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Röhrengerät mit Gleichspannungsumsetzer
EMI1.1
Gleichrichter beim Vorhandensein eines Wechsel- stromnetzes gespeist werden kann, so dass das
Gerät sowohl vom Sammler als auch vom Netz betrieben werden kann. Im letzteren Fall ist gleichzeitig eine Aufladung des Sammlers möglich.
Durch die unvermeidlichen Verluste im Umspanner für Gleichstrom, insbesondere bei der für die vorliegende Anwendung in Frage kommenden kleinen übertragenen Leistung, ergibt sich beim Übergang auf Batteriebetrieb folgender Übelstand : Wird das Übersetzungsverhältnis des Umformers, wie erforderlich, so gewählt, dass bei seiner Speisung auf der Niederspannungsseite, also aus dem Sammler, eine als Anodenspannung für die Röhren ausreichende Spannung erhalten wird (z. B. 80 Volt), so muss bei umgekehrter Betriebsweise (bei Speisung von der Oberspannungsseite) eine wesentlich höhere Spannung an den Umspanner angelegt werden, um auf der Niederspannungsseite eine dem Sammler entsprechende Spannung zu erhalten, so dass dieser nicht entladen wird und der Umspanner den Heizstrom der Röhren sowie gegebenenfalls noch einen Ladestrom für den Sammler liefert.
Die hiezu nötige Spannung auf der Oberspannungsseite des Umspanners muss hiezu wesentlich höher sein (z. B : 180 Volt), was unter Umständen als Anodenspannung für die Röhren für diese gefährlich ist, zumindestens aber abweichende Betriebsbedingungen zur Folge hat.
Der näherliegende Weg zur Vermeidung dieses Übelstandes wäre eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Umspanners beim Betrieb in verschiedener Richtung, um in beiden Fällen das gleiche Spannungsverhältnis zu bekommen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass hiezu bei der üblichen Ausführung des Zerhackers in Gegentaktschaltung zwei Umschaltkontakte am Transformator erforderlich werden und dieser selbst grösser bemessen werden muss.
Ferner ist es dabei erforderlich, die Zuleitungen zum Umschalter in den Umspanner einzuführen, der wegen der von ihm erzeugten Störungen als abgeschirmte und verdrosselte Baueinheit ausgeführt werden muss, in die man nicht mehr als die unbedingt notwendige Mindestzahl von Leitungen einführen wird. Erfindungsgemäss wird der Ausgleich der höheren Oberspannung bei der Speisung von der Oberspannungsseite durch einen Widerstand 5 (Fig. l) zwischen diesem
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und dem Anodenspannungsanschluss (+ HT) des Röhrengerätes 1 vorgesehen. Beim Betrieb in umgekehrter Richtung wird der Widerstand 5 durch einen Schaltkontakt 6 ganz oder teilweise kurzgeschlossen.
Der Widerstand ist so bemessen, dass die Anodenspannung in beiden Betriebsfällen annähernd gleich hoch ist und somit die Röhren des Gerätes 1 unabhängig von der Betriebsart ständig unter den gleichen Betriebsbedingungen arbeiten.
In Fig. 1 ist ausser dem Röhrengerät 1 mit den Anschlüssen +/und-/für die unter sich parallel geschalteten Heizfäden der Röhren und - HT und + HT für die Zuführung der Anodenspannung der Röhren der Gleichspannungsumsetzer 2 dargestellt, der bei kleiner Leistung in der Regel mit einem Pendelunterbrecher, einem Aufwärtstransformator und einem synchron arbeitenden Pendelgleichrichter ausgeführt ist, bei grösserer Leistung auch ein rotierender Umformer sein kann. 3 ist die Sammlerzelle (Sammlerbatterie), die einerseits über den Schalter 9 mit einem Heizanschluss des Röhrengerätes, anderseits über den Schalter 8 mit der Unterspannungsseite des Gleichspannungsumsetzers verbunden ist.
4 ist ein Gleichrichter, der über den Schalter 7 mit dem Netz in Verbindung steht und der beim Anschluss an ein Gleichstromnetz als Ventil wirkt. Der Ausgang des Gleichrichters 4 ist einerseits mit der Oberspannungsseite des Gleichspannungsumsetzers, anderseits über den erfindungsgemässen Widerstand 5, der durch den Schalter 6 ganz (oder teilweise) überbrückt werden kann, mit den Anschlüssen + HT und - HT für die Zuführung der Anodenspannung des Röhrengerätes verbunden.
Das in dieser Schaltung ausgeführte Gerät lässt sich ohne Änderung sowohl aus der Batterie 3 als auch aus dem Gleich-oder Wechselstromnetz betreiben, wobei es in beiden Fällen mit gutem Wirkungsgrad arbeitet und die Schaltung des Röhrengerätes 1 in beiden Fällen ungeändert bleibt. Beim Betrieb aus dem Netz arbeitet der Gleichspannungsumsetzer in der Richtung von der Ober-zur Unterspannungsseite. Dabei sind die Schaltkontakte 7, 8, 9 geschlossen. Die Batterie 3 wirkt als Pufferbatterie und hält die Heizspannung konstant. Bei entsprechender Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Gleichspannungsumsetzers und der vom Gleichrichter gelieferten Spannung wird dabei die Batterie 3 mit kleiner Stromstärke nachgeladen.
