行扫描电路原理

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)
(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L Y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L Y─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i Y，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I YM=(Ec/L Y)×(T s/2)(Ts为正
程时间)。

（2）t1～t3期间,Q1与D1均截止,L Y—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,L Y中储能通过D1放电使i Y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:
(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L Y 冲磁。

其i Y按指数规律增长, i Y=(Ec/R)×(1-exp(-t/τ))式中τ
=L Y/R,R为充磁回路中的总损耗,包括:L Y损耗、Q1导通电阻,当τ>>Ts/2时, i Y=Ec·t/L Y，可见,偏转电流i Y在0～t1期间近似为线性增长,当t=Ts/2时，i Y=I YM。

（2）t1～t3期间,激励电平Vbe突跳至低电平,Q1截止, I YM(t)不能突变,在L Y中产生很大的感应电压,即L Y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i Y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V M。

由于C上的起始电压为Ec,总电压升到了Ec+ V M值,见图(f)。

Vce波形在t=t2的值。

这时刻C上电能最大,而L Y的磁能=0,即i Y=0。

当t>t2时,自由震荡进入1/4～1/2周期,C上电能向L Y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=2πsqr(L Y·C)。

如果选择行逆程时间Tr=T/2，可算出C=T2/(4π2·L Y)。

若想准确计算出反峰电压的大小（即Ec+V M值），可列出图（C）等效电路的二阶微分方程，解出V M值。

简便的方法可采用磁能等于电能，近似解出V M值。

假设不考虑回路损耗，L Y中最大磁能等于C中最大电能，即L Y I2YM/2=CV2M/2，又I YM=Ec·Ts/(2L Y)可推导出：V M=EcTs/(2sqr(L Y))=EcπTs/(2Tr)。

设T s=52μs，Tr=12μs代入得V M=7Ec。

故反峰电压的最大值:
V CMAX=Ec+V M=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V CMAX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L Y中的磁能就通过D1还给电源，磁能逐渐减少，i Y从负向最大值开始渐变至零。

t3～t4段时间内变化规律为：
i Y=-I YM+Ec(1-exp(-t/τ))/R=-I YM +E C t/ L Y
可见，i Y随时间线性变化，当t=Ts/2，i Y=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，L Y
为
行偏转线圈，Cs为S校正电容，L P为行输出变压器，Ec为供电电源，即B+。

U M为枕形校正调制电压，L M、C M为调制线圈和电容。

D2、Cy2、U M、L M、C M构成了枕形校正电路，并使L M Cy2= L Y Cy2。

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L P、L Y向Cs、C M充电，C M充电电压为U M，Cs充电电压为Us=Ec-U M，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)
Q1在行推动矩形脉冲的控制下饱和导通，Cs与L Y，C M与L M
构成LC串联谐振回路，Cs和C M上的电能分别转换成L P上的磁能，由于电感上的电流不能突变，因此在L Y上形成线性上升的电流，如图（b）所示。

同样，Ec经Q1与L P构成通路，在L P上形成线性上升的电流，由于L P >>( L Y + L M)，形成的i P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、L Y产生自由振荡，Cy2、L M也产生自由振荡，由于电感上的电流不能突变。

L Y上的电流便向Cy1充电，L M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L Y、L M上的磁能，L Y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L Y、L M被充磁后，L Y、L M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，L Y经D1与Cs又形成谐振回路，L Y上的磁能又还原给Cs上的电能，同样L M上的磁能经D2又还原给C M和U M上的电能。

L Y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，L Y、Cs形成串联谐振，在行正
程后半段，是Cs上的电能向L Y充磁能过程；正程的前半段是将L Y 磁能还给Cs上的电能的过程，其L Y上的电流为：
i Y=(1/ L Y)∫U Ly dt=(1/ L Y)∫(Ec- U M)dt (1)
同理，L M上的电流为：
i M=(1/ L Y)∫U M dt (2)
设正程时间为Ts，行逆程时间为Tr，U M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
I YPP=Ts(Vcc- U M)/ L Y (3)
幅值I YM= Ts(Vcc- U M)/ 2L Y (4)
同理I Mm =TsU M/ 2 L M (5)
由(4)可知行偏转线圈上的行扫描电流峰值，可通过调整U M大小来改变。

由分析可知：在行逆程期间，Cy1、L Y产生串联谐振是L Y与Cy1能量转换的过程，同时也是L M与Cy2发生串联谐振与能量转换的过程，因此
i Y= I YM cosωy t (6)
i M= I Mm cosωm t (7)
式中ωy、ωm为自由振荡角频率，当L M Cy2= L Y Cy1时，ωy=ωm=1/sqr(L Y Cy1)= 1/sqr(L M Cy2)，电容Cy1、Cy2两端电压分别为：U Cy1=(1/ Cy1)∫i y dt=(1/ Cy1)∫I YM cosωy t dt= (I YM sinωy t)/ (Cy1ωy)+ U Cy10(初始) (8)
可见行逆程期间由振荡产生的U Cy1幅值为：
U Cy1M= I YM/(Cy1ωy)=[(Ts/2L Y).(Vcc-U M)]/ [Cy1/sqr(L Y Cy1)]= [(Vcc-U M)/2].[Ts/sqr(L Y Cy1)] (9)
同理U Cy2=(1/ Cy2)∫i M dt= (I mM sinωm t)/ (Cy2ωm)+ U Cy20(初始) (10)
U Cy2M= I mM/(Cy2ωm)= (U M.Ts)/2 sqr(L M Cy2)= (U M.Ts)/2 sqr(L Y Cy1) (11)
总的逆程峰值电压为：
U CyM = U Cy1M + U Cy2M =[(Vcc-U M)/2].[Ts/sqr(L Y Cy1)]+ (U M.Ts)/2 sqr(L Y Cy1)= (Vcc.Ts) / [2 sqr(L Y Cy1) ] (12)
考虑Cs与C M的电源作用后，其逆程峰值为：
(Vcc.Ts) / [2 sqr(L Y Cy1) ]+( Vcc-U M)+ U M= (Vcc.Ts) / [2 sqr(L Y Cy1) ]+ 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U M大小无关。

加入场频调制后的激励电压U M以后，行逆程峰值电压不随U M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U M后，行偏转电流的幅度将随U M大小而变化，将场频抛物波电压U M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CRT SCREEN的非球面性造成的水平枕形失真得以校正。