DE19855457C2 - Entmagnetisierungsschaltung - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Entmagnetisierungs­ schaltung des Typs, der üblicherweise in Farbfernsehgeräten und Farbmonitoren verwendet wird. Spezieller bezieht sich diese Erfindung auf eine verbesserte Entmagnetisierungs­ schaltung mit einer Entmagnetisierungsspule und einem Ther­ mistorelement mit einem positiven Temperaturkoeffizienten für seinen Widerstand (oder ein PTC-Element), die seriell verbunden sind.

Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm eines Leistungsquellenab­ schnitts 31 und seiner angrenzenden Abschnitte eines bekann­ ten Farbfernsehgeräts, das eine Leistungsquelle 32 mit einer Frequenz von 50 oder 60 Hz zeigt. Der Leistungsquellenab­ schnitt 31 umfaßt einen Hauptschalter 33, der seriell mit der Leistungsquelle 32 verbunden ist, eine Gleichrichtungs­ schaltung 34, die eine Diode aufweisen kann, und eine Glät­ tungsschaltung 35 mit einem Kondensator. Die Hauptschaltung 36 eines Farbfernsehgeräts kann derart mit diesem Leistungs­ quellenabschnitt 31 verbunden sein, daß die Erstgenannte von dem Letztgenannten mit Leistung versorgt wird.

Eine Entmagnetisierungsschaltung 37 zum Entmagnetisieren (oder Neutralisieren von Magnetisierungseinflüssen) der Ka­ thodenstrahlröhre des Farbfernsehgeräts ist ebenfalls mit dem Leistungsquellenabschnitt 31 verbunden. Die Entmagneti­ sierungsschaltung 37 umfaßt ein PTC-Element 38 und eine Ent­ magnetisierungsspule 39, die seriell miteinander verbunden sind. Ein Relais 40 zum Ein- und Aus-Schalten der Entmagne­ tisierungsschaltung 37 ist vorgesehen, wobei ferner eine Treiberschaltung 41 zum Liefern von HOCH- und TIEF-Span­ nungssignalen zum Ein- und Aus-Schalten des Relais 40 vorge­ sehen ist. Die Treiberschaltung 41 umfaßt einen Transistor 41a, der als ein Schaltelement dient, das zwischen einen Leistungsquellen-Spannungsanschluß +V_CC und ein Massepoten­ tial geschaltet ist. Die HOCH- und TIEF-Spannungssignale werden über einen Widerstand 41b an den Basisanschluß des Transistors 41a angelegt, um das Relais 40 ein- und auszu­ schalten. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 31a einen festen Widerstand zum Dämpfen des Stoßstroms, wenn der Lei­ stungsquellenabschnitt 31 eingeschaltet wird. Dieser feste Widerstand 31a kann durch ein NTC-Element (NTC = negativer Temperaturkoeffizient) ersetzt sein.

Die Wirkungsweise der Entmagnetisierungsschaltung 37, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird als nächstes beschrieben. Anfangs fließt, da das Relais 40 in dem geschlossenen Zustand ist, ein Strom, der der Frequenz der Leistungsquelle 32 ent­ spricht, in die Entmagnetisierungsschaltung 37, wenn der Hauptschalter 33 des Farbfernsehgeräts eingeschaltet wird, und wird durch das PTC-Element 38 in einen abklingenden Wechselstrom mit der gleichen Frequenz transformiert. Ein abklingendes magnetisches Wechselfeld, das diesem abklingen­ den Wechselstrom entspricht, wird durch die Entmagnetisie­ rungsspule 39 erzeugt, wobei die Kathodenstrahlröhre, die in der Nähe angeordnet ist, dadurch entmagnetisiert oder dema­ gnetisiert wird.

Dieser Entmagnetisierungsvorgang ist innerhalb weniger Se­ kunden abgeschlossen, nachdem der Hauptschalter 33 einge­ schaltet ist. Folglich kann die Entmagnetisierungsschaltung 37 durch das Aktivieren der Treiberschaltung 41 über eine Zeitkonstantenschaltung (nicht gezeigt) ausgeschaltet wer­ den, um das Relais 40 zu öffnen und den Strom durch die Ent­ magnetisierungsschaltung 37 zu beenden. Danach wird die Ent­ magnetisierungsschaltung 37 nicht aktiviert, bis der Haupt­ schalter 33 wieder eingeschaltet wird.

