專利名稱：陰極射線管的電磁聚焦電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于電視接收機和投影型顯示裝置的陰極射線管CRTcathode-ray tube的電磁聚焦電路。
近年來，為了在高品位電視、高清晰電視或者計算機信息處理的顯示等中獲得高圖像質量。期望改進CRT的聚焦電路。本發明提供電磁聚焦電路的改進。電磁聚焦電路，使用于例如需要電子束電流密度很大的投影型顯示裝置的CRT中。圖21表示以往的電磁聚焦電路。甲類放大器94，按甲類放大聚焦電流信號S3和電流檢測電阻96的電壓差并將聚焦電流I供給聚焦線圈95。
聚焦電流I用下式表示E＝A(S3－RI)……(1)其中E是甲類放大器94的輸出電壓A是甲類放大器94的放大率R是電流檢測電阻96的電阻I＝E/(2πjfL＋R)……(2)其中L是聚焦線圈95的電感j是虛數部f是頻率根據(1)、(2)
I(2πjL＋R)/A＝S3－RI……(3)在(3)中當A＝∝時I＝S3/R ……(4)也就是說，聚焦電流I與聚焦電流信號S3成正比。
在圖22中，(a)表示聚焦電流信號S3，(b)表示聚焦線圈電壓，(c)表示聚焦電流i。聚焦線圈電壓(b)等于L di/dt。
近年來在各種各樣的實例中，為了獲得多水平掃描的高圖像質量，提高了行頻。因di/dt與行頻成正比，所以聚焦線圈電壓與行頻成正比地增加。因此，對輸出聚焦線圈電壓的甲類放大器94的供電電壓，至少必須與行頻的增加成正比地增加。這當然使甲類放大器94中的電力消耗增加。近來年，又由于CRT的平面化、或在投影型顯示裝置的CRT中為縮短投影距離的CRT凹面化、或CRT小型化所伴隨的偏轉角度增加等，使CRT中心與邊緣間，電子束的長度差增加。由此，要有較大的聚焦電流，帶來甲類放大器94中電力消耗進一步增加。本發明的電磁聚焦電路因低電力消耗而有用。
本發明的電磁聚焦電路用多個開關手段的組合構成。開關控制手段分別使各開關手段導通(ON)或者阻斷(OFF)，以便讓與實現期望聚焦的拋物線波形電流近似的電流和水平掃描同步地在聚焦線圈中流動。當聚焦電流增加時，能量從電源饋入聚焦線圈，然而當聚焦電流減小時，能量借助旁路電流從聚焦線圈返回電源，因而能低損耗供給聚焦電流。
在本發明的第一實施例中，用四個開關手段的組合所構成的電磁聚焦電路，按下述步驟提供與拋物線波形近似的梯形電流。
在本發明的第一實施例中，用四個開關手段的通(ON)斷(OFF)組合，提供與拋物線波形近似的梯形聚焦電流。
(期間1)聚焦電流是零。
(期間2)聚焦線圈與電源連接，聚焦電流從零開始用某一斜率直線地增加。這期間，電源對聚焦線圈供給能量。
(期間3)電源從聚焦線圈斷開，聚焦線圈短路。這期間的聚焦電流，由儲存在聚焦線圈的電感中的能量產生，是對短路電路回流的旁路電流。因短路電流的損耗小，所以聚焦電流的衰減小。
(期間4)電源與前述短路電路中旁路電流逆方向地插入。這期間的聚焦電流，是先從期間3續流、然后以某一斜率直線地向零減少的旁路電流。該旁路電流在減少的過程中一邊向電源充電，一邊抵消電源的供電電壓。因此產生梯形電流。這期間，聚焦線圈將能量送回電源，從而實現低電力消耗。
在本發明的第二實施例中，為簡化電路，用兩個二極管替換第一實施例中兩個開關手段。
在本發明的第三實施例中，為得到更好的聚焦，在第一實施例的聚焦線圈中串聯插入飽和扼流圈。
在本發明的第四實施例中，具有變化供電電壓的手段。
在本發明的第五實施例中，為了穩定聚焦電流，供電電壓對應于聚焦電流變化。
在本發明的第六實施例中，為了穩定聚焦電流，供電電壓對應于聚焦電流變化。
在本發明的第七實施例中，在第一實施例的期間2，聚焦線圈串聯插入第二電源。期間2中的旁路電流根據第二個電源變化。
在本發明的第八實施例中，為了聚焦電流更接近實現期望聚焦的拋物線波形，進一步備有第二電源、第五開關手段和第六開關手段。
在本發明的第九實施例中，為了簡化電路，用兩個二極管替換第八實施例中兩個開關手段。
