KR19990061775A - Control method of heater for cathode ray tube - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 음극선관용 가열기의 제어 방법은 예열 단계 및 정상 가열 단계를 포함한다. 예열 단계에서는, 소정의 예열 시간 동안, 음극선관용 가열기의 정격 전압보다 높은 제1 전압을 상기 가열기에 인가한다. 정상 가열 단계에서는, 상기 예열 시간이 경과되면, 상기 정격 전압보다 낮은 제2 전압을 상기 가열기에 인가한다.The control method of the heater for cathode ray tubes according to the present invention includes a preheating step and a normal heating step. In the preheating step, for a predetermined preheating time, a first voltage higher than the rated voltage of the cathode ray tube heater is applied to the heater. In the normal heating step, when the preheating time has elapsed, a second voltage lower than the rated voltage is applied to the heater.

Description

음극선관용 가열기의 제어 방법Control method of heater for cathode ray tube

본 발명은 음극선관(Cathode Ray Tube)용 가열기(heater)의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling a heater for a cathode ray tube.

음극선관에서는, 전자총(electron gun)에서 방출되는 전자 비임을 집속 및 가속시켜서 전면에 도포되어 있는 형광체의 화소들에 충돌시킨다. 전자 비임이 충돌된 화소에서는 빛이 발생되고, 그렇지 않은 화소에서는 빛이 발생되지 않음에 따라, 영상이 디스플레이될 수 있다. 이러한 음극선관 내의 전자총에 있어서, 전자 비임을 발생시키는 부분을 음극(Cathode)이라 한다. 이 음극은, 가열기에 의하여 높은 온도에 이르렀을 때에만 전자 비임을 발생시킨다. 따라서, 사용자가 전원을 인가한 후, 소정의 예열 시간이 경과되어야만 화면에 영상이 디스플레이될 수 있다.In a cathode ray tube, electron beams emitted from an electron gun are focused and accelerated to collide with pixels of a phosphor coated on the front surface. As the light is generated in the pixel where the electron beam is collided, and the light is not generated in the pixel which is not the electron beam, an image may be displayed. In the electron gun in such a cathode ray tube, a portion which generates an electron beam is called a cathode. This cathode generates an electron beam only when the heater reaches a high temperature. Therefore, after a user applies power, an image may be displayed on the screen only after a predetermined preheating time has elapsed.

도 1에서 Ef는 종래의 음극선관용 가열기에 인가되는 전압을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 종래에는, 음극선관용 가열기에 시종일관 정격 전압 예를 들어, 6.3 [V](볼트)의 전압만을 인가하도록 되어 있다. 이와 같은 제어 방법에 의하면, 상기 예열 시간 및 음극의 수명을 개선할 여지가 없다. 예를 들어, 예열 시간을 줄이려면 가열기의 인가 전압을 더 높여야 하는데, 이러한 경우, 음극의 수명이 짧아진다. 이와 반대로, 음극의 수명을 길게 하려면 가열기의 인가 전압을 더 낮춰야 하는데, 이러한 경우, 예열 시간이 길어진다.In Fig. 1, Ef represents a voltage applied to a heater for a conventional cathode ray tube. Referring to Fig. 1, conventionally, only a constant voltage of, for example, a voltage of 6.3 [V] (volts) is applied to a heater for a cathode ray tube. According to such a control method, there is no room for improving the preheating time and the lifetime of the negative electrode. For example, to reduce the preheating time, the applied voltage of the heater must be higher, in which case the life of the cathode is shortened. On the contrary, in order to prolong the life of the cathode, the applied voltage of the heater must be lowered, in which case the preheating time is long.

본 발명의 목적은, 음극의 예열 시간 및 수명의 상충 관계를 극복할 수 있는 음극선관용 가열기의 제어 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a control method of a heater for a cathode ray tube that can overcome the trade-off between a preheating time and a lifetime of a cathode.

도 1은 종래의 방법에 따라 음극선관용 가열기에 인가되는 전압의 파형도이다.1 is a waveform diagram of a voltage applied to a heater for a cathode ray tube according to a conventional method.

도 2는 본 발명에 따라 음극선관용 가열기에 인가되는 전압의 파형도이다.2 is a waveform diagram of a voltage applied to a heater for a cathode ray tube according to the present invention.

도 3은 도 2의 전압 인가 방법을 보여주는 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a voltage application method of FIG. 2.

