CN1083207C - 有鞍形偏转线圈的阴极射线管显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种由于鞍形线圈散热多，不使用极细线或绞合线也能抑制偏转装置温度上升的阴极射线管显示装置。配置在阴极射线管主体1的后部外周上的偏转装置8包括：鞍形水平线圈4、设置在其外侧的绝缘架5、设置在其外侧的鞍形垂直线圈6、设置其外侧的铁氧体磁芯7。从铁氧体磁芯的屏侧端面9向屏侧露出的鞍形水平线圈部分的表面积设定在100cm2～298cm2。而且，同样露出的鞍形垂直线圈部分的表面积设定在55cm2～185cm2。
Description
本发明涉及有鞍形偏转线圈的阴极射线管显示装置，特别涉及抑制偏转装置温度上升的阴极射线管显示装置。
在最近的显示监测器中，随着Windows(微软公司的操作系统)的普及，存在显示信息量增大的倾向，对分辨率的要求也变高。例如，个人计算机用的、通常要1024×768点的分辨率，而工作站用的、正在普及1600×1028点的分辨率。而且，在Windows中由于频繁使用以白为背景的显示，画面的平均亮度增加，闪烁变得明显，所以通常将垂直偏转频率相对以往的60Hz设定在70Hz以上。
这样的高分辨率化和垂直偏转频率的提高，意味着水平偏转频率也必然提高，所以存在装在阴极射线管显示装置上使用的偏转线圈的温度上升问题。
作为抑制此温度上升的方法，如在特开昭59-186239号公报中所示，通常使用将形成偏转系统的鞍形线圈的线材的芯径减细到0.15mm以下，减少集肤效应导致的发热，以及用绞合线减少因涡流损耗造成的发热的方法。
但是，使用芯线径细的线或绞合线制造鞍形线圈的方法有这样的缺点，即有在绕线制造工艺中易发生断线，线的价格高等缺点。
本发明的目的是提供一种通过使鞍形线圈散热增多，不使用极细线或绞合线也能抑制偏转装置温度上升的阴极射线管显示装置。
用以达到此目的的本发明的阴极射线管显示装置，它在阴极射线管主体后部的外周上配备有包括鞍形水平线圈、设置在其外侧的绝缘架、设置在其外侧的鞍形垂直线圈、和铁氧体磁芯的偏转装置，其第一特征在于将从上述铁氧体磁芯的屏侧端面向屏侧露出的上述鞍形水平线圈部分的表面积设定为100cm2～298cm2。
而第二特征是将从上述铁氧体磁芯的屏侧端向屏侧露出的上述鞍形垂直线圈部分的表面积设定为55cm2～185cm2。
按照上述第一或第二特征结构，由于能使从偏转装置的鞍形水平线圈或鞍形垂直线圈的铁氧体磁芯露出的面积增大，提高散热效果，所以不使用极细线或绞合线，也能抑制偏转装置的温度上升。下面将对其作用进行详细说明。
因偏转装置工作时的能量损耗变热而导致的温升与其工作同时开始，经过一定时间后温度达到平衡状态。鞍形线圈的能量损耗非常大，成为偏转装置温度上升的主要原因。此外，由于水平偏转频率变高，因构成鞍形线圈线材的集肤效应引起的电阻损耗和涡流损耗增大，偏转装置的温度上升更显著。抑制这种温度上升的方法有：减少引起发热的鞍形线圈的电阻损耗和涡流损耗来抑制发热的方法，以及促进从偏转装置(鞍形线圈)散热的方法。本发明着眼于后者。
这里，考虑到偏转装置的鞍形线圈其温度随时间的变化。如果鞍形线圈在单位时间产生的热量为Q、鞍形线圈的质量为W、鞍形线圈的表面积为A、散热系数为a、鞍形线圈的比热为c、温升为θ，则在dt时间产生的热是Qdt，此热的一部分使鞍形线圈的温度只上升dθ，其它部分的热在dt时间中从鞍形线圈的表面发散到外部。因此，表示热平衡的关系式如下面式(1)所示。
