专利名称：电视机高压稳定方法及相应的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及显像管电视机领域，特别涉及一种电视机高压稳定方法及其相应的系统。
背景技术：
现有的CRT(显像管)电视机播放电视节目，特别是播放静止图像的时候，通常会在屏幕上图像特别亮的地方图像画面变大，而图像较暗的地方，图像画面变小；特别严重时，当电视节目中出现两幅前后亮度变化较大的画面时，电视图像会抖动。这是由于电视机中的高压包(行回扫高压输出变压器)输出高压不稳定造成的，当输出电流增大时，输出电压下降，造成图像产生严重失真。
目前的CRT电视机，显像管的阳极高压(25KV～30KV)全部都是通过行扫描高压输出变压器来提供，它是通过把行扫描逆程脉冲进行升压、整流、滤波后取得。由于电视机的行扫描周期是固定的，行扫描逆程脉冲宽度很窄，占空比不可调，因此行扫描逆程脉冲幅度受输出负载的影响很大。
一般行扫描逆程脉冲宽度大约只有10微妙(平均值)，不到行扫描周期的1/6，并且储能滤波电容也很小，此电容一般就是显像管内、外石墨层之间的分布电容，大约只有3000PF～6000PF(与显像管的大小有关)，因此当电视图像特别亮的时候，显像管的阳极电流会增大，相当于高压输出负载变重，储能滤波电容放电加快，从而使高压输出(阳极高压)下降。
当阳极高压下降的时候，显像管电子枪(阴极)发射电子运动的速度相对来说就变慢，发射电子到达阳极的时间变长，即电子束经过偏转磁场的时间变长。结果电子束经过偏转磁场时受偏转的角度会增大，相当于图像水平宽度变宽。当图像亮度降低时，阳极高压会升高，显像管电子枪发射电子运动的速度相对来说就加快，电子束到达阳极的时间变短，电子束经过偏转磁场时受偏转的角度减小，相当于图像水平宽度变窄。
图1是目前CRT电视机中普遍使用的显像管阳极高压产生电原理图，图中V1是行扫描输出功率放大管，T1是行回扫高压输出变压器(高压包)，LD是行扫描偏转线圈，C1是行扫描S矫正电容，C2是行逆程谐振电容。D1是高压整流堆，一般高压包中都使用多个高压整流堆，并分段整流后串联，以提高耐压和减小分布电容(为了简单，图1中只画出其中的一个，其它省略)，CA是高压储能滤波电容(显像管内、外石墨层之间的分布电容)，R1、R2、R3是聚焦电压输出电路。
当行同步脉冲VP输入时行扫描输出功率放大管V1开始导通，电源电压+B(110V～150V)通过高压包的初级N1和行输出管V1的集电极，再经V1发射极到地，使高压包进行储能(磁通密度增加)，同时电容C1已经储存的电压也通过行扫描偏转线圈LD，和V1的集电极，再经V1发射极到地放电，流过偏转线圈的电流会产生磁场对图像进行扫描。
当行同步脉冲VP输入结束后，高压包中储存的磁能会产生反电动势(磁通密度降低)，反电动势一方面通过偏转线圈LD对C1充电，使流过偏转线圈LD的电流反向，构成行逆程扫描。同时，反电动势会在高压包的次级线圈中产生高压，经整流、滤波后供显像管的阳极作为高压电源。由于这种高压电源内阻很大，因此输出电压很不稳定。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电视机高压稳定方法及相应的系统，解决现有的电视机高压包输出电压不稳定的问题。
本发明的技术方案是，提供一种电视机高压稳定方法，包括以下步骤(a)检测显像管的阳极电流变化；(b)在显像管阳极电流增大时，输入一补偿电压并与电视机的行回扫高压输出变压器产生的电压叠加，抵消因阳极电流增大而产生的电压降。
上述的电视机高压稳定方法中，在步骤(b)中所述补偿电压由补偿变压器提供，所述补偿变压器的次级与行回扫高压输出变压器的次级相连。
上述的电视机高压稳定方法中，在步骤(a)中通过连接显像管阳极电流的取样电阻两端电压降产生的误差信号来检测显像管阳极电流的变化。
