本发明涉及一个电视机中的开关式电源的启动。 在具有开关式电源(SMPS)的电视接收机中,开关式电源可被偏转同步化,电源变压器的初级线圈由脉宽调制信号激励。这个变压器的次级线圈产生直流(DC)电力向工作负载供电,其负载包括SMPS控制器,在开机的间隔期间,在电视接收机开关一接通之后,为了开始工作,必须通过电源变压器开始产生电力。该SMPS控制器本身可以由一个存储电容器供电,该电容经一个限流电阻由被整流的交流电网电流进行初始充电。当该电视接收机被接到AC电源上(即被插入)时,这个电容器就进行初始充电,并且无论该电视机是处于闲置状态还是处于工作状态都维持充电,以激励该控制器。
只要电视机一被接到AC电源上,限流电阻就消耗功率。因此,除了在开机间隔期间提供电力作用之外,这个电能是浪费的。该限流电阻可以取高值,以便减少功率消耗,但较高的电阻值导致减少了对控制器工作的供电电流,并使得对电容器的充电较慢。所以,必须协调控制器在开机间隔期间对电流的需要和减少限流电阻在其它任何时间的功率消耗的需要。
在所设计的开关式电源中,最好是提供一个单一的电路,以使它在不同的电源电压范围上工作。例如,美国和欧州的标准电源电压实际上是不同的。在某个电源电压下工作良好的电路,而当其工作于不同电源电压时,这些限流 元件产生过多功率消耗出现供电不足或其它不利的效应。
除了与工作电源地开机有关的电路之外,电视接收机典型地具有消除该显像管铁磁部分磁性而改善色纯度的去磁线圈。该去磁线圈可以经一个或多个可变阻抗器件与AC电源连接,这些器件逐渐地减少在把电视接到AC电源上之后的去磁间隔期间加给去磁线圈的电流。该限流元件可以是正或负温度系数的电阻器,也称为热敏电阻。在一种技术中,一个具有正温度系数的第一温度相关电阻器与该去磁线圈串联接到AC电源。一个具有正温度系数的第二温度相关电阻则跨接于AC供电电源上,这两个温度相关电阻器相互热耦合,以致于一个可以加热另一个。 、当元件的电阻随加热而改变时,流经去磁线圈的电流在实际上下降到不影响色纯度的一个最小电平。
在一个发明的实施例中,温度相关元件可以被连接到作为开关式电源控制器提供电压的充电存储电容,而形成一个限制功率消耗的装置。在实现本发明的特征的实践中,在开机期间电视接收机的操作是通过把用于为开关式电源控制器提供电力的充电存储电容器的限流装置与去磁电路进行耦合而被最佳化的。从而,形成了一个可在一宽供电电压范围内良好工作的用于去磁和限制开机供电电流的电路。
按照本发明的一个方面,一个电视装置具有一个用于去除一个阴极射线管金属部分磁性的去磁线圈。该去磁线圈由一个AC电源激励,并耦合到一个第一温度相关阻抗,用于控制通过该去磁线圈的电流。该第一温度相关阻抗与一个第二温度相关阻抗热耦合,以便加热第一温度相关阻抗。一个电源含有一个用于激励一个负载电路的电容。该电容通过第二温度相关阻抗进行充电。
按照本发明的另一个方面,一个带有电源的电视装置含有一个用于激励一个负载电路的电容和一个向该电容充电的电源。一个开机电路包括一个AC电流源。AC电流源的第一极性被接通向电容充电,AC电流的另一个相反极性通过一个热敏电阻并经与AC电流第一极性的通路无关的一个通路、以同所说的AC电流的第一极性相同的方向去充电该电容。
图1是一个按照本发明组合含有一个开机电流 源的电视接收机的部分电路原理图;
图2是表示在图1的电路中限流电阻R2与二极管D7的结点对地的电压-时间图;
图3是图2中同一点的电压-时间图,但此时是工作在一个较高的电网电压下。
在图1示出的电视接收机中,当由一个开关式电源控制器60和一个功率输出晶体管Q1驱动一个电源变压器X1的时候,工作负载的电能从该电源变压器X1得到。在一些应用中,该电源变压器可以是水平输出变压器。各种工作负载被接到变压器X1的次级线圈,如所示的一个工作负载RL被耦合到一个次级线圈34。一个二极管D5和一个滤波电容C3被耦合到该次级线圈34。以便向负载RL提供被调节的DC电压。多个附加次级线圈典型地 提供 工作负载需要的不同电压电平的电源。为了简化绘图,在图中仅示出了两个线圈,即34和36。
给变压器X1的电源电压Vin从由二极管D1至D4构成的全波桥式整流器所获得的,后者经电涌抑制扼流圈L1、L2,旁路电容C1和插销23耦合AC至电源22。在整流器电桥二极管D2和D4的阴极,全波整流的输出通过限流电阻R1和滤波电容C2耦合到电源变压器X1的初级线圈32。无论何时,当AC主电源被接到电视机时,电源电压Vin都存在,但是给负载RL的电力只在开关式电源控制器60被激励的时候才被提供。
