DE3905443A1 - Ptc-thermistorvorrichtung mit einer ptc-thermistoreinheit in einem gehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine PTC-(positiver Tempe­ raturkoeffizient) Thermistorvorrichtung mit einer PTC-Thermi­ storeinheit in einem Gehäuse, insbesondere eine PTC- Thermistorvorrichtung, wie sie in einem Entmagnetisie­ rungsschaltkreis einer Kathodenstrahlröhre (CRT) verwendet wird.

In einem CRT-Schaltkreis für einen Fernsehempfänger, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, fließt nach Einschalten eines Schalters 1 ein Entmagnetisierungsstrom über einen PTC-Ther­ mistor 2 zu einer Entmagnetisierungsspule 3. Ist die Entma­ gnetisierung abgeschlossen, wird der Stromfluß durch die Ent­ magnetisierungsspule 3 reduziert, indem ein Widerstandswert des PTC-Thermistors 2 erhöht wird. Zur Unterstützung ist ein PTC-Thermistor 4 für die Erwärmung thermisch mit dem PTC- Thermistor 2 gekoppelt. Kurz nachdem der Schalter 1 einge­ schaltet wurde, ist der Widerstandswert des PTC-Thermistors 2 aufgrund seiner niedrigen Temperatur gering, und somit kann ein vergleichsweise großer Entmagnetisierungsstrom in der Entmagnetisierungsspule 3 fließen. Wird der PTC-Thermistor 2 durch den PTC-Thermistor 4 erwärmt, erhöht sich sein Wider­ standswert und somit wird der durch die Entmagnetisierungs­ spule 3 fließende Strom reduziert.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind Einheiten zweier solcher PTC- Thermistoren 2 und 4 auf beiden Oberflächen einer einzelnen Halteplatte 5 befestigt und somit thermisch miteinander gekoppelt. Um eine Verstrahlung der Wärme zu vermeiden, sind die Einheiten der PTC-Thermistoren 2 und 4 und die Halteplatte 5 in einem Gehäuse 6 untergebracht. Anschlüsse 7 bis 9, welche mit den Elektroden der PTC- Thermistoreneinheiten 2 und 4 verbunden sind, sind zur Außenseite des Gehäuses 6 verlängert. Dies ist die übliche Konstruktion einer PTC-Thermistorvorrichtung.

Um in dem oben beschriebenen CRT-Schaltkreis nach Abschluß der Entmagnetisierung den Verbrauch von elektrischer Energie zu minimieren, ist es notwendig, den Strom, der durch die Entmagnetisierungsspule 3 fließt, so klein wie möglich zu ma­ chen. Somit ist es notwendig, bei der PTC-Thermistorvorrich­ tung, wie sie in dem CRT-Schaltkreis verwendet wird, die thermische Gleichgewichtstemperatur der Einheiten der PTC- Thermistoren 2 und 4 soweit wie möglich zu erhöhen, indem die thermische Kopplung zwischen den Einheiten der PTC-Thermisto­ ren 2 und 4 verstärkt wird. Wird die Halteplatte aus metalli­ schem Material hergestellt, wird die von dem PTC-Thermistor 4 erzeugte Wärme leicht über die Halteplatte 5 und den Anschluß 7 verstrahlt. Damit war es in der Praxis unmöglich, die ther­ mische Gleichgewichtstemperatur der Einheiten der PTC-Thermi­ storen zu erhöhen. Im Falle, daß der Koeffizient der thermi­ schen Leitfähigkeit eines solchen metallischen Materials hoch ist, und da die durch den PTC-Thermistor 4 erzeugte Wärme über den Anschluß 7 zu einer nicht gezeigten gedruckten Schaltung geleitet wird, treten weiterhin Probleme, beispielsweise das Schmelzen eines Lötpunktes auf der gedruckten Schaltung oder thermische Zerstörung anderer elektronischer Komponenten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine PTC- Thermistorvorrichtung mit einer PTC-Thermistoreinheit in einem Gehäuse vorzuschlagen, bei der die thermische Gleichge­ wichtstemperatur einer PTC-Thermistoreinheit erhöht werden kann und die keine thermischen Einflüsse auf eine gedruckte Schaltung erzeugt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Eine erfindungsgemäße PTC-Thermistorvorrichtung umfaßt ein Gehäuse, ein Halteelement aus metallischem Material, welches in dem Gehäuse angeordnet ist, eine PTC-Thermistoreinheit mit Elektroden auf beiden Hauptoberflächen, wobei eine der Elek­ troden mit dem Halteelement verbunden ist, einen ersten An­ schluß, der mit dem Halteelement verbunden und nach außerhalb des Gehäuses geführt ist, einen zweiten Anschluß, der mit der anderen Elektrode der PTC-Thermistoreinheit verbunden und ebenfalls nach außerhalb des Gehäuses geführt ist, und ein Wärmeleitungunterdrückungssegment, welches im Wärmeleitpfad zwischen dem Halteelement und dem ersten Anschluß angeordnet ist, um eine Wärmeleitung von dem Halteelement zu dem ersten Anschluß zu unterdrücken.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfin­ dung ist eine Fläche eines Teiles des Wärmeleitpfades dadurch kleingehalten, daß ein Durchgangsloch oder eine Aussparung in dem Wärmeleitpfad angeordnet ist. Eine solche Region mit kleiner Fläche wirkt wie ein Wärmeleitungunterdrückungsseg­ ment.

Die PTC-Thermistoreinheit wird von dem Halteelement in dem Gehäuse gehalten. Somit wird die von der PTC-Thermistorein­ heit produzierte Wärme an das Haltelement übertragen. Da das Wärmeleitungunterdrückungssegment in dem Wärmeleitpfad zwi­ schen dem Halteelement und dem ersten Anschluß angeordnet ist, wird die Wärmeleitung von dem Halteelement zu dem ersten Anschluß effektiv unterdrückt.

Es ist somit ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß es möglich ist, eine thermische Gleichgewichtstemperatur der PTC-Thermistoreinheit zu erhöhen, da die Wärmeleitung zwi­ schen dem Halteelement und dem Anschluß durch das Wärmelei­ tungunterdrückungssegment unterdrückt wird. Weiterhin können die Nachteile, beispielsweise das Schmelzen eines Lötpunktes auf der gedruckten Schaltung oder die thermische Zerstörung anderer elektronischer Komponenten nicht mehr auftreten, da die Wärmeleitung zu einer gedruckten Schaltung über den An­ schluß unterdrückt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Beispielschaltung für einen Entmagnetisie­ rungsschaltkreis einer CRT;

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht einer herkömmlichen PTC-Thermistorvorrichtung;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispieles einer erfindungsgemäßen PTC-Ther­ mistorvorrichtung;

Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht des bevorzugten Ausführungsbeispieles nach Fig. 3;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen PTC- Thermistorvorrichtung; und

Fig. 6 eine vertikale Schnittansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels nach Fig. 5.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, umfaßt eine PTC- Thermistorvorrichtung 10 mit einer PTC-Thermistoreinheit in einem Gehäuse (im folgenden "eine PTC-Thermistorvorrichtung" genannt) ein Gehäuse 12, dessen obere Öffnung mit einem Deckel 14 verschlossen bzw. abgedichtet ist. Derartige Ge­ häuse 12 und Deckel 14 bestehen aus hitzebeständigem Harz. An dem unteren Ende des Gehäuses 12 sind Abstandhalter 16 an beiden Seiten integriert, um den Abstand der Unterseite des Gehäuses 12 von einer nicht gezeigten gedruckten Schaltung sicherzustellen. Da die gedruckte Schaltung und die untere Oberfläche des Gehäuses 12 durch die Abstandhalter 16 vonein­ ander beabstandet sind, wird verhindert, daß die Wärme direkt von der unteren Oberfläche des Gehäuses 12 zu der gedruckten Schaltung übertragen wird.

Im Inneren des Gehäuses 12 ist eine rechteckige Halteplatte 18 senkrecht in der Mitte des Gehäuses 12 oder deren Umgebung angeordnet. Scheibenförmige PTC-Thermistoreinheiten 20 und 22 sind jeweils auf den Hauptoberflächen der Halteplatte 18 be­ festigt. Beide Hauptoberflächen der PTC-Thermistoreinheiten 20 und 22 weisen Elektroden 20 a, 20 b bzw. 22 a, 22 b auf, die beispielsweise vorteilhaft aus einer Metallisierung von Sil­ ber bestehen.

