水平偏转放大装置 本发明涉及用于诸如阴极射线管、彩色显示管和高分辨率电视之类的自动主电源的水平偏转放大装置。
普通CRT的水平偏转所采用的水平偏转放大装置其电源电压要80伏左右。该电压由开关电源电路或线性电源电路所提供。在此，虽然开关电路高效，但开关噪声反过来通过影响偏转电流而使画质衰退，这样，线性电路就被更广泛地使用起来。
见图1，传统线性电源电路的水平偏转放大装置包括电源10、偏转线圈驱动器20、电容控制器30以及自动变压器40。电源10将恒定(直流)电压加到偏转线圈驱动器20和电容驱动器30，使自动变压器40提供用于驱动水平偏转线圈(见图3)的所需驱动电压。自动变压器40通过在根据电视机屏幕尺寸构造变压器过程中手工选择抽头来为电视机的水平偏转线圈(扼流圈)提供适当的偏转电压。图2示出电源10，而图3示出偏转线圈驱动器20、电容控制器30和自动变压器40。
见图2，晶体管Q1的集电极-发射极电压(约5V)为预定的，以此来减少电源10的固有功耗，晶体管Q2通过关断晶体管Q1使电源电路关闭，从而防止电流损害水平偏转电路。为了实现之，在晶体管Q2的基极装设了半导体控制的整流器(SCR)Q3。当SCRQ3的栅极加上了适当的触发后，Q2的基极经SCR有效地接地。
此处，用于保护水平偏转电路的两个装置每个都采用关断晶体管Q1。首先，当过量电流流过电阻R1时，晶体管Q4达至饱和，SCRO3的栅极被触发，且电源电路的工作停止，其次，当图3地偏转线圈驱动器20的晶体管Q5的脉动集电极电压(Vcp)，即栅极绝缘双极晶体管(IGBT)的电压Vcp超过约1000V时，产生触发信号，并且经过比较器11加到SCRQ3的栅极，从而使电源电路的工作停止。
见图3，在偏转线圈驱动器20中，电源10的±15V是根据水平偏转信号Hdef驱动IGBT Q5的电源以及经多个电容C1-C14以及自动变压器40驱动偏转线圈的电源。也就是说，如果电源电压根据驱IGBT的开关操作不断地加到电容控制器30上，则就会在IGBT的发射极和集电极之间产生适当的电压Vcp。电容控制器30包括多个电容器C1-C14以及多个用于选择这些电容器的继电开关K1-K12。自动变压器40具有多个与继电开关K13-K22相对应的抽头，用于选择适当的(屏幕尺寸)电感，以为电视机的偏转线圈50产生适当的偏转电压，在这之中，继电开关K19-K22是用于对偏转电压精细调节的。
在上述水平偏转放大装置中，有选择地联接电容，这样就可在偏转线圈上加上所需的偏转电流。但是，在这种联接中，电路状态已经改变了，从而产生过电压电平下的电流瞬变。因此，电源应在电容器刚联上之前关断，并随后立即打开。
因此，本发明的目的在于提供一种水平偏转放大装置，其中，当水平偏转线圈经开关装置联到电容器上时可以防止过大瞬变电路造成的损害。
为了实现本发明的目的，水平偏转放大装置包括：具有多个抽头的自动变压器；多个有选择地联到自动变压器抽头上的电容器；第一开关装置，用于有选择地将电容器联到自动变压器的抽头上；偏转线圈驱动器，用于将电流通过第一开关装置加到自动变压器上；电源，用于向电容器和偏转线圈驱动器提供恒压，并且具有用于中断该恒压以保护偏转线圈驱动器的保护装置；以及控制装置，用于控制第一开关装置，并将控制信号加到保护装置上以在第一开关装置切换之前暂时中断该恒定电压。
第一开关装置最好包括用于选择电容的第一继电开关，以及用于选择自动变压器抽头的第二继电开关；保护装置最好包括由双极晶体管、IGBT、FET、SCR或三端可控器件组成的第二开关装置，用以根据控制装置的控制信号断开电源。
图1为传统水平偏转放大装置的方框图；
图2为图1的电源的电路图；
图3为图1的偏转线圈驱动器、电容控制器和自动变压器的电路图；
图4为根据本发明的水平偏转放大装置的方框图；
图5为图4电源的电路图；
图6为图4的偏转线圈驱动器、电容控制器以及自动变压器的电路图；
图7和图8为时序图，分别表明当电容器联到图4的偏转线圈和从其上拆下时的电路操作；
图9示出波形图，用于解释图4电路的操作；以及
图10和11分别表明当图4的电源处于断开和接通时图9的时间扩展的波形。
见图4-6，本发明的水平偏转放大装置包括提供恒压(DC)，并在其中装有保护电路410a(见图5)的电源410、偏转线圈驱动器420，具有多个电容C1-C14用于将适当电压加到偏转线圈(见图6)的电容控制器430、自动变压器440，以及用于控制保护电路并有选择地联接电容器的微处理器460。此处，偏转线圈驱动器420和电容控制器430与现有电路相同，而电源410不同于图2的部分仅在保护电路410a。
电源410如图5所示那样构成。在此额外提供的保护电路410a具有一个与SCR Q3并联的晶体管Q6。在电容器经自动变压器440在偏转线圈450上装或拆之前，晶体管Q6导通。Q2的基极接地，从而中断电源电压，保护偏转线圈驱动器420的IGBT Q5。