도 4는 초기 예열 전압과 비임 전류와의 관계를 보여주는 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the initial preheat voltage and the beam current.

도 5는 각 정상 가열 전압에 대한 휘도의 변화 상태를 보여주는 그래프이다.5 is a graph showing a state of change in luminance with respect to each normal heating voltage.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

Ef...인가 전압, 31...전원,Ef ... applied voltage, 31 ... power,

32...가열기, 37, 38...트랜지스터,32 ... heater, 37, 38 ... transistor,

33...다이오드, 34, 35, 39...저항기,33 ... diode, 34, 35, 39 ... resistor,

36, 40...캐페시터, Ie...비임 전류.36, 40 ... capacitor, Ie ... beam current.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 음극선관용 가열기의 제어 방법은, 예열 단계 및 정상 가열 단계를 포함한다. 상기 예열 단계에서는, 소정의 예열 시간 동안, 음극선관용 가열기의 정격 전압보다 높은 제1 전압을 상기 가열기에 인가한다. 상기 정상 가열 단계에서는, 상기 예열 시간이 경과되면, 상기 정격 전압보다 낮은 제2 전압을 상기 가열기에 인가한다.The control method of the heater for a cathode ray tube of the present invention for achieving the above object includes a preheating step and a normal heating step. In the preheating step, for a predetermined preheating time, a first voltage higher than the rated voltage of the cathode ray tube heater is applied to the heater. In the normal heating step, when the preheating time has elapsed, a second voltage lower than the rated voltage is applied to the heater.

본 발명의 상기 제1 단계에 의하면 상기 예열 시간을 줄일 수 있다. 또한, 상기 제2 단계에 의하면 음극의 수명을 연장시킬 수 있다.According to the first step of the present invention, the preheating time can be reduced. In addition, according to the second step, it is possible to extend the life of the cathode.

바람직하게는, 직류 전원의 한 단자와 상기 가열기의 한 단자 사이에, 서로 병렬 연결된 전압 강하용 저항기 및 스위치를 연결시킨다.Preferably, a voltage drop resistor and a switch connected in parallel with each other are connected between one terminal of the DC power supply and one terminal of the heater.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 2에서 Ef는 본 발명에 따라 음극선관용 가열기에 인가되는 전압을 나타낸다. 도 2를 참조하면, 전원이 인가된 후 5 [초]의 예열 시간에는, 가열기의 정격 전압 6.3 [V]보다 높고 소정의 상한 전압보다 낮은 제1 전압을 가열기에 인가한다. 여기서, 상한 전압은 5 [초]의 예열 시간에 가열기를 손상시키지 않는 전압 예를 들어, 15 [V]로 설정한다. 제1 전압은 실험에 의한 최적 전압으로 설정된다. 상대적으로 짧은 5 [초]의 예열 시간이 경과되면, 화면에 영상이 디스플레이될 수 있다.In Figure 2 Ef represents the voltage applied to the heater for the cathode ray tube according to the present invention. Referring to FIG. 2, at a preheating time of 5 [seconds] after the power is applied, a first voltage higher than the rated voltage of the heater 6.3 [V] and lower than the predetermined upper limit voltage is applied to the heater. Here, the upper limit voltage is set to a voltage, for example, 15 [V], which does not damage the heater at the preheating time of 5 [seconds]. The first voltage is set to the optimum voltage by experiment. When a relatively short preheating time of 5 [seconds] elapses, an image may be displayed on the screen.

5 [초]의 예열 시간이 경과된 후의 정상 가열 단계에서는 정격 전압 6.3 [V]보다 낮은 제2 전압을 상기 가열기에 인가한다. 제2 전압은 5.7 내지 6.0 [V]의 범위에서 설정한다. 이 제2 전압은 실험에 의한 최적 전압으로 설정된다. 상대적으로 낮은 제2 전압에 의하여 가열기가 열을 발생시키므로, 가열기 및 음극의 수명이 길어진다.In the normal heating step after the preheating time of 5 [seconds] has elapsed, a second voltage lower than the rated voltage of 6.3 [V] is applied to the heater. The second voltage is set in the range of 5.7 to 6.0 [V]. This second voltage is set to the optimum voltage by experiment. Since the heater generates heat by the relatively low second voltage, the lifetime of the heater and the cathode becomes long.