Der vorher genannte abklingende Wechselstrom, der durch die Entmagnetisierungsschaltung 39 fließt, ist in Fig. 5 ge­ zeigt. Die Amplitude desselben nimmt mit der Zeit ab, jedoch bleibt seine Frequenz die gleiche wie die der kommerziellen Leistungsquelle, die von der Leistungsquelle 32 geliefert wird, d. h. 50 Hz oder 60 Hz. Wenn die Amplitudendifferenz P_max oder die Differenz zwischen der Spitzenamplitude in ei­ ner Periode des Wechselstroms und der der nächsten Periode (wie in Fig. 5 gezeigt ist) zu groß ist, kann stattdessen die Entmagnetisierung der Kathodenstrahlröhre enden, derart, daß nicht nur die Entmagnetisierung fehlschlägt, sondern überdies eine Farbungleichmäßigkeit auf dem Bildschirm er­ zeugt werden kann.

Einer der Versuche, dies zu verhindern, bestand darin, ein größeres PTC-Element 38 zu verwenden, um die Größe der Am­ plitudendifferenz P_max zu reduzieren. Um P_max kleiner zu machen, ist es notwendig, den Strom langsamer zu dämpfen. Dies kann erreicht werden, indem die Zunahme des Widerstands des PTC-Elements (oder seiner Temperatur) verlangsamt wird, wobei es bekannt war, zu diesem Zweck ein größeres Element mit einer größeren thermischen Kapazität zu verwenden. Wenn ein größeres PTC-Element 38 verwendet wird, kann die Entma­ gnetisierungsschaltung 37 jedoch nicht miniaturisiert wer­ den, weshalb der Teil des Farbfernsehgeräts, das dieselbe enthält, nicht kompakt ausgeführt werden kann.

Aus der US 3 617 800 ist eine Entmagnetisierungsvorrichtung für ein Farbfernsehgerät bekannt, die ein PTC-Element, ein zu dem PTC-Element parallel geschaltetes NTC-Element und ei­ ne in Serie zu dem PTC-Element geschaltete Entmagnetisie­ rungsspule aufweist.

Aus JP 08-168 055 A ist es bekannt, zum Entmagnetisieren ei­ ner Kathodenstrahlröhre die Frequenz der Entmagnetisierung zu vermindern, um so die Leistungsaufnahme der Schaltung zu reduzieren. Aus der JP 02-305 091 A ist eine Entmagnetisie­ rungsschaltung bekannt, bei der die Entmagnetisierungsspule Teil eines Schwingkreises ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein kompakte Entmagnetisierungsschaltung zu schaffen, bei der kein großes PTC-Element erforderlich ist, um die Amplituden­ differenz des abklingenden Wechselstrom durch dasselbe zu reduzieren, und die dennoch zuverlässig ihre Zielschaltung entmagnetisieren kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Entmagnetisierungsschaltung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Eine Entmagnetisierungsschaltung, die diese Erfindung ver­ körpert, durch die obigen und andere Aufgaben gelöst werden können, weist nicht nur eine Serienschaltung eines PTC-Ele­ ments und einer Entmagnetisierungsspule auf, sondern besitzt ferner eine Betriebsfrequenz des Stroms durch dieselbe, die höher ist als die Frequenz der Leistungsquellenleitung für das Gerät, in das die Entmagnetisierungsschaltung eingebaut ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird die Frequenzumwandlung durch eine Quellenschaltung bewirkt, die ferner wirksam ist, um den Wechselstrom von der Lei­ stungsquellenleitung in einen Gleichstrom umzuwandeln. Die Entmagnetisierungsschaltung kann ferner eine Relaisschaltung zum Ein- und Aus-Schalten des Stroms durch das PTC-Element und die Entmagnetisierungsspule umfassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen, in denen gleiche oder äquivalente Komponenten je­ weils durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht notwendigerweise wiederholt beschrieben werden, näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm eines Abschnitts, der eine Leistungsquellenschaltung eines Farbfernsehgeräts, das eine Entmagnetisierungsschaltung, die diese Er­ findung verkörpert, enthält, zeigt;

Fig. 2 einen Graphen von abklingenden Wechselströmen, die zum einen das Ergebnis der Schaltung von Fig. 1 und zum anderen das Ergebnis einer bekannten Technolo­ gie sind;

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm eines Abschnitts, der eine Leistungsquellenschaltung eines Farbfernsehgeräts, das eine weitere Entmagnetisierungsschaltung, die diese Erfindung verkörpert, enthält, zeigt;

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm einer bekannten Entmagneti­ sierungsschaltung; und

Fig. 5 einen Graphen des abklingenden Wechselstroms, der das Ergebnis der bekannten Schaltung von Fig. 4 ist.

