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Elektronenblitzgerät mit Spannungsstabilisierung
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsgeräte, die mit Speicherkondensatoren zur Erzeugung von Stossströmen arbeiten, wobei der Speicherkondensator über einen Gleichspannungswandler langsam aus einer Gleichstromquelle unzureichender Spannung auf die Nutzspannung aufgeladen wird.
Hiezu gehören Elektronenblitzgeräte, die vorwiegend aus einer eingebauten Stromquelle, seien es Primär- oder Sekundärelemente, gespeist werden. Es ist üblich, durch das Aufleuchten einer Glimmlampe, deren Spannung von dem Speicherkondensator oder einem ihm parallel liegenden Spannungsteiler abgegriffen wird, anzuzeigen, wenn der Speicherkondensator aufgeladen und damit das Gerät blitzbereit ist.
Aus Gründen einer möglichst langen Lebensdauer der Stromquelle besteht der Wunsch, die Speisung zu unterbrechen, sobald der Speicherkondensator aufgeladen ist, da der Leerlaufverbrauch bei längeren Pausen zwischen zwei Blitzen nicht unerheblich ist. Sobald geblitzt und damit der Speicherkondensator entladen ist, muss die Speisung zur neuen Aufladung von selbst wieder einsetzen. Da der Kondensator aber infolge seiner Leckverluste seine Ladung bei abgeschalteter Speisung langsam verliert, muss die Nachlieferung von elektrischer Energie nicht erst bei voller Entladung, sondern schon wesentlich früher einsetzen, wenn die Ladung und damit seine Klemmenspannung erst auf einen gewissen Teilbetrag abgesunken ist.
Die Erfindung gibt die Möglichkeit, einen vorbestimmten, reproduzierbaren Ladezustand des Speicherkondensators bei kleinsten Leerlaufverlusten mit einem sehr geringen Aufwand an Schaltmitteln einzuhalten.
Bekannte Lösungen arbeiten mitspannungs-oder stromempfindlichen Anordnungen im Hochspannungskreis des Gerätes.
Elektronische Gleichspannungswandler, die im wesentlichen eine Kipp- oder Schwingschaltung enthalten, steuert man lastabhängig durch Arbeitspunktverschiebung in einer Art Rückkopplungsschaltung.
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einsetzen, wenn der Speicherkondensator nach-oder wieder aufgeladen werden soll.
Die Erfindung geht einen ganz andern Weg, der in der Steuerungstechnik an sich schon durch die Ver- wendung vonPhotowiderständen und-halbleitern bekanntgeworden ist. So ist es bekannt, von einem op- tischen Anzeigemittel, z. B. für den Strom oder die Spannung, einen Steuer- oder Schaltvorgang dadurch abzuleiten, dass von dem Anzeigemittel ein Phototransistor belichtet wird.
Ein Photowiderstand ändert seinen Widerstandswert bei Belichtung sprunghaft. Eine Anordnung aus einem Photowiderstand und einer Glüh- oder Glimmlampe, zweckmässig zu einer Baueinheit zusammengefasst, bildet ein photoelektrisches Relais, bei dem der steuernde und der gesteuerte Kreis elektrisch getrennt und durch die Strahlung im sichtbaren Spektrum gekoppelt sind.
Mit diesem Schaltelement kommt man gemäss der Erfindung bei einem Elektronenblitzgerät mit Speicherkondensator, der aus einer Gleichstromquelle unzureichender Spannung über einen von einer Glüh- oder Glimmlampe in Abhängigkeit von der Kondensatorspannung gesteuerten Gleichspannungswandler mit einem Transistoroszillator aufgeladen wird, zu einer ausserordentlich einfachen und dabei sicher wirkenden Spannungsstabilisierung, wenn die Lampe in an sich bekannter Weise einen ihr zugeordneten Photowiderstand belichtet, der im Stromkreis einer Transi : torelektrode liegt und durch seine Widerstands- änderung bei Belichtung den Arbeitspunkt des Transistors in den Sperrbereich verschiebt.
Man benötigt lediglich einen Photowiderstand, der im Geräteinneren, der Lichtquelle der Glüh-oder Glimmlampe zuge-
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wendet, so eingebaut wird, dass er vom Tageslicht nicht getroffen werden kann. Es wurde gefunden, dass das Licht einer Glimmlampe, weil es im. wirksamstenSpektralbereich liegt, für eine Widerstandsänderung von mindestens einer Zehnerpotenz ausreicht.
Vorteilhaft weist die Schaltung einen angezapften Rückkopplungstransformator auf, dem sowohl die Rückkopplungsspannung für den Transistoroszillator als auch, über einen den Photowiderstand enthaltenden Stromkreis, eine dieser entgegengeschaltete Steuerspannung entnommen wird.
Bei elektronischen Gleichspannungswandlern mit mindestens einem Transistor und lastabhängiger Regelschaltung sind, wie schon erwähnt, besondere Initial- oder Anwurfschaltungen notwendig, wenn man Relaisschaltungen vermeiden will. Dabei werden aber stromfühlende Anordnungen mit mindestens einem Stromwandler benötigt, der mit mindestens einer Wicklung ebenfalls im Hochspannungskreis liegt und sehr sorgfältig, insbesondere kapazitätsarm, aufgebaut sein soll. Es sind auch bereits Elektronenblitzgeräte der vorgeschlagenen Art bekannt, bei denen eine Anzeigeglimmlampe den Schwingungsvorgang des Spannungswandlers im Sinne einer Spannungssteuerung über einen besonderen Transistor, also ein zusätzliches Schaltelement, derart beeinflusst, dass bei abgesunkener Spannung am Speicherkondensator auch automatisch wieder ein Anschwingen der Schaltung erfolgt.
