<Desc/Clms Page number 1>
Schaltungsanordnung zum Anlassen eines selbstschwingenden Thyristor-Oszillators
Selbstschwingende Oszillatoren, in denen gesteuerte Halbleitergleichrichter oder Thyristoren, als aktive Elemente verwendet werden, sind bekannt. Da der Thyristor entweder gesperrt oder stromdurchlässig ist und durch seine Steuerelektrode mit Sicherheit nur von dem nicht leitenden in den leitenden Zustand gebracht werden kann, während der durchgelassene Strom nicht mittels dieser Elektrode geändert werden kann, ist es meistens notwendig, selbstschwingende Thyristor-Oszillatoren durch einen an die Steuerelektrode eines der verwendeten Thyristoren gelegten elektrischen Stoss anzulassen. Nur nachdem der Thyristor oder einer der Thyristoren leitend geworden ist, kann der Oszillator weiter mittels irgendeiner Rückkopplung selbstschwingend arbeiten.
Dieses Anlassen kann manchmal einfach durch einen Einschaltstromstoss bewerkstelligt werden, aber dies ist kein zuverlässiges Verfahren. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Anlassen eines selbstschwingenden Thyristor-Oszillators, z. B. eines selbstschwingenden Thyristor-Umformers oder -Wandlers. sie weist das besondere Merkmal auf, dass sie einen Kondensator enthält, der über einen Widerstand an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, und ein nicht lineares Element, das in Reihe mit einer für Gleichstrom durchlässigen Impedanz. über diesen Kondensator geschaltet ist, so dass bei einem bestimmten Wert der Spannung an diesem Kondensator das nicht lineare Element durchlässig und über der Impedanz ein Impuls erzeugt wird, der einer Steuerelektrode eines Thyristors des Oszillators zugeführt wird.
Es sei hier bemerkt, dass Schaltungsanordnungen mit einem bei einer bestimmten Spannung und nach
EMI1.1
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung enthält vorzugsweise noch einen Gleichrichter, über den bei schwingendem Oszillator vom gemeinsamen Punkt einer der Hauptstromelektroden eines Thyristors des Oszillators und einer an diese Elektrode angeschlossenen Impedanz her, über einen Gleichrichter Stromimpulse solcher Polarität dem Kondensator zugeführt werden, dass die Spannung an diesem Kondensator dann kleiner bleibt als die Durchschlagspannung des nicht linearen Elementes. Es wird dadurch erreicht, dass die Schaltungsanordnung zum Anlassen des Oszillators bei schwingendem Oszillator selbsttätig ausser Betrieb gesetzt wird, und das infolgedessen keine zu diesem Zeitpunkt unerwünschten weiteren Anlassimpulse die Wirkung des Oszillators nach dem Anlassen stören können.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. l ein erstes Ausführungsbeispiel der Anlassschaltung nach der Erfindung zeigt. Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel und Fig. 4 zeigt eine Abart, die bei jedem der veranschaulichten Ausführungsbeispiele anwendbar ist.
Das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. l enthält einen Kondensator 1, der über einen Widerstand 2 an eine Gleichspannungsquelle 3 angeschlossen ist. Sie enthält weiter ein nicht lineares Element, das
<Desc/Clms Page number 2>
durch eine Gasentladungsröhre 4 gebildet wird, die in Reihe mit einem Widerstand 5 von der Grössenordnung von einigen zehn Ohm über den Kondensator 1 geschaltet ist.
Fig. 1 zeigt weiters einen selbstschwingenden Thyristor-Oszillator, u. zw. einen selbstschwingenden Thyristor-Umformer. Der Thyristor-Umformer enthält zwei in Gegentakt geschaltete Thyristoren 11 und 12, deren Emitter direkt mit der Minusklemme der Speisequelle 3 und deren Anoden oder"Hook"-Kollek- toren miteinander über einen Schwingungskreis verbunden sind, der aus einem Kondensator 13 und einer Primärwicklung 14 eines Transformators 15 mit Sekundärwicklung 16 besteht. Die Primärwicklung 14 ist mit
EMI2.1
zität gebildet wird, welche der Resonanzkreis 14,13 bei der Betriebsfrequenz über der dem leitenden Thyristor entsprechenden Hälfte der Wicklung 14 aufweist, und dass ein starker Rfickwärtsstromimpuls über dem Steuerkreis jedes erlöschenden Thyristors auftritt.