上述的电视机高压稳定方法中，在步骤(b)中，通过一补偿变压器的输出电压由与补偿变压器初级连接的储能电容提供，并通过行逆程脉冲来开启补偿变压器输出。
上述的电视机高压稳定方法中，还包括将所述取样电阻产生的误差信号放大的步骤，通过放大的误差信号来对所述储能电容充电。
本发明还提供一种电视机高压稳定系统，包括行回扫高压输出变压器及行扫描偏转线圈，还包括向行回扫高压输出变压器输入补偿电压的补偿电源变压器、向补偿变压器输出电压的储能电容和开启所述补偿电源变压器的开关管，所述补偿变压器次级与所述行回扫高压输出变压器的次级串联的，所述储能电容和开关管分别与所述补偿电源变压器的初级两端连接。
上述的电视机高压稳定系统中，还包括所述储能电容连接的取样电阻，其中所述开关管的集电极或漏极与所述补偿电源变压器的初级相连接、基极或栅极与行逆程脉冲连接。
上述的电视机高压稳定系统中，所述开关管为晶体管或场效应管。
上述的电视机高压稳定系统中，还包括误差信号放大器，所述误差信号放大器的输入端连接到所述取样电阻、输出端连接到储能电容。
上述的电视机高压稳定系统中，所述补偿电源变压器的线圈匝数和伏秒容量由下式求得N1=UCτ108S(Bm-Br)]]>式中UCτ为变压器的伏秒容量，N1为补偿开关电源变压器初级线圈绕组的匝数；UC为工电压，单位为伏；τ为开关管导通脉冲宽度，单位为秒；S为变压器磁心面积，单位为平方厘米；Bm为变压器磁心最大磁感应密度；Br为变压器磁心的剩磁。
本发明的电视机高压稳定方法及相应的系统，通过抵消因阳极电流增大而产生的电压降，使得显像管输出的阳极高压相对稳定，从而消除了电视机输出图像的变形。
图1是现有CRT电视机中显像管阳极高压产生的电路原理图。
图2是本发明的电视机高压稳定系统的电路原理图。
图3是本发明的电视机高压稳定系统的另一实施例的电路原理图。
图4是本发明的电视机高压稳定系统的又一实施例的电路原理图。
具体实施例方式
如图2所示，是本发明的电视机高压稳定系统的电路原理图，高压稳定作用主要由补偿电源变压器T2、开关管V3、输出电压调整管V2组成。
图2中V3是一个开关管，它与补偿电源变压器T2组成一个开关电源，即补偿开关电源，其对高压包高压输出有补偿作用。补偿开关电源变压器T2的次级相当于补偿开关电源的输出，此补偿开关电源采取正激式，即当开关管V3导通时补偿变压器T2的次级才有输出，其输出电压幅度主要由储能电容C4两端的电压，以及补偿电源变压器T2的次级与初级变压比来决定。当补偿电源变压器T2的次级与初级变压比被决定后，补偿变压器T2的次级的输出电压主要就由储能电容C4两端的电压来决定。
开关管V3导通控制信号取自行逆程脉冲，控制信号通过行逆程电容C2、C3分压取得，或者也可以从高压包中某个低压绕组输出脉冲取得(如行AFC电压绕组)，其正好与行逆程扫描同步工作，因此补偿开关电源工作时候对图像不会产生干扰。
储能电容C4两端电压的大小受误差信号来控制，即受输入调整管V2的误差信号控制，V2导通时，电源+B2通过V2对储能电容C4充电，V2导通程度越深，储能电容C4充电速度就越快，C4两端的电压升得就越高，反之，则越低。V2的输入误差信号来自误差信号放大器V4的输出。
V4是误差信号放大器，误差信号通过对电阻R9上产生的电压降取样得到。此处电阻R9也叫取样电阻。电视机工作时显像管的阳极电流基本上都从电阻R9经过，电阻R9两端的电压降，基本上就反映出显像管阳极电流的变化。当阳极电流增大时，R9两端的电压降就增加，即误差信号就增大。误差信号首先经过误差信号放大器V4放大，然后输出给调整管V2进一步放大，以控制C4两端电压的变化。当然，当误差信号很小时，误差信号放大器V4处于截止状态，此时误差信号放大器V4对误差信号没有放大作用，误差信号放大器V4也没有误差信号输出。
