專利名稱：用于電視裝置的可控硅整流器調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種用于電視裝置的開關(guān)電源。
在一電視接收機(jī)中，由回掃變壓器傳送至音頻負(fù)載電路的電力大小系受到兩個因素的限制，一是掃描大小的音頻感應(yīng)調(diào)制，二是在諸如水平輸出晶體管之類的偏轉(zhuǎn)半導(dǎo)體功率元件上所產(chǎn)生的溫度上升，當(dāng)電視接收機(jī)采用一可控硅整流器(SCR)調(diào)節(jié)器時這些限制顯得尤其嚴(yán)重，現(xiàn)已知可利用一些但較昂貴的方法以克服上述的限制，這些方法包括當(dāng)每個頻道的音頻輸出需要多于約1瓦特以上時，可采用一完全獨立的電源。
本發(fā)明的一個特點是一電源，該電源可由現(xiàn)存的開關(guān)電源內(nèi)的能量環(huán)流向一負(fù)載電路提供電能。一第一開關(guān)被耦合至一直流輸入電壓源，并被耦合至一能量儲存電感，以構(gòu)成一直流電源電壓源。上述之第一開關(guān)的工作在上述電感上產(chǎn)生一開關(guān)波形電壓。一電源變壓器的第一繞組耦合至上述之直流電源電壓源并由其激勵，一第二開關(guān)耦合至上述之第一繞組，且與該第一開關(guān)同步操作，以在該變壓器的第二繞組上產(chǎn)生一開關(guān)的波形電壓，此波形電壓與上述電感上的開關(guān)波形電壓是同步的。此第二繞組被耦合至該電感上，并經(jīng)由上述的電源變壓器為環(huán)流能量在所述直流電源電壓源與所述能量存儲電感之間環(huán)流提供一磁路。一輔助繞組則電磁耦合至能量儲存電感和一負(fù)載電路中，將至少一部份的環(huán)流能量傳送至此負(fù)載電路中。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點，一負(fù)載電路所需的能量供給系由兩開關(guān)電源級共同分擔(dān)。一第一開關(guān)級系被耦合至直流輸入電壓源和第一變壓器上，以在此變壓器的第一和第二繞組上產(chǎn)生第一和第二的開關(guān)波形電壓。第一和第二濾波器級耦合至上述第一和第二繞組上，以構(gòu)成相應(yīng)的第一和第二直流電源電壓源。一第二開關(guān)級耦合至一第二變壓器的第一繞組上，并耦合至該第一直流電源電壓上，以在此第二變壓器的繞組上產(chǎn)生開關(guān)波形電壓，一第三濾波器級耦合至該第二變壓器的一第二繞組上，以構(gòu)成一第三直流電源電壓源。上述之第二和第三直流電源電壓源系聯(lián)合起來構(gòu)成一第四直流電源電壓源，一例如為音頻電路的負(fù)載電路即是被由從第二和第三直流電源電壓源聯(lián)合產(chǎn)生的電能所構(gòu)成的第四電壓源所激勵。


圖1所示為用于一電視裝置的調(diào)整開關(guān)電源，其包括一根據(jù)本發(fā)明的輔助電源;
圖2a至圖2g所示之波形系用以說明圖一之電路的工作，和圖3所示為
圖1之輔助電源的變壓器等效電路。
圖1中，一用于電視裝置中的開關(guān)電源級10包括一直流輸入電壓源130，該直流輸入電壓源130包括一耦合于一全波電橋整流器31的二個輸入端36和37之間的交流主電壓源30，以在輸出端34和電流返回端35之間產(chǎn)生一未經(jīng)調(diào)整的直流輸入電壓Vi。電容器32提供對電壓Vi進(jìn)行濾波。電流返回端35被標(biāo)明為熱地(hotgrond)端，對于電擊危害來說，它與主電源30不是電隔離的。
未經(jīng)調(diào)整的電壓Vi經(jīng)由一水平的回掃電源變壓器T1的繞組W2而耦合至一開關(guān)級SW1的一可控制的可控硅整流器開關(guān)元件SCRS1上。能量儲存電感L1的一端耦合至此SCRS1的陰極上，而其另一端則耦合至一調(diào)整的B+電源端18上。電容器CO對在端18產(chǎn)生的一直流電源電壓VO進(jìn)行濾波。開關(guān)級SW1的第二開關(guān)元件二極管D1的陰極耦合至SCRS1與電感L1之間的結(jié)點上，而其陽極接地至熱地端35。
直流電源電壓VO耦合至回掃變壓器T1的初級繞組W1上，并對它進(jìn)行激勵。一水平偏轉(zhuǎn)級20耦合至上述之初級繞組W1上，且在初級線圈W1的帶點端(dottedterminal)產(chǎn)生一開關(guān)波形電壓回掃脈沖Vp。水平偏轉(zhuǎn)電路20包含一水平振蕩驅(qū)動器21，一回掃電容25，串聯(lián)耦合的水平偏轉(zhuǎn)線圈和S型電容器27，以及一掃描開關(guān)電路SW2，SW2包含一水平輸出晶體管23和一并聯(lián)的阻尼二極管24。一驅(qū)動變壓器22在偏轉(zhuǎn)電路20中提供熱-冷電絕緣。