Dieser Rückwärtsstromimpuls, der z. B. durch die Wicklung 19 fliesst, erzeugt, gegebenenfalls mit einer kurzen Verzögerung, einen Vorwärtsstromimpuls durch die Wick-
EMI2.2
um einen der Thyristoren 11 und 12 in den leitenden Zustand überzuführen. Da gleichzeitig mit dem Umformer die Reihenschaltung des Kondensators 1 und des Widerstandes 2 an die Speisequelle angeschlossen wird, lädt sich der Kondensator 1 verhältnismässig langsam bis zur Spannung dieser Quelle auf.
In einem bestimmten Augenblick erreicht die Spannung an diesem Kondensator und somit auch die Spannung an der Gasentladungsröhre 4, die mit dem zu ihr in Serie geschalteten Widerstand 5 parallel zum Kondensator 1 geschaltet ist, einen Wert, bei dem diese Gasentladungsröhre plötzlich Strom durchlässig wird. Es ist bekannt, dass die Ziindspannung einer Gasentladungsröhre höher ist als deren Brennspannung, d. h. als die Spannung an der gezündeten oder leitenden Gasentladungsröhre. Der Kondensator 1 entlädt sich somit über die Gasentladungsröhre 4 und den Widerstand 5 und der Spannungsstoss über diesem Widerstand 5 erzeugt einen Vorwärtsstromimpuls durch die Wicklung 19 und durch den Steuerelektrodenkreis des Thyristors 11. Der Thyristor 11 wird somit leitend gemacht.
Infolge der Reihenresonanzeigenschaften des Hauptstromkreises dieses Thyristors, der aus der Induktivität 17 und der entsprechenden Hälfte des Schwingungskreises 13, 14 besteht, wird der Strom des Hauptstromelektrodenwegs des Thyristors 11 nach einer halben Schwingungsperiode des Reihenresonanzkreises unterbunden. Der Thyristor 11 erlischt darauf und ein Rückwärtsstromimpuls fliesst von seiner Steuerelektrode durch die Wicklung 19 und den Widerstand 5. Dieser Rtickwärtsstromimpuls induziert einen Vorwärtsstromimpuls durch die Wicklung 20 und den mit dieser in Reihe geschalteten Widerstand 5', wobei letzterer Impuls den Thyristor 12 zündet. Von die- semAugenblickanistsomitder Thyristor-Umformerselbstschwingend.
VonderAnode oder dem Hook-Kollektor eines der Thyristoren her, in diesem Falle vom Thyristor 11 her, werden über den Strombegrenzungswiderstand 8 und einen Gleichrichter 7 negative Stromimpulse dem gemeinsamen Punkt des Kondensators 1 und des Widerstandes 2 zugeführt. Diese Impulse laden die obere Elektrode des Kondensators 1 negativ auf, so dass diese Elektrode keinesfalls über den Widerstand 2 gegenüber der unteren Elektrode des Kondensators 1 so stark positiv werden kann, dass die Gasentladungsröhre 4 durch die Spannung am Kondensator 1 gezündet wird. Die Anlassschaltung ist somit durch das Selbstschwingen des Thyristor-Umformers ausser Betrieb gesetzt.
Wenn dieses Selbstschwingen aus irgendeinem Grunde aufhört, wird die Anlassschaltung unmittelbar wieder wirksam und erzeugt periodisch Stromimpulse über den Widerstand 5, bis der Thyristor-Umformer wieder selbsttätig schwingt.
Unter Umständen könnten die negativen Stromimpulse. die dem Kondensator 1 über den Widerstand 8 und den Gleichrichter 7 zugeführt werden, so stark sein, dass das Potential am gemeinsamen Punkt des Kondensators 1 und des Widerstandes 2 gegenüber der Minusklemme der Speisequelle 3 negativ werden würde, und diese negative Spannung des Kondensators 1 könnte sogar so hoch werden, dass die Gasentladungsröhre 4 gezündet werden würde. Dies könnte wieder zu diesem Zeitpunkt unerwünschte Anlassimpulse am Widerstand 5 hervorrufen. Um dies zu vermeiden, ist ein Gleichrichter 9 dem Kondensator 1 parallelgeschaltet.
