DE2554362A1

DE2554362A1 - Entmagnetisierungsschaltungsanordnung

Info

Publication number: DE2554362A1
Application number: DE19752554362
Authority: DE
Inventors: Charles Belhomme
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1974-12-16
Filing date: 1975-12-03
Publication date: 1976-06-24
Also published as: ZA757246B; NL7416329A; FR2295544A1; GB1531277A; JPS5185631A; NL165020B; JPS5731340B2; ES443471A1; HK42379A; AU8748875A; BR7508294A; NZ179529A; CA1041659A; AR210266A1; ATA949375A; DE2554362C3; AT343728B; YU317375A; ES447639A1; BE836645A

Description

PHN.7853. YIJN/EVH. ϊ>. J-- : . Λ;,.-·:■. y...:irr 19.11.1975.

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¹¹ Ent magnet! si erungs schaltungsanordnung"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entraagnetisierungsschaltungsanordnung, enthaltend die Reihenschaltung einer Entmagnetxsierungsspule mit einem einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisenden Thermistor, Mittel zum Anschliessen der Reihenschaltung an die Klemmen einer Wechselspannungsquelle und ein Widerstandselement zum Erwärmen des Thermistors.

Eine derartige Schaltungsanordnung, die beispielsweise zum Entmagnetisieren der Schutzhaube und der Lochmaske von Lochmasken-Farbfernsehröhren verwendet werden kann, ist aus der deutschen Patentschrift 1 282 679 bekannt.· Damit der durch die Ent-

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magnetisierungsspule am Ende des Entmagnetisierungsvorgangs fliessende Sti-om verringert wird, der.einen unerwünschten remanenten Magnetismus in den zu entmagnetisierenden ferromagnetisehen Teilen verursachen würde, wird der Thermistor mittels des Widerstandselementes auf eine höhere Temperatur als die gebracht, die vom Endstrom allein verursacht werden würde. Dadurch wird der Widerstandswert des Thermistors weiter erhöht.

In der bekannten Schaltungsanordnung kann

in der Praxis als Widerstandselement ein drahtgewickelter Widerstand mit hoher zulässiger Leistung verwendet werden, der in der unmittelbaren Nähe des Thermistors angeordnet wird. Der Nachteil dieser Massnahme ist jedoch der, weil die Temperatur des drahtgewickelten Widerstandes weniger gut beherrschbar ist, dass deχ· Unterschied zwischen der maximalen zulässigen Temperatur des Thermistors und der Umgebungstemperatur nicht mit Sicherheit kontrolliert werden kann. Dadurch besteht die Gefahr einer schädlichen Ueberhitzung des Thermistors. Deswegen wird diese Schaltungsanordnung nicht mehr verwendet.

Die Erfindung bezweckt nun, den Nachteil der bekannten Schaltungsanordnung zu vermeiden und weist dazu nach der Erfindung das Kennzeichen auf, dass das Widerstandselement ein zweiter Thermistor mit einem positiven Temperaturkoeffizienten ist, der an die

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Klemmen der Wechselspannungsquelle anschliessbar und mit dem ersten Thermistor thermisch gekoppelt ist.

Durch Wärmeübertragung vom zweiten zum ersten Thermistor erreicht dieser tatsächlich eine höhere Temperatur» Es entsteht jedoch ein Gleichgewichtszustand, wonach die Temperatur nicht mehr nennenswert steigen kann, so dass die Schaltungsanordnung nach der Erfindung zuverlässig arbeitet. Entmagnetisierungsschaltungen mit zwei thermisch miteinander gekoppelten Thermistoren sind an sich bekannt. Die Veröffentlichung in "Philips Product Information 43": "Magnetic Shielding and Automatic Degaussing of Shadow—mask Tubes" vom 27. Januar 1972»beschreibt eine derartige Schaltungsanordnung, in der jedoch der zweite Thermistor nicht an die Klemmen der Wechselspannungsquelle angeschlossen wird, sondern in Reihe mit dem ersten Thermistor liegt und bei der ein sehr teurer Parallelwiderstand hoher zulässiger Leistung verwendet wird. Durch die erfindungsgemässe Massnahme kann ein derartiger teurer Widerstand fortfallen. ' ·

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein zusammengestelltes Thermistorelement zum Gebrauch in einer Entmagnetisierungsschaltungsanordnung mit einem ersten und "einem zweiten Thermistor mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, die thermisch miteinander

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gekoppelt sind. Dieses Element ist dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des zweiten Thermistors, gemessen bei einer höheren Temperatur als die höchste Curie-Temperatur, niedriger als der Widerstandswert des ersten Thermistors, gemessen bei derselben Temperatur, ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben» Es zeigen

Fig. 1 die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung,

Fig. 2 und 3 charakteristische Kurven zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. h ein Thermistorelement nach der Erfindung.

