JP2004015508A

JP2004015508A - 消磁回路

Info

Publication number: JP2004015508A
Application number: JP2002167265A
Authority: JP
Inventors: Masao Kato; 加藤　正雄
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】１００Ｖ系と２００Ｖ系のいずれの電源電圧に対しても、消磁コイルに等しい電流を流す消磁回路を提供する。
【解決手段】減衰交流電流が供給される一対の消磁コイル６、７から減衰交流磁界を発生させる消磁回路であって、一対の消磁コイル６、７の接続を、直列または並列に切り替える切り替え器５０と、消磁コイル６、７に直列に接続され、一対の消磁コイル６、７の接続が直列と並列の場合とで、消磁回路のインピーダンスを変えるインピーダンス調整器８とを有する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陰極線管の消磁回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管のミスランディングの発生を防止するために、消磁回路が用いられている。図５に示すように、電子銃１２から出た電子ビーム１１は、それぞれ対応する色の蛍光体ドット９にあたるように、シャドウマスク１０の色選別機能で制御されているが、電子ビーム１１の軌道が何らかの原因で外れると、シャドウマスク１０は正確に蛍光体９を色選別できなくなる。この現象がミスランディングであり、主な原因は地磁気や陰極線管周辺の磁性体による磁界の影響で、電子ビーム１１に電磁力が働き、軌道が変化するためである。
【０００３】
図６に、陰極線管の概略断面を示す。シャドウマスク１０、マスクフレーム１６、内部磁気シールド１５は、鉄などの強磁性体の合金で構成される。地磁気その他の外部からの磁界は、これらの強磁性体の磁気シールド効果により、陰極線管内部の空間から遮蔽されるが、一部は内部に浸透してミスランディングの原因となる。このため、図６、７に示すように、前面パネルと偏向ヨーク１４との間にファンネルの外側に沿うようにして上下一対の消磁コイル１３が設けられている。
【０００４】
図８は、磁気シールド１５が周辺の磁束２４を吸収して、電子ビーム１１を磁界から保護している様子を視覚的に表現したものである。磁束２４の一部は、電子ビーム１１が通過する内部空間に浸透する。ここで消磁を行うと、図９に示す極性に磁気シールド１５が着磁する。この着磁の向き１７は、磁気シールドされた空間１８では、外部磁界２４を打ち消す方向である。このようにして地磁気その他の外部磁界２４から電子ビーム１１を保護できる。
【０００５】
また、一時的に外部磁界を加えると、前記強磁性体に永久着磁を起こして、陰極線管内部に磁界を形成するのでミスランディングの原因となる。消磁は、そのような着磁も消してミスランディングを防止する。
【０００６】
図１０に示す回路は、消磁コイル１３に減衰交流電流を流して減衰交流磁界を作るために、従来から用いられている回路である。ＰＴＣ内のＲ１はポジスタ（正特性サーミスタ）で、Ｒ２はＲ１を加熱するヒータであり、ポジスタまたは抵抗器が使われる。スイッチを投入すると、電源Ｖ、ヒータＲ１、消磁コイル１３の回路で次式の電流Ｉが流れる。Ｉ＝Ｖ／Ｚであり、ＺはＲ１と消磁コイルを含む回路インピーダンスである。Ｒ１がポジスタの抵抗なので、電源投入時のポジスタの温度が低い間Ｚは小さく、この回路の最大電流が流れる。その後電流による自己発熱でポジスタが温度上昇するにしたがってＲ１は抵抗値を増やし、Ｚが大きくなり、電流が減少していく。Ｒ１は、以後Ｒ２のジュール熱により高抵抗に保たれる。このように、電源を投入するたびに減衰電流を消磁コイルに供給して消磁が行われる。
【０００７】
