JPS642268B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は陰極線管等の高圧電力供給段におい
て、２つの出力トランスを用いた大電力型並列接
続型の電力バランスを自動的に補正する高圧安定
化装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a high voltage stabilizing device that automatically corrects the power balance of a high power type parallel connection type using two output transformers in a high voltage power supply stage of a cathode ray tube or the like. .

最近複数の陰極線管を用いた投写型テレビジヨ
ン受像機及び超大画面テレビジヨン受像機の様に
高圧出力100Wという大電力型のテレビジヨン受
像機の高圧回路が要望される様になつた。通常一
般のカラーテレビ受像機は30KV時、30W前後で
あり、それに比べると３〜４倍の高電力となる。
またビーム電流に対する安定度（レギユレーシヨ
ン）も更に要求されるため、フライバツクトラン
スを２個用いて並列動作させ、各々の出力巻線電
流を1/2にする方式が一般に行われており、大き
なトランスを新たに開発する事なく、安定度の良
い高圧を得ている。上述のようにトランスを２つ
にする理由は大きさの他にスイツチング出力トラ
ンジスタのVA積の増加も大きな理由であり、
1200（Ｖ）×10(A)＝12KVA程度にもなるため水平
出力トランジスタとしては非常に特殊なものが要
求されることになる。またレギユレーシヨンの限
界も理由の１つである。 Recently, there has been a demand for high voltage circuits for high power type television receivers with a high voltage output of 100 W, such as projection type television receivers and super large screen television receivers that use a plurality of cathode ray tubes. Normally, a general color TV receiver has a power consumption of around 30W at 30KV, which is 3 to 4 times higher than that.
Furthermore, stability (regulation) with respect to the beam current is also required, so a method is generally used in which two flyback transformers are operated in parallel and the output winding current of each is halved. High pressure with good stability is obtained without the need for new development. As mentioned above, the reason for using two transformers is not only the size, but also the increase in the VA product of the switching output transistor.
Since it is about 1200 (V) x 10 (A) = 12 KVA, a very special horizontal output transistor is required. Another reason is the limitation of regulation.

第１図に３管方式の投写型カラーテレビジヨン
受像機の高圧電力供給段を示す。３管方式では、
色ずれの問題から高圧電力は共通の電圧を用いる
事が必要条件である。１は入力電源端子であり、
電圧制御トランジスタ２のコレクタに接続され、
負帰還制御回路２５によつて制御された電圧は、
エミツタから抵抗４，５を介して２つのフライバ
ツクトランス６，７の入力巻線６ａ，７ａにそれ
ぞれ与えられ、この入力巻線６ａ，７ａの他端
は、それぞれ出力トランジスタ８，９のコレクタ
および共振コンデンサ１０，１１に接続される。
一方トランジスタ２のエミツタには負荷からの電
流をバイパスするコンデンサ３が入つている。各
フライバツクトランスの二次巻線６ｂ，７ｂの高
圧パルスは整流器１２，１３によつて整流され、
抵抗１４，１５を介して共通負荷に供給される。
共通負荷端子電圧V_Hは、抵抗１６，１７の分割
器によつて分圧され、トランジスタ２１のベース
に入り抵抗２２，２４、可変抵抗２３によつて分
圧調整され負帰還制御回路２５に帰還される。な
お１８，１９，２０は陰極線管を示す。一般に電
圧出力端子を並列接続して電流を取り出すと出力
電圧に差があれば出力電圧の高い方に電力が集中
し平衡動作がくずれてしまい破壊に至る危険があ
るため、あるインピーダンスを介して接続し、あ
る程度のアンバランスを防止している。第１図に
示した従来の場合には、出力側の抵抗１４，１５
および入力側の抵抗４，５がその役目を果たして
おり、高電力の抵抗を用いている。 FIG. 1 shows the high-voltage power supply stage of a three-tube projection color television receiver. In the 3-tube system,
Due to the problem of color shift, it is necessary to use a common voltage for high-voltage power. 1 is the input power terminal,
connected to the collector of voltage control transistor 2;
The voltage controlled by the negative feedback control circuit 25 is
The emitter is applied to input windings 6a and 7a of two flyback transformers 6 and 7 via resistors 4 and 5, respectively, and the other ends of these input windings 6a and 7a are connected to the collectors of output transistors 8 and 9, respectively. Connected to resonance capacitors 10 and 11.
On the other hand, the emitter of the transistor 2 includes a capacitor 3 that bypasses the current from the load. The high voltage pulses in the secondary windings 6b and 7b of each flyback transformer are rectified by rectifiers 12 and 13,
It is supplied to a common load via resistors 14 and 15.
The common load terminal voltage V _H is divided by a divider of resistors 16 and 17, enters the base of a transistor 21, is adjusted by resistors 22 and 24, and a variable resistor 23, and is fed back to a negative feedback control circuit 25. be done. Note that 18, 19, and 20 indicate cathode ray tubes. In general, if voltage output terminals are connected in parallel to extract current, if there is a difference in output voltage, power will be concentrated on the side with a higher output voltage, disrupting balanced operation and risking damage, so connect them through a certain impedance. This prevents some degree of imbalance. In the conventional case shown in FIG. 1, the output side resistors 14 and 15
And the resistors 4 and 5 on the input side play that role, and high-power resistors are used.

