DE2022015B2

DE2022015B2 - Entmagnetisierungsschaltung fuer farbfernsehempfaenger

Info

Publication number: DE2022015B2
Application number: DE19702022015
Authority: DE
Inventors: Kazuo Kadoma; Yamashita Hiroshi Neyagawa; Ishikawa (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1969-05-06
Filing date: 1970-05-05
Publication date: 1971-10-28
Also published as: FR2042423B1; FR2042423A1; US3617800A; DE2022015A1; GB1315207A; NL7006525A

Description

Die Erfindung betrifft eine Entmagnetisierungsschaltung für Farbfernsehempfänger mit einer Reihenschaltung aus einem Varistor und einer Entmagnetisierungsspule, zu der ein erster Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten parallel geschaltet ist, während ein zweiter Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten in Reihe mit der aus der Reihenschaltung und dem ersten Thermistor bestehenden Parallelschaltung geschaltet ist und die beiden Thermistoren mit einer Stromquelle verbunden sind.

Bei einer bekannten Entmagnetisierungsschaltung dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1 282 679) sind unmittelbar nach dem Schließen des Netzschalters die Temperaturen der beiden Thermistoren gleich und auf Raumtemperatur. Der Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Thermistor) hat deshalb einen niedrigen Widerstandswert, der Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC-Thermistor) einen hohen Widerstandswert. Zu diesem Zeitpunkt ist die am Varistor liegende Spannung hoch. Der Widerstandswert des Varistors ist deshalb klein. Nach einiger Zeit ist die Temperatur des PTC-Thermistors auf Grund seiner Selbsterhitzung auf einen Temperaturwert angestiegen, der die Raumtemperatur erheblich übersteigt. Mit dem Temperaturanstieg des PTC-Widerstandes geht ein Anstieg seines Widerstandswertes Hand in Hand. Andererseits steigt die Temperatur des NTC-Thermistors auf Grund seiner geringeren Selbsterhitzung nur auf eine Temperatur an, die geringfügig über der Raumtemperatur liegt. Der Widerstandswert des NTC-Thermistors nimmt demnach auch nur geringfügig ab. Als Ergebnis dieser Vorgänge erhält man für den Varistor eine stabile Betriebsspannung, die kleiner als die ursprünglich am Varistor liegende hohe Spannung ist.

Es ist weiter bekannt (britische Patentschrift 1 091 659), einen PTC-Widerstand und einen NTC-Widerstand thermisch miteinander zu koppeln. Bei der bekannten Schaltung wird dabei unmittelbar nach dem Herstellen des Netzanschlusses an die Thermistoren eine sehr hohe Spannung angelegt. Das führt wiederum zum Fluß hoher Stromstärken, so daß der Widerstandswert des NTC-Thermistors im wesentlichen auf Grund seiner Selbsterhitzung, nicht aber durch die Erhitzung des PTC-Thermistors abnimmt. Das führt dazu, daß am zum NTC-Thermistor parallelgeschalteten PTC-Thermistor nahezu keine Spannung mehr anliegt, der durch den PTC-Thermistor fließende Strom entsprechend klein ist und entsprechend auch die Selbsterhitzung des PTC-Thermistors kein Anwachsen des Widerstandswertes des PTC-Thermistors hervorrufen kann. Das ist aber für die Entmagnetisierung unerwünscht. Um diesem Nachteil abzuhelfen, wird deshalb der PTC-Thermistor auf hoher Temperatur gehalten, indem er durch thermische Kopplung mit dem NTC-Thermistor dessen Selbsterhitzungswärme zugeführt erhält. Der NTC-Thermistor kann bei dieser bekannten Schaltung keine strombegrenzende Wirkung haben, da er einen negativen Temperaturkoeffizienten seines Widerstandswertes hat. Wird nun eine Spannung eines den vorbestimmten Spannungswert übersteigenden Wertes aus irgendeinem Grunde, beispielsweise auf Grund einer Schwankung der Netzspannung an den NTC-Thermistor angelegt, so kann dieser zerstört werden. Es ist deshalb erforderlich, zu den Thermistoren die Heizkreise von Röhren als strombegrenzende Elemente in Reihe zu schalten. Das ist bei transistorisierten Fernsehempfängern nicht möglich, bei denen Heizkreise gar nicht vorliegen. Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Entmagnetisierungsschaltung der eingangs genannten Bauart die Temperatur des Thermistors mit negativem Temperaturkoeffizienten beträchtlich anzuheben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten und der Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten thermisch gekoppelt ist. Auf Grund der thermischen Kopplung der Thermistoren wird die Temperatur des NTC-Thermistors gleich der hohen Temperatur des PTC-Thermistors, die dieser auf Grund seiner Selbsterhitzung erreicht. Die angehobene Temperatur des NTC-Thermistors führt dazu, daß sein Widerstandswert beträchtlich geringer ist als sein Widerstandswert bei der Raumtemperatur. Die stabile Betriebsspannung für den Varistor ist deshalb gegenüber der eingangs genannten Schaltung bekannter Bauart noch weiter vermindert. Der Widerstandswert des Varistors ist jedoch bei dieser verminderten Spannung beträchtlich höher, so daß der Varistor eine erheblich verbesserte Strombegrenzung für den Entmagnetisierungskreis erzielt. Weiter hat auch der PTC-Thermistor selbst eine strombegrenzende Wirkung, weshalb keine Gefahr einer Zerstörung des NTC-Thermistors besteht. Die Verwendung zusätzlicher Widerstände oder Widerstandskreise, beispielsweise eines Heizkreises, ist deshalb nicht erforderlich. Die Entmagnetisierungsschaltung ist vielmehr auch ohne zusätzliche Maßnahmen für transistorisierte Fernsehempfänger anwendbar." Nach Beendigung der Entmagnetisierung liegt nämlich am PTC-Thermistor der größte Teil der Versorgungsspannung an. Der PTC-Thermistor heizt sich daher weiter selbst auf und bewirkt eine Strombegrenzung, die auch durch den NTC-Thermistor nur einen sehr kleinen Strom fließen läßt, wodurch sich der NTC-Thermistor nur sehr gering selbst aufheizt. Um aber den NTC-Thermistor auf einer hohen Temperatur zu halten und ihm einen entsprechend niedrigen Widerstandswert zu verleihen, wird er mit dem PTC-Thermistor thermisch gekoppelt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Entmagnetisierungsschaltung für einen Farbfernsehempfänger gemäß der Erfindung,

