DE1004721B

DE1004721B - Schaltung zur Erzeugung kurzer Spannungsimpulse, insbesondere zum Zuenden von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken

Info

Publication number: DE1004721B
Application number: DE1954P0011369
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Krueger
Original assignee: Phywe AG
Current assignee: Phywe AG
Priority date: 1954-02-23
Filing date: 1954-02-23
Publication date: 1957-03-21

Description

Zur verlustlosen Regelung von Regelantrieben, Beleuchtungsanlagen usw. werden heute vorzugsweise gittergesteuerte Gas- 'oder Dampfentladungsstrecken (elektrische Ventile) verwendet. Die Ventile bleiben bei voller Anodenspannung so lange gesperrt, wie das Gitter negativ gegen die Kathode vorgespannt ist. Der Anodenstrom setzt erst ein, wenn ein positiver Spannungsstoß auf das Gitter gelangt, und bleibt — auch nach dem Abklingen des Impulses — bestehen, bis die Anodenspannung unterbrochen wird.

.Üblicherweise werden zwei solche Ventile an Wechselspannung betrieben, so daß sie in jeder Halbwelle neu gezündet werden müssen, weil der Nulldurchgang der Anodenspannung den Anodenstrom unterbricht.

Die verlustlose Regelung besteht darin, daß man nur einen mehr oder weniger großen Abschnitt des Anodenstrom fließen läßt, indem man die Zündimpulse an den Anfang oder an das Ende (oder an einen beliebigen Zwischenwert) der positiven Halbwelle der Spannung legt. Für eine von Null bis zum maximalen Wert (gesamte Halbwelle) reichende Regelung müßte also der Anschnittwinkel (= Zündwelle) = zeitlicher Abstand des Impulses vom letzten Nulldurchgang der Anodenspannung von Null bis 180° regelbar sein. Dies läßt sich angenähert erreichen durch eine sogenannte Phasenbrücke.

Die bekannten Phasenbrücken bestehen aus einer an einem Netz Λ^Γ liegenden mittelangezapften Transformatorwicklung, einem festen ohmschen und einem veränderlichen induktiven Widerstand L (s. Bild 1). Die in der Brückendiagonale auftretende Wechselspannung A-B hat die Amplitude der Spannung einer halben Transformatorwicklung und zu dieser einen Phasenwinkel zwischen 0 und 180°, je nach dem Wert des induktiven Widerstandes L.

Die Größe des induktiven Widerstandes L kann in weiten Grenzen (mehrere Größenordnungen!) verändert werden durch Veränderung der Permeabilität des verwendeten Eisens, und zwar durch Gleichstrom-Vormagnetisierung. Zu diesem Zweck ist L in zwei Kerne aufgeteilt, deren Hauptwicklungen in Reihe geschaltet sind, während die Gleichistromhilfswicklungen gegeneinander geschaltet sind, wodurch sich die in diesen induzierten Wechselspannungen aufheben.

Bei bekannten Schaltungen ist zwischen Phasenbrücke und Entladungsstrecken noch ein sogenannter Impulstransformator eingefügt, das ist ein Transformator mit hoher Eigensättigung (meistens noch mit besonderer Kurzschluß- oder Dämpfungswicklung). Dieser hat die Aufgabe, die von der Phasenbrücke gelieferte, etwa sinusförmige Spannung in scharfe Impulse zu verwandeln, die zum Zünden der Entladungsstrecken geeignet sind. Außerdem ist vor die Steuer-Schaltung zur Erzeugung

kurzer Spannungsimpulse, insbesondere

zum Zünden von gittergesteuerten

Dampf- oder Gasentladungsstrecken

Anmelder:
Phywe Aktiengesellschaft, Göttingen

Wilhelm Krüger, Göttingen,
ist als Erfinder genannt worden

gitter noch eine Gleichspannungsquelle als negative Grundspannung geschaltet, damit die Entladungs-

ao strecken bis zum gewünschten Augenblick gesperrt bleiben. Darüber hinaus ist in den meisten Fällen — insbesondere bei großem Regelbereich ■— eine Drossel unerläßlich, die die Vektordrehung innerhalb des Impulstransformators ausgleicht.

as Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung, die den Impulstransformator und die Gittervorspannungsquelle ersetzt und die Vordrossel überflüssig macht, da sie nur ohtnsche Widerstände enthält, wodurch erreicht wird, daß die Impulse zeitlich in jedem Fall mit den Nulldurchgängen der Spannung A-B zusammenfallen.

Das Wesentliche an der Anordnung ist eine Brükkenschaltung, bestehend aus zwei Gleichspannungsquellen E₁ und E₂, einem Widersand R₂ und einer

Elektronenröhre Rö. Deren Gitter werden negative Halbwellen zugeführt, die über einen Vollweggleichrichter aus der — von der üblichen Phasenbrücke gelieferten — etwa sinusförmigen Wechselspannung A-B (über einen Vorwiderstand R₁) erzeugt werden. Das Verhältnis dieses Vorwiderstandes zum Sperrwiderstand des Gleichrichters bestimmt die Dauer des Impulses.

Die am Gleichrichter G entstehende gleichgerichtete Spannung wird dem Gitter der Röhre zugeführt

(Gitter ·—, Kathode +). Ein Anodenstrom kann nur fließen, wenn diese Spannung etwa Null ist, also jeweils beim Nulldurchgang der Spannung A-B. Während der übrigen Zeit bleibt die Röhre gesperrt, weil am Gitter die vom Gleichrichter gelieferte negative Halbwellenspannung liegt. Beginn bzw. Ende des Impulses sind gegeben durch den Augenblickswert der negativen Halbwelle, der dem Anodenstromeinsatzpunkt auf der Ia = f(Ug)-Kennlinie der Röhre entspricht (s. Bild 2).

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Ein in der Brückendiagonale C-D liegendler Widerstand R₃ (Bild 1) liefert einen dem Anodenstrom proportionalen Spannungsabfall (C+, D—). Während die Röhre gesperrt ist (also zwischen den Impulsen, fließt durch R₃ ein Gleichstrom, der durch E₂ und R₂ bestimmt ist und an R₃ eine negative Grundspannung (C-, D+) erzeugt. Die an Punkt C (= Gitter der Entladungsstrecken T) herrschende Spannung hat also gegen Punkt D (= Kathode) den in Bild 3 dargestellten zeitlichen Verlauf. Der zu regelnde Verbraucher V wird dann über die gittergesteuerten Entladungsstrecken T aus dem Netz N gegebenenfalls über einen Transformator gespeist.

Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem bekannten Impulstransformator in Verbindung mit einer festen Gleichspannungsquelle sind:

1. Gewichts-, Raum- und Gestehungspreisersparnis; darüber hinaus besteht die Möglichkeit, verschiedene Schaltelemente, wie die Gleichspannungsquellen E₁ und B₂, zusätzlich einzusparen, indem andere für diesen Zweck mitbenutzt werden, die in elektronischen Steuergeräten an sich vorhanden sind.

2. Alle Impulse sind nach einer Seite gerichtet (beim Impulstransformator sind die Impulse abwechselnd positiv und negativ), so daß der Wicklungssinn der Anodenspannungswicklung für die Entladungsstrecken beliebig ist.

3. Die Impulse fallen zeitlich genau mit den N11II-durchgängen der aus der Phasenbrücke zugeführten Spannung zusammen, weil in der Schaltung keine komplexen Widerstände vorhanden sind (beim Impulstransformator ist zur Korrektur der Vektordrehung innerhalb des Transformators eine weitere Induktivität erforderlich).

4. Die erforderliche Eingangsleistung aus der Phasenbrücke ist kleiner (gegenüber dem Impulstransformator um 1 ... 2 Größenordnungen). Deshalb gelten die unter 1 genannten Vorteile auch für die vorgeschaltete Phasenbrücke.

5. Impulsamplitude, Impulsdauer (Schärfe) und die Größe der Grundispannung können bequem verändert werden, indem die entsprechenden Widerstände variiert werden.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Schaltung zur Erzeugung kurzer Spannungsimpulse über einer negativen Grundspannung, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine etwa sinusförmige (z. B. aus einer Phasenbrücke stammende) durch einen Vollweggleichrichter gleichgerichtete Spannung das Steuergitter einer Elektronenröhre, die Bestandteil einer aus zwei in Reihe geschalteten als Anodenspannungsquellen, wirkenden Gleichspannungsquellen, einem Widerstand und der erwähnten Röhre bestehenden Brückenschalrung ist, außer in den Spannungsnullpunkten negativ geladen wird, so daß in der Diagonale der Brücke an einem weiteren Widerstand über einer negativen Grundspannung kurze positive Spanr nungsimpulse entstehen, die zeitlich mit den Nulldurchgängen der erwähnten Wechselspannung zusammenfallen und die insbesondere zur Steuerung von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken geeignet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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