变压器X1的次级线圈36在初始的开机之后经二极管D6激励开关式电源控制器60。因此,这个电压仅在晶体管Q1开关期间可以被利用。由于给控制器60提供的电力被功能地安排在一个环路中,其中,在电源通过次级线圈34能够提供电力之前就需要有控制器的输出脉冲,因此,在开机时需要给控制器60另一个电源。
该电视接收机包括一个去磁电路21,它在AC电源接至该电视机后的一个短暂间隔期间内被激励,以便对显象管40铁磁部件去磁。该去磁电路包括一个与AC电源22耦合的去磁线圈L3和可变电阻器件V1和V2。可变电阻器件V1、V2可在超时的时候减少去磁线圈的电流,以便使加到线圈L3的AC电流以高幅度开始然后衰减到最小。限流器件V1和V2是正温度系数(PTC)电阻器或热敏电阻,并且以相互热接触的方式进行安装,如虚线50所示,以致于任何一个电阻产生的热都能增加它们二者的阻值。
限流元件之一V2与去磁线圈串联耦合,这个串联支路跨接在AC电源上。当该电视机最初接于电源22时,元件V2的阻值是低的,并且其阻值随流过去磁线圈L3电流的功耗而产生的升温而增加。另一个可变电阻元件V1与二极管D7串联,该串联支路与AC电源22并联,而且其支路电流加在通过V1的电流上。因此增加了元件V2的发热量。二极管D7与所加的AC电源22的各反相电压期间截断了流过元件V1的电流。
在实现本发明的一个方面,二极管D7的阴极在端子17与一个限流电阻R2连接,以便向SMPS控制器60提供开机电流。二极管D7与主电桥的二极管D3结合,构成一个AC电源半波整流器,连同电阻R2提供一个第一通路以低电平DC电流向滤波电容C5充电。在AC电源正相期间,即当端子15相对于端子16为正的时候,二极管D7和D3导通。
在AC电压交变的反相期间,当端子15相对于端子16为负的时候,主电桥的二极管D1经PTC电阻V1向电阻R2提供AC电源电压的半波整流。二极管D1和PTC电阻V1构成一个第二电流通路,它提供一个低电平DC电流,向滤波电容C5充电。
利用两个交替导通的电流通路,电容C5充电到一个电平,该电平向SMPS控制器提供足够的工作电压,以便开始自如地进行供电操作。
连接于变压器X1次级线圈36的整流二极管D6,在SMPS控制器60没有激励变压器X1时,阻断了电容器C5经线圈36的放电,而当该SMPS控制器激励该变压器的时候,则为电容器C5提供了一条主要充电通路。
由于所示的电路工作于一个宽的电源电压范围,所以它是先进的,而且在高电源电压和低电源电压时都能有效地提供适当的电流为存储电容C5充电,同时减少限流电阻R2的不必要的功率消耗。本发明的这一方面可以通过比较图2和图3的曲线而被了解。图2和图3分别表示在较低的电源电压(如图2中的90V的有效值)和在较高电源电压(如图3中的270V的有效值)的情况下在二极管D7阴极的电压/时间曲线。该曲线表示在PTC电阻V1和V2已达到它们的最高温度和阻值后,该电路的稳态工作。
在图2和图3中,二极管D7阴极的电压在AC电源的正相84、94比在反相82、92要高。它的发生是由于在正相中二极管D7正偏,并且在端17加给电阻R2的电压等于电源电压。在反相中,PTC电阻V1被耦合在电源和端子17之间,并且在电源电压加给R2以前,已经被V1分压了一部分。
在图2的相对低的电源电压,由于加热的程度是PTC电阻功率消耗的函数,所以该PTC电阻被加热到比在图3的较高电源电压相对低的温度。由于PTC电阻加热的非线性影响,在较高的电源电压和温度条件下的PTC电阻V1实际较高的阻值情况是:当处于较高电网电压下工作时,在反相时加至电阻12的电压成比例地比正相时的电压低的多。因此,在较低电源电压的82至84的相对幅度比在较高电源电压的92至94的相对幅度更接近于一致。该例子所表示的差是限流电阻R2消耗的功率 在电源电压从90VAC到250VAC的范围中,被减少了约25%。
值得注意的是,本发明的开机电路使用了PTC电阻V1,而且它是去磁电路的一部分。所以,除去磁电路之外,开机电路仅需要少量部件。
还应注意的是,二极管D7减少了PTC电阻约一半的功耗。然而去磁功能没有被消弱。在去磁间隔期间结束后,经过去磁线圈L3的剩余电流是微小的。
在一些应用中,为防止开关瞬变反映在显示屏上,可以要求SMPS与偏转同步操作。在这样的安排中,在开机直至得到稳定的同步信号期间,SMPS将处于自由运作(free-run)。