УСТРОЙСТВО ВОЗБУЖДЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА ОБРАТНОГО ХОДА ЛУЧА ДЛЯ ВИДЕОДИСПЛЕЯ Российский патент 1998 года по МПК H04N3/16 

Изобретение относится к устройству для возбуждения трансформатора обратного хода луча (ВТСР), который обеспечивает высокое напряжение на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) видеодисплея, в частности к устройству для возбуждения ВТСР, которое может предотвратить ухудшение эффективности ВТСР, вызываемое вводом избыточной частоты строк.

Устройство возбуждения ВТСР обычно используется для вырабатывания высокого напряжения, предназначенного для включения видеодисплея, снабженного ЭЛТ. Обычное устройство возбуждения ВТСР (фиг. 1) содержит блок преобразования 21 широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для сравнения входного строчного синхросигнала fn с сигналом обратной связи для получения импульса циклической волны, полевой транзистор FET21 для приема выходного импульса скругленной формы с блока 21 преобразования ШИМ для включения и обеспечения подачи электроэнергии Vcc, блок 22 возбуждения высокого напряжения для возбуждения переключающего транзистора G21 путем синхронизирования его входным строчным синхросигналом fn, выходной трансформатор строчной развертки FBT21 для передачи высокого напряжения во вторичную обмотку посредством образования резонансного контура диодом D22, конденсатором C22 и расположенной между ними катушкой первичной обмотки L22, и блок 23 обнаружения высокого напряжения для обнаружения высокого напряжения, вырабатываемого в трансформаторе FFBT21, и подачи обратно обнаруженного высокого напряжения в блок 21 преобразования ШИМ.

Позициями R21, R22 обозначают резисторы; D21, D23, D24, D25, D26 - диоды; L21, L23, L24, L25, L26 - катушки индуктивности; и C21, C23 - конденсаторы.

Указанное известное устройство возбуждения ВТСР, предназначенное для видеодисплеев, работает следующим образом.

Блок 21 преобразования ШИМ сравнивает входной строчный синхросигнал fn со входным напряжением обратной связи, обнаруженным блоком обнаружения высокого напряжения 23 для получения на выходе импульса скругленной формы, соответствующего полученному в результате напряжению. Полевой транзистор FET21 возбуждается импульсом скругленной формы для подключения источника электропитания Vcc. Подключаемое напряжение источника электропитания Vcc подается на первичную обмотку FBT21.

Входной строчный синхросигнал fn подается в блок 22 возбуждения высокого напряжения. Переключающий транзистор G21 возбуждается выходным сигналом блока возбуждения высокого напряжения 22, который синхронизирован входным строчным синхросигналом fn, тем самым возбуждая FBT21 - выходной трансформатор строчного синхросигнала.

Другими словами, возбуждается резонансный контур, образованный катушкой первичной обмотки L22 и диодом D22, а также подсоединенным к ним конденсатором C22, индуцируя тем самым высокое напряжение переменного тока во вторичной обмотке. Вторичное наведенное напряжение выпрямляется с помощью катушек вторичной обмотки L23, L24, L25 и диодов D24, D25, D26. Затем выпрямленное напряжение сглаживается конденсатором C23 и подается в следующие схемы, требующие высокого напряжения.

Уровень высокого напряжения, подаваемого посредством вышеописанного процесса, определяется блоком обнаружения высокого напряжения 23, содержащим резисторы R21, R22. Выявленное напряжение подается на блок 21 преобразования ШИМ в качестве сигнала обратной связи с целью управления высоким напряжением, подаваемым с трансформатора FBT21.

В указанном устройстве возбуждения ВТСР, предназначенном для видеодисплеев, блок 21 преобразования ШИМ и блок 22 возбуждения высокого напряжения синхронизированы входным строчным синхросигналом fn. Таким образом, работа трансформатора FBT21 управляется в соответствии со входным сигналом частоты строк.