回掃變壓器T1包括次級繞組W3，W4和W5，這些繞組與交流主電源30電隔離，繞組W3為一高壓繞組，它激勵一高壓電路28，以于端U處提供一超快加速電位。一整流器42耦合在繞組W4的非帶點端，且在每個偏轉(zhuǎn)周期的掃描期間內(nèi)導(dǎo)電，以在端49產(chǎn)生一直流電源電壓V3，此電壓并由電容器43濾波。電壓V3向電視接收機(jī)中作為垂直偏轉(zhuǎn)電路45的負(fù)載電路供電。次級繞組W4的帶點端耦合至地參考電位6，該參考電位相對于電擊危害來說是與交流主電源30電隔離的。一整流器39被耦合至繞組W5的非帶點端，且在每個偏轉(zhuǎn)周期的掃描期間內(nèi)導(dǎo)通，以在端51處產(chǎn)生一直流電源電壓V5，并由電容器48進(jìn)行濾波。電壓V5提供一電源電壓給幾個電視接收機(jī)的集成電路(
圖1中未示)。上述回掃變壓器T1的其他繞組(
圖1中未示)，也可供應(yīng)其他的電源電壓和同步信號至電視接收器的各不同電路中。
為了調(diào)整B+電源電壓VO和回掃變壓器得出的直流電壓，一調(diào)節(jié)器控制電路29接受代表電源電壓中變化的反饋電壓Vf。該反饋電壓Vf是在構(gòu)成分壓器一部分的電阻16的滑動臂處產(chǎn)生，耦合于電壓端51和冷地端6之間的電阻器15，16和17構(gòu)成了該分壓器。
調(diào)節(jié)器控制電路29產(chǎn)生選通脈沖，該脈沖經(jīng)由一同時也作為熱-冷隔離柵的耦合變壓器53供給可控硅整流器SCRS1上。為使SCRS1和二極管D1的開關(guān)與掃描開關(guān)裝置SW2同步，一回掃脈沖電壓從回掃變壓器繞組W6被耦合至調(diào)節(jié)器控制電路。
工作時，調(diào)整器控制電路29在圖2a至2g中所示的實線波形的水平偏轉(zhuǎn)期t1至t8的掃描期間內(nèi)的一可控瞬時t3時接通SCR S1。隨著SCR S1的導(dǎo)通，端14處之陰極電壓會相等于輸入電壓Vi和圖2a所示的回掃次級繞組電壓Vs的正掃描電壓Vt(理想為具有一恒定值VT)的代數(shù)和。如圖2b所示，在調(diào)節(jié)器電感L1上產(chǎn)生的電壓VL1系等于在端14的電壓與在被調(diào)節(jié)的B+電源端18上產(chǎn)生的電壓VO之間的電壓差。從時間t3至接近時間t4之掃描期間終點時，電壓VL1為正值，且為一相對恒定的電平VB。電壓VL1在電感L1上產(chǎn)生一向上傾斜之電流iL1，此電流由端34流出，作為一輸入電流i1。如圖2c所示。接近回掃開始，即接近時t4處，輸入電流i1且因此電感L1上之電流i已達(dá)到一峰值ILM1。
在回掃期間，回掃繞組W2上的電壓Vs為一負(fù)走向的脈沖電壓Vr，具有相對于交流為零之峰值幅度VP。自回掃開始點，即接近時間t4處，直到在回掃期間內(nèi)的稍后的時間t5，電感L1上的電壓VL1之波形跟隨著向下走向的回掃脈沖電壓Vr。在t4至t5的期間內(nèi)，在回掃脈沖電壓Vr的影響下輸入電流i1停止繼續(xù)增加，并當(dāng)電壓VL1極性反向時稍微減小。
接近時間t5處，電壓VL1已經(jīng)減少至一負(fù)值一VA，該值大小相等于已調(diào)整之B+電壓VO與二極管電壓降Vbe之和。在SCR S1之陰極與二極管D1陰極的結(jié)點端14處之電壓正好低于地電位，因此使二極管變成導(dǎo)通，并使得電流可流過電感L1。如圖2d中的二極管電流iD1所表示，隨著二極管D1在接近時間t5處導(dǎo)通，SCR S1之陰極因此被箝位至接近地電位。然而，陽極電壓則在負(fù)回掃脈沖電壓Vr的影響而減小。而因接近時間t5處時，由于SCR中的陽極-至-陰極主電流通路的反偏，SCR S1很快地變成不導(dǎo)通，如圖2c中所示輸入電流i1在接近時間t5處趨向零。
隨著二極管D1導(dǎo)通，電壓VL1被箝位至一負(fù)電壓，且其大小相等于已調(diào)整的B+電源電壓電平VO與1Vbe之和。電感L1上之電流iL1如圖2d的二極管電流iD1所示，亦為一向下傾斜(ramp)的電流波形，在接近時間t7處，電感L1上之電流已經(jīng)減小至零，且二極管D1變成反偏，因其中電流要朝反向流動。經(jīng)過時間t7以后即已不再有電流流過電感L1，直至調(diào)整器控制電路29在下一個偏轉(zhuǎn)周期的掃描期間中的一可控制的瞬時處使SCRS1進(jìn)入導(dǎo)電狀態(tài)為止。
為了調(diào)整B+電源電壓和回掃變壓器T1的輸出電壓以對應(yīng)負(fù)載和交流線的變化，調(diào)整器控制電路29即根據(jù)反饋電壓Vf而改變掃描期間內(nèi)SCR S1的接通瞬間。
以下將描述
圖1所示之主電源10內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換和電力流的情形。在t1至t3和t5至t8的期間內(nèi)，可控硅整流器(SCR)S1為不導(dǎo)電的，且沒有輸入電流i1由電源端34流出。在此期間內(nèi)，沒有能量從輸入電壓源130處輸送出去。
由時間t3(SCR S1被接通時)至掃描期間之終點(即接近時間t4處)，一向上傾斜的電流i1由一未經(jīng)調(diào)整的輸入端34處流出，經(jīng)過回掃變壓器線圈W2、SCR S1和電感L1，而流向已調(diào)整的B+電源端180。在此段時間內(nèi)，能量由輸入電壓源130供給，且被儲存于電感L1內(nèi)。在接近回掃開始的短暫的時間間隔t4-t5內(nèi)，能量由漸減的電流iL1而自電感L1移出。