Da die PTC-Thermistoreinheiten 20 und 22 hintereinander auf der Halteplatte 18 befestigt sind, sind die Elektroden 20 b und 22 a mit der Halteplatte 18 verbunden.

Die Halteplatte 18 besteht aus metallischem Material wie bei­ spielsweise rostfreiem Stahl, Silber oder Phosphorbronze. Somit kann die von einer PTC-Thermistoreinheit 20 erzeugte Wärme sehr effektiv zu der anderen PTC-Thermistoreinheit 22 über die Halteplatte 18 übertragen werden.

Eine größere Anzahl von Durchgangslöchern 24 sind in dem un­ teren Bereich der Halteplatte 18 und über deren gesamte Breite angeordnet. Diese Durchgangslöcher 24 wirken wie ein Wärmeleitungunterdrückungssegment. Insbesondere, da die Flä­ che des Bereiches verringert ist, indem die Durchgangslöcher 24 angeordnet sind, wird der thermische Widerstand in diesem Bereich sehr hoch, und die Wärmeleitung von oberhalb dieses Bereiches nach unterhalb der Durchgangslöcher wird unter­ drückt.

Ein Anschluß 26 ist einstückig mit einem Bereich der Halte­ platte 18 an deren linken unteren Ende ausgebildet. Die Hal­ teplatte 18 wird in das Gehäuse 12 eingesetzt, wenn dieses nicht durch den Deckel 14 verschlossen ist. Der Anschluß 26 wird nach außerhalb des Gehäuses 12 geführt, indem er durch einen nicht gezeigten Schlitz gesteckt wird, der vorher an dem Gehäuse 12 geformt wurde, und die Halteplatte 18 ist so­ mit in der Innenseite des Gehäuses 12 befestigt. Wenn der An­ schluß 26 durch den Schlitz geführt wurde, verziehen sich Biegestücke 28, wie in Fig. 4 gezeigt, aufgrund ihrer elasti­ schen Kraft. Somit kann die Halteplatte 18 nicht mehr heraus­ gezogen werden. Die Biegestücke 28 werden in dem oberen Be­ reich des Anschlusses 26 durch eine U-förmige Aussparung ge­ bildet.

Wie weiterhin in Fig. 4 zu ersehen, sind die Anschlußplatten 30 und 32 an einander gegenüberliegenden inneren Wänden des Gehäuses 12 angeordnet. An die Anschlußplatten 30 und 32 sind Kontaktstücke 30 a und 32 a mit einer vorbestimmten Federkraft angeformt. Somit sind die Anschlußplatten 30 und 32 mit den Elektroden 20 a und 22 b über die Kontaktstücke 30 a und 32 a verbunden. Die Anschlüsse 34 und 36 haben die gleiche oder eine ähnliche Form wie der Anschluß 26 und sind einstückig am unteren Ende der Anschlußplatten 30 bzw. 32 angeformt. Der Anschluß 26 ist am unteren linken Bereich der Halteplatte 18 angeformt, jedoch sind die Anschlüsse 34 und 36 mittig an der Unterseite der Anschlußplatten 30 bzw. 32 angeformt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Durch die Stellung der Anschlüsse 26, 34 und 36 ergibt sich eine Zickzackform, durch die die Bearbeitung bei der Montage auf einer gedruckten Schaltung erleichtert wird.

