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Die
vorliegende Erfindung geht aus von einer Schaltungsordnung mit einer
PTC-Termistor und mit einer Entmagnetisierungsspule zum Entmagnetisieren
einer Bildröhre.
Schaltungen dieser Art werden insbesondere in Fernsehgeräten und
Computer-Monitoren verwendet.
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Bei
einem Fernsehgerät
sind üblicherweise auf
der oberen Hälfte
und auf der unteren Hälfte
der Bildröhre
eine Entmagnetisierungsspule in schleifenförmiger Form angeordnet, durch
die magnetische Teile innerhalb der Bildröhre und in ihrer Umgebung entmagnetisiert
werden. Die Entmagnetisierungsspule wird hierfür mit einem Wechselstrom betrieben, der
zum Anfang einen hohen Stromwert aufweist und dann allmählich abfällt. Der
Abfall wird hierbei durch einen PTC-Termistor bewirkt, der in Serie
zu der Entmagnetisierungsspule geschaltet ist, und der sich durch
den Strom erwärmt.
Da bei Erwärmung
eines PTC-Termistors dessen Widerstand ansteigt, wird hierdurch
eine gewünschte
Abnahme des Stroms bewirkt. Entsprechende Termistoren und ein Stromverlauf
zur Entmagnetisierung einer Bildröhre sind beispielsweise aus
der
US 4,504,817 bekannt.
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Heutige
Schaltungsanordnungen zum Entmagnetisieren einer Bildröhre verwenden
einen Doppel-PTC-Termistor, wobei ein PTC-Element in Serie zu der
Entmagnetisierungsspule und das zweite parallel zum Netz geschaltet
ist. Das erste PTC-Element bewirkt
hierbei den gewünschten
Stromabfall nach dem Einschalten des Entmagnetisierungsstromes, und
das zweite PTC-Element heizt das erste PTC-Element während des
Betriebes des Fernsehgerätes,
so dass der Strom durch die Entmagnetisierungsspule nach der Entmagnetisierung
gering gehalten wird.
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Weiterhin
müssen
gewisse Sicherheitsvorschriften von einer derartigen Schaltungsanordnung eingehalten
werden. Im Falle eines Kurzschlusses in dem PTC-Termistor darf sich insbesondere
die Entmagnetisierungsspule nicht übermäßig erhitzen. Dies wird beispielsweise
durch gewolltes Auslösen der
Netzsicherung im Fehlerfall und somit durch den Widerstand der Entmagnetisierungsspule
bewirkt. Da ein Auslösen
der Netzsicherung im Betriebsfall vermieden werden muss ergibt sich
hier ein Widerstandsverhältnis
Entmagnetisierungsspule zum PTC-Termistor von ca. 1/1.
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Der
Gesamtwiderstand von Entmagnetisierungsspule plus PTC-Termistor bestimmt
hierbei die Größe der Netzsicherung.
Im Falle eines Kurzschlusses des PTC-Termistors muss die eingangsseitig
angeordnete Sicherung eines entsprechenden Fernsehgerätes so auslösen, dass
eine Überhitzung
der Entmagnetisierungsspule vermieden wird.
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Um
ein ausreichend hohes Magnetfeld beim Einschalten der Entmagnetisierungsspule
zu erhalten, muss die Entmagnetisierungsspule eine hohe Windungzahl
aufweisen, um das erforderliche Ampere-Windungszahlprodukt bei diesem
Serienwiderstand zu erreichen. Während
des Betriebes ist durch das Doppel-PTC-Element sichergestellt, dass
das Ampere-Windungszahlprodukt ausreichend gering ist, so dass durch
das verbleibende Magnetfeld der Entmagnetisierungsspule keine Bildstörungen verursacht
werden.
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Ein
Ampere-Windungszahlprodukt mit einem Wert von 2000 am Anfang der
Entmagnetisierungsphase reicht aus, um ein effektives Entmagnetisieren zu
bewirken. Der Strom muss dann allmählich abfallen derart, das
nach fünf
Zyklen noch mindestens 50% der anfänglichen Amplitude vorhanden
sind. Weiterhin wird gefordert, dass am Ende der Entmagnetisierungsphase
das Ampere-Windungszahlprodukt maximal eins beträgt, von Spitze zu Spitze gemessen.
Hierdurch sind Bildstörungen
durch das Magnetfeld der Entmagnetisierungsspule während des Betriebes
des Fernsehgeräts
vernachlässigbar.
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Um
alle erforderlichen Anforderungen zu erfüllen, kann der Serienwiderstand
nicht beliebig verkleinert werden, ebenso führt das Widerstandsverhältnis von
PTC-Element zu Entmagnetisierungsspule zu einem relativ großen Kupferquerschnitt
der Entmagnetisierungsspule, da diese bei einer relativ hohen Windungszahl
vergleichsweise niederohmig sein muss, um den gewünschten
Widerstandswert zu erreichen. Hierdurch ergeben sich relativ schwere
Entmagnetisierungsspulen aus Kupfer, beispielsweise bei einer 29
Zoll Bildröhre
mit einem Gewicht von 350 Gramm und bei einer 34 Zoll Bildröhre mit
einem Gewicht von circa 920 Gramm.
