DE10044800A1 - Entmagnetisierungsschaltung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Entmagnetisierungsschaltung vorgeschlagen, welche eine insbesondere verlustarme Entmagnetisierung beispielsweise von Farbbildröhren mit geringem Schaltungsaufwand ermöglicht. Die Entmagnetisierungsschaltung ist dabei derart ausgestaltet, dass sie insbesondere auch mit Gleichspannung betrieben werden kann. Zu diesem Zweck umfasst die Entmagnetisierungsschaltung zwei steuerbare Schalter, beispielsweise in Form von Transistoren (T1, T2), welche von Pulssignalen (P1, P2) einer Oszillatoreinrichtung (OSC) angesteuert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entmagnetisierungs­ schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, welche ins­ besondere zur Entmagnetisierung von Farbbildröhren verwendbar ist.

Farbbildröhren müssen entmagnetisiert werden, um eine ausrei­ chende Farbreinheit zu erzielen. Zu diesem Zweck wird eine Entmagnetisierungswicklung verwendet, durch die beim Ein­ schalten des entsprechenden Geräts ein abklingender Netzwech­ selstrom hoher Amplitude geschickt wird. Der durch die Ent­ magnetisierungswicklung während des Dauerbetriebs des Geräts fließende Reststrom soll hingegen möglichst gering sein, um die Verlustleistung zu begrenzen.

In herkömmlichen Entmagnetisierungsschaltungen wird zur Er­ zielung der abnehmenden Amplitude des Netzwechselstroms ein in Serie mit der Entmagnetisierungswicklung geschalteter PTC- Widerstand ("Positive Temperature Coefficient") verwendet. Bei dem PTC-Widerstand handelt es sich um einen Widerstand mit einem temperaturabhängigem Widerstandswert, wobei insbe­ sondere der Widerstandswert mit zunehmender Temperatur an­ steigt. Der Widerstandswert des PTC-Widerstands ist somit beim Einschalten des entsprechenden Geräts, d. h. im kalten Zustand, sehr gering, während er im betriebswarmen Zustand wesentlich höher ist.

Die Verwendung eines PTC-Widerstands ist jedoch insofern nachteilig, als dass der während des Dauerbetriebs des jewei­ ligen Geräts über die Entmagnetisierungswicklung und den PTC- Widerstand fließende Reststrom eine Dauerverlustleistung von ca. 2 W verursacht. Dies ist insbesondere im Standby-Betrieb störend, da gerade hier die Aufnahmeleistung besonders nied­ rig sein soll. Bei teuren Fernsehgeräten wird daher der Entmagnetisierungsstrom, d. h. der über die Entmagnetisierungs­ wicklung und den PTC-Widerstand fließende Strom, im Dauerbe­ trieb mit zusätzlichem Schaltungsaufwand (beispielsweise mit­ tels eines Triacs oder eines Optokopplers) ausgeschaltet.

Herkömmliche Entmagnetisierungsschaltungen sind zum Einsatz in Farbfernsehgeräten vorgesehen, welche mit der Netzwechsel­ spannung betrieben werden. Zum Einsatz in Farbfernsehgeräten, welche nicht mit der Netzwechselspannung, sondern mit einer niedrigen Gleichspannung betrieben werden, sind diese her­ kömmlichen Entmagnetisierungsschaltungen jedoch nicht geeig­ net.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Entmagnetisierungsschaltung bereitzustellen, bei welcher mit geringem schaltungstechnischen Aufwand der gewünschte Verlauf des Entmagnetisierungsstrom erzielt werden kann, ohne dass im Dauerbetrieb eine nennenswerte Verlustleistung auf­ tritt, wobei die Entmagnetisierungsschaltung insbesondere auch zur Entmagnetisierung von mit einer Gleichspannung be­ triebenen Farbbildröhre verwendbar sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Entmagnetisie­ rungsschaltung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Unteransprüche definieren jeweils vorteilhafte und bevor­ zugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Die erfindungsgemäße Entmagnetisierungsschaltung verwendet keinen PTC-Widerstand, sondern zwei mit einer Entmagnetisie­ rungswicklung gekoppelte steuerbare Schalter, welche insbe­ sondere durch MOS- oder Bipolar-Leistungstransistoren gebil­ det sein können. Die steuerbaren Schalter werden jeweils über ein Pulssignal angesteuert, welches von einer Oszillatorein­ richtung erzeugt wird. Die beiden Pulssignale weisen dabei vorzugsweise eine Frequenz auf, welche der Frequenz der übli­ cherweise zur Verfügung stehenden Netzwechselspannung entspricht und beispielsweise insbesondere ca. 50 Hz betragen kann.