Bei schwankender bzw. ganz ausfallender Netzspannung arbeitet das Gerät automatisch weiter, wobei dann die Batterie mehr oder weniger bzw. ganz die Stromversorgung übernimmt.
Die in allen Fällen mit Gleichstrom konstanter Spannung erfolgende Heizung der Röhren erlaubt die Verwendung direkt geheizter Röhren mit unter sich parallel geschalteten Heizfäden. Durch die Vermeidung von Leistungsverlusten in einem Vorwiderstand für die Heizspannung ist auch bei Netzbetrieb der Leistungsverbrauch aus dem Netz sehr gering. Die erfindungsgemässe Ein- richtung ist besonders für den Aufbau von transportablen Röhrengeräten (Radioempfänger, Verstärker u. dgl. ) geeignet, die sowohl an jedem beliebigen Lichtnetz, unabhängig von Stromart und Spannung, als auch ohne äussere Stromquelle aus dem eingebauten Sammler gespeist werden. Durch die automatische Nachladung des Sammlers beim Netzbetrieb ist das Gerät ständig betriebsbereit und es ist während der langen Lebensdauer des Sammlers kein Ersatz der Batterie nötig.
Durch eine entsprechende Wahl der Schalterstellung ist auch eine rasche Aufladung des Sammlers mit entsprechend stärkerem Strom beim abgeschalteten Röhrengerät möglich.
Die Schaltkontakte 7, 8 und 9 werden vorzugsweise zu einem von Hand bedienbaren Schalter mit den Stellungen"Aus" (7, 8 und 9 offen), "Batteriebetrieb" (7 offen, 8 und 9 geschlossen), "Netzbetrieb" (7, 8 und 9 geschlossen) und "Batterieladung" (7 und 8 geschlossen, 9 offen) kombiniert.
Der Schaltkontakt 6 wird vorzugsweise von einem automatischen Schalter betätigt und durch diesen bei Batteriebetrieb geschlossen und bei Netzbetrieb geöffnet.
Fig. 2 zeigt die genaue Schaltung der Stromversorgung eines ausgeführten Gerätes. Das eigentliche Röhrengerät 1 ist dabei nur durch eine Röhre 10 mit dem Anodenkreis 11 und dem Gitterkreis 12, sowie durch eine weitere Röhre 19 symbolisiert. 13 ist ein Widerstand, an dem die
Gittervorspannung der Röhren durch Spannungs- abfall des Anodenstromes entsteht und der durch den Kondensator 14 wechselstrommässig kurzgeschlossen ist. Der Kondensator 15 über- brückt die Anodenspannung. Der Gleich- spannungsumsetzer 2 besteht aus einem Pendel- umformer (Zerhacker) 22 und dem synchron arbeitenden Wiedergleichrichter 28. Die Kontaktpaare sind in bekannter Weise durch die Kapa- zitäten 29, 30 bzw. 23, 24 überbrückt. 34 ist die
Treiberspule des Zerhackers.
An die Unterspannungsseite ist über eine Siebkette 25, 26, 27 und über den Schaltkontakt 8 die Batterie 3 angeschlossen. An dieser liegen über den Schaltkontakt 9 und über einer Siebkette 17, 18 die Heizfäden der Röhren im Röhrengerät 1. Durch ein Messinstrument 35 kann sowohl der vom und zum Sammler fliessende Strom kontrolliert als auch die Spannung des Sammlers nachgemessen werden. Hiezu wird das Instrument durch den Umschalter 37 einerseits an den Nebenwiderstand 36, anderseits an den Vorschaltwiderstand 38 gelegt.
Die Oberspannungsseite des Gleichspannungsumsetzers liegt über einer Siebkette 31, 32, 33 am Gleichrichter 4. In einer Zuleitung befindet sich noch die Wicklung 39 des automatischen Schalters für die Betätigung des Schaltkontaktes, die durch einen Kondensator 40 überbrückt ist.
Der Gleichrichterteil 4 enthält beispielsweise einen Trockengleichrichter 41 und eine Siebkette 43, 44, 45. Durch einen angezapften Vorwiderstand 42 lässt sich das Gerät einerseits der
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Netzspannung anpassen und anderseits der Ladestrom für die Batterie 3 beim Netzbetrieb einstellen. Bei Netzbetrieb ist die Wicklung 39 des Selbstschalters stromdurchflossen und dieser öffnet den Schaltkontakt 6, so dass der Vorwiderstand 5 die Anodenspannung für das Gerät auf praktisch denselben Wert herabsetzt, die es beim Betrieb aus der Batterie 3 hat.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Röhrengerät mit einem Umspanner für Gleichstrom, der sowohl in der Richtung von der Unter-zur Oberspannungsseite als auch in umgekehrter Richtung arbeitsfähig ist, wobei an die Unterspannungsseite die Heizfäden der Röhren sowie ständig oder abnehmbar ein Sekundärelement (Sammler) angeschlossen ist, während der Oberspannungsseite über einen Gleichrichter elektrische Energie höherer Spannung (z. B.
Gleich-oder Wechselstrom des Lichtnetzes) zugeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Anodenspannungen für die Röhren der Oberspannungsseite des Umspanners über einen Widerstand entnommen werden, wobei dieser Widerstand beim Betrieb des Umspanners in Richtung von der Unter-zur Oberspannungsseite ganz oder