DE3213558C2

DE3213558C2 - PTC-Widerstandsanordnung

Info

Publication number: DE3213558C2
Application number: DE3213558A
Authority: DE
Inventors: Takashi Yokaichi Shiga Shikama; Yuichi Yokaichi Shiga Takaoka; Tomoyuki Omihachiman Shiga Yamamoto
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1982-04-13
Publication date: 1985-07-04
Also published as: US4504817A; FR2503925A1; JPS57166474U; IT8267491A0; DE3213558A1; GB2099220A; FR2503925B1; IT1191186B; GB2099220B

Abstract

Eine PTC-Widerstandsanordnung weist drei PTC-Widerstände (21, 23, 25) auf, die gegeneinander ausgerichtet und so angeordnet sind, daß der in der Mitte liegende PTC-Widerstand (21) Wärme an die anderen beiden PTC-Widerstände (23, 25) abgibt, die wiederum einen Teil des Wegs für den Entmagnetisierungsstrom bilden. Die Temperatur der auf den beiden Seiten des in der Mitte angeordneten PTC-Widerstands (21) angeordneten beiden PTC-Widerstände (23, 25) nimmt so schnell zu, daß eine schnelle und wirkungsvolle Abschwächung des Entmagnetisierungsstroms erreicht werden kann.

Description

ί

Die Erfindung betrifft eine PTC-Widerstandsanordnung (Kaltleiteranordnung) zur Verwendung in einem Entmagnetisierungskreis. mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Anordnung mit Kaltleitern oder PTC-Widerständen (positive temperature coefficient) ist aus der DE-AS 27 05 438 bekannt. Sie wird vorzugsweise zur Entmagnetisierung der Bildröhre c'ies Farbfernsehgerätes verwendet. Die Wirkungsweise der bekannten Anordnung und ihre Vorteile gegenüber einem einfachen, im Entmagnetisierungskreis liegenden Kaltleiter werden anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.

Eine Anordnung mit einem einzigen PTC-Widerstand (Kaltleiter) ist in Fig. 1 dargestellt. Sie weist einen PTC-Widerstand bzw. Widerstand mit positivem Temperaturkocffizicntcr, i in der Form einer Platte, ein Paar von Elektroden 1 a und 1 b, die auf den beiden gegenüberliegenden Oberflächen des PTC-Widerstands 1 angeordnet sind, ein Paar von Zuleitungsanschlüssen 2 und 3 aus Metall, deren eines Ende 2a und 3a zur Bildung einer Federwirkung umgebogen ist, sowie ein Gehäuse 4 auf, daß aus elektrisch nichtleitendem Material ist. Die _r Zuleitungsanschlüsse 2 und 3 sind im Gehäuse 4 gelagert und so angeordnet, daß sich ihre gebogenen Enden 2a

und Za innerhalb des Gehäuses 4 befinden. Der PTC-Widerstand 1 ist im Gehäuse 4 vorgesehen und wird

ö zwischen den gebogenen Enden 2a und 3a festgehalten, um eine elektrische Verbindung der Elektroden la und

\b mit den Anschlüssen 2 bzw. 3 zu bewirken.

F i g. 2 zeigt einen Entmagnetisierungsschaltkreis mit der oben beschriebenen PTC-Widerstandsanordnung 5, einer Entmagnetisierungsspule 6, einem Netzschalter 7 und einer Entmagnetisierungsspannungsquelle 8, die in Reihe geschaltet sind und einen geschlossenen Kreis bilden. Die Entmagnetisierungsspule 6 ist in der Nähe eines Elements angeordnet, das einen Restmagnetismus trägt.

Wenn der Schalter 7 eingeschaltet wird, fließt ein Wechselstrom, der als Entmagnetisierungsstrom bezeichnet wird, durch die PTC-Widerstandsanordnung 5, was zu einer allmählichen Zunahme der Temperatur des PTC-Widerstands 1 führt. Damit steigt der Widerstandswert des PTC-Widerstands 1 allmählich an. was zur Folge hat, daß der Entmagnetisierungsstrom gedämpft wird, wie es durch die Kurvenform A in F ■ g. 5 dargestellt ist. Der durch die Spule 6 fließende Entmagnetisierungsstrom bewirkt eine allmähliche Abnahme des Wechselstrom-Magnetfelds, was /u einer Beseitigung des Restmagnetismus in dem in der Nähe der Spule 6 angeordneten Element führt.