Gemäss einer hiefür abgewandelten Ausführung der Erfindung werden die frequenzbestimmenden Schaltelemente und die die Amplitude bestimmende Rückkopplungsschaltung so bemessen, dass der Oszillator bei brennender Lampe mit einer derart verminderten Amplitude oder Frequenz schwingt, dass der Wandler gerade die Leckverluste in seinem Sekundärkreis deckt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung ist in Fig. 1 die Schaltung eines Elektronenblitzgerätes mit Transistoroszillator dargestellt, das mit der erfindungsgemässen Anordnung ausgestattet ist ; Fig. 2 zeigt eine bauliche Lösung.
Fig. 1 zeigt einElektronenblitzgerät mit einem Spannungswandler mit Transistor 17 in einerSchwingschaltung, deren Schwingfrequenz von dem Wert des Widerstandes 18 bestimmt wird. Der Transistoroszillator schwingt in einem weiten Frequenzbereich unterhalb der Eigenresonanz des Transformators 6. Der Basis-Emitter-Kreis erhält seine Rückkopplungsspannung aus der oberen Hälfte der mit einer Mittelanzap- fung verselienen Tertiärwicklung 6a. Die gleiche Spannung wird, um 1800 in der Phase gedreht, aus der unteren Wicklungshälfte eingeführt, jedoch nur, wenn der Widerstandswert des Photowiderstandes 14 bei Belichtung durch die Glimmlampe, d. i. bei aufgeladenem Speicherkondensator, hinreichend klein. ist.
Die Kollektorwechselspannung wird über den Transformator 6 hochtransformiert, von einer Gleichrichterschaltung, angedeutet durch den Gleichrichter 7, gleichgerichtet und gegebenenfalls nochmals verdoppelt und speist den Speicherkondensator 8. Die Kondensatorspannung wird an den Klemmen 9 abge-
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zugeführt,kette 10, 11 als Spannungsteiler, von der eine Teilspannung für die Glimmlampe 12 abgegriffen wird.
Glimmlampe und Spannungsteiler sind gewöhnlich ebenfalls im Lampenstab angeordnet, und die Glimmlampe, die über den Vorwiderstand 13 so eingestellt ist, dass sie zündet, sobald die Spannung am Kondensator ihren Sollwert erreicht hat, dient dem Benutzer zur Anzeige der Betriebsbereitschaft.
Im Inneren des Lampenstabes ist nun, wie dies Fig. 2 veranschaulicht, in unmittelbarer Nähe der Glimmlampe, ein Photowiderstand 14 angeordnet, der von ihr belichtet wird. Falls Glimmlampe und Photowiderstand aus baulichen Gründen nicht nebeneinander untergebracht werden können, kann zwischen beiden auch eine an sich bekannte Lichtführung aus einem transparenten Werkstoff von stabförmiger Gestalt angeordnet sein. Solange die Glimmlampe brennt, ist der Widerstand des Schaltelementes 14 klein.
Der Wert derSchaltelemente 14, 18 und die Anzapfung der Wicklung 6a können durch Versuch so bestimmt werden, dass die Schwingungen aussetzen, wenn die Glimmlampe aufleuchtet. Die Wahl kann aber auch so getroffen werden, dass die Frequenz oder Amplitude der Schwingungen bis auf einen Wert zurückgeht, bei dem die vom Gleichspannungswandler gelieferte Energie gerade ausreicht, die Leckverluste im Sekundärkreis etwa auszugleichen. Damit können die Intervalle, in denen der Wandler voll belastet wird, beträchtlich verlängert werden.
Sobald die Spannung am Speicherkondensator 8 durch Entladung oder langsam durch die Verluste im Kondensatordielektrikum und im Spannungsteiler 10, 11 unter einen durch die Löschspannung der Glimmlampe gegebenen Wert absinkt, erlischt die Glimmlampe, und der Widerstand im Stromkreis 16 wird so hoch, dass die Rückkopplungsspannung wieder gross genug wird. Infolgedessen beginnt die Schaltung wieder zu schwingen, und das Spiel wiederholt sich beliebig oft, solange der Schalter 5 geschlossen ist.
Fig. 2 zeigt einen Blick in die Schale 20 des geöffneten Gehäuses, z. B. des Lampenstabes, mit der in eine Halterung eingesetzten Glimmlampe 12 und dem in die Verdrahtung eingelöteten Photowider-
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stand 14 an ihrer Längsseite. Bei Verwendung der Glimmlampe zur Anzeige kann sie durch das gestrichelt angedeutete Loch 21 in der Schale beobachtet werden. Der Widerstand 14 ist dann so weit wie möglich ausserhalb der Lichteinfallrichtung anzuordnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektronenblitzgerät mit Speicherkondensator, der aus einer Gleichspannungsquelle unzureichender Spannung über einen Transistoroszillator aufgeladen wird, welcher zur Stabilisierung der Kondensa- torspannung von einer Glüh-oder Glimmlampe in Abhängigkeit von dieser Spannung gesteuert wird, da- durch gekennzeichnet, dass die Lampe (12) in an sich bekannter Weise einen ihr zugeordneten Photowider- stand (14) belichtet, der im Stromkreis (16) einer Transistorelektrode liegt und durch seine Widerstands- änderung bei Belichtung den Arbeitspunkt des Transistors (17) in den Sperrbereich verschiebt.