專利名稱：電源保護配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如投影電視(TV)接收機的視頻顯示裝置的電源保護配置。
在例如具有陰極射線管(CRT)的直視TV接收機或投影TV接收機中顯示的圖像可能受到諸如幾何和收斂誤差的電子束到達位置誤差的損害。已經(jīng)知道使用動態(tài)收斂配置校正這種與CRT相關(guān)的誤差。根據(jù)在顯示屏幕上所述電子束的位置，在一給定偏轉(zhuǎn)周期內(nèi)所述校正量可以是動態(tài)變化的。
在一種現(xiàn)有技術(shù)的配置中，為了使直視(direct view)TV接收機模型和投影TV接收機模型的制造成本最小，兩個模型共享同一個機箱。主偏轉(zhuǎn)電路是共用的。直視模型使用大約90％的所述機箱。由于經(jīng)濟的原因，根據(jù)直視模型規(guī)定主機箱電源的規(guī)模，而添加投影收斂電源以用于投影TV接收機模型。
作為故障的結(jié)果，當電流超過一預(yù)定值時，保護檢測器的閾值電平會被超過，并導(dǎo)致專用收斂開關(guān)模式電源關(guān)機。故障檢修便利性要求當收斂電路發(fā)生故障時TV接收機示出一個圖像。由此，包括偏轉(zhuǎn)電路在內(nèi)的TV接收機電路的其余部分繼續(xù)處于被供能和運行狀態(tài)。所述收斂專用開關(guān)模式電源繼續(xù)處于關(guān)斷狀態(tài)，直到用戶將投影TV接收機關(guān)斷，然后再次接通為止。
在執(zhí)行本發(fā)明特性的過程中，一共用開關(guān)模式電源向所述收斂電路和TV接收機電路的其它部分供能。代替使用現(xiàn)有技術(shù)的分離電源解決方案，利用了用于所述收斂電路的快速作用閉鎖電源電壓非連接配置。這種配置提供了成本優(yōu)點。
圖1示出了在由Rodriguez-Cavazos申請的發(fā)明名稱為“雙電源輸出放大器”(所述Rodriguez-Cavazos專利)的美國專利No.4,961,032的圖3中示出的現(xiàn)有技術(shù)中用于驅(qū)動投影視頻顯示器的CRT中收斂繞組的功率放大器例子。除了給每個符號和參考數(shù)字添加了撇號(’)以外，圖1所示的符號與參考數(shù)字與所述Rodriguez-Cavazos專利相同。
在圖1中，放大器50’包括差動放大器12’、緩存器14’和一輸出級16’。差動放大器12’由晶體管Q1’和Q2’形成。一輸入波形信號VIN’被連接到晶體管Q1’的基極。晶體管Q1’的集電極被連接到正極性電壓+VH’的高壓電源上。晶體管Q1’和Q2’的發(fā)射極被連接到一起，并經(jīng)過電阻器R1’連接到負高壓電源-VH’。感測電阻器R21’和R22’的并聯(lián)組合被連接到軛流圈(yoke)Y1’的偏轉(zhuǎn)線圈24’和晶體管Q2’的基極，用于得到感測電壓VS。晶體管Q11’將晶體管Q2’集電極處的輸出電流轉(zhuǎn)換為負載電阻器R18’兩端的輸出電壓。二極管D8’、D9’、D10’和D11’建立用于緩沖級14’的偏壓，該緩沖級14’包括晶體管Q9’和Q10’。該緩沖級的晶體管Q9’和Q10’的發(fā)射極分別經(jīng)過電阻器R13’和R14’驅(qū)動晶體管Q4’和Q5’的基極。晶體管Q4’和Q5’形成B類輸出級16’。晶體管Q4’和Q5’的發(fā)射極分別連接到電阻器R7’和R8’上。在電阻器R7’和R8’的連接點處產(chǎn)生該放大器的輸出電壓信號，所述連接點被連接到收斂軛流圈Y1’的線圈24’。
輸出級16’提供一大電流。它需要在水平回掃期間提供一高壓驅(qū)動，而在水平回掃以外提供一低壓驅(qū)動。輸出級16’比較動態(tài)變化的輸入信號VIN’和在被串聯(lián)耦合到所述收斂繞組上的電流感測電阻器R21’和R22’兩端得到的感測電壓VS。輸出級16’生成必要的電流以使在變化的輸入信號VIN’和感測電壓VS’之間的差值最小。
