專利名稱：用于防止產(chǎn)生過高電壓的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于防止高電壓電路產(chǎn)生過高電壓的方法和裝置。
背景技術：
包括CRT的電視產(chǎn)品或計算機顯示器遵守嚴格的關于X射線發(fā)射的法律規(guī)定。
CRT通過用電子撞擊熒光屏上的熒光物質(zhì)和將電子的動能轉換為光、熱和諸如X射線的其它形式的能量來發(fā)出可見光。光子發(fā)射的頻譜是熒光材料的屬性。在目標材料的類型之外，X射線頻率的光子的發(fā)射的概率取決于加速電勢(陽極電壓)和以時間單位的撞擊熒光物質(zhì)的電子的數(shù)量(“陽極電流”或“射束電流”)。
在高性能的電視接收機和計算機顯示器中，所感知的光輸出是射束電流和高壓功率的數(shù)量的函數(shù)。在這樣的接收機和監(jiān)控器中，所期望的是將工作點設置得盡可能高，同時嚴格地遵守X射線保護規(guī)定。經(jīng)常是，當考慮元件容差時，高電壓工作點必須比所期望的低以保證保護電路將總是在可接受的電平觸發(fā)，但是將在正常的工作中或在諸如頻道改變的瞬變過程期間不動作。
每個型號的CRT具有一個對應于最大可允許X射線發(fā)射量的獨立的最大加速電壓和射束電流。在許多電視接收機和計算機顯示器中，用于“正常操作”的陽極電流被調(diào)整到總是低于最大、最差情況的電流，保證不違反關于最大可允許X射線發(fā)射的法律規(guī)定。因為在任何可能的工作點和在任何可能的故障條件下，不允許任何電視或計算機顯示儀器超出公布限定地發(fā)射X射線，因此許多利用CRT的電視接收機和計算機顯示器包括“X射線保護電路”或XRP。在圖1中，將一種電視接收機型號的最大允許加速電壓的曲線(1)圖解為射束電流的函數(shù)。電視機接收機具有2.5kV的高電壓電路容差，并且圖解了2.3kV的X射線保護電路容差。曲線2、3和4分別示出了XRP電路的正常的、高的和低的觸發(fā)電壓，并且曲線5、6和7分別示出了由元件容差導致的高電壓變壓器的正常的、高的和低的電壓。為了符合法律規(guī)定，正常工作高電壓被設置為小于最大值的大約9.5kV?？梢酝ㄟ^選擇精確的元件來降低在高電壓電路中的容差。通過測量高電壓和提供反饋回路以調(diào)整高壓可以近乎消除高電壓容差。雖然這些方法昂貴和不適合于大量的生產(chǎn)，但是它們已經(jīng)被用于電視機接收機和視頻監(jiān)控器設計中。
一種類型的XRP使得當檢測到故障時電視機圖象變得“不可見”。一種對此進行實現(xiàn)的方法是強制水平掃描頻率為高，導致“滾動”的圖象。這種方法的缺陷是電視機接收機在故障存在的情況下繼續(xù)工作。
另一種更新類型的XRP中斷了水平偏轉。在高電壓變壓器是偏轉線圈掃描電流的一個組成部分的電視機和監(jiān)控器中，關閉水平偏轉可能導致高電壓的停止產(chǎn)生，如上所述，所述高電壓是電子束的加速電勢。在新近的電視接收機中，視頻和顏色處理、音頻、同步分離器和水平與垂直偏轉的定時信號被共同包含在一個集成電路或芯片組中。這樣的所謂“單片”經(jīng)常具有“X射線保護”插腳，當它被啟動時消除對水平偏轉的驅(qū)動。雖然停止水平偏轉具有消除可以加速電子束的電場源的優(yōu)點，但是可能在實踐中難以實現(xiàn)。因為對更大的接收機和監(jiān)控器以及更多的光輸出的興趣，因此需要水平掃描電路來工作在寬范圍的負載條件下。一種更有效地驅(qū)動水平掃描的方式是向負載水平驅(qū)動部分提供有關負載的反饋。當提高負載電流時，這個“比例驅(qū)動”思想提高了對水平輸出開關的基極激勵。但是，水平掃描電路本質(zhì)上是諧振電路，它可以即使在很低的驅(qū)動電平下也可以繼續(xù)嘗試振蕩。如果未包括任何明顯的停止水平偏轉的“X射線保護”，則可能在有故障的情況下難于完全消除水平驅(qū)動。