Q·dt＝c·W·dθ+a·A·θ·dt………(1)
现在，以温升θ的起始条件为0来解式(1)，则得到式(2)。
θ＝θf·(1-et/T)…………………(2)
其中θf为鞍形线圈的最终温度，T为时间常数，可分别由式(3)和式(4)求出。
θf＝Q/(a·A)……………………(3)
T＝c·W/(a·A)……………………(4)
如散热系数a一定，要抑制鞍形线圈的温度上升，由式(3)可见，可使Q减少，A增大。使Q减少，意味着鞍形线圈中的电阻损耗或涡流损耗减少，或者使鞍形线圈的偏转灵敏度提高而降低了消耗电流。另一方面，使A增大意味着鞍形线圈的表面积增大。
此外，为了提高鞍形线圈的散热效果，还要考虑热对流现象。通常如图3所示，当温度为t℃的物体处于温度为t0℃(t＞t0)的空气中时，由于接触和辐射，在物体表面附近的空气从物体接收热使温度上升较小，而产生对流将热带走。通过这种热的对流在单位时间从单位表面积带走的热量ac用式(5)表示，物体温度与空气温度之差(t-t0)越大它就变得越大。
ac＝C·H-1/4(t-t0)5/4〔W/(m2·℃)〕………(5)
其中c是常数，H是物体高度。因此，为了抑制鞍形线圈的温度上升，有必要做成尽可能与低温度空气接触的结构。
基于这样的理由，本发明的阴极射线管显示装置的鞍形线圈，使偏转线圈未包围在作为发热源之一的铁氧体磁芯中的部分的表面积增大，通过散热面积增大的效果和热对流的效果，使其散热效果提高。
图1是本发明的第一实施例的阴极射线管显示装置的平面图；
图2是本发明第二实施例的阴极射线管显示装置的侧视图；
图3是用以说明通过热对流散热的图；
图4是表示从偏转装置的铁氧体磁芯的屏侧端面向屏侧露出的鞍形水平线圈部分的表面积与鞍形水平线圈温度上升的关系图；
图5是表示从偏转装置的铁氧体磁芯的屏侧端面向屏侧露出的鞍形垂直线圈部分的表面积与鞍形垂直线圈温度上升的关系图。
下面将参照附图说明本发明的实施例。
图1示出本发明第一实施例的41cm(1711)·90°阴极射线管显示装置的平面图。阴极射线管主体1由玻璃屏部2和与其后部连接的玻璃漏斗部3构成，在玻璃漏斗部3的后部设置电子枪(未示出)。此外在玻璃漏斗部3后部的外周上安装着由将线径0.25mm的芯线捆成的线材(非绞合线状态)缠绕形成的鞍形水平线圈4、设置在其外侧的绝缘架5、设置的其外侧的将相同的线径0.25mm的芯线捆成的线材缠绕形成的鞍形垂直线圈6、设置在其外侧的铁氧体磁芯7等构成的偏转装置8。从铁氧体磁芯7的屏侧端面向屏侧露出的鞍形水平线圈部分的表面积设定为185cm2。
图4示出了从铁氧体磁芯7的屏侧端面9向屏侧露出的鞍形水平线圈部分的表面积SH与鞍形水平线圈4的温升ΔtH的关系。这里，绝缘架5、鞍形垂直线圈6和铁氧体磁芯的形状与位置如图1所示，是在水平偏转频率82KHz、垂直偏转频率71Hz、阳极电压25KV、光栅尺寸309×232mm的条件下使偏转装置8工作。而且，鞍形水平线圈4的温升ΔtH用鞍形水平线圈4的最高温度与偏转装置8周围气氛的平均温度之差来定义。从铁氧体磁芯7的屏侧端面9向屏侧露出的鞍形水平线圈部分的表面积SH，在固定线材的绕线角度时，随在屏侧线圈长度的伸长而变化。
按照图4，SH在100cm2以上时ΔtH的降低效果显著，SH在185cm2的ΔtH最小，随后ΔtH增大。如为了增大SH，在屏侧继续延长鞍形水平线圈4的线圈长度，则其偏转中心向屏侧偏移，使偏转灵敏度变坏，从而使该部分的ΔtH减少的效果降低，SH超过298cm2时ΔtH的减少效果消失。从这样的观点看，在本实施例中，将从铁氧体磁芯7的屏侧端面9向屏侧露出的鞍形水平线圈部分的表面SH设定为185cm2，SH在100cm2～298cm2范围内都能得到鞍形水平线圈4的温升ΔtH降低的效果。