如果正極性電壓+VH’被關(guān)斷和同時負極性電源-VH’被接通，在電源接通或啟動間隔期間內(nèi)，晶體管Q10’和Q5’將有限制地導(dǎo)通。因此，在收斂軛流圈Y1’中具有過量幅值的電流IY1’也將流過感測電阻器R21’和R22’，并導(dǎo)致它們損壞。即使是短期過電壓也可能引起不可接受的感測電阻器值的變化。感測電阻器值的變化將引起收斂校正增益中的不能補償?shù)淖兓?，從而扭曲圖像。
在實現(xiàn)本發(fā)明特性的電源中，在電源接通或啟動間隔期間內(nèi)，在接通模擬電壓-VH’的一負電源之前接通模擬電壓+VH’的一正極性電壓。此外，使用了一用于斷路保護的電源電路，它可以避免作為反饋回路中產(chǎn)生故障的結(jié)果而導(dǎo)致的在感測電阻器中的過量電流。

發(fā)明內(nèi)容
實現(xiàn)本發(fā)明特性的視頻顯示裝置包括一主偏轉(zhuǎn)電路，用于在主偏轉(zhuǎn)繞組中生成一主偏轉(zhuǎn)電流以掃描陰極射線管屏幕上的電子束。第一放大器級在一輔助偏轉(zhuǎn)繞組中生成一輔助偏轉(zhuǎn)電流，以校正光柵失真。一電源輸出晶體管產(chǎn)生負載電路的第一電源電流和第一放大器級的第二電源電流。一傳感器檢測第一放大器級電源電流的電流路徑中故障狀態(tài)的發(fā)生。當發(fā)生故障時，第一電源開關(guān)響應(yīng)所述傳感器的輸出有選擇地減少第一放大器級的第二電源電流，而不必中斷負載電路的第一電源電流。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中用于驅(qū)動投影視頻顯示器的收斂繞組的功率放大器；圖2a示出了現(xiàn)有技術(shù)的投影電視接收機的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)；和圖2b示出了在圖2a所示功率放大器實施了本發(fā)明特性的具有保護配置的電源。
具體實施例方式
圖2a以框圖的形式示出了傳統(tǒng)投影電視接收機的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)100。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)100提供動態(tài)收斂。三個陰極射線管(CRT)R、G和B產(chǎn)生在屏幕700上形成組合圖像800的電子束。以類似的方式控制每個CRT中的偏轉(zhuǎn)場。例如，作為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，CRT G被裝備有一個由水平偏轉(zhuǎn)輸出級600驅(qū)動主水平偏轉(zhuǎn)線圈和一個由垂直偏轉(zhuǎn)放大器650驅(qū)動的主垂直偏轉(zhuǎn)線圈。CRT G還被描述為具有由水平收斂放大器610驅(qū)動的輔助水平收斂線圈615和由垂直收斂放大器級或放大器660驅(qū)動的輔助垂直收斂線圈665。放大器660由正電源電壓OUT+和負電源電壓-OUT供能。存儲在存儲器(未示出)中的校正數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器312和功率放大器660施加到輔助垂直收斂線圈665上。
放大器660可以具有圖1所示與Rodriguez-Cavazos專利中描述放大器的類似的拓樸結(jié)構(gòu)。例如，圖2a所示的電壓OUT+而不是電壓+VH’將被施加到圖1所示的放大器上，和圖2a所示的電壓OUT-而不是電壓-VH’將被施加到圖1所示的放大器上。