為了在過量X射線情況下進行啟動，許多XRP電路監(jiān)控陽極電壓的“圖象”。一般，在高電壓變壓器上的附加的繞組產(chǎn)生這個圖象，它以由繞組的數(shù)量確定的固定的比率根據(jù)磁耦合來跟隨在CRT的陽極的高電壓。所述附加的或“X射線保護”繞組電壓可以被整流并與一個基準比較以確定是否發(fā)生了故障。如果“XRP電壓”低于參考電平，則假定電視儀器在正常操作中。如果表示陽極電壓的“圖象電壓”超過設置的參考電平，這表示超過可允許的高電壓或CRT發(fā)射X光的比率，則X射線保護電路必須使得儀器停止“正常操作”。
一種補償上述的XRP電路容差的方法是增加一個可變電阻器或電位器來調(diào)整對XRP電路的參考電壓或在附加的繞組中產(chǎn)生的“圖象電壓”。在生產(chǎn)的校準中，可以提高掃描電源直到達到XRP電路啟動的目標高電壓。電位器隨后被調(diào)整直到XRP輸出改變它的狀態(tài)，指示已經(jīng)發(fā)生了故障。但是，利用電位器可能導致許多問題。作為機械器件，它受到污染、振動、熱膨脹收縮和老化的影響。經(jīng)常，為了減少改變校準的幾率，使用粘合劑或保護外殼。
另一種降低電路容差的效果的方法被公開在轉讓給臺灣臺北Mag技術有限公司的美國專利US6,057,687(Cheng等)中。Cheng提供的方法對在附加繞組中產(chǎn)生的、整流的“圖象電壓”采樣并將其轉換為數(shù)字信號。微處理器定期查詢與來自模數(shù)轉換器的高電壓對應的電壓的數(shù)字化值，并且將結果與存儲在存儲器中的、已經(jīng)在生產(chǎn)校準期間校正的上限和下限比較。在超過上限和下限的任何一個時，微處理器發(fā)出一個信號，斷開高電壓變壓器的電源。
一種在生產(chǎn)校準期間減少高電壓容差的“開環(huán)”方法是調(diào)整激勵高電壓的初級繞組的電源的反饋，直到獲得高電壓的所期望的目標值為止。但是這個校準方法可能提高用于其它電路的任何其它次級輸出的容差。
所期望的是提供一種CRT顯示器X射線保護方法，它克服大容差的問題，避免對環(huán)境影響和老化的敏感，允許在制造期間簡單校準和調(diào)整，并且保證產(chǎn)生X射線的高電壓的安全切斷。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，提供了一種用于防止高電壓電路產(chǎn)生過高電壓的方法，其中所述方法包括下列步驟a)讀取與存儲在存儲器中的多個操作模式之一相關的參考值的數(shù)字表示；b)檢驗參考值的表示的完整性(integrity)；c)提供表示高電壓電路的輸出電壓的傳感信號；d)將傳感信號與參考值相比較；e)如果在步驟(d)中的比較指示過高電壓，則禁止產(chǎn)生高電壓輸出。本發(fā)明的一個優(yōu)點是被損壞的數(shù)據(jù)不能導致尤其是關于X射線保護的任何危險的情況。本發(fā)明對存儲的X射線保護數(shù)據(jù)是有效的進行例行地檢驗。