도 3에서 도 2의 전압 인가 방법을 보여준다. 도 3의 회로의 제1 캐페시터(40)는, 전압이 인가되면 즉시 충전될 수 있도록 작은 용량을 가진다. 직류 전원(31)은 9.1 [V]의 제1 전압만을 지속적으로 발생시킨다. 직류 전원(31)의 (-) 단자와 가열기(32)의 한 단자 사이에, 서로 병렬 연결된 전압 강하용 저항기(39) 및 스위치로서의 제1 트랜지스터(38)가 연결되어 있다. 제1 트랜지스터(38)의 에미터와 컬렉터는 전압 강하용 저항기(39)의 양단에 각각 연결된다.3 shows the voltage application method of FIG. 2. The first capacitor 40 of the circuit of FIG. 3 has a small capacity so that it can be immediately charged when a voltage is applied. The DC power supply 31 continuously generates only the first voltage of 9.1 [V]. Between the negative terminal of the DC power supply 31 and one terminal of the heater 32, a voltage drop resistor 39 connected in parallel with each other and a first transistor 38 as a switch are connected. The emitter and collector of the first transistor 38 are respectively connected across the voltage drop resistor 39.

사용자에 의하여 직류 전원(31)으로부터 9.1 [V]의 제1 전압이 발생되면, 전류는, 직류 전원의 (+) 단자로부터 다이오드(33) 및 제1 캐페시터(40)로 흐른다. 제1 캐페시터(40)는 그 용량이 작으므로 즉시 충전된다. 이에 따라, 전류는 제1 및 제2 저항기(34, 35)로 흐르고, 제2 저항기(36)로 흐르는 전류는 제2 캐페시터(36)로 흐른다. 여기서, 제2 캐페시터(36)의 충전 시간은 자신의 용량과 제2 저항기(36)의 저항값에 비례한다. 이에 따라, 제2 캐페시터(36)는, 전압이 인가되면 5 [초]의 예열 시간 동안 충전이 수행될 수 있는 용량을 가진다. 제2 트랜지스터(37)는 제2 캐페시터(36)가 완전히 충전될 때까지 오프(Off) 상태를 유지한다. 한편, 제1 저항기(34)로 흐르는 전류는 제1 트랜지스터(38)의 베이스 구동 전류(Base driving current)로 작용하므로, 제1 트랜지스터(38)가 턴-온(turn-on)된다. 이에 따라, 직류 전원(31), 가열기(32) 및 제1 트랜지스터(38)의 폐회로가 형성되므로, 가열기(32)에는 직류 전원(31)의 전압 9.1 [V]가 인가된다. 즉, 사용자에 의하여 직류 전원(31)으로부터 9.1 [V]의 제1 전압이 발생되면, 5 [초]의 예열 시간 동안 9.1 [V]의 제1 전압이 가열기(32)에 인가된다.When a first voltage of 9.1 [V] is generated from the DC power supply 31 by the user, current flows from the positive terminal of the DC power supply to the diode 33 and the first capacitor 40. Since the capacity of the first capacitor 40 is small, it is charged immediately. Accordingly, current flows to the first and second resistors 34 and 35, and current flowing to the second resistor 36 flows to the second capacitor 36. Here, the charging time of the second capacitor 36 is proportional to its capacity and the resistance value of the second resistor 36. Accordingly, the second capacitor 36 has a capacity that charging can be performed for a preheating time of 5 [seconds] when a voltage is applied. The second transistor 37 remains off until the second capacitor 36 is fully charged. On the other hand, since the current flowing to the first resistor 34 acts as a base driving current of the first transistor 38, the first transistor 38 is turned on. As a result, since the closed circuits of the DC power supply 31, the heater 32, and the first transistor 38 are formed, a voltage of 9.1 [V] of the DC power supply 31 is applied to the heater 32. That is, when the first voltage of 9.1 [V] is generated from the DC power supply 31 by the user, the first voltage of 9.1 [V] is applied to the heater 32 during the preheating time of 5 [seconds].

