KR100195620B1

KR100195620B1 - 음극선관의 히터 발열회로 및 발열방법

Info

Publication number: KR100195620B1
Application number: KR1019960065937A
Authority: KR
Inventors: 박태진
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-12-14
Filing date: 1996-12-14
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980047443A; JPH10191211A; US6084355A

Abstract

음극선관을 화상의 표시장치로 사용하고 있는 기기에서 전원을 온하거나 또는 DPMS(Display Power Management Signaling)에서 전원 온 모드로 복귀할 경우에 히터를 빠른 속도로 가열하는 것으로서 음극선관의 히터에 인가되는 정격 전압보다 높은 전압을 발생하는 전원 발생 수단을 구비하고, 기기의 전원을 온하거나 DPMS에서 전원 온 모드일 경우에 초기의 미리 설정된 시간동안 순간 가열 신호 발생수단이 발생하는 펄스신호에 따라 초기 가열 수단이 상기 전원 발생 수단이 발생한 정격 전압보다 높은 전압을 히터에 인가하여 히터가 빠른 속도로 가열되게 함으로써 음극선관이 안정된 화상을 재현할 수 있는 시간을 단축하며, 초기의 미리 설정된 시간이 경과될 경우에 상기 전원 발생 수단이 발생한 전압을 전압 강압 수단이 정격 전압으로 강하시킨 후 히터에 안정된 전압을 인가하여 계속 가열시킨다.

Description

음극선관의 히터 발열회로 및 발열방법

본 발명은 음극선관을 사용하는 기기의 전원을 온하거나 또는 DPMS(Display Power Management Signaling)의 히터에 인가되는 전원을 차단시키는 동작 모드에서 전원 온 모드로 복귀할 경우에 음극선관의 히터를 빠른 속도로 가열할 수 있도록 하는 음극선관의 히터 발열회로 및 발열방법에 관한 것이다.

모니터 및 텔레비전 수상기 등의 기기에서는 화상 표시장치로 음극선관을 많이 사용하고 있다.

상기 음극선관은 네크(neck)부에 구비되어 있는 전자총의 히터에 전원을 인가하여 발열시키고, 상기 히터의 발열에 따라 캐소드(cathode)가 가열되어 열전자를 방출하며, 캐소드가 방출한 열전자를 전자총에 구비되어 있는 다수의 그리드로 제어, 집속 및 가속시키면서 전자총 전면의 형광면에 충돌시켜 소정의 화상을 재현하는 것이다.

그리고 상기 음극선관은 캐소드가 정상 온도로 가열되지 않았을 경우에 열전자의 방출이 불안정하여 안정된 화상을 재현할 수 없고, 캐소드가 정상 온도로 가열되어 안정되게 열전자를 방출할 경우에 안정된 화상을 재현하게 된다.

도 1은 종래의 히터 발열회로의 일 실시예를 보인 도면이다. 여기서, AC는 입력되는 교류 전원이다. 교류 전원(AC)은 전원 스위치(SW1)(SW2)를 통해 전원 트랜스(T1)의 일차 코일에 인가되게 접속된다. 전원 트랜스(T1)의 이차 코일은 다이오드(D1)를 통해 접지 콘덴서(C1)에 접속되고, 다이오드(D1) 및 접지 콘덴서(C1)의 접속점은 저항(R1)을 통한 후, 음극선관(1)의 히터(2)에 접속된다.

이와 같이 구성된 종래의 히터 발열회로의 일 실시예는 전원 스위치(SW1) (SW2)를 온하여 접속시킬 경우에 교류 전원(AC)이 전원 스위치(SW1)(SW2)를 통해 전원 트랜스(T1)의 일차 코일에 인가되어 이차코일로 유도된다.

전원 트랜스(T1)의 이차 코일로 유도된 교류 전원은 다이오드(D1)를 통해 정류되고, 접지 콘덴서(C1)에 의해 평활되어 약 8V의 직류 전원으로 변환된다.

상기 직류 전원은 기기의 부하에 동작 전원으로 공급된다.

또한 상기 직류 전원은 전압 조절용 저항(R1)을 통해 히터(2)의 정격 전압인 약 6.3V로 강압된 후 히터(2)에 인가되는 것으로 히터(2)는 인가된 직류 전원에 의해 발열하게 된다.

상기한 종래의 기술은 전원 스위치(SW1)(SW2)를 온하는 초기에 히터(2)에 정격 전압을 인가하여 가열시키는 것이다.

그러나 히터(2)는 발열되어 정상 온도로 가열되는 데에는 약 1011초 정도의 시간이 소요되는 것으로서 음극선관(1)이 안정된 화상을 재현하는 데 약 1011초 정도가 소요되는 문제점이 있었다.

도 2는 종래의 히터 발열회로의 다른 실시예를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 교류 전원(AC)이 전원 스위치(SW11)(SW12)의 가동 단자에 인가되게 접속되고, 전원 스위치(SW11)(SW12)의 일측 고정단자(a11)(a12)가 전원 트랜스(T12)의 일차 코일에 접속되며, 전원 스위치(SW11)(SW12)의 타측 고정단자(b11)(b12)가 전원 트랜스(T11)의 일차 코일에 접속된다.

전원 트랜스(T11)의 이차 코일은 다이오드(D11)를 통해 접지 콘덴서(C11) 및 음극선관(11)의 히터(12)에 접속된다. 전원 트랜스(T12)의 이차 코일은 다이오드(D12)를 통해 접지 콘덴서(C12)에 접속되고, 다이오드(D12) 및 접지 콘덴서(C12)의 접속점은 다이오드(D13) 및 저항(R11)을 통해 음극선관(11)의 히터(12)에 접속된다.

이와 같이 구성된 종래의 다른 실시예는 전원 스위치(SW11)(SW12)를 오프하여 가동 단자가 타측 고정단자(b11)(b12)에 각기 접속되게 할 경우에 교류 전원(AC)이 전원 스위치(SW11)(SW12)를 통해 전원 트랜스(T11)의 일차 코일에 인가된다.

전원 트랜스(T11)의 일차 코일에 인가된 교류 전원(AC)은 전원 트랜스(T11)의 이차 코일로 유도된다.

전원 트랜스(T11)의 이차 코일로 유도된 전원은 다이오드(D11)를 통해 정류되고, 접지 콘덴서(C11)에 의해 평활되어 약 34V의 직류 전원으로 변환된다.

상기 접지 콘덴서(C11)에 의해 평활된 약 34V의 직류 전원은 음극선관(11)의 히터(12)에 인가되어 예비 가열된다.

이와 같은 상태에서 전원 스위치(SW11)(SW12)를 온하여 가동 단자가 일측 고정단자(a11)(a12)에 접속되게 하면, 교류 전원(AC)이 전원 스위치(SW11)(SW12)를 통해 전원 트랜스(T12)의 일차 코일에 인가되고, 그의 이차 코일로 유도된다.

전원 트랜스(T12)의 이차 코일로 유도된 교류 전원은 다이오드(D12)를 통해 정류되고, 접지 콘덴서(C12)에 의해 평활되어 약 8V의 직류 전원으로 출력된다.

상기 출력되는 약 8V의 직류 전원은 부하에 동작 전원으로 인가되고, 또한 다이오드(D13)를 통하고, 저항(R11)을 다시 통해 약 6.3V로 강압된 후 히터(12)에 인가되어 히터(12)를 정상으로 가열하게 된다.

상기한 종래의 다른 실시예는 전원을 오프하였을 경우에 정격 전압보다 낮은 전압을 히터에 인가하여 예비 가열시키고, 전원을 온하였을 경우에 히터에 정격 전압을 인가하여 전원을 온하는 초기에 히터가 빠른 속도로 가열되게 하는 것이다.

그러나 상기한 종래의 다른 실시예는 히터를 예비 가열하기 위한 고가의 전원 트랜스를 필요로 하는 것으로서 제품의 생산 원가가 상승하고, 전원을 오프하였을 경우에 필요없이 많은 전력이 소비되는 문제점이 있었다.