在回掃期間的較早的部分，能量在當(dāng)初級繞組電流iP為負(fù)值時由回掃變壓器初級繞組W1流至水平的B+濾波電容器CO。在時間t3至t4期間內(nèi)，當(dāng)電感電流iL1反射為初級繞組電流iP，能量將會由B+濾波電容器CO流出。
在掃描期間，在時間t1至t4之間，已調(diào)整的B+電壓VO由掃描開關(guān)SW2提供至回掃變壓器的初級繞組W1端上，該繞組的未帶點端相對于帶點端為正，被提供的電壓VO將一向上傾斜的磁化電流分量發(fā)展成初級繞組電流iP，在圖2e中由介于時間t1和t3之間的電流ipa所示。時間t3以后，SCR S1導(dǎo)通，由于繞組W1和W2的緊密的變壓器耦合，在次級繞組W2上流動之電流i1將一附加分量加到初級繞組電流中。如圖2c和2e所示，在時間t3-t5期間內(nèi)，SCR S1導(dǎo)通，電流i1則會依變壓器T1的線匝數(shù)比NS∶NP而逐步下降。因此，次級繞組電流iP的電流部分iPb會包括一磁化電流分量和一由輸入電流i1所產(chǎn)生的變壓器耦合電流分量。圖2e所示中省略了由回掃變壓器掃描整流源所產(chǎn)生的初級繞組電流分量。
在掃描期間的早期的部份內(nèi)，初級繞組電流iP為負(fù)值且初級繞組W1的未帶點端為正時，能量則會由初級繞組流至B+電源端18，并儲存于濾波電容器CO中，而在掃描期間的稍后的部分中，初級繞組電流iP和初級繞組之未帶點端上之電壓皆為正值時，能量即會由B+電源端18流入初級繞組W1中，此能量中有一部分會被以大小增加的磁化電流的形式儲存在回掃變壓器中。
在回掃期間內(nèi)，在時間t4至t8之間期間內(nèi)，初級繞組電流為一通常的諧振波形電流iPc，如圖2e所示。在回掃開始處之峰值IM1較在回掃終點處之峰值IM2為大，這表示經(jīng)由回掃變壓器至一回掃驅(qū)動負(fù)載電路(主要為高壓負(fù)載電路28)有一凈值的能量轉(zhuǎn)換。
正因為回掃變壓器的次級繞組W2與SCRS1串聯(lián)耦合，當(dāng)SCRS1在導(dǎo)通輸入電流i1時，該次級繞組在掃描期間內(nèi)的t3至t4時間段中作為一能量源。如圖2a和2c所示，正電流i1流入次級繞組W2的帶點端，而此帶點端在掃描期間相對于另一未帶點端而言為一負(fù)電壓。因此能量由繞組W2流向電感L1和B+電源端18。
由次級繞組W2流出的能量通過由回掃變壓器T1的磁性元件而從B+電源端18供給至初級繞組W1。因此在主電源10中，一循環(huán)能量由此產(chǎn)生，此循環(huán)能量是在初級繞組W1和次級繞組W2之間，經(jīng)過回掃變壓器T1的磁性元件和SCRS1和電感L1的電流通路的一閉合環(huán)路中流行。在接近回掃開始處之一短暫的時間間隔t4-t5內(nèi)，能量由次級繞組W2流向端18，且此時圖2a中的電壓Vr為正，而當(dāng)電壓Vr為負(fù)時，則能量由電感L1流入繞組W2。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一輔助的電源40可以利用在初級繞組W1和次級繞組W2之間的能量流動，以向一電視接收機(jī)負(fù)載電路，例如
圖1所示之音頻電路46，提供適當(dāng)?shù)哪茉?。在實行本發(fā)明此一方面時，一輔助繞組L2系被磁性地耦合至電感L1上，且纏繞于一公共鐵心上，以構(gòu)成一輔助的電源變壓器T2，同時此變壓器T2亦可做為一電擊危害隔離欄柵。
以如
圖1所示之繞組L1和L2的繞線極性，繞組L2的非帶點端被耦合至一獨立的地端6，且其帶點端被耦合至一整流器D2的陽極。一濾波電容器C2耦合至位于一輔助電源端52處的整流器D2的陰極。電源端52同時經(jīng)由一相當(dāng)小限流電阻47耦合至音頻B+電源端50上。一濾波電容器41耦合至上述之音頻B+電源端50。
工作時，當(dāng)在每一偏轉(zhuǎn)周期內(nèi)SCR S1導(dǎo)通時，在圖2所示之時間間隔t3-t5內(nèi)，繞組L1的帶點端相對于非帶點端為負(fù)，因此在繞組L2的帶點端產(chǎn)生一電平為-VB′的負(fù)電壓VL2，如圖2g所示。而在接近回掃開始處之t4-t5的時間間隔內(nèi)，為電壓VL1之轉(zhuǎn)換電壓之電壓VL2之波形將會與圖2a中電壓Vr的波形的極性相反。
在時間t5以后，回掃脈沖電壓Vr切斷SCR S1的導(dǎo)通，同時二極管D1會使得電流在繞組L1內(nèi)流通。調(diào)整的B+電源電壓VO經(jīng)由二極管D1加至繞組L1的兩端，并通過變壓器的作用在時間t5后產(chǎn)生大小為VA′的正電壓VL2(如圖2g所示)。二極管D2此時為正向偏壓，向濾波電容器C2充電，以于端52處產(chǎn)生一輔助的直流電源電壓V2，且此電壓值比電平VA′值小1Vbe。
以下將以圖3所示之電子等效電路說明輔助電源40的工作情況。圖3中，一理想的變壓器T2′包括一相當(dāng)于
