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Speisegerät zum Liefern von Gleichspannung.
Die Erfindung betrifft Speisegeräte zum Liefern von z. B. für die Anoden und Gitter von Empfangsgeräten oder Verstärkergeräten bestimmter Gleichspannung. Gleichzeitig umfasst die Erfindung eine neue in derartigen Speisegeräten zu verwendende Entladungsröhre.
Abgesehen von dem Gebrauch mehrerer Gleichrichter in derartigen Geräten zum mehrphasigen Gleichrichten eines Wechselstromes wurden auch schon zwei Gleichrichtersysteme in Verbindung mit zwei Kondensatoren verwendet, um zu gleicher Zeit eine Spannungsverdopplung zu erzielen. Dies wird dann mittels der sogenannten Greinaeher-Sehaltung vorgenommen, bei der Kondensatoren und Gleichrichter in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung mit der Speisequelle in der Brücke angeordnet sind und die Gleichspannung an den zwei andern Winkelpunkten abgenommen wird.
Dabei wird jedoch nur eine einzige bestimmte Gleichspannung erhalten, während in den erwähnten Geräten sehr verschiedene Spannungen nötig sind. Es bedürfen z. B. die Anoden der Radioröhren der Vorstufen eine geringere Spannung als die Röhren der Endstufen. Die erforderlichen Gitterspannungen sind wieder bedeutend geringer.
Die Erfindung bezweckt nun, unmittelbar aus der Gleichrichterschaltung mehrere Spannungen zu erhalten. Nach der Erfindung werden wenigstens zwei Gleichrichter und mindestens zwei Kondensatoren, abgesehen von den für die Ausgleichvorrichtungen gegebenenfalls vorhandenen Kondensatoren, benutzt und den Kondensatoren werden wenigstens zwei verschiedene Spannungen entnommen.
Bei einer Ausführungsform wird die bekannte vorher erwähnte Greinacher-Sehaltung nutzbar gemacht. Diese hat bisher in der Praxis überaus wenig Verwendung gefunden, weil stets zwei Gleichrichterröhren nötig waren, so dass die Einrichtung teuer und umständlich wurde. Diese Schwierigkeit kommt jedoch durch Benutzung von Doppelgleiehrichtern in Fortfall, bei denen mehrere Gleichrichtersysteme in einer einzigen Glashülle untergebracht sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Geräts nach der Erfindung wird nun bei der Greinaeher- Schaltung an dem Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren eine zweite Spannung abgenommen.
Die von diesem Punkt aus gelieferte Gleichspannung ist zwar nur einphasig, aber da diese Spannung gerade für die von weniger Strom durchflossenen Anoden aus dem zu speisenden Gerät (die Vorstufen) bestimmt ist, und die von diesem Punkt abzugebende Leistung somit verhältnismässig gering ist, ergibt die Beruhigung dieses Gleichstroms keine besondere Schwierigkeit. Jedenfalls bedeutet diese Vorrichtung eine erhebliche Verbesserung gegenüber den früher üblichen, bei denen die geringeren Spannungen durch Abdrosseln eines Teils der zwischen den Hauptklemmen erzielten Spannung in Widerständen erhalten wurde.
Liefert nun das Speisegerät beispielsweise eine Spannung von annähernd 400 Volt für eine oder mehrere Endröhren, so steht noch eine zweite Spannung von annähernd 200 Volt für die Vorstufen zur Verfügung.
Die Spannungen für die Gitter können nunmehr mit Hilfe von Widerständen aus dieser Speisequelle von niedriger Spannung erhalten werden. Nach einer weiter unten beschriebenen Erweiterung der Erfindung können jedoch diese Spannungen Kondensatoren entnommen werden.