F i g. 2 die Widerstand-Temperatur-Kennlinien eines Thermistors mit positivem und eines Thermistors mit negativem Temperaturkoeffizienten für die Schaltung von Fig. 1,

F i g. 3 die Lastkennlinien der Schaltung gemäß der Erfindung und

F i g. 4 die Strom-Kennlinien aller Elemente von Fig. 1.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung mit einem Thermistor 1 mit positivem Temperaturkoeffizienten (in der nachfolgenden Beschreibung kurz PTC-Thermistor genannt), einem Thermistor 2 mit negativem Temperaturkoeffizienten (nachstehend kurz NTC-Thermistor genannt), einem Varistor 3, einer Entmagnetisierungsspule 4, mit der eine Bildröhre des Farbfernsehempfängers bewickelt ist, sowie Klemmen 5 und 6 zum Anschluß an eine Stromquelle. Bei dieser Schaltung ist die Klemme 5 mit einer der Klemmen des PTC-Thermistors 1 verbunden und der NTC-Thermistor 2 zwischen die andere Klemme des PTC-Thermistors 1 und die zweite Klemme 6 der Stromquelle eingeschaltet. Die Entmagnetisierungs-

spule 4 und der Varistor 3, die miteinander in Reihe geschaltet sind, sind mit dem NTC-Thermistor 2 parallel geschaltet. Der PTC-Thermistor 1 und der NTC-Thermistor 2 sind also miteinander thermisch gekuppelt. Bei der beschriebenen Anordnung ist die am Varistor 3 liegende Spannung Ev durch die Formel

R₂

R_{2 +}R_L

R_{2 +} R₁

gegeben, worin R₁ der Widerstandswert des PTC-Thermistors 1, R₂ der Widerstandswert des NTC-Thermistors 2, jR₄ der Widerstandswert der Entmagnetisierungsspule 4 und J der Wert des den Varistor 3 und die Entmagnetisierungsspule 4 durchfließenden Stromes ist. Andererseits sind die Spannung-Strom-Kennlinien des Varistors 3 durch die Formel

J = (ψ) (2)

vorliegt. Die Gerade (d) ist also die Lastkennlinie bei Temperatur T₂, die durch Verwendung der Werte R[_A und R'₂Ban Stelle der Werte R₁ bzw. R₂ in Gleichung (1) erhalten ist. Die Kurve (e) ist die Spannung-Strom-Kennlinie des Varistors 3, die durch die Gleichung (2) wiedergegeben ist.