In Fig. 1 liegt eine Entmagnetisieruiigs— spule 1, beispielsweise für eine nicht dargestellte FarbfemsehbildrShre vom Lochmaskentyp, in Reihe mit einem Thermistor 2 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, Die gebildete Reihenschaltung ist an die Klemmen 3 und h einer Wechselspannungsquelle 5» beispielsweise an das elektrische Versorgungsnetz, über einen Netzschalter 6 anschliessbar. Parallel zur Reihenschaltung aus der Eritmagnetisier'ungsspule 1 und dem Thermistor 2 liegt ein. zweiter Thermistor 7»

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ebenfalls einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist« Die Thermistoren 2 und 7 sind dadurch thermisch miteinander gekoppelt, indem sie in innigen Kontakt miteinander gebracht sind, wie in Fig. 1 durch einen Pfeil angegeben.

Im kalten Zustand haben die beiden Thermistoren 2 und 7 verhältnismässig kleine Widerstandswerte. Unmittelbar nach dem Einschalten des Netzschalters 6 fliessen daher grosse Ströme durch die beiden parallelen Zweige der Schaltungsanordnung. Der Strom durch die Entraagnetisierungsspule 1 hat eine Anfangsamplitude von etwa 5 A- oder mehr. Weil der Thermistor 7 parallel zur Wechselspannungsqxielle 5 liegt, ist der Strom durch den Thermistor 7 unabhängig vom Entmagnetisxerungsstrom durch den Thermistor 2 und die Entmagnetisierungsspule 1» Die beiden Ströme erwärmen die Thermistoren 2 und 7 in ziemlich kurzer Zeit, z.B. in etwa 10s.

In Fig. 2 sind in logarithmischem Masstab <ier Widerstandswert R des Thermistors 2 als Kennlinie a und des Thermistors 7 als Kennlinie b als Funktion der Temperatur T aufgetragen. Oberhalb der sogenannten Curie-Temperatur T , z.B. bei etwa 75⁰C, nehmen der spezifische Widerstand des Materials', aus dem der Thermistor 2 besteht, und daher auch sein Widerstandswert sehr stark zu. Durch Eigenerwärmung würde beim Fehlen

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des Thermistors 7 der Thermistor 2 eine Temperatur T₁, z.B. bei etwa 130⁰C, erreichen, mit einem entsprechenden Widerstandswert R- von etwa 25 kOhm, wodurch die Amplitude des Entmagnetisierungsstroms auf einen Wert von etwa 8 mA verkleinert wird.

Aus Fig. 2 geht hervor, dass der Thermistor 7 derart gewählt worden ist, dass er eine höhere Curie-Temperatur T ·, z.B. etwa 120°C, als der Thermistor 2 aufweist. Dies bedeutet, dass der Thermistor 7 die Temperatur T ' zu einem späteren Zeitpunkt erreicht als der Thermistor 2 die Temperatur T . Der Thermistor 7 wird also weniger schnell warm als der Thermistor 2. Nach einer gewissen Zeit nach dem Erreichen der Temperatur T wird daher der Strom durch den Thermistor 2

derart gering, dass die Abnahme des Paktors i im

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Ausdruck i R der aufgenommenen Leistung den Anstieg des Faktors R überdeckt. Diese Leistung wird kleiner als die Leistung, die vom Thermistor 7 aufgenommen wird. Der Thermistor 7 gibt daher an den Thermistor 2 Wärme ab. Da ein TeiL der vom Thermistor 7 abgegebenen Wärme dennoch in die Umgebung abgeführt wird, wird die Temperatur des Thermistors 2 niedriger sein als die des Thermistors 7· Daraus ergibt sich, dass der Thermistor 7 nur nach einer gewissen Zeit auf den Entmagnetisierungsstrom einen Einfluss hat.

