(57)【要約】【課題】交流の過渡現象が原因のピーク電流による着磁を回避するため、入力交流電圧がゼロの瞬時に消磁動作が開始するようにした消磁回路を提供する。【解決手段】直列に接続された消磁コイル１４、正特性サーミスタ１３、電源スイッチ１２、スイッチ素子２１を備えた消磁回路であって、交流電源１１からの交流電圧を入力とし、交流電圧の波形を整形してクロック信号に変換して出力する検出回路部２４と、クロック信号を入力とし、クロック信号の入力のタイミングに合わせてスイッチ素子２１をＯＮする制御回路部２５とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された消磁コイル、正特性サーミスタ、スイッチ素子、電源スイッチを備えた消磁回路であって、
前記電源スイッチのＯＮにより交流電源からの交流電圧が入力され、前記交流電圧の波形を整形してクロック信号に変換して出力する検出回路部と、
前記クロック信号を入力とし、前記クロック信号の入力のタイミングに合わせて前記スイッチ素子をＯＮする制御回路部と
を備えることを特徴とする消磁回路。
【請求項２】
前記検出回路部は、前記交流電圧を入力とするトランスと、前記トランスの２次側に接続された一対のツェナーダイオードと、前記ツェナーダイオードに接続され、前記クロック信号を出力するＴＴＬシュミットトリガ回路とを備え、
前記制御回路部は、前記クロック信号が入力されるＤ−フリップフロップ回路と、前記Ｄ−フリップフロップ回路の出力端子に接続された前記スイッチ素子としてのトランジスタと、前記トランジスタに接続されたブリッジ整流回路を備えることを特徴とする、請求項１に記載の消磁回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像表示用途などに使用されるカラー陰極線管（以下、「ＣＲＴ」と記す。）の消磁回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＲＴは内部にシャドウマスクや内部磁気シールドを有しており、シャドウマスクや内部磁気シールドは磁気特性を有する材料を用いているため、使用状況によっては地磁気により着磁する現象が発生する。シャドウマスクが着磁した場合や、内部磁気シールドの磁気シールド効果が不十分な場合は、電子ビームの軌道が意図しない方向に偏向させられる。その結果、意図した蛍光体以外の蛍光体に電子ビームがランディングするいわゆるミスランディングを生じ、表示画像の色ずれ、歪などの表示画質の劣化が発生する。
【０００３】
従来、これを防止するため、ＣＲＴは消磁コイルを装着した消磁回路を備え、任意のタイミングで消磁動作を行っている。
【０００４】
図６、図７は、従来の消磁回路を示す。図６に示す消磁回路は、商用交流電源１１に、電源スイッチ１２と正特性サーミスタ１３と消磁コイル１４とが直列に接続されたものである。図７に示す消磁回路は、正特性サーミスタ１３と消磁コイル１４が制御回路１５を介して接続されたものである。制御回路１５は、消磁動作の終了後に正特性サーミスタ１３と消磁コイル１４を商用交流電源１１から切り離すなどの制御を行っている。
【０００５】
図４は、消磁回路が発生する消磁電流の波形を示す。消磁電流１６は、大振幅の突入電流１７が急速に減衰していく特性を有する。この特性は、電源スイッチ１２がＯＮされた時点の入力交流電圧の瞬時値と、正特性サーミスタと消磁コイルの合成抵抗とで決まるものである。この消磁電流１６を消磁コイル１４に印加することにより、ＣＲＴ内部の消磁が行われる。消磁コイル１４が発生する大振幅でかつ急速に減衰する磁束がＣＲＴ内部のシャドウマスクや内部磁気シールドの中を流れて、地磁気により着磁したシャドウマスクや内部磁気シールドを消磁しているのである。
【０００６】
消磁コイル１４は、抵抗Ｒと自己インダクタンスＬを有する。従来の比較的小型のＣＲＴでは、消磁起磁力が小さくて済むため、消磁コイルは巻数が少なく全周長も短くてよい。したがって、抵抗Ｒと自己インダクタンスＬとの間には、Ｒ≧ωＬの関係が成り立っている（ただし、ω＝２πｆ、ｆは周波数であり、周知のとおり商用交流電源では５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。）。
【０００７】
近年、ＣＲＴの大型化・フラット化などにより消磁起磁力が増大し、消磁起磁力の増大により消磁コイルの巻数も増加してきた。消磁コイルの巻数が増え、全周長も長くなると、消磁コイルの抵抗Ｒと自己インダクタンスＬが大きくなる。商用交流電源で消磁を行う場合、抵抗Ｒと自己インダクタンスＬとの大小関係がＲ＜ωＬになることが予想される。
