专利名称：背投机用共振式高压电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压电源，特别是背投机用共振式高压电源，能产生背投彩色电视机投影管所需32KV阳极高压、三组7.5-9.5KV可调聚焦电压和三组100-1100V可调帘栅电压小功率高压开关电源，属于高压开关电源。
背景技术：
目前背投机投影管所需的32KV高压及三组7.5-9.5KV可调聚焦电压和三组100-1100V可调帘栅电压，是由行回扫变压器将行扫描逆程脉冲升高得到。这种行回扫变压器电性能与线路配合不能做到最佳，高压输出不稳定，影响背投机的画面质量。电视机生产及调试工艺也较复杂。该类高压产生方式用于数字彩电时画面质量更是难以提高。另外，PHLIPIS公司在2001年12月27日发布过HVG-DTV VI类似高压电源。该高压电源供集成块使用的低压电源由电容分压取得，这样在电源电压变化范围增大时，低压供电电压同时增大，为了将低压电压稳定在12V，集成块内部的稳压管流过较大电流，损耗增大，严重时将损坏集成块。另外，原设计仅提供一组12.5KV直流电压，投影管所需三组可调聚焦电压及三组可调帘栅电压要靠外电接高压电位器提供，整机生产时工艺较为复杂，成本略高。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种背投机用共振式高压电源，它能提高电路可靠性和高压控制精度，同时将投影管所需三组可调聚焦电压及三组可调帘栅电压与变压器组为一体，简化了整机生产工艺，降低了配套成本。
本实用新型的目的是这样来达到的，一种背投机用共振式高压电源，它由电源、振荡器、低压供电电路、过高压保护电路、稳压控制取样电路、输出推动电路和高压输出电路组成，电源与振荡器、输出推动电路连接，振荡器与低压供电电路、过高压保护电路、稳压控制取样电路、输出推动电路连接，低压供电电路与输出推动电路连接，高压输出电路与输出推动电路、过高压保护电路、稳压控制取样电路连接。
本实用新型的低压供电电路采用了电容降压的串联稳压电路，使得外部电源电压变化范围增大时供集成块使用的电压稳定在+12V范围内，提高了电路的可靠性。在过高压保护电路采用了恒流源取样电路，有效地提高了高压控制精度，使大批量生产时高压保护电路点的一致性得到提高。同时将投影管所需三组可调聚焦电压及三组可调帘栅电压与变压器组为一体，简化了整机生产工艺，降低了配套成本。
图1为本实用新型的框图。
图2为本实用新型的振荡器电原理图。
图3为本实用新型的稳压控制取样电路电原理图。
图4为本实用新型的过高压保护电路电原理图。
图5为本实用新型的低压供电电路电原理图。
图6为本实用新型的输出推动电路的电原理图。
图7为本实用新型的高压输出电路电原理图。
具体实施方式
参见图2，振荡器由集成块IC、电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、电位器R11、电容C4、C5、C6、C7、C8、稳压管D3、三极管Q3、开关on/off组成，电阻R5一端与电源连接，另一端与电容C4一端、集成块IC的11脚、稳压管D3阴极和低压供电电路连接，稳压管D3阳极与三极管Q3集电极连接，三极管Q3基极与电阻R6、R7一端连接，电阻R6另一端与开关on/off连接，集成块IC的2脚与稳压控制电路连接，集成块IC的1脚与电位器R11调节端连接，集成块IC的3脚与电容C5一端、电阻R8一端连接，集成块IC的14脚与电阻R8另一端、电阻R9一端连接，集成块IC的16脚与电阻R9另一端、电阻R10一端、电位器R11一端连接，集成块IC的12脚与电阻R10另一端连接，集成块IC的13脚与电容C6一端连接，集成块IC的15脚与电容C7一端、过高压保护电路连接，集成块IC的8脚与电容C8一端连接，集成块IC的7、10脚、电容C8另一端与输出推动电路连接，集成块IC的4、9脚、电容C4、C5、C6、C7另一端、三极管Q3发射极、电阻R7另一端、电位器R11另一端接地。集成块IC采用TEA1610，1、2脚为电源管理集成块IC误差放大器输入端，集成块IC内部基准电压从16脚输出，经电位器R11分压后接到集成块IC的1脚作为集成块IC内部误差放大器比较电压起始值。调节电位器R11可以改变误差放大器的误差控制起始点，从而改变高压输出。集成块IC的2脚接稳压控制取样电路，误差放大器将输出电压的变化量放大后从集成块IC的3脚通过电阻R8输出到第14脚控制振荡器的振荡频率。调节电阻R8可以调节振荡器的最高工作频率。集成块IC内部振荡器的振荡频率随14脚输入电流的大小变化。最低振荡频率是由集成块IC的13脚外接电容C6和14脚外接电阻R9决定。电阻R10用来控制振荡器输出方波转换时间。调节电阻R10阻值，可使集成块IC的7脚和10脚输出的同极性方波存在一定的延迟时间，从而减少了输出推动电路中两只功率三极管同时处于导通状态的可能性，起保护功率三极管的作用。集成块IC的11脚为电源输入端，因该集成块IC起动功率较小，因此起动时的供电由电源串接电阻R5直接提供。当接通电源时，电源电压通过电阻R5向电容C4充电，当充电电压达到15V左右时，电容C4上储存的能量使集成块IC开始工作，控制输出推动电路中两只功率三极管Q1、Q2分别导通，推动变压器T输出电压。因在输出变压器T上设有一组12V低压绕组(或像本实用新型用电容方式取出脉冲电压再整流稳压得到+12V)，此低压绕组感应出的电压经整流后形成+12V低压，反馈给集成块IC内部振荡器，维持其继续振荡，集成块IC持续产生推动电压控制三极管Q1、Q2轮番导通，电路继续工作。集成块IC的15脚为输出控制端，当15脚输入电压大于2.5V时，集成块IC停止输出驱动信号，配以一定外接电路，15脚可以用做过电压或过电流保护输入端。集成块IC在低压供电电路输出电压为+12V时，电路稳定工作，此时外部起动电路开关on/off电压接近为0。当开关on/off接入+5V电压时，由于稳压管D3的稳压作用，集成块IC的供电电压+12V被限制在7.5V，集成块IC处于准备工作状态，电路无输出。
参见图3，稳压控制取样电路由电阻R12、R13、R14、R15、电容C9、C10组成，电阻R12一端与振荡器中集成块IC的2脚连接，另一端与电阻R13、R15一端，电容C9、C10一端连接，电容C9另一端与电阻R14一端连接，电阻R15、电容C10另一端与高压输出电路连接，电阻R13、R14接地。
参见图4，过高压保护电路由二极管D4、触发管D5、稳压管D6、三极管Q4、电阻R16、R17、R18、R19、电容C11、C12、C13组成，二极管D4阳极与高压输出电路连接，二极管D4阴极与电容C11一端、电阻R16、R17一端连接，电阻R16另一端与稳压管D6阴极、三极管Q4基极连接，电阻R17另一端与三极管Q4集电极、触发管D5一阳极、电容C12一端连接，触发管D5另一阳极与电阻R19一端、电容C13一端连接，电阻R19另一端与振荡器中的集成块IC的15脚连接，稳压管D6阳极、电阻R18另一端、电容C11、C12、C13另一端接地。在高压输出电路中变压器T次级取出一组电压，整流后输出直流电压V0，此电压随输出高压成正比变化，该电压通过电阻R16在稳压管D6上形成稳定直流电压VD6，此电压不随高压变化。因此流过三极管Q4发射极电阻R18上的电流也是恒定的，其值为IQ＝(VD6-0.4)÷R18三极管Q4集电极电压为VCQ＝V0-IQ×R17＝V0-[(VD6-0.4)÷R18]×R17从上式可见，如果VD6、R17、R18选定，三极管集电极电压仅与取样电压V0有关。因取样电压V0与输出高压成正比，若设定输出高压上升5％时关断集成块输出，取样电压V0设计为150V，触发管D5触发导通电压设定为32V，电阻R18＝10K，稳压管D6稳压值取6.4V，VCQ点电压在电压正常工作时应设计在25V～30V之间。此时电阻R17取值范围在200K～208K之间。
参见图5，低压供电电路由三极管Q5、二极管D7、D8、稳压管D9、电阻R20、电容C14、C15、C16组成，三极管Q5发射极、电容C14一端与振荡器中的集成块IC的11脚连接，三极管Q5基极与稳压管D9阴极、电阻R20一端连接，三极管Q5集电极与电阻R20另一端、电容C15一端、二极管D8阴极连接，二极管D8阳极与二极管D7阴极、电容C16一端连接，电容C16另一端与输出推动电路连接，电容C14、C15另一端、稳压管D9阳极、二极管D7阳极接地。来自输出推动电路的高压脉冲经电容C16、二极管D7、D8降压整流后在电容C15上产生随脉冲幅度变化的直流电压，该直流电压经三极管Q5、电阻R20、稳压管D9组成的串联稳压电路稳压后提供集成块IC所需的+12V稳定直流电压。