この回路の問題点は、電源電圧が変わるときに発生する。電源電圧は各国によって様々であるが、主に１００Ｖ系の地域と２００Ｖ系の地域がある。１００Ｖについて最適な起磁力で設計された図１０の消磁回路を２００Ｖで使用すると、２倍の起磁力が発生する。逆に、２００Ｖで最適な起磁力で設計した場合、１００Ｖでは起磁力が不足して消磁できないという問題があった。消磁コイルには電源電圧に関わらず、同じ消磁起磁力を発生させなければならない。
【０００８】
特開平６−７０３３０号公報には、電源電圧が１００Ｖであるか２００Ｖであるかを検出して、消磁回路の構成を切り替えて起磁力の差を少なくする消磁回路が開示されている。図１１、１２は、この公報に記載の技術の等価回路である。１００Ｖ系の地域と２００Ｖ系の地域に両対応するように、消磁回路構成を電源電圧に応じて切り替えるようにした回路である。図１１に示す１００Ｖ系の電源電圧のときは、電源２５に対して並列にＰＴＣ２０、２１が接続され、ＰＴＣ２０、２１に消磁コイル２２、２３がそれぞれ直列に接続される。図１２に示す２００Ｖ系の電源電圧のときは、１００Ｖ系のときに使用したＰＴＣ２０と消磁コイル２２、２３とを、電源２５に直列に接続する。このように、スイッチで回路構成を切り替えることによって消磁起磁力を得ていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
１００Ｖ系、２００Ｖ系それぞれの電源電圧の場合に消磁コイルに同じ消磁起磁力を発生させるには、消磁コイル２２、２３に流れる電流の実効値Ｉ（１００）＝Ｉ（２００）である必要がある。しかし、両回路ではインピーダンスが異なるために、消磁コイル２２、２３に流れる電流が異なり、１００Ｖ系と２００Ｖ系の両方で最適な消磁起磁力を得ることができなかった。
【００１０】
また、２００Ｖ系のときＰＴＣを１つ使用しないために、効率的ではなく、近年の陰極線管装置に要求される低コスト化に追随できなかった。
【００１１】
そこで本発明は、１００Ｖ系と２００Ｖ系のいずれの電源電圧に対しても、ＰＴＣを共有しながら、調整抵抗器を用いて、消磁コイルに等しい電流を流す消磁回路を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の消磁回路は、減衰交流電流が供給される一対の消磁コイルから減衰交流磁界を発生させる消磁回路であって、前記一対の消磁コイルの接続を、直列または並列に切り替える切り替え器と、前記消磁コイルに直列に接続され、前記一対の消磁コイルの接続が直列と並列の場合とで、前記消磁回路のインピーダンスを変えるインピーダンス調整器とを有することを特徴とする（請求項１）。
【００１３】
この構成により、電源電圧が変化しても安定した消磁電流及び消磁起磁力を消磁コイルに生じさせることができる。なお、切り替え器としては、一般に汎用されているリレー等の低コストのスイッチ素子を用いることができ、電源電圧の変化に対して消磁回路の切換を行い、安定した消磁電流および、消磁起磁力を得ることができる。切り替え器として、半導体素子を用いることもできる。
【００１４】
また、前記一対の消磁コイルに直列に接続された少なくとも１つのＰＴＣを有することを特徴とする（請求項２）。
【００１５】
この構成により、消磁電流および、消磁起磁力を必要とされる減衰率で減衰させることができる。
【００１６】
また、前記ＰＴＣが、前記一対の消磁コイルの接続が直列と並列のいずれの場合にも、常に電流の経路中に存在していることを特徴とする請求項１または２に記載の消磁回路（請求項３）。
【００１７】
この構成により、切り替え器によって回路構成が変わっても、ＰＴＣが常に共有して使用される。電源電圧の変化に依存せずＰＴＣを常に共有でき、低コストで効率的な消磁回路を実現できる。
【００１８】
また、前記インピーダンス調整器が抵抗であることを特徴とする（請求項４）。
【００１９】
この構成により、電源電圧の変化に対して、低コストでインピーダンス整合ができ、安定した消磁電流および消磁起磁力を得ることができる。インピーダンス調整器としては、抵抗の他にコイルやコンデンサを用いることができる。交流回路であることや、インピーダンスの設定の容易さ等を考慮すると、抵抗が好ましい。可変抵抗器を用いれば、電源電圧に応じて抵抗値を調整することができるので、世界の１００Ｖ系地域と２００Ｖ系地域の両地域（交流電源の電圧が実効値で９０Ｖから２６４Ｖの範囲）において電源電圧の変動分を見込んでなお、安定した消磁電流を消磁コイルに供給することができる。