Dieser Gleichrichter ist für die Ladespannung mit der Polarität der Spannung der Speisequelle 3 gesperrt, lässt jedoch die Stromimpulse durch, welche von dem Hook-Kollektor des Thyristors 11 über den
<Desc/Clms Page number 3>
Widerstand 8 und den Gleichrichter 7 zugeführt werden. Im Betrieb kann der Kondensator 1 somit nicht von den Stromimpulsen mit einer Polarität aufgeladen werden, welche der der Spannung der Speisequel- le 3 entgegengesetzt ist.
Das zweite, in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersteren dadurch, dassdie durch die Entladung des Kondensators 1 erzeugten Stromimpulse über die Gasentladuhgsröhre 4 mittels eines Transistors 10 des pnp-Typs verstärkt werden, bevor sie dem Widerstand 5 zugeführt werden.
Die für Gleichstrom durchlässige Impedanz, die in Reihe mit der Gasentladungsröhre 4 über dem Konden- sator 1 geschaltet ist, besteht aus der Reihenschaltung von zwei Widerständen 21 und 22, wobei der Wi- derstand 22 durch einen Kondensator 23 überbrückt ist. Der gemeinsame Punkt der Widerstände 21 und 22 und des Kondensators 23 ist mit der Emitterelektrode des Transistors 10 verbunden, dessen Basis an den gemeinsamen Punkt des Kondensators 1 und des Widerstandes 21 angeschlossen ist ; dieser Punkt ist ausserdem über einen Widerstand 24 mit der Plusklemme der Speisequelle 3 verbunden. Der Kollektor des Transistors 10 ist über den Widerstand 5 mit der Minusklemme der Speisequelle 3 verbunden.
Schliesslich ist der Strombe- grenzungswiderstand 8 des ersten Ausftihrungsbeispieleg an die andere Seite des Gleichrichters 7 angeschlossen und in den Ladestromkreis des Kondensators 1 eingefügt, so dass er zum Vergrössern der Zeitkonstante der
Anlassschaltung d. h. der Ladezeit des Kondensators 1 beträgt.
Die Widerstände 24, 21 und 22 bilden einen Spannungsteiler, durch den der Emitter des Transistors 10 gegenüber seinem Kollektor auf einem positiven Potential gehalten wird und durch den die Basis dieses
Transistors gegenüber dem Emitter normalerweise positiv vorgespannt wird. Wenn der Kondensator 1 sich über die Widerstände 21 und 22 und über die Gasentladungsröhre 4 entlädt, erzeugt der Entladungsstrom- stoss über dem Widerstand 21 einen Spannungsimpuls, während die durch den Kondensator 23 stabilisierte
Spannung über dem Widerstand 22 sich nur wenig ändert.
Dieser Spannungsimpuls treibt die Basis des Tran- sistors 10 kurzzeitig stark in die Vorwärtsrichtung, so dass der Transistor 10 leitend wird und ein Strom- impuls den Widerstand 5 durchfliesst. Dieser Stromimpuls erzeugt wieder einen Vorwärtsstromimpuls durch die Wicklung 19 und die Steuerelektrode des Thyristors 11, der somit gezündet wird. Der Gleichrichter 7 sorgt dafür, dass bei schwingendem Oszillator der Kondensator 1 nicht hinreichend positiv aufgeladen wird, um eine Entladung durch die Gasentladungsröhre 4 hervorzurufen, während der Gleichrichter 9 das Auftreteneinernegativen Spannung am gemeinsamen Punkt dieses Kondensators und der Gasentladungsröhre4 verhütet.
Das dritte AusführungsbeispielnachFig. 3 unterscheidetsich von dem nach Fig. 1 darin, dass das nicht lineare Element gebildet durch die Gasentladungsröhre 4 durch die Emitter-Kollektorelektrodenstrecke eines, mittels eines Transformators 28 mit einer Primärwicklung 27 und einer Sekundärwicklung 29 stark rückgekoppelten Transistors 4'des pnp-Typs ersetzt ist. Der Widerstand 5 ist in Reihe mit der Primärwicklung 27 in den Kollektorkreis dieses Transistors aufgenommen. Sein Emitter ist mit dem gemeinsamen Punkt des Kondensators 1 und des Widerstandes 2 verbunden und seine Basis über die Sekundärwicklung 29 mit der Anzapfung eines an die Speisequelle 3 angeschlossenen ohmschen Spannungsteilers mit den Widerständen 24 und 25 verbunden.
