JPH0568891B2 - - Google Patents

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JPH0568891B2
JPH0568891B2 JP60205190A JP20519085A JPH0568891B2 JP H0568891 B2 JPH0568891 B2 JP H0568891B2 JP 60205190 A JP60205190 A JP 60205190A JP 20519085 A JP20519085 A JP 20519085A JP H0568891 B2 JPH0568891 B2 JP H0568891B2
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JP
Japan
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transistor
diode
current
yoke
inductive load
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JP60205190A
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JPS6174414A (ja
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Warasu Meigusu Goodon
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Tektronix Inc
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Tektronix Inc
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Publication of JPH0568891B2 publication Critical patent/JPH0568891B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/06Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
    • H03K4/08Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
    • H03K4/48Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
    • H03K4/60Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth current is produced through an inductor
    • H03K4/62Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth current is produced through an inductor using a semiconductor device operating as a switching device
    • H03K4/64Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth current is produced through an inductor using a semiconductor device operating as a switching device combined with means for generating the driving pulses
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217Class D power amplifiers; Switching amplifiers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Details Of Television Scanning (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、比較的高い繰返し速度で誘導性負荷
に大電流を供給できる誘導性負荷駆動回路に関す
る。
〔従来の技術及びその問題点〕
誘導性負荷駆動回路は例えば、陰極線管
(CRT)を用いた表示システムの水平偏向回路の
ヨーク機構を駆動するために用いる。スイツチン
グ速度即ち電力増幅器の動作周波数は、この様な
表示システムが形成する画像の解像度を決定する
一要素である。最新技術のこの種の電力増幅器で
は、最大動作周波数が約64kHzである。
誘導性負荷回路の動作周波数を制限する要因と
