JPH02213280A - 高圧トランス用補助電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はＣＲＴ　（陰極線管）のアノード等へ高電圧
を供給する高圧トランスの出力電圧を一定に保持するた
めの高圧トランス用補助電源回路に関する。

［従来の技術］ 従来から、数１０ｋＶというような高電圧発生のために
フライバックトランスなどの高圧トランスが広く利用さ
れている。例えば、ＣＲＴのアノードへの高電圧の供給
には、このような高圧トランスが必須であり、コンピュ
ータ機器の発達に伴うデイスプレィ装置としてのＣＲＴ
の需要増大に応じ、高圧トランスの重要性も非常に大き
くなってきている。

ここで、このような高圧トランスを用いた回路の一例に
ついて、第５図に基づいて説明する。高圧トランス１０
の一次側コイルＮ１の一端には直流電源ＰＢが接続され
、他端にはドライブ回路３０が接続されている。一方、
高圧トランス１０の二次側の一端は基準線ＡＢＬ　（オ
ートマチック・ブライトネス・リミッタ）に接続され、
他端はＣＲＴ３２のアノード３４に接続されている。ま
た、ドライブ回路３０の入力端子３０ａは、水平発振回
路（図示せず）からの水平ドライブ信号を受は入れる。

そして、ＣＲＴ３２は、その後部にカソード３６と偏向
ヨーク３８を有している。

このような回路において、ドライブ回路３０が入力端子
３０ａから受は入れた水平ドライブ信号によってオンオ
フされると、高圧トランス１０の一次側コイルＮ１には
、入力端子３０ａから入力されるパルスの周波数に応じ
たフライバックパルスが発生する。そして、高圧トラン
スの二次側コイルＮＨに誘起された高電圧（通常３０ｋ
Ｖ程度）がダイオードＤＨ６を通してアノード３４に印
加される。このような高電圧がアノード３４に印加され
ると、ＣＲＴ３２においては、映像信号を受けているカ
ソード３６とアノード３４との間に３０ｋＶ程度の高電
圧が印加されることになる。そこで、カソード３０から
放出される電子はアノード３４に向けて飛ぶ。そして、
このカソード３６から放出された電子は偏向ヨーク３８
により所定の方向に走査され、ＣＲＴ３２の前面の螢光
面に衝突し所定の表示が行われる。

ここで、このようなＣＲＴにおいて、アノードに印加さ
れる高電圧は一定であることが望ましい。

すなわち、カソード３６より放出された電子のスピード
は、アノード３４とカソード３６の電位差によって生じ
る電界強度によって定まる。このため、アノード３４に
印加される電圧が大きいほど、カソード３６から放出さ
れた電子のスピードも大きくなる。そして、偏向ヨーク
３８によって偏向される電子の偏向量は、ここを通る電
子のスピードに応じて変化するため、アノード３４にお
ける電圧が大きいほど電子の曲りは少なく像は比較的Ｃ
ＲＴ３２前面の中央部側に寄ることになり、反対にアノ
ード３４における電圧が小さくなった場合には、電子の
曲りが大きく像が比較的広がることとなるからである。

一方、ＣＲＴにおいて画面が白い（明かるい）場合には
、電子を多くＣＲＴ前面の蛍光面に衝突させる必要があ
る。従って、画面が白い場合には電流量が多く、画面が
黒い（暗い）場合には電流量が少なくなる。

例えば、通常のＣＲＴ３２において、そのアノード３６
に対する電流ＩＨは、画面が真黒の場合にＯｍＡ、真白
の場合に１ｍＡ〜２ｍＡ程度の電流が流れる。ここで、
上述のようにアノード３６には３０ｋＶ程度の高圧が印
加されているが、高圧トランス１０の二次側コイルＮＨ
の出力であるアノード３６への回路における電流供給能
力はあまり大きくない。従って、アノード３６への電流
ＩＨが変化すると高圧トランス１０の出力側の電圧はこ
れに応じて変化してしまうこととなる。