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Der Thermistor 7 erreicht eine Temperatur T* die in einer praktischen Schaltungsanordnung um etwa 50°C höher ist als T-, wodurch der Thermistor 2 durch Wärmeübertragung eine Endtemperatur T erreicht, die um etwa 20 bis 3O⁰C höher liegt als T-. Es tritt ein Gleichgewichtszustand auf, bei dem die Endtemperatur· des Thermistors 7 etwas niedriger als T^f- ist und bei dem die beiden Thermistoren 2 und 7 durch die Endströme auf etwa den genannten Endtemperaturen gehalten werden. Dieser Zustand ist stabil, weil ein Anstieg der Temperatur eine Verringerung des Stromes verursacht und dem Temperaturanstieg entgegenwirkt. Dadurch wird auch vermieden, dass die Temperatur derart weit steigen kann, dass Bereiche der fallenden Kennlinien a und/oder b erreicht werden (vergl. Fig. 2), in denen der Widerstandswert sinkt» Der Endwert Rp des Thermistors 2 ist grosser als R-. und zwar beträgt er etwa 200k0hm, und die Endamplitude des Stromes durch die Spule 1 wird bis zum gewünschten Wert verringert, d.h. etwa auf 1 mA.

In Fig. 3 ist der Strom i durch den Thermistor 2 als Funktion der Spannung ν am Thermistor 2 aufgetragen. Die Kennlinie a gilt für eine niedrigere Umgebungstemperatur als die Kennlinie b. Durch die Wirkung des Thermistors 7 wird die Umgebungstemperatur des Thermistors 2 erhöht und aus Fig. 3 geht hervor,

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dass der Strom i tatsächlich verringert wird. Eine Bedingung dazu ist, dass die vom Thermistor 7 im Endzustand durch die eigene Erwärmung aufgenommene Leistung höher ist als die des Thermistors 2, was bedeutet, dass der Endwert des Widerstandes des Thermistors 7 niedriger ist als der des Thermistors 2, wie auch aus Fig. 2 ersichtlich. Dabei ist vorausgesetzt, dass die Verlustleistung in der Entmagnetisierungsspule 1 im Endzustand gegenüber der im Thermistor 2 vernachlässigbar klein ist, weil nämlich der ohmsche ..Widerstand swert der· Entmagnetisierungsspule 1 viel kleiner als der Wert R„ ist, z.B. etwa 20 Ohm, gegenüber etwa 200 kOhm, so dass der Endspannungsabfall an der Entmagnetisierungsspule vernachlässigbar klein ist. .

Gegenüber dem Fall, in dem der Thermistor ein linearer Widerstand ist, ergibt die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung eine wesentliche Energieeinsparung; Der Endwert des Stromes durch den Thermistor ist nämlich derart klein, dass seine aufgenommene Leistung um viele Male kleiner ist als die, die durch den nahezu konstanten Strom durch den linearen Widerstand verursacht wird. Eine weitere Einsparung ist dadurch zu erhalten, indem für den Thermistor 7 ein. Typ gewählt wird, der einen höheren Anfangswert als der Thermistor im kalten Zustand hat, d.h. etwa 1 kOhm gegenüber etwa

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25 bis kO Ohm. Der. Anfangswert des Thermistors 2 wird nämlich durch die gewünschte Grosse der Anfangsamplitude des Entmagnetisierungsströmes bestimmt und soll daher klein sein.

Gegenüber der in der obengenannten Veröffentlichung beschriebenen Schaltungsanordnung, die auch einen linearen Widerstand enthält, findet eine Kosteneinsparung statt. Ausserdem ist der Preis des von den Thermistoren 2 und 7 gebildeten Einzelteils nicht höher als das entsprechende Einzelteil der bekannten Schaltungsanordnung .

