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Schaltung zur Stromversorgung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Stromversorgung von Gleichstrom verbrauchende Geräten der Fernmeldetechnik aus Gleich-und Wechselstromnetzen, insbesondere zur Verwendung als Universalnetzanschlussgerät für Rundfunkempfänger.
Die Schaltung nach der Erfindung kann entweder an Gleichstrom oder an Wechselstrom von üblicher Netzfrequenz und auch zur Gleichrichtung von Hochfrequenz verwendet werden. Sie enthält mehrere Gleichrichter und Kondensatoren, die so angeordnet sind, dass an einer Wechselstromquelle die erzeugte einheitlich gerichtete Spannung höher als die Spitzenspannung der Wechselstromquelle ist. An einer Gleichstromquelle wird durch die Schaltung eine Spannung von richtiger Polarität ohne Rücksicht auf die Polarität der Verbindungen zur Quelle und ohne weitere Hilfsschaltungsmittel erzeugt.
Es ist im allgemeinen üblich, das Netzanschlussgerät eines Radioempfängers für das Netz, an welchem der Empfänger arbeiten soll, besonders anzupassen. Vor kurzem sind indessen Empfänger gebaut worden, deren Netzanschlussgeräte sowohl an Wechsel-als auch an Gleichstrom arbeiten können.
Indessen ist in solchen Geräten die erzeugte Spannung geringer als die ursprüngliche Spitzeneingangsspannung. Die so erzielbaren Spannungen geben daher nicht die bestmöglichen Resultate ; höhere Spannungen für den Anodenstrom des Empfängers sind häufig erwünscht. Ferner ist es bei den gebrauch- lichen Allstromgeräten notwendig, beim Anschalten an eine Gleichstromquelle die Polarität zu beachten, um die gewünschte Ausgangsspannungspolarität zu erhalten.
Die Erfindung ermöglicht die Herstellung eines Netzanschlussgerätes, das ohne Verwendung von Schaltern eine hohe Spannung geeigneter Polarität ohne Rücksicht auf die Polarität der Netzleitungen liefert und an einer Wechselstromquelle eine Spannung erzeugt, die höher als die Spannung der Quelle ist ; auf diese Weise wird, wenn der Empfänger an Wechselstrom betrieben wird, ein verbessertes Ergebnis ermöglicht.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine Schaltung mit vier Gleichrichtern und zwei Kondensatoren. Die Gleichrichter sind in zwei parallelen Zweigen und parallel zum Belastungskreis angeordnet ; jeder Zweig hat zwei Gleichrichter, die in Serie geschaltet sind ; die Polarität aller vier Gleichrichter ist derart geschaltet, dass sie den Strom entsprechend der richtigen Polarität der Belastungsspannung durchlassen und dem Stromfluss eine hohe Impedanz bieten, wenn die Belastungsspannung umgekehrt wäre. Auch die beiden Kondensatoren sind parallel zur Belastung in Reihe geschaltet ; ihr Mittelpunkt ist mit dem Mittelpunkt eines Gleichrichterpaares verbunden, das einen der vorher erwähnten Zweigwege bildet. Die Nutzleistung wird zwischen den Mittelpunktverbindungen der beiden Gleichrichterwege geliefert.
In einer andern Ausführungsform sind elektrolytische Spezialkondensatoren verwendet, welche die Eigentümlichkeit haben, in einer Richtung der angelegten Spannung wie Gleichrichter und in der andern Richtung wie grosse Kondensatoren zu wirken ; sie ersetzen die gebräuchlichen Kondensatoren und ein Paar der Gleichrichterelemente, welche dann nicht mehr erforderlich sind. Die elektrolytischen Kondensatoren, die in diesem System verwendet werden, müssen so bemessen sein, dass sie als Gleichrichter eine befriedigende Lebensdauer haben. Andere Gleichrichter, die eine hohe elektrostatische Kapazität in der Richtung hoher Impedanz für Gleichstrom haben, können natürlich auch verwendet werden.
In Fig. 1 sind die Eingangsklemmen L1 und L2 des Gerätes mit den Ausgangsklemmen L, und L, über eine Gleichrichteranordnung verbunden. Die Ausgangsklemmen La und L, sind durch eine Anzahl
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Für die dritte Halbperiode, wenn die Eingangsklemme L, in bezug auf L2 wiederum positiv ist, wird die während der ersten Halbperiode auf dem Kondensator C2 induzierte Ladung, wie oben beschrieben, die Kathode von TB2 gegenüber ihrer Anode positiv halten, und durch TB, wird während dieser Halbperiode kein Strom fliessen.
Nach verschiedenen Arbeitsperioden sind die Kondensatoren Cl und C2 hinreichend aufgeladen, so dass durch den Belastungswiderstand Rein Stromfluss hergestellt ist.