其次，图2示出本发明第二实施例的41cm(1711)·90°阴极射线管显示装置的侧视图。与第一实施例相同，阴极射线管主体10由玻璃屏部11与连接在其后部的玻璃漏斗部12构成，在玻璃漏斗部12的后部设有电子枪(图中未示出)。而且由将线径0.25mm的芯线捆成的线材(非绞合线状态)绕制形成的鞍形水平线圈13、设置在其外侧的绝缘架14、设置在其外侧的用相同线径0.25mm的芯线捆成的线材绕制形成的鞍形垂直线圈15、设置在鞍形垂直线圈15外侧的铁氧体磁芯16构成的偏转装置17安装到玻璃漏斗部12的后部外周上，从铁氧体磁芯16的屏侧端面18向屏侧露出的鞍形垂直线圈部分的表面积设定为115cm2。
图5示出从铁氧体磁芯16的屏侧端面18向屏侧露出的鞍形垂直线圈部分的表面积SV与鞍形垂直线圈15的温升ΔtV的关系。这里，绝缘架14、鞍形水平线圈13和铁氧体磁芯16的形状与位置如图2所示，是在水平偏转频率82KHz、垂直偏转频率71Hz、阳极电压25KV、光栅尺寸309×232mm的条件下使偏转装置17工作。而且鞍形垂直线圈15的温升ΔtV是用鞍形垂直线圈15的最高温度与偏转装置17周围气氛的平均温度之差来定义。从铁氧体磁芯16的屏侧端面18向屏侧露出的鞍形垂直线圈部分的表面积SV是在固定线材的绕线角度时随在屏侧伸长线圈的长度而变化。
按照图5，在SV变成55cm2以上时ΔtV的降低效果显著，在SV为115cm2时ΔtV呈最小值，并且在SV为185cm2出现最大值后，ΔtV又继续减少。随着SV的增大，因水平偏转磁场与鞍形垂直线圈15的互连数增加导致的涡流损耗增加，SV达185cm2以上时，互连数饱和因而使涡流损耗也饱和。而且SV超过185cm2后，鞍形垂直线圈15的形状变得很大，同时使其直流电阻值增大，不能实用。
据此观点，在本实施例中是将从铁氧体磁芯16的屏侧端面18向屏侧露出的鞍形垂直线圈部分的表面积SV设定为115cm2，SV在55cm2～185cm2范围内都能得到鞍形垂直线圈15的温升ΔtV降低的效果。
而且在上述实施例中，对备有鞍形垂直线圈的偏转装置进行了说明，但垂直线圈也可以是环形的，此外在使用环形垂直线圈时，也可以缠绕在铁氧体磁芯上。
如上所述，按照本发明的阴极射线管显示装置，由于从偏转装置的铁氧体磁芯的屏侧端面向屏侧露出的鞍形线圈部分的表面积增大，通过散热面积增加和热对流的作用，其散热效果提高，能抑制温度上升，所以形成鞍形线圈的线材不必使用昂贵的极细线和绞合线，还能避免在线圈绕制工艺中的断线。
Claims (1)
1.一种阴极射线管显示装置，包括：
具有玻璃屏和连接在其后部的玻璃漏斗部的阴极射线管主体；
设置在上述阴极射线管主体后部的电子枪；
设置在上述阴极射线管主体后部外周上的偏转装置，此偏转装置包括鞍形水平线圈、设置在其外侧的绝缘架、设置在其外侧的鞍形垂直线圈和铁氧体磁芯，其特征在于，从上述铁氧体磁芯的屏侧端面向屏侧露出的上述鞍形水平线圈部分的表面积设定在100cm2～298cm2，或从上述铁氧体磁芯的屏侧端面向屏侧露出的上述鞍形垂直线圈部分的表面积设定在55cm2～185cm2。
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