して、スイツチング動作する電力トランジスタの
発熱の問題がある。この発熱は、ダンパ・ダイオ
ードによる放電期間に電力トランジスタに流れる
電流によつても生じ、高周波動作時には発熱量が
多くなり、電力トランジスタを破壊する虞れがあ
る。また、高周波動作のためには、電力トランジ
スタを所定時に即座にオン及びオフする必要があ
る。
従つて、本発明の目的は、動作のために発生す
る電力の効率的使用を促進し、動作速度を高める
誘導性負荷駆動回路を提供することである。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
本発明による誘導性負荷駆動回路は、発振器出
力信号に応答し、出力端に接続した誘導性負荷に
大電流スイツチング信号を供給する電力トランジ
スタを含むCRTを使用した表示システムの水平
偏向回路用に設計した誘導性負荷駆動回路を一例
として説明する。
駆動回路の入力部に配置した結合回路は、電力
トランジスタを流れるヨーク電流が増加する間、
このトランジスタのベースに供給する駆動電流を
確実に増加させる。この特性のベース電流波形
は、電力トランジスタが高スイツチング速度で動
作する程、このトランジスタ内で生ずる電力損を
助長する。電力トランジスタのベースに供給する
電流は、電力トランジスタが導通状態にバイアス
されている間にヨーク電流が流れるコレクタ端子
に接続したダイオードにより維持する。ヨーク電
流がヨークに流れ込み、駆動電流が電力トランジ
スタのベースに流れ込む掃引期間の一部の間、ダ
イオードは電力トランジスタのコレクタに電流が
流れないようにする。この間、コレクタからヨー
ク電流が流れ込まないようにすることにより、予
定の時間に装置をヨーク電流が流れるときにヨー
ク電流を吸い込むための用意として、ベース電流
が電力トランジスタを飽和状態にバイアスでき
る。
〔実施例〕
本発明による誘導性負荷駆動回路の好適な実施
例は、CRTを使用する表示システム用の水平偏
向回路の一部として説明する。
第1図は、結合回路及び大電流スイツチとして
動作する電力トランジスタを含む本発明誘導性負
荷駆動回路を示す。結合回路は、矩形波信号を受
取り、駆動信号を電力トランジスタ344のベー
ス端子に供給し、電力トランジスタは適当な時間
に、CRTの水平偏向回路のヨークに電流を流す。
第1図において、結合回路は、0.5オーム、定
格5ワツトの抵抗器336と直列に接続した
2.5μHのインダクタ334を含む。インダクタ3
34の導線338は、結合回路の入力端子であ
る。第1ダイオード340は、80SQ040又は同等
の素子であり、インダクタ334及び抵抗器33
6に並列に接続し、ダイオード340のカソード
は、インダクタ334の導線338に接続する。
インダクタ334は、アーノルド・エンジニアリ
ング社製A−301072−2コアの如き環状コアの周
囲に、22ゲージ・エナメル被覆導線を6回巻いて
構成する。抵抗器336は、サンヨー製の
2SD348又は同等の素子であるNPN電力トランジ
スタ344のベース端子に接続する。トランジス
タ344は、そのエミツタ端子346を接地した
大電流スイツチとして使用する。
第2図は、スイツチ駆動回路に関連する信号の
波形を示す。第2図において、波形348は、イ
ンダクタ334の導線338上の矩形波電圧信号
を表す。波形350は、トランジスタ344のベ
ース端子342を流れる電流を表す。波形352
は、CRT偏向回路のヨークを流れる電流を表す。
第2図に示す様に、導線338上の矩形波信号
は、時刻T1で負電圧サイクルの終りから正電圧
サイクルの始めへ遷移する。トランジスタ344
のベース端子342に流れ込む電流は、時刻T1
からT2の約0.4μ秒の期間に0から約2.0Aに急速
に増加する。電流の急速な増加は、直前の正電圧
サイクルでインダクタ334に蓄積した残りのエ
ネルギーにより生じる。時刻T2からT4の約3.6μ
秒の間、トランジスタ344のベース端子342
に流れ込む電流は、導線338の信号の正電圧サ
イクルの間、2.0Aから略4.4Aに徐々に増加する。
トランジスタ344のベース端子に流れ込む電
流は、誘導性負荷であるCRTのヨーク364を
介してトランジスタ344のコレクタ端子354
からエミツタ端子346の向きに電流を流す。ト
ランジスタ344のコレクタを流れる電流量は、
後述する様に時刻T3からT5で増加する。トラン
ジスタ344のコレクタ電流が徐々に増加する
間、正のサイクル中、時間が経過するにつれて、
ベース電流の徐々の増加は、良好な電力処理を行
い、正電圧サイクルの初期部分の間、トランジス
タ344のエミツタ・ベース接合の不必要な余熱
を取り除く。
導線338上の電圧が正であるとき、ダイオー
ド340を逆バイアスし、ダイオード340に電
流は流れない。導線338上の信号が正電圧サイ
クルから負電圧サイクルへ遷移するとき、ダイオ
ード340は順バイアスされ、正電圧サイクルの
間にトランジスタ344のベースに蓄積した不要
