JPS5948592B2 - フライバツクｅｈｔ兼鋸歯波電流発生器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周期的にフライバック期間τ中非導通になり走
査期間Ｔ−τ中導通するスイッチング装置と、該スイッ
チング装置に接続した入力端子を有する回路網であつて
、少くとも１個の一次巻線およびこれに接続され走査期
間中鋸歯状波電流が流れる１個以上のコイルと二次巻線
を有する変成器を含む回路網とを具え、前記二次巻線に
整流回路を接続してフライバック期間中該二次巻線に発
生する電圧パルスからフライバックＥＨＴを得るように
したフライバックＥＨＴ兼鋸歯状波電流発生器であつて
、前記回路網は、変成器の巻線間に存在する漏洩インダ
クタンスのために、フライバック期間中、式： 昌（１＋＾←（１−号Ｓ）） ここでには奇数の整数 Ｓは鋸歯状波電流の走査期間の中心部に おける傾きに対する走査期間の終りに おけるこの電流の傾きの相対的減少量 のＫが１のときの値に略々等しい第１共振周波数ｆαと
、この式のＫが１より大きい奇数の整数のときの値に略
々等しい第２共振周波数ｆ を有すｙるようにした特に
テレビジヨン受像装置用のフライバツクＥＨＴ兼鋸歯状
波電流発生器に関するものである。

オランダ国特許第８８０２０号明細書および「テレビジ
一」ビ一 ・ケルクホフおよびダブリユ・ウエルナー著
、第３版、第Ｘ章からテレビジヨン受像装置用フライバ
ツクＥＨＴ兼鋸歯状波電流発生器に１個以上の一次巻線
と二次巻線を有する変成器を用い、この変成器の巻線の
ような現存する回路素子のインピーダンス、一次巻線と
二次巻線間の漏洩インダクタンス、一般に一次巻線に接
続されているコイルのインダクタンスならびに寄生およ
び非寄生容量を適当な値に設計して走査期間中に二次電
圧に自由振動がほとんどまたは全く発生しないようにす
ることは既知である。

かかる自由振動は有効エネルギーの損失を生じ、このエ
ネルギーは主として変成器で消散されるため変成器の過
熱を生じ、また自由振動が大きい場合走査期間中導通す
べきスイツチング装置が早く非導通になる欠点を有する
。上記文献には、前記回路はフライバツク期間中２つの
共振周波数を有する４次回路網を構成することおよび前
記自由振動は回路素子をこれら２個の共振周波数Ｆｃｔ
およびＦｙがフライバツク期間τの持続時間および走査
期間Ｔ−τの持続時間に応じて規定した値を有するよう
に設計することによつて小さく維持することが示されて
いる。

上式から明らかなように、ｆαおよびＦｙの最適値は、
偏向コイルを流れる鋸歯状波電流の所謂Ｓ字補正を用い
るときのこの電流の傾きの変化程度にも僅かに左右され
る。理論的には振動の全くない走査期間はフライバツク
ＥＨＴ兼鋸歯状波電流発生器におけるｆαおよびｆ を
正確に設計することにより得られる。

しｙかし、不可避の妨害影響のためこのことは実際上達
成できない。

これら妨害影響は次の通りである。（１）回路網内に寄
生リアクタンスが存在すること。このリアクタンスは抑
制し得ない程小さいが振動のない走査を不可能にするに
充分な大きさを有する。（２）フライバツク期間中回路
網に損失があること。

その大部分は整流器を経て取り出すべき有効エネルギー
である。（３）回路素子の公差および製品特性のバラツ
キ。

これらは周波数ｆαおよびＦｙ．を振動のない走査に必
要な値に充分精密に等しくし得なくする。本発明の目的
は前記妨害影響にもかかわらず発生する走査振動を極め
て小さく維持し得る設計方法を提供せんとするにある。
この目的のために本発明は、上述のフライバツクＥＨＴ
兼鋸歯状波電流発生器において、前記回路網は周波数Ｆ
ａおよびＦｙ間にあつて該回路網の入力端子におけるイ
ンピーダンスが最小となる周波数ｆβを有し、前記周波
数は走査期間の持続時間の逆数値の整数倍にほぼ等しい
、周波数ｆβを有することを特徴とする。前記回路網は
２個の並列共振周波数ｆαおよびＦｙ間にあつて回路網
の入力端子におけるインピーダンスが最小（損失の全く
ない回路網の場合は零）となる所定の共振周波数ｆβを
有する。