R9的一端被接到电源+B3上，正常工作时，R9两端的电压降很小，电压降的数值小于电源+B3的电压值，因此V4的发射极是高电位。此时因限幅二极管导通，V4的发射极电位为0.7V，V4截止，误差放大器不工作，无误差信号输出，V2没有误差信号输入，也不工作(截止)，储能电容C4没有被充电，C4两端电压基本为0。即使开关管V3在行逆程脉冲作用下导通，补偿变压器T2的次级也无电压输出。
当图像信号特别亮时，显像管的阳极电流很大，取样电阻R9两端的电压降也增大，此时取样电阻R9两端电压降的数值会大于电源+B3的电压数值，因此V4的发射极是低电位(负电位)，限幅二极管截止，V4的发射极电位低于基极电位，V4开始导通，V2也导通，C4被充电，C4两端电压随着充电时间的增加不断上升，到行逆程脉冲到来时，电源开关管V3导通，储能电容C4两端的电压通过补偿变压器T2的次级输出，输出电压与原来高压包产生的高压叠加，正好抵消因阳极电流增大而产生的电压降，使高压输出保持稳定。
图3中的行扫描输出级电源+B1的工作电压主要由电视机的扫描功率决定，电视机屏幕越大，要求扫描功率也越大，其一般都在110V～150V之间。电源+B2的工作电压主要由V2、V3的耐压来决定，一般+B2的工作电压选得高些，输出电压的动态范围可大些，对输出高压的稳定范围也可大很多，但+B2电压选得太高对V2、V3的耐压要求也提高。+B3的电压选择高一些，取样电阻的阻值就可以取得大些，从而误差信号的幅度也大些。相当于取样电路的误差信号输出与+B3的电压和取样电阻的阻值成正比。在实际应用中为了电路简单，+B1、+B2、+B3可以选用同一个电源，即110V～150V。当然电源+B1、+B2、+B3也可以分开使用。
一般使用普通高压包(没有高压稳定电路)的CRT电视机，其高压输出一般为24kV～29kV，阳极电流为0.6～0.8mA，电视机屏幕越大，要求高压输出也高，同时阳极电流也大，输出高压越不稳定。例如在正常情况下，大屏幕电视(29寸)图像(全屏)最亮时阳极高压大约为25kV，而图像亮度正常时阳极高压大约为27kV，图像全暗时阳极高压大约为28kV，电压最大变化范围大约为3kV，但作为高压补偿电压，最高输出电压只需2kV左右就已足够，因为图像一般不可能都是由全部最亮，忽而全部转为最黑。正常图像亮度情况下显像管阳极电流大约为0.6～0.8mA，当电视图像最亮时，阳极最大电流约为1.5mA，因此补偿电源的最大输出功率大约为3瓦。而对于25寸以下的电视机，因阳极电流变化比较小，需要提供的高压补偿电压值和输出功率相应地也会小很多。
在本实施例中，补偿开关电源变压器T2的参数的设计主要是伏秒容量的确定，和补偿开关电源变压器线圈匝数的计算。补偿开关电源变压器T2的线圈匝数和伏秒容量由下式求得N1=UCτ108S(Bm-Br)]]>
式中UCτ为变压器的伏秒容量，N1为补偿开关电源变压器T2初级线圈绕组的匝数；UC为工电压，单位为伏；τ为开关管导通脉冲宽度，单位为秒；S为变压器磁心面积，单位为平方厘米；Bm为变压器磁心最大磁感应密度，单位为高斯；Br为变压器磁心的剩磁，单位为高斯。
本实施例中，开关电源变压器的磁心中间可留气隙，以防止流过变压器的电流过大时出现磁饱和。气隙长度与变压器的体积有关，与磁心材料有关，还与电路中的出现浪涌电流的大小有关。一般小开关电源变压器的气隙长度可取0.1～0.3mm。气隙长度取得过大容易产生漏感，过小，开关电源开始工作的瞬间电源变压器容易出现饱和。当变压器留有足够的气隙时Bm可取4000高斯，Br可取500高斯。
计算时，UC一般取最高工作电压，即为+B；τ就是行逆程扫描时间，一般取12微妙。
知道了工作电压UC(等于+B)，和对应的开关管导通脉冲宽度τ(12微妙)，以及输出电压幅度(2000伏)，就可以计算变压器其它绕组的变压比或线圈匝数。