Auf diese Weise fällt bei Temperatur T₁ der Arbeitspunkt in den Schnittpunkt der Geraden (c) mit der Kurve (e), so daß ein vom Schnittpunkt C bestimmter Strom den Varistor 3 und die Magnetisierungsspule 4 durchfließt: der Wert dieses Stroms sei als J₁ bezeichnet. In diesem Fall ist der Punkt D durch die Formel

2 B

■^2 B + ^IA

und der Punkt E durch die Formel

^2B

20 + ^2 B^l

gegeben, worin C und α Konstante der Kennlinien des Varistors sind. Auf diese Weise wird der Varistor 3 von einem Strom durchflossen, der gleichzeitig beiden Formeln (1) und (2) genügt. Selbstverständlich fließt der gleiche Strom auch durch die mit dem Varistor 3 in Reihe geschaltete Entmagnetisierungsspule 4.

Die Entmagnetisierung in einem Farbfernsehempfänger wird dadurch erreicht, daß man durch die Entmagnetisierungsspule 4, mit der der Umfang der Farbbildröhre bewickelt ist, zunächst einen Strom von einigen Amperes und anschließend einen Schwingwechselstrom fließen läßt, dessen Amplitude allmählich abnimmt. Je höher in diesem Fall der ursprüngliche Strom ist, desto niedriger wird der Reststrom sein, der nach dem Abfallen des ersteren bis auf ein bestimmtes Niveau noch vorhanden ist.

Zum besseren Verständnis der oben beschriebenen Ausführungen folgt nachstehend eine Beschreibung ■ der Widerstand-Temperatur-Kennlinien des PTC-Thermistors 1 und des NTC-Thermistors 2. In F i g. 2 ist die Kurve (α) die Kennlinie des PTC-Thermistors 1 und die Kurve (b) die Kennlinie des NTC-Thermistors 2, worin A den Widerstandswert R_1A des PTC-Thermistors 1 bei einer Temperatur von T₁ und B den Widerstandswert R_{2 B} des NTC-Thermistors 2 bei der gleichen Temperatur wiedergibt. Mit A' ist der Widerstandswert R₁ _A des PTC-Thermistors 1 bei einer Temperatur T₂ und mit B' der Widerstandswert R_{2 B} des NTC-Thermistors 2 bei der gleichen Temperatur bezeichnet. Mit T₁ ist die Raumtemperatur bezeichnet, und die Temperatur T₂ ist beträchtlich höher als die Temperatur T₁.

F i g. 3 zeigt den Betriebsübergang im Stromkreis gemäß F i g. 1 zwischen einem Zeitpunkt unmittelbar nach Anlegen der Stromquellenspannung und einem Zeitpunkt, der ausreichend weit vom ersten Zeitpunkt abliegt.

Die Gerade (c) in F i g. 3 ist die unmittelbar nach Einschalten der Stromquelle erhaltene Lastkennlinie bei Raumtemperatur. Diese Lastkennlinie kann dadurch erhalten werden, daß die Werte R_1A und R₂B an Stelle der Werte R₁ des PTC-Thermistors 1 bzw. R₂ des NTC-Thermistors 2 in die Formel (1) eingesetzt werden. Die Linie (d) zeigt die Beziehung zwischen der Spannung und dem Strom, der nach Ablauf einer ausreichend langen Zeitspanne von dem Zeitpunkt des Einschaltens der Stromquelle noch bestimmt. Andererseits fällt bei der Temperatur T₂ der Arbeitspunkt auf den Schnittpunkt der Geraden (d) mit der Kurve (e), so daß ein vom Schnittpunkt F bestimmter Strom den Varistor 3 und die Entmagnetisierungsspule 4 durchfließt; der Wert dieses Stroms sei mit I₂ bezeichnet. Auf gleiche Weise ist der Punkt G durch die Formel

S2B

und der Punkt H durch die Formel

JR:

■2 B

2 B

+ #4

bestimmt.