例えば、画面が黒い場合には３０ｋＶ、画面が真白な場
合には２６ｋＶ程度とというように変化する。このよう
にアノード３６の電圧が変化すれば、上述のようにＣＲ
Ｔ３２上に現れる画面において像の位置が変化するとい
う問題が発生する。

そこで、これを解消するためにアノードの電圧を一定に
することが望まれていた。

このような課題を解決するために、本出願人は第６図に
示すような高圧トランス用補助電源回路について提案し
た。この高圧トランス用補助電源回路１００は、高圧ト
ランス１０の二次側コイルＮＨの入力側端Ｔ１における
電圧を変化させ、ＣＲＴのアノードに対する電圧を一定
になるように制御するものである。

すなわち、ＣＲＴにおける画面が白くアノードの電圧が
低下する場合には、二次側コイルＮＨの入力側端Ｔ１に
おける電圧を高くし、アノードの電圧が高くなる場合に
は入力側端Ｔ１の電圧を低くなるように制御する。

このために、高圧トランス用補助電源回路１００におい
ては、その補助電圧発生用のコイルとして補助電圧発生
用コイル１０２を有している。この補助電圧発生用コイ
ル１０２は高圧トランス１０の二次側コイルとして巻回
して形成されている。

そして、この補助電圧発生用コイル１０２の入力側端Ｔ
３はＡＢＬに接続され、出力側端Ｔ４は制御用トランジ
スタ１０４のコレクタ１０４Ｃに接続されている。

また、この制御用トランジスタ１０４のエミッタ１０４
ｅは倍圧回路１０６を介し、二次側コイルＮＨの入力側
端Ｔ１に接続されている。

一方、制御用トランジスタ１０４のエミッタ１０４ｅと
ベース１０４ｂの間には制御用トランス１０８の二次側
コイル１０８ａが接続されており、制御用トランス１０
８の一次側コイル１０８ｂには所定の制御用パルスが入
力されるようになっている。

すなわち、制御用トランス１０８の一次側コイル１０８
ｂの一端は、抵抗１１０及び直流電源１１２を介しアー
スに接続されており、他端はトランジスタ１１６を介し
アースに接続されている。

そして、抵抗１１０と直流電源１１２の接続部とトラン
ジスタ１１６のコレクタは、スナバ用ダイオード１１８
によって接続されている。

従って、トランジスタ１１６のベース１１６ｂに所定の
パルス状の制御信号を入力すれば、これに応じて、直流
電源１１２からの電流が抵抗１１０、コイル１０８ｂ１
　トランジスタ１１６を介しアースに向けて流れる。従
って、制御信号を二次側コイル１０８ａに伝達すること
ができる。なお、ダイオード１１８はトランジスタ１１
６のベース１１６ｂに入力される制御信号がオフになる
時トランジスタ１１６のコレクターエミッタ間に過大電
流が発生するのを防止するためのものである。

このような高圧トランス用補助電源回路１００において
は、補助電圧発生用コイル１０２が高圧トランス１０の
二次側に巻回されているため、この補助電圧発生用コイ
ル１０２においては第７図（Ａ）に示すように、高圧ト
ランスの二次側コイルＮＨに発生するのと同様のパルス
状の電圧が得られる。通常、この補助電圧発生用コイル
１０２において発生する電圧は２ｋＶ程度に設定されて
いる。

そして、制御用トランス１０８の一次側コイル１０８ｂ
には、第７図（Ｂ）に示すように必要に応じてパルス状
の制御信号が印加される。この制御信号が制御用トラン
ス１０８の一次側コイル１０８ｂに印加されると、この
制御信号に応じて二次側コイル１０８ａに同様のパルス
状の信号が誘起され、これが制御用トランジスタ１０４
のベース１０４ｂに印加されることとなる。