圖2b詳細地示出了實施本發(fā)明特性的電源保護配置200。圖2a和2b中類似的符號和參考數(shù)字指出類似項或功能。圖2b所示的傳統(tǒng)開關(guān)模式電源400被耦合到斬波變壓器T1的原邊繞組T1a上。付邊繞組T1b被耦合到半波整流器D1和濾波電容器C1上，用于以傳統(tǒng)方式生成+20V的穩(wěn)壓電源V20VP。繞組T1b還被耦合到半波整流器D2和濾波電容器C2上，用于生成-20V的穩(wěn)壓電源V20VN。
電壓V20VP經(jīng)過形成低通濾波器的電感器L1和電容器C11對并經(jīng)過電流感測電阻器RI施加到功率開關(guān)晶體管Q1a的發(fā)射極。電感器L1和電容器C11衰減開關(guān)模式電源400的高頻開關(guān)瞬態(tài)。類似的，電壓V20VN經(jīng)過形成低通濾波器的電感器L2和電容器C12對并經(jīng)過電流感測電阻器R12被施加到功率開關(guān)晶體管Q2a的發(fā)射極。當導(dǎo)通時，晶體管Q1a將電壓V20VP施加到例如濾波電容器C5，以在圖2a所示偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)100的收斂放大器660的正電源輸入端660a處得到+18V的輸出電壓OUT+。類似的，當圖2b所示的晶體管Q2a導(dǎo)通時，電壓V20VN被施加到濾波電容器C8上，以在圖2a所示收斂放大器660的負電源輸入端處得到-18V的輸出電壓OUT-。相反，當被禁止時，圖2b所示晶體管Q1a使變壓器T1或電壓V20VP與圖2a所示的終端660a脫離耦合。類似的，當被禁止時，圖2b所示的晶體管Q2a使變壓器T1或電壓V20VN與圖2a所示的終端660b脫離耦合。圖2b所示的晶體管Q1a經(jīng)過在達靈頓結(jié)構(gòu)中耦合的晶體管Q1b的控制以形成轉(zhuǎn)換后的達靈頓晶體管Q1。類似的，晶體管Q1a經(jīng)過在達靈頓結(jié)構(gòu)中耦合的晶體管Q2b的控制形成轉(zhuǎn)換后的達靈頓晶體管Q2。
一對電阻器R14和R17形成了用于電壓V20VP的分壓器。當開關(guān)模式電源400被關(guān)斷時，一對電阻器R14和R17提供電容器C1對地的放電路徑，電阻器R17和R14在電阻器R17的兩端提供在晶體管U1A的基極處得到的0.7V參考電壓。晶體管U1B的基極被耦合到電容器C9，以在晶體管U1B中得到正比于電源或負載電流IP的平均值的基極電壓。感測電阻器R1得到指示電源電流IP的幅值的電壓VR1。
晶體管U1A和U1B被封裝，以保證電子匹配和溫度跟蹤，從而形成一個溫度補償比較器。當晶體管U1B的基極電壓小于由電阻器R21和R15之比與電壓V20VP確定的閾值電壓時，在晶體管U1B中生成一集電極電流。
電壓VR1在包括電阻器R2和電容器C9的濾波器中被低通濾波，以獲得晶體管U1B基極電壓。選擇電阻器R2和電容器C9的時間常數(shù)，以避免在啟動期間諸如輸出濾波電容器C5初始充電的短期或瞬態(tài)過載而錯誤地觸發(fā)由晶體管U1A和U1B形成的比較器。對由晶體管U1A和U1B形成的比較器的這種錯誤觸發(fā)將在短期或瞬態(tài)過載期間引起不希望的電源關(guān)機。
類似的配置被耦合到電壓V20VN上并執(zhí)行類似的功能。由此，一對NPN晶體管U2A和U2B分別類似于一對PNP晶體管U1A和U1B。一對電阻器R15和R21分別類似于一對電阻器R14和R17。電阻器R12類似于電阻器R1。電阻器R11和電容器C6分別類似于電阻器R2和電容器C9。