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm eines Abschnitts, der ei­ nen Leistungsquellenabschnitt 1 eines Farbfernsehgeräts, das eine Entmagnetisierungsschaltung gemäß einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung beinhaltet, aufweist. Dieser Leistungsquellenabschnitt 1 umfaßt ferner einen Hauptschal­ ter, der seriell mit einer kommerziellen Leistungsquelle 2 einer Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz verbunden ist. Dem Hauptschalter 3 nachgeschaltet (weg von der Leistungsquelle 2) ist eine Leistungsquellenschaltung 4, die in sich eine Frequenzumwandlungsschaltung zum Durchführen einer Wechsel­ signal/Gleichsignal-Umwandlung ("AC zu DC" oder "AD") des Stroms, der von der kommerziellen Leistungsquelle 2 gelie­ fert wird, und nachfolgend zum Durchführen einer Gleichsi­ gnal/Wechselsignal-Umwandlung ("DC zu AC" oder "DA"), aufweist, um eine höhere Frequenz als die der kommerziellen Leistungsquelle 2 zu erhalten.

Detaillierter bezugnehmend beispielsweise auf Fig. 1 erläu­ tert, kann die Leistungsquellenschaltung 4 eine erste Gleichrichterschaltung 401 zum Erzeugen eines Gleichstroms aus dem Wechselstrom von der kommerziellen Leistungsquelle 2 und ein Schaltelement 402 aufweisen, das angepaßt ist, um diese Gleichstromschaltung zu öffnen und zu schließen, um einen intermittierenden Strom durch die primäre Spule eines Transformators 403, der als ein Wandler dient, zu erzeugen. Eine sekundäre Spule des Transformators 403 ist mit einer zweiten Gleichrichterschaltung 404 verbunden, die bestim­ mungsgemäß mit der Hauptschaltung eines Farbfernsehgeräts (das mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet ist) verbunden ist. Eine weitere sekundäre Spule des Transformators 403 ist mit einer Entmagnetisierungsschaltung 6 derart verbunden, daß die Entmagnetisierungsschaltung 6 einen Wechselstrom emp­ fängt, dessen Frequenz durch den Transformator 403 gegenüber der der kommerziellen Leistungsquelle 2 erhöht ist.

Die Entmagnetisierungsschaltung 6 umfaßt ein PTC-Element 7 und eine Entmagnetisierungsspule 8, die seriell miteinander verbunden sind. Das Bezugszeichen 9 in Fig. 1 zeigt schema­ tisch einen Anschluß, durch den ein Signal eingegeben werden kann, um das Ende der Entmagnetisierung anzuzeigen, um die Zuführung des Stroms von der Schaltleistungsquelle 4 zu der Entmagnetisierungsschaltung 6 zu beenden.

Die Funktionsweise der Entmagnetisierungsschaltung 6 gemäß dieser Erfindung wird als nächstes beschrieben. Wenn der Hauptschalter 3 geschlossen ist, wird ein Strom von der Lei­ stungsquellenschaltung 4 zu der Hauptschaltung 5 und der Entmagnetisierungsschaltung 6 zugeführt. In der Zwischenzeit bewirkt der Transformator 403, daß ein Strom mit einer hö­ heren Frequenz als der der kommerziellen Leistungsquelle 2 zu der Entmagnetisierungsschaltung 6 zugeführt wird. In der Entmagnetisierungsschaltung 6 wird der Wechselstrom, der derselben zugeführt wird, gedämpft, wobei ein abklingendes Wechselmagnetfeld, das diesem abklingenden Wechselstrom ent­ spricht, durch die Entmagnetisierungsspule 8 erzeugt wird und dazu dient, die Kathodenstrahlröhre des Farbfernsehge­ räts zu entmagnetisieren.

Nachdem die Entmagnetisierung abgeschlossen ist, wird der Betrieb der Leistungsquellenschaltung 4 beendet, um die Zu­ fuhr des Stroms zu der Entmagnetisierungsschaltung 6 zu be­ enden. In anderen Worten heißt das, daß auf das Relais 40 und die Treiberschaltung 41 von Fig. 4 verzichtet werden kann, wobei die Herstellungskosten des Geräts, in das die Entmagnetisierungsschaltung 6 eingebaut wird, reduziert sein können.