制御用トランジスタ１０４は、ＮＰＮ型のトランジスタ
であり、第７図（Ｂ）のような制御信号が、そのベース
に印加された場合には、制御信号がハイレベルの状態の
時のみコレクタ１０４Ｃ％エミッタ１０４ｅ間が導通さ
れることとなる。そこで、この制御用トランジスタ１０
４の出力であるエミッタ１０４ｅにおける電圧は第７図
（Ｃ）のように制御信号が入力された時のみ補助電圧発
生用コイル１０２に発生する電圧を伝達することになる
。

そして、この第７図（Ｃ）のような出力が高圧トランス
１０の二次側コイルＮＨの低圧側入力端Ｔ１に印加され
れば、二次側コイルＮＨの出力側端であるＴ２における
電圧は、この第７図＜Ｃ＞による電圧分だけ嵩上げされ
たものとなる。

従って、ＣＲＴにおける画面が白い場合には、トランジ
スタ１０４に制御信号を送り、画面が黒い場合には、制
御信号を停止すれば、ＣＲＴのアノードへの印加電圧を
ほぼ一定に保持することができる。

さらに、第７図（Ｂ）における制御パルスの幅を小さく
すれば、第２図（Ｃ）における出力電圧のパルス幅がそ
れに応じて小さくなる。ＣＲＴに供給される電圧は直流
の電圧であり、高圧トランス用補助電源回路１００にお
いて発生する嵩上げ分は、入力端Ｔ１に入力するパルス
電圧の面積に応じて変化するため、制御信号のパルス幅
を制御することによって嵩上げ分を調整することができ
る。

なお、この制御をするには、ＣＲＴのアノードの電圧を
検出し、この検出電圧に応じてトランジスタ１１６のベ
ースに供給する制御信号を制御するればよい。

このように、高圧トランス用補助電源回路１００におい
て２ｋＶ程度の電圧のベースアップが行えるが、上述し
たようにＣＲＴのアノードへ供給する電圧としては過渡
的な高圧変化を考慮する時には一般に４ｋＶ程度の変動
を補正する必要がある。そこで、この例においては倍圧
回路１０６によって電圧を倍増させ４ｋＶまでの電圧を
入力端Ｔ１に入力できるようにしている。

なお、補助電圧発生用コイル１０２の巻数によって、こ
こに発生する電圧を調整することはできるが、通常市販
されているトランジスタの耐圧は２ｋＶ程度が上限とさ
れているため、制御用トランジスタ１０４によってオン
オフする電圧も２ｋＶ程度に制御することが必要である
。そこで、この例においては倍圧回路１０６によって出
力電圧を倍増する。

そこで、次に倍圧回路１０６について説明する。

倍圧回路１０６は、制御用トランジスタ１０４の出力側
であるエミッタ１０４ｅに直列接続されたダイオード１
２０，１２２，１２４を有しており、このダイオード１
２４のカソードが、高圧トランス１０の二次側コイルＮ
Ｈの入力端Ｔ１に接続されている。そして、ダイオード
１２０のカソードとダイオード１２２のアノードの接続
部は、ダイオード１２６及びコンデンサ１２８によって
アースと接続されている。さらに、ダイオード１２２の
カソードとダイオード１２４のアノードの接続部とダイ
オード１２０のアノード側とは、コンデンサ１３０によ
って接続されている。

このような回路において第７図（Ｃ）のような制御用ト
ランジスタ１０４の出力が印加されると、その電流の一
部は電流１１としてコンデンサ１２８の充電に利用され
る。そして、このコンデンサ１２８には、その電圧が入
力される２ｋＶに達するまで充電が行われる。一方、制
御トラジスタ１０４エミツタ１０４ｅが一敗百Ｖとなっ
た時点においては、コンデンサ１３０に向けて電流Ｉ２
が流れ、コンデンサ１３０の充電が行われる。そして、
コンデンサ１２８に２ｋＶの充電が行われたときにおけ
るダイオード１２２のアノード側とカソード側の電位は
等しいため、ダイオード１２２のカソード側電位も２ｋ
Ｖになっていなければならない。従って、コンデンサ１
３０に２ｋＶの充電が行われることとなる。