な電荷用の直接放電路を形成する。これにより、
トランジスタ344は、非常に迅速にオフする。
トランジスタ344のコレクタ端子354は、
直列接続したヒユーズ380、10mHのチヨーク
358及び第2ダイオード360を介して+
150VのDC電源に接続する。チヨーク358は、
アーノルド・エンジニアリング社製のA−214276
−6装置の如き、環状コアに29ゲージ・エナメル
被覆導線を195回巻いた構成である。ダイオード
360は、IN3890又は同様の素子である。ダイ
オード360のカソードは、トランジスタ344
のコレクタ端子354に接続する。誘導性負荷
は、チヨーク358及びダイオード360の接続
点362でトランジスタ344のコレクタ端子3
54に接続する。ヨーク364の導線338は、
接続点362に接続し、導線368は0.5μFのコ
ンデンサ370の一端に接続し、このコンデンサ
の他端は接地する。
トランジスタ344が導通状態であるとき、電
流のヨーク364の端子368からヨーク364
の端子366に流れ、次にトランジスタ344の
コレクタ・エミツタ導電路を流れる。例えば、ヨ
ークは略75μH標準リツツ導線ヨーク又は、補償
回路網及び直線性コイルを有する略75μHのリツ
ツ導線ヨークであることが望ましい。後者の型の
ヨークは、第1図で参照番号364aで示す。
第2図に示す様に、電流は時刻T3からT5の間、
トランジスタ344のコレクタを流れる。駆動回
路の入力信号が時刻T4で正電圧から負電圧に変
化するとき、ベース電流波形350は、減少し始
めるが、トランジスタ344は、時刻T5まで完
全に非導通状態に切換わらない。時刻T4からT5
の間、トランジスタ344のエミツタ・ベース接
合に蓄積した大量電荷により、ヨーク電流波形3
52は増加し続ける。
信号波形348が時刻T4で正サイクルから負
サイクルに変化し、トランジスタ344に蓄積し
た電荷が時刻T4からT5で一掃された後、CRTの
ヨークの水平偏向帰線期間が始まる。帰線期間
中、トランジスタ344は、非導通状態である。
非導通状態のトランジスタ344に関し、インダ
クタ358により接続点362が非常に高インピ
ーダンスになる。従つて、時刻T3からT5の間に
ヨーク364に蓄積したエネルギーが、3500PF
のフライバツクコンデンサ372に移され、時刻
T5からT6の間に略1200Vを充電する。
時刻T6で、ヨーク電流はOAであり、これは帰
線期間の中間点にあたる。時刻T6からT7の間に、
フライバツク・コンデンサ372に蓄積したエネ
ルギーは、ヨーク364に戻る。フライバツク・
コンデンサ372及びヨーク364の間のエネル
ギーの転送は、接続点362に接続したダンパ・
ダイオード374により制動されるダンパ・ダイ
オード374は、ジエネラル・インスツルメント
社製のRKBPC606装置の如きブリツジ整流回路
である。ブリツジ整流回路は、直列接続した2個
のダイオードの並列組合せから成る。各対の並列
ダイオードは、電圧略1200V及び電流3Aに耐え
られる。従つて、ダンパ・ダイオードは、接地電
位から6Aの電流を供給できる。ダイオードは、
ヨーク電流が時刻T3にOAに達した後、略200n秒
の高速回復時間をもつ。
フライバツク・コンデンサ372にエネルギー
を戻すための転送の開始により、ダンパ・ダイオ
ード374のブリツジ整流回路のダイオードを順
バイアスする負電圧が生じる。ダンパ・ダイオー
ド374は、ヨーク364に蓄積したエネルギー
を接地するための放電路を形成する。
ダイオード360は、時刻T1からT3の間、ト
ランジスタ344のコレクタ端子354を電流が
流れないようにする働きをする。時刻T1からT3
の間、電流はトランジスタ344のベースに流れ
込み、電流は端子366からヨーク364の端子
368に流れる。ダイオード360は、電流がト
ランジスタ344のコレクタからヨークへ流れる
のを防ぎ、この間、トランジスタ344のエミツ
タ・ベース接合に電荷を蓄積するようにする。ト
ランジスタ344に電流を流す必要があるとき、
時刻T3で確実に導通状態にベースをバイアスす
るためにトランジスタ344のベースに大電流が
流れ込むようにすることが望ましい。この要件
は、誘導性負荷駆動回路の全効率を促進し、スイ
ツチング状態間で比較的高速の変移時間を維持す
るための重要な要素である。
上述の電力トランジスタ344、ヨーク36
4、フライバツク・コンデンサ372、ダンパ・
ダイオード374及びDC電源は従来の誘導性負
荷駆動回路の基本的構成要素である。
抵抗器376及び378は、+150VのDC電源
及びヨーク364の導線368間に直列接続す
る。抵抗器376及び378の各々は、20オーム
及び定格10ワツトである。インダクタ358、コ
ンデンサ370及び直列接続抵抗器376,37
8は、並列共振回路を形成する。コンデンサ37
0は、第2図の波形352上に示す様に、ヨーク
電流波形にその最大値付近で丸みをつけるように