5 [초]의 예열 시간이 경과되면, 제2 캐페시터(36)가 완전히 충전됨에 따라 제2 트랜지스터(37)가 턴-온 된다. 제1 저항기(34)로부터의 전류는 제2 트랜지스터(37)를 통하여 접지측으로 흐르므로, 제1 트랜지스터(38)가 턴-오프(turn-off)된다. 이에 따라, 직류 전원(31), 가열기(32) 및 전압 강하용 저항기(39)의 폐회로가 형성되므로, 가열기(32)에는, 직류 전원(31)의 전압 9.1 [V]와 저항기(39)에 강하된 전압의 차이 전압이 인가된다. 즉, 사용자에 의하여 직류 전원(31)으로부터 9.1 [V]의 제1 전압이 발생되면, 5 [초]의 예열 시간이 경과된 후에 5.7 내지 6.0 [V]의 제2 전압이 가열기(32)에 인가된다.When the preheating time of 5 [seconds] elapses, the second transistor 37 is turned on as the second capacitor 36 is fully charged. Since the current from the first resistor 34 flows through the second transistor 37 to the ground side, the first transistor 38 is turned off. As a result, a closed circuit of the DC power supply 31, the heater 32, and the voltage drop resistor 39 is formed. Therefore, the heater 32 is connected to the voltage 9.1 [V] of the DC power supply 31 and the resistor 39. The difference voltage of the dropped voltage is applied. That is, when the first voltage of 9.1 [V] is generated from the DC power supply 31 by the user, the second voltage of 5.7 to 6.0 [V] is applied to the heater 32 after the preheating time of 5 [sec] has elapsed. Is approved.

도 4에는 초기 예열 전압과 비임 전류와의 관계가 도시되어 있다. 도 4에서, Ie는 음극에서 발생되는 비임 전류, 그리고 Ef는 음극선관용 가열기에 인가되는 예열 전압을 나타낸다. 여기서, 음극이 완전히 예열되어 500 [A ](마이크로-암페어)의 비임 전류(Ie)를 발생시킬 때에 화면이 디스플레이된다. 가열기(도 3의 32)의 정격 전압 6.3 [V]를 인가한 경우, 화면이 디스플레이되려면 8.5 [초]의 시간이 소요된다. 가열기(32)의 정격 전압보다 낮은 5.7 [V]를 인가한 경우, 화면이 디스플레이되려면 9.7 [초]의 시간이 소요된다. 가열기(32)의 정격 전압보다 높은 7.0 [V]를 인가한 경우, 화면이 디스플레이되려면 7.4 [초]의 시간이 소요된다. 또한, 7.7 [V]를 인가한 경우 6.7 [초], 8.4 [V]를 인가한 경우 6.1 [초], 그리고 9.1 [V]를 인가한 경우 5.8 [초]의 시간이 소요된다. 따라서, 상기 제1 전압을 9.1 [V]로 적용하는 경우, 정격 전압 6.3 [V]로 적용한 경우에 비하여 예열 시간이 30 [%] 만큼 짧아짐을 알 수 있다.4 shows the relationship between the initial preheat voltage and the beam current. In Fig. 4, Ie represents a beam current generated at the cathode, and Ef represents a preheating voltage applied to the heater for the cathode ray tube. Here, a screen is displayed when the cathode is completely preheated to generate a beam current Ie of 500 [A] (micro-amps). When a rated voltage of 6.3 [V] of the heater (32 in FIG. 3) is applied, it takes 8.5 [seconds] for the screen to be displayed. When 5.7 [V] lower than the rated voltage of the heater 32 is applied, it takes 9.7 [sec] for the screen to be displayed. When 7.0 [V] higher than the rated voltage of the heater 32 is applied, it takes 7.4 [sec] for the screen to be displayed. Also, it takes 6.7 [sec] when 7.7 [V] is applied, 6.1 [sec] when 8.4 [V] is applied, and 5.8 [sec] when 9.1 [V] is applied. Therefore, it can be seen that when the first voltage is applied at 9.1 [V], the preheating time is shorter by 30 [%] than when the first voltage is applied at 6.3 [V].

