓基本都使用110V-120V。因此可以估計，對于超薄型電視機，如果其偏轉線圈6的電感量不需改動，而只需把行掃描功率輸出級的工作電壓提高三分之一，行掃描輸出功率即可完全足夠，由此可求得最高行掃描功率輸出級的工作電壓為160V。
如果行掃描功率輸出級的工作電壓選取為160V，對于圖1電路，由(1)式和(2)式，取τ1＝12微秒，τ2＝52微秒，+B1＝160V，可求得Um＝1089V，行掃描功率放大器集電極32的最高電壓為1249V。如果行逆程時間取到11微秒，則行掃描功率放大器集電極32的最高電壓為1370V。顯然，目前市場上使用的行掃描功率放大器的耐壓參數，很難勝任圖1電路中行輸出管這么高工作電壓的要求。因此，選用兩個晶體管或場效應管串聯(lián)作為行掃描功率放大器是可行的，如圖4和圖5所示。
上面只分析了超薄電視機提高行掃描功率輸出的問題，對于逐行掃描電視機或者高清電視機，也同樣需要考慮提高行掃描功率輸出的問題。逐行掃描或高清電視機，由于行掃描線數增多，行掃描頻率需要提高，即行掃描周期時間會縮短，根據(4)、(5)、(6)式，行掃描正程時間T變短，則相應的行掃描偏轉角度α就會變小，為了保持掃描偏轉角度α大小不變，就必須提高行掃描功率輸出級工作電壓或減小偏轉線圈6的電感量，以提高行掃描輸出功率。
目前，逐行掃描電視機或者高清電視機，都是采用減小偏轉線圈6電感量的方法，以提高行掃描輸出功率。由于逐行掃描電視機或者高清電視機的行掃描頻率與普通電視機的行掃描頻率相比，提高了一倍或一倍以上，如果還選用普通電視機(隔行掃描)的顯像管作為顯示器，根據(4)、(5)、(6)式，行掃描功率輸出級工作電壓也必須提高一倍，才能保證行掃描功率輸出能使圖像滿幅。但由于考慮到高壓偏轉線圈的繞線工藝和線問絕緣強度問題，把行掃描功率輸出級工作電壓一下子提高一倍也是不可取的。因為，偏轉線圈產生的反電動勢過高，容易擊穿漆包線。比較合理的方法，還是適當提高行掃描功率輸出級工作電壓，同時也降低偏轉線圈的電感量。比如，把行掃描功率輸出級工作電壓提高三分之一，大約為160V，同時也降低偏轉線圈的電感量約三分之一，兩者所起作用正好互補，但總性能相對可以提高。
把行掃描功率輸出級的工作電壓提高以后，圖4、圖5中對應的元器件耐壓性能也要相應提高，如行逆程諧振電容8和S矯正電容7的耐壓參數，但行回掃變壓器4的變壓比要降低，即行回掃變壓器4的初級線圈41匝數要相應增加，或次級線圈42匝數要減少。
權利要求
1.一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(a)提高電視機行掃描輸出電路的工作電壓；(b)降低行回掃變壓器的變壓比；(c)提高行逆程諧振電容和S矯正電容的耐壓參數。
2.一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其包括行掃描驅動信號放大器、行驅動變壓器、行掃描功率放大器和行回掃變壓器，行掃描驅動信號放大器并聯(lián)一RC阻尼電路，其集電極與行驅動變壓器的初級線圈連接，行掃描驅動變壓器的次級線圈與行掃描功率放大器的基極(或柵極)連接，行掃描功率放大器分別與阻尼二極管電路、行掃描偏轉線圈、S矯正電容電路及行逆程諧振電容電路并聯(lián)，其集電極(或漏極)與行回掃變壓器的初級線圈連接，行回掃變壓器由初、次級線圈與CR電路組成，其特征在于行掃描功率放大器由兩個以上串聯(lián)的高壓晶體管或場效應管組成。
3.如權利要求
2所述的一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其特征在于當該行掃描電路用于超薄電視時，其行掃描偏轉線圈不隨行掃描功率放大器的行輸出電壓值增大而變化。
4.如權利要求
2所述的一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其特征在于當該行掃描電路用于逐行、高清電視時，其電感量值與行掃描功率放大器的行輸出電壓值大小成反比。
5.如權利要求
2所述的一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其特征在于該行掃描功率放大器的行輸出電壓值大小與行回掃變壓器的初、次級匝數比成正比。
6.如權利要求
2所述的一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的電路，其特征在于S矯正電容及行逆程諧振電容的耐壓參數與行掃描功率放大器的行輸出電壓值大小成正比。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種提高電視機高壓行掃描輸出功率的方法和電路，該電路包括行掃描驅動信號放大器、行驅動變壓器、行掃描功率放大器和行回掃變壓器，行掃描驅動信號放大器并聯(lián)一RC阻尼電路，其集電極與行驅動變壓器的初級線圈連接，行掃描驅動變壓器的次級線圈與行掃描功率放大器的基極連接，行掃描功率放大器分別與阻尼二極管電路、行掃描偏轉線圈、S矯正電容電路及行逆程諧振電容電路并聯(lián)，其集電極與行回掃變壓器的初級線圈連接，行回掃變壓器由初、次級線圈與CR電路組成，行掃描功率放大器由兩個以上串聯(lián)的高壓晶體管或場效應管組成，借此可通過提高行掃描輸出功率的工作電壓來達到提高行掃描輸出功率的作用。
文檔編號H04N3/22GK1992784SQ200510135144
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月29日
發(fā)明者陶顯芳 申請人:康佳集團股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan