JPH0681261B2

JPH0681261B2 - 高圧発生回路

Info

Publication number: JPH0681261B2
Application number: JP25047388A
Authority: JP
Inventors: 匡彦松本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH0297171A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、フライバックトランスの高圧コイルに発生す
るレアショートの防止手段を備えた高圧発生回路に関す
るものである。

〔従来の技術〕

テレビジョン受像機やCRTデイスプレイ装置の高圧発生
回路には、フライバックパルスを昇圧するフライバック
トランスを含んでいる。このフライバックトランスに
は、通常、約30Kvもの高圧が掛かっており、例えば製造
上のミス等に起因してフライバックトランスの高圧コイ
ルにレアショートが発生し、これが進行すると、フライ
バックトランスが発煙・発火し、火災等の大事故につな
がることとなる。

前記高圧コイルはこのようなレアショートが生じないよ
うに充分な品質管理がされているのであるが、微細な不
良部分が看過されて良品として使用される場合が予想さ
れ、このような不良製品が使用されると前記のごとく、
火災等の大事故を引き起こすこととなる。

近年においては、このようなレアショートに起因する火
災等の事故を防止するために、レアショートの検出回路
を設け、この回路によりレアショートが検出された場合
には直ちに回路動作を停止するような工夫が施されてい
る。

第３図には従来の高圧発生回路に組み込まれているレア
ショートの検出とその保護動作を行う回路が示されてい
る。この回路はフライバックトランスの高圧コイルにレ
アショートが発生した場合に、そのレアショートに起因
して増加する一次側電流を検出し、図示されていない水
平発振回路を停止するものである。すなわち、レアショ
ートが発生していない正常時には、フライバックトラン
スの一次側電流はほぼ1A以下であり、この時は、第３図
の回路の抵抗器１の電圧降下が小さく、トランジスタ２
はオフしたままとなっている。これに対し、レアショー
トが発生して異常状態となったときには、一次側電流が
ほぼ2A程度に増大し、これに伴い抵抗器１の電圧降下が
大きくなり、トランジスタ２がオンする。この結果、コ
ンデンサ３の電圧が上昇し、ツェナーダイオード４がオ
ンし、同時にトランジスタ５もオンする。これにより、
フォトカプラ６の内部にある発光ダイオードが駆動さ
れ、非充電部のトランジスタ７がオンし、コンデンサ８
に蓄えられていた電荷がコンデンサ９に充電され、フォ
トカプラ10のＸ線保護端子11を駆動し、水平発振回路の
発振を停止させるものである。この水平発振回路の停止
によりフライバックトランスの動作も停止氏、これによ
りレアショートに起因する火災等の発生を未然に防止す
るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この種の従来の回路は、第３図に示すご
とく、使用されている回路部品の部品点数が多く、回路
が複雑となっているので、回路の製造が煩雑となり、こ
れに伴い、装置コストが高価になるという問題がある。

また、第３図に示す回路は、確かに、高圧コイルにレア
ショートが発生した場合に、水平発振回路を停止する
が、この回路停止のラッチ機能を有しておらず、誤っ
て、水平発振回路を再びオン動作すると、フライバック
トランスが動作し、レアショートがさらに進行するとい
う危険がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
のであり、その目的は、簡単な回路構成でレアショート
の異常を検出することができるとともに、一旦レアショ
ートが検出された場合にはフライバックトランスをラッ
チ機能を持たせてその回路動作の停止状態を保持し得る
ことができる高圧回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本発明は、フライバックパルスを
発生出力する水平偏向出力回路と、この水平偏向出力回
路で発生したフライバックパルスを昇圧して、その昇圧
出力をブラウン管のアノードへ加えるフライバックトラ
ンスとを備えた高圧発生回路において、フライバックト
ランスを構成する低圧コイルの低圧端側に接続される保
護ヒューズと、前記低圧コイルを流れる一次側電流を検
出する一次側電流検出回路と、この一次側電流検出回路
で検出された電流容量が基準値を越えたときにゲートを
開いて前記保護ヒューズに溶断電流を流し該保護ヒュー
ズを溶断するゲート回路と、前記ゲート回路に加わる急
峻なノイズ変動電圧を除去してゲート回路の誤動作を防
止する電圧平滑回路と、前記ゲート回路の温度補償を行
う温度補償回路とを含み、前記低圧コイルと、ゲート回
路と、保護ヒューズとは直列に接続されて閉ループを形
成していることを特徴として構成されている。

