行扫描电路原理.docx
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行扫描电路原理
行扫描电路原理
时间:
2021.03.12
创作:
欧阳文
行扫描电路包括行激励电路、行输出电路、行逆程变压器(又称行输出变压器)及中、高压形成电路。
行扫描电路的主要功能是给行偏转线圈提供线性良好的锯齿波电流,形成垂直方向线性增长的磁场,控制电子束沿水平方向扫描。
同时利用行逆程期间形成的脉冲电压通过行逆程变压器的升压、降压形成的高压、中压、低压,给CRT提供帘栅电压、阳极电压、聚焦极电压、ABL取样电压、CRT灯丝电压、视频放大器供电电压、行AFC比较电压等。
行打描电路是彩电的关键电路,它丄作在高频、高压、大电流状态,其功耗约占整机功耗的70%左右,彩电故障与行扫描电路有关的大约占65%左右,因此它的工作稳定性、可靠性对整机稳定性、可靠性影响很大。
一、一般行扫描电路基本原理
1・行输出极及行扫描锯齿电流
(b)
(c)
上图是典型的行输出级原理电路。
Q1是行输出管,工作在开关状态,激励脉冲Vi由脉冲变压器B1藕合输入,行偏转线圈匚及回扫变压器B2均作为行输出级负载。
Cs是S校正电容,C是逆程电容,D1是阻尼二极管,它不同于普通二极管,它耐压高、开关性能好。
其反向击穿电压达1〜1.5KVo在电路屮起开关作用,同时也对Ly—C之间的自由振荡(即偏转线圈与逆程电容Z间的电磁能量交换)起阻尼作用。
电源Ec对S校正电容Cs充电,使其两端电压总保持有上正下负,数值为Ec的电压。
为便于分析,可将Cs等效成数值为Ec的电源串在偏转支路上,这对分析工作原理并无影响,故将行输出级等效成图(b)。
注意:
行输出管与阻尼二极管均等效为一开关,但他们导通时流过的电流方向正好相反。
激励电压Vi是矩形脉冲。
当正极性脉冲到达Q1基极,Q1饱和导通,在偏转线圈中产生锯齿形电流A,其波形如图
(c)由三部分组成:
(1)时间t从0〜tl,行输出管的导通电流形成扫描正程右半段
所需电流,随t线性增长,最大幅值为Iyx=(Ec/Ly)X(Ts/2)(Ts为正程时间)。
(2)tl〜t3期间,Q1与D1均截止,L—C发生电磁能量交换,产
生半周多点自由振荡,形成了逆程期(Tr)扫描电流。
改变自由振荡周期可调节Tr长短,使其符合扫描逆程时间的要求.
(3)T3〜T4期间,D1阻尼管导通,Ly中储能通过D1放电使i、・由最大负值减小到零,形成扫描正程左半段.