Если частота входного строчного синхросигнала fn повышается, напряжение В+ также повышается, в результате чего происходят тепловые потери диода D21 и катушки индуктивности L21, которые детектируют высокую частоту строк. В частности, высоковольтные диоды D23, D24, D25, D26, находящиеся во вторичной обмотке FBT21, должны выпрямлять десятки киловольт. Поэтому, если частота строк повышается более, чем до 100 КГц, обычные выпрямительные диоды использовать нельзя. Кроме того, эффективность катушек вторичной обмотки L23, L24, L25, L26 трансформатора FBT21 сильно снижается, что приводит в результате к значительной утечке электрического тока.

Целью настоящего изобретения является создание устройства возбуждения ВТСР для видеодисплея, которое может предотвратить ухудшение эффективности ВТСР, вызываемое вводом чрезмерной частоты строк и последующими тепловыми потерями.

Для достижения этой цели в изобретении использована схема ШИМ-типа (широтно-импульсной модуляции) в устройстве для возбуждения ВТСР (трансформатора обратного хода луча), чтобы напряжение электропитания Vcc, подаваемое на первичную обмотку трансформатора ВТСР, можно было регулировать независимо от частоты строк. Кроме того, для возбуждения трансформатора ВТСР в изобретении используется частота строк в диапазоне низких частот, осуществляя деление поровну частоты строк на два для возбуждения ВТСР в диапазоне высоких частот. Это не только дает возможность приводить в действие ВТСР с помощью обычных выпрямительных диодов даже при входном сигнале частоты строк диапазона высоких частот, но также предотвращает ухудшение эффективности ВТСР, обуславливаемое частотой строк диапазона высоких частот.

Согласно изобретению устройство возбуждения ВТСР для видеодисплея содержит:
средство деления частоты строк, предназначенное для деления частоты строк в заданном соотношении под действием входного строчного синхросигнала;
средство выбора частоты строк, предназначенное для выбора и подачи либо сигнала частоты строк, либо сигнала разделенной частоты строк, поступающего из средства деления частоты строк, в ответ на строчный синхросигнал;
средство ШИМ-модулирования, предназначенное для модулирования частоты строк, выбранной и поступающей из средства выбора частоты строк и сравнения модулированного сигнала модулированной частоты строк с напряжением обнаружения ошибки и выдачи полученного сигнала скругленной формы;
средство генерирования высокого напряжения, возбуждаемого импульсным сигналом скругленной формы, поступающего из средства ШИМ-модулирования, для генерирования высокого напряжения; и
средство обнаружения ошибки, предназначенное для обнаружения высокого напряжения, подаваемого со средства генерирования высокого напряжения, и сравнения обнаруженного напряжения с опорным напряжением для выдачи полученного в результате напряжения в качестве напряжения обнаружения ошибки.

На фиг. 1 изображена электрическая схема известного устройства возбуждения ВТСР для видеодисплея; на фиг. 2 - электрическая схема устройства возбуждения ВТСР для видеодисплея, согласно изобретению; на фиг. 3 (A - F) - диаграммы выходных сигналов на выходах элементов устройства, когда сигнал управления синхронизацией строчной развертки подается с "высоким" уровнем согласно изобретению; на фиг. 4 (A - F) - диаграммы выходных сигналов на выходах элементов устройства, когда сигнал управления синхронизацией строчной развертки подается с "низким" уровнем согласно изобретению.