Bei einer PTC-Thermistorvorrichtung 10 in dem gezeigten Aus­ führungsbeispiel sind eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 24 in der Halteplatte 18 derart angeordnet, daß die Leitung der von einer PTC-Thermistoreinheit 20 erzeugten Wärme zu dem An­ schluß 26 unterdrückt werden kann. Vom Erfinder durchgeführte Experimente haben ergeben, daß die Temperatur des Anschlusses 26 um 10 bis 20°C im Vergleich mit herkömmlichen Anschlüssen reduziert werden konnte. Somit können, wenn die PTC- Thermistorvorrichtung 10 auf einer gedruckten Schaltung montiert ist, Nachteile wie beispielsweise Schmelzen von Lötpunkten durch über den Anschluß 26 geleitete Wärme oder thermische Zerstörung anderer elektronischer Komponenten vermieden werden. Weiterhin, da es nunmehr möglich ist, die Halteplatte 18 aus metallischem Material mit einem hohen Koeffizienten thermischer Leitfähigkeit auszubilden, ist die thermische Kopplung der PTC-Thermistoren 20 und 22 sehr stark, wodurch die thermische Gleichgewichtstemperatur der PTC-Thermistoreinheit 22 hochgesetzt werden kann. Wird also die PTC-Thermistorvorrichtung 10 in einem CRT-Schaltkreis, wie in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet, ist es möglich, den Stromfluß durch die Entmagnetisierungsspule nach Abschluß der Entmagnetisierung zu minimieren.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Mehr­ zahl von Durchgangslöchern 24 in der Halteplatte 18 ausgebil­ det, um die Wärmeleitung zwischen der Halteplatte 18 und dem Anschluß 26 zu unterbinden. In dem in Fig. 5 und 6 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine dreieckige Ausspa­ rung 38 in dem Bereich oberhalb des Anschlusses 26 in der Halteplatte 18 angeordnet, um die Wärmeleitung zu unterbin­ den.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Hal­ teplatte 18 und der Anschluß 26 aus einem Stück durch Stanzen oder Prägen einer einzelnen Metallplatte geformt, beispiels­ weise kann jedoch in vorteilhafter Ausgestaltung der vorlie­ genden Erfindung die Halteplatte 18 und der Anschluß 26 mit einem elektrisch leitenden Material mit einem niedrigen Koef­ fizienten thermischer Leitfähigkeit verbunden sein. In diesem Fall wird die Wärmeleitung zwischen der Halteplatte 18 und dem Anschluß 26 unterbunden, indem die Wärme von dem elek­ trisch leitenden Material mit einem niedrigen Koeffizienten thermischer Leitfähigkeit zurückgehalten wird.

Es ist entscheidend, daß das Wärmeleitungunterdrückungsseg­ ment gebildet wird, indem eine Fläche eines Bereiches gegen­ über den anderen Bereichen verkleinert wird, was durch eine willkürliche Form, wie beispielsweise schlitzähnlichen Aus­ sparungen oder Lücken in anderer als oben beschriebenen Form, erreicht werden kann.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind zwei PTC-Thermistoreinheiten 20 und 22 an den beiden Oberflächen der Halteplatte 18 befestigt. Es ist auch möglich, nur eine PTC-Thermistoreinheit an der Halteplatte 18 befestigt zu ver­ wenden.

Claims (7)

1. PTC-Thermistorvorrichtung mit einem Gehäuse, einem Hal­ teelement aus metallischem Material, welches in dem Ge­ häuse angeordnet ist, einer PTC-Thermistoreinheit, die an ihren beiden Hauptoberflächen Elektroden aufweisen, wobei jeweils eine der Elektroden mit dem Halteelement verbunden ist, einem ersten Anschluß, der mit dem Hal­ teelement verbunden ist und außerhalb des Gehäuses freiliegt, und einem zweiten Anschluß, jeweils verbun­ den mit der anderen Elektrode der PTC-Thermistoreinheit und außerhalb des Gehäuses freiliegend, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Wärmeleitpfad zwischen dem Halteelement (18) und dem ersten Anschluß (26) ein Wärmeleitungunterdrückungssegment (24, 38) angeordnet ist, um eine Wärmeleitung von dem Halteelement zu dem ersten Anschluß zu unterdrücken.

2. PTC-Thermistorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitungunterdrückungssegment einen Bereich aufweist, in dem eine Fläche eines Abschnitts gegenüber dem anderen Bereich des Wärmeleitpfades verkleinert ist.

3. PTC-Thermistorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitungunterdrückungssegment ein Durch­ gangsloch (24) im Wärmeleitpfad aufweist.

4. PTC-Thermistorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitungunterdrückungssegment eine Ausspa­ rung (38) im Wärmeleitpfad aufweist.

5. PTC-Thermistorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement und der erste Anschluß einstückig ausgebildet sind.

6. PTC-Thermistorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement eine Halteplatte (18) ist, an wel­ cher eine der Elektroden der PTC-Thermistoreinheit be­ festigt ist.

7. PTC-Thermistorvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die PTC-Thermistoreinheit aus zwei PTC-Thermi­ storeinheiten (20, 22) besteht, wobei jeweils eine Elektrode mit einer der zwei Hauptoberflächen der Hal­ teplatte verbunden ist.