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


圖1為電路示意圖，它示出了作為本發(fā)明背景技術的高壓發(fā)生電路實例。高壓發(fā)生電路10包括變壓器12。變壓器12的初級繞組與二極管14的正極連接。二極管14的負極與作為開關元件的FET16的漏極相連。FET16的源極與電阻器18相連。電阻器18的另一側接地。二極管20與包含二極管14、FET16和電阻器18的串聯電路并聯。二極管20的負極與二極管14的正極相連。二極管20的負極接地。
包含諧振電容器22和二極管24的串聯電路與二極管20并聯。諧振電容器22的一端與二極管14的正極側相連，而諧振電容器22的另一端與二極管24的負極相連。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)點與另一二極管26的正極相連。二極管26的負極經振鈴(ringing)抑制電路28與變壓器12的初級繞組相連。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)點經電容器36和電解質電容器38接地。
用于導通和阻斷控制的信號從PWM(脈寬調制)控制電路40提供至FET16的柵極。通過分壓變壓器12的次級輸出電壓而產生的電壓被輸入PWM控制電路40。該電壓和水平驅動信號被輸入PWM控制電路40。PWM控制電路40產生控制FET16的控制信號。FET16與電阻器18之間的節(jié)點與設置于PWM控制電路40內的保護電路相連，從而檢測電路內的過電流。
圖2示出了高壓發(fā)生電路10各個部分的波形。圖2(a)、(b)和(c)分別代表控制FET16的信號、圖1所示點A處電壓和流經變壓器12初級繞組的電流的波形圖。首先，當FET16在t0導通時，電流從電源+B流經二極管14、FET16和電阻器18。電流引致的電磁能量存儲在變壓器12的初級繞組內。
FET16在t1阻斷。此時，電流從變壓器12的初級繞組流經諧振電容器22和二極管26，并且變壓器12的初級繞組和諧振電容器22起振。如圖2(b)波形圖所示，產生回掃(flyback)脈沖。當存儲在變壓器12內的全部電磁能量都轉換為諧振電容器22的靜電能量時，回掃脈沖最大。
在變壓器12初級繞組存儲的全部電磁能量都轉移至電容器22后，反向電流流經二極管24、諧振電容器22和變壓器12的初級繞組。因此，諧振電容器22的靜電能量反過來被轉換為變壓器12初級繞組內的電磁能量。此時，二極管14阻止存儲在FET16寄生電容內的電荷流向初級繞組側。
在回掃脈沖結束的t2，點A處的電勢為零。隨后，二極管20導通，因此電流從二極管20的接地側流入變壓器12的初級繞組。電流使點A上的電壓增大。在t3時，點A上的電壓具有與電源+B相同的電勢。此時，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22兩端的電勢鉗制為電源+B的電壓，因此沒有電路從變壓器12的初級繞組流入諧振電容器22。接著，FET16在t4導通，因此電流從電源+B流向初級繞組，并且電路在t0返回初始狀態(tài)。重復該操作。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初級繞組出現諧振，并且在從t3至t4的時間內產生靜態(tài)振鈴脈沖。振鈴抑制電路28被用來抑制振鈴振動脈沖。
在高壓發(fā)生電路10中，變壓器12的初級電感Lp被設計為滿足條件Lp≤Eb·ATs/Ipp，其中Eb為電源電壓，Ts為一個回掃脈沖結束至下一回掃脈沖開始的時間，而Ipp為FET16的允許電流。一般情況下，這種高壓發(fā)生電路被設計為滿足上述條件，并且可以從變壓器12的次級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)振鈴脈沖峰值時導通，則靜態(tài)振鈴脈沖的高壓立即停止。由此產生了振鈴，其由變壓器12的分布電容等決定，從而在流經變壓器12初級繞組的電流內產生正脈沖信號(overshoot)和負脈沖信號(undershoot)。這種正脈沖信號和負脈沖信號的產生帶來了變壓器12損耗和振鈴抑制電路中電阻損耗增加的問題。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的主要目標是提供一種減少開關元件導通時正脈沖信號和負脈沖信號導致的損耗的高壓發(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；向變壓器初級繞組輸送功率的電源；控制從電源流經變壓器初級繞組的電流的開關元件；以及當開關元件阻斷時與變壓器初級繞組一起諧振從而產生回掃脈沖的諧振電容器，開關元件受控為在接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時導通，靜態(tài)振鈴脈沖在產生回掃脈沖之后由變壓器初級繞組的電感與連接變壓器初級繞組的電路內所含的電容諧振產生。
在高壓產生電路中，比較好的是通過調節(jié)變壓器初級電感、分布電感、電源電壓和諧振電容中的至少一項來控制開關元件。
由于開關元件在高壓發(fā)生電路中導通的時序控制為發(fā)生于接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時，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和負脈沖信號在流經變壓器初級繞組的電流內的產生，并且減少了變壓器和振鈴抑制電路內的損耗。
由上述可見，可以通過調節(jié)變壓器初級電感、分布電感、電源電壓和諧振電容等，將開關元件導通的時序控制為與靜態(tài)振鈴脈沖一致或差不多。