0—tl对LyJEB
2•行输出级工作原理:
(1)时间t从0〜tl激励电压Vbe为高电压,Q1饱和通,
使Vce二0,相当于Q1开关接通,等效电路如图(a)oCs上的电
压Ec经Q1对Ly冲磁。
其・按指数规律增长,1y=(Ec/R)X(l-exp(-t/t))式中t二Ly/R,R为充磁回路中的总损耗,包括:
Ly损耗、Q1导通电阻,当t〉〉Ts/2时,二Ec•t/LY,可见,偏转电流在0〜tl期间近似为线性增长,当t二Ts/2时,
(2)tl〜t3期间,激励电平Vbe突跳至低电平,Q1截止,IvM(t)不能突变,在匚中产生很大的感应电压,即匚屮贮存了最大磁能(tl时刻),将与逆程电容C发生电磁能量交换,形成自由震荡,tl〜t2间完成自由震荡1/4周,见图(b)o具体过程是:
从tl起・向C充电,将使电容C上电压增大,t二t2时,C上充电的电压达VMo由于C上的起始电压为Ec,总电压升到了Ec+比值,见图(f)oVce波形在t=t2的值。
这时刻C上电能最大,而Ly的磁能二0,即ibO。
当t>t2时,自由震荡进入1/4〜1/2周期,C上电能向Ly充磁,t=t2'时结束1/2周期,等效电路见图(C),电能全部转化为反方向磁能,并达最大磁能.此时逆程电容上的电压下降到初始值Ec,这将使阻尼管D1仍处在截止状态。
t>t2‘,自由震荡进入3/4周期,磁能再次对逆程电容反向充电,见图(d),使C上电压为上负下正(因回路的谐振电压幅值>>Ec),见图(f)Vce波形在t2'〜t3值,只有此时才可能导致阻尼二极管D1导通,D1一导通,自由震荡被迫停止,故称为D1阻尼管。
自由震荡周期决定了扫描逆程时间长短,自由震荡幅度决定了施加于行输出管的反峰电压Vce及回路等效损耗电阻R值,自由振荡的周期T二2兀sqr(Ly•C)。
如果选择行逆程时间T-T/2,可算出C-T7(4n2•Ly)o若想准确计算出反峰电压的大小(即Ec+E值),可列出图(C)等效电路的二阶微分方程,解出百值。
简便的方法可采用磁能等于电能,近似解出比值。
假设不考虑回路损耗,Ly屮最大磁能等于C屮最大电能,即LYlV2=CW2,又Iyx二Ec•Ts/(2LJ可推导出:
VrfcTs/(2sqr(LY))=EcnTs/(2Tr)。
设Ts=52Us,Tr=12Hs代入得Vx=7Eco故反峰电压的最大值:
Vcmax二Ec+V)f8Ec。
这就是行输出管及阻尼管在扫描逆程期间应承受的最大脉冲电压,它对Q1的cb极间或D1均属反偏压,故称Vcmax为反峰电压。
(3)t3〜t4期间,见图(e)。
t3时刻自由振荡由于阻尼管D1导通立即停止,不会象图(f)Vce的虚线波形,这时Ly屮的磁能就通过D1还给电源,磁能逐渐减少,A从负向最大值开始渐变至零。
t3〜t4段时间内变化规律为:
Iy^-Iym+Ec(1-exp(~t/t))/R二-1讹+Ect/LY
可见,认随时间线性变化,当t二Ts/2,i、・二0,正好对应t二t4。
从t4开始,激励电压Vbe又突变成高电压,使Q1导通,D1截止,过程从头开始。
上述就是矩形脉冲激励的开关工作状态下,行输出级工作全过程
二、典型行扫描电路原理
下图为加入枕形校正电路后的行扫描输出级基本电路。
其中Q1为行输出管,DI、D2为行阻尼二极管,Cyl、Cy2为逆程电容,Ly为
行偏转线圈,Cs为S校正电容,Lp为行输出变压器,Ec为供电电源,即B+。
G为枕形校正调制电压,L,G为调制线圈和电容。
D2、Cy2、IkL,G构成了枕形校正电路,并使UCy2=LyCy2o工作过程如下:
接通电源瞬间,对应的频率很高,而进入稳态后,则f
fO,3L—O,Ec经Lp>Ly向Cs、G充电,Cy(充电电压为
Um,Cs充电电压为Us=Ec-Um,Cs容量较大,在以后的过程屮
(a>
(c)
充当电容电源。
(1)行扫描正程后半段(tl〜t2)
Q1在行推动矩形脉冲的控制下饱和导通,Cs与Ly,G与
Lm