受晶體管U1A和U1B中每一個的集電極電流控制的鎖存器60由一對交叉耦合的晶體管Q4和Q5形成。晶體管Q4的基極被耦合到晶體管Q5的集電極，晶體管Q5的基極被耦合到晶體管Q4的集電極。晶體管Q5的發(fā)射級經(jīng)過一發(fā)射極電阻被耦合到晶體管Q1b的基極并被耦合到電阻器R8和齊納二極管D3的串聯(lián)配置上。電感器L1和電阻器R1之間用于獲得近似等于電壓V20P的電壓電平的結(jié)端子61經(jīng)過發(fā)射極電阻R19被耦合到晶體管Q4的發(fā)射級，并經(jīng)過集電極電阻R5耦合到晶體管Q5的集電極和晶體管Q4的基極。
當電流IP或電流IN中的每一個的平均值都正?；驔]有過量時，電壓VR1或VR2中的任何一個都不足以使晶體管U1B和U2B中的任何一個導(dǎo)通。因此，在晶體管U1B和U2B的任何一個當中都沒有產(chǎn)生集電極電流。因此，晶體管Q4和Q5被截止并保持這種狀態(tài)，除非發(fā)生導(dǎo)致電流IP或電流IN中的任何一個變得過量的故障狀態(tài)發(fā)生。
在不存在故障狀態(tài)的情況下，在晶體管U1B或晶體管U2B任何一個中不產(chǎn)生集電極電流。因此，鎖存器60不被觸發(fā)，并且晶體管Q4和Q5被保持在截止狀態(tài)。結(jié)果是晶體管Q1的基極電流流經(jīng)電阻器R8和二極管D3，從而使得基極電壓60a被保持在足夠低的電平以保持晶體管Q1a處于飽和狀態(tài)。當晶體管Q1a處于飽和狀態(tài)時，以正常操作電平獲得電壓OUT+，在啟動階段，當電壓V20VP上升到約14V時，晶體管Q1將被導(dǎo)通。在被耦合到晶體管Q1b的基極的電容器C10中還獲得電壓60a。在晶體管Q1導(dǎo)通之后，它的集電極電壓OUT+上升到近似+18V。
在執(zhí)行本發(fā)明特性的過程中，電壓OUT+經(jīng)過齊納二極管D4和電阻器R9耦合到達靈頓晶體管Q2的基極。當電壓OUT+和電容器C2中達到-20V的電壓V20VN之間的差超過約29V時，晶體管Q2a將被導(dǎo)通并處于飽和狀態(tài)。在該電壓電平處，晶體管Q2的基極偏流開始在二極管D4和電阻器R9中流動。因此，電壓OUT-被保持在-18V的正常操作電平上。通過使用電壓OUT+控制晶體管Q2的導(dǎo)通，滿足了此前就Rodriguez-Cavazos專利的功率放大器討論的、在獲得負電壓OUT-之前獲得正電壓OUT+的要求。
作為故障的結(jié)果，當在包括晶體管Q1a的電流路徑中的電流IP或在包括晶體管Q2a的電流路徑中的電流IN的平均值過量時，處于足以分別導(dǎo)通晶體管U1B和U2B的電平上的電壓VR1和VR2出現(xiàn)在電容器C9或C6的兩端。因此，經(jīng)過電阻器R3或電阻器R7分別耦合到晶體管Q5或Q4基極上的晶體管U1B或U2B中的集電極電流將觸發(fā)鎖存器60。在鎖存器60被轉(zhuǎn)換為鎖存模式工作期間，電阻器R19和電阻器R10限制由于電容器C10的快速放電所導(dǎo)致的瞬態(tài)電流。
鎖存器60的鎖存模式由來自端子61并由電壓V20VP經(jīng)晶體管Q4和Q5、電阻器R8和二極管D3所產(chǎn)生的電流保持。晶體管Q4和Q5的動作類似于可控硅開關(guān)(SCS)的動作。晶體管Q4和Q5被用于實現(xiàn)低持續(xù)電流和低功耗。由于在被要求觸發(fā)鎖存器60的晶體管U1B和U2B中的集電極電流處于相反極性，所以，不能便利地使用可控硅整流器(SCR)。晶體管Q4和Q5兩端的飽和電壓約為0.7V。
利用鎖存器60的輸出電壓60a控制達靈頓晶體管Q1和Q2的開關(guān)狀態(tài)。當鎖存器60工作于鎖存模式時，晶體管Q4和Q5旁路達靈頓晶體管Q1的基-射極。因此，晶體管Q5中的集電極電流以使晶體管Q1a截止的方式增加晶體管Q1b的基極電壓。由此，變壓器T1與圖2a所示放大器660脫離耦合。因此，電壓OUT+被禁止。