従来の回路では一定負荷電流の時には、バラン
スする様に抵抗値を調整すればフライバツク電力
を等分する事は可能であるがテレビジヨン映像の
様に零から最大負荷までの任意に変動する負荷電
流に対しては一致させる事は不可能であり、瞬時
をとらえると異常なアンバランスを生じているた
め破壊に至る。 In conventional circuits, when the load current is constant, it is possible to divide the flyback power equally by adjusting the resistance value so that it is balanced, but when the load current changes arbitrarily from zero to maximum load, as in the case of television images, it is possible to divide the flyback power equally. It is impossible to make them match, and if you capture the moment, there will be an abnormal imbalance, which will lead to destruction.

さらに一般に負荷電力が30W前後であれば、出
力トランジスタ８，９も制御トランジスタ２も、
機器の中に組み込んだ場合の熱設計が一般的であ
つて、最大定格も満足し得る素子があるが、高圧
出力が100W以上になると入力電力は150W前後と
なり制御トランジスタの電力も大きくなり30W前
後となる。一方電源の容量としても150V出力で
1.5Aから2A程度になると一般的なものが使用出
来なくなるので、電源を分離して働せたいという
要求が起こつて来るものである。 Furthermore, if the load power is generally around 30W, the output transistors 8 and 9 and the control transistor 2 will
Thermal design when built into equipment is common, and there are elements that can satisfy the maximum rating, but when the high voltage output exceeds 100W, the input power is around 150W and the power of the control transistor also increases, around 30W. becomes. On the other hand, the capacity of the power supply is 150V output.
When the voltage drops from 1.5A to around 2A, standard power supplies become unusable, and a demand arises for separate power supplies.

そこで本発明は、高圧電力を２つの高圧発生回
路より得るとともに、それぞれ電力をすべての負
荷状態にわたり1/2ずつにバランスさせることを
目的とし、電源を分離型にして電力配分をしよう
とする場合の要請も満たすものである。 Therefore, the present invention aims to obtain high-voltage power from two high-voltage generating circuits, and balance the power by 1/2 for each load state, and when attempting to distribute power by separating the power supplies. This also satisfies the requirements of