圖1之繞組L1的初級繞組W，且此繞組WL1也具有與繞組L1相同的匝數(shù)N1。變壓器T2′包括一次級繞組WL2，此繞組相當(dāng)于繞組L2，并具有與繞組L2相同的繞組匝數(shù)N2。電感l(wèi)P相當(dāng)于
圖1中之變壓器T2的初級漏電感，電感l(wèi)S相當(dāng)于反射回初級的變壓器T2的次級漏電感，而電感LM相當(dāng)于變壓器T2的分流(Shunt)或磁化電感。
圖1中的二極管D2在圖3中被轉(zhuǎn)換至初級端，且與次級漏電感l(wèi)S串聯(lián)，
圖1中之二極管D1在圖3中與初級的漏電感IP串聯(lián)，總阻抗Z相當(dāng)于
圖1中與端52耦合的音頻負(fù)載。
圖1之電流iL2在圖3中為流入理想變壓器次級線圈WL2的電流。此電流轉(zhuǎn)換為流入該理想變壓器之初級繞組WL1和次級漏電感IS的初級繞組電流i′L1。
圖1中之二極管電流iD1在圖3中為流入初級漏電感IP之電流。一磁化電流im在圖3之變壓器等效電路中為流入磁化電感Lm之電流，且其值等于二極管電流iD1和次級繞組電流iL2之被轉(zhuǎn)換的部分電流i′L1的代數(shù)和。
圖3的變壓器等效電路在圖2之時間t5出現(xiàn)，此時SCR S1被回掃脈沖電壓Vr截斷，二極管D1導(dǎo)通電流。因此，在圖2d之時間t5時，圖3之電流iD1在其最大值IMA，在大小上等于SCR S1在其截止瞬時流過之電流大小。而次級電流iL2和其反射電流i′L1兩者因二極管D2的阻斷狀態(tài)，故在時間t5前皆為零。
在時間t5，當(dāng)二極管D1變成導(dǎo)通，電容器CO兩端產(chǎn)生之電壓VO經(jīng)由T-網(wǎng)路阻抗(IP，Lm，IS)而提供至圖3之線圈WL1上，以在線圈WL兩端產(chǎn)生電壓V1′，而此時該線圈的帶點端為正值。隨著二極管D1在時間t5時導(dǎo)通，在電容器CO兩端產(chǎn)生的電壓VO加在串聯(lián)耦合的電感IP和Lm上。
正因為磁化電感Im較初級漏電感IP大許多，因此在該磁化電感Lm上產(chǎn)生之電壓Vm相當(dāng)接近于電壓VO之值。由于音頻負(fù)載ZL的負(fù)載效應(yīng)的結(jié)果，故輔助電源給電壓V2和因此被轉(zhuǎn)換的輔助電源電壓Vi之大小甚至小于電壓Vm之值。在時間t5，被轉(zhuǎn)換的電流i′L1開始流經(jīng)正偏二極管D2，并流經(jīng)被轉(zhuǎn)換的次級漏電感IS和磁化電感Lm。如圖2f所示，被轉(zhuǎn)換的電流i′L1在時間t5時開始斜坡上升，而其上升斜率則根據(jù)電壓Vm和電壓V1之間之電壓差和被轉(zhuǎn)換的次級漏電感IS的值而決定。因為圖2f之電流i′L1呈斜坡上升，因此圖2d之電流iD1以斜坡下降，并且該兩電流的總和等于磁化電流im。
在時間t7，圖3中二極管D1中之電流已經(jīng)斜坡下降至零，同時該二極管變成反偏，以使電壓VO和初級漏電感IP由該電路的剩余部分移去。時間t7以后，上述之被轉(zhuǎn)換的輔助電源電壓V1′則被加到磁化電感Lm和被轉(zhuǎn)換的次級漏電感IS的串聯(lián)電路的二端上。繞組WL1上之電流i′L1開始由其峰值斜坡下降至零，在圖2f之時間t9處達(dá)到零，在此時二極管D2變成被阻斷，在時間t5-t9期間當(dāng)被轉(zhuǎn)換之電流i′L1流過時，電容器C2被次級線圈電流iL2充電以重新補充因音頻負(fù)載ZL所失去之電荷。
根據(jù)本發(fā)明的一特點，當(dāng)電源40與一調(diào)整水平B+電源電壓VO的主電源10一起使用時，該輔助電源40對輔助電源電壓V2提供固有的負(fù)載調(diào)整。
現(xiàn)試舉一音頻負(fù)載由例如3瓦增加至例如23瓦的例子。圖2之虛線部分波形適用于此種狀況，為從輸入電源130處提供此額外的音頻負(fù)載電能，同時維持被調(diào)整的B+壓電VO不變，調(diào)整器控制電路29在圖2c之較早的瞬時t2接通SCR S1。輸入電流i1在掃描期間內(nèi)斜坡上升一較長的時間，并锏揭喚細(xì)叩姆逯礽LM2，并指示在時間t5當(dāng)SCR S1截止而二極管D1開始電流導(dǎo)通的狀態(tài)下在電感L1中的更多的存儲能量，如圖2d中虛線所示之電流iD1之波形，在時間t5處之二極管峰值電流iMb增加超過輕微負(fù)載狀態(tài)之實線波形。
在時間t5，當(dāng)圖3之變壓器等效電路產(chǎn)生時，轉(zhuǎn)換的輔助電源電壓Vi由于增加之音頻負(fù)載而趨向于減小其電壓大小。相反地，B+電源電壓VO和因此磁化電壓Vm則因主電源10的工作而趨向于保持穩(wěn)定狀態(tài)。加在被轉(zhuǎn)換的次級漏電感IS兩端的電壓，作為磁化電壓Vm和被轉(zhuǎn)換的輔助電源電壓V1′之電壓差則在重音頻負(fù)載下其電壓值大于輕音頻負(fù)載下的電壓值。由于此一較大的所加的電壓，因此電流i′L1和對應(yīng)之電流iL2在重負(fù)載下時比在輕負(fù)載狀態(tài)下時以更大的速率斜坡上升，如圖2f所示之虛線波形和實線波形之比較所示。