圖2b的變壓器T1的付邊繞組T1c被耦合到二極管19，以產(chǎn)生用于向例如圖2a所示輸出級600的電視接收機的多個級供能的電源VPS1。當圖2b所示電壓OUT+和電壓OUT-被禁止時，作為故障的結(jié)果，如同在前所解釋的，圖2a所示輸出級600有益地保持運行。這方便了服務(wù)性操作。由此，變壓器T1對于圖2a所示的輸出級600和放大器660形成了一個共用的供能級。
在瞬時過載狀態(tài)期間，諸如啟動期間，當圖2b所示的濾波電容器C5和C6被充電時，晶體管Q1中的電流IP或電流IN分別受到齊納二極管D5和齊納二極管D6的限制，從而不會超過達靈頓晶體管Q1和Q2的最大額定電流。例如，齊納二極管D5被耦合在端子61和晶體管Q1b的基極之間。
通過引入射頻電流，各晶體管基射極-基(base emitter-base)端子兩端的電容避免所述晶體管的導(dǎo)通。各齊納二極管兩端的電容避免了射頻輻射。
權(quán)利要求
1.一種視頻顯示裝置，包括一主偏轉(zhuǎn)電路，用于在主偏轉(zhuǎn)繞組中生成一主偏轉(zhuǎn)電流，以掃描陰極射線管屏幕上的電子束；第一放大器級，用于在輔助偏轉(zhuǎn)繞組中生成一輔助偏轉(zhuǎn)電流，以校正光柵失真；電源輸出晶體管，用于生成一負載電路的第一電源電流和所述第一放大器級的第二電源電流；傳感器，用于檢測所述第一放大器級的所述電源電流的電流路徑中的故障狀態(tài)的產(chǎn)生；和響應(yīng)所述傳感器輸出的第一功率開關(guān)，用于當所述故障狀態(tài)發(fā)生時，有選擇地減小所述第一放大器級的所述第二電源電流，而不中斷所述負載電路的第一電源電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻顯示裝置，其中，當所述故障狀態(tài)發(fā)生時，所述第一功率開關(guān)使所述第一放大器級與所述電源輸出晶體管脫離耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻顯示裝置，其中，所述主偏轉(zhuǎn)繞組包括垂直偏轉(zhuǎn)繞組和水平偏轉(zhuǎn)繞組中的一個，和其中，所述輔助繞組包括一收斂繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻顯示裝置，其中，所述負載電路包括所述偏轉(zhuǎn)電路的輸出級。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視頻顯示裝置，其中，當發(fā)生所述故障狀態(tài)時，所述偏轉(zhuǎn)電路的所述輸出級繼續(xù)運行和所述第一放大器級停止產(chǎn)生所述輔助偏轉(zhuǎn)電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻顯示裝置，還包括一第二放大器級，用于生成所述輔助偏轉(zhuǎn)電流部分；一變壓器，耦合到所述電源輸出晶體管并用于生成所述第二放大器級的第三電源電流；和第二功率開關(guān)，用于響應(yīng)在所述第一放大器級生成的控制信號，并當所述第一故障狀態(tài)發(fā)生時，根據(jù)該控制信號使所述第二放大器級與所述變壓器脫離耦合。
全文摘要
在投影電視接收機中，一共用開關(guān)模式電源為收斂電路和投影電視接收機的其它負載電路供能。在正常運行情況下，一開關(guān)將在共用開關(guān)模式電源中產(chǎn)生的電源電壓耦合到收斂電路上。作為故障的結(jié)果，當收斂電路中的電流過量時，該共用開關(guān)模式電源與收斂電路脫離耦合，而其它負載電路則保持供能和運行。
文檔編號H04N5/74GK1643994SQ03806897
公開日2005年7月20日 申請日期2003年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月4日
發(fā)明者約翰·B·喬治, 凱文·M·威廉斯 申請人:湯姆森特許公司