Die an die beiden steuerbaren Schalter angelegten Pulssignale haben eine gegensinnige Ansteuerung der beiden steuerbaren Schalter zur Folge, so dass auf Grund der Pulssignale der Os­ zillatoreinrichtung ein durch die Entmagnetisierungswicklung fließender Wechselstrom, insbesondere ein 50 Hz-Wechselstrom, hervorgerufen wird. Die erfindungsgemäße Entmagnetisierungs­ schaltung kann somit insbesondere auch für Farbfernsehgeräte verwendet werden, die nicht mit der Netzwechselspannung, son­ dern mit einer niedrigen Gleichspannung, z. B. einer 12 V- Gleichspannung, betrieben werden.

Die beiden Pulssignale werden jeweils über geeignete Schal­ tungsmittel den beiden steuerbaren Schaltern zugeführt, wobei diese Schaltungsmittel derart ausgestaltet sind, dass der mittlere Gleichspannungspegel der an den beiden steuerbaren Schaltern anliegenden Pulssignale über die Zeit abnimmt, so dass die steuerbaren Schalter nach einer kurzen Zeit, d. h. der sogenannten Entmagnetisierungszeit, immer weniger und schließlich gar nicht mehr durchgeschaltet werden. Mit einem geringen Ansteueraufwand kann auf diese Weise nicht nur ein Entmagnetisierungsstrom mit abklingender Amplitude erzeugt werden, sondern der durch die Entmagnetisierungswicklung fließende Entmagnetisierungsstrom geht nach der Entmagneti­ sierung ganz auf null zurück, so dass nach einer Entmagnetisierung keine Verlustleistung auftritt, was insbesondere im Standby-Betrieb des jeweiligen Geräts vorteilhaft ist.

Bei einer entsprechenden Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Entmagnetisierungsschaltung können als steuerbare Schalter sowohl Transistoren desselben Leitungstyps als auch Transis­ toren unterschiedlichen Leitungstyps verwendet werden. Im ersten Fall wird die Entmagnetisierungswicklung vorzugsweise auf zwei fest miteinander verkoppelte Spulen aufgeteilt, wo­ bei der Wickelsinn der beiden Spulen derart gewickelt ist, dass die beiden Transistoren einen jeweils entgegengesetzt wirkenden Entmagnetisierungsstrom erzeugen. Beide Transisto­ ren werden in diesem Fall mit einer Versorgungsspannung glei­ cher Polarität betrieben. Die an die beiden Transistoren an­ gelegten Pulssignale sind gegenphasig, d. h. um 180° phasen­ verschoben. Im zweiten Fall wird vorzugsweise lediglich eine Spule als Entmagnetisierungswicklung verwendet, welche mit dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Transistoren gekop­ pelt ist. An den beiden Transistoren liegen Versorgungsspan­ nungen entgegengesetzter Polarität an, wobei in diesem Fall die den beiden Transistoren zugeführten Pulssignale gleichphasig sind.