构成LC串联谐振回路,Cs和G上的电能分别转换成Lp上的磁能,由于电感上的电流不能突变,因此在S上形成线性上升的电流,如图(b)所示。
同样,Ec经Q1与Lp构成通路,在Lp上形成线性上升的电流,由于Lp»(Ly+Lm),形成的ip幅度很小,可忽略。
(2)行扫描逆程前半段(t2〜t3)
在行推动负矩形脉冲作用下,Q1截止,Cyl、5产生自由振荡,Cy2、L『也产生自由振荡,由于电感上的电流不能突变。
Ly上的电流便向Cvl充电,匚上的电流向Cv2充电,随充电的进行,Cyl和Cy2上的电压很快上升到最大,充电流很快下降为零。
如图(b)所示。
(3)行扫描逆程后半段(t3〜t4)
当Cyl、Cy2被充满电后,接着Cyl、Cy2会放电,将Cyl、
Cy2上的电能分别转换给Ly、5上的磁能,Ly上的电流由零向负的最大变化。
如图(b)所示。
(4)行扫描正程的前半段(t4〜t5)
当Ly、U被充磁后,Ly、L”上的磁能又会分别向Cyl、Cy2反向充电,当反向充电到0.7V时,DI、D2导通,Ly经D1与Cs又形成谐振回路,匚上的磁能又还原给Cs上的电能,同样L”上的磁能经D2又还原给G和几上的电能。
Ly上的电流由负的最大逐渐变为零。
由以上分析可见,在行正程期间,Ly、Cs形成串联谐振,在行正程后半段,是Cs上的电能向Ly充磁能过程;正程的前半段是将Ly磁能还给CS上的电能的过程,其Ly上的电流为:
iY=(l/Ly)JU“dt二(1/Ly)f(Ec-UM)dt……
(1)
同理,Lm上的电流为:
isF(1/Ly)fUwdt
(2)
设正程时间为Ts,行逆程时间为5是按场频波动的直流电压,在一行的时间内若看成一定值,则
“二Ts(Vcc-UM)/Ly……(3)
幅值5二Ts(Vcc-UM)/2Ly……(4)
同理I册TslV2L«……(5)
由(4)可知行偏转线圈上的行扫描电流峰值,可通过调整UM大小来改变。
由分析可知:
在行逆程期间,Cyl、Ly产生串联谐振是X与Cyl能量转换的过程,同时也是匚与Cy2发生串联谐振与能量转换的过程,因此
iY=In(cost(6)
ix~IjfaCos3皿t(7)
式中5、3°为自由振荡角频率,当L£y2二LYCyl时,5
=om=l/sqr(LrCyl)=1/sqr(LxCy2),电容Cyl、Cy2两端电压分别为:
Ucyi=(l/Cyl)fiydt=(l/Cyl)jIymcoswytdt二(l™sincoyt)/(Cyl3j+Ucn。
(初始)……(8)
可见行逆程期间由振荡产生的Uc•八幅值为:
W(Cylcoy)-[(Ts/2LY)•(Vcc-UJ]/[Cyl/sqr(LY
Cyl)]二[(Vcc-Um)/2]•[Ts/sqr(LYCyl)J……(9)
同理Ucy2二(1/Cy2)fiwdt二(Imwsin3at)/(Cy23J+(初始)……(10)
Ucysjr3Imw/(Cyr23m)—(Um*Ts)/2sqr(LmCy2)—
(lVTs)/2sqr(LyCyl)……(11)
总的逆程峰值电压为:
UCyX二UCylM+Uc・4二[(Vcc-UJ/2]•[Ts/sqr(LYCyl)]+(Ux•Ts)/2sqr(LYCvl)=(Vcc•Ts)/[2
sqr(LvCyl)](12)
考虑Cs与G的电源作用后,其逆程峰值为:
(Vcc•Ts)/[2sqr(LYCyl)]+(Vcc-UM)+UM=(Vcc・Ts)/
[2sqr(LYCyl)]+Vcc(13)
由(12)式可以说明,行逆程峰值电压(即集电极对地峰值电压)与山大小无关。
加入场频调制后的激励电压必以后,行逆程峰值电压不随山的大小而变化,从而使行输出变压器输岀的各辅助电源是稳定的。
由(4)式可以说明,加入几后,行偏转电流的幅度将随山大小而变化,将场频抛物波电压几加到行扫描电路后,使每场光栅的中间部分被拉长,从而使由于CRTSCREEN的非球面性造成的水平枕形失真得以校正。
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- 扫描 电路 原理