Abgesehen von dem gewöhnlich kleinen Spannungsabfall an den Gleichrichtern, sind die Kondensatoren Ci und C2 jeder auf die Spitzenspannung der Wechselstromquelle aufgeladen. Weil die Kondensatoren Cl und C2 in Serie geschaltet sind, ist die Gleichspannung an R nahezu das Doppelte der Wechselspannung, die an die Eingangsklemmen Li, Lz angelegt ist. Während des Teiles der Periode, in dem die Leitungsspannung zu niedrig ist, um die Kondensatoren aufzuladen, entladen sich die Kondensatoren und halten den Gleichstrom durch R im wesentlichen gleichförmig.
Weil die Impedanz der Kondensatoren Cl und C2, verglichen mit dem Widerstand der Belastung R, bei der Frequenz des Wechselstromes niedrig ist, werden die Kondensatoren während des kleinen Aufladeteiles der Periode genügend geladen, um den Strom durch R während des Restteiles der Periode aufrechtzuerhalten.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass die Klemme Lg gegenüber L4 immer positiv ist, wenn der Gleichrichter an Wechselstrom betrieben wird. Bei Anschluss an eine Gleichstromquelle und wenn die Klemme Li positiv ist, fliesst Strom von dem Gleichrichter TA, durch den Belastungswiderstand R, durch den Gleichrichter TB2 und zu der negativen Eingangsklemme L2. Man erkennt, dass bei dieser Polarität der Eingangsklemmen die Spannung der Ausgangsklemme Lg gegenüber der Ausgangsklemme L4 positiv ist.
Wenn die Stromquelle so an die Eingangsklemmen gelegt ist, dass L2 positiv ist, fliesst der Strom von L2 durch Gleichrichter TB1, den Belastungswiderstand R, den Gleichrichter Ta2, zou der Eingangsklemme Z. Man sieht, dass bei diesen Bedingungen die Ausgangsklemme L3 wiederum gegenüber der Ausgangsklemme L4 positiv ist.
Wenn auch die einzelnen Elemente der Schaltung nicht von einer bestimmten Type sein müssen, so hat sich doch ergeben, dass gute Ergebnisse erzielt werden, wenn eine Röhre der Type 27 (amerikanische Typenbezeichnung) für jeden der gezeigten Gleichrichter verwendet wird. In diesem Falle sind Anode und Gitter miteinander verbunden, damit die Röhren wie einfache Diodengleichrichter wirken. Die Kondensatoren Cl und C2 können jeder 4 Mikrofarad Kapazität haben. Bei Verwendung einer Wechselstromquelle mit einer Spannung von 115 Volt war der Ausgangsstrom 16 mA bei 105 Volt. Bei 115 Volt
Gleichspannung war der Ausgangsstrom 9 tKL bei 105 Volt. Eine Umkehrung der Polarität der Gleichstromquelle hatte keine Wirkung auf die Ausgangsspannung.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, in welcher die Funktionen der Kondensatoren Cl und C2 und der Röhren Tsi und TB2 durch Verwendung der elektrolytischen Spezialkondensatoren CE ! und CE2 kombiniert sind. Diese Kondensatoren, welche vorzugsweise eine Kapazität von mehr als 1/2 Mikrofarad haben sollten, sind mit ihrer Polarität in der bezeichneten Richtung geschaltet. Mit dieser Anordnung
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wurde ein Ausgangsstrom von 16 mA bei 205 Volt durch eine Wechseleingangsspannullg von 115 Volt erzeugt. Mit 115 Volt Gleichspannungseingang war der Ausgangsstrom 9 mA bei 110 Volt.
Wenn auch getrennte Röhren für die Gleichrichter TA und TB gezeigt sind, können die Funktionen der beiden Röhren, die diese Gleichrichter bilden, in einer einzigen Röhre der Doppelgleichriehtertype zusammengefasst werden ; diese Röhren müssen getrennte Heizung-und Kathodenklemmen haben. Solch eine Röhre ist z. B. Type 2525 (amerikanische Typenbezeichnung).
Ein aus einer oder mehreren Induktivitäten und Kondensatoren zusammengesetzter Filterkreis gebräuchlicher Art wird gewöhnlich zwischen den Gleichrichter TB und den Widerstand R der Fig. 1 oder zwischen die Gleichrichterkondensatoren CE1, CE2 und Widerstand R der Fig. 2 geschaltet, um die in der Ausgangsspannung enthaltenen Wechselspannungskomponenten zu beseitigen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Stromversorgung von Gleichstrom verbrauchende Geräten der Fernmeldetechnik aus Gleich-und Wechselstromnetzen, insbesondere zur Verwendung alsUniversalnetzansehluss- gerät für Rundfunkempfänger, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallel geschaltete Gleichrichterwege gleichen Richtungssinnes vorgesehen sind, von welchen jeder aus zwei gleichsinnig in Serie geschalteten Gleichrichterstrecken besteht, dass die Netzstromzuführungen an die miteinander verbundenen ungleichnamigen Enden der in beiden Gleichrichterwegen in Reihe geschalteten Gleichrichterstrecken angeschlossen sind, dass ferner zu beiden Gleichrichterstrecken eines Gleichrichterweges grosse Kondensatoren parallel geschaltet sind und dass die Netzspannung an den Punkten der Schaltung abgenommen wird,
zwischen denen die beiden Gleichrichterwege parallel geschaltet sind.