Согласно изобретению устройство возбуждения ВТСР для видеодисплея содержит блок 1 (фиг. 2) деления частоты строк, предназначенный для деления частоты строк пополам в ответ на входной строчный синхросигнал fn, блок 2 выбора частоты строк, предназначенный для выбора и вывода либо частоты строк, либо разделенной частоты строк, поступающей из блока 1 деления частоты строк, в ответ на строчный синхросигнал, блок 3 модулирования ШИМ, предназначенный для модулирования сигнала частоты строк, поступающий из блока 2 выбора частоты строк, и сравнения модулированного сигнала частоты строк с напряжением обнаружения ошибки с целью вывода результирующего импульсного сигнала скругленной формы, блок 4 генерирования высокого напряжения, возбуждаемый импульсным сигналом скругленной формы для генерирования высокого напряжения, и блок 5 обнаружения ошибки, предназначенный для обнаружения высокого напряжения, подаваемого из блока 4 генерирования высокого напряжения, сравнения обнаруживаемого напряжения с опорным напряжением Vref и выдачи результирующего напряжения в качестве напряжения обнаружения ошибки.

Блок 1 деления частоты строк содержит универсальный триггер 6, который делит частоту строк строчного синхросигнала fn пополам при его поступлении.

Блок 2 выбора частоты строк 2 содержит множество логических элементов НЕ-И G1, G2, G3, G4, предназначенных для выбора либо частоты строк строчного синхросигнала fn, либо разделенной частоты строк, выдаваемой с универсального триггера 6 в ответ на управляющий строчный синхросигнал P.

Блок 3 модулирования ШИМ содержит схему дифференцирования 7, предназначенную для дифференцирования сигнала, поступающего с блока 2 выбора частоты строк, транзистор Q2, переключаемый выходным сигналом схемы дифференцирования 7, и компаратор 8, предназначенный для сравнения выходного сигнала транзистора Q2 с сигналом обнаружения ошибки, подаваемым с усилителя ошибки 5, с целью вывода получаемого в результате импульсного сигнала скругленной формы.

Блок 4 генерирования высокого напряжения содержит полевой транзистор FET1, который возбуждается и управляется импульсным сигналом скругленной формы блока 3 модулирования ШИМ, и выходной трансформатор обратного хода (ВТСР) FBT, предназначенный для приема энергии возбуждения от полевого транзистора ЕЕТ1 на его первичной обмотке, с целью индуцирования высокого напряжения на его вторичной обмотке.

Блок 5 обнаружения ошибки содержит схему обнаружения высокого напряжения 5a, содержащую резисторы R11, R12, предназначенные для обнаружения и обратной подачи высокого напряжения, вырабатываемого ВТСР, и усилитель ошибки 5b, предназначенный для сравнения напряжения, обнаруженного резисторами R11, R12, с опорным напряжением Vref для подачи результирующего напряжения в качестве напряжения обнаружения ошибки на неинвертирующую входную клемму компаратора 8.

Поз. R1 - R10 обозначают резисторы, ZD1 - ZD3 - стабилитроны, D1 - D5 - диоды, C1 - C7 - конденсаторы, a Ql, Q3, Q4 - транзисторы. Работа устройства возбуждения ВТСР для видеодисплея осуществляется следующим образом.

Если вводится строчный синхросигнал fn низкой частоты (фиг. З A), например, ниже 60 КГц управляющий синхросигнал P имеет "высокий" уровень и таким образом логический элемент НЕ-И G1 блока 2 выбора частоты строк отключается логическим элементом НЕ-И G2, вызывая отсечку логическим элементом НЕ-И G2 сигнала разделенной частоты строк, поступающего с универсального триггера 6 (фиг.3 B).

На этой стадии сигнал синхронизации строчной развертки fn (фиг.З A), который не делится с помощью логических элементов НЕ-И G3 G4, подается на схему дифференцирования 7.

Строчный синхросигнал fn, поступающий в схему дифференцирования 7, дифференцируется в сигнал (фиг. 3; точка d на фиг. 2) и затем подается на инвертирующую входную клемму компаратора 8 через транзистор Q2. Компаратор 8 сравнивает форму сигнала в точке d, подаваемого на его инвертирующую входную клемму, с формой сигнала в точке e (фиг. 3 d), который поступает с усилителя ошибки 5b на его неинвертирующую входную клемму с целью выдачи результирующего импульсного сигнала скругленной формы (фиг. 3 E). Импульсный сигнал скругленной формы возбуждает полевой транзистор FET1 блока 4 генерирования высокого напряжения.