Obwohl die in Fig. 1 dargestellte PTC-Widerstandsanordnung 5 und die in Fig. 2 dargestellte Schaltung in ihrem Aufbau einfach sind, verbleibt ein Entmagnetisierungsstrom 3 Sekunden und selbst 3 Minuten nach dem Einschalten des Schalters 7 noch in einem beträchtlichen Maße, wie es in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt

Tabelle 1

Anfangsstrom Strom nach 3 Sekunden Strom nach 3 Minuten

Schaltung in F i g. 2 1OA 7OmA 3OmA

Schaltung in F i g. 4 10 A 25 mA 2 mA

Es ist hier anzumerken, daß die in Tabelle 1 dargestellten Ergebnisse sich bei einem Wechselstrom von 100 V ergeben, der v^n der Entmagnetisierungsspannungsquelle 8 zugeführt wird.

Der verbleibende Entmagnetisierungsstrom bewirkt eine unvollständige Entmagnetisierung des zu entmagnetisierenden Elements, was wiederum zur Folge hat, daß eine Störung des Bilds auf der Kathodenstrahlröhre bewirkt wird.

Um den Restentmagnetisierungsstrcm zu vermindern, wurde eine verbesserte PTC-Widerstandsanordnung 17 vorgeschlagen, die in r i g. 3 dargestellt ist Dabei v/eist die PTC-Widerstandsanordnung 17 zwei PTC-Widerstände 11 und 12 auf, wobei auf dem PTC-Widerstand 11 Elektroden llaund lloundaufdem PTC-Widerstand 12 Elektroden 12a und 126 aufgebracht sind. Die PTC-Widerstände 11 und 12 sind auf den beiden Seiten einer Anschlußplatte 13 innerhalb eines Gehäuses 16 angeordnet Die Anschlußplatte 13 weist einen Zuleitungsabschnitt 18 auf, der sich vom Gehäuse 16 aus nach außen erstreckt Der PTC-Widerstand 11 wird zwischen der Anschlußplatte 13 und einem gebogenen Abschnitt 14a eines Zuleitungsanschlusses 14 und der PTC-Widerstand 12 zwischen der Anschlußplatte 13 und einem gebogenen Abschnitt 15a eines Zuleitungsa·· ;hlusses 15 in ähnlicher Weise festgehalten, wie es bereits oben beschrieben wurde.

Fig. 4 zeigt einen Entmagnetisierungssch^lkreis, der die oben beschriebene PTC-Widerstandsanordnung 17 verwendet. Dabei sind die Entmagnetisierungsspannungsquelle 8 und der Schalter 7 zwischen den Zuleitungsanschlüssen 14 und 18 hintereinander und die Entmagnetisierungsspule 6 zwischen den Zuleitungsanschlüssen 14 und 15 geschaltet.

Wenn der Schalter 7 eingeschaltet wird, fließt ein Wechselstrom durch den PTC-Widerstand 11 und gleichzeitig ein weiterer Wechselstrom, d. h. der Entmagnetisierungsstrom, durch den PTC-Widerstand 12, was zu einer Zunahme der Temperatur der PTC-Widerstände U und 12 führt. Die von dem PTC-Widerstand 11 erzeugte Wärme wird über die Anschlußplatte 13 dem PTC-Widerstand 12 übertragen. Damit nimmt der Widerstandswert des PTC-Widerstands 12 schnell zu, was zur Folge hat, daß der Entmagnetisierungsstrom schneller ge- jo dämpft wird als bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltung, wie es in Tabelle 1 dargestellt ist So ist insbesondere 3 Sekunden nach dem Einschalten des Schalters 7 der Entmagnetisierungsstrom auf 25 mA und nach 3 Minuten auf 2 mA gedämpft.

Obwohl diese Zahlen bereits eine große Verbesserung darstellen, so sind sie doch für eine empfindliche Vorrichtung, wie sie eine Kathodenstrahlröhre darstellt, nicht ausreichend.

Eine weitere Möglichkeit zur Verminderung bzw. Dämpfung des Entmagnetisierungsstroms besteht in einer weiteren Zunahme der Temperatur des PTC-Widerstands 12, durch den der Entmagnetisierungsstrom fließt Um dies zu erreichen, kann man die Größe der PTC-Widerstandsanordnung 17 vermindern, um die Wärmeat leitungsfläche zu vermindern. Eine derart kleine Entmagnetisierungsanordnung 17 weist jedoch den Nachteil auf, ξ daß die Stromspitzen in einem beträchtlich großen Maße B abfallen, was in F i g. 5 dargestellt ist und eine % unerwünschte Magnetisierung zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine PTC-Widerstandsanordnung der angegebenen Art derart zu verbessern, daß mit ihr ohne entsprechende Zunahme der Anstiegsgeschwindigkeit des Widerstandes em noch höherer Endwert des Steuerwiderstandes für den Entmagnetisierungsstrom im stationären Zustand erreichbar ist.

Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen.

Durch die Aufteilung des gesamten Steuerwiderstandes in zwei beiderseits des Heizwiderstandes angeordnete Widerstände wird eine noch bessere Ausnutzung der vom Heizwiderstand abgegebenen Wärme erreicht, so daß die beiden Steuerwiderstände eine höhere Endtemperatur annehmen und daher zusammen einen höheren Endwiderstand darstellen. Andererseits sind aber die Abmessungen der beiden Steuerwiderstände zusammen nicht kleiner als die des vorbekannten einzigen Steuerwiderstanaes, so daß ihre Aufheizzeit gegenüber der vorbekannten Anordnung nicht wesentlich verkürzt wird urd S'j.ivt auch keine unerwünscht rasche Abnahme des Entmagrietisie^rungsstromes erfolgt.
S Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Querschnittsansicht einer bekannten PTC-Widerstandsanordnung,

\ Fig. 2 eine Schaltungsanordnung mit einem Entmagnetisierungsschaltkieis unter Verwendung der Anordnung nach Fig. 1.

F i g. 3 eine Querschnittsansicht eine weitere bekannte PTC-Widerstandsanordnung.

Fig.4 eine Schaltungsanordnung mit einem Entmagnetisierungsschaltkreis unter Verwendung der Anord· nungnach Fig.3,

F i g. 5 eine Darstellung einer Kurvenform des Entmagnetisierungsstroms, wobei auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate der Strom aufgetragen sind,

F i g. 6 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen PTC-Widerstandsa~iordnung und

Fig. 7 eine Schaltungsanordnung mit einem Entmagnetisierungsschaltkreis unter Verwendung der Anord- b¹; nung nach Fig. 6.

Kine in Fig.6 dargestellte erfindungsgemäße PTC-Widerstandsanordnung weist drei PTC-Widerstände 21, 23 und 25 auf, die jeweils die gleiche Konfiguration haben und aus einer gesinterten PTC-Widcrstandsplaltc

gebildet werden. Der PTC-Widerstand 21 weist ein Elektrodenpaar 21a und 21 b auf seinen beiden gegenüberliegenden Oberflächen auf. In gleicher Weise weist der PTC-Widerstand 23 auf seinen beiden gegenüberliegenden Oberflächen ein Elektrodenpaar 23a und 23b und der PTC-Widerstand 25 ein Elektrodenpaar 25a und 25b auf.

Der in der Mitte gehaltene PTC-Widerstand 21 wird zwischen einem Paar von Anschlußplatten 22 und 24 so festgehalten, daß die Elektrode 21a mit der Anschlußplatte 22 und die Elektrode 216 in Kontakt mil der Anschlußplatte 24 gehalten wird. Die Anschlußplatten 22 und 24 sind an einem Gehäuse 28 aus elektrisch nichtleitendem Material, wie etwa Kunstharz, befestigt.

Der PTC-Widerstand 23 ist in Fig.6 links vom PTC-Widerstand 21 angeordnet und wird zwischen der Anschlußplatte 22 und einem gebogenen Abschnitt 26a eines Zuführungsanschlusses 26 so festgehalten, daß die ίο Elektrode 23a fest in Kontakt mit der Anschlußplatte 22 und die Elektrode 236 mit dem gebogenen Abschnitt 26a des Zulcilungsanschlusses 26 gehalten wird.

Der PT( -Widerstand 25 ist in F i g. b rechts vom PTC-Widerstand 21 angeordnet und wird /wischen der Anschlußplatte 24 und einem gebogenen Abschnitt 27a eines Zulcitiingsanschlusscs 27 so festgehalten, daß die Elektrode 25a fest in Kontakt mit der Anschlußplatte 24 und die Elektrode 256 mit dem gebogenen Abschnitt 27ades Zuleitungsanschlusscs 27 gehalten wird.

Es ist hier anzumerken, daß die PTC-Widerstände 23, 21 und 25 zueinander ausgerichtet sind und bezüglich ihrer Achsen zusammenfallen.