これは実際上走査期間中、従つてスイツチング装置が導
通中の当該発生器の共振周波数である。フライバツクＥ
ＨＴ発生器の振動のない走査に正確に同調させるには並
列共振周波数ＦｃｔおよびＦｙのみが重要であり、かつ
直列共振周波数ｆβは無関係であることは既知である。
ｆβの値は回路網の入力端子両端間に発生するフライバ
ツクパルスの波形に影響するだけである。本発明は周波
数ｆβの値は前記妨害影響の結果として残存する走査振
動の振幅に極めて大きな影響を与えることおよびこの振
幅はｆβの値を走査期間の持続時間の逆数値の整数倍に
ほぼ等しくすれば最小になることを確かめ、その認識に
基づいて為したものである。

この種の発生器は走査期間中の発生器のＱが前記周波数
ｆβにおいて２５以上となるように設計するのが好適で
ある。

本願人に係る特願昭４７〜３９２３６号にはフライバツ
ク回路網が少くとも３個の共振周波数ｆα，Ｆ，および
Ｆｙまたはそれ以上の共振周波数を有するフライバツク
ＥＨＴ兼鋸歯状波電流発生器が記載されている。

振動のほとんどない走査はこれらの各共振周波数を前記
式：に少くともほぼ等しくすること（とよつて達成する
こともできる．ここでＫは１，３，５または１ツ５，７
のような正の寄数である。

かかる場合には回路網は周波数ｆαおよびＦ，間に回路
網の入力インピーダンスが最小になる第１直列共振周波
数ｆβ１を有すると共に、周波数ｆεおよびＦ，間に回
路網の入力インピーダンスが最小になる第２直列共振周
波数ＦＩ２を有する。ｆβ１慇よびｆβ２は回路網が走
査期間中共振する周波数である。この種のフライバツク
ＥＨＴ発生器においても前記妨害影響のために走査は完
全には無振動にならない。

この場合発生する振動は一般に２つの成分、すなわち周
波数ｆβ，の成分と周波数ｆ／３２の成分とから成る。
互に無関係に、ｆβ１成分を最小振幅にするには周波数
ｆβ１を最適に、すなわち走査期間の持続時間の逆数値
の整数倍にほぼ等しくする必要があると共に、ｆβ２成
分を最小振幅にするには周波数ｆβ２を走査期間の持続
時間の逆数値の整数倍にほぼ等しくする必要があること
を確かめた。

しかし他方、最低周波数成分は一般に高周波数成分より
も著しく大きい振幅を有することを確かめた。

前記回路網がフライバツク期間中Ｆｃｔおよびｆ 間に
、前記式においてＫが奇数の整数のとｙ ゝきの
前記式にほぼ等しい第３共振周波数ｆεを有するフライ
バツクＥＨＴ兼鋸歯状波電流発生器に対しては、ｆαお
よびＦ，間における回路網の入力端子のインピーダンス
が最小となる周波数ｆβ１を走査期間の持続時間の逆数
値の整数倍にほぼ等しくすれば走査振動の著しい減少が
予め達成される。

前述したように最適設計は回路網の入力端子におけるイ
ンピーダンスが最小となるＦ６およびＦ，間の前記周波
数ｆβ，も走査期間の持続時間の逆数値の整数倍にほぼ
等しくするときに達成される。図面につき本発明を説明
する。第１図の例は一次巻線２、この一次巻線に結合し
た１個以上の補助巻線３および二次巻線４を有する変成
器１を示す。