第２図に本発明の実施例の基本構成図を示す。
高圧出力電圧のレギユレーシヨンの改善と電力容
量の点から高圧フライバツクトランスは２７，３
６の２つを用い、二次巻線２７ｂ，３６ｂのパル
スをそれぞれダイオード２８，３７と抵抗２９，
３８を介して整流し２つの出力を接続している。
２つのフライバツクトランス２７，３６は高圧発
生回路２６と３５によつて駆動され、バランス制
御回路３４によつて制御される。バランス制御回
路３４には、高圧出力V_Hからの検出電圧を抵抗
３２，３３の分割点より加えると共に、２つの負
荷電流差を検出する電流差検出器４１からの出力
電圧が加えられ、２つの高圧発生回路２６，３５
を制御している。フライバツクトランス２７の出
力電流をI_B1とし、フライバツクトランス３６の
出力電流をI_B2とすると、各々の電流値は、巻線
２７ｂ、巻線３６ｂにそれぞれ直列接続された抵
抗３０，３９に発生する負電圧として検出され
る。コンデンサ３１，４０は、平滑用のコンデン
サであり、上記で検出された電圧は電流差検出器
４１に加えられている。 FIG. 2 shows a basic configuration diagram of an embodiment of the present invention.
High-voltage flyback transformers are suitable for improving high-voltage output voltage regulation and power capacity.
6, the pulses of the secondary windings 27b and 36b are passed through the diodes 28 and 37 and the resistors 29 and 36, respectively.
38 to connect the two outputs.
The two flyback transformers 27 and 36 are driven by high voltage generation circuits 26 and 35 and controlled by a balance control circuit 34. To the balance control circuit 34, a detection voltage from the high voltage output V _H is applied from the dividing point between the resistors 32 and 33, and an output voltage from a current difference detector 41 that detects the difference between two load currents is applied. High pressure generation circuit 26, 35
is controlled. When the output current of the flyback transformer 27 is I _B1 and the output current of the flyback transformer 36 is I _B2 , each current value is generated in the resistors 30 and 39 connected in series with the windings 27b and 36b, respectively. detected as a negative voltage. The capacitors 31 and 40 are smoothing capacitors, and the voltage detected above is applied to a current difference detector 41.

この結果電流差が０になる様に２つの高圧発生
回路２６，３５が制御されるため、出力電圧端子
を共通接続とすれば、トランス電力は電流に比例
し、トランス出力電圧差は無くなる事になる。 As a result, the two high voltage generation circuits 26 and 35 are controlled so that the current difference becomes 0, so if the output voltage terminals are connected in common, the transformer power will be proportional to the current, and the transformer output voltage difference will disappear. Become.

即ち高圧発生回路を何らかの手段で制御し、ト
ランス二次側の出力パルスを一致させようと働か
せるものである。 That is, the high voltage generation circuit is controlled by some means to make the output pulses on the secondary side of the transformer match.