【０００８】
図６、図７に示す消磁回路において、消磁コイルの抵抗Ｒと自己インダクタンスＬとの関係がＲ＜ωＬの場合、この消磁回路に交流電圧ｅ＝Ｅｍ・ｓｉｎ（ωｔ＋θ）を供給し、電源スイッチ１２をＯＮした瞬時からｔ秒後の消磁電流ｉは、次式（１）で表される。
【０００９】
【数１】
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【００１０】
式（１）の第１項は定常電流であり、第２項は時間と共に減衰する過渡電流で、ｔ＝∞でゼロとなる。θの値すなわち電圧波（ｅ）のどの時点でスイッチが閉じられるかによって過渡電流の値は異なる。θ−ψ＝０であれば、全く過渡期がなく、図４に示すような消磁電流ｉが消磁コイルに流れる。
【００１１】
しかし、θ−ψ≠０の場合は交流の過渡現象が起こる。θ−ψ＝π／４、π／２の時は、過渡期の電流は定常状態より大きくなり、θ−ψ＝π／２の場合は、定常電流の最大値のほぼ２倍にも達する。図５に示すように、電源スイッチがＯＮされ消磁動作開始時に、通常の突入電流１７よりも大きなピークを片側に有する消磁電流５６が消磁コイルに流れることになる。ピークの極性とピークの値は、入力交流電圧のどの時点で電源スイッチをＯＮするかによって異なる。また、最大ピーク値になる時間（Ａ点）はｔ＝π／ωの時である。
【００１２】
図５に示す片側にピークのある消磁電流５６が消磁コイルに流れると、ＣＲＴ内部のシャドウマスクや内部磁気シールドがピーク電流による磁束で着磁され、その後に続く消磁電流による磁束では消磁されず、結果的に着磁されることになる。したがって、この交流の過渡現象が原因のピーク電流による着磁という問題を解決するには、入力交流電圧がゼロの瞬時（θ−ψ＝０）に消磁動作が開始することが必要である。
【００１３】
図８、図９は、従来の、交流の過渡現象によるピーク電流を抑える消磁回路を示す。これは、ゼロ電圧スイッチ形リレーのソリッドステートリレーＳＳＲ６２を使用したものである（特許文献１参照）。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−２１８４８９号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ゼロ電圧スイッチ形リレーは、正確に交流電圧が０Ｖになるタイミングで導通することが難しく、図８の消磁回路では、ピーク電流を確実に抑えることが難しい。また、図９の消磁回路は、ゼロクロス検出回路６３とＳＳＲ６２との間に位相補償回路６４を設けて、正確に交流電圧が０Ｖになるタイミングで導通する構成としているが、回路構成が複雑になったり、コスト高になったりするという問題がある。
【００１６】
本発明は上記問題点を解決するものであり、入力交流電圧がゼロの瞬時に消磁動作を開始することにより、消磁コイルの巻数、全周長の増加により抵抗Ｒと自己インダクタンスＬとの比率がＲ＜ωＬの場合にも、交流の過渡現象が原因のピーク電流の発生を回避する、簡単な構成の消磁回路を提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の消磁回路は、直列に接続された消磁コイル、正特性サーミスタ、電源スイッチ、スイッチ素子を備えた消磁回路であって、前記電源スイッチのＯＮにより交流電源からの交流電圧が入力され、前記交流電圧の波形を整形してクロック信号に変換して出力する検出回路部と、前記クロック信号を入力とし、前記クロック信号の入力のタイミングに合わせて前記スイッチ素子をＯＮする制御回路部とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【００１８】
この構成によれば、入力交流電圧がゼロの瞬時に消磁回路がＯＮする。
【００１９】
また、前記検出回路部は、前記交流電圧を入力とするトランスと、前記トランスの２次側に接続された一対のツェナーダイオードと、前記ツェナーダイオードに接続され、前記クロック信号を出力するＴＴＬシュミットトリガ回路とを備え、前記制御回路部は、前記クロック信号が入力されるＤ−フリップフロップ回路と、前記Ｄ−フリップフロップ回路の出力端子に接続された前記スイッチ素子としてのトランジスタと、前記トランジスタに接続されたブリッジ整流回路を備える（請求項２）。
【００２０】