本發(fā)明的方法的有利的實施例從屬于從屬權利要求。優(yōu)點是降低了電路容差的影響，降低了環(huán)境的影響，對于每個支持的工作頻率單獨的校準是可能的，并且校準缺陷的檢測是可能的。


在附圖中，圖1示出了按照現(xiàn)有技術建立的示范高電壓電路的高電壓發(fā)生器和X射線保護電路的工作點容差，以及CRT的示范模型的最大可允許加速電壓，圖2示出了按照本發(fā)明的包括CRT和高電壓電路的顯示器的方框圖，圖3示出了圖2所示的發(fā)明電路的一部分的詳細視圖。
具體實施例方式
圖2示出了具有CRT的TV接收機或計算機監(jiān)控器的簡化原理圖?？刂破?控制水平振蕩器2，用于產(chǎn)生驅(qū)動水平掃描開關3的信號。水平掃描開關3連接到高壓變壓器6的初級繞組4的一端。初級繞組4的另一端連接到掃描電源7。通過水平掃描開關3的開和關，在高壓變壓器6的次級繞組8中產(chǎn)生高電壓。所述高電壓連接到陰極射線管(CRT)9，以便向由CRT的陽極(未示出)發(fā)出的電子束提供加速電勢。電子束穿過由線圈11產(chǎn)生的并且由水平掃描開關3控制的磁場，并且因此以光柵掃描的方式被偏轉。線圈11一端連接到回掃電容器12，另一端連接到水平掃描開關3。電壓檢測電路14連接到變壓器6的第三繞組16和信號分壓器17，信號分壓器17在它的輸出端提供一個信號，這個信號被提供到信號比較器18的一個輸入端。參考信號19被提供到比較器18的第二輸入端。比較器18的輸出信號被輸入到自偏置閉鎖開關21。假定高壓變壓器6在它的第三繞組16產(chǎn)生與次級和第三繞組的比率成正比的高壓。因此，通過檢測第三繞組16的電壓，得到關于在次級繞組8的高壓的信息。將參考信號與表示在高壓變壓器6的第三繞組16的高壓的信號相比較。在超過參考值時，信號比較器的輸出改變它的狀態(tài)，由此激勵自偏置閉鎖開關21。自偏置閉鎖開關21位于將通斷控制線路22連接到電源的第一點，并且通過向所述控制線路施加閉鎖信號而立即停止電源的工作。用于產(chǎn)生水平掃描開關3的驅(qū)動信號的水平振蕩器2保持激勵開關3，并且因此釋放存儲在電源7中的能量和來自變壓器6的次級繞組8及相關的元件的高壓。第二連接23發(fā)出一個閉鎖信號給電源故障檢測電路24，以信號表示故障條件?？刂破?經(jīng)由總線連接26定期查詢電源故障檢測電路的狀態(tài)，并且在檢測到故障條件時，相應地在確定的時間之后通過控制用于產(chǎn)生驅(qū)動信號的裝置2來停止水平掃描開關3的工作。在XRP故障之后的次序中，控制器1去除自偏置閉鎖開關的電源，使得開關復位，并且復位所有的其它元件和電源以重新啟動。在XRP故障立即重新出現(xiàn)的情況下，控制器可以禁止顯示裝置的進一步工作。為了重新啟動顯示裝置控制器1復位在電路中的電源和其它元件，并且使得電源通斷控制線路22走低，因此從閉鎖開關21消除了自偏置電流。
為了使得迄今所述的高電壓電路可以用于一種類型的CRT或不同類型的CRT的不同操作模式，控制器1控制由分壓器17向比較器18提供的信號。
控制器1經(jīng)由總線27從存儲器28讀取與操作模式相關的控制數(shù)據(jù)。在存儲器28中，一組參考值的多個情況被存儲在不同的位置，它們經(jīng)常被稱為頁面，在圖中示出為存儲器28的P1...P5。為了保證從存儲器的數(shù)據(jù)的安全檢索，即使在存儲器28的一些單元中的出現(xiàn)物理故障的情況下，頁面也可以位于存儲器28的不同物理區(qū)域中。