Если полевой транзистор FET1 возбуждается импульсным сигналом скругленной формы, энергия возбуждения подается на первичную обмотку трансформатора FBT (ВТСР) и таким образом во вторичной обмотке трансформатора FBT (ВТСР) индуцируется высокое напряжение. Выходное высокое напряжение со вторичной обмотки ВТСР затем подается на последующие схемы, требующие высокого напряжения.

Выходное высокое напряжение с ВТСР обнаруживается схемой обнаружения высокого напряжения 5a, содержащей резисторы R11, R12, и затем подается на инвертирующую входную клемму усилителя ошибки 5b. Далее усилитель ошибки 5b сравнивает обнаруженное напряжение с опорным напряжением Vref, подавая полученное в результате напряжение на компаратор 8 в качестве напряжения обнаружения ошибки.

Как описывалось выше, компаратор 8 сравнивает напряжение обнаружения ошибки, поступающее с усилителя ошибки 5b, с напряжением сигнала, подаваемого с дифференцирующей схемы 7, и выдает результирующий импульсный сигнал скругленной формы на полевой транзистор FET1 для возбуждения полевого транзистора FET1.

Энергия возбуждения, создаваемая для первичной обмотки трансформатора ВТСР полевым транзистором FET1, поддерживается независимо от изменений частоты строк, повышая эффективность возбуждения высокого напряжения трансформатора ВТСР.

Работа трансформатора ВТСР осуществляется следующим образом.

Компаратор 8 сравнивает напряжение обнаружения ошибки с напряжением сигнала, подаваемого со схемы дифференцирования 7 (фиг. 3 d). Другими словами, компаратор 8 воспринимает разницу напряжения между двумя точками e и d для изменения режима, полученного в результате импульсного сигнала скругленной формы в соответствии с частотой строк (фиг. 3 e). Таким образом, полевой транзистор FET1 возбуждается импульсным сигналом скругленной формы. Фиг. 3 F иллюстрирует форму сигнала, подаваемого на сток полевого транзистора FET1 в соответствии с рабочим циклом импульсного сигнала строчной развертки. Энергия возбуждения поступает на первичную обмотку ВТСР с выхода полевого транзистора FET1. Высокое напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке ВТСР, усиливается с помощью катушек индуктивности L2, L4, и затем выпрямляется большим количеством каскадов посредством диодов D3 - D5. Выпрямленное напряжение сглаживается с помощью конденсатора C7, и подается на следующие электрические схемы, требующие высокого напряжения.

Если входной управляющий синхросигнал P оказывается "низким", благодаря входному сигналу частоты строк, превышающей 100 КГц, логический элемент НЕ-И G3 выключается, в то время как логический элемент НЕ-И G1 включается. Разделенный строчный синхросигнал fn, поступающий с универсального триггера 6 (фиг. 4 B), подается на схему дифференцирования 7 через логический элемент НЕ-И G4. Выходное напряжение схемы дифференцирования 7 затем подается на компаратор 8. Трансформатор ВТСР возбуждается с помощью вышеупомянутого процесса и вырабатывает высокое напряжение.

Если входная частота строк составляет 120 КГц, то частота на выходе логического элемента НЕ-И G4, на который поступает выходной сигнал универсального триггера 6, становится равной 60 КГц, поскольку триггер 6 делит частоту 120 КГц пополам. Другими словами, частота возбуждения ВТСР становится равной половине частоты входного строчного синхросигнала fn высокой частоты.

Как было описано выше, соответствующее настоящему изобретению устройство возбуждения трансформатора FBT (ВТСР) использует схему ШИМ-типа для поддержания равными электроэнергии, подаваемой на первичную обмотку ВТСР, а также для управления частотой, предназначенной для возбуждения ВТСР в соответствии со входным уровнем сигнала частоты строк. Согласно этому, частота строк высокочастотного диапазона не ухудшает эффективность и тепловые потери ВТСР. Соответствующее настоящему изобретению устройство возбуждения ВТСР, кроме того, обеспечивает возможность построения схемы на базе обычного дешевого ВТСР.