微处理器460控制电容控制器430的继电开关K1-K12(第一开关装置)、自动变压器440的继电开关K13-K22，以及保护电路410a的晶体管Q6的开/关工作。
在如上所描述的水平偏转放大装置的工作中，当电源410的电压为低时，加到初级线圈L1的电压为80V，当电源电压为高时，则L1电压为OV。
开关K1-K12的适当组合用于控制电容C1-C14(其中C1和C9已基本选定)(的导通)，以向偏转线圈450提供所需的偏转电流。微处理器460控制n个(例如22个)继电开关K1-K22，它包括m个(10)用于有选择地联接中间抽头以确定自动变压器440次线的绕组的电感的开关K13-K22及(n-m)个(22-10)开关K1-K12，用于有选择地联接电容控制器430的电容触排，此处，n个继电开关经n个总线联到微处理器460上，并按微处理器460的抽头选择信号加以控制。再有，在微处理器460的控制下，保护电路410a在任何继电开关刚要工作之前，即偏转线圈与电容的联接状态刚要改变之前中断电源410的电源电压，以保护晶体管Q5(IGBT)和偏转线圈450免受过电流(闪灿)损害。
在保护电路410a中，当微处理器460的控制信号加到晶体管Q6的基极时，电源410的驱动器晶体管Q2的基极电压降至0V，从而断开了加到图6的电路上的电源电压。
自动变压器440具有多个抽头，用于选择多个线圈绕组，以为偏转线圈提供与电视机的尺寸相对应的适合的电压，继电开关K13-K18用于选择抽头以产生适合于电视机水平偏转线圈的偏转电压，与微调抽头对应的继电开关K19-K22用于对偏转电压“细调”。这些继电开关按预定的控制程序由微处理器460自动地选择和联接。关于偏转线圈驱动器420的驱动器件(Q5)，可以用诸如双极三极管、IGBT，FET，SCR或三极可控器件的器件，且以IGBT的特性为最好。
图7和8的每组波形a-e，分别代表在图5和6中所示继电开关和继电关型电路的5个节点上的电压。也就是说，“a”表示电容分别接上和断开情况下的开关信号，“b”代表晶体管Q6的基极电压；“c”代表Q4的基极电压；“d”表示自动变压器440的初级绕组L1的电压，用于产生加到偏转线圈上的驱动电压，它是由IGBT驱动晶体管Q5的集电极电压确定的；“e”代表跨在继电开关上的电压。参照波形a-e描述微处理器460用于保护本发明的水平偏转放大装置所进行的工作顺序。
当电容控制器430中的电容将要联到(或从上断开)偏转线圈450上时，由微处理器460在t0-tx(见图7和8的“a”)的时间内产生开关信号，用于使继开关K1-K12适当地选择和联接(或断开)在电容控制器430中的相应电容，并使继电开关K13-K18有选择地联接自动变压器440的抽头，其中tx为任意时刻。随后，微处理器460将“高”控制信号(见图7和8中“b”和“b”后的“c”)加到保护电路410a的晶体管Q6的基极，使L1绕组的驱动电压降至零伏(见图7和8中“d”)。将偏转线圈的驱动电压降至零伏的时间为t0-t1(约2毫秒)。
在t2时刻用于有选择性地将电容控制器430的继电开关K1-K18与自动变压器440相联的高(或低)信号由微处理器460加到继电开关K13-K18上，使继电开关导通或断开。在初级绕组L1的驱动电压为零的同时执行继电开关的开/关操作。因此，在t3，当对应电容和扼流圈450相联或断开时，微处理器460的一个“低”控制信号加到图5的保护电路的晶体管Q6基极。因此，电源410的电源电压再次加上。随后，初级绕组L1的驱动电压回复到80V。也就是说，将约80V的电源电压加到电容控制器430上，将80V电源电压加到自动变压器的初级绕组L1上，并按由继电开关K13-K18之一所选的次级绕组L2将偏转线圈450所需的电压加上，这样，经过电容器使适合的电流流过偏转线圈450。此处，继电开关的响应时期(t0-t2)约为100毫秒，且(t1-t3)在总电源电压中断时期(t0-t3)中是有效中断时期。
当IGBT Q5的集电极电压太快到达电源410的正常电压时，由于偏转线圈450和自动变压器440的电感，在此瞬变状态中电压的锐变将在偏转线圈驱动器420的晶体管Q5的集电极上产生1300V以上的电压。因此，需要软启动装置。为了实现软启动，在电源410的晶体管Q4的基极插入电阻R4和电容C15。
水平偏转放大装置的操作示于图9-11中，其中波形1为IGBT(Q5)的栅压，波形2为线圈中的电流，波形3为IGBT集电极电压。当IGBT集电极电压超过1300V，则IGBT就会损坏。图10和11表示当图4的电源分别处于关态和开态时的图9的时间扩展波形。
如上所述，根据本发明的水平偏转放大装置，偏转线圈与电容间的联接转变成由微处理器控制的继电开关的操作。为了防止驱动晶体管受损或在偏转线圈工作中当电容在一个电路上装拆时由所加电源产生的过电流使偏转线圈受损，电容要在电源电压为0伏时才将其联上或拆下，随后再加上电源电压。这样，可以使水平偏转放大装置安全地受到驱动。