专利名称：水平偏转电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用阴极射线管(CRT)的电视显示装置中的水平偏转电路。
如
图1所示，其中构造的用于普通电视机的水平偏转电路给水平偏转线圈(deflection yoke)提供钜齿波电流，同时由二极管电路调整枕形失真(pincushion distortion)，并且，产生供给CRT的高压的回扫变压器用作负载。
一般用晶体管做为水平输出的开关元件。因此，下面描述如图1所示的采用晶体管的水平偏转电路中的水平偏转的基本操作。
在图1中，当一个正向水平驱动脉冲加到基极，并且水平输出晶体管31被接通时，电流流过集电极，同时经过回扫变压器36的初级线圈的电流线性增加，并且正向偏转电流通过水平偏转线圈34。下一步，当水平输出晶体管31截止时，集电极电流变为零时，而充电电流从水平偏转线圈34送到谐振电容33和53，同时，回扫变压器36的初级线圈的混合电感和水平偏转线圈34与谐振电容33和53谐振，然后放电电流送到水平偏转线圈34。然而，由于阻尼二极管32和52联接到水平偏转线圈34，所以，这时谐振现象停止。来自水平偏转线圈34的反向电流不送到谐振电容33和53而是流经阻尼二极管32和52。
以下是对上述操作的数学描述。这里设流经水平偏转线圈34的水平偏转电流I的最大幅度(峰-峰值，在下文用PP值表示)用IPP表示，加在水平偏转线圈34两端的电压V的最高电压用VP表示，水平偏转线圈34的电感用L表示，水平回扫(retrace)(下文用回扫表示)间隔用Tre表示，则V=L(dI/dT)(1)当回扫脉冲能近似为正弦曲线时，则VP=(π/2)LIPP/Tre(2)同时，当使用CRT且水平偏转线圈34固定时，水平偏转线圈34扫描电子束所需的偏转磁场的能量唯一地由CRT的形状、高压状态等决定。由于由流过电感L的电流I控制的磁场能量为(1/2)LI2，所以LIPP2代表水平偏转线圈34的偏转功率(deflection efficiency)。如果偏转功率由W表示，则LLPP2=W(3)
在等式(2)和(3)的基础上，IPPVP=(π/2)W/Tre(4)在等式(4)中当W和Tre为常数时，水平偏转电流IPP与加在水平偏转线圈34两端的回扫脉冲电压VP成反比。
在通常使用的水平偏转电路中，如图1所示，由于回扫间隔的VP总是小于加在开关元件两端的电压，所以VP由开关元件所限制。所以，例如当水平偏转频率变成一般情况的二倍时，由于在电视中无闪烁，Tre减少为一半。所以，如果开关元件的耐压特性方面的VP不变，IPP增大为原来的两倍，从而使电路中每个元件的功耗增加。所以，包括每个元件的电路的费用由于必须补偿这种功耗而不可避免地增加。
因此，在如图1所示的传统的水平偏转电路中，在高压负载突然变化时，例如，在屏幕上以均匀(even)间隔在黑屏上显示水平和垂直的白线(称为截面线(crosshatch)的情况下，当高压负载很重时，屏幕显示水平白线，当高压负载很轻时，一部分在水平白线后面只显示垂直白线，因为回扫变压器36的初级线圈的一端与S形调整电容55和35通过水平偏转线圈34联接，由高压负载的变化引起的回扫变压器36的原边的负载电流变化表现为水平偏转线圈34的电流的变化。这就造成所谓的“嵌齿现象(coging)”，即垂直线紧跟水平白线在屏幕上从一边到另一边发生振荡。所以，一个减少嵌齿现象的阻尼电路56并联接到S形调整电容55两端。
本发明已经解决了上述问题。本发明的目的之一是提供一个水平偏转电路，其中加到水平偏转线圈的大的回扫脉冲电压能引起偏转电流的减小，这就能容易地完成水平图像尺寸的校正和失真的校正，并且使上述描述的嵌齿现象难以产生。