この構成によれば、入力交流電圧をダウントランスとツェナーダイオードにより検出し波形整形してＤ−フリップフロップ回路のＣＬＫ入力として印加するので、Ｄ−フリップフロップ回路は入力交流電圧がゼロの瞬時に正確に消磁回路がＯＮするように消磁開始時間を制御する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の消磁回路について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の消磁回路の回路図を示す。電源スイッチ１２と、正特性サーミスタ１３と、消磁コイル１４とが商用交流電源１１に直列に接続されている点は、従来の消磁回路と同様である。本発明の消磁回路はさらに、直列回路中にスイッチ素子としてのトランジスタ２１を含み、交流電源１１からの交流電圧を入力とし、交流電圧の波形を整形してクロック信号に変換して出力する検出回路部２４（破線で囲んで示す）と、クロック信号を入力とし、クロック信号の入力のタイミングに合わせてトランジスタ２１をＯＮする制御回路部２５（破線で囲んで示す）とを備える。なお、交流電源１１を電源プラグの形状で示しているが、通常のテレビセットではこれが電源コンセントに接続される。
【００２３】
検出回路部２４は、交流電源１１からの交流電圧を入力とするダウントランス１８と、ダウントランス１８の２次側の出力端子間に、抵抗５１を介して接続された一対のツェナーダイオード１９を備える。ダウントランス１８とツェナーダイオード１９との接続点の一方が、ＴＴＬシュミットトリガ回路３１のＩＮ端子に接続されている。ＩＮ端子には、バイアス用の抵抗Ｒａ、Ｒｂが接続されている。抵抗Ｒａの一端は直流電源（例えば＋５Ｖ）に接続され、抵抗Ｒｂの一端はＧＮＤに接続されている。ＴＴＬシュミットトリガ回路３１のＯＵＴ端子は、制御回路部２５中のＤ−フリップフロップ回路２０のＣＬＫ入力端子に接続されている。ダウントランス１８は、入力電圧に比例した電圧を２次側巻線に出力する。ツェナーダイオード１９は、ダウントランス１８の出力電圧波形のピーク付近をカットして、略台形状に波形整形する。シュミットトリガ回路３１は、矩形波のクロック信号をＯＵＴ端子から出力する。
【００２４】
制御回路部２５は、クロック信号が入力されるＤ−フリップフロップ回路２０と、Ｄ−フリップフロップ回路２０のＱ出力端子に接続されたトランジスタ２１と、トランジスタ２１に接続されたブリッジ整流回路２２とを備える。Ｄ−フリップフロップ回路２０のＱ出力は、トランジスタ２１のベースｂに接続されている。Ｄ−フリップフロップ回路２０のＤ入力は、マイコンまたはタイマー２３に接続されている。ブリッジ整流回路２２は、交流電圧を整流してトランジスタ２１に供給する。
【００２５】
ブリッジ整流回路２２は、４つのダイオード２２１〜２２４を備える。ダイオード２２１と２２２との接続点に、トランジスタ２１のコレクタｃが接続される。ダイオード２２３と２２４の接続点に、トランジスタ２１のエミッタｅが接続される。ダイオード２２２と２２３の交点は交流電源１１に接続される。ダイオード２２１と２２４の交点は、消磁コイル１４に接続されている。
【００２６】
ダウントランス１８とツェナーダイオード１９との接続点の内のもう一方は、ＧＮＤ電位であり、抵抗５２を介して、Ｄ−フリップフロップ回路２０のＱ出力と接続されるとともに、トランジスタ２１のエミッタｅ、ブリッジ整流回路２２中のダイオード２２３と２２４の接続点とも接続されている。
【００２７】
次に、本発明の消磁回路の動作について説明する。
【００２８】
図２は、消磁回路中を流れる電流または電圧の波形を示す。図２（ａ）は交流電源１１の電圧波形を、（ｂ）はＤ−フリップフロップ回路２０のＣＬＫ入力波形を、（ｃ）はタイマー２３の出力波形を、（ｄ）はＤ−フリップフロップ回路２０のＱ出力波形を、（ｅ）は消磁コイル１４に流れる電流波形をそれぞれ示す。図３は波形の一部を拡大して示し、（ａ）は交流電源の電圧波形（図２（ａ）に対応）を、（ｂ）はＴＴＬシュミットトリガ回路３１のＩＮ波形を、（ｃ）はＤ−フリップフロップ回路２０のＣＬＫ入力波形（図２（ｂ）に対応）をそれぞれ示す。
【００２９】
電源スイッチ１２がＯＮされると、交流電源１１からの入力電圧（図２（ａ）、図３（ａ））がダウントランス１８の一次側に入力され、二次側に入力交流電圧に比例した低電圧が出力される。この出力電圧は、ツェナーダイオード１９により、ピーク付近が切り取られた略台形の波形となる（図３（ｂ））。この電圧波形は、抵抗Ｒａ、Ｒｂにより、交流電源のゼロ電位にバイアスされ、ＴＴＬシュミットトリガ回路３１のＩＮ端子に入力される。ＴＴＬシュミットトリガ回路３１は、交流電源に同期した矩形波に波形整形する（図２（ｂ）、図３（ｃ））。
【００３０】