在本發明的第十實施例中，為了實現期望的聚焦，將對應于梯形波形和拋物線波形差的電流，供給第二聚焦線圈。
圖1表示本發明電磁聚焦電路的第一實施例。
圖2表示本發明電磁聚焦電路的第二實施例。
圖3表示本發明電磁聚焦電路的第三實施例。
圖4表示本發明電磁聚焦電路的第四實施例。
圖5表示本發明電磁聚焦電路的第五實施例。
圖6表示本發明電磁聚焦電路的第六實施例。
圖7表示本發明電磁聚焦電路的第七實施例。
圖8表示本發明電磁聚焦電路的第八實施例。
圖9表示本發明電磁聚焦電路的第九實施例。
圖10表示本發明電磁聚焦電路的第十實施例。
圖11表示第一實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖12表示第二實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖13表示第三實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖14表示第四實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖15表示第五實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖16表示第六實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖17表示第七實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖18表示第八實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖19表示第九實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖20表示第十實施例中電壓電流波形和開關切換時間。
圖21表示以往的電磁聚焦電路。
圖22表示以往的電磁聚焦電路的電壓電流波形。
下面，參照附圖對本發明的實施例進行說明。
實施例1圖1表示本發明的第一實施例。在圖1中，電源1的供電電壓在對應于行頻設定得足夠大，以供給聚焦電流。開關控制手段7為產生供給聚焦線圈6的適當的聚焦電流，以水平信號S1作為時間基準使用，并分別導通或阻斷各開關手段2、3、4和5。
各開關手段的通斷期間如圖11(d)所示。聚焦電流的一個周期是從期間(1)到(4)的和。利用各開關手段的通斷，將用(c)表示的聚焦線圈電壓加在聚焦線圈6的兩端之間。如前所述，聚焦線圈電壓等于L di/dt。反過來說，通過聚焦線圈流動的聚焦電流是聚焦線圈電壓的積分。因此，聚焦電流是(b)。(a)是聚焦電流所期望的拋物線波形。可認為(b)中所示的梯形聚焦電流近似于(a)中所示的拋物線波形。
下面，詳細說明各期間的聚焦電流。
(期間1)只有開關手段2導通(ON)。聚焦線圈電壓和聚焦電流是0。
(期間2)開關手段2和5導通。供電電壓通過開關手段2和5加在聚焦線圈上。聚焦電流從零開始以某一斜率直線增加，以便聚焦線圈的感應電壓L di/dt成為與供電電壓相等。這種增加電流近似于(a)所示的期望的拋物線波形。這期間，電源將能量供給聚焦線圈。
(期間3)開關手段2阻斷(OFF)，開關手段3導通。形成由聚焦線圈。開關手段5和3組成的短路電路。這期間的聚焦電流由儲存在聚焦線圈電感中的能量產生，是對所述短路電路回流的旁路電流。因短路電路的損耗小，所以這期間中聚焦電流的衰減小。
(期間4)開關手段5阻斷，開關手段4導通。由此，電源1反向連接聚焦線圈。這期間的聚焦電流，是先從期間3續流，然后以某一斜率直線向零減少的旁路電流。該旁路電流在減少的過程中一邊向電源充電，一邊抵消電源的供電電壓。這種減少電流近似于(a)所示的期望的拋物線波形。這期間聚焦線圈利用向電源充入旁路電流，將能量送回電源。由此，實現低電力消耗。
實施例2圖2表示本發明的第二實施例。第二實施例是將第一實施例中旁路電流通過的開關手段3和4替換成二極管10和11得到的。因這種替換對旁路電流不給與任何影響，所以第二實施例的動作與第一實施例相同。
