专利名称：一种提高电视机高压行扫描输出功率的方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阴极射线管(CRT)电视机的图像处理技术，尤指一种提高电视机高压行扫描输出功率的方法和电路。
背景技术：
目前市场上出现的CRT电视机，正在逐步向超薄、大屏幕、逐行扫描、高清等方面发展，因此，对扫描电路的技术性能也相应提高。
对于超薄型电视机，由于显像管的缩短，相应要求扫描偏转的角度就需要增大，使得行、场扫描偏转的功率也需要增大；对于逐行扫描或高清电视机，由于行扫描线数增多，行扫描频率需要提高，相应行扫描偏转功率也要提高。
为了提高CRT电视机的行扫描偏转功率，目前普遍采用减少行扫描偏转线圈电感量的方法，以保证在输出电压不需提高的情况下提高行扫描偏转功率。
但用降低行扫描偏转线圈电感量来提高输出功率的方法具有以下几个缺点一、流过偏转线圈的电流会增大，使流过行扫描功率放大器的电流也增大，从而使行扫描功率放大器的损耗增加；二、流过行回扫变压器(也称高压包)初级线圈电流增加，使行回扫变压器的体积增大，从而行回扫变压器的损耗增加；三、行线性调整难度增大了，使行线性调整电路变得复杂，成本显著提高。
四、采用减少行扫描偏转线圈电感量的方法，使显像管的种类增加，不利于标准化，并且增加成本。
如图1所示为现有CRT电视机普遍使用的行扫描及高压输出电路。V1是行扫描驱动信号放大器，T1是行驱动变压器，R1、C1是RC阻尼电路，+B2为行扫描驱动信号放大器的工作电压；V2是行扫描功率放大器，LD为行扫描偏转线圈，C2是行扫描线性S矫正电容，C3是行逆程谐振电容，D1是阻尼二极管，也可以称为行扫描续流二极管，T2是行回扫变压器，也可称为高压包。
图1中，当驱动信号放大器V1有正脉冲信号输入时，V1开始导通，V1产生的集电极电流Ic1流过行驱动变压器T1的初级线圈进行磁能量的存储；当正脉冲输入信号结束后，行驱动变压器T1存储的磁能会产生反电动势，反电动势由T1的次级线圈输出，然后送到行扫描功率放大器V2的基极，使V2导通，V2产生的集电极电流Ic2被分成两部分，一部分流过行回扫变压器T2的初级线圈进行磁能量存储，另一部分流过偏转线圈LD产生偏转磁场，使显像管中的电子束进行扫描。
当V2导通时，流过行扫描偏转线圈LD这一部分集电极电流是由S矫正电容C2放电产生的，一般C2的容量很大，可以把充满电的C2电容看成是单独给行扫描偏转线圈LD供电的一个电源。当V1输入正脉冲信号，V1开始导通的时候，V2截止，行回扫变压器T2初级线圈存储的磁能量将产生反电动势，反电动势一方面对行逆程谐振电容C3充电，产生行扫描逆程，另一方面，反电动势还会与+B1电源进行迭加，然后通过行扫描偏转线圈LD对电容C2进行充电，C2电容的充电时间正好是行逆程扫描时间，C2电容两端电压的平均值正好等于+B1电源电压，C2电容的充放电过程就是其两端电压在+B1电源电压的基础上来回摆动。C2电容放电时，电流速率的改变正好对显像管的S形扫描失真起到补偿作用，所以C2电容也叫S矫正电容。
行扫描偏转功率的大小与显像管的偏转角大小有关，与显像管的口径大小有关，还与行扫描频率有关。大屏幕电视机，为了减小电视机的厚度，显像管的偏转角一般都设计得很大，另外，为了减小偏转死角，显像管的偏转线圈一般都设计成喇叭状，并紧贴显像管，相当于显像管的口径在偏转线圈处由小逐步增大，而显像管的口径越大偏转灵敏度就越低，因此，电视机显像管的屏幕越大，或显像管越薄，要求行扫描偏转功率输出就越大。
提高行扫描偏转功率输出最简单的方法，就是提高行扫描偏转功率输出级的工作电压，即提高加到偏转线圈两端的电压，但目前对于大屏幕电视机来说，行扫描偏转功率输出级的工作电压基本上已经取到了极限值。下面我们通过计算进一步来说明。