波形整形された信号は、Ｄ−フリップフロップ回路２０にＣＬＫ入力として印加される（図２（ｂ））。Ｄ−フリップフロップ回路２０のＤ端子には、タイマー２３からの出力が入力される（図２（ｃ））。タイマー２３は、電源スイッチ１２がＯＮされた時点から所定時間経過後に信号を出力するように設定される。Ｄ−フリップフロップ回路２０は、ＣＬＫ入力がＬからＨに変化する瞬間に、Ｑ出力をＯＮする（図２（ｄ））。Ｑ出力がＯＮすると、これに接続されたトランジスタ２１がＯＮとなり、コレクタｃとエミッタｅ間が導通する。すなわち、クロック信号の入力のタイミングに合わせて、トランジスタ２１がＯＮする。
【００３１】
トランジスタ２１のＯＮにより、交流電源１１の交流電圧が（−）から（＋）に変化する瞬間、すなわち０Ｖの時点から消磁電流が流れ始め（図２（ｅ））、消磁動作が始まる。消磁電流は交流電源１１から電源スイッチ１２を通り、正特性サーミスタ１３、消磁コイル１４、ブリッジ整流回路２２のダイオード２２１、トランジスタ２１のコレクタｃ、エミッタｅ、ブリッジ整流回路２２のダイオード２２３と流れ、交流電源１１へと流れる。
【００３２】
そして、交流電源１１の入力交流電圧が（＋）から（−）へ変化するゼロの瞬間からは、交流電源１１からブリッジ整流回路２２のダイオード２２２、トランジスタ２１のコレクタｃ、エミッタｅ、ブリッジ整流回路２２のダイオード２２４、消磁コイル１４、正特性サーミスタ１３、電源スイッチ１２を通って交流電源１１へと流れ、１サイクルが終了する。
【００３３】
消磁電流は、Ｄ−フリップフロップ回路２０のＱ出力がＯＮの期間中、すなわちトランジスタ２１がＯＮしている期間中流れ続けることができる。正特性サーミスタ１３は、電源スイッチＯＦＦ時は低温であり、低い抵抗値（数Ω〜数１０Ω））を有するが、電源スイッチＯＮ後は、自己発熱作用により、抵抗値が急激に大きくなる（１０数ｋΩ〜数１０ｋΩ）。したがって、消磁電流は制限される。
【００３４】
交流電源１１の入力交流電圧が（−）から（＋）へ変化するゼロの瞬間から消磁動作が始まり、図４に示す大振幅でかつ急速に減衰する特性をもつ消磁電流１６が消磁コイル１４に印加され、ＣＲＴの消磁が行われる。消磁電流１６の波形は、入力交流電圧の瞬時値と、正特性サーミスタ１３と消磁コイル１４の合成抵抗によりほぼ決まる。なぜなら、電源スイッチ１２、ブリッジ整流回路２２、トランジスタ２１のＯＮ時の抵抗値は、合成抵抗に比べて無視できるほど小さいためである。
【００３５】
なお、マイコンまたはタイマー２３からの出力は、一度ＯＮすれば電源スイッチＯＦＦまでそのままＯＮ状態を維持していてもよく、消磁動作（数秒〜数十秒）が終了した後にＯＦＦしてもよい。図２（ｃ）中の“ＯＦＦ”はタイマー２３がＯＦＦする時点を示す。タイマー２３の出力がＬになると、その後、図２（ｄ）、（ｅ）に破線で示すように、Ｄ−フリップフロップ回路２０のＱ出力がＬになり、消磁電流が流れなくなる。タイマー２３の出力がＨのままであれば、Ｄ−フリップフロップ回路２０のＱ出力はＨを保ち、消磁電流は減衰しながら流れ続ける。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明による消磁回路は、入力交流電圧をダウントランスとツェナーダイオードにより検出し波形整形してＤ−フリップフロップ回路のＣＬＫ入力として印加するので、Ｄ−フリップフロップ回路は入力交流電圧がゼロの瞬時に正確に消磁回路がＯＮするように消磁開始時間を制御する。このため、消磁電流に交流の過渡現象が生じない。特別な位相回路は必要なく、簡単な回路構成で、交流の過渡現象が原因のピーク電流による着磁という問題を解決することができ、適切な消磁効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の消磁回路の回路図
【図２】本発明の消磁回路中の信号波形を示す図
【図３】信号波形の一部を拡大して示す図
【図４】消磁電流波形を示す図
【図５】交流の過渡現象によるピーク電流がある消磁電流波形を示す図
【図６】従来の消磁回路を示す図
【図７】従来の消磁回路を示す図
【図８】従来のソリッドステートリレーを使用した消磁回路の回路図
【図９】従来のソリッドステートリレーを使用した消磁回路の回路図
【符号の説明】
１１  交流電源
１２  電源スイッチ
１３  正特性サーミスタ
１４  消磁コイル
１８  ダウントランス
１９  ツェナーダイオード
２０  Ｄ−フリップフロップ回路
２１  トランジスタ
２２  ブリッジ整流回路
２３  タイマー
２４  検出回路部
２５  制御回路部
３１  ＴＴＬシュミットトリガ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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