参见图6，输出推动电路由三极管Q1、Q2、电感线圈L1、电容C1、C2、C17组成，三极管Q1、Q2基极分别与振荡器中的集成块IC的7、10脚连接，三极管Q1集电极与电源、电容C17、C1一端连接，三极管Q1发射极与三极管Q2集电极、电感线圈L1一端、低压供电电路连接，电感线圈L1另一端与高压输出电路中的变压器T初级线圈L2一端连接，电容C1另一端与电容C2一端、变压器T初级线圈L2另一端连接，三极管Q2发射极、电容C17、C2另一端接地。本电路采用了共振式高压推动电路，电容C1、C2和电感线圈L1、高压输出电路中的变压器T初级线圈L2组成串联谐振网络，其谐振频率f为f=1/(2πLC)]]>
其中 L＝L1+L2C＝C1+C2当开关三极管Q1、Q2在振荡器控制下轮流导通时，电感线圈L就会有谐振电压产生，其中变压器T初级线圈L2上的电压升高经整流后输出。电感线圈L1起着稳定输出电流作用，另外也起着改善施加在变压器T初级线圈L2上电压波型的作用。振荡器工作频率设计在高于LC谐振频率上，即变压器T最低工作频率高于LC电路谐振频率。如因变压器T负载变化造成输出电压减小时，反馈回路控制振荡器使它输出给三极管Q1、Q2的开关频率偏低，变压器T工作频率向LC回路的谐振点靠近，根据谐振特点，输出电压会提高。如因变压器T负载变化造成输出电压升高时，振荡器输出给三极管Q1、Q2的开关频率也升高，变压器T2工作频率向LC回路的谐振点方向偏移加大，根据谐振特点，输出电压会降低。如此反复多次输出电压即被稳定在一定范围内。
参见图7，高压输出电路由变压器T、二极管D1、D2、电位器R21、R22、R23、R24、R25、R26组成，变压器T初级线圈L2两端与输出推动电路连接，变压器T另一初级线圈一端与过高压保护电路中的二极管D4阳极连接，另一端接地，变压器T次级线圈两端分别与二极管D1、D2阳极连接，二极管D1、D2阴极与稳压控制取样电路、电位器R21、R22、R23一端连接，电位器R21、R22、R23另一端分别与电位器R24、R25、R26一端连接，电位器R24、R25、R26另一端、变压器T次级线圈中心抽头接地。变压器T将输出推动电路提供给变压器T初级线圈的推动电压升压到规定值后，经二极管D1、D2全波整流后输出32KV高压，此高压经电位器R21、R22、R23输出三组7.5-9.5KV可调聚焦电压，经过电位器R24、R25、R26输出三组100-1100V可调帘栅电压，供投影管使用。同时从变压器T初级线圈取出一组直流电压供过高压保护电路使用，并且由稳压控制取样电路取出阳极高压的变化量提供给集成块IC，控制振荡器工作频率，达到稳定输出端高压的目的。
外接电源提供给振荡器起动电压后，振荡器输出脉冲电压使输出推动电路工作，输出推动电路输出的脉冲电压经高压输出电路中的变压器T升压后整流，向外输出32KV直流及三组7.5-9.5KV可调聚焦电压和三组100-1100V可调帘栅电压。
权利要求1.一种背投机用共振式高压电源，其特征在于它由电源、振荡器、低压供电电路、过高压保护电路、稳压控制取样电路、输出推动电路和高压输出电路组成，电源与振荡器、输出推动电路连接，振荡器与低压供电电路、过高压保护电路、稳压控制取样电路、输出推动电路连接，低压供电电路与输出推动电路连接，高压输出电路与输出推动电路、过高压保护电路、稳压控制取样电路连接。
2.根据权利要求1所述的背投机用共振式高压电源，其特征在于振荡器由集成块IC、电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、电位器R11、电容C4、C5、C6、C7、C8、稳压管D3、三极管Q3、开关on/off组成，电阻R5一端与电源连接，另一端与电容C4一端、集成块IC的11脚、稳压管D3阴极和低压供电电路连接，稳压管D3阳极与三极管Q3集电极连接，三极管Q3基极与电阻R6、R7一端连接，电阻R6另一端与开关on/off连接，集成块IC的2脚与稳压控制电路连接，集成块IC的1脚与电位器R11调节端连接，集成块IC的3脚与电容C5一端、电阻R8一端连接，集成块IC的14脚与电阻R8另一端、电阻R9一端连接，集成块IC的16脚与电阻R9另一端、电阻R10一端、电位器R11一端连接，集成块IC的12脚与电阻R10另一端连接，集成块IC的13脚与电容C6一端连接，集成块IC的15脚与电容C7一端、过高压保护电路连接，集成块IC的8脚与电容C8一端连接，集成块IC的7、10脚、电容C8另一端与输出推动电路连接，集成块IC的4、9脚、电容C4、C5、C6、C7另一端、三极管Q3发射极、电阻R7另一端、电位器R11另一端接地。