各開關手段的通斷期間如圖12(d)所示。其結果，(c)所示的電壓加在聚焦線圈6上。如前述那樣，因聚焦線圈的電壓等于L di/dt，所以(b)所示的聚焦電流通過聚焦線圈6流動。(a)是聚焦電流的期望波形。(b)所示的聚焦電流近似于(a)所示的期望的拋物線波形。(e)表示二極管10的電壓。(f)表示二極管11的電壓。
將旁路電流通過的開關手段替換成二極管，也能有效地適用于本發明的其它實施例中，因此，它們也包含在本發明的范圍中。
實施例3圖3表示本發明的第三實施例。第三實施例是在第一實施例中聚焦線圈6上串聯連接飽和扼流圈20后得到的。第三實施例除聚焦電流形狀彎曲外，與第一實施例相同。
各開關手段的通斷期間如圖13(d)所示。其結果，(c)所示的電壓加在聚焦線圈6和飽和扼流圈20的串聯連接電路兩端。如果前述串聯連接電路的電感是一定的話，聚焦電流是與前述實施例相同的直線。但是，因飽和扼流圈20的電感隨著電流的增加而減小，所以(b)所示的彎曲狀聚焦電流通過聚焦線圈6與飽和扼流圈20的串聯連接電路流動。(a)是聚焦電流所期望的拋物線波形。(b)所示的聚焦電流比前述實施例更加近似于(a)所示的期望的拋物線波形。
實施例4圖4表示本發明的第四實施例。第四實施例是在第一實施例中電源1上串聯連接電流控制手段24，并且在前述串聯連接電路上并聯連接電容器25后得到的。電容器25遵從控制信號S2，通過電流控制手段24由電源1充電。進而，電容器25輸出聚焦電流，然后用聚焦線圈6中的旁路電流充電。也就是說，電容器25是等效電源。第四實施例除能由控制信號S2變化供給電壓外，與第一實施例相同。
各開關手段的通斷期間如圖14(d)所示。其結果，(c)所示的電壓加在聚焦線圈6上。對應于電容器電壓變化的三個波形重疊表示。其結果，(b)所示的聚焦電流通過聚焦線圈6流動。(a)是聚焦電流所期望的拋物線波形。(b)所示的聚焦電流近似于(a)所示的期望的拋物線波形。
實施例5圖5表示本發明的第五實施例。第五實施例是在第一實施例中聚焦線圈6上附加串聯連接的電流檢測電阻器38、電流檢測電路39和供電電壓控制手段13后得到的。電流檢測電路39檢測對應于聚焦電流峰值的值。電流檢測電路39的輸出通過光電耦合器等信號傳送手段送到供電電壓控制手段13。供電電壓被控制，以便聚焦電流穩定。圖15(a)表示電流檢測電阻器38的輸出電壓，(b)表示電流檢測電路39的輸出電壓。第五實施例除聚焦電流穩定外，與第一實施例相同。
實施例6圖6表示本發明的第六實施例。第六實施例是在第一實施例中電源上附加串聯連接的電流檢測電阻器38、電流檢測電路39和供電電壓控制手段13后得到的。電流檢測電路39檢測聚焦電流。電流檢測電路39的輸出通過光電耦合器等信號傳送手段送到供電電壓控制手段13。供電電壓被控制，以便聚焦電流穩定。圖16(a)表示電流檢測電阻器38的輸出電壓，(b)表示電流檢測電路39的輸出電壓。第六實施例除聚焦電流穩定外，與第一實施例相同。
實施例7圖7表示本發明的第七實施例。第七實施例是在第一實施例中附加提供可變供電電壓的第二電源51和開關手段8后得到的。
各開關手段的通斷期間如圖17(d)所示。開關手段8只在斷開電源1的旁路期間導通。第二電源51的可變供電電壓，只在開關手段8導通時加在聚焦線圈6上。其結果，(c)所示的電壓加在聚焦線圈6上。對應于第二電源51的可變供電電壓變化的三個波形重疊表示。其結果(b)所示的聚焦電流通過聚焦線圈6流動。
實施例8圖8表示本發明的第八實施例。第八實施例是在第一實施例中附加第二電源60和開關手段8以及9后得到的。第二電源60的供電電壓比電源1的電壓要高。第二電源60的負端與電源1的負端連接。開關手段8連接在第二電源60的正端和聚焦線圈6的一端之間。開關手段9連接在第二電源60的正端和聚焦線圈6的另一端之間。
各開關手段的通斷期間如圖18(d)所示。其結果，(c)所示的電壓加在聚焦線圈6上，(b)所示的聚焦電流通過聚焦線圈6流動。(b)所示的聚焦電流近似于(a)所示的期望的拋物線波形。