〔作用〕

上記のように構成されている本発明において、フライバ
ックトランスを構成する高圧コイルにレアショートが発
生すると、低圧コイルを流れる一次側電流が急激に増加
する。この一次側電流の増加量は一次側電流検出回路に
よって検出され、この検出電流容量が基準値を越えたと
きにゲート回路のゲートが開かれ、保護ヒューズに溶断
電流が加えられる。この溶断電流により保護ヒューズの
溶断が行われ、これに伴いフライバックトランスの動作
が停止する。

このゲート回路の動作点を決める基準値は温度変化に伴
って変動する。温度補償回路はこの基準値の変動を抑え
ゲート回路の正確なゲート開動作を確保する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明の一実施例を示す高圧発生回路の回路
構成が示されている。図において、高圧発生回路は水平
偏向出力回路12と、高圧回路13と、レアショート検出・
保護回路14とからなる。このうち、レアショート検出・
保護回路14以外の回路は公知であるので、それらの公知
回路の説明は簡単化する。

前記水平偏向出力回路12は、水平出力トランジスタ19
と、ダンパーダイオード15と、共振コンデンサ16と、水
平偏向コイル17と、Ｓ字補正コンデンサ18とからなる。
水平出力トランジスタ19は図示されていない水平ドライ
ブ回路から送られてくる電圧パルスを受けてスイッチン
グ作用を行い、ダンパーダイオード15との協同によって
水平偏向コイル17に鋸歯状波電流を加える。その一方に
おいて、共振コンデンサ16と水平偏向コイル17はその共
振作用によってフライバックパルスを発生させ、これを
高圧回路13に加える。

高圧回路13はフライバックトランス20と、高圧整流ダイ
オード21とからなる。前記フライバックトランス20の低
圧コイル（一次コイル）22の高圧側端子23は水平偏向コ
イル17および共振コンデンサ16の共通端子に接続されて
おり、また、低圧コイル22の低圧側端子24と中間タップ
25との間にはレアショート検出・保護回路14が接続され
ている。

一方、フライバックトランス20の高圧コイル（二次コイ
ル）26の高圧側端子は前記高圧整流ダイオード21を介し
てブラウン管27のアノード28に接続されている。そして
本実施例の回路では、高圧整流ダイオード21のカソード
側にはフォーカスパック30の回路の一端側が接続されて
いる。このフォーカスパック30の回路は抵抗器31と、フ
ォーカス出力調整用の可変抵抗器VR_Fと、スクリーン電
圧調整用の可変抵抗器VR_Sとからなり、これら各抵抗器3
1,VR_F,VR_Sの直列接続体の抵抗器31側の端部は前記高圧
整流ダイオード21のカソード側に接続され、また可変抵
抗器VR_S側の端部はアース側に接続されている。また、
高圧コイル26の低圧側はABL（Automatic Brightness Li
miter）に通じている。かかる構成において、高圧回路1
3は前記水平偏向出力回路12から加えられるフライバッ
クパルスをフライバックトランス20によって昇圧し、さ
らに高圧整流ダイオード21によって信号整流を行い、そ
の整流出力をアノード28に加えるのである。

レアショート検出・保護回路14は前記フライバックトラ
ンス20の高圧コイル26に発生するレアショートを確実に
検出して、その安全動作を行うもので、本実施例の特徴
的な回路である。このレアショート検出・保護回路14
は、保護ヒューズ32と、一次側電流検出回路33と、ゲー
ト回路としてのサイリスタ34と、電圧平滑回路としての
平滑コンデンサ35と、抵抗器37,38,39と、コンデンサ40
と、ダイオード41と、温度補償回路としてのダイオード
42とからなる。そして、前記一次電流検出回路33は抵抗
器43,44と、前記ダイオード42とからなる。