一次巻線２の口出しタツプ６を電圧供給源７の正端子に
接続し、その負端子は接地する。複数個の偏向コイル９
、直線性補正器１０およびＳ字補正コンデンサ１１の直
列回路を一次巻線の第２０出しタツプ８と下側端子との
間に配置する。一次巻線の口出しタツプ８と下側端子は
口出しタツプ６に対し対称に位置させて、この直列回路
を大地に対し対称に附勢する。スイツチとして作動する
トランジスタ１２を一次巻線の上側端子と大地との間に
設けると共に、コンデンサ１３をこのトランジスタと並
列に接続する。前記二次巻線４の一端を接地し、他端を
整流器１４および平滑コンデンサ１５より成る整流回路
に接続する。整流器から得られるフライバツクＥＨＴを
テレビジヨン受像管の加速陽極（図示せず）に接続する
。走査期間の終了毎にトランジスタ１２を周期的に遮断
するスイツチングパルスを分離変成器１８、直列インダ
クタンス１９および並列ダイオード２０を経てトランジ
スタ１２のベースとエミツタの間に供給する。

トランジスタ１２は所謂低速スイツチングトランジスタ
で、素子１９および２０は走査期間の終了時におけるこ
のトランジスタの遮断を加速するように設ける。第２図
は第１図の回路の簡単化した等価回路図である。

この等価回路図において、Ｅは電圧源７を示し、ＳＷは
トランジスタ１２およびダイオード２０より成るスイツ
チを示す。Ｃ，はトランジスタ１２のコレクターエミツ
タ間容量および一次巻線２、補助巻線３、偏向コイル９
および直線性補正器１０の寄生容量を加えたコンデンサ
１３の容量を示す。Ｌ１は一次巻線２およびこれに接続
された偏向コイル９および直線性補正器１０の、スイツ
チが接続されている端子に変換したインダクタンスを示
す。Ｌ２は二次巻線４と一次巻線２との間の漏洩インダ
クタンスおよびＣ２は二次巻線の寄生容量および整流回
路の入力容量を示す（これらもスイツチが接続されてい
る端子に変換されてい５。走査期間中スイツチＳＷは閉
じる。これがため電圧供給源７からの電圧Ｅがコンデン
サＣ１の両端間に発生すると共にイ・″ダクタＬ１の両
端間にも発生する。その結果、時間と共に直線的に変化
する（鋸歯状波）電流がインダクタＬ１を流れる。トラ
ンジスタ１２のベース電極に供給されるパルスによつて
スイツチＳＷは非導通にされ、インダクタＬ１内に存在
する磁気エネルギーのために回路網内に自由振動が発生
する。これら振動はコンデンサＣ，およびＣ２の両端間
にパルス状電圧Ｖ１および２、すなわちフライバツクパ
ルスを発生する。コンデンサＣ，の両端間のフライバツ
クパルスが供給電圧−Ｅの値に減少すると同時に、すな
わちトラジスタ１２のコレクタ電位が大地に対し負にな
ると同時に、トランジスタ１２のコレクターベースのＰ
ｎ接合が順方向バイアスになつて、次の走査期間が開始
する。これがため第２図の等価回路図内のスイツチＳＷ
はこのスイツチの両端間に存在するフライバツク電圧が
零になると同時に自動的に閉じる。第１図の回路におけ
る鋸歯状波電流は走査期間の第１部分中ダイオード２０
、トランジスタ１２のベース−コレクタ接合、変成器１
および偏向コイル９を経て電圧供給源Ｔに流れ、電圧供
給源Ｔにエネルギーを帰還する。

走査期間の開始からしばらくするとトランジスタ１２の
ベースーエミツタ接合がこのトランジスタ１２のベース
電極に供給されるパルスによつて導通状態にされて、走
査期間の第２部分中は反対極性の鋸歯状波電流が電圧源
Ｔから変成器１および偏向コイル９を経て、次いでトラ
ンジスタのコレクタ電極およびエミツタ電極を経て大地
に流れ、この場合電圧供給源Ｔはエネルギーを回路網に
供給する。走査期間中鋸歯状波電流をインダクタＬ，の
みを経て流し、インダクタＬ２およびコンデンサＣ，に
存在する電気または磁気エネルギーにより自由振動が発
生しないようにする必要がある。

振動のないかかる走査期間は、インダクタＬ，を流れる
電流を全走査期間中零に等しくし、従つてフライバツク
期間の開始時および終了時においても零に等しくすると
共にコンデンサＣ，の両端間の電圧を電池電圧−Ｅに等
しくすれば得られる。この条件を満足させるためにはフ
ライバツク期間回路網、すなわちスイツチＳＷが開いて
いる場合の回路網の各共振角周波数αに次の２つの関係
を満足させる必要がある。