控制器1經(jīng)由總線29向數(shù)模轉換器31傳送控制數(shù)據(jù)。DAC31的模擬輸出信號控制電流吸收器31。數(shù)模轉換器31的模擬輸出信號控制電流吸收器32，它與損耗元件33合作確定分壓器17的輸入信號的電平。以這種方式，即使參考信號保持不變，比較器的不同開關電平也是可以選擇的。
圖3以放大圖示出了圖2的發(fā)明電路的優(yōu)選實施例的一部分。在這個實施例中。在過高電壓的情況下，比較器18發(fā)出一個信號，它具有正向偏置三極管211的基極發(fā)射極二極管的足夠電壓，并且建立從三極管211的集電極到發(fā)射極的導通路徑。因此，建立了一個電流路徑以允許控制電流正向偏置三極管212。這依次建立了從三極管212的發(fā)射極到集電極的電流流動，從通斷控制線路22從開關電源7得到電流，并且因此抑制了電源。電流流動建立了電阻213兩端的電壓，這個電壓足夠使得三極管211保持導通，即使消除了來自比較器18的信號也是如此。通過三極管212的基極發(fā)射極二極管和三極管211的集電極基極路徑的電流將三極管214轉換到導通狀態(tài)。這依次將連接線路26接地到電源故障檢測電路24?？刂破?循環(huán)查詢電源故障檢測電路24的狀態(tài)，并且在受控地切斷來自高壓變壓器6的次級繞組8的高壓之后，通過控制驅(qū)動信號發(fā)生器2來禁止水平掃描開關3。
在另一個優(yōu)選實施例中，如果電源不具有專用的通斷控制輸入，則電源通斷線路22可以被用于例如從DAC 28將電壓控制信號27驅(qū)動為低，如圖2和3中的虛線所示，于是禁止了電源7。
結合所述的電路，重要的是考慮從存儲器28讀取的數(shù)據(jù)可能被損壞。為了避免在這種情況下的任何危害事件，從存儲器28讀取的數(shù)據(jù)的完整性被檢驗。在電子校準的情況下，可能在存儲器件內(nèi)隨機發(fā)生故障，或者所有的位置可能隨著時間的過去發(fā)生故障。按照本發(fā)明方法的一個實施例，一種校驗和算法被施加到數(shù)據(jù)上。在分離的、隨機故障的情況下，所述校驗和算法被保證總是檢測到最小的故障。取決于多個故障的本質(zhì)，所述算法也將檢測多個故障。
所期望的是，當在存儲器件中的所有位置出現(xiàn)故障的時候，它們將以相同的方式發(fā)生故障，導致所有的位置包括相同的值。有兩種必須處理的特殊情況。存儲器件可以由于整個存儲器件的故障或由于在開始不能對器件編程序而包括全0或全1。所述校驗和算法將總是比每個獨立的校準產(chǎn)生不同的值的校驗和。因此，如果所有的校準位置包括與校驗和相同的值，則將檢測到故障。校準的這個特性將保證檢測到從未被編程的器件或發(fā)生故障而存儲相同的值(一般是0或1)的多個器件，并且不發(fā)射X射線。
另外的手段被采取以保證校準值的完整性。校準位置一旦被寫入就是只讀的，防止對位置的竄改。校準值不是存儲在連續(xù)的位置。這通過下列而有益于差錯的檢測，即通過保證如果存儲器件在僅僅存儲器的一塊發(fā)生故障，則保持校準數(shù)據(jù)或校驗和的完整性，并且所述故障將看起來是通過所述算法容易檢測的隨機、分離的故障。最后，校準數(shù)據(jù)的范圍限定的知識允許每個獨立的校準在使用之前被檢驗。因此，即使多個故障已經(jīng)以所計算的校驗和等于存儲的校驗和的方式發(fā)生，仍然將檢測到故障，因為獨立校準位置的內(nèi)容不是有效的。