前記保護ヒューズ32の一端側は低圧コイル22の低圧側端
子24に接続されており、同ヒューズ32の他端側は抵抗器
43の一端側に接続されている。そしてこの抵抗器43の他
端側は入力電源36の正側に接続されている。なおこの入
力電源36の負側はアースに接続されている。この入力電
源36には図示されていない電源ヒューズが設けられてい
る。前記サイリスタ34はそのアノード側が低圧コイル22
の中間タップ25に接続されている。また、サイリスタ32
のアノード側はダイオード41のアノード側に接続されて
いる。このダイオード41のカソード側は抵抗器39,37の
直列接続体を介して同サイリスタ34のゲート側に接続さ
れている。サイリスタ34のカソード側は前記保護ヒュー
ズ32と抵抗器43との共通接続部に接続されている。そし
てサイリスタ34のゲートとカソード間には平滑コンデン
サ35が接続されている。また、サイリスタ34のゲート
と、抵抗器37との共通接続部には、ダイオード42のアノ
ード側が接続されており、このダイオード42のカソード
側は抵抗器38を介してアース側に接続されている。そし
て、このダイオード42のカソード側には抵抗器44の一端
側が接続され、同抵抗器44の他端側は前記抵抗器43と入
力電源36との共通接続部に接続されている。そして、前
記抵抗器39と同37との接続部にはコンデンサ40の一端側
が接続され、同コンデンサ40の他端側は前記入力電源36
の正側に接続されている。

上記のように構成されている本実施例において、回路稼
働中にあっては、低圧コイル22の中間タップ25に加えら
れるフライバックパルスはダイオード41で整流され、抵
抗器39で降圧された後、コンデンサ40で平滑される。こ
のコンデンサ40には平滑された電圧E₀がかかることとな
り、このことは、このコンデンサ40の位置に出力電圧E₀
の直流電源を接続したことと等価になる。したがって、
高圧コイル26にレアショート等の異常がない正常動作時
には、サイリスタ34のゲートが閉じられており、前記電
圧E₀によって抵抗器37からダイオード42に向けて直流の
電流が流れる。

このとき、サイリスタ34のゲートとカソード間の電圧V
_GKは、ダイオード42の順方向電圧をV_D、抵抗器43の抵抗
値R₁、抵抗器44の抵抗値をR₃とすると、 V_GK＝I_BR₁−i₁R₃＋V_D …（１）となる。

ただし、I_Bは低圧コイル22を流れる一次側電流であり、
i₁は抵抗器44から同38に向かって流れる電流である。す
なわち、低圧コイル22を流れる一次側電流は、一次側電
流検出回路33の抵抗器43、44と、ダイオード42とによっ
て電流容量が電圧値に変換されて（１）式の右辺の値と
して検出される。

このサイリスタ34のゲートとカソード間の電圧V_GKは高
圧コイル26側にレアショート等の異常がないときには、
サイリスタ34の動作電圧、すなわち、サイリスタ34のゲ
ートが開かれるときの基準値として基準電圧（ゲート・
トリガ電圧）よりも低くなっており、したがって、サイ
リスタ34はオフ状態を保ち、ゲートは閉じたままとなっ
ている。

これに対し、高圧コイル26にレアショートが発生する
と、一次側電流I_Bが増加する。

すなわち、電圧コイル26にレアショートが発生するとそ
のショート部分において消費エネルギが増大する。い
ま、レアショート１ターン当たりで消費されるショート
エネルギをｑとすると、レアショートがｎターンに拡大
するとその部分から消費されるエネルギＰは、Ｐ＝nqと
なる。

この場合、このショートエネルギＰは入力電源36から供
給されるので、レアショートが生じると一次側の電流I_B
が△I_Bだけ増加する。つまり、レアショートがない正常
時の一次側の電流をI_BOとすると、このレアショート時
の一次側の電流I_Bは次のように表される。