これら関係式においてτはフライバツク期間、Ｋは奇数
の整数、ＩＯはフライバツク期間の開始時の鋸歯状波電
流値、ｉ’ｏはフライバツク期間の開始時におけるこの
電流の時間の導函数、φαは位相角である。

両式からφＢを消去することができる。この場合ατは
τｉ’ｏ／ＩＯの級数列で展開される。この救数列を最
初の２項に限定すると、一．’ となる。

完全に直線性の鋸歯状波電流がインダクタＬ，、従つて
偏向コイルを流れるときは、走査期間中のこの電流の導
関数（傾き）ｉ’は一定で、となり、鋸歯状波電流ｄ−
線期間の開始時における傾きは走査期間の終了時におけ
る傾きに常に等しく、ｉ’ｏ＝ｉ’であるから、ＩＯ となり、両辺に一をかけると、 τ が成立する。

ここでＴ−τは走査期間である。しかし、偏向電流が第
１図のｓ字補正コンデンサ（第２図の等価回路において
は度外視されている）の結果としてテレビジョン受像装
置において慣例の僅かにＳ字状の特性を有すると、近似
的に．′τ１へ ９， が成立する。

ここでＳは走査期間の中心における偏向電流の傾きに対
する走査期間の終端におけるこの電流の傾きの相対的減
衰量である。この場合ατに対する上述した条件はα に変化する。

ｆα＝・元はとなる。

振動のない走査を得るためには上述したように式（１）
および（２）、従つて式（３）をフライバツク回路網の
各共振周波数に適用する必要がある。第２図の回路網は
フライバツク期間中２個の共振角周波数α＝２πＦａお
よびｙ＝２πＦｙ，すなわちを有する。

この回路網は、振動のない走査を得るためにＦａがＫ＝
１の場合の式（３）を満足すると共にＦ，もＫ＝３また
はＫ＝５等の場合の式（３）を満足するように設計する
。周波数ｆαおよびＦ，に加えて、回路網は第３の特性
周波数ｆβ、すなわちＦａおよびＦ，間にあつて回路網
のインピーダンスが最小（有）になる周波数を有する。

第２図の回路網の場合これはＬ２およびＣ２の直列共振
周波数であり、即ちβ２＝（２πｆβ）２＝］÷Ｇであ
る。

所定周期Ｔおよび先に選定したフライバツタ期間τにお
いてｆαおよびＦ，の値は式（３）にて与えられる条件
により定まる。しかし、ｆβはＦ６とＦ，との間に自由
に選択することができる。式（３）に従つて決定される
値ｆαおよびＦ，に対しｆβの値は回路網の入力端子間
に発生するフライバツクパルスの形状を決定することが
既知である。

これを第３図に種々の値のｆβに対して曲線１で示す。
この図に示すように、ｆβの値が低い場合電圧Ｖ１はフ
ライバツク期間の終了前に電池電圧値以下に減少する。
これを防止するためにｆβは一般に充分大きく選択し、
特にｆβはＶてｉワゴβ（Ｆ，の範囲内に位置させる。
ｆβをｆαくｆβく！ｆ（：Ｔｆ，の範囲内に選択する
場合は、スイツチング装置をフライバツクＥＨＴ兼鋸歯
状波電流発生器においてこれらスイツチング装置が予め
決めたフライバツク期間τの終了前に導通しないように
用いる必要があること明らかである。周波数ｆβの位置
は走査期間中に発生する振動の振幅にも著しく影響する
ことを確かめた。

この振動は、振動の全くない走査期間は前述した妨害影
響のために達成し得ないために生ずる。このｆβの振動
振幅への影響を第３図に曲線ＥＲで示す。この曲線は走
査期間中前記不所望な振動を発生するエネルギー，とフ
ライバツク期間中の回路網の全電磁エネルギーとの比を
ｆβの函数として示す。これから明らかなようにこのエ
ネルギー比は所定の値のｆβにおいて最大値を有し、そ
れらの間に位置する値で最小値を有する。ＥＲ曲線の最
大値は を満足するｆβの値において発生する。