为完成上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一个水平偏转电路，包括第一并联电路，其一端接地，其中第一开关元件、第一阻尼二极管和第一谐振电容相互并联联接；第二并联电路，它的一端联接到第一并联电路的另一端，其中第二开关元件、第二阻尼二极管、和第二谐振电容相互并联联接；一个供电电源，通过回扫变压器的初级线圈给第一并联电路的另一端和第二并联电路的一端联接的联接点提供DC(直流)电；水平偏转线圈，联接到第二并联电路的另一端；S形校正电容，其一端联接到水平偏转线圈的另一端，并且其另一端接地；和开关元件控制装置，控制第二开关元件的关断开始时间和关断周期。
开关元件控制装置最好在水平回扫间隔内加在第一开关元件两端的电压和加在第二开关元件两端的电压之间反馈一个比较值到第二开关元件，从而使水平偏转线圈的偏转电流得到调整。
开关元件控制装置最好在水平回扫间隔内的第一检测电压和第一与第二检测电压之和之间反馈一个比较值到第二开关元件，以校正水平偏转线圈的偏转电流。
根据本发明的另一个方面，提供了一个水平偏转电路，包括第一并联电路，其中第一开关元件、第一阻尼二极管和第一谐振电容相互并联联接；第二并联电路，它的一端与第一并联电路的一端相联接，其中第二开关元件、第二阻尼二极管和第二谐振电容相互并联联接；接地装置，把第一并联电路的一端和第二并联电路的一端相联的联接点接地；供电电源，通过回扫变压器的初级线圈将DC电供到水平偏转线圈的一端和回扫变压器的初级线圈的一端与第二并联电路的另一端相联的联接点；S形校正电容，它的一端联接到水平偏转线圈的另一端，它的另一端联接到第一并联电路的另一端；开关控制装置，控制第一开关元件的关断开始时间和关断周期。
本发明的上述的目的，方案和新颖特点通过结合附图阅读下面的详细描述将变得更清楚。
图1是一个传统的水平偏转电路的例子的电路图示；图2是一个依据本发明的水平偏转电路的实施例的电路图示；图3A、3B、3C和3D是本发明的实施例的水平偏转电路每个部分的电压电流波形图；图4A、4B和4C是说明本发明实施例的水平偏转电路的操作的等效电路图示；图5是本发明的另一个实施例的电路图示；图6A和6B的每一个都是本发明的另一个实施例的电路图示。
下面根据附图详细描述本发明的实施例。
图2是依照本发明一个实施例的水平偏转电路的基本电路图示。
如图2所示，本实施例的水平偏转电路是这样的包括水平输出开关元件11、阻尼二极管12和谐振电容13的并联电路，以及包括开关元件21、阻尼二极管22和谐振电容23的并联电路串联联接，电源经回扫变压器6的初级线圈供到该联接点。开关元件11的另一端接地，水平偏转线圈4联接到开关元件21的另一端，另外，S形校正电容5与水平偏转线圈4串联联接，S形校正电容5的另一端接地。
另外，谐振电容3并联联接到串联联接的水平偏转线圈4和S形校正电容5的两端。这样，水平偏转电路包括脉冲读取电路17和27，它们分别地读取开关元件11和21两端的电压；和开关元件控制电路40，用以通过以电压为基础进行操作来完成开关元件21的开/关控制。
下面，参照图2、3和4给出对这个电路的操作的描述。
在图2中，一个水平驱动信号输入到水平输出开关元件11，使水平输出开关元件11接通，同时，开关控制电路40操作使开关元件21接通。这样，两个开关元件进入导通状态，并且偏转电流流过水平偏转线圈4。同时，开关元件11比开关元件21先断开，由此开始回扫间隔(水平回扫间隔)。在这个回扫间隔中，开关元件21的开/关控制由开关元件控制电路40完成。这一系列操作用分段的水平偏转周期的等效电路来描述。
<回扫间隔a>
回扫间隔a的等效电路如图4A，在这个状态中开关元件11和21都导通，这与传统使用的、带有一级开关元件的水平偏转电路的形式相同(在这个操作状态中，图1的水平偏转电路的等效电路与图4A相同)。在这种情况中，偏转电流和回扫变压器电流分别与加在S形校正电容5两端的电压和电源电压的增加趋势一致。在这种情况下，水平偏转线圈4的偏转电流波形在图3D中表示。
<回扫间隔的开始期>