由于磁化電流im等于電流iD1和i′L1之總和，電流i′L1的快速上升會導(dǎo)致電流iD由其峰值iMD快速下降，如圖2d中虛線波形所示。此電流在重負(fù)載狀態(tài)下將在更早的時間處，如時間t6處，即可達(dá)到零。
在時間t6，二極管D1變成被阻斷，電流i′L1和iL2開始由時間t6處斜坡下降，直到時間t10為止，而在時間t10，二極管D2變成阻斷，請注意圖2f，在重負(fù)載情況下，電流iL2斜坡上升至一較大的峰值IMS2，且在時間t6后開始斜坡下降，下降之速率主要是由轉(zhuǎn)換的輔助電源電壓V1′的值和磁化電感Lm的電感值所決定。比上述之磁化電感Im小許多的被轉(zhuǎn)換的次級漏電感IS之電感，對電流i′L1和iL2的下降速率幾乎無影響。
被轉(zhuǎn)換到輔助電源電容器C2以重新補充音頻負(fù)載ZL所失去之電荷的能量大小，由圖2f的曲線iL2下面的面積表示，而代表一較重音頻負(fù)載狀態(tài)之電流iL2之虛線波形下之面積，大于表示一較輕音頻負(fù)載狀態(tài)之實線波形下的面積。
類似地，圖2d中電流i的波形下之面積表示回到B+濾波電容器CO之能量，此能量系于時t5時，當(dāng)SCRS1變成截止時，從儲存于電感L1上之能量獲得。在重負(fù)載時，提供至B+濾波電容器CO之能量大小則小于在輕負(fù)載狀態(tài)下供給之能量大小。
在時間t5時儲存于電感L1內(nèi)的能量在到在輔助的電源40內(nèi)之二極管D2變成阻斷時，將完全地自該電感中移去，由電感L1移去之能量分散至兩個地方。一部分的能量在當(dāng)B+濾波電容器CO被二極管電流iD1充電時會流入該電容器中，而剩余的部分則會于輔助電源電容器C2被電流iL2充電時流入該電容器C2中。
比較圖2d和2f中之虛線波形和實線波形，可以注意到在重負(fù)載狀態(tài)下，在時間t5時儲存于電感L1內(nèi)之能量流入輔助電源電容器C2中，以重新補充重負(fù)載的損耗的能量，該能量大于流入B+濾波電容器CO中之能量。在輕負(fù)載狀況下，則情況相反;即，大部分的儲存能量會供給至B+濾波電容器CO中，而較少部分流入輔助電源電容器C2中。
在輔助電源40中的變壓器T2的設(shè)計參數(shù)是要使得在從例如3瓦的最小音頻負(fù)載到例如23瓦的大音頻負(fù)載這一較寬的音頻負(fù)載范圍上，能自動保持輔助電源電壓V2能很好地被調(diào)整。因此圖3之輔助電源40的變壓器等效電路的固有情況是，在響應(yīng)一個很小的輔助電源電壓V2的感應(yīng)負(fù)載下降時，輔助電源電流iL2會有很大的增大。舉例而言，在輕音頻負(fù)載下，輔助電源電壓V2可以為25伏的大小，然而在重音頻負(fù)載的狀況下，電壓V2則只減小一或二伏特，而變成24或23伏。
音頻負(fù)載量可以一直增加到這樣一點，在該點實際上所有在時間t5時儲存于電感L1內(nèi)之能量流到輔助電源電容器C2上，而沒有任何能量被供給至B+濾波電容器CO。當(dāng)達(dá)到此點時，任何音頻負(fù)載的繼續(xù)增加皆無法再使更多的能量被傳送至電容器C2了。在此情況下，輔助電源電壓V2快速地減小，因為從電容器C2移走的能量大于供給該電容器的能量。
根據(jù)本發(fā)明的一特點，由輔助電源40所供給的最大的能量，可因回掃變壓器之次級繞組W2與SCS1共存于一電路中而被增大。SCRS1導(dǎo)通時，輸入電流i1則流入電感L2中。此電流同時也必須流入繞組W2中。
斜坡上升的輸入電流i1儲存能量于電感L1中，以于時間t5后繼續(xù)轉(zhuǎn)換出來，此能量之源為輸入電壓源130;另一源則是環(huán)流能量，此能量從已調(diào)整的B+電源端18環(huán)流至初級繞組W1上，然后通過回掃變壓器T1的磁性元件而進(jìn)入次級繞組W2中，此環(huán)行能量接著回流到電感L1中。
儲存于電感L1內(nèi)的能量大于由輸入源130單獨供給至該電感L1上之能量。由環(huán)流能量得出的儲存于電感L1中之能量較大的優(yōu)點是能支持一個更大的最大音頻負(fù)載。
在時間t5時儲存于電感L1之能量，在低交流主電源電壓和回掃變壓器T1負(fù)載輕電子束電流的情況下為最小。在此種情形下，重音頻負(fù)載將傾向于到達(dá)或超過輔助電源40的設(shè)計的范圍，且傾向于導(dǎo)致輔助電源電壓V2，及因此使得在端50處之音頻B+電源電壓V4的減小量超出所預(yù)期的。
根據(jù)本發(fā)明之另一特點，用以
圖1之動態(tài)變化的音頻負(fù)載電路46之電力可以從輔助電源40和主電源10聯(lián)合獲得。為達(dá)到此一目的，諸如垂直B+電源電壓V3的一回掃變壓器次級電源電壓，經(jīng)由一限流電阻44而耦合至音頻B+電源端50上。電阻44并被耦合在B+電源端49和音頻B+電源端50之間。