I_B＝I_BO＋△I_B よって、△I_B＝P/E_B＝nq/E_Bとなる。ただし、E_Bは入力
電源36の電源電圧である。

このように、高圧コイル26にレアショートが発生する
と、一次側の電流I_Bは△I_Bだけ増加し、これに伴い一次
側の電流容量、すなわち一次側電流検出回路33により検
出される検出電圧が増加する。すなわち、一次側の電流
I_Bが増加することにより、I_BR₁が増加し、V_GKがサイリ
スタ34のゲート・トリガ電圧（動作基準電圧）を越えた
ときにゲートを開いて溶断電流を保護ヒューズ32に加え
るのである。

次に、本実施例の回路において、前記（１）式のi₁R₃変
化について説明する。このi₁R₃の変化については、説明
を簡単にするために、一次側電流検出回路33を第２図に
示す等価回路に基づいて説明する。

第２図の等価回路において、抵抗器37からダイオード42
を介して抵抗器38に向けて流れる電流をI₁、抵抗器37か
らダイオード42を介して抵抗器44に向けて流れる電流を
I₂、抵抗器44から抵抗器38に向けて流れる電流をI₃と
し、さらにコンデンサ40の両端側に加わる電圧をE₀、入
力電源36の電源電圧をE_Bとすると、I₂、I₃は次の式で表
される。

I₂＝（E₀−V_D）／（R₂＋R₃） I₃＝E_B/（R₃＋R₄）ただし、R₂は抵抗器37の抵抗値であり、R₄は抵抗器38の
抵抗値である。

次に、抵抗器44に流れる電流をi₁、同抵抗器44の両端の
電圧をV₃で表すと、 V₃＝i₁R₃＝（I₂−I₁）R₃ ＝R₃｛E_B/（R₃＋R₄）−（E₀−V_D）／（R₂＋R₃）｝となる。ここでV_DはE₀よりも充分に小さい（V_D≪E₀）の
で、V_Dを無視すると、 V₃＝R₃｛E_B/（R₃＋R₄）−E₀/（R₂＋R₃）｝一方、レアショート発生時には水平偏向出力回路12のコ
レクタ電圧が減少する影響により、E₀とE_Bとがともに減
少する。このE₀とE_Bがともに同じ比率で減少し、Ｋ倍
（Ｋ＜１）になったとすると、レアショート時のV₃は V₃＝R₃｛KE_B/（R₃＋R₄）−KE₀/（R₂＋R₃）｝＝KR₃｛E_B/（R₃＋R₄）−E₀/（R₂＋R₃）｝となり、同様にV₃もＫ倍に減少する。

このように、（１）式の右辺のi₁R₃すなわちV₃はレアシ
ョート時には減少し、したがってV_GKを増加させ、サイ
リスタ34がオンする方向に導くこととなり、単にI_Bの増
加のみによってレアショートを検出するよりもさらにレ
アショートの検出感度を高めることが可能となる。

ところで、高圧コイル26にレアショートが発生し、V_GK
がサイリスタ34のゲート・トリガ電圧以上になると、第
１図の抵抗器37を通して電流i₂′がサイリスタ34のゲー
トに流れ込み、同サイリスタ34がオンする。このように
サイリスタ34が一旦オンしてゲートが開かれると、低圧
コイル22の高圧側端子23と中間タップ25との間に発生し
ているパルスがショートされることになり、低圧コイル
22における端子24,25間のコイル巻線部分N₁₁と、ダイオ
ード41と、サイリスタ34と、保護ヒューズ32とによって
形成される閉回路のルートで大きな溶断電流が流れ、保
護ヒューズ32が溶断する。この結果、入力電源36から水
平偏向出力回路12に供給される一次側電流I_Bの供給が止
まり、フライバックトランス20の動作が停止する。これ
によって、高圧コイル26のレアショート部へのエネルギ
供給が遮断されショート部での発熱が止まり、フライバ
ックトランス20からの発煙・発火は未然に防止されるこ
ととなるのである。