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Aus
der DE-A-10217951 ist eine weitere Schaltungsanordnung bekannt zur
Entmagnetisieren einer Bildröhre.
Die Schaltungsanordnung wird hierbei über einen Netzschalter ein-
und ausgeschaltet, so dass beim Einschalten des entsprechenden Gerätes jeweils
eine Entmagnetisierung der Bildröhre stattfindet.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung
der vorangehend genannten Art anzugeben, die kostengünstiger
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Nach
der Erfindung wird die Schaltungsanordnung zum Entmagnetisieren
einer Bildröhre
mittels eines Schalters nur für
eine sehr kurze Zeit eingeschaltet. Die Entmagnetisierungsschaltung
wird hierbei beispielsweise beim Einschalten eines Fernsehgerätes oder
beim Umschalten von dem Standby-Betrieb in den Normalbetrieb für ein kurzes
Zeitintervall, beispielsweise 3 Sekunden, eingeschaltet.
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Hierdurch
werden die Anforderungen an die Schaltungsordnung zum Entmagnetisieren
einer Bildröhre
weniger restriktiv:
Für
gegenwärtige
Bildröhren
reicht es jetzt aus, wenn das Ampere-Windungszahlprodukt am Ende
des Magnetisierungszyklusses 20 bis 30 beträgt, und anschließend der
Strom auf Null reduziert wird mittels des Schalters. Hierdurch wird
eine zufriedenstellende Entmagnetisierung der Materialien erreicht. Gleichzeitig
werden jegliche Bildstörungen
durch die Entmagnetisierungsspule vermieden. Das Sicherheitsproblem
im Falle eines Kurzschlusses ist hier ebenfalls gelöst, da sich
in der kurzen Zeit von nur wenigen Sekunden die Entmagnetisierungsspule
auf keinen gefährlichen
Temperaturwert erhitzt.
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Gleichzeitig
werden hierdurch die Anforderungen an den PTC-Termistor verringert, so dass anstatt
eines Doppel-PTC-Elements
ein Einzel-PTC-Element verwendet werden kann. Es kann jetzt ein
billiger PTC-Termistor mit beispielsweise einem wesentlich kleinerem
Widerstand von neun, fünf oder
vier Ohm verwendet werden, anstatt eines 18 Ohm Doppel-PTC-Termistors. Das Widerstandsverhältnis von
Entmagnetisierungsspule zu PTC-Termistor von ca. eins zu eins ist
jetzt nicht mehr relevant, da das Sicherheitsproblem im Falle eines
Kurzschlusses durch das Abschalten des Stromes nach der Entmagnetisierung
nicht mehr existiert.
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Hierdurch
werden die Anforderungen an die Gesamtschaltung entspannter, so
dass der Drahtdurchmesser und die Anzahl der Windungen verringert
werden kann, so dass jetzt mit einer Entmagnetisierungsspule, bei
der das Kupfergewicht um circa die Hälfte reduziert ist, weiterhin
ein Ampere-Windungszahl-Produkt
von 2000 im Einschaltmoment und ein gewünschter Stromabfall erreicht
werden kann. Mit einem Einzel-PTC-Termistor, der nicht geheizt ist,
reduziert sich dann das Ampere-Windungszahl-Produkt innerhalb weniger
Sekunden auf einen Wert von 20 bis 30, sowie anschließend durch
die Abschaltung zu Null. Das Ein- und Ausschalten des Schalters
kann beispielsweise mittels einer Timer-Schaltung hardwaremäßig bewirkt
werden oder mittels Software über einen
Mikroprozessor eines entsprechenden Gerätes gesteuert werden.
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Bereits
bei Bildröhren
mit einer Diagonale von 28 Zoll werden hierdurch die zusätzlichen
Kosten des Schalters, beispielsweise eines Relais, schon kompensiert.
Nach einer ersten Kalkulation beträgt die Kostenersparnis bei
einer 28 Zoll Bildröhre
circa 0,4 bis 0,5 Euro und bei größeren Bildröhren bis zu 3 oder 4 Euro.
Anstatt einer kleineren Entmagnetisierungsspule aus Kupfer kann
jetzt insbesondere auch eine Entmagnetisierungsspule mit Aluminiumdrähten verwendet
werden, das zu einer zusätzlichen
Kosteneinsparung führt.
Da über
den Schalter die Entmagnetisierungsspule jetzt im Standby-Betrieb
abgeschaltet ist, ergibt sich hierdurch weiterhin für den Standby-Betrieb
eine Leistungseinsparung von circa 1,2 Watt.