Ist der Stromverbrauch der mit geringerer Spannung zu speisenden Elemente gering, so kann man ohne weiteres eine symmetrisch aufgebaute Spannungsverdopplersehaltung verwenden. Bei grossem
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Stromverbrauch der erwähnten Elemente ist es jedoch vorzuziehen, den auf der negativen Seite der Schaltanordnung liegenden Gleichrichter oder den dazugehörigen Kondensator oder beide Elemente grösser als die entsprechenden Elemente auf der positiven Seite der Gleiehriehterschaltanordnung zu wählen.
Durch einen Kunstgriff kann man ferner verschiedene andere Spannungen und insbesondere die negativen Gittervorspannungen unter Vermeidung von Widerständen erhalten, u. zw. in der Weise, dass der Spannungsunterschied zwischen den negativ geladenen Kondensatorbelegungen verschieden belasteter Kondensatoren nutzbar gemacht wird, die über Gleichrichter aus derselben Stromquelle gespeist werden.
Man kann diese Schaltanordnung sowohl in Vereinigung mit der vorher beschriebenen GreinacherSchaltung als auch selbständig anwenden. Die Gleichrichter, über welche die verwendeten Kondensatoren mit der Speisequelle verbunden sind, können untereinander hinsichtlich der Grösse verschieden sein, da die Kondensatoren verschieden belastet werden. Wenn man die Greinacher-Schaltung verwendet, kann man z. B. parallel zu dem auf der negativen Seite liegenden Gleichrichter einen Hilfsgleiehrichter legen und dessen Anode über einen Kondensator mit der zwischen den Kondensatoren angeschlossenen Anzapfung verbinden.
Sowohl die zwei Gleichrichter, die bei der Grelnacher-Schaltung mit Anzapfung zwischen den Kondensatoren benutzt werden, als auch die Gleichrichter, die bei den nachher beschriebenen Schaltungen verwendet werden, können in einem einzigen Glaskolben-untergebracht werden, und die erforderlichen Verbindungen zwischen den verschiedenen Elektroden können in der Glashülle selbst oder in ihrem Sockel angebracht werden.
Eine derartige Gleichrichterröhre ist durch zwei oder mehrere Gleichrichtersysteme für verschiedene Leistungen in demselben Glaskolben gekennzeichnet.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Schaltànordnung nach dem Greinacherschen Schema.
Fig. 2 und 3 zeigen zwei Ausführungsformen einer Schaltanordnung, die eine hohe und eine geringe Gleichspannung liefert, dabei ist die kleinere Spannung annähernd die Hälfte der grösseren.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Gleichrichterröhre zur Verwendung in der Einrichtung nach Fig. 2 und 3.
Fig. 5 und 6 sind Schaltbilder von Ausführungsformen nach der Erfindung, von denen eine verhältnismässig hohe positive und eine verhältnismässig geringe negative Gleichspannung geliefert wird.
Fig. 7 ist eine Schaltanordnung einer andern Ausführungsform, von der zwei verhältnismässig hohe positive Gleichspannungen, von denen die eine halb so gross wie die andere ist, und eine verhältnismässig geringe negative Gleichspannung geliefert werden.
Fig. 8 zeigt schematisch eine Gleichrichterröhre zur Verwendung in der Schaltanordnung nach Fig. 7.
In Fig. 1 ist mit 1 die Wechselstromquelle und sind mit 2 und 3 einphasige Gleichrichter bezeichnet, von denen jeder mit einer Kathode K und einer Anode A ausgestattet ist. Die Kathode des Gleichrichters 2 und die Anode des Gleichrichters 3 sind miteinander durch einen Leiter 4 verbunden, mit dem die Wechselstromquelle mittels eines Leiters 5 in Verbindung steht. Zwei Kondensatoren 6 und 7 liegen zwischen der Anode des Gleichrichters 2 und der Kathode des Gleichrichters 3 in Reihe. Ein Leiter 8 verbindet die Wechselstromquelle mit einem zwischen den Kondensatoren 6 und 7 liegenden Punkt 9.