實施例9圖9表示本發明的第九實施例。第九實施例是將第八實施例中旁路電流通過的開關手段3和9替換成二極管10和11后得到的。因這種替換對旁路電流不給與任何影響，所以第九實施例的動作與第八實施例相同。
各開關手段的通斷期間如圖19(d)所示。其結果，(c)所示的電壓加在聚焦線圈6上，(b)所示的聚焦電流通過聚焦線圈6流動。(b)所示的聚焦電流近似于(a)所示的期望的聚焦電流。(e)表示二極管10的電壓。(f)表示二極管11的電壓。
實施例10圖10表示本發明的第十實施例。聚焦電流由電流檢測電阻81和99進行檢測。電流檢測電阻81的電壓示于圖20(b)，電流檢測電阻99的電壓示于圖20(c)。電流檢測電阻81的電壓提供給開關手段89，電流檢測電阻99的電壓通過反相器88提供給開關手段89。開關控制手段87對應于水平信號S1，將指示選擇電流檢測電阻81的電壓或者電流檢測電阻99的電壓中的哪一個的選擇指令輸出到開關手段89中。而且，將(d)所示的梯形波形的聚焦電流輸入到減法放大器90的一端。減法放大器90輸出實現期望聚焦的拋物線波形(a)和梯形(d)的差(e)。甲類放大器91將對應于(e)的電流輸出到第二聚焦線圈92。甲類放大器91利用電流檢測電阻93的電壓，對第二個聚焦線圈92的電流進行反饋控制。用第一聚焦線圈6的聚焦和第二聚焦線圈92的聚焦之和，實現期望的聚焦。
權利要求
1.一種用于陰極射線管的電磁聚焦電路，其特征在于，它包括具有正電極和負電極的電源、具有兩個端子(即第一端子和第二端子)的聚焦線圈、連接在電源的正極和聚焦線圈的第一端子間的第一開關手段、連接在電源的負極和聚焦線圈的第一端子間的第二開關手段、連接在電源的正極和聚焦線圈的第二端子間的第三開關手段、連接在電源的負極和聚焦線圈的第二端子間的第四開關手段和根據指示聚焦線圈電流的指令分別導通或阻斷各開關手段的開關控制手段。
2.如權利要求1所述的電磁聚焦電路，其特征在于，它還包括使電源的供電電壓變化的供電電壓變化手段。
3.如權利要求2所述的電磁聚焦電路，其特征在于，供電電壓變化手段對應于聚焦線圈的電流峰值使電源電壓變化。
4.如權利要求2所述的電磁聚焦電路，其特征在于，它還包括檢測聚焦線圈電流的電流檢測手段。
5.一種用于陰極射線管的電磁聚焦電路，其特征在于，它包括具有正電極和負電極的電源、具有兩個端子(即第一端子和第二端子)的聚焦線圈、連接在電源的正極和聚焦線圈的第一端子間的第一開關手段、連接在電源的負極和聚焦線圈的第二端子間的第二開關手段、陰極和聚焦線圈的第一端子連接且陽極和電源的負極連接的第一二極管、陰極和電源的正極連接且陽極和聚焦線圈的第二端子連接的第二二極管和根據指示聚焦線圈電流的指令分別導通或阻斷各開關手段的開關控制手段。
6.如權利要求5所述的電磁聚焦電路，其特征在于，它還包括使電源的供電電壓變化的供電電壓變化手段。
7.如權利要求6所述的電磁聚焦電路，其特征在于，供電電壓變化手段對應于聚焦線圈的電流峰值使電源電壓變化。
8.如權利要求6所述的電磁聚焦電路，其特征在于，它還包括檢測聚焦線圈電流的電流檢測手段。
9.一種用于陰極射線管的電磁聚焦電路，其特征在于，它包括具有正電極和負電極的電源、具有兩個端子(即第一端子和第二端子)且串聯連接的聚焦線圈和扼流圈、連接在電源的正極和串聯連接的聚焦線圈和扼流圈的第一端子間的第一開關手段、連接在電源的負極和串聯連接的聚焦線圈和扼流圈的第一端子間的第二開關手段、連接在電源的正極和串聯連接的聚焦線圈和扼流圈的第二端子間的第三開關手段、連接在電源的負極和串聯連接的聚焦線圈和扼流圈的第二端子間的第四開關手段和根據指示聚焦線圈電流的指令分別導通或阻斷各開關手段的開關控制手段。
10.如權利要求4所述的電磁聚焦電路，其特征在于，扼流圈是飽和扼流圈。