隨著需要增加，電流可以經(jīng)由低值限流電阻47而由輔助電源端52而供給至音頻B+電源端50，或者經(jīng)由低值限電流電阻而由垂直B+電源端49而供給。限流電阻47做得顯著小于限流電阻44，例如小于5至10倍。垂直B+電源電壓V3則設(shè)計使得其額定值接近音頻B+電源電壓V4之額定值。選擇垂直B+電源電壓作為輔助電壓的好處是鑒于這樣的觀點使其成為具有與音頻B+電源電壓有差不多同樣電平的高電壓源。
除了最極端的負(fù)載外，在音頻負(fù)載電路46的所有負(fù)載情況下，負(fù)載電流和電能主要通過上述之具較小值之電阻47由輔助電源端52流出。在最大的或極限負(fù)載情況下，當(dāng)在輔助電源端52之電壓V2傾向于開始顯著減少時，垂直B+電源端49即經(jīng)由電阻44提供相當(dāng)多的負(fù)載電流量。因此，即使在極端音頻負(fù)載情況下，音頻B+電源電壓V4仍可通過經(jīng)由電阻44得到的額外電源電壓源而保持相當(dāng)穩(wěn)定的狀態(tài)。
圖1所示的電壓V2，V3和V4的值是對應(yīng)于23瓦的重音頻負(fù)載的情況，大約三分之二的負(fù)載電源和電能從輔助電源繞組L2經(jīng)由端52流出，而另外三分之一從回掃變壓器次級繞組W4經(jīng)由端49流出。從電源端52和49至音頻負(fù)載電路46的電能的相對的分配比例，可以通過調(diào)整電阻47和44的阻值而加以改變。
對于3瓦左右的輕音頻負(fù)載，大約的電壓值如下電壓V2＝25.5V，電壓V3＝25V，電壓V4＝25.4V。音頻B+電源電壓V4稍大于垂直B+電源電壓V3，這說明小量電流從輔助電源端52經(jīng)由音頻B+電源端50流至垂直B+電源端49。在這種情況下，所有的音頻負(fù)載功率由輔助電源40供給，通過改變輔助電源40的參數(shù)(例如變壓器T2的匝數(shù)比)，或者電阻47和44的阻值，音頻B+電源電壓V4將在輕音頻負(fù)載情況下保持稍低于垂直B+電源電壓V3，幾乎百分之一百的能量仍通過輔助電源端52供給。
因重音頻負(fù)載而在垂直B+電源端49上所增加之負(fù)載將傾向于使得垂直B+濾波電容器43兩端之交流脈動增加。在垂直偏轉(zhuǎn)45內(nèi)之垂直放大負(fù)回饋電路，無法足夠快速地響應(yīng)該音頻負(fù)載所感應(yīng)之脈動來避免不希望有的該垂直偏轉(zhuǎn)放大幅度的調(diào)制和光柵高度的調(diào)制。
根據(jù)本發(fā)明之另一方面，在垂直B+濾波電容器43兩端產(chǎn)生的波紋電壓經(jīng)由電阻14和一電容器15交流耦合至調(diào)整器控制電路29，而此電阻14和電容器8系串聯(lián)于垂直B+電源端49和電阻16之滑動臂之間。電容器43二端上的交流波紋向反饋電壓Vf提供了一個分量，該分量可以這樣一種方式調(diào)制SCR S1的導(dǎo)通時間，以便使得在某一方向改變已調(diào)整之B+電壓VO，以抵消上述之音頻感應(yīng)波紋。SCR S1的水平開關(guān)速率之頻率，系大的足以使輔助電源10能跟隨并補償在垂直的B+電源電壓V3中之音頻感應(yīng)波紋。
權(quán)利要求
1.一種用于電視裝置中的開關(guān)電源，它包括一直流輸入電壓源；一能量存貯電感；一第一開關(guān)裝置(SW1)，其特征在于，該第一開關(guān)裝置耦合至所鮒繃魘淙氳繆 vi)，并耦合至所述電感(L1)，以產(chǎn)生第一直流電源電壓源(V0)，所述第一開關(guān)裝置的工作在所述電感(L1)上產(chǎn)生一第一開關(guān)波形電壓(VL1)；且該開關(guān)電源還包括-電源變壓器(T1)，它具有耦合至所述第一直流電源電壓源(Vo)并由其激勵的第一繞組(W1)；-第二開關(guān)裝置(SW2)，它耦合至所述第一繞組(W1)，并與所述第一開關(guān)裝置同步工作，以在所述第一繞組(W1)中產(chǎn)生一第二開關(guān)波形電壓，該第二開關(guān)波形電壓與第一開關(guān)波形電壓同步；所述電源變壓器(T1)的第二繞組(W2)，該第二繞組耦合至所述電感，以通過所述電源變壓器(T1)提供一磁路，供環(huán)流能量在所述第一直流電源電壓源(Vo)和所述能量存貯電感之間環(huán)流；-負(fù)載電路(46)；以及-輔助繞組(L2)，它與所述能量存貯電感(L1)磁耦合，并耦合至所述負(fù)載電路(46)，以將至少一部分所述環(huán)流能量傳送至所述負(fù)載電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其特征在于所述負(fù)載電路包括一動態(tài)變化的音頻電路(46)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其特征在于，所述電源變壓器的一電源繞組耦合至一整流器濾波器級，以產(chǎn)生第二直流電源電壓源，所述第二直流電源電壓源耦合至所述負(fù)載電路，以將能量傳送至該負(fù)載電路，補充所述環(huán)流能量的所述的那部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電源，其特征在于，一輔