行扫描电路原理

1行扫描电路原理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。行扫描电路是彩电的关键电路，它工作在高频、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(a)(b)2(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LY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1～1.5KV。在电路中起开关作用，同时也对LY─C之间的自由振荡（即偏转线圈与逆程电容之间的电磁能量交换）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iY，其波形如图（c）由三部分组成：（1）时间t从0～t1，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IYM=(Ec/LY)×(Ts/2)(Ts为正3程时间)。（2）t1～t3期间,Q1与D1均截止,LY—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iY由最大负值减小到零,形成扫描正程左半段.2.行输出级工作原理:4(1)时间t从0～t1激励电压Vbe为高电压,Q1饱和通，使Vce=0,相当于Q1开关接通,等效电路如图(a)。Cs上的电压Ec经Q1对LY冲磁。其iY按指数规律增长,iY=(Ec/R)×(1-exp(-t/τ))式中τ=LY/R,R为充磁回路中的总损耗,包括:LY损耗、Q1导通电阻,当τTs/2时,iY=Ec·t/LY，可见,偏转电流iY在0～t1期间近似为线性增长,当t=Ts/2时，iY=IYM。（2）t1～t3期间,激励电平Vbe突跳至低电平,Q1截止,IYM(t)不能突变,在LY中产生很大的感应电压,即LY中贮存了最大磁能(t1时刻),将与逆程电容C发生电磁能量交换,形成自由震荡,t1～t2间完成自由震荡1/4周,见图（b）。具体过程是:从t1起iY向C充电,将使电容C上电压增大,t=t2时,C上充电的电压达VM。由于C上的起始电压为Ec,总电压升到了Ec+VM值,见图(f)。Vce波形在t=t2的值。这时刻C上电能最大,而LY的磁能=0,即iY=0。当tt2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。tt2´,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5周期T=2πsqr(LY·C)。如果选择行逆程时间Tr=T/2，可算出C=T2/(4π2·LY)。若想准确计算出反峰电压的大小（即Ec+VM值），可列出图（C）等效电路的二阶微分方程，解出VM值。简便的方法可采用磁能等于电能，近似解出VM值。假设不考虑回路损耗，LY中最大磁能等于C中最大电能，即LYI2YM/2=CV2M/2，又IYM=Ec·Ts/(2LY)可推导出：VM=EcTs/(2sqr(LY))=EcπTs/(2Tr)。设Ts=52μs，Tr=12μs代入得VM=7Ec。故反峰电压的最大值:VCMAX=Ec+VM=8Ec。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中的磁能就通过D1还给电源，磁能逐渐减少，iY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/τ))/R=-IYM+ECt/LY可见，iY随时间线性变化，当t=Ts/2，iY=0，正好对应t=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，D1、D2为行阻尼二极管，Cy1、Cy2为逆程电容，LY为6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+。UM为枕形校正调制电压，LM、CM为调制线圈和电容。D2、Cy2、UM、LM、CM构成了枕形校正电路，并使LMCy2=LYCy2。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→0，ωL→0，Ec经LP、LY向Cs、CM充电，CM充电电压为UM，Cs充电电压为Us=Ec-UM，Cs容量较大，在以后的过程中充当电容电源。(1)行扫描正程后半段(t1～t2)7Q1在行推动矩形脉冲的控制下饱和导通，Cs与LY，CM与LM构成LC串联谐振回路，Cs和CM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LY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，Cy1、LY产生自由振荡，Cy2、LM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Cy1充电，LM上的电流向Cy2充电，随充电的进行，Cy1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Cy1、Cy2被充满电后，接着Cy1、Cy2会放电，将Cy1、Cy2上的电能分别转换给LY、LM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、LM被充磁后，LY、LM上的磁能又会分别向Cy1、Cy2反向充电，当反向充电到0.7V时，D1、D2导通，LY经D1与Cs又形成谐振回路，LY上的磁能又还原给Cs上的电能，同样LM上的磁能经D2又还原给CM和UM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8能还给Cs上的电能的过程，其LY上的电流为：iY=(1/LY)∫ULydt=(1/LY)∫(Ec-UM)dt……(1)同理，LM上的电流为：iM=(1/LY)∫UMdt……(2)设正程时间为Ts，行逆程时间为Tr，UM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IYPP=Ts(Vcc-UM)/LY……(3)幅值IYM=Ts(Vcc-UM)/2LY……(4)同理IMm=TsUM/2LM……(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，Cy1、LY产生串联谐振是LY与Cy1能量转换的过程，同时也是LM与Cy2发生串联谐振与能量转换的过程，因此iY=IYMcosωyt……(6)iM=IMmcosωmt……(7)式中ωy、ωm为自由振荡角频率，当LMCy2=LYCy1时，ωy=ωm=1/sqr(LYCy1)=1/sqr(LMCy2)，电容Cy1、Cy2两端电压分别为：UCy1=(1/Cy1)∫iydt=(1/Cy1)∫IYMcosωytdt=(IYMsinωyt)/(Cy1ωy)+UCy10(初始)……(8)可见行逆程期间由振荡产生的UCy1幅值为：UCy1M=IYM/(Cy1ωy)=[(Ts/2LY)·(Vcc-UM)]/[Cy1/sqr(LYCy1)]=9[(Vcc-UM)/2]·[Ts/sqr(LYCy1)]……(9)同理UCy2=(1/Cy2)∫iMdt=(ImMsinωmt)/(Cy2ωm)+UCy20(初始)……(10)UCy2M=ImM/(Cy2ωm)=(UM·Ts)/2sqr(LMCy2)=(UM·Ts)/2sqr(LYCy1)……(11)总的逆程峰值电压为：UCyM=UCy1M+UCy2M=[(Vcc-UM)/2]·[Ts/sqr(LYCy1)]+(UM·Ts)/2sqr(LYCy1)=(Vcc·Ts)/[2sqr(LYCy1)]……(12)考虑Cs与CM的电源作用后，其逆程峰值为：(Vcc·Ts)/[2sqr(LYCy1)]+(Vcc-UM)+UM=(Vcc·Ts)/[2sqr(LYCy1)]+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UM大小无关。加入场频调制后的激励电压UM以后，行逆程峰值电压不随UM的大小而变化，从而使行输出变压器输出的各辅助电源是稳定的。由(4)式可以说明，加入UM后，行偏转电流的幅度将随UM大小而变化，将场频抛物波电压UM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。