DPMS는 미합중국의 VESA(Video Electronic Standard Association)에서 제안한 것으로서 컴퓨터 시스템의 사용 상태에 따라서 컴퓨터 주변장치의 하나인 모니터 등의 영상 표시 장치의 전원을 관리하여 전력 소모를 줄일 수 있도록 하는 관리 시스템이다.

상기 DPMS에 따르면, 컴퓨터 본체에서는 사용 상태에 따라 수평 동기신호 및 수직 동기신호를 선택적으로 출력 및 차단하고, 영상 표시 장치에서는 상기 컴퓨터 본체로부터 입력되는 수평 동기신호 및 수직 동기신호에 대응하여 상기 4가지의 모드로 전원 관리를 수행한다.

그리고 전원 관리는 전원 온(on state) 모드, 잠시 대기(stand-by state) 모드, 일시 정지(suspend state) 모드 및 정지(power off) 모드의 4가지로 구분하고 있다.

상기 컴퓨터 본체로부터 수평 동기신호 및 수직 동기신호가 모두 입력될 경우에 영상 표시 장치는 전원 온 모드로 동작하고, 수직 동기신호만 입력될 경우에는 잠시 대기 모드로 동작하며, 수평 동기신호만 입력될 경우에는 일시 정지 모드로 동작하며, 수평 동기신호 및 수직 동기신호가 모두 입력되지 않을 경우에는 정지 모드로 동작한다.

상기 정지 모드는 소비 전력이 5W이하로 되게 제한하고 있다.

그러므로 상기한 종래의 다른 실시예에서와 같이 음극선관의 히터를 예비 가열할 경우에 소비되는 전력이 약 3.6W로서 기기의 다른 부위에서 소비되는 전력이 1.4W 이하로 되게 기기를 설계해야 된다.

그러나 히터를 제외한 다른 부하 즉, 마이크로 프로세서 등을 비롯한 부하에서 소비되는 전력은 1.4W 이상으로서 DPMS의 전력 소비 제한을 만족하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 히터를 예비 가열하지 않고, 히터를 발열시키는 초기에 캐소드를 빠른 속도로 가열할 수 있도록 하는 음극선관의 히터 발열회로 및 발열방법을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 음극선관의 히터에 인가되는 정격 전압보다 높은 전압을 발생하는 전원 발생 수단을 구비한다.

그리고 기기의 전원을 온하거나 DPMS에서 전원 온 모드로 히터에 전원을 인가하여 발열시킬 경우에 순간 가열신호 발생수단이 초기에 미리 설정된 시간동안 구동 펄스신호를 발생한다.

상기 구동 펄스신호가 발생된 시간 동안 상기 전원 발생 수단에서 발생된 높은 전압을 초기 가열 수단이 히터에 인가하여 발열시키며, 설정된 시간이 경과되어 구동 펄스신호가 차단될 경우에 상기 전원 발생 수단에서 발생된 높은 전압을 전원 강압 수단이 정격 전압으로 강압하여 히터에 인가한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 히터를 발열시키는 초기에는 정격 전압보다 높은 전압을 인가하여 캐소드를 빠른 속도로 가열시키고, 캐소드가 정상 온도로 가열될 경우에는 히터에 정격 전압을 인가하여 가열시키게 된다.

도 1은 종래의 히터 발열회로의 일 실시예를 보인 도면.

도 2는 종래의 히터 발열회로의 다른 실시예를 보인 도면.

도 3은 본 발명의 히터 발열회로를 보인 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 전원 발생 수단21 : 순간 가열신호 발생 수단

22 : 초기 가열 수단24 : 히터

Q21, Q22 : 제 1 및 제 2 스위칭 수단(트랜지스터)

R21 : 전원 강압 수단(저항)

이하, 첨부된 도 3의 도면을 참조하여 본 발명의 음극선관의 히터 발열회로 및 발열방법을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 히터 발열회로를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 전원 스위치(SW21)(SW22)를 온하여 접속시킬 경우에 교류 전원(AC)으로 음극선관(23)의 히터(24)의 정격 전압보다 높은 전압의 동작 전원을 발생하는 전원 발생 수단(20)과, 상기 전원 발생 수단(20)이 출력하는 전원을 음극선관(23)의 히터(24)의 정격 전압으로 강압하여 히터(24)에 인가하는 전원 강압 수단인 저항(R21)과, 상기 히터(24)에 전원을 인가하는 초기에 미리 설정된 시간동안 구동 펄스신호를 발생하는 순간 가열신호 발생수단(21)과, 상기 순간 가열신호 발생수단(21)이 출력하는 구동 펄스신호의 기간동안 상기 히터(24)의 정격 전압보다 높은 상기 전원 발생 수단(20)의 출력 전원을 히터(24)에 인가하는 초기 가열 수단(22)으로 구성된다.