助整流器和濾波器級耦合至所述的輔助繞組，以產(chǎn)生第三直流電源電壓源，該第三直流電源電壓源耦合至所述負(fù)載電路，以通過所述第三電源來傳送所述環(huán)流能量的所述的那部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電源，其特征在于，所述負(fù)載電路包括一動態(tài)變化的音頻電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電源，其特征在于，所述第二直流電源電壓源耦合到一垂直偏轉(zhuǎn)電路并向其供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電源，其特征在于，所述第二和第三直流電源電壓源各經(jīng)由相應(yīng)的小阻值電阻向所述音頻電路供給相當(dāng)大量的電力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電源，其特征在于，所述第一開關(guān)裝置包括第一開關(guān)元件，該第一開關(guān)元件導(dǎo)通時在所述直流輸入電壓源與所述能量存貯電感之間提供一電流通路，而當(dāng)非導(dǎo)通時，將所述直流輸入電壓源與所述電感斷開，該第一開關(guān)裝置還包括當(dāng)所述第一開關(guān)元件非導(dǎo)通時在所述電感上取電流的一第二開關(guān)元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電源，其特征在于第一開關(guān)元件包括一半導(dǎo)體閘流管，且所述第二開關(guān)元件包括一二極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的電源，其特征在于，在所述第二繞組電壓極性反向時，所述第二繞組中的一開關(guān)波形電壓加到所述第一開關(guān)元件的主電流通路上，以反向偏置所述電流通路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電源，其特征在于，所述電源變壓器包括一水平回掃變壓器，且所述第二開關(guān)裝置包括一水平偏轉(zhuǎn)掃描開關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的電源，其特征在于，有一第三開關(guān)元件將所述負(fù)載電路耦合至所述輔助繞組，所述第三開關(guān)元件在所述第一開關(guān)元件不導(dǎo)通時導(dǎo)通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電源，其特征在于，所述第二開關(guān)元件導(dǎo)通時將所述第一直流電源電壓源耦合在所述電感的二端上。
14.一種用于電視裝置的開關(guān)電源，它包括一直流輸入電壓源;一偏轉(zhuǎn)速率電壓源;一能量存貯電感;具有與所述直流輸入電壓源和所述電感耦合的主電流通路的一可控開關(guān)元件;其特征在于，它還包括一與所述電感(L1)和第一負(fù)載電路(水平偏轉(zhuǎn)電路)相耦合的偏轉(zhuǎn)率脈沖變壓器(T1);一控制電路(29)，它耦合至所述可控開關(guān)元件(S1)，以在每一個偏轉(zhuǎn)周期，在所述偏轉(zhuǎn)率電壓的第一極性期間(掃描期間)內(nèi)的一可控瞬時，將所述主電流通路轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)，以將來自二個電壓源的能量的一個可控制的量存貯在所述電感(L1)中;第二開關(guān)元件(D1)，它耦合至所述主電流通路，所述偏轉(zhuǎn)率電壓源(W2)和所述電感(L1)，以在所述偏轉(zhuǎn)率電壓的相反極性期間(回掃期間)，將所述主電流通路轉(zhuǎn)接成非導(dǎo)通狀態(tài)，存貯在所述電感中的能量在所述相反極性期間放出，以通過所述脈沖變壓器(T1)重新補充所述第一負(fù)載電路的損耗;一與所述能量存貯電感(L1)磁耦合的電源線圈(L2);一耦合至所述電源線圈(L2)和第二負(fù)載電路(46)的整流器電路(D2，C2)，其耦合極性為在所述偏轉(zhuǎn)率電壓的所述相反極性期間導(dǎo)通，以進(jìn)一步放出存貯在所述電感(L1)中的能量，通過所述電源線圈(L2)重新補充所述第二負(fù)載電路(46)中的損耗。
