專利名稱：高壓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓發(fā)生電路，特別涉及用于產(chǎn)生供給CRT(陰極射線管)等的高壓的高壓發(fā)生電路。
背景技術(shù)：


圖1為電路示意圖，它示出了作為本發(fā)明背景技術(shù)的高壓發(fā)生電路實(shí)例。高壓發(fā)生電路10包括變壓器12。變壓器12的初級(jí)繞組與二極管14的正極連接。二極管14的負(fù)極與作為開(kāi)關(guān)元件的FET16的漏極相連。FET16的源極與電阻器18相連。電阻器18的另一側(cè)接地。二極管20與包含二極管14、FET16和電阻器18的串聯(lián)電路并聯(lián)。二極管20的負(fù)極與二極管14的正極相連。二極管20的負(fù)極接地。
包含諧振電容器22和二極管24的串聯(lián)電路與二極管20并聯(lián)。諧振電容器22的一端與二極管14的正極側(cè)相連，而諧振電容器22的另一端與二極管24的負(fù)極相連。二極管24的正極接地。而且，諧振電容器22與二極管24之間的節(jié)點(diǎn)與另一二極管26的正極相連。二極管26的負(fù)極經(jīng)振鈴(ringing)抑制電路28與變壓器12的初級(jí)繞組相連。振鈴抑制電路28包含電容器30、電阻器32和電感器34。電源+B連接在二極管26與振鈴抑制電路28之間。二極管26與振鈴抑制電路28之間的節(jié)點(diǎn)經(jīng)電容器36和電解質(zhì)電容器38接地。
用于導(dǎo)通和阻斷控制的信號(hào)從PWM(脈寬調(diào)制)控制電路40提供至FET16的柵極。通過(guò)分壓變壓器12的次級(jí)輸出電壓而產(chǎn)生的電壓被輸入PWM控制電路40。該電壓和水平驅(qū)動(dòng)信號(hào)被輸入PWM控制電路40。PWM控制電路40產(chǎn)生控制FET16的控制信號(hào)。FET16與電阻器18之間的節(jié)點(diǎn)與設(shè)置于PWM控制電路40內(nèi)的保護(hù)電路相連，從而檢測(cè)電路內(nèi)的過(guò)電流。
圖2示出了高壓發(fā)生電路10各個(gè)部分的波形。圖2(a)、(b)和(c)分別代表控制FET16的信號(hào)、圖1所示點(diǎn)A處電壓和流經(jīng)變壓器12初級(jí)繞組的電流的波形圖。首先，當(dāng)FET16在t0導(dǎo)通時(shí)，電流從電源+B流經(jīng)二極管14、FET16和電阻器18。電流引致的電磁能量存儲(chǔ)在變壓器12的初級(jí)繞組內(nèi)。
FET16在t1阻斷。此時(shí)，電流從變壓器12的初級(jí)繞組流經(jīng)諧振電容器22和二極管26，并且變壓器12的初級(jí)繞組和諧振電容器22起振。如圖2(b)波形圖所示，產(chǎn)生回掃(flyback)脈沖。當(dāng)存儲(chǔ)在變壓器12內(nèi)的全部電磁能量都轉(zhuǎn)換為諧振電容器22的靜電能量時(shí)，回掃脈沖最大。
在變壓器12初級(jí)繞組存儲(chǔ)的全部電磁能量都轉(zhuǎn)移至電容器22后，反向電流流經(jīng)二極管24、諧振電容器22和變壓器12的初級(jí)繞組。因此，諧振電容器22的靜電能量反過(guò)來(lái)被轉(zhuǎn)換為變壓器12初級(jí)繞組內(nèi)的電磁能量。此時(shí)，二極管14阻止存儲(chǔ)在FET16寄生電容內(nèi)的電荷流向初級(jí)繞組側(cè)。
在回掃脈沖結(jié)束的t2，點(diǎn)A處的電勢(shì)為零。隨后，二極管20導(dǎo)通，因此電流從二極管20的接地側(cè)流入變壓器12的初級(jí)繞組。電流使點(diǎn)A上的電壓增大。在t3時(shí)，點(diǎn)A上的電壓具有與電源+B相同的電勢(shì)。此時(shí)，二極管20阻斷，電流為零。隨后，由于電流從電源+B流入諧振電容器22，所以包含二極管24和26的電流阻斷鉗制電路將諧振電容器22兩端的電勢(shì)鉗制為電源+B的電壓，因此沒(méi)有電路從變壓器12的初級(jí)繞組流入諧振電容器22。接著，F(xiàn)ET16在t4導(dǎo)通，因此電流從電源+B流向初級(jí)繞組，并且電路在t0返回初始狀態(tài)。重復(fù)該操作。由此延續(xù)電路操作，因此由變壓器12升高回掃脈沖的電壓，使高壓從次級(jí)繞組輸出。