次に、本実施例における温度補償回路としてのダイオー
ド42の作用について説明する。一般に、サイリスタ34の
オン動作電圧であるゲート・トリガ電圧は温度が上がる
につれてほぼ直線的に減少する。このオン動作電圧が低
下すると、レアショートが発生しなくても、V_GKが許容
範囲内で多少増加すると、このV_GKがサイリスタ34のオ
ン動作電圧を越えて同サイリスタ34のゲートが開かれる
という誤動作の問題が生じる。本実施例においては、こ
のようなサイリスタ34の後動作を避けるために温度補償
回路としてのダイオード42が設けられている。このダイ
オード42の順方向電圧V_Dは温度が上昇するにつれて直線
的に減少する性質を有しており、したがって、前記
（１）式から分かるように、温度が上昇すると、V_Dの値
が低下する。したがって、V_GKの値も低下し、レアショ
ートのない正常動作中に、一次側の電流I_Bが許容範囲内
で大きくなっても、V_GKがサイリスタ34のゲート・トリ
ガ電圧を越えることがなく、サイリスタ34の誤動作を確
実に防止することが可能となり、ゲート回路の信頼性を
より高めることができる。このダイオード42の温度上昇
に対する電圧V_Dの減少の傾きはこのダイオード42に流れ
込む電流i₂の大きさに依存するしたがって、抵抗器37の
抵抗値R₂の値をサイリスタ34の温度上昇に対するオン動
作電圧の減少の傾きに合うように調整することにより、
サイリスタ34に対するほぼ完全な温度補償を達成するこ
とが可能となる。

ところで、第１図に示す本実施例の回路は好適な回路動
作を行うことができるように様々な配慮のもとに回路設
計がなされている。すなわち、ダイオード41とコンデン
サ40との間に抵抗器39を設けることによって、コンデン
サ40に大電流が流れることがないように、コンデンサ40
の保護を図っている。また、サイリスタ34のアノード側
と抵抗器39との間にダイオード41を設けることによっ
て、低圧コイル22と平滑コンデンサ35とによってLC共振
が生じるのを防止し、かつ、ダイオード42の逆耐電圧を
低いものにすることができるという効果を生み出してい
る。さらに、コンデンサ40の負側はアース側に接続する
ことも可能であるが、本実施例のように、これを入力電
源36の正側に接続することにより、使用するコンデンサ
40の耐圧を小さくできるという効果を得ている。

上記のように本実施例によれば、高圧コイル26にレアシ
ョートが発生した場合には保護ヒューズ32が溶断される
ので、回路動作を停止状態にラッチすることとなる。し
たがって、フライバックトランス20を正常なものと交換
し、保護ヒューズ32を付け換えなければ回路が再動作し
ないこととなり、レアショートに起因する発煙・発火事
故をより安全に防止することができる。

また、第１図の回路では、高圧コイル26側にフォーカス
パック30を設けているが、このフォーカスパック30の回
路が、例えば、その近傍位置にある金属等とショートを
起こしたような場合にも一次側の電流I_Bが増加し、サイ
リスタ34のオン動作によりゲートが開かれ、同様に、保
護ヒューズ32が溶断される。したがって、本実施例の回
路構成においては、高圧コイル26のレアショートばかり
でなくフォーカスパック30のショート等の高圧側の異常
が一次側電流の電流増加によって検出され、直ちにサイ
リスタのゲートが開かれて保護ヒューズの溶断が行われ
ることから、高圧側の回路異常による安全は、より一層
効果的に図れることとなる。

なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく様々
な実施の態様を採り得るものである。例えば、上記実施
例では、高圧出力回路と水平偏向出力回路とを分割しな
い回路構成を示したが、これを分離する場合は水平偏向
コイル17とＳ字補正コンデンサ18は不要となる。しかし
この場合においても水平偏向コイル17だけをダミーイン
ダクタンスに変更することもできる。