상기 전원 발생 수단(20)은 전원 스위치(SW21)(SW22)가 전원 트랜스(T21)의 일차 코일에 접속되고, 전원 트랜스(T21)의 이차 코일은 다이오드(D21)를 통해 접지 콘덴서(C21)에 접속되어 그 접속점에서 부하의 동작 전원이 출력되게 하였다.

초기 가열 수단(22)은, 순간 가열신호 발생수단(21)의 출력단자가 저항(R22)을 통해 제1 스위칭 소자인 트랜지스터(Q21)의 베이스에 접속되고, 트랜지스터(Q21)의 콜렉터에는 제2 스위칭 소자인 트랜지스터(Q22)의 베이스가 저항(R23)을 통해 접속된다. 그리고 전원 발생 수단(20)의 출력단자가 트랜지스터(Q22)의 에미터에 접속되고, 그 접속점이 저항(R24)을 통해, 상기 트랜지스터(Q22)의 베이스 및 저항(R23)의 접속점에 접속되며, 트랜지스터(Q22)의 콜렉터는 상기 음극선관(23)의 히터(24)에 접속된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 음극선관의 히터 발열회로는 전원 스위치(SW21) (SW22)를 온하여 접속시키면, 교류 전원(AC)이 전원 스위치(SW21)(SW22)를 통해 전원 발생 수단(20)의 전원 트랜스(T21)의 일차 코일에 인가된다.

상기 전원 트랜스(T21)의 일차 코일에 인가된 교류 전원(AC)은 전원 트랜스(T21)의 이차 코일로 유도되고, 다이오드(D21)를 통해 정류되며, 접지 콘덴서(C21)에 의해 평활되어 약 8V의 직류 전원으로 출력된다.

그리고 전원 스위치(SW21)(SW22)를 온하는 초기 즉, 히터(24)에 전원을 인가하여 가열시키는 초기에 미리 설정된 일정 시간 예를 들면, 약 34초 동안 순간 가열신호 발생 수단(21)이 고전위의 구동 펄스신호를 출력한다.

여기서, 순간 가열신호 발생수단(21)은 예를 들면, 마이크로 컴퓨터를 사용한다.

상기 순간 가열신호 발생수단(21)은 텔레비전 수상기일 경우에 전원을 온하는 초기에 구동 펄스신호를 발생한다.

그리고 모니터일 경우에는 상기 순간 가열신호 발생수단(21)이 컴퓨터 본체로부터 입력되는 수평 동기신호 및 수직 동기신호에 따라 전원 관리를 수행하고, 모니터의 전원을 온하거나 또는 컴퓨터 본체로부터 입력되는 수평 동기신호 및 수직 동기신호에 따라 히터(24)의 전원을 차단시킨 후 수평 동기신호 및 수직 동기신호가 모두 입력되어 전원 온 모드로 전환할 경우에 상기 전원 스위치(SW21)(SW22)를 제어하여 접속시킴과 아울러 미리 설정된 소정의 시간동안 고전위의 구동 펄스신호를 출력한다.

상기 순간 가열신호 발생 수단(21)이 출력한 고전위의 구동 펄스신호는 초기 가열 수단(22)의 저항(R22)을 통해 트랜지스터(Q21)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q21)가 온된다.

상기 트랜지스터(Q21)가 온됨에 따라 상기 전원 발생 수단(20)에서 출력되는 직류 전원이 저항(R24)(R23) 및 트랜지스터(Q21)를 순차적으로 흐르게 되고, 트랜지스터(Q22)의 베이스에는 저전위가 인가된다.