在電流為零的t3，電路中存在電容(例如FET16中的寄生電容)。因此，變壓器12初級(jí)繞組出現(xiàn)諧振，并且在從t3至t4的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生靜態(tài)振鈴脈沖。振鈴抑制電路28被用來(lái)抑制振鈴振動(dòng)脈沖。
在高壓發(fā)生電路10中，變壓器12的初級(jí)電感Lp被設(shè)計(jì)為滿足條件Lp≤Eb·ATs/Ipp，其中Eb為電源電壓，Ts為一個(gè)回掃脈沖結(jié)束至下一回掃脈沖開(kāi)始的時(shí)間，而Ipp為FET16的允許電流。一般情況下，這種高壓發(fā)生電路被設(shè)計(jì)為滿足上述條件，并且可以從變壓器12的次級(jí)繞組獲得需要的輸出電壓。
但是，如果FET在如圖3所示接近靜態(tài)振鈴脈沖峰值時(shí)導(dǎo)通，則靜態(tài)振鈴脈沖的高壓立即停止。由此產(chǎn)生了振鈴，其由變壓器12的分布電容等決定，從而在流經(jīng)變壓器12初級(jí)繞組的電流內(nèi)產(chǎn)生正脈沖信號(hào)(overshoot)和負(fù)脈沖信號(hào)(undershoot)。這種正脈沖信號(hào)和負(fù)脈沖信號(hào)的產(chǎn)生帶來(lái)了變壓器12損耗和振鈴抑制電路中電阻損耗增加的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目標(biāo)是提供一種減少開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)正脈沖信號(hào)和負(fù)脈沖信號(hào)導(dǎo)致的損耗的高壓發(fā)生電路。
按照本發(fā)明，提供了一種高壓發(fā)生電路，它包含變壓器；向變壓器初級(jí)繞組輸送功率的電源；控制從電源流經(jīng)變壓器初級(jí)繞組的電流的開(kāi)關(guān)元件；以及當(dāng)開(kāi)關(guān)元件阻斷時(shí)與變壓器初級(jí)繞組一起諧振從而產(chǎn)生回掃脈沖的諧振電容器，開(kāi)關(guān)元件受控為在接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時(shí)導(dǎo)通，靜態(tài)振鈴脈沖在產(chǎn)生回掃脈沖之后由變壓器初級(jí)繞組的電感與連接變壓器初級(jí)繞組的電路內(nèi)所含的電容諧振產(chǎn)生。
在高壓產(chǎn)生電路中，比較好的是通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器初級(jí)電感、分布電感、電源電壓和諧振電容中的至少一項(xiàng)來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件。
由于開(kāi)關(guān)元件在高壓發(fā)生電路中導(dǎo)通的時(shí)序控制為發(fā)生于接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時(shí)，因此靜態(tài)振鈴脈沖在低壓區(qū)域停止。因此抑制了正脈沖信號(hào)和負(fù)脈沖信號(hào)在流經(jīng)變壓器初級(jí)繞組的電流內(nèi)的產(chǎn)生，并且減少了變壓器和振鈴抑制電路內(nèi)的損耗。
由上述可見(jiàn)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器初級(jí)電感、分布電感、電源電壓和諧振電容等，將開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)序控制為與靜態(tài)振鈴脈沖一致或差不多。
通過(guò)以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。