しかし、πｆβ（Ｔ−τ）は１より大きいため、前記最
大値はにおいて近似的に発生する。

これはｆβ（Ｔ−τ）＝ｎ＋％（ｎ＝整数）の場合であ
る。

最大値間に位置する最小値はに適合する値のｆβにおい
て発生する。

第３図の曲線はフライバツク比がτ／卜０．１５でｆα
がＫ＝１の場合の式（３）を満足しｆ がＹＫ＝３の場
合（第３高周波同調）の式（３）を満足するフライバツ
クＥＨＴ兼鋸歯状波電流発生器に対し決定される。

第３図は種々の最小値と関連するｎの値を示す。満足な
波形の一次フライバツクパルスと最小振幅の走査振動の
両方を得るためにはｎをこの場合には７に等しく選択す
る必要があることがわかる。ｆβを上述したように設計
すると２つの重大な利点が得られること明らかである。

（１）鋸歯状波発生器の正確な同調を不可能にする前記
妨害影響の所定の性質および大きさに対し、これにより
生ずる走査振動の振幅ができるだけ小さく維持される。

換言すれば、所定の許容振幅の走査振動に対し、籠およ
びＦ，のそれらの正確な同調値に対する相当大きな偏差
を許容できる。（２）同一製造ラインの種々の製造上の
公差および製品特性のバラツキにより生ずるｆβのバラ
ツキは走査振動の振幅にほとんど影響しない。

これに対しＦＢが例えば最大値と最小値との間のｎ−７
４中間に位置するとき、例えばｆβ＝］こ７のときｆβ
の製造上のバラツキは走査振動の振幅に大きく影響する
。

第３図にＥＲで示す曲線はスイツチが閉じている場合に
Ｅ，ＳＷ，Ｌ，，Ｃ２より成る振動回路に所定量の抵抗
性損失（Ｑは約２０）を有する回路網に対し決定される
。

これらの損失を減少させるとＥＲ曲線の最大値は増大し
最小値は減少することを確かめた。抵抗性損失、特に変
成器１の銅損および鉄損を減少させると、ｆβを上述し
た最適値に設計することによつて走査振動をさらに減少
させることができる。ｆβを最適に設計しない場合には
かかる手段は走査振動を増大する結果となる。ｆβの正
しい設計を使用して最適結果を得るためには走査回路の
Ｑを２５以上に選択するのが好適である。２５のＱと関
連してｆβを正しく設計する場合には振動エネルギー比
（ＥＲ）は比Ｆｙ／ｆαのその最適値に対する比較的大
きな偏差（５％）に対し僅か約Ｈ％になることを確かめ
た゜このＱは走査期間中の走査振動の指数函数減少から
簡単に決めることができる。

最小値≠←の両側に位置するＥＲ曲線における最大値は
約ｆβ＝苓；番および、卆ιに位置する。

これがため最小値と最大値との間隔は？である。さらに
第３図はｆβ力場適値六から約±ｉ〒＝Ｆ以上はなれな
いようにしてＥＲ曲線の最小値内に充分位置するように
する必要があることを示す。これがためＴ−τを約５５
μＳｅｃとするテレビジヨン受像装置に対してはｆβの
許容偏差は約±２．３ＫＨｚとなる。上述したところか
らｆβに対しては絶対精度（ＫＨｚ）が必要とされ、相
対精度咽は必要ない。第４図の例において対応する素子
は第１図と同一の符号で示す。

第１図の例と比較して、第４図の例は一端を電圧供給源
１の正端子に接続すると共に他端を並列ＬＣ回路１６，
１７を経てトランジスタ１２のコレクタ電極に接続した
追加の変成器巻線５を具える。その等価回路図を第５図
に示す。この等価回路図においてＬ３およびＣ３はコイ
ル１６のインダクタンスおよびコンデンサＩＴの容量を
示し、Ｌ４は巻線４と５との間の漏洩インダクタンスで
ある。前記本願人に係わる特願昭４７〜３９２３６号明
細書に説明されているように第５図の回路網は３個の共
振周波数ｆα，ｆεおよびｆ を示し、これら周波数を
これらのすべての周ｙ波数がそれぞれＫが奇数の整数で
、例えばＫ＝１．５および７のときの式（３）を満足す
るように選択することによつてほぼ無振動の走査期間を
得ることができる。