そして、このような充電が完了した状態において、第７
図（Ｃ）におけるような２ｋＶのパルス状の出力がトラ
ンジスタ１０４より倍圧回路１０６に入力されれば、そ
のピーク時の電圧はパルス電圧の２ｋＶとコンデンサ１
３０の２ｋＶが加算された４ｋＶのパルス状電圧となっ
て高圧トランス１０の入力端Ｔ１に入力されることとな
る。このように、この倍圧回路１０６は２ｋＶのパルス
状電圧を受は入れ、これを４ｋＶに倍増させて出力する
。従って、ＣＲＴのアノードにおける電圧変化ＪｋＶ分
の補正を高圧トランス用補助電源回路１００において達
成することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 第５図に示すような従来例においては、ＣＲＴ３２のア
ノード３４における電圧が表示画面の明るさによって変
動してしまい、像の大きさが変ってしまうという問題点
があった。

一方、第６図に示すような高圧トランス用補助電源回路
を用いた場合においても、その応答が悪く充分なアノー
ド電位の制御を達成することができないという問題点が
あった。

すなわち、第７図（Ｂ）に示すような制御信号を制御用
トランス１０８に入力した場合には、制御用トランジス
タ１０４において本来第７図（Ｃ）に示すような出力が
得られなければならない。しかし、第６図に示す高圧ト
ランス用補助電源回路１００を用いて実験を行ったとこ
ろ、第７図（Ｄ）に示すように、トランジスタ１０４か
ら出力されるパルス状電圧はすぐには０にならずこれが
０になるまでにかなりの時間を要してしまうという問題
点があった。これについて詳細な研究を重ねた結果、ト
ランジスタ１０４における出力をオフするのに時間がか
かる理由は次のようなものであることが判明した。

すなわち、トランジスタ１０４において、ベース電位が
低レベルであるにもかかわらず、ここに電流が流れると
いうことは、トランジスタ１０４の内部にキャリアが残
留しているためと考えられる。すなわちトランジスタの
特性としてトランジスタをオフするためにはその内部に
存在するキャリアが消滅した時にコレクタ・エミッタ間
が完全なオフ状態となる。しかし、この例においては、
エミッタ１０４ｅとベース１０４ｂは制御用トランス１
０８の二次側コイル１０８ａによって接続されている。

そこで、トランジスタ１０４のコレクタ側が一数百Ｖの
場合に、制御用トランジスタ１０４のベース１０４ｂか
らコレクタ１０４ｃに向けて電流が流れてしまう。

そして、このような方向の電流が流れると、この制御用
トランジスタ１０４のコレクタ領域内においてはキャリ
アである電子が補充されることとなる。従って、コレク
タ領域において電子が存在するトランジスタ１０４に次
の２ｋＶのパルスがきた場合、そのキャリアの量に応じ
て制御用トランジスタ１０４から電圧が出力されること
となる。

そして、このようなことの繰返しにより、ある程度の時
間制御用トランジスタ１０４はパルス状電圧を出力する
こととなる。

このように先に提案した高圧トランス用補助電源回路に
おいては制御信号をオフした後も制御用トランジスタ１
０４から電圧が出力されることとなり、補助電源回路１
００からの補助電圧の出力停止までの時間が長くなり、
ＣＲＴのアノードへ供給する電圧の制御性が悪いという
問題点があった。

この発明は、上述のような問題点を解消することを課題
としてなされたものであり、制御信号に対する応答がよ
く出力電圧の制御性が良い高圧トランス用補助電源回路
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明は、一次側コイル
に高周波パルスが入力され二次側コイルの出力端に高電
圧発生する高圧トランスの二次側コイルの入力端に接続
され、高圧出力端における電圧を制御するための補助電
源回路において、上記高圧トランスの二次側に配設され
た補助電圧発生用コイルと、この補助電圧発生用コイル
の出力側に接続された制御用トランジスタと、この制御
用トランジスタのベースとエミッタとの間に二次側コイ
ルが接続され、一次側コイルに制御用トランジスタのオ
ンオフ用の制御信号が入力される制御信号入力用トラン
スと、制御用トランジスタの下流側に接続され、少なく
とも電圧保持用のコンデンサを含む倍圧回路と、制御用
トランジスタのエミッタコレクタ間をバイパス接続し、
下流側から上流側に向けて電流を流す逆流用ダイオード
と、を有し、制御用トランジスタのオフ時における応答
性を改善し、高圧トランスにおける出力電圧を効果的に
制御することを特徴とする。