对于PAL制电视来说，电视图像的正程扫描时间大约为52微秒，逆程扫描时间大约为12微秒，周期为64微秒。行扫描功率放大器V2集电极理想输出的电压波形应该是一个方波，但实际上由于电感和电容的存在，正程扫描和逆程扫描输出的电压波形都不是理想的方波，因此当计算V2集电极的最高电压时，就不能简单地按图像扫描的正、逆程时间的比例，即占空比来计算。
一般电视机的行扫描偏转功率输出的行逆程波形，都是通过选择行逆程谐振电容C3的参数，使其谐振于5次谐波，如图2所示。
由图2可以看出，V2集电极的最高电压UP等于正弦波电压的幅值Um与V2工作电压+B1之和。而在行扫描的正程，由于V2饱和导通，V2集电极的电压基本为零。
由于行逆程波形是由行回扫变压器的初级线圈电感和CRT偏转线圈电感中存储的能量产生的，因此，当V2饱和导通时，加到行回扫变压器初级线圈和CRT偏转线圈两端电压所存储的能量，一定与反电动势产生的能量相等。即图3中，以+B1为分界线的行逆程波形面积，一定等于V2饱和导通时行正程波形面积，即∫0τ1UmSinωtdt=∫0τ2+B(t)dt]]>式中Um为行逆程波形电压的振幅，ω为角频率，+B(t)为行回扫变压器初级线圈两端的电压，实际上就是+B1，τ1为行逆程扫描时间，τ2为行正程扫描时间。
根据(1)式，取τ1＝12微秒，τ2＝52微秒，+B1＝120V，可求得Um＝816V，由此可求得V2集电极的最高电压Up＝Um++B1＝816V+120V＝936V(2)
一般用于行扫描功率放大器的晶体管，其集电极对基极的耐压大多数只有1500V左右，并且集电极对发射极的耐压还要更低得多。基极开路时(基极电流为0)，集电极对发射极的耐压一般只有600V左右。为了提高集电极对发射极之间的耐压，一般都在行功率放大器的基极与发射极之间跨接一个几十欧姆的小电阻，使基极不开路时(基极电流不为0)，集电极对发射极的耐压可以提高到1200V左右，但这样行功率放大器的电流放大倍数会很低，一般只有8倍左右。
由(2)式计算结果可以看出，如选用120V为行扫描功率放大器输出级工作电压，则V2集电极的最高电压将达到936V，若选用集电极对基极耐压为1500V的行扫描功率放大器，集电极对发射极的耐压最高也只能达到1200V，其耐压参数就已经没有多少余量，如果选择工作电压为130V，则V2集电极的最高电压将超过1010V，若行扫描逆程时间取到11微秒，则V2集电极的最高电压将更高，达1110V以上。因此，对应的行扫描电路的工作电压最高只能取到130V，除非选用耐压值更高的行扫描功率放大器。
为了提高行扫描偏转功率，以满足人们对超薄、大屏幕电视机的要求，在不提高行扫描偏转功率输出级的工作电压的条件下，目前很多CRT电视都是选用降低行扫描偏转线圈电感量的方法来提高行扫描偏转输出功率。
如果能够提高行扫描功率放大器的耐压参数，提高行扫描功率放大器输出级工作电压是提高行扫描功率输出最简便的方法。目前，耐压2000V以上的行扫描功率放大器市场上很少，且价格很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种电视机高压行扫描输出功率的方法和电路，以解决现有超薄、高清、逐行扫描电视机配用小电感偏转线圈显像管所遇到的问题和解决行扫描线性补偿电路调整难度大的问题。
为了实现上述方案，本发明的技术解决方案是一种提高电视机高压行扫描输出功率的方法，其包括以下步骤(a)提高电视机行扫描输出电路的工作电压；
(b)降低行回扫变压器的变压比；(c)提高行逆程谐振电容和S矫正电容的耐压参数。
一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其包括行扫描驱动信号放大器、行驱动变压器、行扫描功率放大器和行回扫变压器，行扫描驱动信号放大器并联一RC阻尼电路，其集电极与行驱动变压器的初级线圈连接，行扫描驱动变压器的次级线圈与行扫描功率放大器的基极(或栅极)连接，行扫描功率放大器分别与阻尼二极管电路、行扫描偏转线圈、S矫正电容电路及行逆程谐振电容电路并联，其集电极(或漏极)与行回扫变压器的初级线圈连接，行回扫变压器由初、次级线圈与CR电路组成，行扫描功率放大器由两个以上串联的高压晶体管或场效应管组成。
所述的一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其中当该行扫描电路用于超薄电视时，其行扫描偏转线圈不随行扫描功率放大器的行输出电压值增大而变化。
所述的一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其中当该行扫描电路用于逐行、高清电视时，其电感量值与行扫描功率放大器的行输出电压值大小成反比。
所述的一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其中该行扫描功率放大器的行输出电压值大小与行回扫变压器的初、次级匝数比成正比。
所述的一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其中S矫正电容及行逆程谐振电容的耐压参数与行扫描功率放大器的行输出电压值大小成正比。
通过提高CRT电视机行扫描输出电路的工作电压，即采用两个晶体管或场效应管串联作为行扫描功率输出放大管，同时降低行回扫变压器输出电压的变压比并且提高行逆程谐振电容和S矫正电容的耐压参数，以使流过偏转线圈的电流不会增大，使行扫描功率放大器的损耗增加；也使行回扫变压器线圈电流不会增加，使行回扫变压器的损耗增加；从而也不存在行线性变化及显像管的种类增加出现的后续问题。
图1为现有CRT电视机使用的行扫描及高压输出电路；图2为行扫描逆程高压脉冲波形图；
图3为行扫描逆程高压脉冲波形的能量关系图；图4为本发明的电视机行扫描及高压输出电路示意图之一；图5为本发明的电视机行扫描及高压输出电路示意图之二。
具体实施例方式
本发明电视机高压行扫描电路，如图4所示，其包括行扫描驱动信号放大器1、行驱动变压器2、行扫描功率放大器3和行回扫变压器4，行扫描驱动信号放大器1并联一RC阻尼电路5，其集电极与行驱动变压器的初级线圈21连接，行驱动变压器的两个次级线圈22、23分别与行扫描功率放大器31、32的基极连接，行扫描功率放大器3分别与阻尼二极管5电路、行扫描偏转线圈6、S矫正电容7电路及行逆程谐振电容8电路并联，行扫描功率放大器32集电极与行回扫变压器的初级线圈41连接，行回扫变压器由初、次级线圈41、42与CR电路组成，行扫描功率放大器3由两个串联的高压晶体管31、32组成。
当该行扫描电路用于超薄电视时，采用普通电视机制显像管，所以只需提高行扫描功率放大器3的行输出电压值，而不用改变行扫描偏转线圈6的大小。
当该行扫描电路用于逐行、高清电视时，通常采用特殊显像管，即减小行偏转线圈6的电感量，增大行扫描功率放大器3的行输出功率。
该行扫描功率放大器3的行输出电压值大小与行回扫变压器的初次级线圈41、42匝数比成正比。
S矫正电容7及行逆程谐振电容8的耐压参数与行扫描功率放大器3的行输出电压值大小成正比。当提高行扫描工作电压后，S矫正电容7与行逆程谐振电容8的耐压参数也要提高，当一般行扫描工作电压为120V时，对应的行回扫电压为1000V(一般为800-1200V)，一般要选用标称电压为工作电压两倍以上的高压电容，可选取标称电压为2000V以上的高压瓷片电容或聚脂薄膜电容；当行扫描工作电压为160V时，对应的行回扫电压为1300V，则可选取标称电压为2600V以上的高压瓷片电容或聚脂薄膜电容，而2600V这个规格是没有的，因此最好选用3000V的高压瓷片电容或聚脂薄膜电容。S矫正电容7的耐压参数也基本是按这种原则选取，一般当行扫描工作电压为120V时，S矫正电容7两端的电压最大值就是120V，但S矫正电容7两端的电压交流成份很大，交流幅度可达±100V，即AC100V，所以一般都选用AC200V的聚脂薄膜大纹波电流电容；如果行扫描工作电压提高为160V时，S矫正电容7两端的电压最大值就是160V，则交流幅度可达到±135V，即AC135V，所以必须选用AC270V以上的聚脂薄膜大纹波电流电容。