通過以下結合附圖對本發(fā)明較佳實施例的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他目標、特征和優(yōu)點將變得顯而易見。
附圖簡述圖1為作為本發(fā)明背景技術的高壓發(fā)生電路實例的電路示意圖；圖2(a)示出了控制圖1中FET的信號，圖2(b)示出了圖1中點A的電壓，而圖2(c)示出了流經圖1中變壓器初級繞組的電流；圖3為當FET在靜態(tài)振鈴脈沖頂部附近導通時流經初級繞組的電流的波形圖；圖4示出了當改變變壓器初級電感時靜態(tài)振鈴脈沖與流經初級繞組的電流之間的關系；以及圖5為FET在靜態(tài)振鈴脈沖底部附近導通時流經初級繞組的電流的波形。
實施發(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為一個回掃脈沖結束至下一回掃脈沖開始的時間，而Ipp為FET16的允許電流。因此，準備在PWM控制系統(tǒng)內工作的高壓發(fā)生電路10被設計為滿足條件Lp≤Eb·ATs/Ipp。而且，通過控制變壓器12的初級電感、分布電感、電源+B的電壓、諧振電容等，可以將FET16開始導通的時間設定為與靜態(tài)振鈴脈沖底部基本一致。
例如，通過調節(jié)變壓器12的匝數可以控制變壓器12的初級電感。以下討論改變變壓器12初級電感Lp時流經初級繞組的電流。FET16導通時電流波形的斜率定義為ΔIpp/Δt。這里，允許電流Ipp為Ipp＝EbAt/Lp。流經變壓器12初級繞組的電流斜率可以表示為Eb/Lp。因此，當變壓器12的初級電感Lp從Lp1調整為Lp2時(Lp2＞Lp1)，電流波形的斜率減小。由此可以提前FET16導通的時序。通過如上調整變壓器12的初級電感Lp，可以控制FET16開始導通的時間。因此，可以使FET16開始導通的時間與靜態(tài)振鈴脈沖的底部基本上一致。
而且，通過調整與變壓器12初級繞組相連的電路的諧振電容可以使FET16的導通開始時間控制成與靜態(tài)振鈴脈沖的底部基本上一致。因此，可以控制FET16的導通開始時間，或者可以控制產生靜態(tài)振鈴脈沖的時間。只要可以使FET16的導通開始時間與靜態(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，通過使FET16在靜態(tài)振鈴脈沖的底閱附近導通，可以使靜態(tài)振鈴脈沖在低壓狀態(tài)下停止。因此，當如圖5所示使FET16導通時，流經變壓器12初級繞組的電流波形基本上不會產生正脈沖信號或負脈沖信號。因此，抑制了可能由正脈沖信號或負脈沖信號引起的變壓器12和振鈴抑制電路28內的損耗。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，可以抑制流經變壓器初級繞組的電流的正脈沖信號或負脈沖信號，從而減少可變壓器和振鈴抑制電路內的損耗。因此，降低了高壓發(fā)生電路的功耗。
雖然就特定實施例描述了本發(fā)明，但是對于本領域內技術人員來說，許多其他變化和修改及其用途都是顯而易見的。因此，本發(fā)明不應由特定的揭示限定，而僅由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種高壓發(fā)生電路，其特征在于包含包含具有初級電感的初級繞組的變壓器；向變壓器初級繞組輸送電壓的電源；控制從電源流經變壓器初級繞組的電流的開關元件；以及當開關元件阻斷時與變壓器初級繞組一起諧振從而產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；開關元件受控為在接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時導通，靜態(tài)振鈴脈沖在產生回掃脈沖之后由變壓器初級繞組的電感與連接變壓器初級繞組的電路內所含的電容諧振產生。
2.如權利要求1所述的高壓產生電路，其特征在于通過調節(jié)變壓器初級電感、分布電感、源電壓和諧振電容中的至少一項來控制開關元件。
3.一種控制高壓發(fā)生電路開關元件導通時序的方法，其特征在于所述電路包含包含具有初級電感的初級繞組的變壓器；向變壓器初級繞組輸送電壓的電源；控制從電源流經變壓器初級繞組的電流的開關元件；以及當開關元件阻斷時與變壓器初級繞組一起諧振從而產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；所述方法包括開關元件受控為在接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時導通，靜態(tài)振鈴脈沖在產生回掃脈沖之后由變壓器初級繞組的電感與連接變壓器初級繞組的電路內所含的電容諧振產生。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于控制開關元件的步驟包括調節(jié)變壓器初級電感、分布電感、電源電壓和諧振電容中的至少一項。
全文摘要
一種高壓發(fā)生電路,包含:包含具有初級電感的初級繞組的變壓器;向變壓器初級繞組輸送電壓的電源;控制從電源流經變壓器初級繞組的電流的開關元件;以及當開關元件阻斷時與變壓器初級繞組一起諧振從而產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。開關元件受控為在接近靜態(tài)振鈴脈沖底部時導通,靜態(tài)振鈴脈沖在產生回掃脈沖之后由變壓器初級繞組的電感與連接變壓器初級繞組的電路內所含的電容諧振產生。
文檔編號H02M3/24GK1340905SQ0112098
公開日2002年3月20日 申請日期2001年8月24日 優(yōu)先權日2000年8月31日
發(fā)明者內藤憲嗣, 瀧口昶, 永井唯夫, 北本雅彥, 梅元剛 申請人:株式會社村田制作所