在本發(fā)明方法的另一個實施例中，讀取相同數(shù)據(jù)的幾個實例以檢驗數(shù)據(jù)的完整性。DAC輸出值塊被利用5個不同的頁面存儲在存儲器28的5個位置。對單個塊的讀取訪問總是需要進行兩次，并且如果兩次讀取無差錯地返回相同的值，則所述值才是有效的。
一個塊具有下面的結構比特 76543210字節(jié)1 PPDDDDDDP表示奇數(shù)奇偶校驗，被存儲兩次字節(jié)2 DDDDDDPPD是DAC寄存器的6比特值字節(jié)3 ppddddddp表示偶數(shù)奇偶校驗，被存儲兩次字節(jié)4 ddddddppd是6比特值的補數(shù)所述6比特值被四次在不同的比特位置存儲在塊中。每次，剩余的兩個比特被填充一個奇偶校驗比特。如果一個或多個奇偶校驗比特是錯誤的或如果四個解碼的DAC值不是全相同的，則一個塊被定義為損壞。
如果(在總共5個塊中)檢測到一個或兩個損壞的塊，則剩余的4個或3個正確的塊被用于校正包括錯誤的塊。在開始偏轉之前進行檢驗。
如果多于兩個塊是損壞的，則TV處于待機模式，存儲并且閃亮一個差錯碼。寄存器DAC輸出的NVM值需要被復位到00H。因此不再可能開始偏轉，因為利用DAC值00H，在開始水平驅(qū)動之后保護(在正常操作中，閾值小于信號XRP的值)總是立即有效。
權利要求
1.用于防止高電壓電路產(chǎn)生過高電壓的方法，其中所述方法包括下列步驟a)讀取與存儲在存儲器中的多個操作模式之一相關的參考值的數(shù)字表示；b)檢驗參考值的表示的完整性；c)提供表示高電壓電路的輸出電壓的傳感信號；d)將傳感信號與參考值相比較；e)如果在步驟(d)中的比較指示過高電壓，則禁止產(chǎn)生高電壓輸出。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于讀取不同操作模式的不同參考值的各個數(shù)字表示。
3.按照權利要求1的方法，其特征在于通過應用校驗和算法來檢驗參考值的表示的完整性。
4.按照權利要求3的方法，其特征在于向所有存儲的參考值的每個表示應用所述校驗和算法。
5.按照權利要求1的方法，其特征在于讀取參考值的至少兩個不同的表示以便檢驗參考值的表示的完整性。
6.按照權利要求1的方法，其特征在于通過將存儲的上邊界極限與參考值進行比較而檢驗參考值的表示的完整性。
7.按照權利要求1的方法，其特征在于通過將存儲的下邊界極限與參考值進行比較而檢驗參考值的表示的完整性。
8.按照前面的權利要求之一的方法，其特征在于在檢測到參考值的一個損壞的表示時，產(chǎn)生一個故障指示信號。
9.按照前面的權利要求之一的方法，其特征在于從同一參考值的另一個未損壞的表示來重建這個參考值的損壞的表示。
10.按照權利要求9的方法，其特征在于從同一參考值的多個未損壞的表示來重建這個參考值的損壞的表示。
全文摘要
用于防止高電壓電路產(chǎn)生過高電壓的方法，其中所述方法包括下列步驟a)讀取與存儲在存儲器中的多個操作模式之一相關的參考值的數(shù)字表示；b)檢驗參考值的表示的完整性；c)提供表示高電壓電路的輸出電壓的傳感信號；d)將傳感信號與參考值相比較；e)如果在步驟(d)中的比較指示過高電壓，則禁止產(chǎn)生高電壓輸出。
文檔編號H04N3/18GK1462144SQ0312325
公開日2003年12月17日 申請日期2003年4月24日 優(yōu)先權日2002年4月24日
發(fā)明者戴維·R·杰克遜, 安杰拉·R·伯內(nèi)特, 邁克爾·梅奧拉諾 申請人:湯姆森特許公司