［作用］ 本発明に係る高圧トランス用補助電源回路は、上述のよ
うな構成を有しており、補助電圧発生用コイルに発生す
る電圧を制御用トランジスタを介し高圧トランスに入力
する。従って、制御用トランジスタ１０４のオンオフに
より、高圧トランスに対する入力電圧を制御することが
でき、高圧トランスより所望の高電圧を出力することが
できる。

そして、この発明においては、制御用トランジスタのエ
ミッタ・コレクタ間には、制御用トランジスタの下流側
から上流側に向けての電流を流す逆流用ダイオードが配
置されている。従って、補助電圧発生用コイル１０２に
おける出力電圧が一敗百Ｖの際には、制御用トランジス
タの上流側から下流側に向けての電流は逆流用ダイオー
ドを介し流れることとなる。従って上述のように制御用
トランジスタのコレクタ領域にキャリアが補充されるこ
とがなく、キャリアの消滅を速めることができ、制御信
号に対する応答性を改善することができる。

［実施例］ 以下、この発明に係る高圧トランス用補助電源回路につ
いて、図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例の回路図であり、第６図に
示す回路と同一の部材については同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。

この実施例に係る高圧トランス用補助電源回路２００に
おいて特徴的なことは、ダイオード２０２．２０４を有
していることである。すなわち、制御用トランジスタ１
０４のエミッタ１０４ｅと倍圧回路１０６の間にはダイ
オード２０４が配置されており、このダイオード２０４
のカソード側と制御用トランジスタ１０４のコレクタ１
０４ｃとの間には逆流用ダイオード２０２が配置されて
いる。

補助電圧発生用コイル１０２には、従来例と同様の２ｋ
Ｖ程度のパルス状の電圧が発生する。そして、この電圧
は倍圧回路１０６によって４ｋＶ程度に増加させられた
後、高圧トランス１１０の二次側コイルＮＨに供給され
る。ここで、ダイオード２０４は制御用トランジスタ１
０４側がアノードとされ、倍圧回路１０６側がカソード
とされているおり、逆流用ダイオード２０２のは下流側
から上流側に電流が流れるように構成されているため、
制御用トランジスタ１０４からの電流を流す場合にはそ
の動作において何ら従来例と変わるところがない。

しかし、補助電圧発生用コイル１０２の出力端Ｔ４が一
敗百Ｖとなったときにおいては、倍圧回路１０６からの
電流は逆流用ダイオード２０２を通り補助電圧発生用コ
イル１０２に向けて流れる。

したがって、制御用トランジスタ１０４のベース１０４
ｂからコレクタ１０４ｃに向かう電流は発生しない。こ
のため、制御用トランジスタ１０４のコレクタ領域にお
けるキャリアが補充されることがなく、キャリア蓄積時
間を大幅に短縮することができる。そこで、制御用トラ
ンス１０８における制御信号がオフとなった場合に、制
御用トランジスタ１０４を速やかにオフすることができ
る。

すなわち、第２図に示すように制御用トランジスタ１０
４への入力信号が第２図（Ａ）であり、制御用トランス
１０８に入力される制御信号が第２図（Ｂ）であったと
き、制御用トランジスタ１０４の出力は第２図（Ｃ）の
ようになる。これより明らかなように、制御信号がオフ
された場合には、制御用トランジスタ１０４の出力が速
やかにオフされる。したがって、制御信号にほぼ正確に
応答した制御用トランジスタ１０４の出力を得ることが
できる。