Schliesslich ist diese Anzapfung mit dem gemeinsamen Punkt des Kondensators 1 und des Widerstandes 2 mittels eines Kondensators 26 kapazitiv gekoppelt.
Die Werte der Widerstände 2,24 und 25 und der Kondensatoren 1 und 26 sind derart gewählt, dass, wenn die Schaltung an die Speisequelle 3 angeschlossen wird, das positive Potential am gemeinsamen Punkt des Kondensators 1 und des Widerstandes 2 zunächst langsamer zunimmt als das an der Anzapfung des Spannungsteilers 24,25. Letzteres Potential kann jedoch einen bestimmten, durch das Verhältnis der Widerstände 24 und 25 bedingten Wert nicht überschreiten und in einem bestimmten Augenblick wird der gemeinsame Punkt des Kondensators 1 und des Widerstandes 2 gegenüber der Anzapfung des Spannungsteilers 24,25, positiv. Der Emitter des Transistors 4'wird dann somit auch positiv gegenüber dessen Basis und, da dieser Transistor stark rückgekoppelt ist, wird er plötzlich sehr stark leitend und lässt einen starken Stromimpuls durch den Widerstand 5 durch.
Dieser Impuls erzeugt wieder einen Vorwärtsstromimpuls durch die Wicklung 19 und den Steuerelektrodenkreis des Thyristors 11 und zündet diesen Thyristor. Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l sorgen der Gleichrichter 7 und der Widerstand 8 dafür, dass der Kondensator 1 sich nicht hinreichend positiv auflädt, um den Transistor 4'bei schwingendem Oszillator leitend werden zu lassen. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein über den Kondensator 1 geschalteter Gleichrichter, wie z. B. der Gleichrichter 9 der Fig. 1 selbstverständlich entbehrlich.
Unter bestimmten Umständen kann es erwünscht sein, die zwischen dem Anschliessen der Anlassschaltung und des anzulassenden selbstschwingenden Oszillators an die Speisequelle 3 und dem Erzeugen des ersten Anlassimpulsesverlaufende Zeit zu verlängern oder nach Wunsch zu ändern. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn mittels eines Hilfsgenerators die Glühkathode von Leuchtstoffröhren vorgeheizt werden
<Desc/Clms Page number 4>
sollen, bevor die Zünd- und Brennspannung an diese Röhren zugeführt wird. Eine solche Vorheizung erhöht die Lebensdauer solcher Leuchtstoffröhren.
Diese Verlängerung und bzw. oder Änderung der Verzögerung
EMI4.1
veranschaulicht ist, enthält eine solche Abart einen zweiten Kondensator 31 und einen zweiten Widerstand 32, wobei der Widerstand 32 in Reihe mit dem Widerstand 2 geschaltet und der Kondensator 31 an den gemeinsamen Punkt dieser zwei Widerstände angeschlossen ist, während der selbstschwingende Oszillator wieder unmittelbar mit den Plus- und Minusklemmender Speisequelle 3 verbunden wird. Selbstverständlich könnten auch mehr als zwei in Kaskade geschaltete Widerstand-Kapazitätsnetzwerke verwendet werden und bzw. oder es könnte mindestens einer der Widerstände und bzw. oder einer der Kondensatoren dieser Netzwerke als veränderliches Element ausgebildet werden, so dass die Verzögerung nach Wunsch verändert werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordung zum Anlassen eines selbstschwingenden Thyristor-Oszillators z. B. eines selbst- schwingenden Thyristor-Umformers, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Kondensator enthält, der über einen Widerstand an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, und ein nicht lineares Element das in Reihe mit einer für Gleichstrom durchlässigen Impedanz über diesen Kondensator geschaltet ist, so dass bei einem bestimmten Wert der Spannung an diesem Kondensator das nicht lineare Element durchlässig wird und über der Impedanz ein Impuls erzeugt wird, der einer Steuerelektrode eines Thyristors des Oszillators zugeführt wird.
2. SchaltungsanordnungnachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei schwingendem Oszillator vom gemeinsamen Punkt einer der Hauptstromelektroden eines Thyristors des Oszillators und einer an diese Elektrode angeschlossenen Impedanz her, über einen Gleichrichter Stromimpulse solcher Polarität dem Kondensator zugeführt werden, dass die Spannung an diesem Kondensator dann kleiner bleibt als die Durchschlagspannung des nicht linearen Elementes.