AT234846B - Gleichspannungswandler oder Zerhacker - Google Patents

Description

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  Gleichspannungswandler oder Zerhacker   Es sind bereits Gleichspannungswandler mit Transistoren bekannt, bei denen die an die Basis angelegte Spannung mit Hilfe von Gleichrichtern stabilisiert wird. Der bei andern Zerhackerschaltungen mit der Eingangsspannung proportional ansteigende Basis- und Kollektor-Strom wird dabei annähernd konstant gehalten. Die Eingangs- und Ausgangsleistung nimmt aber wegen der Änderung des Tastverhältnisses bei steigender Eingangsspannung zu. Diese Lösung hat weiterhin den Nachteil, dass die Ausgangsspannung wegen des Innenwiderstandes der Stabilisatoren (Zenerdioden oder Stabilisierungsröhren) schwankt, da die Ausgangsleistung und damit der Ausgangsstrom bei steigender Eingangsspannung zunimmt. Bei einer starken Zunahme der Eingangsspannung (z.

   B. um 1000/0) wird der Wirkungsgrad eines solchen Gleichspannungswandlers schlecht und die Zunahme der Ausgangsspannung ist bereits an einem Spannungsmesser sichtbar. 



  Weiterhin sind solche Gleichspannungswandler bekannt, bei denen die steigende Eingangsspannung mit Hilfe der bekannten Längsstabilisierung vernichtet wird und sodann ein gewöhnlicher Sperrflusswandler mit stabilisiertem Ausgang nachgeschaltet ist. Auch bei dieser Lösung ist der Wirkungsgrad schlecht. Zudem ist ein erheblicher Aufwand an Transistoren erforderlich. Da in einem dieser Transistoren die gesamte von dem Spannungsanstieg verursachte Leistung vernichtet werden muss, erfordern schon kleine Wandlerleistungen die Verwendung eines Leistungstransistors. 



  Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichspannungswandler oder Zerhacker mit Transistor, dessen Ausgangsleistung bei steigender Eingangsspannung konstant-bleibt und dessen Eingangsleistung dabei nur um einen geringen Betrag ansteigt, der auf den verschlechterten Wirkungsgrad bei steigender Eingangs- spannung zurückzuführen ist.

   Der Gleichspannungswandler oder Zerhacker mit Transistor nach der Erfindung unterscheidet sich von den bisher bekannten dadurch, dass die an Basis-und Emitter des Zerhackertransistors angelegte Spannung aus einer ersten stabilisierten Teilspannung und einer der Eingangsspannung proportionalen, einstellbaren und der ersten Teilspannung entgegengesetzten zweiten Teilspannung zusammengesetzt ist und dass beide Teilspannungen so dimensioniert sind, dass die Emittor-Basis-Spannung des Transistors umgekehrt proportional den Schwankungen der Eingangsspannung zu-bzw. abnimmt. 



  Der Gleichspannungswandler nach der Erfindung erlaubt es, mit geringem Aufwand bei stark veränderlicher Eingangsspannung eine hochkonstante Ausgangsspannung bei bestmöglichem Wirkungsgrad zu erzielen. Alle Steuerungsvorgänge, die für eine gleichbleibende Ausgangsleistung erforderlich sind, erfolgen im Basiskreis des Transistors, der bei guter Gleichstromverstärkung mit kleinen Basisströme arbeitet. Die im Steuerkreis vernichteten Leistungen sind im Vergleich zur Leistung des Gleichstromwandlers so klein, dass sich auch bei einem starken Anstieg der Eingangsspannung (etwa 1000/0) der Wirkungsgrad nur wenig verschlechtert. 



  Solche starke Änderungen der Eingangsspannung treten vor allem in den Niederspannungsanlagen (16-30 V) von Schienenfahrzeugen auf, bei denen zudem ein guter Wirkungsgrad von Gleichspannungswandlern wegen des Dauerbetriebes, auch bei langen Abstellzeiten, eine erhebliche Rolle spielt. 



  Mit besonderem Vorteil wird der Basisstrom auf den Kollektorspitzenstrom derart abgestimmt, dass der Magnetkern des Wandlers stets im ungesättigten Bereich bleibt. Wird über den ganzen Arbeitsbereich der Kollektorspitzenstrom durch den Basisstrom bestimmt, was bei ungesättigtem Magnetkern der Fall ist, so wird bei steigender Eingangsspannung der Kollektorspitzenstrom so weit absinken, dass die Ausgangslei-   

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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 3> liegenden3. Gleichspannungswandler oder Zerhacker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilspannung in einer gesonderten Wicklung des Wandlers erzeugt und über einem Glied mit nichtlinearer Strom-Spannungskennlinie stabilisiert abgegriffen ist.

   4. Gleichspannungswandler oder Zerhacker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Glied mit nichtlinearer Strom-Spannungskennlinieaus ein oder mehreren Dioden, gegebenenfalls mit dazu in Reihe liegenden Zenerdioden, besteht.

   5. Gleichspannungswandler oder Zerhacker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Glied mit nichtlinearer Strom-Spannungskennlinie aus einem in Flussrichtung geschalteten Selengleichrichter besteht.

   6. Gleichspannungswandler oder Zerhacker nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilspannung in einer weiteren gesonderten Wicklung des Wandlers erzeugt und über einen Gleichrichter einem Potentiometer mit dazu parallelliegender Kapazität zugeführt und von dem Potentiometer abgegriffen wird.

   7. Gleichspannungswandler oder Zerhacker nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Emittor-Basis-Spannung über einen einstellbaren Widerstand an die Basis des Transistors angelegt ist.

   8. Gleichspannungswandler oder Zerhacker nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch seine Verwendung in Schienenfahrzeugen, z. B. zur Spannungsversorgung von Leuchtstofflampen oder Umschalteinrichtungen für elektrische Mehrspannungsheizanlagen.