更に具体的な実施例を第３図に示す。出力トラ
ンス６１，７４は、それぞれスイツチングトラン
ジスタ５７，７７によつて駆動され、二次側巻線
出力をダイオード６２，７３によつて整流し、出
力電圧V_Hを得ている。負荷電流検出は第２図と
同様に、抵抗６４，７５の電圧を用い、コンデン
サ６５，７６によつて平滑されている。トランジ
スタ５７，７７には共振コンデンサ５８，７８が
それぞれ並列に接続され、更にチヨークコイル５
９，７９と直流阻止コンデンサ６０，８０の直列
回路がそれぞれ更に並列接続されている。この高
圧発生回路は入力電圧制御型であり、それぞれ電
圧制御トランジスタ４８と８５によつて制御され
る。各々の高圧発生回路は誤差検出増巾器の役目
をするトランジスタ５０，８２によつて制御され
抵抗４６と４７、８７と８６の分割点がそれぞれ
電圧制御トランジスタ４８，８５のベースに接続
されている。この電圧制御トランジスタ４８，８
５のコレクタ・エミツタ間には逆方向ダイオード
４５，８４が並列に接続され、また各エミツタは
バイパスコンデンサ４９，８３を介して接地され
ている。誤差検出増巾器５０，８２の各エミツタ
は基準電圧を得るために、抵抗５１とダイオード
５２およびツエナーダイオード５３の直列回路の
中間点に共通に接続する。高圧V_Hの電圧を帰還
するために抵抗６６および６７の電圧をトランジ
スタ６８でインピーダンス変換し、抵抗６９，７
１と可変抵抗７０による分割電圧を、抵抗５４，
５５を介して誤差検出増巾器トランジスタ５０，
８２のベースに印加している。トランジスタ５０
のベースは抵抗５６を介して電流差検出器４１の
出力V₀に接続され、差電流に応じて高圧発生回
路が更に制御される。他方のトランジスタ８２の
ベースは抵抗８１によつて接地され固定されてい
る。 A more specific example is shown in FIG. The output transformers 61 and 74 are driven by switching transistors 57 and 77, respectively, and rectify the secondary winding outputs by diodes 62 and 73 to obtain an output voltage _VH . Load current detection uses the voltages of resistors 64 and 75, which are smoothed by capacitors 65 and 76, as in FIG. Resonant capacitors 58 and 78 are connected in parallel to the transistors 57 and 77, respectively, and a chiyoke coil 5
9 and 79 and a series circuit of DC blocking capacitors 60 and 80 are further connected in parallel. This high voltage generation circuit is of an input voltage control type and is controlled by voltage control transistors 48 and 85, respectively. Each high voltage generation circuit is controlled by transistors 50 and 82 that serve as error detection amplifiers, and the dividing points of resistors 46 and 47 and 87 and 86 are connected to the bases of voltage control transistors 48 and 85, respectively. . This voltage control transistor 48, 8
Reverse direction diodes 45 and 84 are connected in parallel between the collector and emitter of 5, and each emitter is grounded via bypass capacitors 49 and 83. The emitters of the error detection amplifiers 50 and 82 are commonly connected to the midpoint of a series circuit of a resistor 51, a diode 52, and a Zener diode 53 in order to obtain a reference voltage. In order to feed back the voltage of high voltage _VH , the voltage of resistors 66 and 67 is impedance-converted by transistor 68,
1 and the variable resistor 70, the resistor 54,
Error detection amplifier transistor 50 through 55;
It is applied to the base of 82. transistor 50
The base of is connected to the output V ₀ of the current difference detector 41 via a resistor 56, and the high voltage generation circuit is further controlled according to the difference current. The base of the other transistor 82 is grounded and fixed by a resistor 81.

電流差検出器４１は演算増巾器を用いて入力端
V₁，V₂に前述した抵抗６４，７５による検出電
圧を印加する。入力抵抗９１，９２の値をR₁と
し、抵抗９４，９３の値をR₂とすると、この電
流差検出器の出力V₀は V₀＝R₂／R₁（V₂−V₁） となり、入力電圧差に比例した出力即ち高圧負荷
電流の差に比例した電圧を検出出来る事になる。 The current difference detector 41 uses an operational amplifier to
The voltages detected by the resistors 64 and 75 described above are applied to V ₁ and V ₂ . If the value of the input resistors 91 and 92 is _R1 , and the value of the resistors 94 and 93 is _R2 , the output _V0 of this current difference detector is _V0 = _R2 / _R1 ( _V2 - _V1 ). , it is possible to detect an output proportional to the input voltage difference, that is, a voltage proportional to the high voltage load current difference.

第３図の実施例の場合、入力電源は、２つのト
ランス４２，９０およびダイオード４３，８９お
よびコンデンサ４４，８８により構成されている
が、これは一例にすぎない。大容量の場合は単一
電源出力でもよい。 In the embodiment of FIG. 3, the input power source is constituted by two transformers 42, 90, diodes 43, 89 and capacitors 44, 88, but this is only an example. If the capacity is large, a single power supply output may be used.