Die wichtigste Charakteristik dieser Erfindung besteht da­ rin, daß die Leistungsquellenschaltung 4 einen Strom mit einer höheren Frequenz als der der kommerziellen Leistungs­ quelle 2 bewirkt, der der Entmagnetisierungsschaltung 6 zu­ geführt wird, derart, daß die Entmagnetisierungsschaltung 6 durch diesen Betriebsstrom mit der höheren Frequenz wirksam ist. Folglich kann die Amplitudendifferenz P_max, oder die Differenz zwischen der Spitzenamplitude einer Periode des vorher genannten abklingenden Wechselstroms und der der nächsten Periode, reduziert sein. Dies wird detaillierter bezugnehmend auf Fig. 2 erläutert.

In dem Graphen von Fig. 2 zeigt die durchgezogene Linie A den abklingenden Wechselstrom, der in der Entmagnetisie­ rungsschaltung 6 erzeugt wird, während die gestrichelte Li­ nie B den abklingenden Wechselstrom zeigt, der in einer be­ kannten Entmagnetisierungsschaltung erzeugt wird. Die Fre­ quenz des abklingenden Wechselstroms, der durch das PTC-Ele­ ment 7 und die Entmagnetisierungsspule 8 erzeugt wird, hängt von der Frequenz des Betriebsstroms für die Entmagnetisie­ rungsschaltung 6 oder der Frequenz des Stroms, der der Ent­ magnetisierungsschaltung 6 zugeführt wird, ab. Folglich schwingt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die durchgezogenen Li­ nie A mit einer höheren Frequenz als die gestrichelte Linie B.

Die Form der Hüllkurven C und D dieser abklingenden Kurve A ist durch die physikalischen Charakteristika des PTC-Ele­ ments 7, beispielsweise das Volumen und die thermische Kapa­ zität desselben, ebenso wie die Rate seiner Wärmeemission, bestimmt, ist jedoch unabhängig von der Frequenz des Stroms, der durch dasselbe fließt. In anderen Worten heißt das, daß solange das gleiche PTC-Element 7 verwendet ist, die zwei Kurven A und B die gleichen Hüllkurven C und D aufweisen. Wenn folglich die Frequenz erhöht wird, wird das Zeitinter­ vall zwischen den zwei Spitzenströmen in der gleichen Rich­ tung kürzer und die Amplitudendifferenz P_max, wie sie oben definiert wurde, wird kleiner, wie deutlich in Fig. 2 zu se­ hen ist.

Es sei beispielsweise angenommen, daß ein Strom einer Fre­ quenz von 50 Hz von der kommerziellen Leistungsquelle 2 zu der Leistungsquellenschaltung 4 zugeführt wird, und daß der Transformator 403 denselben in einen Strom einer Frequenz von 100 Hz umwandelt. Da die Hüllkurven C und D für die zwei Ströme identisch sind, wie in Fig. 2 gezeigt ist, nimmt die Amplitudendifferenz P_max bei dieser Umwandlung etwa um die Hälfte ab. Wenn die Leistungsquellenschaltung 4 bei dem oben beschriebenen Beispiel eine Umwandlung in einen Strom einer Frequenz von 150 Hz durchführt, ist die Amplitudendifferenz P_max in gleicher Weise auf etwa ein Drittel reduziert. In anderen Worten heißt das, daß die Amplitudendifferenz P_max durch das Erhöhen der Frequenz des Stroms, der der Entmagne­ tisierungsschaltung 6 zugeführt wird, kleiner gemacht werden kann, wobei die Entmagnetisierung der Kathodenstrahlröhre oder dergleichen zuverlässiger bewirkt werden kann.

Wenn die Frequenz des Stroms, der der Entmagnetisierungs­ schaltung 6 zugeführt wird, übermäßig erhöht wird, ist es jedoch möglich, daß das PTC-Element 7 nicht seine PTC-Cha­ rakteristika zeigt und die Entmagnetisierungsspule 8 be­ ginnt, die Rolle einer Antenne zu spielen und dazu zu ten­ dieren, eine ungewollte Strahlung zu erzeugen. Hinsichtlich derartiger Effekte ist es erwünscht, die Frequenz des Stroms, der der Entmagnetisierungsschaltung 6 zugeführt wird (oder des Betriebsstroms derselben) nicht über 500 Hz zu er­ höhen, und vorzugsweiser nicht über 300 Hz. Zum zuverlässi­ gen Durchführen der Entmagnetisierung ist es andererseits erwünscht, daß die Frequenz des Betriebsstroms der Entma­ gnetisierungsschaltung auf 100 Hz oder darüber erhöht wird. Zusammenfassend beträgt der gewünschte Frequenzbereich 100 bis 500 Hz, wobei der Bereich von 100 bis 300 Hz bevorzugter ist.