Die erfindungsgemäße Entmagnetisierungsschaltung besitzt den Vorteil, dass die Entmagnetisierung mit einer sehr niedrigen Spannung ausgeführt werden kann. Dies bedeutet, dass als Schalter preisgünstige Niederspannungs-Transistoren genügen und die Verlustleistung während der Entmagnetisierung ent­ sprechend gering ist. Zudem ist für die Entmagnetisierungs­ wicklung eine gemäß dem Stand der Technik erforderliche auf­ wendige Isolation gegen Masse nicht mehr notwendig. Die Ent­ magnetisierungsfrequenz kann im Prinzip frei gewählt werden.

Wie bereits erwähnt worden ist, ist die erfindungsgemäße Ent­ magnetisierungsschaltung insbesondere zum Einsatz in mit ei­ ner niedrigen Gleichspannung betriebenen Geräten geeignet. Selbstverständlich lässt sich die erfindungsgemäße selbstos­ zillierende Entmagnetisierungsschaltung jedoch auch bei mit der Netzwechselspannung betriebenen Geräten einsetzen.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Entmagnetisierung von Farbbildröhren entsprechender Fernsehgeräte. Die Erfin­ dung ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsbereich be­ schränkt, sondern kann allgemein überall dort eingesetzt wer­ den, wo eine Entmagnetisierung mit Hilfe einer Entmagnetisie­ rungswicklung durchzuführen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Entmagnetisierungsschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung, und

Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Entmagnetisierungsschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden zwei Transistoren T1, T2 desselben Leitungstyps, insbesondere zwei n-Kanal-MOS-Leistungstransistoren, verwendet.

An die Drain-Anschlüsse der beiden Transistoren T1, T2 ist als Versorgungsspannung V1 = V2 eine niedrige Gleichspannung, beispielsweise eine 8 V-Gleichspannung, angelegt, welche von einem Schaltnetzteil SNT erzeugt wird. Zu diesem Zweck sind die beiden Drain-Anschlüsse der Transistoren T1, T2 über ei­ nen Elektrolytkondensator C3 und eine Diode D3 mit der Sekun­ därwicklung L4 eines zudem die Primärwicklung L3 aufweisenden Ausgangstransformators des Schaltnetzteils SNT verbunden.

Zwischen die Source-Anschlüsse der Transistoren T1 und T2 sind Strombegrenzungswiderstände R5, R6 sowie eine durch zwei Spulen L1, L2, gebildete Entmagnetisierungswicklung geschal­ tet. Die beiden Spulen L1 und L2 sind fest miteinander ver­ koppelt, wobei der Verbindungspunkt zwischen den Spulen L1 und L2 mit Masse verbunden ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Entmagnetisierungsschaltung umfasst einen Oszillator OSC, welcher ebenfalls mit der Versorgungs­ gleichspannung der beiden Transistoren T1 und T2 betrieben wird. Nach dem Einschalten des Schaltnetzteils SNT erzeugt der Oszillator OSC zwei Pulssignale P1 und P2, welche vorzugsweise eine Frequenz von ca. 50 Hz aufweisen sollten. Bei­ de Pulssignale sind aktiv "high", wobei das Pulssignal P1 ge­ genüber dem Pulssignal P2 um 180° phasenverschoben ist. Die Pulssignale P1, P2 werden jeweils über Kopplungsnetzwerke mit einem Kondensator C1 bzw. C2, Widerständen R1, R2 bzw. R3, R4 und einer Diode D1 bzw. D2 den Gate-Anschlüssen der beiden Transistoren T1, T2 zugeführt.

Die durch den Transistor T1 durchgeschalteten Impulse fließen über die Spule L1, während die durch den Transistor T2 durch­ geschalteten Impulse über die Spule L2 fließen. Der Wickel­ sinn der beiden Spulen L1 und L2, welche die Entmagnetisie­ rungswicklung der dargestellten Entmagnetisierungsschaltung bilden, ist derart, dass die Transistoren T1 und T2 einen je­ weils entgegengesetzt wirkenden Entmagnetisierungsstrom er­ zeugen.

