专利名称：电视机过电压保护系统的制作方法
技术领域：
本发明总的说来涉及电视机过电压保护系统的领域，特别涉及一种能使电视机在接近阴极射线管的等曝光曲线的高压阳极电压电平下进行工作的X射线保护电路。
通常出于对电子束点大小和电路结构以及各限制的考虑，一般总希望显像管在可能达到的最高高压阳极电压下工作。限制高压阳极所能达到的高电压大小的其中一个因素是产生X射线的高压阳极电压电平。美国器件和辐射安全中心(食品和药物管理局属下的一个部门)规定了X射线容许的最大辐射量，阴极射线管销售商也规定了导致各具体的阴极射线管产生的X射线的高压阳极电压与射束电流的相互关系。这种相互关系用等曝光曲线表示。图3的曲线图示出了等曝光曲线。该等曝光曲线表示出0.5毫伦琴/小时这一等级的X射线。Y轴线是高压阳极或称作HV的高压级电压电平。X轴线是射束电流Ibeam，以毫安表示。所示曲线中，大约2毫安的最大射束电流电平在大约38千伏下超过等曝光曲线所规定的安全水平。按照安全守则，电视机电路不得将显像管激励到超过等曝光曲线上的任何HV-Ibeam点。此外还要求，即使电视机中只有一个故障也不会出现这些超限情况。这个故障可能在任何电路(包括例如高压电路、X射线保护(XRP)电路)和电源中出现，也可能因任何元件发生变化而产生。
从图3中还可以看到两个工作曲线。较上面一个曲线注有带跟踪高电压HV，较下面一个曲线注有不带跟踪高电压。这里较下面一个工作曲线表示没有利用本说明书所教导的发明的工作情况。较上面一个工作曲线表示按这里所教导的发明而工作的情况。电视机正常工作应该是在等曝光曲线下方的HV-Ibeam的水平。曲线图中的第四条曲线(处在工作曲线与等曝光曲线之间)是XRP电路断开曲线(XRPCircuittripcurve)，即XRP电路例如通过切断高压电源使电视机停止工作从而避免产生X射线时所处的电压电平。
这些曲线中各条都具有趋向于扩大工作曲线与等曝光曲线之间的间距的有关容限。这些容限基本上是所有电路和元件(例如XRP电路、高压调节器)和特定显像管的工作特性固有的一个方面。为避免在正常工作的最坏情况下产生X射线，必须使等曝光曲线与工作曲线充分地分开。这个分开过程常叫做垫整(pad)过程。
高压阳极电压通常是在谐振回扫水平偏转电路的回扫变压器中产生的。这类电路可能产生29千伏的电压。某些显像管为了妥善工作，所需要的高压阳极电压比29千伏还高。具有第二回扫变压器的第二谐振回扫电路能产生例如3千伏的升压电压。两个谐振回扫电路中的各回扫变压器的适当绕组在串联连接时，产生等于该两电压的和(在本实例中为32千伏)的高压阳极电压。然而，在现有技术的过电压保护系统中，其中来自第二电路的高电压没有经过跟踪，需要使高压调节器的最大升压电压的增加量保证工作曲线下降到等曝光和XRP断开曲线下方。尽管电压升高了，但这种限制使得更难以在较接近等曝光曲线和XRP断开曲线的高压阳极电压电平下安全工作。
XRP电路是用于检测显像管高压阳极(HV)电压且当HV达到某一电压值时切断HV电源的一种电路。该某一电压值取决于显像管的X辐射特性。有一种已知操作方法是用来自HV变压器的峰值检测电压(Peakdetectedvoltage)来表示HV值。这种峰值检测电压不是象HV那样由同一个绕组产生，但却处在同一个变压器上，因而与HV成正比。另一种已知方法是采用HV调节器通过插入与产生HV的HV变压器绕组串联的脉冲电压而进行调节。因此，高电压是HV绕组电压与HV调节器绕组电压两者的峰值检测和。在这种结构中，XRP电压不正比于HV，而只正比于HV中由HV变压器所产生的部分。若等曝光曲线足够高(例如在某些投影电视机中就是这样)，则可以加大垫整来补偿HV调节器可能引起的任何升压。大部分直观电视机底盘不具有足够富裕的电压来容许这种在正常工作的HV有X射线发射时的HV之间的垫整作用。
按照这里所教导的本发明的方案，本发明的过电压保护系统在采用HV升压调节器时能产生直接正比于HV的反馈电压。因此这个高电压是受到紧密跟踪的，从而使工作曲线更接近等曝光曲线而不致有产生X射线的危险或造成电视机频频中断工作。
在这种过电压保护系统中，第一谐振回扫电路工作时产生第一电压信号，与第一谐振回扫电路相连接的第二谐振回扫电路工作时则产生与第一电压信号相加起来的第二电压信号。回扫变压器在第一谐振回扫电路中的辅助绕组产生表示第一电压信号的第一反馈信号。有一个调节器用以检测相加起来的第一和第二电压信号并产生表示相加起来的第一和第二电压信号的第二反馈信号。第二谐振回扫装置响应于调节器。第一和第二反馈信号通过一个电阻性求和结点加以组合以产生复合反馈信号。过电压保护电路根据该复合反馈信号而禁止第一和第二谐振回路中的至少一个电路工作。