그러면, 트랜지스터(Q22)가 온되고, 전원 발생 수단(20)에서 출력되는 직류 전원이 트랜지스터(Q22)를 통한 후 음극선관(23)의 히터(24)에 인가되므로 히터(24)는 전원 발생 수단(20)에서 출력되는 약 8V의 높은 직류 전원에 의해 빠른 속도로 발열되어 캐소드를 빠른 속도로 가열시키게 된다.

여기서, 순간 가열신호 발생 수단(21)이 고전위의 구동 펄스신호를 발생시키는 시간은 전원 발생 수단(20)의 출력 전원에 의해 히터(24)가 발열되어 캐소드가 정상 온도로 가열될 때까지 소요되는 시간으로 설정하는 것이 바람직하다.

이와 같은 상태에서 미리 설정된 초기 시간이 경과되면서 캐소드가 정격 온도로 가열되고, 순간 가열신호 발생 수단(21)이 저전위를 출력하게 되면, 상기와는 반대로 트랜지스터(Q1)의 베이스에는 저전위가 인가된다.

그러면, 트랜지스터(Q21)가 오프되고, 트랜지스터(Q22)가 오프되므로 전원 발생 수단(20)에서 출력되는 직류 전원이 저항(R21)을 통해, 히터(24)의 정격 전압인 약 6.3V로 강압된 후 히터(24)에 인가되어 히터(24)는 정상으로 계속 발열된다.

이상에서와 같이 본 발명은 히터에 전원을 인가하여 발열시키는 초기에 정격 전압보다 높은 레벨의 전원을 히터에 인가하여 캐소드를 빠른 속도로 가열시키고, 캐소드가 정상 온도로 가열되면, 히터에 정격 전압을 인가하여 정상으로 발열시키는 것으로서 기기의 전원 스위치를 온하는 초기에 캐소드가 빠른 속도로 가열되어 음극선관이 빠른 시간내에 안정된 화상을 재현할 수 있다.

Claims

음극선관의 히터와, 상기 히터의 정격 전압보다 높은 전압을 발생하는 전원 발생 수단과, 상기 전원 발생 수단이 출력하는 전원을 음극선관의 히터의 정격 전압으로 강압하는 전원 강압 수단과, 상기 히터를 발열시키는 초기에 미리 설정된 시간동안 구동 펄스신호를 발생하는 순간 가열신호 발생수단과, 상기 순간 가열신호 발생수단이 출력하는 구동 펄스신호의 기간동안 상기 전원 발생 수단에서 출력되는 높은 전압을 히터에 인가하고 상기 구동 펄스신호의 기간이 경과될 경우에 상기 전원 강압 수단에서 강압된 정격 전압이 상기 히터에 인가되게 하는 초기 가열 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 음극선관의 히터 발열회로.
청구항 1에 있어서, 상기 순간 가열신호 발생 수단이 구동 펄스신호를 발생시키는 시간은 상기 전원 발생 수단의 출력 전원에 의해 히터가 발열되어 캐소드가 정상 온도로 가열될 때까지 소요되는 시간으로 설정하는 것을 특징으로 하는 음극선관의 히터 발열회로.
청구항 1에 있어서, 초기 가열 수단은, 순간 가열신호 발생수단이 출력하는 구동 펄스신호의 기간동안 온되는 제1 스위칭 소자와, 상기 제1 스위칭 소자가 온됨에 따라 상기 정원 발생 수단의 출력 전원을 히터에 인가하는 제2 스위칭 소자로 구성됨을 특징으로 하는 음극선관의 히터 발열회로.
청구항 3에 있어서, 제 1 스위칭 소자 및 제 2 스위칭 소자는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 음극선관의 히터 발열회로.
히터를 발열시키는 초기에 미리 설정된 시간동안 구동 펄스신호를 발생하는 과정과, 상기 구동 펄스신호의 기간동안 상기 히터에 정격 전압보다 높은 전압을 히터에 인가하여 발열시키는 과정과, 상기 구동 펄스신호의 기간이 경과될 경우에 상기 히터에 정격 전압을 인가하는 과정으로 제어됨을 특징으로 하는 음극선관의 히터 발열방법.