In Fig. 4 ist der "duo-PTC" (PTC = positive ■ temperature coefficient) nach der Erfindung dargestellt. Das Einzelteil besteht aus zwei Thermistoren 2 und 7 Form von Scheiben aus PTC-Material, beispielsweise Bariumtitanat, die zwischen drei Federkontakten 8, 9 10 eingeklemmt und von einem Kunststoffgehäuse 11 umschlossen sind. Der Kontakt 9 entspricht in Fig. 1 dem Verbindungspunkt der beiden Thermistoren 2 und 7» während der Kontakt 8 der in Fig. Lunten dargestellte Anschluss des Thermistors 7 und der Kontakt tO der Verbindungspunkt zwischen dem Thermistor 2 und der Entmagnetisierungs spule 1 ist. Weil die beiden Thermistoren 2 und 7 voller Netzspannung standhalten müssen, weisen sie nahezu dieselbe Dicke auf, während der "duo-PTC" der bekannten

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Schaltungsanordnung aus einem dicken und einem dünnen Thermistor bestand. Die Kosten der Sinterbehandlung der dicken Thermistoren sind etwas niedriger, wodurch die höheren Materialkosten nahezu ausgeglichen werden.

Eine höhere Curie-Temperatur für den

Thermistor 7 wird dadurch erhalten, dass im PTC-Material das Barium durch Blei ersetzt \iird. Auch kann andererseits eine niedrigere Curie-Temperatur für den Thermistor dadurch erhalten werden, dass das Barium durch Strontium ersetzt wird.

Die beschriebene Schaltungsanordnung kann auch z.B. zum Entmagnetisieren von Werkzeugen oder zum Löschen von Magnetbändern bei Bandaufnahme- und/oder Wiedergabevorrichtungen verwendet werden»

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE ;

1,j Entmagnetisierungschaltungsanordnung, enthaltend die Reihenschaltung einer Entmagnetisierungsspule mit einem einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisenden Thermistor, Mittel zum Anscliliessen der Reihenschaltung an die Klemmen einer Wechselspannungsquelle iind ein Wider st and selement zum ErwSrraen des Thermistors, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement ein zweiter Thermistor (7) mit einem positiven Temperaturkoeffizienten ist, der an die Klemmen (3» ^) der Wechselspannungsquelle anschliessbar und mit dem ersten Thermistor (2) thermisch gekoppelt ist. 2» Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des zweiten Thermistors (7) im Gleichgewichtszustand im Betrieb niedriger als der Widerstandswert (R₂) des ersten Thermistors (2) ist,

3· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass die Temperatur des zweiten Thermistors (7) im Gleichgewichtszustand im Betrieb höher als die Temperatur (Tp) des ersten Thermistors (2) ist. 4» Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des zweiten . Thermistors (7) im kalten Zustand höher als der Widerstand swert·des ersten Thermistors (2) ist,

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5· Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden

Amsprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Curie-Temperatur (Τ¹ ) des zweiten Thermistors (7) höher als die Curie-Temperatur (τ ) des ersten Thermistors (2) ist. 6· 'Thermisto¹3?^el^emen'fc» bestehend aus zwei

thermisch miteinander gekoppelten Thermistoren mit positiven Temperaturkoeffizienten, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des einen (zweiten) Thermistors (7) gemessen bei einer höheren Temperatur als die höchste Curie-Temperatur (Τ¹ ), niedriger ist als der Widerstandswert des anderen (ersten) Thermistors (2), gemessen bei derselben Temperatur«

7» Thermistorelement nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des zweiten Thermistors (7)» i^m kalten Zustand höher als der Widerstandswert des ersten Thermistors (2) ist« 8» Thermistorelement nach einem der Ansprüche

6 und 7f dadurch gekennzeichnet, dass die Curie-Temperatur (T»_o) des zweiten Thermistors (7) höher als die (T_q) des ersten Thermistors (2) ist»

"9. Thermistorelement nach Anspruch 8, dadurch

gekennzeichnet, dass das Molekül des Materials, aus dem der zweite Thermistor (7) besteht, mehr Blei enthält als das Molekül des Materials, aus dem der erste Thermistor (2) besteht.

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10, Thermistorelement nach Anspruch 8, dadtxrch

gekennzexchnet, dass das Molekül des Materials, aus dem der erste Thermistor (2) besteht mehr Strontium enthält als das Molekül des Materials, aus dem der zweite Thermistor (7) besteht»

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