图1是电视机的过电压保护系统的原理图。
图2的时间图示出了图1电路中产生的灯丝和HVR脉冲的相对相位。
图3是用以说明本发明方案的等曝光曲线。
图1示出了过电压保护系统10，该系统包括高压阳极电压(或高电压)HV发生电路和X射线保护电路。第一谐振回扫电路20供水平偏转之用，它包括水平驱动信号源(图中未示出)、水平输出晶体管Q1、回扫电容器C1、阻尼二极管D1和回扫变压器Tr1。变压器Tr1的绕组W1与晶体管Q1、电容器C1及二极管D1相连接，供产生B+电压之用。绕组W2中感应出第一电压信号V1，绕组W2形成高压发生电路的一部分。根据图3中所示的等曝光曲线，第一电压信号约为29.5千伏。辅助绕组W3产生其幅值或能级正比于绕组W2中感应出的电压的灯丝脉冲。灯丝脉冲是第一反馈脉冲或信号，它通过电阻器R3加到求和结点∑1上。
升压电路30包括第二变压器Tr2、受水平驱动信号的通/断控制的第二晶体管Q2和与变压器Tr2的绕组W5并联的回扫电容器C3。变压器Tr2的绕组W4与绕组W2及二极管D2串联连接，该绕组感应出第二电压信号V2，该串联电路即为产生高压阳极电压的二极管组件。第二电压信号约为2.5千伏。第一和第二电压信号由串联连接的各绕组而相加起来，在电容器C2上产生高压信号HV。电容器C2表示显像管电容与高压分离器(highvoltagesplitter)的电容的和。电阻器R1和R2组成的分压器给高压调节器32提供反馈信号，高压调节器32可以采用串联旁路调节器(seriespassregulator)。分压器的降压系数约为1/300。
升压电压是通过晶体管Q2的漏极对绕组W5和电容器C3形成的谐振电路进行通/断控制，产生高压调节(HVR)脉冲而加以控制的。HVR脉冲在大约50伏峰值与400伏峰值之间的范围，这根据调节器32的工作情况而定。HVR脉冲还作为第二反馈脉冲通过电阻器R4加到求和结点∑1上。从图中可以看到，灯丝脉冲比HVR脉冲窄，在正常情况下的幅值比HVR脉冲较小。求和结点∑1产生组合反馈脉冲，该脉冲受求和结点的两个输入的影响。可以看出，该组合反馈脉冲不对称。如图2中所示，灯丝脉冲出现的时间较早。这是因为二极管D2是在接近于灯丝脉冲的拖尾边(图中右边)处开始导通所致。
再参看图1。过电压保护电路有一个电压检测电路40和一个断开电路50。电路40与50之间的区别是有一些任意性的，之所以加以区别仅仅是为了叙述上的方便而已。二极管D3对连续组合的反馈脉冲进行整流并在电容器C5两端产生一定的电压电平。滤波电容器C4与二极管D3并联。晶体管Q3基极处的偏压电平取决于可调整的电阻器R5以及电阻R6、R7和R8。当齐纳二极管Z1被偏置成反向导通时，该电压电平通过齐纳二极管Z1和电阻器R9加到晶体管Q3的发射极上。齐纳二极管Z1的额定电压为10伏。当晶体管Q3的发射极-基极电压超过大约0.7伏时，晶体管Q3导通。这是当电阻器R7两端的电压V(断开)超过大约10.7伏时发生的。这可以通过调节电阻器R5而较精确地确定。
断开电路50有一个在正常情况下不导通的可控硅整流器SCR1。从逻辑上的意义讲，SCR1的阳极通常是高电平。晶体管Q3的导通使电容器C6充电。电容器C6两端的电压足够高时，SCR1就会被选通为导通状态。这时SCR1的阳极就下降为地电位。于是SCR1的阳极提供供X射线保护用的通/断信号。控制信号可以用来使电源和/或水平偏转电路和/或升压电路停止工作和/或作为指令信号而加到微处理器上，从而使电视机的某些或所有电路停止工作，避免产生X射线。
无论是采取跟踪高电压和将两个反馈脉冲信号相组合以确定断开电压V(断开)，这两者都可以确定比使用一般电路更大为接近等曝光曲线的工作曲线(如图3中所示)，而无需在安全方面作出牺牲。此外，为数不多的电阻的容差对准确的控制很重要。电阻器R7、R8和R9的容差为1%，电阻器R3和R4的容差为2%。这样就降低了过电压保护曲线与等曝光曲线之间需要的垫整作用。
权利要求