Die zwischen die Gate-Anschlüsse der Transistoren T1 und T2 sowie den Oszillator geschalteten Kopplungswerke, welche je­ weils ein RC-Glied aufweisen, arbeiten derart, dass der mitt­ lere Gleichspannungspegel der über die Kondensatoren C1 bzw. C2 geleiteten Pulssignale P1 bzw. P2 soweit negativ absinkt, dass nach einer kurzen Zeit, der sogenannten Entmagnetisie­ rungszeit, die als Emitterfolger arbeiteten Transistoren T1 und T2 immer weniger und schließlich gar nicht mehr durchge­ schaltet werden.

Die Dioden D1-D2 dienen zum Erzeugen des Entladestromes für die Kondensatoren C1 und C2, während der Elektrolytkondensa­ tor C3 als Glättungskondensator wirkt. Bei einem geeigneten Einschaltwiderstand der Transistoren T1 und T2 und ohmschen Widerstand der Entmagnetisierungswicklungen L1 und L2 können die Strombegrenzungswiderstände R5 und R6 entfallen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel werden im Gegensatz zu Fig. 1 als steuerbare Schalter Transistoren T1, T2 unterschiedlichen Leitungstyps verwendet. Insbesondere ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Transistor T1 durch einen n-Kanal-MOS-Leistungstransistor und der Transis­ tor T2 durch einen p-Kanal-MOS-Leistungstransistor gebildet. Die Entmagnetisierungswicklung besteht lediglich aus einer einzigen Spule L1.

Um einen Wechselstrom durch die Spule L1 schicken zu können, liegt an den Drain-Anschlüssen der beiden Transistoren T1 und T2 eine Versorgungsgleichspannung entgegengesetzter Polarität an. Insbesondere wird der Transistor T1 mit einer Versor­ gungsgleichspannung V1 positiver Polarität betrieben, während der Transistor T2 mit einer negativen Versorgungsgleichspan­ nung V2 verbunden ist. Die beiden Versorgungsgleichspannungen V1 und V2 werden analog zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel von dem Schaltnetzteil SNT bereit gestellt, wo­ bei zu diesem Zweck der Ausgangstransformator des Schaltnetz­ teils SNT zwei Sekundärwicklungen L4 und L5 mit entgegenge­ setztem Wicklungssinn aufweist. Die beiden Sekundärwicklungen L4 und L5 sind jeweils über eine Diode D3 bzw. D4 und über einen Elektrolytkondensator C3 bzw. C4 mit dem Drain- Anschluss des entsprechenden Transistors T1 bzw. T2 verbun­ den.

Auch die in Fig. 2 gezeigte Entmagnetisierungsschaltung weist einen Oszillator OSC auf, welcher insbesondere mit den beiden Versorgungsanschlüssen V1 und V2 verbunden ist. Nach Einschalten des Schaltnetzteils SNT erzeugt der Oszillator OSC wieder zwei Pulssignale P1 und P2, welche beispielsweise eine Frequenz von ca. 50 Hz aufweisen können. Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Pulssignale P1 und P2 nicht zueinander phasenverschoben, d. h. gleichsinnig, wobei das Pulssignal P1 aktiv "high" und das Pulssignal P2 aktiv "low" ist. Die beiden Pulssignale P1 und P2 sind wieder über entsprechende Kopplungsnetzwerke an die Gate-Anschlüsse der Transistoren T1 und T2 angelegt, wobei im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Diode D2 gegenüber der Diode D1 umgepolt ist. Nach dem Einschalten des Schaltnetzteils SNT werden von dem als Ruhepo­ tential dienenden Massepotential aus die Impulse des Pulssig­ nals P1 positiv wirksam, während die Impulse des Pulssignals P2 negativ wirksam werden.

Wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein über die Entmagnetisierungswicklung L1 fließender Entmagneti­ sierungsstrom erzeugt, dessen Amplitude mit der Zeit abnimmt und nach der Entmagnetisierung völlig auf null zurückgeht, so dass nach einer Entmagnetisierung keine Verlustleistung auf­ tritt, was insbesondere im Standby-Betrieb des jeweiligen Ge­ räts vorteilhaft ist. Wird für den Standby-Betrieb ein eige­ nes Standby-Netzteil verwendet und das Hauptnetzteil während des Standby-Betriebs ausgeschaltet, so erfolgt beim Einschal­ ten des Geräts vom Standby-Betrieb in den Normalbetrieb er­ neut eine Entmagnetisierung.

Claims (11)

1. Entmagnetisierungsschaltung, mit einer Entmagnetisierungswicklung (L1, L2), dadurch gekennzeichnet,
dass die Entmagnetisierungswicklung (L1, L2) mit einem ersten und einem zweiten steuerbaren Schalter (T1, T2) gekoppelt ist, wobei an den ersten und zweiten steuerbaren Schalter (T1, T2) jeweils eine Versorgungsspannung (V1, V2) anliegt, und
dass eine Oszillatoreinrichtung (OSC) zum Erzeugen eines ers­ ten Pulssignals (P1) zur Ansteuerung des ersten steuerbaren Schalters (T1) und eines zweiten Pulssignals (P2) zur Ansteu­ erung des zweiten steuerbaren Schalter (T2) vorgesehen ist.

2. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltungsmittel (R1, R2, D1, C1; R3, R4, D2, C2) zum Anlegen der Pulssignale (P1, P2) an die steuerbaren Schalter (T1, T2) derart vorgesehen sind, dass der mittlere Gleichpe­ gel des an dem jeweiligen steuerbaren Schalter (T1, T2) an­ liegenden Pulssignals (P1, P2) mit der Zeit abnimmt.

3. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsmittel eine Parallelschaltung aus einem Widerstand (R1, R2; R3, R4) und einem Kondensator (C1; C2) umfassen.

4. Entmagnetisierungsschaltung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatoreinrichtung (OSC) das erste Pulssignal (P1) und das zweite Pulssignal (P2) mit einer Frequenz von ca. 50 Hz erzeugt.

5. Entmagnetisierungsschaltung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste steuerbare Schalter durch einen ersten Tran­ sistor (T1) und der zweite steuerbare Schalter durch einen zweiten Transistor (T2) gebildet ist.

6. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatoreinrichtung (OSC) das erste Pulssignal (P1) und das zweite Pulssignal (P2) gegenphasig erzeugt, und dass der erste Transistor (T1) und der zweite Transistor (T2) desselben Leitungstyps sind.

7. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Transistor (T1) und der zweite Transistor (T2) mit demselben Versorgungsspannungsanschluss zum Empfangen ein und derselben Versorgungsspannung (V1, V2) verbunden sind.

8. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Entmagnetisierungswicklung eine erste Spule (L1) und eine zweite Spule (L2) umfasst,
wobei die erste Spule (L1) und die zweite Spule (L2) fest miteinander verkoppelt und zwischen den ersten Transistor (T1) und den zweiten Transistor (T2) geschaltet sind, und
wobei der Wickelsinn der ersten Spule (L1) und der zweiten Spule (L2) derart gewählt ist, dass von dem ersten Transistor (T1) und dem zweiten Transistor (T2) jeweils ein entgegenge­ setzter Entmagnetisierungsstrom durch die erste Spule (L1) bzw. durch die zweite Spule (L2) erzeugt wird.

9. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatoreinrichtung (OSC) das erste Pulssignal (P1) und das zweite Pulssignal (P2) gleichphasig erzeugt, und dass der erste Transistor (T1) und der zweite Transistor (T2) unterschiedlichen Leitungstyps sind.

10. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Transistor (T1) und an den zweiten Tran­ sistor (T2) Versorgungsspannungen (V1, V2) unterschiedlicher Polaritäten angelegt sind.

11. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entmagnetisierungswicklung eine Spule umfasst (L1), welche mit einem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Tran­ sistor (T1) und dem zweiten Transistor (T2) gekoppelt ist.