附圖簡(jiǎn)述圖1為作為本發(fā)明背景技術(shù)的高壓發(fā)生電路實(shí)例的電路示意圖；圖2(a)示出了控制圖1中FET的信號(hào)，圖2(b)示出了圖1中點(diǎn)A的電壓，而圖2(c)示出了流經(jīng)圖1中變壓器初級(jí)繞組的電流；圖3為當(dāng)FET在靜態(tài)振鈴脈沖頂部附近導(dǎo)通時(shí)流經(jīng)初級(jí)繞組的電流的波形圖；圖4示出了當(dāng)改變變壓器初級(jí)電感時(shí)靜態(tài)振鈴脈沖與流經(jīng)初級(jí)繞組的電流之間的關(guān)系；以及圖5為FET在靜態(tài)振鈴脈沖底部附近導(dǎo)通時(shí)流經(jīng)初級(jí)繞組的電流的波形。
實(shí)施發(fā)明的較佳方式在圖1所示的高壓發(fā)生電路10中，變壓器12的初級(jí)電感Lp在由條件Ipp＝EbATs/Lp表示的PWM控制系統(tǒng)中具有最大的控制極限，這里Eb為電源電壓，Ts為一個(gè)回掃脈沖結(jié)束至下一回掃脈沖開(kāi)始的時(shí)間，而Ipp為FET16的允許電流。因此，準(zhǔn)備在PWM控制系統(tǒng)內(nèi)工作的高壓發(fā)生電路10被設(shè)計(jì)為滿足條件Lp≤Eb·ATs/Ipp。而且，通過(guò)控制變壓器12的初級(jí)電感、分布電感、電源+B的電壓、諧振電容等，可以將FET16開(kāi)始導(dǎo)通的時(shí)間設(shè)定為與靜態(tài)振鈴脈沖底部基本一致。
例如，通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器12的匝數(shù)可以控制變壓器12的初級(jí)電感。以下討論改變變壓器12初級(jí)電感Lp時(shí)流經(jīng)初級(jí)繞組的電流。FET16導(dǎo)通時(shí)電流波形的斜率定義為ΔIpp/Δt。這里，允許電流Ipp為Ipp＝EbAt/Lp。流經(jīng)變壓器12初級(jí)繞組的電流斜率可以表示為Eb/Lp。因此，當(dāng)變壓器12的初級(jí)電感Lp從Lp1調(diào)整為L(zhǎng)p2時(shí)(Lp2＞Lp1)，電流波形的斜率減小。由此可以提前FET16導(dǎo)通的時(shí)序。通過(guò)如上調(diào)整變壓器12的初級(jí)電感Lp，可以控制FET16開(kāi)始導(dǎo)通的時(shí)間。因此，可以使FET16開(kāi)始導(dǎo)通的時(shí)間與靜態(tài)振鈴脈沖的底部基本上一致。
而且，通過(guò)調(diào)整與變壓器12初級(jí)繞組相連的電路的諧振電容可以使FET16的導(dǎo)通開(kāi)始時(shí)間控制成與靜態(tài)振鈴脈沖的底部基本上一致。因此，可以控制FET16的導(dǎo)通開(kāi)始時(shí)間，或者可以控制產(chǎn)生靜態(tài)振鈴脈沖的時(shí)間。只要可以使FET16的導(dǎo)通開(kāi)始時(shí)間與靜態(tài)振鈴脈沖的底部基本上一致，可以采用任何方式。
如上所述，通過(guò)使FET16在靜態(tài)振鈴脈沖的底閱附近導(dǎo)通，可以使靜態(tài)振鈴脈沖在低壓狀態(tài)下停止。因此，當(dāng)如圖5所示使FET16導(dǎo)通時(shí)，流經(jīng)變壓器12初級(jí)繞組的電流波形基本上不會(huì)產(chǎn)生正脈沖信號(hào)或負(fù)脈沖信號(hào)。因此，抑制了可能由正脈沖信號(hào)或負(fù)脈沖信號(hào)引起的變壓器12和振鈴抑制電路28內(nèi)的損耗。而且，可以減少高壓發(fā)生電路10的總功耗。不包含由二極管24和26組成的鉗制電路的高壓發(fā)生電路也可以獲得這些效果。
在按照本發(fā)明的高壓發(fā)生電路中，可以抑制流經(jīng)變壓器初級(jí)繞組的電流的正脈沖信號(hào)或負(fù)脈沖信號(hào)，從而減少可變壓器和振鈴抑制電路內(nèi)的損耗。因此，降低了高壓發(fā)生電路的功耗。