Fig. 3 zeigt eine weitere Schaltung gemäß einem zweiten Aus­ führungsbeispiel dieser Erfindung, die ähnlich der Schal­ tung, die oben bezugnehmend auf Fig. 1 beschrieben wurde, ist, jedoch dahingehend unterschiedlich von derselben ist, daß ein Relais 10 zum Ausschalten derselben mit der Entma­ gnetisierungsschaltung 6 verbunden ist. Ähnlich zu der be­ kannten Schaltung, die in Fig. 4 gezeigt ist, ist das Relais 10 mit einer Treiberschaltung 11 verbunden, die dazu dient, das Relais 40 ein- und auszuschalten, welche einen Transi­ stor 11a aufweist, der als ein Schaltelement dient, das zwi­ schen einen Leistungsquellen-Spannungsanschluß +V_CC und ein Massepotential geschaltet ist. Ein Zeitgebungssignal kann über einen Widerstand 11b an den Basisanschluß dieses Tran­ sistors 11a angelegt werden, um das Relais 11 ein- und aus­ zuschalten.

Obwohl die Erfindung oben bezugnehmend auf eine begrenzte Anzahl von Beispielen beschrieben wurde, sind diese Beispie­ le nicht dazu bestimmt, den Schutzbereich der Erfindung zu begrenzen. Viele Modifikationen und Variationen sind inner­ halb des Schutzbereichs der Erfindung möglich. Beispielswei­ se können viele Schaltungen oder Vorrichtungen unterschied­ licher Arten verwendet werden, um die Entmagnetisierungs­ schaltung 6 nach einer spezifizierten Zeitdauer auszuschal­ ten. Obwohl die in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausführungs­ beispiele, bei denen der Transformator 403 als eine Fre­ quenzumwandlungseinrichtung dient, als ein Teil der Lei­ stungsquellenschaltung 4 aufgebaut sind, kann eine Frequenz­ umwandlungsschaltung, die aufgebaut ist, um einen Strom mit einer höheren Frequenz als der Frequenz der kommerziellen Leistungsquelle 2 auszugeben, der Leistungsquellenschaltung 4 nachgeschaltet sein, derart, daß durch eine solche Fre­ quenzumwandlungsschaltung ein Strom mit einer hohen Frequenz der Entmagnetisierungsschaltung 6 zugeführt werden kann. Überdies kann auf die Leistungsquellenschaltung 4, wie sie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, verzichtet werden, wenn eine geeignete Frequenzumwandlungsschaltung zwischen eine Leistungsquellenschaltung, wie sie bei 31 in Fig. 4 gezeigt ist, und die Entmagnetisierungsschaltung eingefügt ist.

Claims (5)

1. Entmagnetisierungsschaltung (6), die in ein Gerät ein­ gebaut ist, und die Leistung von einer Leistungsquel­ lenleitung, die mit einer spezifizierten Anfangsfre­ quenz betrieben wird, empfängt, mit
einer Serienschaltung aus einem PTC-Element (7) und ei­ ner Entmagnetisierungsspule (8),
gekennzeichnet durch
eine Frequenzumwandlungseinrichtung (403) zum Umwandeln der spezifizierten Frequenz der Leistungsquellenlei­ tung, um einen Betriebsstrom mit einer höheren Frequenz als der Anfangsfrequenz zu der Serienschaltung zu lie­ fern.

2. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 1, bei der die Frequenzumwandlungseinrichtung ein Teil einer Quel­ lenschaltung (4) ist, die wirksam ist, um einen Wech­ selstrom von der Leistungsquellenleitung in einen Gleichstrom umzuwandeln.

3. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die höhere Frequenz des Betriebsstroms 100 bis 300 Hz beträgt.

4. Entmagnetisierungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner eine Relaisschaltung (10) aufweist, die dazu dient, einen Strom durch die Serienschaltung ein- und auszuschalten.

5. Entmagnetisierungsschaltung nach Anspruch 1, bei der die Frequenzumwandlungseinrichtung einen ersten Gleich­ richter (401) zum Gleichrichten des Wechselstroms von der Leistungsquellenleitung, einen Transformator (403) mit einer Primärspule und Sekundärspulen, eine Schalt­ einrichtung (402) zum intermittierenden Ein- und Aus- Schalten des gleichgerichteten Stroms, um einen in­ termittierenden Strom zu erzeugen und zu bewirken, daß der intermittierende Strom durch die Primärspule des Transformators (403) fließt, und einen zweiten Gleich­ richter (404) zum Gleichrichten eines Wechselstroms, der von einer der Sekundärspulen des Transformators (403) erzeugt wird, aufweist.