Устройство возбуждения трансформатора обратного хода луча (ВТСР) предназначено для видеодисплея и может предотвращать ухудшение эффективности трансформатора, вызываемое вводом чрезмерной входной частоты строк. В устройстве возбуждения ВТСР используется схема ШИМ-типа (широтно-импульсная модуляция) для равномерного поддержания электроэнергии V_cc, подаваемой на первичную обмотку ВТСР, независимо от ввода чрезмерной частоты строк. Устройство возбуждения ВТСР осуществляет непосредственное использование частоты строк в низкочастотном диапазоне, осуществляя деление частоты строк пополам в высокочастотном диапазоне, чтобы обеспечить возможность работы ВТСР с помощью обычных выпрямительных диодов даже при введении высокой частоты строк и предотвращать ухудшение эффективности ВТСР, вызываемое вводом высокой частоты строк. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство возбуждения трансформатора обратного хода луча для видеодисплея, содержащее блок генерирования высокого напряжения, отличающееся тем, что введены блок деления частоты строк, предназначенное для деления частоты строк в заданном соотношении в ответ на входной строчный синхросигнал, блок выбора частоты строк, предназначенный для выбора и подачи либо частоты строк, либо разделенной частоты строк, поступающий из блока деления частоты строк, в ответ на строчный синхросигнал, блок широтно-импульсной модуляции (шим), предназначенный для шим-модулирования частоты строк, выбранной и поступающей из блока выбора частоты строк, и сравнения сигнала модулированной частоты строк с величиной напряжения обнаружения ошибки, для получения результирующего импульсного сигнала скругленной формы, при этом вход блока генерирования высокого напряжения, возбуждаемый импульсным сигналом скругленной формы, подключен к выходу блока шим-модулирования для генерирования высокого напряжения и введен блок обнаружения ошибки, предназначенный для обнаружения высокого напряжения, подаваемого с блока генерирования высокого напряжения, и сравнения обнаруженного напряжения с опорным напряжением для получения результирующего напряжения в качестве напряжения обнаружения ошибки. 2. Устройство по п. 1, в котором блок деления частоты строк содержит универсальный триггер, предназначенный для деления частоты строк пополам в ответ на строчный синхросигнал. 3. Устройство по п. 1, в котором блок выбора частоты строк содержит множество логических элементов НЕ-И, предназначенных для выбора частоты строк, либо разделенной частоты строк, подаваемой с блока деления частоты строк. 4. Устройство по п.1, в котором блок шим-модулирования содержит схему дифференцирования, предназначенную для дифференцирования выходного сигнала из выбора частоты строк, транзисторы, переключаемые выходным сигналом из схемы дифференцирования и компаратор, предназначенный для сравнения выходного сигнала транзистора с напряжением обнаружения ошибки, подаваемым из блока обнаружения ошибки. 5. Устройство по п.1, в котором блок генерирования высокого напряжения содержит полевой транзистор, возбуждаемый выходным импульсным сигналом скругленной формы, поступающим с блока шим-модулирования, и выходной трансформатор строчной развертки, предназначенный для приема энергии возбуждения на первичную обмотку с полевого транзистора и индуцирования высокого напряжения на вторичную обмотку. 6. Устройство по п.1, в котором блок обнаружения ошибки содержит схему обнаружения высокого напряжения, предназначенную для обнаружения высокого напряжения, поступающего с блока генерирования высокого напряжения, и усилитель сигнала ошибки, предназначенный для сравнения напряжения, обнаруженного схемой обнаружения высокого напряжения, с опорным напряжением с целью выдачи результирующего напряжения в качестве напряжения обнаружения ошибки.