なお、ダイオード２０４は、倍圧回路１０６により補助
電圧発生用コイル１０２に向かう電流が制御用トランス
１０８の二次側コイル１０８ａを介し制御用トランジス
タ１０４のベース１０４ｂに流れ込むのを防止するため
のものである。したがって、ダイオード２０２の順方向
電圧降下が、制御用トランジスタ１０４のコレクタ１０
４ｂとベース１０４ｂの順方向電圧降下より小さい場合
には、電流は逆流用ダイオード２０２を流れるため、ダ
イオード２０４を省略することができる。

しかし、一般的にはダイオード２０２は２ｋＶという大
きな逆耐圧を必要とするため、トランジスタ１０４のコ
レクタ・ベース間の電圧降下よりその電圧降下が大きい
。このため、ダイオード２０４を必要とする場合が多い
。

第３図に示したのは倍圧回路１０６の変形例であり、入
力電圧を３倍に増加させる３倍圧回路１６０である。す
なわち、この３倍圧回路１６０においては、倍圧回路１
０６に対し２つのダイオード１６２，１６４および２つ
のコンデンサ１６６゜１６８を付加している。したがっ
て、コンデンサ１６６のプラス側は、４ｋＶになってお
り、コンデンサ１６８の２ｋＶと合わせて６ｋＶの出力
を得ることができる。

さらに、第４図（Ａ）、　　（Ｂ）に示したのは、この
発明の他の実施例であり、この例においては、ダイオー
ド２０４に代えて、逆流用ダイオード２０２と直列に直
流電源２２０を配置している。この実施例によれば、直
流電源２２０によって、ダイオード２０２における順方
向電圧降下を補償することができ、ダイオード２０４を
省略しても、倍圧回路１０６から補助電圧発生用コイル
１０２に向けての電流を逆流用ダイオード２０２を介し
流すことができる。

〔発明の効果］ 以上説明したように、この発明に係る高圧トランス用補
助電源回路によれば、逆流用ダイオードを設けたため、
制御用トランジスタの上流側から下流側に向けての電流
をこの逆流用ダイオードを介し流すことができる。した
がって、制御用トランジスタのコレクタ領域にキャリア
が補充されることがなく、キャリア蓄積時間を短くする
ことができ、制御信号に対する応答性を大幅に改善する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る高圧トランス用補助
電源回路の構成を示す回路図、第２図は同実施例におけ
る電圧特性を示す特性図、 第３図は３倍圧回路の構成を示す回路図、第４図（Ａ）
、（Ｂ）は他の実施例の要部を示す回路図、 第５図は高圧トランスを使用した回路の一例を示す回路
図、 第６図は先に提案した補助電源回路の構成を示す回路図
、 第７図は第６図に示した補助電源回路の動作を説明する
ための特性図である。 １０　・・・　高圧トランス １０２　・・・　補助電圧発生用コイル１０４　・・・
　制御用トランジスタ １０８　・・・　制御信号入力用トランス１０６　・・
・　倍圧回路 ２０２　・・・　逆流用ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一次側コイルに高周波パルスが入力され二次側コ
   イルの出力端に高電圧発生する高圧トランスの二次側コ
   イルの入力端に接続され、高圧出力端における電圧を制
   御するための補助電源回路において、 上記高圧トランスの二次側に配設された補助電圧発生用
   コイルと、 この補助電圧発生用コイルの出力側に接続された制御用
   トランジスタと、 この制御用トランジスタのベースとエミッタとの間に二
   次側コイルが接続され、一次側コイルに制御用トランジ
   スタのオンオフ用の制御信号が入力される制御信号入力
   用トランスと、 制御用トランジスタの下流側に接続され、少なくとも電
   圧保持用のコンデンサを含む倍圧回路と、制御用トラン
   ジスタのエミッタコレクタ間をバイパス接続し、下流側
   から上流側に向けて電流を流す逆流用ダイオードと、 を有し、 制御用トランジスタのオフ時における応答性を改善し、
   高圧トランスにおける出力電圧を効果的に制御すること
   を特徴とする高圧トランス補助電源回路。