【００２０】
また、本発明の消磁回路は、一対の消磁コイルと、前記一対の消磁コイルと直列に接続されたＰＴＣと、前記一対の消磁コイルの内の一方の消磁コイルと直列に接続された抵抗と、前記一対の消磁コイルの接続を直列または並列に切り替えるスイッチ素子とを有し、前記一対の消磁コイルが直列接続されたときには、前記ＰＴＣと前記一対の消磁コイルの直列接続体と前記抵抗とが直列に接続され、前記一対の消磁コイルが並列接続されたときには、前記抵抗を除き、前記ＰＴＣと前記一対の消磁コイルの並列接続体とが直列に接続されることが好ましい（請求項５）。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２２】
図１に、本発明の消磁回路を示す。消磁回路は、交流電源１と、スイッチ２と、ＰＴＣ３と、一対の消磁コイル６、７と、切り替え器５０と、調整抵抗器（請求項にいう「インピーダンス調整器」に相当）８とを有する。スイッチ２は、消磁をＯＮ、ＯＦＦする。ＰＴＣ３は、減衰交流電流を作る。消磁コイル６、７は、減衰交流磁界を発生して消磁を行うものであり、図６および図７に示したように、陰極線管のファンネルの外側に沿うように上下に一対配置される。切り替え器５０は、２経路のスイッチ４および５からなり、消磁コイル６、７の接続を直列または並列に変えて、消磁回路の構成を切り替える。調整抵抗器８は、消磁コイル６、７が直列接続の場合と並列接続の場合とで、消磁回路のインピーダンスを変える働きをする。
【００２３】
交流電源１が１００Ｖ系電源のときは、図１に示すように、切り替え器５０のスイッチ４は端子５１に接続され、スイッチ５は端子５３に接続される。等価回路は図２に示すように、調整抵抗器８を除き、ＰＴＣ３と一対の消磁コイル６、７の並列接続体とが直列に接続された回路になる。交流電源１が２００Ｖ系の電源のときは、スイッチ４は端子５２に接続され、スイッチ５は端子５４に接続される。等価回路は図３に示すように、ＰＴＣ３と一対の消磁コイル６、７の直列接続体と抵抗８とが直列に接続された回路になる。スイッチ４および５にはリレー等のスイッチ素子を用い、交流電源１の電圧に応じて切り替え動作を行う。
【００２４】
このような回路構成とすることにより、交流電源１の電圧が変化しても安定した消磁電流が消磁コイルに供給される。この作用は、調整抵抗器８の存在により実現される。
【００２５】
次に、調整抵抗器８の抵抗値の設定方法について説明する。１００Ｖ系電源の場合に、所望の消磁電流Ｉ（Ａ）を消磁コイル６、７に得るために、ＰＴＣ３の抵抗値をＲ（Ω）、消磁コイル６、７の抵抗値をＲＬ（Ω）、消磁コイル６、７のインダクタンスをＬ（Ｈ）として設定する。
【００２６】
２００Ｖ系電源の場合にも最適な消磁効果を得るためには、同じ消磁電流Ｉ（Ａ）を２００Ｖ系の回路の消磁コイルに流さなければならない。２００Ｖ系電源のとき、消磁コイル６、７は交流電源１に対し直列接続となるので、消磁電流Ｉ（Ａ）を得るために、Ｚ＝Ｖ（２００）／ＩとなるようにインピーダンスＺを設定する。ここで、調整抵抗器８の抵抗値をＲａｄとすると、Ｚ＝√［（２ωＬ）^２＋（Ｒａｄ＋Ｒ＋２ＲＬ）^２］であり、実抵抗をＺＲとすると、ＺＲ＝√［Ｚ^２−（２ωＬ）^２］である。そのため、調整抵抗器の抵抗値Ｒａｄ（Ω）＝ＺＲ−Ｒ−２ＲＬに設定することによって、１００Ｖ系、２００Ｖ系電源において、同じ所望の消磁電流を得ることができる。
【００２７】
次に、本発明の実施例について説明する。１００Ｖ、５０Ｈｚおよび、２４０Ｖ、５０Ｈｚの各々の電源において、消磁コイル６、７に流す消磁電流１９Ａｐ−ｐ、消磁起磁力２５００ＡＴｐ−ｐ、ＰＴＣ３の抵抗値１．５Ωの消磁回路を設計する。
【００２８】