Nachstehend folgt eine Beschreibung der Werte T₁ , T₂, R_1A, R_2B, R[_A und R_2B. Zum Zeitpunkt unmittelbar nach Einschalten der Stromquelle haben der PTC-Thermistor 1 und der NTC-Thermistor 2 Raumtemperatur bzw. den Wert 7J₅ und ihre Widerstandswerte sind R_1A bzw. R_{2 B}. Dann steigt jedoch die Temperatur des PTC-Thermistors 1 bis zum Wert T₂ an, der auf Grund von Selbsterhitzung höher ist als der Wert T₁, weil zwei einander überlagerte Ströme den PTC-Thermistor 1 durchfließen, nämlich der den Varistor 3 und die Entmagnetisierungsspule 4 durchfließende Strom I₁ und ein den NTC-Thermistor 2 durchfließender Strom, der beträchtlich schwächer ist als der Strom J₁. Diese Temperatur T₂ hängt von der Form ab, der Größe, dem Widerstandswert R₁ _A und dem mit dem Temperaturanstieg beginnenden Ansteigen des Widerstandswerts des PTC-TH rmistors 1, der Form und Größe des NTC-Thermistors 2, der mit dem PTC-Thermistor 1 thermisch gekoppelt ist, dem Thermowiderstand zwischen den zwei Thermistoren usw. Bei der Temperatur T₂ ändern sich die Widerstandswerte des PTC-Tßermistors 1 und des NTC-Thermistors 2 in die Werte R₁'^ bzw. R₂'_B entsprechend den Gleichungen

RIa.= mR_1A
,1

2B — _n 2B

worin die Faktoren m und η von verschiedenen

Bedingungen abhängen, praktisch jedoch in folgenden Bereichen liegen:

m: 100 bis 1000, n: 10 bis 100.

Gemäß F i g. 3 muß vor allem die Spannung, die dem durch die Formel (3) bestimmten Punkt D entspricht, und die Spannung, die dem durch die Formel (4) bestimmten Punkt E entspricht, auf einen hohen Wert gebracht werden, also der Wert R_1A niedrig und der Wert R_{2 B} hoch sein, um den ursprünglichen Strom I₁ zu erhöhen und den Reststrom I₂ zu vermindern.

Anschließend muß die dem Punkt G entsprechende und durch die Formel (5) bestimmte Spannung, sowie die dem Punkt H entsprechende und durch die Formel (6) bestimmte Spannung auf einen niedrigen Wert gebracht werden, d. h. der Wert A₁'^ muß hoch und der Wert R_2B muß niedrig sein. Dafür müssen für den Faktor m in Formel (7) und den Faktor η in Formel (8) hohe Werte gewählt werden. Darüber hinaus soll die Konstante α des Varistors 3 möglichst ebenfalls hoch sein.

F i g. 4 zeigt die Beziehung zwischen den Werten der die jeweiligen Elemente durchfließenden Ströme und der nach Einschalten der Stromquelle verstrichenen Zeitspanne, und zwar der Einfachheit halber nur die positiv verlaufenden Komponenten der Ströme; die positiv verlaufenden und die negativ verlaufenden Komponenten dieser Ströme sind nämlich symmetrisch. Der den Varistor 3 und die Entmagnetisierungsspule 4 durchfließende Strom ist mit (/), der den PTC-Thermistor 1 durchfließende Strom mit (g) und der den NTC-Thermistor 2 durchfließende Strom mit (h) bezeichnet. Punkte J und K geben die Werte I₁ bzw. I₂ wieder.

Wie aus der Schaltung von F i g. 1 ersichtlich, erhält man den die Entmagnetisierungsspule 4 durchfließenden Strom (/) durch Subtrahieren des den NTC-Thermistor 2 durchfließenden Stroms (K) von dem den PTC-Thermistor 1 durchfließenden Strom (g). Der den PTC-Thermistor 1 durchfließende Strom nimmt also kurze Zeit nach Einschalten des Netzschalters ab, während der die Entmagnetisierungsspule 4 durchfließende Strom, der zum Erzielen des Entmagnetisierungseffektes tatsächlich notwendig ist, in kürzerer Zeit abnimmt. Dies beruht auf der Tatsache, daß der den NTC-Thermistor 2 durchfließende Strom (K) unmittelbar nach Einschalten der Stromquelle schnell ansteigt und sich so der Kurve (g) annähert.

Der Grund dafür ist, daß die Temperatur des NTC-Thermistors 2 schnell zunimmt, weil er ebenfalls einer Selbsterhitzung unterworfen ist, die von der Spannung herrührt, die nach Ausschalten des Netzschalters unmittelbar daran angelegt wurde, so daß sein Widerstandswert abnimmt und folglich ein stärkerer Strom hindurchfließt. Auf diese Weise erhält man, wenn sich die NTC- und PTC-Thermistoren 1 und 2 gleichzeitig erhitzen, eine sehr kurze Betriebszeit, was einen weiteren Vorteil der Erfindung darstellt. Sind die Bedingungen nach Ablauf einer ausreichenden Zeitspanne stabil geworden, so sind die an den NTC-Thermistor 2 angelegte Spannung und der diesen durchfließende Strom so niedrig, daß nur ein geringer oder überhaupt kein Selbsterhitzungseffekt auftritt.