1.一种电视机过电压保护系统，包括第一谐振回扫装置(20)，用以在工作时产生第一电压信号(V1)；第二谐振回扫装置(30)，与所述第一谐振回扫装置(20)相连接，用以在工作时产生与所述第一电压信号相加起来的第二电压信号(V2)；第一反馈信号发生装置(W3，R3)，用以产生表示所述第一电压信号(V1)的第一反馈信号(灯丝脉冲)；和过电压保护电路(40，50)，用以所述第一和第二谐振回扫装置(20，30)中的至少一个装置停止工作；其特征在于一种装置(R4)，用以产生表述所示相加起来的第一和第二电压信号(HV)的第二反馈信号(HVR脉冲)；一种装置(∑1，D3，C5)，用以将所述第一和第二反馈信号组合起来，以产生复合反馈信号；并且所述过电压保护电路(40，50)响应于所述复合反馈信号。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于一种装置(R1，R2，32)，用以检测所述相加起来的第一和第二电压信号(HV)，所述第二谐振回扫装置(30)响应于所述检测装置。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述第一谐振回扫装置(20)的特征在于第一回扫变压器(Tr1)，该变压器的初级绕组(W1)连接在第一电压源电压(B+)与第一开关电路(Q1)之间，次级绕组(W2)用以产生所述第一电压信号(V1)，辅助绕组(W3)用以产生所述第一反馈信号(灯丝脉冲);且所述第二谐振回扫装置(30)的特征在于第二回扫变压器(Tr2)，该变压器的初级绕组(W5)连接在表示所述相加起来的第一和第二电压(HV)的第二电压源电压与第二开关电路(Q2)之间，次级绕组(W4)用以产生与所述第一回扫变压器(Tr1)的次级绕组(W2)相连接的所述第二电压信号(V2)，所述第二反馈信号(HVR脉冲)为跨过所述第二开关装置(Q2)两端的电压。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组合装置具有一个电阻性求和结点(∑1)。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二谐振回扫装置(30)包括回扫变压器(Tr2)，该回扫变压器具有一个连接在代表所述相加起来的第一和第二电压(HV)的源(32)与开关电路(Q2)之间的绕组(W5)。
6.一种电视机过电压保护系统，包括第一和第二变压器(Tr1，Tr2)，其各自的绕组(W2，W4)串联连接，用以产生由分别在所述各绕组(W2，W4)中感应出的第一和第二电压信号(V1，V2)的和确定的高电压信号(HV);所述第一变压器(Tr1)的次级绕组(W3)，用以连续地产生表示所述第一电压信号(V1)的第一反馈脉冲(灯丝脉冲);调节电路(32)，响应于所述高电压信号(HV)，并连续地产生表示所述高电压信号(HV)的第二反馈脉冲(HVR脉冲);一种装置(R3，R4，∑1)，用以组合所述第一和第二反馈脉冲(灯丝脉冲，HVR脉冲)，确定连续的复合反馈脉冲;一种装置(D3，C5)，用以产生表示所述复合反馈脉冲中的能量的连续信号;和检测装置(40，50)，用以检测所述连续信号，并产生起动过电压保护电路的工作的控制信号(通/断)。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述各变压器(Tr1，Tr2)形成谐振回扫电路(20，30)的一部分。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述谐振回扫电路(30)之一由所述调节装置(32)控制。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述连续信号是一个电压电平信号。
全文摘要
第一和第二谐振回扫电路(20，30)在工作时产生相加起来的第一和第二电压信号(V1，V2)。回扫变压器(Tr1)的辅助绕组(W3)在第一谐振回扫电路中产生表示第一电压信号的第一反馈信号。调节器(32)检测相加起来的第一和第二电压信号(HV)，并产生表示该HV的第二反馈信号。第一和第二反馈信号在电阻性求和结点(R3，R4，∑1)处相组合以产生复合反馈信号。过电压保护电路(40，50)响应于该复合反馈信号。
文档编号H04N3/185GK1092582SQ9311277
公开日1994年9月21日 申请日期1993年11月30日 优先权日1992年12月1日
发明者L·E·史密斯, K·M·威廉斯 申请人:汤姆森消费电子有限公司