働く。コンデンサ370は、水平偏向回路内に含
まれ電子ビームがCRTの画面を横断する際、そ
の偏向速度を更に均一にするようにする。従つ
て、抵抗器376及び378は、高効率ヨーク及
びトランジスタ344に関して定めた2SD348の
如き高効率スイツチを使用するとき、インダクタ
358及びコンデンサ370の共振回路を制動す
るための手段になる。高効率ヨークの例は、38ゲ
ート・エナメル被覆導線の135本のより線で置換
した水平巻線を有するシントロニツク・インスツ
ルメント社製の型番号C7635−2である。2つの
コイルの各々は、巻数16回である。
従来、ヨーク及びスイツチの抵抗損失を用いて
回路を制動した。好適な実施例で説明した高効率
回路では、抵抗器376及び378は、回路の効
率を下げずに必要な制動を行う。
〔発明の効果〕
本発明の誘導性負荷駆動回路では、ダンパ・ダ
イオードが順バイアスされ、ヨークに蓄勢したエ
ネルギーを接地する放電路を形成するときに、ト
ランジスタのベースに電流が流れ込んでも、コレ
クタからヨークに電流が流れるのを、ダイオード
360により防止する。よつて、トランジスタの
電流による全体的発熱量が少なくなり、駆動回路
の動作周波数を上昇できる。また、この際、ベー
ス電流はトランジスタのエミツタ・ベース接合に
電荷を蓄積させて、トランジスタを飽和状態にす
るので、トランジスタの予定の時点に確実に導通
状態となり、誘導性負荷に十分な電流を流すこと
ができる。更に、ダイオード340は、信号が負
電圧に遷移すると、トランジスタを即座にオフす
る。この様な構成により、本発明の誘導性負荷駆
動回路は、高速動作が可能である。これにより、
誘導性負荷を高速に駆動できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の誘導性負荷駆動回路の一実
施例を示す回路図、第2図は、第1図の誘導性負
荷駆動回路の動作を説明するための波形図であ
る。 図中において、334はインダクタ、340は
第1ダイオード、344はトランジスタ、360
は第2ダイオード、364は誘導性負荷、372
はコンデンサ、374はダンパ・ダイオードであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 矩形波信号が供給される入力端子と、 上記矩形波信号の所定極性に対して逆方向に一
    端が上記入力端子に接続された第1ダイオード
    と、 該第1ダイオードに並列に接続されたインダク
    タと、 ベースが上記第1ダイオードの他端に接続さ
    れ、エミツタが基準電位源に接続され、上記矩形
    波信号が上記所定極性のときに順バイアスされる
    トランジスタと、 上記トランジスタのコレクタに、該トランジス
    タの直流バイアス電流方向に対し順方向に一端が
    接続された第2ダイオードと、 該第2ダイオードの他端及び上記基準電位源間
    に並列接続されたコンデンサ及びダンパ・ダイオ
    ードと、 一端が上記第2ダイオードの他端に接続され、
    他端が直流電源に接続された誘導性負荷とを具え
    ることを特徴とする誘導性負荷駆動回路。
JP60205190A 1984-09-17 1985-09-17 誘導性負荷駆動回路 Granted JPS6174414A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US651732 1984-09-17
US06/651,732 US4670692A (en) 1984-09-17 1984-09-17 High-speed power amplifier for driving inductive loads

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6174414A JPS6174414A (ja) 1986-04-16
JPH0568891B2 true JPH0568891B2 (ja) 1993-09-29

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ID=24613999

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JP60205190A Granted JPS6174414A (ja) 1984-09-17 1985-09-17 誘導性負荷駆動回路

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US (1) US4670692A (ja)
JP (1) JPS6174414A (ja)
DE (1) DE3531324A1 (ja)
FR (1) FR2570561B1 (ja)

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