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Die
vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
beziehen sich auf eine Netzspannung von 230 Volt. Bei einer Netzspannung
von 110 Volt ergeben sich ähnliche
Einsparungsmöglichkeiten,
da bei 110 Volt eine Entmagnetisierungsspule nach dem Stand der
Technik noch niederohmiger sein muss als bei einer Netzspannung
von 230 Volt.
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Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung werden im folgenden beispielhaft anhand von einer
schematischen Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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Figur
Eine Schaltungsordnung mit einer Entmagnetisierungsspule, einem
Schalter und mit einem Einzel-PTC-Element zum Entmagnetisieren einer Bildröhre.
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In
der Figur ist die netzeingangsseitige Beschaltung eines Bildanzeigegeräts, beispielsweise eines
Fernsehgeräts
oder eines Computer-Monitors, dargestellt. Über einen Netzanschluss VN
ist das Gerät
mit der Netzspannung verbunden, beispielsweise einer Wechselspannung
von 225 Volt. Dem Netzanschluss VN ist ein Netzfilter NF nachgeschaltet,
das zusammen mit zwei Kondensatoren C1, C2 und einem Widerstand
R1 vorhandene Störspannungen
in der Netzspannung unterdrückt.
Hinter dem Netzfilter NF befinden sich zwei Anschlüsse 1 und 2,
die mit dem Chassis des Bildanzeigegerätes verbunden sind, beispielsweise
mit der Eingangsseite eines Schaltnetzteiles. Chassis von Fernsehgeräten und Computer-Monitoren
sind hinlänglich
bekannt und nicht Gegenstand dieser Erfindung, sie werden daher hier
nicht weiter erläutert.
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An
dem Netzfilter liegt ausgangsseitig eine Entmagnetisierungsspule
ES an, zu der in Serie ein Termistor-Element T und die Schaltkontakte 3 und 4 eines
Schalters, in diesem Ausführungsbeispiel
ein Relais R, geschaltet sind. Das Termistor-Element T ist in diesem
Ausführungsbeispiel
ein Einzel-PTC-Element. Das Relais R weist weiterhin Steuerkontakte 5 und 6 auf
zur Steuerung des Relais R über
die Spannung, die an den Schaltkontakten, 3 und 4 anliegt,
durchgeschaltet beziehungsweise blockiert wird.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält die Schaltungsordnung
zum Entmagnetisieren einer Bildröhre
einen Einzel-PTC-Termistor T, eine Entmagnetisierungsspule ES und
ein Relais R, das eine Netztrennung zwischen den Schaltkontakten 3 und 4 und
den Steuerkontakten 5 und 6 aufweist. Die Steuerkontakte 5 und 6 sind
mit einem Mikroprozessor eines entsprechenden Gerätes gekoppelt.
Durch die Netztrennung kann daher über eine einfache Treiberschaltung
das Relais R direkt durch einen Mikroprozessor des Gerätes betätigt werden.
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Die
Schaltungsordnung wird zum Entmagnetisieren der Bildröhre mittels
des Schalters nur für eine
sehr kurze Zeit eingeschaltet. Das Zeitintervall ist hierbei ausreichend
kurz gewählt,
um ein Überhitzen
der Entmagnetisierungsspule (ES) im Falle eines Kurzschlusses im
Einzel-PTC-Element (T) zu vermeiden. Das Zeitintervall weist beispielsweise
einen Zeitwert von 1 bis 20 Sekunden, insbesondere von 2 bis 5 Sekunden,
auf.
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Wird
ein Mikroprozessor des Gerätes
zur Steuerung der Entmagnetisierungsschaltung verwendet, so wird
beispielsweise beim Einschalten eines Fernsehgerätes eine Entmagnetisierung
durchgeführt,
wenn der Mikroprozessor betriebsbereit ist. Vorzugsweise wird die
Entmagnetisierungsschaltung auch beim Umschalten von dem Standby-Betrieb
in den Normalbetrieb für
ein kurzes Zeitintervall eingeschaltet.
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Das
Relais R und das Termistor-Element T sind vorzugsweise auf dem Chassis
des Gerätes
angeordnet. Ebenfalls auf dem Chassis angeordnet ist ein zu der
Entmagnetisierungsspule ES angeordneter Kondensator C3, durch den
verhindert wird, das in der Entmagnetisierungsspule ES induzierte
Spannungen der Ablenkspulen sich weiter ausbreiten, indem diese
durch den Kondensator C3 kurzgeschlossen werden. Die Entmagnetisierungsspule
ES ist auf bekannte Weise um den rückwärtigen Teil der Bildröhre des
Gerätes
angeordnet.
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Weitere
Anwendungen der Erfindung liegen für einen Fachmann im Rahmen
seiner üblichen
Tätigkeit.
Die Schaltungsordnung nach der Erfindung kann insbesondere in allen
Geräten
verwendet werden, die eine Kathodenstrahlröhre für eine Bildanzeige verwenden.
Die Schaltungsordnung ist unabhängig
von einem verwendeten Netzteil und kann insbesondere auch in Geräten verwendet
werden, die eine Powerfaktorkorrektur aufweisen.