本実施例の電流バランス動作を説明する。何ら
かの原因でたとえばフライバツクトランスの昇圧
比のばらつき等でトランス６１の電圧の方が高く
なりかけ、負荷電流が増加しようとすると、演算
増巾器の入力端の一方の電圧V₁は更に負になる
ためV₀の電圧が発生し、抵抗５６を介してトラ
ンジスタ５０のベース電位を上昇させる。したが
つて制御トランジスタ４８のエミツタ電圧E₁を
減少させようと負帰還がかかりフライバツクトラ
ンス６１の出力が下がろうとし電流I_B1＝I_B2にな
るまで制御される。 The current balance operation of this embodiment will be explained. For some reason, for example, due to variations in the step-up ratio of the flyback transformer, the voltage of the transformer 61 begins to become higher, and when the load current attempts to increase, the voltage V ₁ at one of the input terminals of the operational amplifier becomes even more negative. Therefore, a voltage of V ₀ is generated, which increases the base potential of the transistor 50 via the resistor 56. Therefore, negative feedback is applied to reduce the emitter voltage E ₁ of the control transistor 48, and the output of the flyback transformer 61 is controlled until the current I _B1 =I _B2 begins to decrease.

第４図に他の実施例を示す。第３図が高圧発生
回路の電圧を制御したのに対し、チヨークコイル
５９，７９の代わりに可飽和リアクタ１００およ
び１０１を用いて、そのインダクタンス変化によ
り高圧巻線のパルス電圧を制御するものである。
第３図の実施例と異なる部分を説明すると、第３
図と同様にして検出した負荷の電流差をV₀電圧
によつてバランス制御回路９９を駆動し、このバ
ランス制御回路出力をベース入力とするトランジ
スタ９５，９８によつて可飽和リアクタ１００，
１０１の制御巻線電流を変化させる。なおトラン
ジスタ９５，９８にはエミツタ抵抗９６および９
７を接続している。 FIG. 4 shows another embodiment. While the voltage of the high-voltage generating circuit is controlled in FIG. 3, saturable reactors 100 and 101 are used instead of the choke coils 59 and 79, and the pulse voltage of the high-voltage winding is controlled by changes in their inductances.
To explain the different parts from the embodiment shown in FIG.
The balance control circuit 99 is driven by the V ₀ voltage based on the load current difference detected in the same manner as shown in the figure, and the saturable reactor 100,
The control winding current of 101 is changed. Note that the transistors 95 and 98 have emitter resistors 96 and 9.
7 is connected.

第５図には、第３図、第４図の実施例で述べた
電流バランス動作の特性を示す。図中、実線は本
発明によつて負荷電流がバランスした場合の負荷
変動に対する負荷電流変化を示し、破線・一点鎖
線はそれぞれ本発明によらない場合の負荷電流変
化を示す。第５図ａは、負荷変動に対し比較的リ
ニアにバランスがくずれていく場合のバランス制
御動作を示しており、同図ｂは、急激な変化を示
す場合のバランス制御動作を示せ。第５図ｂで本
発明によらないものでは、負荷電流がI_Sの場合に
は一致しているが、それより増加した場合にI_B1
とI_B2の比が２倍近くにもなるおそれがあり、全
負荷電力が100Wとすれば33Wと66Wにり大きな
アンバランスを発生することが表わされている。 FIG. 5 shows the characteristics of the current balance operation described in the embodiments of FIGS. 3 and 4. In the figure, the solid line shows the load current change with respect to load fluctuation when the load current is balanced according to the present invention, and the broken line and the dashed-dotted line show the load current change when the present invention is not applied. FIG. 5a shows the balance control operation when the balance deteriorates relatively linearly with respect to load fluctuations, and FIG. 5b shows the balance control operation when there is a sudden change. In Fig. 5b, which is not according to the present invention, when the load current is I _S , they match, but when the load current increases from that point, I _B1
There is a possibility that the ratio of I B2 and I _B2 may nearly double, and if the full load power is 100 W, a large imbalance will occur between 33 W and 66 W.