例如，UC最高工作电压为130伏，脉冲宽度τ为12微妙，变压器磁心面积S为0.5厘米，输出电压幅度为2000伏，取(Bm-Br)＝3500高斯。则补偿开关电源变压器的初级N1＝89匝；次级N2＝1780匝。
综上所述，在电视图像特别亮的时候，显像管的阳极电流会增大，相当于高压输出负载变重，储能滤波电容放电加快，但由于补偿电源变压器T2提供补偿电压输出的作用，变压器T2次级产生的电压与高压包次级产生的高压同相，两者叠加，正好抵消因阳极电流增大而产生的电压降，从而使高压输出保持稳定。
图3中，C5、C6都是误差信号积分电容，对误差信号有平滑滤波作用，D2是限幅二极管，其作用是把信号的负半周限幅掉，D3是阻尼二极管，其作用是把反电动势吸收掉，防止V3被击穿。
图3、图4也是电视机高压稳定电路工作原理图，与图2的区别主要是，图3、图4中的电源开关管V3，和图4中的输出电压调整管V2分别用场效应管来代替图2中的晶体管，其它部分工作原理与图2基本相同。
权利要求
1.一种电视机高压稳定方法，其特征在于，包括以下步骤(a)检测显像管的阳极电流变化；(b)在显像管阳极电流增大时，输入一补偿电压并与电视机的行回扫高压输出变压器产生的电压叠加，抵消因阳极电流增大而产生的电压降。
2.根据权利要求1所述的电视机高压稳定方法，其特征在于，在步骤(b)中所述补偿电压由补偿变压器提供，所述补偿变压器的次级与行回扫高压输出变压器的次级相连。
3.根据权利要求1所述的电视机高压稳定方法，其特征在于，在步骤(a)中通过连接显像管阳极电流的取样电阻两端电压降产生的误差信号来检测显像管阳极电流的变化。
4.根据权利要求2所述的电视机高压稳定方法，其特征在于，在步骤(b)中，通过一补偿变压器的输出电压由与补偿变压器初级连接的储能电容提供，并通过行逆程脉冲来开启补偿变压器输出。
5.根据权利要求3所述的电视机高压稳定方法，其特征在于，还包括将所述取样电阻产生的误差信号放大的步骤，通过放大的误差信号来对所述储能电容充电。
6.一种电视机高压稳定系统，包括行回扫高压输出变压器及行扫描偏转线圈，其特征在于，还包括向行回扫高压输出变压器输入补偿电压的补偿电源变压器、向补偿变压器输出电压的储能电容和开启所述补偿电源变压器的开关管，所述补偿变压器次级与所述行回扫高压输出变压器的次级串联的，所述储能电容和开关管分别与所述补偿电源变压器的初级两端连接。
7.根据权利要求6所述的电视机高压稳定系统，其特征在于，还包括所述储能电容连接的取样电阻，其中所述开关管的集电极或漏极与所述补偿电源变压器的初级相连接、基极或栅极与行逆程脉冲连接。
8.根据权利要求6所述的电视机高压稳定系统，其特征在于，所述开关管为晶体管或场效应管。
9.根据权利要求6所述的电视机高压稳定系统，其特征在于，还包括误差信号放大器，所述误差信号放大器的输入端连接到所述取样电阻、输出端连接到储能电容。
10.根据权利要求6所述的电视机高压稳定系统，其特征在于，所述补偿电源变压器的线圈匝数和伏秒容量由下式求得N1=UCτ108S(Bm-Br)]]>式中UCτ为变压器的伏秒容量，N1为补偿开关电源变压器初级线圈绕组的匝数；UC为工电压，单位为伏；τ为开关管导通脉冲宽度，单位为秒；S为变压器磁心面积，单位为平方厘米；Bm为变压器磁心最大磁感应密度；Br为变压器磁心的剩磁。
全文摘要
本发明提供一种电视机高压稳定方法，包括以下步骤(a)检测显像管的阳极电流变化；(b)在显像管阳极电流增大时，输入一补偿电压并与电视机的行回扫高压输出变压器产生的电压叠加，抵消因阳极电流增大而产生的电压降。本发明还提供一种与上述方法相对应的系统。本发明通过抵消因阳极电流增大而产生的电压降，使得显像管输出的阳极高压相对稳定，从而消除了电视机输出图像的变形。
文档编号H04N3/18GK1893543SQ20051003583
公开日2007年1月10日 申请日期2005年7月5日 优先权日2005年7月5日
发明者陶显芳 申请人:康佳集团股份有限公司