15.一用于電視裝置中的開關(guān)電路，它包括一直流輸入電壓源;一與所述直流輸入電壓源耦合的具有第一和第二繞組的第一變壓器;其特征在于它還包括與所述電壓源(Vi)和所述第一變壓器(T1)耦合，以在所述第一繞組(W1)和第二繞組(W4)中產(chǎn)生第一和第二開關(guān)波形電壓的第一開關(guān)級(SW2);分別與所述第一繞組(W1)和第二繞組(W4)耦合以產(chǎn)生相應(yīng)的第一直流電源電壓(Vo)和第二直流電源電壓(V3)的第一濾波器級(CO)和第二濾波器級(42，43);具有第一繞組(L1)和第二繞組(L2)的第二變壓器(T2);耦合至所述第二變壓器(T2)的第一繞組(L1)和所述第一直流電源電壓(VO)，以激勵所述第二變壓器(T2)，在所述第二變壓器(T2)的第一繞組(L1)和第二繞組(L2)中產(chǎn)生開關(guān)波形電壓(VL1，VL2)的第二開關(guān)級(SW1);耦合至所述第二變壓器(T2)的第二繞組(L2)，以產(chǎn)生第三直流電源電壓源(V2)的第三濾波器級(C2，DC);用于將所述第二和第三直流電源電壓源結(jié)合起來，以產(chǎn)生第四直流電源電壓源(V4)的裝置(44，47);以及一由所述第四直流電源電壓源(V4)激勵的動態(tài)變化負(fù)載電路(46)，從所述第二直流電源電壓源(V3)和第三直流電源電壓源(V2)聯(lián)合得出的電能供給該電路，使得在重負(fù)載情況下所述第二和第三直流電源電壓源(V3)和(V2)供應(yīng)相當(dāng)大量的電能給所述負(fù)載電路(46)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的開關(guān)電源，其特征在于所述的負(fù)載電路包括一大功率音頻電路(46)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的開關(guān)電源，其特征在于所述的第三直流電源電壓源耦合至一垂直偏轉(zhuǎn)電路，并向其供電。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述一開關(guān)電源，其特征在于提供給所述負(fù)載電路的電能是主要由所述第二直流電源電壓源提供的。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的開關(guān)電源，其特征在于，在輕負(fù)載下所述第二直流電源電壓源提供所有或基本上所有被提供給所述負(fù)載電路的電能。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述的第二變壓器包括一水平回掃變壓器，且所述第二開關(guān)級包括一水平偏轉(zhuǎn)電路，由所述第三直流電源電壓源供給所述負(fù)載電路的電能，從所述回掃變壓器的所述第一繞組流至其所述的第二繞組，且旁路流經(jīng)所述第一變壓器的第二繞組。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述回掃變壓器包括一第三繞組，所述第一開關(guān)級包括一與所述回掃變壓器的所述第三繞組和所述第一變壓器的第一繞組串聯(lián)耦合的半導(dǎo)體閘流管，所述第三繞組中的回掃脈沖電壓提供給半導(dǎo)體主電流通路以使該半導(dǎo)體閘流管斷路。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的開關(guān)電源，其特征在于有一整流器耦合至所述第一變壓器的所述第一繞組，當(dāng)所述半導(dǎo)體閘流管斷路時，用于使電流導(dǎo)通。
23.根據(jù)權(quán)利要求15的所述開關(guān)電源，其特征在于所述的結(jié)合裝置包括第一和第二低阻值電阻，該第一和第二電阻的第一端分別耦合至所述第二和第三直流電源電壓源，其第二端分別耦合至與所述第四直流電源電壓源相聯(lián)的一結(jié)點端。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述的第一電阻的阻值小于所述第二電阻的阻值，這樣電能主要由所述第二直流電源電壓源提供給所述負(fù)載電路。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的開關(guān)電源，其特征在于所述的負(fù)載電路包括一大功率音頻電路。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的開關(guān)電源，其特征在于所述的第三直流電源電壓源耦合至一垂直偏轉(zhuǎn)電路，并向其提供電能。
全文摘要
一種用于電視裝置的開關(guān)電源中，一開關(guān)級耦合至一直流輸入電壓源上，且被耦合至一能量儲存電感上，以產(chǎn)生一直流電源電壓源。此開關(guān)級的工作在上述電感上產(chǎn)生一開關(guān)波形電壓。一回掃變壓器之初級繞組被上述直流供給電壓耦合且被激發(fā)，上述回掃變壓器之次級繞組則耦合至電感上，并經(jīng)由此回掃變壓器提供一磁路，以供給電能在直流電源電壓源和能量儲存電感之間環(huán)流。輔助繞組磁性耦合至所述電感上，并耦合至如大功率音頻級的負(fù)載電路上，以將至少一部分的環(huán)流能量傳送至上述的負(fù)載電路。
文檔編號A01C11/02GK1038008SQ8910253
公開日1989年12月20日 申請日期1989年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月18日
發(fā)明者恩里克·羅德里格斯-卡瓦索斯 申請人:Rca許可公司