进入回扫间隔时，开始，开关元件11根据水平驱动信号而关断。在这时，由于开关元件21仍导通，等效电路如图4B，并且有两个谐振电容3和13，这与传统的水平偏转电路相似。通过回扫变压器6和水平偏转线圈4的电流流到谐振电容3和13，使加在谐振电容3和13两端的电压增高(todevelop)因此电流开始反向流动。图3A到3D中的间隔b是包括谐振操作的电压和电流波形。
<在回扫间隔中开关元件21的断开期间>
在偏转电流在回扫间隔后半部分达到零之后，即使开关元件21断开，由于有阻尼二极管22的存在，等效电路保持如图4B所示没有变化。然而，在回扫间隔的前半部分，当在偏转电流达到零之前开关元件21断开时，等效电路变成如图4C所示，并且另一谐振电容23与水平偏转线圈4串接。
由于偏转电流也流过谐振电容23，谐振电容23两端的电压也增高，并且一个比开关元件11两端脉冲电压大的脉冲电压能供给水平偏转线圈4的两端(见图3A，它表示开关元件21的对地电压波形)。
这里，开关元件11两端的回扫脉冲电压的峰值能唯一地取决于电源电压、回扫时间和回扫时间的比例，并且变为常量。因此，这个脉冲电压(见图3B，示出开关元件11的对地电压波形)被回扫变压器6升高，并且能产生一个用于CRT的电子枪的高电压。
<回扫间隔的后半部分>
作为阻尼二极管自动导通的结果，当流过谐振电容3、13和23上的电荷消失且它们两端的电压达到零时，回扫间隔结束(为简单起见，二极管为理想二极管)。
其中，由于流过谐振电容23的电流总小于流过谐振电容13的电流，谐振电容23上的电荷先失效，并且阻尼二极管22比阻尼二极管12先导通。由此，开关元件21两端产生的脉冲的宽度要比开关元件11两端产生的脉冲窄(见图3B和显示开关元件11两端电压波形的图3C的间隔C)。
进而，当开关元件21的断开时间延迟时，流到谐振电容23的电流进一步减小，开关元件21两端的脉冲的脉冲宽度也变窄，脉冲的顶点变低。也就是说，通过控制开关元件21的断开时间的相位，供给水平偏转线圈4两端的回扫脉冲电压能被控制，并且作为结果，偏转电流的幅度能被改变。
图3A到3D的间隔d与等效电路的间隔b相同，这里省略了描述。
<扫描间隔e>
当阻尼二极管22以这种方式导通时，电路变回图4B所示的等效电路的形态，并且继续类似于传统的偏转电路的回扫操作，直到谐振电容3和13两端的电压达到零。同时，当回扫结束时，电路变回如图4A的等效电路的形态，并且进入扫描间隔e的波形。在扫描间隔e，水平偏转电流按从水平偏转线圈4到阻尼二极管12和22的方向流动(见图3D)。在这个间隔中，开关元件11和21被置在导通状态以便为下个间隔a做准备。
如上所描述，水平偏转电流重复上述偏转间隔a、b、c、d和e的结果，水平偏转线圈4形成一个水平偏转磁场。
下面，将详细描述通过控制开关元件的断开时间而改变水平偏转电流的幅度来校正枕形失真和图像尺寸的方法。
水平偏转电流的最大振幅(PP值)IPP与在回扫期间提供到水平偏转线圈两端的回扫脉冲电压的积分值成比例。然而，由于回扫脉冲电压约为1200到2200伏，它被分成能处理的低电压。这个电压与指示水平偏转幅度的参考电压相比较，其差值被积分，提供反馈到开关元件的驱动信号，以便使积分值变为零，因此，以高准确度来控制水平偏转电流的IPP。这种实施例的一个例子是图2中所示的开关元件控制电路40。
在图2中，由脉冲读取电路17和27分别地检测加在开关元件11和21两端的回扫脉冲电压。这个检测电压是用电容器分段(capacitor division)或类似的办法分离的回扫脉冲电压。这个检测电压输入到开关元件控制电路40，并且开关元件21的回扫脉冲电压(voltage-division value(电压分段值))用减法器41，如运算放大器，从开关元件11的回扫脉冲电压(电压分段值)中被减去。这个差别电压与一个相当于预定的水平幅度的幅度控制电压用比较器42进行比较。这个幅度控制电压是为校正枕形失真而通常加到那里的抛物线形电压。