도 5에는 각 정상 가열 전압(Ef)에 대한 휘도의 변화 상태를 보여주는 그래프이다. 도 5에서, 음극선관이 제조된 직후 디스플레이 휘도가 100 [%]로 설정되어 있다. 가열기(도 3의 32)의 정격 전압 6.3 [V]를 적용하여 음극선관을 2,000 [시간] 동안 사용하면, 디스플레이 휘도가 80 [%]로 저하된다. 한편, 가열기(32)의 정격 전압보다 낮은 6.0 [V]를 적용하면, 디스플레이 휘도가 90 [%]로 저하된다. 또한, 5.7 [V]를 적용하면 디스플레이 휘도가 95 [%]로 저하된다. 따라서, 상기 제2 전압을 5.7 [V]로 적용하는 경우, 정격 전압 6.3 [V]로 적용한 경우에 비하여 수명이 15 [%] 정도 연장될 수 있다.5 is a graph showing a state of change in luminance with respect to each normal heating voltage Ef. In Fig. 5, the display luminance is set to 100 [%] immediately after the cathode ray tube is manufactured. When the cathode ray tube is used for 2,000 [hours] by applying the rated voltage 6.3 [V] of the heater (32 in FIG. 3), the display brightness is lowered to 80 [%]. On the other hand, when 6.0 [V] lower than the rated voltage of the heater 32 is applied, the display brightness is lowered to 90 [%]. Also, when 5.7 [V] is applied, the display luminance is lowered to 95 [%]. Therefore, when the second voltage is applied at 5.7 [V], the life may be extended by about 15 [%] as compared with the case where the rated voltage is applied at 6.3 [V].

본 발명에 따른 음극선관용 가열기의 제어 방법에 의하면, 음극의 예열 시간 및 수명의 상충 관계를 극복할 수 있음에 따라, 음극의 예열 시간을 줄일 뿐만 아니라 그 수명을 연장시킬 수 있다.According to the method for controlling a heater for a cathode ray tube according to the present invention, since the trade-off between the preheating time and the lifetime of the negative electrode can be overcome, not only the preheating time of the negative electrode can be reduced but also the life thereof can be extended.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 당업자의 수준에서 그 변형 및 개량이 가능하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and modifications and improvements are possible at the level of those skilled in the art.

Claims (6)

소정의 예열 시간 동안, 음극선관용 가열기의 정격 전압보다 높은 제1 전압을 상기 가열기에 인가하는 예열 단계; 및A preheating step of applying a first voltage higher than the rated voltage of the heater for the cathode ray tube to the heater for a predetermined preheating time; And 상기 예열 시간이 경과되면, 상기 정격 전압보다 낮은 제2 전압을 상기 가열기에 인가하는 정상 가열 단계;를 포함한 것을 특징으로 하는 음극선관용 가열기의 제어 방법.And a normal heating step of applying a second voltage lower than the rated voltage to the heater when the preheating time has elapsed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 직류 전원의 한 단자와 상기 가열기의 한 단자 사이에, 서로 병렬 연결된 전압 강하용 저항기 및 스위치를 연결시키는 것을 특징으로 하는 음극선관용 가열기의 제어 방법.A method for controlling a heater for a cathode ray tube, comprising connecting a voltage drop resistor and a switch connected in parallel to each other between one terminal of a DC power supply and one terminal of the heater. 제2항에 있어서, 상기 스위치는,The method of claim 2, wherein the switch, 그 에미터와 컬렉터가 상기 전압 강하용 저항기의 양단에 각각 연결된 제1 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 음극선관용 가열기의 제어 방법.And the emitter and the collector are first transistors respectively connected to both ends of the voltage drop resistor. 제3항에 있어서, 상기 제1 트랜지스터는,The method of claim 3, wherein the first transistor, 상기 예열 단계에서 온(On) 상태이고, 상기 정상 가열 단계에서 오프(Off) 상태인 것을 특징으로 하는 음극선관용 가열기의 제어 방법.The control method of the heater for a cathode ray tube, characterized in that the state of On (On) in the preheating step, and the (Off) state in the normal heating step. 제4항에 있어서, 상기 제1 트랜지스터의 상태는,The method of claim 4, wherein the state of the first transistor, 상기 제1 트랜지스터의 베이스 구동 전압을 제어하는 제2 트랜지스터의 상태에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 가열기의 제어 방법.The control method of the heater for a cathode ray tube, characterized in that determined according to the state of the second transistor for controlling the base driving voltage of the first transistor. 제5항에 있어서, 상기 제2 트랜지스터는,The method of claim 5, wherein the second transistor, 한 캐페시터가 상기 제1 전압의 인가 시간 동안 충전됨에 따라, 그 상태가 전환되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 가열기의 제어 방법.The method of controlling a heater for a cathode ray tube, characterized in that the state is switched as one capacitor is charged during the application time of the first voltage.
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