Die Ausgangsklemmen 10 und 11 der Vorrichtung stehen mit den Kondensatoren 6 bzw. 7 und mit der Anode der Röhre 2 bzw. der Kathode des Gleichrichters 3 in Verbindung. Die Wirkungsweise dieser
Schaltanordnung, der sogenannten Greinacher-Schaltung, ist die folgende :
Die Halbperioden des von der Stromquelle 1 gelieferten Wechselstromes werden von den Gleichrichter 2 und 3 gleichgerichtet, so dass jeder der Kondensatoren 6 und 7 auf eine Gleichspannung aufgeladen wird, die der gleichgerichteten Spannung der halben Periode entspricht. Zwischen den Klemmen 10 und 11 entsteht somit die doppelte Gleichspannung.
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annähernd halb so gross wie die Spannung zwischen den Klemmen 10 und 11 ist. Die Spannungen werden mittels der Drosselspule 13, 14 und der Kondensatoren 11, 18 geebnet.
Bei der Einrichtung nach Fig. 3 sind die Ausgleichdrosselspulen 13 und 14 auf einen einzigen Eisenkern 19 gewickelt. Der Gleichrichter 2 und der Kondensator 6, die einen Teil der Spannung zwischen den Klemmen 10 und 11 sowie die Spannung zwischen den Klemmen- ? und ; ? liefern, sind derart be-
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sator 6 eine grössere Kapazität als der Kondensator 7 hat.,
Fig. 4 zeigt eine Gleichrichterröhre zur Verwendung in den Schaltanordnungen nach Fig. 2 und 3.
Eine Glashülle 20 mit einem Quetsehfuss 21 enthält die Kathoden 22 und 23 und die Anoden 24 und 25 der Gleichrichter 2 bzw. 3. Es ist aus der Figur ersichtlich, dass der Gleichrichter 2 mit der Kathode 22 und der Anode 24 eine grössere Leistungsabgabe als der Gleichrichter 3 mit der Kathode 23 und der Anode 25 hat. Haltedrähte 26 und 27 für die Anoden 24 bzw. 25 werden von dem Quetschfuss 21 getragen.
Der Haltedraht 26 ist mit einem Stromzuführungsdraht 28 verbunden, der durch den Quetschfuss 21
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die mit den Kathoden 23 bzw. 22 verbunden sind, und einer Sekundärspule 37, die mit dem Stromzuführungsdraht 30 und mit dem zwischen den Kondensatoren 7 und 6 liegenden Punkt 9 verbunden ist, hergestellt.
Bei der Einrichtung nach Fig. 5 ist eine Klemme der Stromquelle 1 mit den Kathoden 40 und 41 zweier Gleichrichter 42 und 43 verbunden, deren Anoden mit Kondensatoren 46 bzw. 47 verbunden sind. Diese Kondensatoren sind ihrerseits mit der andern Klemme der Wechselstromquelle 1 verbunden. Die Ausgangsklemmen 48, 49 sind je mit den zwischen den Gleichrichtern 42,43 und den Kondensatoren 46,47 liegenden Anzapfstellen verbunden. Die Klemme 50 steht mit der Klemme der mit den Kondensatoren 46 und 47 verbundenen Wechselstrom quelle 1 in Verbindung. Anstatt den Kondensator 47 wie in Fig. 5 über die Klemmen 49 und 50 zu legen, kann er auch wie in Fig. 5 a über die Klemmen 48 und 49 gelegt werden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
Sind beide Kondensatoren 46 und 47 unbelastet, so entstehen an den Kondensatoren gleiche Gleichspannungen. Wird der Kondensator 46 belastet, so nimmt die Spannung an diesem Kondensator ab, so dass zwischen den Klemmen 48 und 49 ein solcher Spannungsunterschied entsteht, dass die Klemme 49 eine negative Spannung gegen die Klemme 48 hat. Wird diese Spannung als Vorspannung eines Gitters verwendet, so ist die Belastung des Kondensators 47 im Verhältnis zu der Belastung des Kondensators 46 gering. Bei normalen Belastungen der Kondensatoren entspricht also die zwischen den Klemmen 48 und 49 entstandene Gleichspannung annähernd dem Unterschiede zwischen dem Spitzenwert und dem Mittelwert der Wechselspannung. Dieser Unterschied genügt selbst für die grössten Gittervorspannungen.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, können die Gleichrichter 42 und 43 und die Kondensatoren 47 und 46 derart gebaut werden, dass sie in entsprechender Weise, wie an Hand der Fig. 3 beschieben, verschiedene Leistungsabgaben und Kapazitäten erhalten.