然后，这个比较电压由积分器43积分变为一个直流电压，并且作为用于调整开关元件21的驱动信号的相位(断开定时)的信号输入到相位校正器44。一个由相位校正器44形成的定时脉冲形成一个驱动信号，该信号足以驱动在驱动波形发生器45中的开关元件21。用这样一个反馈回路，开关元件21输出偏转电流，同时控制断开定时。
前述操作是当闭环(closed loop)控制系统为稳定操作时的操作。然而，依照这种电路结构，一个不同的操作在过渡期，如电源接通的上升时间被完成，所以必须注意。
在图2所示的控制系统中，开关元件11的回扫脉冲电压的波形(分段电压值)减去开关元件21的回扫脉冲的电压波形(分电压值)的区域，按偏转电流的幅度线性变化。然后，在电源接通时，反馈回路操作，以使得回扫脉冲直到被减的区域达到一个特殊的尺寸之后才在开关元件21两端产生。即，由于直到开关元件11两端的回扫脉冲达到一个预定的波形高度值之后，开关元件21两端才产生回扫脉冲，故上升是稳定的。
在类似于图2的作为水平偏转电路的电路结构中，同样的优点可通过这样的电路获得即如图5所示，其中电源提供点和接地点改变。在这个水平偏转电路中，包括开关元件11、阻尼二极管12和谐振电容13的并联电路，与包括开关元件21、阻尼二极管22和谐振电容23的并联电路串接，且联接点接地。电源的提供通过回扫变压器6的初级线圈加到开关元件21的另一端而完成。联接到回扫变压器6的开关元件21根据水平驱动信号被驱动。
串接的水平偏转线圈和S形校正电容5并联联接到串联联接的谐振电容3，和开关元件11和12。
在回扫期间，开关元件的断开定时受控，以便校正水平图像尺寸和枕形失真。这是通过反馈开关元件21和11的回扫脉冲电压的差别来完成，类似于上述图3A和3D的描述。然而，驱动波形发生器输出成为控制信号，被输入到一个开关元件11，该开关元件没有联接到回扫变压器6。前述电路是这个电路的构造，其操作几乎与图3A到3D电路的操作相同，并且对此的描述被省略。
这种用开关元件的定时方法不限于上述的方法。例如图6A和6B所示(图6A和6B分别与图2和图5相似。对应的部件赋予相同的数码，并且省略了对其的描述。)，能够将开关元件11两端的电压和开关元件21两端与开关元件11两端电压之和之间的比较电压输入到开关元件控制电路40，以便完成一个与上述相同的控制操作，或者，也能够只检测开关元件21两端的回扫脉冲电压，并将其输入到开关元件控制电路40，如图2所示，由此，与如上描述相同的控制操作被完成，使得开关元件21的断开定时被控制。然而，此时，当打开电源时，例如通过暂时停止开关元件控制电路40的操作来单独控制上升时间。
在图2和6A所示的电路构造中，在一个高电压负载突然出现的情况下，当显示截面线信号时，回扫变压器6的初级线圈不直接与水平偏转线圈4联接，并且负载变化对原边的影响不直接传输到水平偏转线圈4和S形校正电容5。所以，在CRT表面的称为“嵌齿”的现象很难出现。
根据本发明上述的描述，用于水平输出的开关元件的耐压性能可降低，提供到水平偏转线圈的回扫脉冲电压能加大，偏转电流能减少，以减少偏转系统的电流损失，并且水平图像尺寸校正和失真校正能容易地完成。
并且，利用前面说的水平偏转线圈两端的回扫脉冲电压可以比传统的水平偏转电路中的大的事实，水平回扫间隔与传统情况比能缩短。进一步，由于电路结构是与水平偏转线圈串联的S形校正电容被接地，一个部件或电路可加在S形校正电容和地之间，以使各种偏转系统校正能容易地完成。
本发明的许多不同实施例可以在不背离本发明的精神和范围的条件下而构成。应该明白，本发明不是限于本说明书中所描述的实施例。相反，本发明应该覆盖包含于随后所要求的本发明的精神和范围内的各种变化和等效的电路。所附权利要求应予以最宽的解释，以包括所有变化、等效的结构和功能。
权利要求