１００Ｖ、５０Ｈｚのとき、等価回路は図２に示すものである。電源電流は消磁コイルが並列のためｉ＝１９×２＝３８Ａｐ−ｐであるので、消磁コイル６、７の巻数Ｎは、Ｎ＝２５００／３８＝６５．７９より、６６Ｔに設定する。このとき、消磁コイル６、７の抵抗値ＲＬはＲＬ＝１１．６６Ω、インダクタンスＬはＬ＝８ｍＨとなる。回路インピーダンスＺ１００はＺ１００＝√２×２×１００／３８＝７．４４Ωであり、リアクタンスＸＬ＝１．２６Ωである。
【００２９】
次に、２４０Ｖ、５０Ｈｚで１９Ａｐ−ｐの消磁電流を流すように、調整抵抗値８の抵抗値Ｒａｄを設定する。等価回路は図３に示すものである。消磁コイル６、７の直列抵抗値＝２×ＲＬ＝２３．３２Ωで、直列インダクタンス＝２×Ｌ＝１６ｍＨであり、リアクタンスＸＬ＝５．０３Ωとなる。全回路インピーダンスＺはＺ＝√２×２×２４０／１９＝３５．７３Ωであるから、実抵抗ＺＲ＝√（３５．７３^２−５．０３^２）＝３５．３７Ωとなる。したがって調整抵抗＝３５．３７−１．５−２３．３２＝１０．５５Ωに設定する。
【００３０】
図４は、消磁電流波形を示す。図４（ａ）は電源１００Ｖの場合を、図４（ｂ）は電源２４０Ｖの場合をそれぞれ示す。消磁ピーク電流は、いずれの場合にも１９Ａｐ−ｐとなっている。
【００３１】
本発明によれば、１つのＰＴＣを常に共有し、電源電圧が変化しても調整抵抗器の抵抗値を設定することで、所望の消磁電流を流すことができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、電源電圧に関わらず同じ消磁電流を消磁コイルに流すことができ、しかも１つのＰＴＣを、回路構成を切り替えながら常に共有できるために、効率的でしかも最適な消磁効果を得ることができ、１つの陰極線管を世界各国において使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の消磁回路の回路図
【図２】本発明の消磁回路の等価回路図（１００Ｖ系）
【図３】本発明の消磁回路の等価回路図（２００Ｖ系）
【図４】（ａ）本発明の消磁回路に流れる消磁電流波形図（１００Ｖ系）
（ｂ）本発明の消磁回路に流れる消磁電流波形図（２００Ｖ系）
【図５】電子ビームのランディングの概念図
【図６】消磁コイルを備えた陰極線管装置の側面断面図
【図７】消磁コイルを備えた陰極線管装置の背面図
【図８】磁気シールドの概念図
【図９】磁気シールドの概念図
【図１０】従来の消磁回路の回路図
【図１１】従来の消磁回路の等価回路図（１００Ｖ系）
【図１２】従来の消磁回路の等価回路図（２００Ｖ系）
【符号の説明】
３　ＰＴＣ
４、５スイッチ
６、７消磁コイル
８　調整抵抗器
５０　切り替え器

Claims

減衰交流電流が供給される一対の消磁コイルから減衰交流磁界を発生させる消磁回路であって、
前記一対の消磁コイルの接続を、直列または並列に切り替える切り替え器と、
前記消磁コイルに直列に接続され、前記一対の消磁コイルの接続が直列と並列の場合とで、前記消磁回路のインピーダンスを変えるインピーダンス調整器とを有することを特徴とする消磁回路。
前記一対の消磁コイルに直列に接続された少なくとも１つのＰＴＣを有することを特徴とする、請求項１に記載の消磁回路。
前記ＰＴＣが、前記一対の消磁コイルの接続が直列と並列のいずれの場合にも、常に電流の経路中に存在していることを特徴とする請求項１または２に記載の消磁回路。
前記インピーダンス調整器が抵抗であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の消磁回路。
一対の消磁コイルと、前記一対の消磁コイルと直列に接続されたＰＴＣと、前記一対の消磁コイルの内の一方の消磁コイルと直列に接続された抵抗と、前記一対の消磁コイルの接続を直列または並列に切り替えるスイッチ素子とを有し、
前記一対の消磁コイルが直列接続されたときには、前記ＰＴＣと前記一対の消磁コイルの直列接続体と前記抵抗とが直列に接続され、
前記一対の消磁コイルが並列接続されたときには、前記抵抗を除き、前記ＰＴＣと前記一対の消磁コイルの並列接続体とが直列に接続されることを特徴とする消磁回路。