如图4中，行扫描功率放大器31、32均由行扫描驱动信号放大器1通过行驱动变压器2输出来驱动，它们同时导通，也同时截止。因此，行扫描功率放大器31、32截止时承受的耐压值，只有图1中单个行扫描功率放大器耐压值的一半。这样，选用一般的高压大功率晶体管或场效应管都能满足图4电路的要求，图5是选用场效应管为行扫描功率放大器的电路。下面我们来估算行扫描功率输出级工作电压的最佳选择。
我们知道显像管中电子束被偏转，是由于电子在磁场中运动产生洛伦茨力。在电子运动速度一定的条件下，电子束被偏转的角度与磁场强度的大小成正比，而磁场强度又与偏转线圈的安匝数(安培*线圈匝数)成正比。由此可知α∞I*N (3)式中α为偏转角度，∞为正比于，I为电流，N为偏转线圈的匝数。另外，由于 I＝E/L×T (4)式中E为电动势，其平均值约等于行扫描功率输出级工作电源电压，L为偏转线圈的电感量，T为正程扫描时间。由(4)可知电流I与工作电压成正比，与正程扫描时间成正比，由此(3)还可以写成α∞E/L*N*T (5)由于电感量与线圈匝数的2次方成正比，所以(5)式还可以表示为α∞E/N*T (6)一个显像管如果它的偏转角度从90°增大为120°，即增大了30°，则显像管从偏转线圈6到屏幕的厚度，正好可以缩短一倍。如果偏转线圈6的参数不变，那么根据(5)式，行扫描功率输出级的工作电压只需提高三分之一。如果偏转角度从120°增大为150°，显像管从偏转线圈6到屏幕的厚度，也差不多可以缩短一倍，而行扫描功率输出级的工作电压只需提高四分之一。
目前，大部分显像管的偏转角度都在120°到130°之间，行扫描功率输出级的工作电压基本都使用110V-120V。因此可以估计，对于超薄型电视机，如果其偏转线圈6的电感量不需改动，而只需把行扫描功率输出级的工作电压提高三分之一，行扫描输出功率即可完全足够，由此可求得最高行扫描功率输出级的工作电压为160V。
如果行扫描功率输出级的工作电压选取为160V，对于图1电路，由(1)式和(2)式，取τ1＝12微秒，τ2＝52微秒，+B1＝160V，可求得Um＝1089V，行扫描功率放大器集电极32的最高电压为1249V。如果行逆程时间取到11微秒，则行扫描功率放大器集电极32的最高电压为1370V。显然，目前市场上使用的行扫描功率放大器的耐压参数，很难胜任图1电路中行输出管这么高工作电压的要求。因此，选用两个晶体管或场效应管串联作为行扫描功率放大器是可行的，如图4和图5所示。
上面只分析了超薄电视机提高行扫描功率输出的问题，对于逐行扫描电视机或者高清电视机，也同样需要考虑提高行扫描功率输出的问题。逐行扫描或高清电视机，由于行扫描线数增多，行扫描频率需要提高，即行扫描周期时间会缩短，根据(4)、(5)、(6)式，行扫描正程时间T变短，则相应的行扫描偏转角度α就会变小，为了保持扫描偏转角度α大小不变，就必须提高行扫描功率输出级工作电压或减小偏转线圈6的电感量，以提高行扫描输出功率。