雖然就特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，許多其他變化和修改及其用途都是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明不應(yīng)由特定的揭示限定，而僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種高壓發(fā)生電路，其特征在于包含包含具有初級(jí)電感的初級(jí)繞組的變壓器；向變壓器初級(jí)繞組輸送電壓的電源；控制從電源流經(jīng)變壓器初級(jí)繞組的電流的開(kāi)關(guān)元件；以及當(dāng)開(kāi)關(guān)元件阻斷時(shí)與變壓器初級(jí)繞組一起諧振從而產(chǎn)生回掃脈沖的諧振電容器；具有分布式電感和諧振電容的電路；開(kāi)關(guān)元件受控為在接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時(shí)導(dǎo)通，靜態(tài)振鈴脈沖在產(chǎn)生回掃脈沖之后由變壓器初級(jí)繞組的電感與連接變壓器初級(jí)繞組的電路內(nèi)所含的電容諧振產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓產(chǎn)生電路，其特征在于通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器初級(jí)電感、分布電感、源電壓和諧振電容中的至少一項(xiàng)來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件。
3.一種控制高壓發(fā)生電路開(kāi)關(guān)元件導(dǎo)通時(shí)序的方法，其特征在于所述電路包含包含具有初級(jí)電感的初級(jí)繞組的變壓器；向變壓器初級(jí)繞組輸送電壓的電源；控制從電源流經(jīng)變壓器初級(jí)繞組的電流的開(kāi)關(guān)元件；以及當(dāng)開(kāi)關(guān)元件阻斷時(shí)與變壓器初級(jí)繞組一起諧振從而產(chǎn)生回掃脈沖的諧振電容器；具有分布式電感和諧振電容的電路；所述方法包括開(kāi)關(guān)元件受控為在接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時(shí)導(dǎo)通，靜態(tài)振鈴脈沖在產(chǎn)生回掃脈沖之后由變壓器初級(jí)繞組的電感與連接變壓器初級(jí)繞組的電路內(nèi)所含的電容諧振產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于控制開(kāi)關(guān)元件的步驟包括調(diào)節(jié)變壓器初級(jí)電感、分布電感、電源電壓和諧振電容中的至少一項(xiàng)。
全文摘要
一種高壓發(fā)生電路,包含:包含具有初級(jí)電感的初級(jí)繞組的變壓器;向變壓器初級(jí)繞組輸送電壓的電源;控制從電源流經(jīng)變壓器初級(jí)繞組的電流的開(kāi)關(guān)元件;以及當(dāng)開(kāi)關(guān)元件阻斷時(shí)與變壓器初級(jí)繞組一起諧振從而產(chǎn)生回掃脈沖的諧振電容器。電路具有分布式電感和諧振電容。開(kāi)關(guān)元件受控為在接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時(shí)導(dǎo)通,靜態(tài)振鈴脈沖在產(chǎn)生回掃脈沖之后由變壓器初級(jí)繞組的電感與連接變壓器初級(jí)繞組的電路內(nèi)所含的電容諧振產(chǎn)生。
文檔編號(hào)H02M3/24GK1340905SQ0112098
公開(kāi)日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2001年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者內(nèi)藤憲嗣, 瀧口昶, 永井唯夫, 北本雅彥, 梅元?jiǎng)?申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所