また、上記実施例ではゲート回路をサイリスタ34によっ
て構成しているが、このゲート回路は必ずしもサイリス
タ34を用いて構成する必要はなく、他の適宜の回路素
子、例えば、トランジスタを用いて構成してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、低圧コイル側に接続され
ている保護ヒューズと、一次側電流検出回路と、ゲート
回路と、温度補償回路と、電圧平滑回路とを主要回路要
素として、高圧コイルに発生するレアショートの検出と
その保護を図る回路を構成したものであるから、回路素
子の部品点数が少ないことで、回路構成が極めて簡易化
され、回路製造の容易化と装置コストの低減化をともに
図ることが可能となる。また、前記の如く部品点数が少
ないので、その分回路動作の信頼性を高めることが可能
である。また、本発明では、電圧平滑回路によって鋸歯
状成分や急峻な電圧変動成分を取り除いており、また、
温度補償回路によってゲート回路の温度補償を行ってい
るから、ゲート回路の動作が正確なものとなり、レアシ
ョート等に対する安全をより確実に図ることができ、回
路動作の信頼性も高いものとなる。

さらに、本発明では一旦レアショートが検出された場合
には、保護ヒューズが溶断されるので、回路動作が停止
状態にラッチされることとなり、これにより、レアショ
ートに対する安全動作をより確実なものにできる。

さらに、本発明は二次側の異常を一次側の電流増加によ
って検出する構成であるから、レアショート以外の例え
ば高圧コイルに接続されるフォーカスパック回路のショ
ート等の異常も検出して、その安全動作を行い得る。

さらに、高圧コイルのレアショートとその保護を図る本
発明の回路がフライバックトランスと一体型に形成でき
るので、回路のコンパクト化が図れるとともにその取り
扱いも容易となる。その上、前記レアショートの検出と
その保護を図る回路はフライバックトランスの一次側、
すなわち低圧コイル側の結線だけで構成できるから、そ
の回路のAC絶縁を図る上においても便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高圧発生回路の一実施例を示す回
路図、第２図は同実施例における一次側電流検出回路部
分の等価回路図、第３図は従来の高圧発生回路に組み込
まれているレアショートの検出保護回路の回路図であ
る。１……抵抗器、２……トランジスタ、３……コンデン
サ、４……ツェナーダイオード、５……トランジスタ、
６……フォトカプラ、７……トランジスタ、8,9……コ
ンデンサ、10……フォトカプラ、11……Ｘ線保護端子、
12……水平偏向出力回路、13……高圧回路、14……レア
ショート検出・保護回路、15……ダンパーダイオード、
16……共振コンデンサ、17……水平偏向コイル、18……
Ｓ字補正コンデンサ、19……水平出力トランジスタ、20
……フライバックトランス、21……高圧整流ダイオー
ド、22……低圧コイル、23……高圧側端子、24……低圧
側端子、25……中間タップ、26……高圧コイル、27……
ブラウン管、28……アノード、30……フォーカスパッ
ク、31……抵抗器、32……保護ヒューズ、33……一次側
電流検出回路、34……サイリスタ、35……平滑コンデン
サ（電圧平滑回路）、36……入力電源、37,38,39……抵
抗器、40……コンデンサ、41,42……ダイオード、43,44
……抵抗器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フライバックパルスを発生出力する水平偏
向出力回路と、この水平偏向出力回路で発生したフライ
バックパルスを昇圧して、その昇圧出力をブラウン管の
アノードへ加えるフライバックトランスとを備えた高圧
発生回路において、フライバックトランスを構成する低
圧コイルの低圧端側に接続される保護ヒューズと、前記
低圧コイルを流れる一次側電流を検出する一次側電流検
出回路と、この一次側電流検出回路で検出された電流容
量が基準値を越えたときにゲートを開いて前記保護ヒュ
ーズに溶断電流を流し該保護ヒューズを溶断するゲート
回路と、前記ゲート回路に加わる急峻なノイズ変動電圧
を除去してゲート回路の誤動作を防止する電圧平滑回路
と、前記ゲート回路の温度補償を行う温度補償回路とを
含み、前記低圧コイルと、ゲート回路と、保護ヒューズ
とは直列に接続されて閉ループを形成していることを特
徴とする高圧発生回路。