Es ist weiterhin anzumerken, daß jeder der gebogenen Abschnitte 26a und 27a als Feder dient, um die PTf -Widerstände 23. 21 und 2¹J zusammenzudrücken und die elektrische Verbindung dazwischen sowie die Wärmeübertragung aufrechtzuerhalten, und zwar insbesondere von dem in der Mitte liegenden PTC-Widerstand 21 über die Anschlußplatten 22 bzw. 24 zu jedem der PTC-Widerstände 23 bzw. 25.

Um die Wärmeübertragung zu verbessern, sind die Anschlußplatten 22 und 24 aus einem Material mit hohem Wärmeleitungskoeffizienten, wie etwa Phosphorbronze.

Im Gegensatz dazu sind die Zuleitungsanschlüsse 26 und 27 vorzugsweise aus einem Material mit niedriger thermischer Leitfähigkeit, wie etwa nichtrostendem Stahl, um die Wärmeübertragung von den PTC-Widerständen 23 und 25 zum Gehäuse 28 zu verhindern. Die Anschlußplatten 22 und 24 weisen Anschlußbeine 29 bzw. 30 auf. die sich vom Gehäuse 28 nach außen erstrecken. Darüber hinaus weisen die Zuleitungsanschlüsse 26 und 27 Endbereiche auf. die sich entfernt von den gebogenen Abschnitte 5? 26a und 27a vom Gehäuse 28 aus nach außen erstrecken.

In F i g. 7 isi »in Entmagnetisierungsschaltkreis mit der erfindungsgemäßen PTC-Widerstandsanordnung dargestellt. Eine Enimagnetisierungsspule 6 ist zwischen den Anschlußklemmen 26 und 27 und ein Schalter 7 und eine Wechselspannungsquelle 8 in Reihe zwischen den Anschlußklemmen 29 und 30 geschaltet.

Wenn der Schalter 7 eingeschaltet wird, fließt durch den in der Mitte liegenden PTC-Widerstand 21 ein

Wechselstrom und gleichzeitig ein weiterer Wechselstrom (Entmagnetisierungsstrom) durch die PTC-Wider-

J5 stände 23 und 25 sowie die Spule 6. Durch den zuerst erwähnten Wechselstrom erzeugt der in der Mitte liegende PTC-Widerstand 21 Wärme, die in wirkungsvoller Weise über die Anschlußplattcn 22 und 24 zu den auf seinen » beiden Seiten liegenden PTC-Widerständen 23 und 25 übertragen wird. Die von dem in der Mitte liegenden f PTC-Widerstand 21 erzeugte Wärme wird daher mit einem hohen Wirkungsgrad verwendet. Durch den zweiten Wechselstrom (Entmagnetisierungsstrom) erzeugen die PTC-Widerstände 23 und 25 Wärme. Damit werden die PTC-Widerstände 23 und 25 einerseits durch die selbst erzeugte Wärme und andererseits durch die von dem in | der Mitte liegenden PTC-Widerstand 21 übertragene Wärme erwärmt. Damit steigt der Innenwiderstand der | PTC-Widerstände 23 und 25 auf einen relativ hohen Wert an. Da die PTC-Widerstände 23 und 25 in Reihe mit der Entmagnetisierungsspule 6 geschaltet sind, hat die Veränderung der Widerstandswerte der PTC-Widerstände 23 und 25 eine zusätzliche Wirkung auf den Entmagnetisierungsstrom. Da jedoch bei jedem der PTC-Wider- | stände 23 und 25 der Widerstandswert schnell ansteigt, wird das Maß der Abnahme bzw. Dämpfung des Entmagnetisierungsstroms nicht nur verdoppelt — im Vergleich zu der PTC-Widerstandsanordnung nach F i g. 3 —. sondern es wird noch mehr verbessert. In anderen Worten, die Verwendung der beiden PTC-Widerstände 23 und 25 im Entmagnetisierungsstromweg in Verbindung mit dem in der Mitte angeordneten PTC-Widerstand 21 hat — im Vergleich mit lediglich einem PTC-Widerstand im Entmagnetisierungsstromweg (Fi g. 4) — eine synergetische Wirkung auf die Abschwächung bzw. Dämpfung des Entmagnetisierungsstroms. Dies ist auch aus der π jchfolgenden Tabelle 2 zu ersehen.