3.根据权利要求1所述的背投机用共振式高压电源，其特征在于稳压控制取样电路由电阻R12、R13、R14、R15、电容C9、C10组成，电阻R12一端与振荡器中集成块IC的2脚连接，另一端与电阻R13、R15一端，电容C9、C10一端连接，电容C9另一端与电阻R14一端连接，电阻R15、电容C10另一端与高压输出电路连接，电阻R13、R14接地。
4.根据权利要求1所述的背投机用共振式高压电源，其特征在于过高压保护电路由二极管D4、触发管D5、稳压管D6、三极管Q4、电阻R16、R17、R18、R19、电容C11、C12、C13组成，二极管D4阳极与高压输出电路连接，二极管D4阴极与电容C11一端、电阻R16、R17一端连接，电阻R16另一端与稳压管D6阴极、三极管Q4基极连接，电阻R17另一端与三极管Q4集电极、触发管D5一阳极、电容C12一端连接，触发管D5另一阳极与电阻R19一端、电容C13一端连接，电阻R19另一端与振荡器中的集成块IC的15脚连接，稳压管D6阳极、电阻R18另一端、电容C11、C12、C13另一端接地。
5.根据权利要求1所述的背投机用共振式高压电源，其特征在于低压供电电路由三极管Q5、二极管D7、D8、稳压管D9、电阻R20、电容C14、C15、C16组成，三极管Q5发射极、电容C14一端与振荡器中的集成块IC的11脚连接，三极管Q5基极与稳压管D9阴极、电阻R20一端连接，三极管Q5集电极与电阻R20另一端、电容C15一端、二极管D8阴极连接，二极管D8阳极与二极管D7阴极、电容C16一端连接，电容C16另一端与输出推动电路连接，电容C14、C15另一端、稳压管D9阳极、二极管D7阳极接地。
6.根据权利要求1所述的背投机用共振式高压电源，其特征在于输出推动电路由三极管Q1、Q2、电感线圈L1、电容C1、C2、C17组成，三极管Q1、Q2基极分别与振荡器中的集成块IC的7、10脚连接，三极管Q1集电极与电源、电容C17、C1一端连接，三极管Q1发射极与三极管Q2集电极、电感线圈L1一端、低压供电电路连接，电感线圈L1另一端与高压输出电路中的变压器T初级线圈L2一端连接，电容C1另一端与电容C2一端、变压器T初级线圈L2另一端连接，三极管Q2发射极、电容C17、C2另一端接地。
7.根据权利要求1所述的背投机用共振式高压电源，其特征在于高压输出电路由变压器T、二极管D1、D2、电位器R21、R22、R23、R24、R25、R26组成，变压器T初级线圈L2两端与输出推动电路连接，变压器T另一初级线圈一端与过高压保护电路中的二极管D4阳极连接，另一端接地，变压器T次级线圈两端分别与二极管D1、D2阳极连接，二极管D1、D2阴极与稳压控制取样电路、电位器R21、R22、R23一端连接，电位器R21、R22、R23另一端分别与电位器R24、R25、R26一端连接，电位器R24、R25、R26另一端、变压器T次级线圈中心抽头接地。
专利摘要一种背投机用共振式高压电源，它由电源、振荡器、低压供电电路、过高压保护电路、稳压控制取样电路、输出推动电路和高压输出电路组成，电源与振荡器、输出推动电路连接，振荡器与低压供电电路、过高压保护电路、稳压控制取样电路、输出推动电路连接，低压供电电路与输出推动电路连接，高压输出电路与输出推动电路、过高压保护电路、稳压控制取样电路连接。本实用新型能提高电路可靠性和高压控制精度，同时将投影管所需三组可调聚焦电压及三组可调帘栅电压与变压器组为一体，简化了整机生产工艺，降低了配套成本。
文档编号H04N5/63GK2812439SQ20052007360
公开日2006年8月30日 申请日期2005年7月11日 优先权日2005年7月11日
发明者王芳, 严志豪 申请人:常熟康佳电子有限公司