この場合には回路網は回路網のインピーダンスが最小零
となる２個の周波数ψ，およびｆβ，を有し、その第１
の周波数ｆβ，はｆαとＦ６との間に位置し、第２の周
波数ｆβ，はＦ，とＦｙとの間に位置する。

前述した妨害影響のためにこの場合にもある程度の振動
が走査期間中に発生する。これら振動は周波数ｆβ，の
第１成分と周波数ｆβ，の第２成分よりなる。所定の限
界値（±ｉ 丁ァ）内でｆβ，を走査期間の持続時間の
逆数値の整数倍Ｑ壬．；Ｎｌｉよ整数）に等しく選択す
ることによつて前記第１成分の振幅を最小値に調整でき
ると共に、同様に所定の限界値（±ｉ「ヤ内でｆβ，を
走査期間の持続時間の逆数値の整数倍（雇品；ｍは整数
）に等しくすることによつて前記第２成分の振幅も最小
に調整することができる。

第５図の等価回路図において他の周波数の位置はそのま
まにしてｆβ，の増大はＬ３およびＬ，を減少させると
共にＣ，およびＣ３を増大させかつ他の素子を僅かに調
整することによつて実現できる。

Ｆｌｊ，の増大はＣ３を減少し、Ｃ，を増大しかつ他の
素子を僅かに調整することによつて実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフライバツクＥＨＴ兼鋸歯状波電
流発生器の第１例の回路図、第２図は第１図の回路の等
価回路図、第３図は本発明の原理説明図、第４図は本発
明によるフライバツク汀兼鋸歯状波電流発生器の第２例
の回路図、第５図は第４図の回路の等価回路図である。 １ ・・・変成器、２・・・一次巻線、３・・・補助巻
線、４・・・二次巻線、５・・・追加の変成器巻線、Ｔ
・・・電圧供給源、９・・・偏向コイル、１０・・・直
線性補正器、１１・・・Ｓ−補正コンデンサ、１２・・
・トランジスタ（スイツチング装置）、１３・・・コン
デンサ、１４・・・整流器、１５・・・平滑コンデンサ
、１６，ＩＴ・・・並列ＬＣ回路、１８・・・分離変成
器、１９・・・直列インダクタンス、２０・・・並列ダ
イオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周期的にフライバック期間τ中非導通になり走査期
   間Ｔ−τ中導通するスイッチング装置と、該スイッチン
   グ装置に接続した入力端子を有する回路網であつて、少
   くとも１個の一次巻線およびこれに接続され走査期間中
   鋸歯状波電流が流れる１個以上のコイルと二次巻線を有
   する変成器を含む回路網とを具え、前記二次巻線に整流
   回路を接続してフライバック期間中該二次巻線に発生す
   る電圧パルスからフライバックＥＨＴを得るようにした
   フライバックＥＨＴ兼鋸歯状波電流発生器であつて、前
   記回路網は、変成器の巻線間に存在する漏洩インダクタ
   ンスのために、フライパック期間中、式： （Ｋ）／（２π）｛１＋［４］／［π＾２Ｋ＾２］［τ
   ］／［Ｔ−τ］（１−［２］／［３］Ｓ）｝ここでＫは
   奇数の整数Ｓは鋸歯状波電流の走査期間の中心部に おける傾きに対する走査期間の終りに おけるこの電流の傾きの相対的減少量 に等しい補正係数 のＫが１のときの値に略々等しい第１共振周波数ｆ＿α
   と、この式のＫが１より大きい奇数の整数のときの値に
   略々等しい第２共振周波数ｆ＿ｙを有するようにしたも
   のにおいて、前記回路網は周波数ｆ＿αおよびｆ＿ｙ間
   にあつて該回路網の入力端子におけるインピーダンスが
   最小となる周波数ｆ＿βを有し、この周波数ｆ＿βは走
   査期間の持続時間の逆数値の整数倍にほぼ等しくしたこ
   とを特徴とするフライバックＥＨＴ兼鋸歯状波電流発生
   器。