11.一種用于陰極射線管的電磁聚焦電路，其特征在于，它包括具有兩個端子(即第一端子和第二端子)的電容器、與電容器并聯連接且相互串聯的電源和電流控制手段、具有正電極和負電極的電源(電流控制手段控制從電源流向電容器的充電電流)、具有兩個端子(即第一端子和第二端子)的聚焦線圈、連接在電源的正極和電容器的第一端子間的第一開關手段、連接在電源的負極和電容器的第一端子間的第二開關手段、連接在電源的正極和電容器的第二端子間的第三開關手段、連接在電源的負極和電容器的第二端子間的第四開關手段和根據指示聚焦線圈電流的指令分別導通或阻斷各開關手段的開關控制手段。
12.一種用于陰極射線管的電磁聚焦電路，其特征在于，它包括具有正電極和負電極的電源、具有第一電極和第二電極的第二電源并且第二電極與第一電源的負極連接、具有兩個端子(即第一端子和第二端子)的聚焦線圈、連接在第一電源的正極和聚焦線圈的第一端子間的第一開關手段、連接在第一電源的負極和聚焦線圈的第一端子間的第二開關手段、連接在第一電源的正極和聚焦線圈的第二端子間的第三開關手段、連接在第一電源的負極和聚焦線圈的第二端子間的第四開關手段、連接在第二電源的第一端子和聚焦線圈的第一端子間的第五開關手段和根據指示聚焦線圈電流的指令分別導通或阻斷各開關手段的開關手段。
13.一種用于陰極射線管的電磁聚焦電路，其特征在于，它包括具有正電極和負電極的第一電源、具有正電極和負電極的第二電源并且第二電源的負極與第一電源的負極連接、具有兩個端子(即第一端子和第二端子)的聚焦線圈、連接在第一電源的正極和聚焦線圈的第一端子間的第一開關手段、連接在第一電源的負極和聚焦線圈的第一端子間的第二開關手段、連接在第一電源的正極和聚焦線圈的第二端子間的第三開關手段、連接在第一電源的負極和聚焦線圈的第二端子間的第四開關手段、連接在第二電源的正極和聚焦線圈的第一端子間的第五開關手段、連接在第二電源的正極和聚焦線圈的第二端子間的第六開關手段和根據指示聚焦線圈電流的指令分別導通或阻斷各開關手段的開關控制手段。
14.一種用于陰極射線管的電磁聚焦電路，其特征在于，它包括具有正電極和負電極的第一電源、具有正電極和負電極的第二電源并且第二電源的負極與第一電源的負極連接、具有兩個端子(即第一端子和第二端子)的聚焦線圈、連接在第一電源的正極和聚焦線圈的第一端子間的第一開關手段、連接在第一電源的正極和聚焦線圈的第二端子間的第二開關手段、連接在第一電源的負極和聚焦線圈的第二端子間的第三開關手段、連接在第二電源的正極和聚焦線圈的第一端子間的第四開關手段、陰極和聚焦線圈的第一端子連接且陽極和第一個電源的負極連接的第一二極管、陰極和第二電源的正極連接且陽極和聚焦線圈的第二端子連接的第二二極管和根據指示聚焦線圈電流的指令分別導通或阻斷各開關手段的開關控制手段。
15.一種用于陰極射線管的電磁聚焦電路，其特征在于，它包括具有正電極和負電極的電源、具有兩個端子(即第一端子和第二端子)的第一聚焦線圈、具有兩個端子(即第一端子和第二端子)的第二聚焦線圈并且第二聚焦線圈與第一聚焦線圈協同動作以進行聚焦、連接在電源的正極和第一聚焦線圈的第一端子間的第一開關手段、連接在電源的負極和第一聚焦線圈的第一端子間的第二開關手段、連接在電源的正極和第一聚焦線圈的第二端子間的第三開關手段、連接在電源的負極和第一聚焦線圈的第二端子間的第四開關手段、根據指示第一聚焦線圈電流的指令分別導通或阻斷各開關手段的開關控制手段、檢測第一聚焦線圈電流的電流檢測手段和將對應于第一聚焦線圈電流的指令值與電流檢測手段的檢測值的差的電流供給第二聚焦線圈的第二聚焦線圈電流控制手段。
全文摘要
本發明揭示一種用于陰極射線管的電磁聚焦電路，該電路的開關控制手段(7)分別導通或阻斷各開關手段，以便近似于在聚焦中適用的拋物線波形的電流與水平掃描同步地在聚焦線圈(6)中流動。當聚焦電流增大時，能量從電源(1)供給聚焦線圈(6)，而當聚焦電流減小時，能量由旁路電流從聚焦線圈(6)返回電源(1)。這種電路能低損耗供給聚焦電流。
文檔編號H04N3/26GK1140377SQ9512141
公開日1997年1月15日 申請日期1995年12月8日 優先權日1994年12月9日
發明者行天敬明, 川島正裕 申請人:松下電器產業株式會社