Tabelle 2

c^ Anfangsstrom Strom nach Strom nach Stromdifferenz

3 Sekunden J Minuten zwischen 2 Spitzen

Schaltung in F i g. 4 10 A 25 mA 2 mA 23 A

Schaltung in F i g. 7 1OA 5 mA 0,2 mA UA

Wie aus Tabelle 2 zu entnehmen ist. wird der Entmagnetisierungsstrom bei der erfindungsgemäßen Schaltung 3 Sekunden nach dem Einschalten des Schalters 7 auf ein Fünftel des Entmagnetisierungsstroms bei der bekannten Schaltung und 3 Minuten nach dem Einschalten des Schalters 7 auf ein Zehntel des Entmagnetisierungsstroms bei der bekannten Schaltung abgeschwächt. Aus der letzten Spalte ist darüber hinaus ersichtlich, μ daß die Stromdifferenz zwischen bei benachbarten Spitzen von 23 A (im Falle der Schaltung nach F i g. 4) auf 12 A vermindert wird, also weniger als die Hälfte. Daraus ist zu ersehen, daß unter Verwendung der erfindungsgemäßen PTC-Widerstandsanordnung eine wirkungsvolle Entmagnetisierung bewirkt wird. Die in Tabelle 2 dargestellten Ergebnisse wurden bei einer Entmagnetisierungswechselspannung von 100 V erhalten. Eine ahn-

Hch ausgezeichnete Wirkung wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung aber auch dann erzielt, wenn die
Netzspannung auf etwa die Hälfte vermindert wird. Damit ergeben sich nicht nur Vorteile im Hinblick auf die
Energieeinsparung, sondern auch im Hinblick auf die Zunahme der Lebensdauer der PTC-Widerstandsanordnung.

Änderungen und Ausgestaltungen der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind für den
Fachmann ohne weiteres möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. PTC-Widerstandsanordnung (Kaltleiteranordnung) zur Verwendung in einem Entmagnetisierungskreis, mit einem ersten und zweiten PTC-Widerstand, die an ihren einander zugewendeten Flächen unter Zwischenlage einer elektrisch leiifähigen Anschlußplatte in Kontakt gehalten und an den voneinander abgewandten Flächen mit Anschlußteilen versehen sind, wobei der eine PTC-Widerstand ein Steuerwiderstand für den Entmagnetisierungsstrom und der andere PTC-Widerstand ein Heizwiderstand zum zusätzlichen Aufheizen des einen PTC-Widerstandes ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter PTC-Widerstand (25) mit dem ersten PTC-Widerstand (21) auf dessen vom zweiten PTC-Widerstand (23) abgev, endeten

ίο Seite unter Zwischenlage einer elektrisch leitfähigen zweiten Anschlußplatte (24) in Kontakt gehalten ist und

auf seiner vom ersten PTC-Widerstand (21) abgewandten Seite ein Anschlußteil (27) aufweist, wobei der zweite und dritte PTC-Widerstand (23, 25) zusammen den Steuerwiderstand für den Entmagnetisierungs-

strom und der von ihnen eingeschlossene erste PTC-Widerstand (21) den Heizwiderstand bilden.

2. PTC-Widerstandsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltevorrichtung zum Zusammenhalten des ersten, zweiten und dritten PY<?-Widerstands (21,23,25) sowie der ersten und zweiten Anschlußplatte (22,24) eine Federanordnung (26a, 27 b) aufweist.

3. PTC-Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung durch das erste und zweite Anschlußteil bestimmt wird, deren Enden mit dem zweiten bzw. dritten PTC-Widerstand so verbunden sind, daß sie eine Federwirkung ausüben.

4. ΡΤΓ-Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gehäuse zum Einschließen des ersten, *<veiten und dritten PTC-Widerstands sowie der ersten und zweiten Anschlußplatten aufweist, wobei die erste und zweite Anschlußplatte jeweils einen Abschnitt aufweist, der sich vom Gehäuse für eine Außenverbindung mit einer Entmagnetisierungsspule nach außen erstreckt.

5. PTC-Widerstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Anschlußplatte jeweils einen Abschnitt aufweisen, der sich vom Gehäuse aus für eine Außenverbindung mit einer Wechselspannungsquelle nach außen erstreckt.

6. PTC-Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die\ rste und zweite Anschlußplatte aus einem Material gebilet sind, das eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist

7. PTC-Widerstand nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Anschiußteil (26), das mit der vom ersten PTC-Widerstand (21) abgewandten Fläche des zweiten PTC-Widerstandes (23) verbunden ist und das Anschlu^r'eil (27) aus einem Material gebildet sind, das eine niedrige thermische Leitfähigkeit aufweist.