Die Temperatur des NTC-Thermistors 2 bleibt jedoch hoch, weil er die Selbsterhitzungswärme des PTC-Thermistors 1 zugeführt bekommt.

An Hand eines Beispiels der erfindungsgemäßen Schaltung werden deren ausgezeichneten Eigenschaften besonders deutlich: Der PTC-Thermistor 1 hatte eine Abmessung von 15 χ 3 mm, R_1A = 15 Ω, und die Temperatur, bei der der rasche Anstieg des Widerstandswertes beginnt, liegt bei 75° C, während der NTC-Thermistor 2 eine Abmessung von 14 χ 2 mm, R_{2 B} = 300 Ω und eine Konstante B eines Werts von 3500° K hatte. Diese beiden Thermistoren waren an einer Elektrode mittels Löten thermisch miteinander gekoppelt. Der Varistor 3 hatte eine Abmessung von 25 χ 2 mm, einen Stromwert von 100 mA bei 8 V und α = 3; die Entmagnetisierungsspule 4 hatte einen Widerstandswert von 20 Ω. Bei einer Energiequellenspannung von 120 V betrug der anfangs durch die Entmagnetisierungsspule 4 fließende Strom etwa 3,5 bis 4 A (von Null bis zum Scheitel), und der Reststrom betrug etwa 0,05 bis 0,1 mA. Der Ausgangsstrom J₁ fiel innerhalb einer Sekunde bis auf ungefähr ein Zehntel (V₁₀) ab.

Angesichts der Tatsache, daß gegenwärtig die Farbfernsehempfänger im Feststartsystem gebaut werden, wobei nach Einschalten des Netzschalters ein Bild erzeugt wird, ist es von besonderer Wichtigkeit, daß die Zeitspanne, in der der Ausgangsstrom abnimmt, bis auf etwa ein Zehntel ihres Wertes verringert ist, was einen großen Vorteil darstellt. Aus dem Ausgangsstrom I₁ und dem Reststrom I₂ ist ebenfalls ersichtlich, daß sehr zufriedenstellende Kennlinien erzielt wurden.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, können die nachstehenden Vorteile durch erfindungsgemäßes Nutzbarmachen eines PTC-Thermistors, eines NTC-Thermistors und eines Varistors erzielt werden. Das bedeutet, die vorliegende Schaltung bildet ein vollautomatisches Entmagnetisierungssystem, in dem der Entmagnetisierungsbetrieb selbsttätig durch bloßes Einschalten des Netzschalters durchführbar ist, ohne daß irgendeine weitere Betätigung für das Entmagnetisieren notwendig wäre. Darüber hinaus ist die Betriebszeit sehr kurz und der Ausgangsstrom hoch, der Reststrom dagegen sehr niedrig. Dennoch sind diese Ströme entsprechend den Kennlinien des PTC-Thermistors, des NTC-Thermistors und des Varistors leicht steuerbar. Da die Schaltung gemäß der Erfindung kontaktfrei arbeitet, treten keine Kontaktgeräusche auf, und die technische Stromquelle kann ohne Änderung verwendet werden, so daß die Schaltung unabhängig von den anderen in den Fernsehempfänger eingebauten Stromkreisen konstruiert werden kann, wodurch gegebenenfalls beim Aufbau eines derartigen Stromkreises auftretende Schwierigkeiten ausgeschaltet werden können. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltung besteht darin, daß sie unter verhältnismäßig niedrigen Kosten herstellbar ist.

Claims

Patentanspruch:

Entmagnetisierungsschaltung für Farbfernsehempfänger mit einer Reihenschaltung aus einem Varistor und einer Entmagnetisierungsspule, zu der ein erster Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten parallel geschaltet ist, während ein zweiter Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten in Reihe mit der aus der Reihen-

schaltung und dem ersten Thermistor bestehenden Parallelschaltung geschaltet ist und die beiden Thermistoren mit einer Stromquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermistor (1) mit positivem Temperaturkoeffizienten und der Thermistor (2) mit negativem Temperaturkoeffizienten thermisch gekoppelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen