CH216784A - Einrichtung zur Konstanthaltung einer an einem Verbraucher liegenden Gleichspannung. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur     Konstaüthaltnng    einer-an einem Verbraucher  liegenden Gleichspannung.    Für     Messgeräte-,    Sender, Empfänger     und     Verstärker und     andere    Geräte benötigt man  häufig eine     Gleichspannung,    welche unab  hängig von Schwankungen der zum     Beispiel     dem Netz entnommenen Gleichspannung  oder     gleichgerichteten        Wechselspannung    ist.

    Bisher verwendete man meist     eine    in Reihe  mit     einem    Widerstand geschaltete     Glimiü.-          strecke    oder     Glimms.trecken-Spannungsteiler;

       von der     bezw.    dem die Spannung     abgegriffen          wurde.    Die     Schwankungen.    der zugeführten       Spannung    traten dann im wesentlichen nur  an dem in Reihe     geschalteten    Widerstand  auf.     Diese        Schaltung        ist    nicht immer an  wendbar, da etwa     '1s    der zugeführten Span  nung an dem erwähnten Widerstand verloren  geht und da     ein    Querstrom durch die Glimm  strecke aufgewendet werden muss.

   Ferner ist  .der Aufwand an     Glimmstrecken    sehr gross,       wenn    hohe Spannungen, zum Beispiel<B>1000</B>  Volt,     stabilisiert    werden     sollen.       Es     ist    auch bekannt, die Spannung am  Verbraucher- unabhängig von Schwankungen  der     zugeführten    Spannung konstant zu hal  ten,     indem    man einen     Ensenwasserstoffwider-          s.tand    in Reihe schaltet, welcher den Strom       konstant    hält.     Eisenwasserstoffwiderstände     sind jedoch.

   jeweils, nur für     eine    bestimmte  Stromstärke anwendbar und nicht für alle  in Frage kommenden Stromstärken im     Han=          ,del    zu haben.  



  Es ist     ebenfaalls    bekannt, Elektronenröh  ren, und zwar     Eingitterröhren,    zur Stabili  sierung zu verwenden. Man schaltet diese  Röhre     in    Reihe mit dem Verbraucher, also  in den Verbraucherstromkreis     und    steuert  die Gitterspannung mittels einer Spannung,  welche. von     einem    an der     zugeführten    Gleich  spannung liegenden Spannungsteiler abge  griffen     ist.        Steigt    die zugeführte     Spannung     an, so soll die negative     Gitterspannung    der  Röhre zunehmen und einen     Anstieg    des      Stromes verhindern.

   Diese Schaltung ist       praktisch    nicht anwendbar, da der Ver  braucherstrom einen Teil des     Spannungstei-          lers    durchfliessen muss. Eine wirksame Steue  rung     ist    daher nur dann möglich, wenn der       Spannungsteilerstrom,    der die Schwankun  gen der Netzspannung mitmachen soll, gross  gegenüber dem Verbraucherstrom ist, was  natürlich     unwirtschaftlich    ist.  



  Nach der Erfindung dient als Elektro  nenröhre, welche im     Verbraucherstromkreis     liegt, eine     Schutzgitterröhre,    deren Schutz  gitterspannung mittels einer     Stabilsierungs-          einrichtung        praktisch    konstant gehalten ist.  Die Spannung des etwa vorhandenen     Steuer-          gitters    kann entweder konstant sein oder von  einem in der Kathodenleitung liegenden, im  wesentlichen vom Verbraucherstrom     durch-          flossenen    Widerstand abgegriffen werden.  



  Wesentlich ist die     Konstanthaltung    der       Schutzgitterspannung,    denn wenn am     Schutz-          gitter    dieselben Spannungsschwankungen  auftreten wie an der Anode, so verhält sich  die Röhre wie eine     Eingitterröhre    mit nied  rigem Innenwiderstand. Bei der Erfindung  kommt es jedoch ebenso wie bei einem Eisen  wasserstoffwiderstand gerade auf einen  hohen Innenwiderstand, das     heisst        Wechsel-          stromwiderstand,    an. Dieser wird durch  einen     kleinen    Durchgriff der Anode durch  das Schutzgitter erzielt.  



  An Hand der Abbildungen, die drei  Ausführungsbeispiele der Erfindung dar  stellen, wird die Erfindung nachstehend  näher     erklärt.     



  In     Abb.    1 wird links die schwankende  Gleichspannung zugeführt und rechts der  Verbraucher     R.,    angeschlossen. Im Ver  braucherstromkreis liegt die     Schutzgitter-          röhre    (oder     Schirmgitterröhre)        R,    deren       Schutzgitterspannung    von der Glimmstrecke  G     abgegriffen    wird, welche in Reihe mit  dem Widerstand W an der zugeführten  Spannung liegt und die     Schutzgitterspan-          nung    konstant hält.

   Der     Schutzgitterstrom     und der     Spannungstellerstrom    sind klein  gegenüber dem     Verbrauc(hers.trom.    Das         Steuergitter    erhält von der Batterie B eine  negative     Vorspannung.     



  Die Wirkungsweise der Schaltung geht  aus der     Abb.    2 hervor, in welcher die Ab  hängigkeit des Verbraucherstromes i von der  Spannung e dargestellt ist. Die     Kennlinie     der Röhre R, welche eine     Penthode        darstellt,     ist mit 1 bezeichnet. In dem     obern,    fast       waagrecht    verlaufenden     Teil    der     Kennlinie     ist der     Wechselstromwiderstand    sehr gross  und durch die Neigung der Kennlinie ge  geben. Die Gleichstromwiderstände sind da  gegen zum Beispiel für die     Punkte   <I>a</I> und<I>b</I>  durch ,die Neigung der Geraden 4 und 5 ge  geben.  



  Ändert sieh die zugeführte Spannung  <I>von CC</I> um den     Betrag        e1    auf den Betrag       0D,    so verschiebt sich die Kennlinie des Ver  braucherwiderstandes     Ra,    nämlich die Kenn  linie 2, nach     rechts    parallel zu sich selbst,  wie durch die Kennlinie 3 dargestellt ist.  Die Anodenspannung an der     Schutzgitter-          röhre    ändert sich daher von     0A    um     deR    bis  auf<I>OB.</I> Diese Änderung ist nur wenig klei  ner als die     Änderung    de,.

   Nur der kleine  Unterschied     idieser        Änderung    macht sich  am Verbraucherwiderstand als Spannungs  schwankung<I>de.,</I> bemerkbar. Die Ursache  liegt darin, dass der Strom infolge des, fla  chen     Verlaufes    der Kennlinie 1     praktisch     konstant gehalten wird. Er ändert sich in  .dem betrachteten Beispiel um den kleinen  Betrag von     di.     



  Verwendet man eine     Penthode,    bei der  der     Kennlinienknick        a    in der     Abb.    2 etwa  bei 100 Volt liegt, und kommt eine auszu  gleichende     Spannungsschwankung    vom Nor  malwert nach unten bis zu 100     Volt    in Frage,  so, gehen 200 Volt an der Röhre verloren.  Für eine zugeführte Spannung von zum Bei  spiel 1200 Volt     ist    dieser Verlust relativ  gering.

   Wenn man niedrigere Spannungen  stabilisieren will, so     ist    - es zur Erzielung  eines geringen Spannungsverlustes zweck  mässig, eine     Schutzgitterröhre    zu verwenden,  deren Kennlinie den Übergang zum waag  rechten Teil bei einer möglichst niedrigen  Spannung aufweist.      Der     waagrechte    Teil der     Kennlinie    I  liegt um so höher, je     grösser    die     Schutzgitter-          spannung    und je kleiner die negative Steuer  gitterspannung     ist.    Der von der Röhre hin  durchgelassene Strom ist also durch diese  beiden. Spannungen bestimmt.

   Da     man.          bereits    durch     die        Schutzgitterspannung    den  Strom einstellen kann, ist !das     Steuergitter     und     damit    auch die Batterie bei der Schal  tung nach     Abb.    1 entbehrlich. Es ist da  gegen bei den unten beschriebenen Ausfüh  rungsbeispielen nach     Abb.    3 und 4 erforder  lich.  



  Auch schnelle     Anderungen    der zugeführ  ten Spannung,     also    eine     überlagerte    Wech  selspannung, werden ausgeglichen, was eben  falls darauf zurückzuführen ist, dass der       Wechlselstromwiderstand    der Röhre     R    grö  sser ist als ihr Gleichstromwiderstand. In  folgedessen herrscht der grösste Teil der an  den Eingangsklemmen vorhandenen über  lagerten     Wechselspannung    zwischen Kathode  und Anode der Röhre,     während    nur ein klei  ner Teil am Verbraucherwiderstand auftritt.

    Diese Siebwirkung kann erhöht werden,  indem man parallel zum Verbraucherwider  stand     Ra,    einen     Kondensator    schaltet, wie in       Abb.    3 dargestellt ist. Die beschriebene  Schaltung     vermindert    also gleichzeitig den  Aufwand an Siebmitteln, und zwar ganz be  trächtlich, wenn     der        Innenwiderstand    der  Röhre gross, zum Beispiel 1     Megohm,    ist.  



  In     Abb.    3 wird die Gitterspannung von  einem Widerstand     W1    abgegriffen. Hier  durch entsteht zugleich     .eine        Stromgegen-          kopplung,    welche, wie     bekannt,    eine Er  höhung des     Innenwiderstandes,    einer Röhre  bewirkt.

   Da es., wie     gesagt,    gerade auf einen  hohen     Innenwiderstand        (Wechselstromwider-          stand)    ankommt, wirkt sich eine Strom  gegenkopplung im Sinne einer     Konstanthal-          tung    und der     Siebung    der zugeführten Span  nung aus.  



  Erwähnt sei noch,     dass    der     untere    An  schluss der Glimmlampe G statt mit dem  linken Ende des Widerstandes     W,    auch mit  dem rechten Ende dieses     Widerstandes    ver  bunden sein kann. Der Strom des Span-         nungsteillers    W, G ist     nämlich    so.     klein     gegenüber dem Verbraucherstrom, .der durch       TV,    fliesst,     @dass    er     praktisch    keine Rolle spielt.  



       In        Abb.    4     ist    der Widerstand     W1    grösser  gewählt als, eigentlich zur Erzielung einer  günstigen     Steuergitterspannung    erforderlich  wäre, um eine grössere Gegenkopplung zu er  zielen. Deshalb wird von dem Glimmspan  nungsteiler     G,    eine positive Gegenspannung  für das     Steuergitter    abgegriffen, welche so  gross ist,     :dass    die gewünschte Gitterspannung  r     %nden    ist.

   Der Regelgrad     in    der     Schal-          o        'h,     tung nach     Abb.    1 ist, wenn gemäss     Abb.    2,  Bi<I>-</I>     deRJdi    der Innenwiderstand der Röhre  R und EI und     EZ        -die    in     Abb.    1 eingetrage  nen Gleichspannungen .sind, gleich:

    
EMI0003.0072     
    Als Regelgrad m ist     nämlich    die prozentuale       Spannungsänderung        de,lE,    am Eingang     im     Vergleich zur prozentualen Spannungsände  rung     de,lE2    am Ausgang zu verstehen. Er  setzt man die Spannungen durch die Pro  dukte von Strom und Widerstand, so ergibt  sich die obige Formel.  



  In den     Abb.    3 und 4 ist an Stelle von     Ri     folgender     erhöhter        Wert        R,'        einzusetzen:            Bi'        =g(1+WI.S),       wobei     S    die     Steilheit    der Röhre Rist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Konstanthaltung einer an einem Verbraucher liegenden Gleichspan nung unabhängig von Schwankungen der zugeführten Gleichspannung mittels einer im Verbraucherstromkreis- liegenden Elektro nenröhre, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektronenröhre eine Schutzgitterröhre dient, deren Schutzgitterspannung mittels einer Sta bilisierung praktisch konstant gehalten ist. UNTERANSPRÜCHE: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Schutzgitter röhre eine Penthode dient. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch .gekennzeichnet, dass als Stabilisie rungseinrichtung eine Glimmlampe dient. 3. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass. die Spannung des Steuergitters der Röhre konstant gehalten ist. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Spannung des Steuergitters der Röhre von einem in der Ka thodenleitung liegenden, im wesentlichen vom Verbraucherstrom durchflossenen 'Cfi- derstand abgegriffen ist. 5.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Verbraucher von einem zur Unterdrückung der überlager ten Wechselspannung dienenden gondensatur überbrückt ist.