目前，逐行扫描电视机或者高清电视机，都是采用减小偏转线圈6电感量的方法，以提高行扫描输出功率。由于逐行扫描电视机或者高清电视机的行扫描频率与普通电视机的行扫描频率相比，提高了一倍或一倍以上，如果还选用普通电视机(隔行扫描)的显像管作为显示器，根据(4)、(5)、(6)式，行扫描功率输出级工作电压也必须提高一倍，才能保证行扫描功率输出能使图像满幅。但由于考虑到高压偏转线圈的绕线工艺和线问绝缘强度问题，把行扫描功率输出级工作电压一下子提高一倍也是不可取的。因为，偏转线圈产生的反电动势过高，容易击穿漆包线。比较合理的方法，还是适当提高行扫描功率输出级工作电压，同时也降低偏转线圈的电感量。比如，把行扫描功率输出级工作电压提高三分之一，大约为160V，同时也降低偏转线圈的电感量约三分之一，两者所起作用正好互补，但总性能相对可以提高。
把行扫描功率输出级的工作电压提高以后，图4、图5中对应的元器件耐压性能也要相应提高，如行逆程谐振电容8和S矫正电容7的耐压参数，但行回扫变压器4的变压比要降低，即行回扫变压器4的初级线圈41匝数要相应增加，或次级线圈42匝数要减少。
权利要求
1.一种提高电视机高压行扫描输出功率的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(a)提高电视机行扫描输出电路的工作电压；(b)降低行回扫变压器的变压比；(c)提高行逆程谐振电容和S矫正电容的耐压参数。
2.一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其包括行扫描驱动信号放大器、行驱动变压器、行扫描功率放大器和行回扫变压器，行扫描驱动信号放大器并联一RC阻尼电路，其集电极与行驱动变压器的初级线圈连接，行扫描驱动变压器的次级线圈与行扫描功率放大器的基极(或栅极)连接，行扫描功率放大器分别与阻尼二极管电路、行扫描偏转线圈、S矫正电容电路及行逆程谐振电容电路并联，其集电极(或漏极)与行回扫变压器的初级线圈连接，行回扫变压器由初、次级线圈与CR电路组成，其特征在于行扫描功率放大器由两个以上串联的高压晶体管或场效应管组成。
3.如权利要求2所述的一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其特征在于当该行扫描电路用于超薄电视时，其行扫描偏转线圈不随行扫描功率放大器的行输出电压值增大而变化。
4.如权利要求2所述的一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其特征在于当该行扫描电路用于逐行、高清电视时，其电感量值与行扫描功率放大器的行输出电压值大小成反比。
5.如权利要求2所述的一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其特征在于该行扫描功率放大器的行输出电压值大小与行回扫变压器的初、次级匝数比成正比。
6.如权利要求2所述的一种提高电视机高压行扫描输出功率的电路，其特征在于S矫正电容及行逆程谐振电容的耐压参数与行扫描功率放大器的行输出电压值大小成正比。
全文摘要
本发明公开了一种提高电视机高压行扫描输出功率的方法和电路，该电路包括行扫描驱动信号放大器、行驱动变压器、行扫描功率放大器和行回扫变压器，行扫描驱动信号放大器并联一RC阻尼电路，其集电极与行驱动变压器的初级线圈连接，行扫描驱动变压器的次级线圈与行扫描功率放大器的基极连接，行扫描功率放大器分别与阻尼二极管电路、行扫描偏转线圈、S矫正电容电路及行逆程谐振电容电路并联，其集电极与行回扫变压器的初级线圈连接，行回扫变压器由初、次级线圈与CR电路组成，行扫描功率放大器由两个以上串联的高压晶体管或场效应管组成，借此可通过提高行扫描输出功率的工作电压来达到提高行扫描输出功率的作用。
文档编号H04N3/22GK1992784SQ20051013514
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月29日 优先权日2005年12月29日
发明者陶显芳 申请人:康佳集团股份有限公司