1．一种水平偏转电路，包括第一并联电路，它的一端接地，其中第一开关元件、第一阻尼二极管和第一谐振电容相互并联联接；第二关联电路，它的一端与所述第一并联电路的另一端联接，其中第二开关元件、第二阻尼二极管和第二谐振电容相互并联联接；一个供电电源，通过一个回扫变压的初级线圈供给直流电到一个联接点，在这个联接点，所述第一并联电路的另一端和所述第二并联电路的一端相联接；水平偏转线圈，它的一端联接到所述第二并联电路的另一端；S形校正电容，它的一端联接到所述水平偏转线圈的另一端，并且其另一端接地；和控制所述第二开关元件的关断开始时间和关断周期的开关元件控制装置。
2．根据权利要求1所述的水平偏转电路，进一步包括第一双端电压检测电路，用于检测所述第一开关元件两端的电压，并且输出第一检测电压；且第二双端电压检测电路，用于检测所述第二开关元件两端的电压，并且输出第二检测电压；其中所述开关元件控制装置以所述第一和第二检测电压为基准来控制所述第二开关元件。
3．根据权利要求2所述的水平偏转电路，其中所述开关元件控制装置包括一个比较电路，用于将所述在水平回扫间隔的第一检测电压与所述第二检测电压进行比较并输出一个比较值，并且反馈所述比较值到所述第二开关元件，以便校正所述水平偏转线圈的偏转电流。
4．根据权利要求2所述的水平偏转电路，其中所述开关元件控制装置包括一个比较电路，用于将所述在水平回扫间隔的第一检测电压与所述第一和第二检测电压之和进行比较，并输出一个比较值，并且反馈所述比较值到所述第二开关元件，以便校正所述水平偏转线圈的偏转电流。
5．一种水平偏转电路，包括第一并联电路，其中第一开关元件、第一阻尼二极管和第一谐振电容相互并联联接。第二并联电路，其一端与所述第一并联电路的一端联接，其中第二开关元件、第二阻尼二极管和第二谐振电容相互并联联接；接地装置，把所述第一并联电路的一端和所述第二并联电路的一端的联接点接地；一个供电电源，通过回扫变压器的初级线圈供给直流电到一个联接点，在这个联接点，水平回扫线圈的一端和回扫变压器的初级线圈的一端联接到所述第二关联电路的另一端；S形校正电容，其一端联接到所述水平偏转线圈的另一端，并且其另一端联接到所述第一并联电路的另一端；和开关控制装置，用于控制所述第一开关元件的关断开始时间和关断周期。
6．根据权利要求5所述的水平偏转电路，进一步包括第一双端电压检测电路，用于检测所述第一开关元件两端的电压，并且输出第一检测电压；和第二双端电压检测电路，用于检测所述第二开关元件两端的电压，并输出第二检测电压，其中，所述开关元件控制装置以所述第一和第二检测电压为基准来控制所述第二开关元件。
7．根据权利要求6所述的水平偏转电路，其中所述开关元件控制装置包括一个比较电路，用于将在水平回扫间隔的所述第一检测电压与所述第二检测电压进行比较，并且输出一个比较值，并且反馈所述比较值到所述第二开关元件，以便校正所述水平偏转线圈的偏转电流。
8．根据权利要求6所述的水平偏转电路，其中所述开关元件控制装置包括一个比较电路，用于将在水平回扫间隔的所述第一检测电压与所述第一检测电压和所述第二检测电压之和进行比较，并输出一个比较值，并反馈所述比较值到所述第二开关元件，以便校正所述水平偏转线圈的偏转电流。
全文摘要
公开了一种水平偏转电路,其中一个大的回扫脉冲电压加到水平偏转线圈,能引起偏转电流的减小,并且能容易地完成水平图像尺寸校正和失真校正。并联联接的一个开关元件、一个阻尼二极管和一个谐振电容与并联联接的另一个开关元件、另一个阻尼二极管和另一个谐振电容串联联接,并且电源由这个联接点经过回扫变压器供电。提供到开关元件两端的回扫脉冲电压的比较值通过开关元件控制电路反馈到开关元件,使水平偏转线圈的偏转电流被控制。
文档编号H04N3/223GK1213247SQ9812032
公开日1999年4月7日 申请日期1998年8月18日 优先权日1997年8月18日
发明者菊地健, 渡部纯三, 河村万, 本地秀考 申请人:索尼公司