一方上記の実施例によれば任意の負荷電流に対
し完全にトランス出力電力をバランスさせる
（I_B1＝I_B2）事が出来、最小の電力設計が可能とな
り小型、低コストの高圧安定化装置が実現出来
る。また２つの電源系統に分けて用いる事も出来
るため、大型電源がセツト構成上あるいは、トラ
ンジスタ及びトランスの定格上実現出来ない時に
は非常に有効な手段である。さらに従来の場合で
はバランス差を吸収しようとすれば、抵抗４，５
あるいは１４，１５を大きくする必要があり、電
力損失、レギユレーシヨンの劣化が目立つ欠点も
あつたが、本発明によればレギユレーシヨン劣化
を起こさす電力バランスを得ることができ、非常
に有効である。なお電流差の誤差は、検出抵抗６
４と７５を精度の良いものを選び、演算増巾器の
オフセツト分を無視すれば実用上十分な精度が確
保できる。 On the other hand, according to the above embodiment, the transformer output power can be perfectly balanced for any load current (I _B1 = I _B2 ), making it possible to design the minimum power and creating a small, low-cost high voltage stabilizing device. It can be achieved. Furthermore, since it can be used separately in two power supply systems, it is a very effective means when a large power supply cannot be realized due to the set configuration or the ratings of transistors and transformers. Furthermore, in the conventional case, if you try to absorb the balance difference, the resistance 4, 5
Alternatively, 14 and 15 had to be made larger, and there was a disadvantage that power loss and regulation deterioration were noticeable, but according to the present invention, it is possible to obtain a power balance that causes regulation deterioration, and is very effective. Note that the error in the current difference is due to the detection resistor 6.
If 4 and 75 are selected with high precision and the offset of the operational amplifier is ignored, sufficient precision can be ensured for practical use.

以上のように本発明によれば、高圧電力を２つ
の高圧発生回路から得てその出力電力を、負荷変
動にかかわらず常にバランスさせることが可能
で、電力的な容量を小さくして設計・構成するこ
とができ、レギユレーシヨンを劣化させることな
くまた破壊のおそれをなくし、コストも低減する
ことができる優れた高圧安定化装置を提供できる
ものである。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain high-voltage power from two high-voltage generation circuits and always balance the output power regardless of load fluctuations, and to design and configure the power capacity with a small amount. Therefore, it is possible to provide an excellent high-pressure stabilizing device that can reduce the cost without deteriorating the regulation and eliminating the risk of destruction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来の高圧供給手段を示す構成図、第
２図は本発明の高圧安定化装置を示す構成原理
図、第３図および第４図は本発明の実施例を示す
構成図、第５図は本実施例の特性線図である。 ２６……高圧発生回路、２７……フライバツク
トランス、２８……ダイオード、３０，３２，３
３……抵抗、３４……バランス制御回路、３５…
…高圧発生回路、３６……フライバツクトラン
ス、３７……ダイオード、４１……電流差検出
器。 FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional high-pressure supply means, FIG. 2 is a configuration principle diagram showing a high-pressure stabilizing device of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are configuration diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a characteristic diagram of this example. 26... High voltage generation circuit, 27... Flyback transformer, 28... Diode, 30, 32, 3
3...Resistor, 34...Balance control circuit, 35...
...High voltage generation circuit, 36... Flyback transformer, 37... Diode, 41... Current difference detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 高圧出力電圧端子を１つの共通負荷に接続し
た２つの高圧発生回路と、前記高圧発生回路のそ
れぞれの出力電流差に応じた電圧を発生させる電
流差検出器と、前記検出器からの制御電圧によつ
て前記２つの高圧発生回路を制御し出力電力をバ
ランスさせるバランス制御回路とを備えた事を特
徴とする高圧安定化装置。 ２ ２つの高圧発生回路の入力電源を各々独立し
た電源から供給する事を特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の高圧安定化装置。[Scope of Claims] 1. Two high voltage generation circuits whose high voltage output voltage terminals are connected to one common load, a current difference detector that generates a voltage according to the output current difference of each of the high voltage generation circuits, and the A high voltage stabilizing device comprising: a balance control circuit that controls the two high voltage generating circuits and balances the output power using a control voltage from a detector. 2. The high voltage stabilizing device according to claim 1, wherein the input power to the two high voltage generating circuits is supplied from independent power sources.