In Fig. 6 sind die Gleichrichter 42 und 43 durch einen einzigen Doppelgleichrichter 51 mit einer Kathode 52 und zwei mit den Kondensatoren 47,46 verbundenen Anoden 53, 54 ersetzt. Zweckmässig wird der Doppelgleichrichter unsymmetrisch gebaut, so dass er eine grosse Hauptanode 54 und eine kleine Hilfsanode 53 enthält. Die Wirkungsweise der Einrichtung entspricht derjenigen der in Fig. 5 beschriebenen.
Die Einrichtung nach Fig. 7 ist eine Vereinigung der Einrichtungen nach Fig. 2 und 5. Die Stromquelle 1 ist an den zwischen den Kondensatoren 7 und 6 liegenden Punkt 9 angeschlossen und der Kondensator 6 entspricht dem Kondensator 46 der Fig. 5. Die andere Klemme der Stromquelle 1 ist mit einem Leiter 4 verbunden, der die Anode des Gleichrichters 3 mit den Kathoden der Gleichrichter 42 und 43 verbindet. Der Gleichrichter 42 entspricht dem Gleichrichter 2 der Fig. 2. Die Klemme 49 ist mit der Anode des Gleichrichters 43 und die Klemme 48 mit der Anode des Gleichrichters 42, die Klemme 50 mit dem zwischen den Kondensatoren 6 und 7 liegenden Punkt 9 und die Klemme 11 mit der Kathode des Gleichrichters 3 verbunden. Die Klemmen 48 und 50 entsprechen den Klemmen 10 und 12 nach Fig. 2.
Aus der Beschreibung der Fig. 2 und 3 erhellt, dass von der Einrichtung nach Fig. 7 drei verschiedene Spannungen geliefert werden. Zwischen den Klemmen 48 und 11 entsteht eine verhältnismässig grosse positive Gleichspannung. Zwischen den Klemmen 48 und 50 entsteht eine positive Gleichspannung, die annähernd halb so gross wie die Spannung zwischen den Klemmen 48 und 11 ist. Zwischen den Klemmen 48 und 49 entsteht eine verhältnismässig kleine Spannung.
Fig. 8 zeigt eine Gleichrichterröhre, die sich für die Schaltanordnung nach Fig. 7 eignet. Die Glashülle 20 ha ! t eine Quetschstelle 21, auf der eine gemeinsame Kathode 52 für die Anoden 44 und 45 der Gleichrichter 42 bzw. 43 angeordnet ist. Mit 55 ist die Anode und mit 56 die Kathode des Gleichrichters 3 bezeichnet. Mit 4 ist wieder der Leiter bezeichnet, der die Kathode 52 und die Anode 55 verbindet. Die Anoden 55, 44 und 45 werden von der Quetschstelle mittels des Haltedrähte 57 bzw. 58 und 59 getragen. Die Haltedrähie 58 und 59 sind mit den Stromzuführungsdrähten 60 bzw. 61 verbunden.
Mit 30,32 bzw. 29, 31 sind die Stromzuführungsdrähte für die Kathoden 52, bzw. 56 bezeichnet. Die Verbindung der Wechselstromquelle 1 mit der Elektrode wird mittels des Transformators 31 in entsprechender Weise, wie in Fig. 4 beschrieben, hergestellt. Es versteht sich von selbst, dass viele Änderungen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen.