DE1086795B - Elektrisches Entladungsgeraet mit Speicherkondensator und Spannungsstabilisierung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Entladungsgeräte, die mit Speicherkondensatoren zur Erzeugung von Stoß strömen arbeiten, wobei der Speicherkondensator über einen Gleichspannungswandler langsam aus einer Gleichstromquelle unzureichender Spannung auf die Nutzspannung aufgeladen wird. Hierzu 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 Leerlaufvefbrauch bei längeren Pausen zwischen zwei Blitzen nicht unerheblich ist. Dies gilt sowohl für Gleichspannungswandler, die mit einem mechanischen Zerhacker arbeiten, als auch für solche, die mit einem elektronischen Schalter, z. B. einer Röhre oder einem Transistor, ausgerüstet sind. 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 mit spannungs- oder stromempfmdlichen Anordnungen im Hochspannungskreis des Gerätes. Von diesen wird bei mechanischen Gleichspannungswandlern über ein Relais der Stromkreis für die Treibspule des Zerhackers auf der Niederspannungsseite des Gerätes geschaltet. Da die Spannung am Speicherkondensator nur in engen Grenzen schwanken darf, sind der Aufwand an Schaltmitteln und die Anforderungen an ihre Empfindlichkeit nicht unbeträchtlich. Am einfachsten sind noch spannungsfühlende Anordnungen, sie haben aber einen zusätzlichen Stromverbrauch (zusätzlich zu den Leckverlusten und dem Strom für die Anzeigeglimmlampe) im Hochspannungskreis zur Folge. Elektronische Gleichspannungswandler, die im wesentlichen eine Kipp- oder Schwingschaltung enthalten, steuert man lastabhängig durch Arbeitspunktverschiebung in einer Art Rückkopplungsschaltung. Hier müssen aber be-Elektrisches Entladungsgerät

mit Speicherkondensator
und Spannungsstabilisierung

Anmelder;

Fa. Max Braun,

Frankfurt/M., Rüsselsheimer Str. 22

sondere Vorkehrungen getroffen werden, damit die Schwingungen von selbst wieder einsetzen, wenn der Speicherkondensator nachgeladen oder wieder aufgeladen werden soll.

Die Erfindung geht einen ganz anderen Weg, der in der Steuerungstechnik an sich schon durch die Verwendung von Fotowiderständen bekanntgeworden ist.

Ein solches Element ändert seinen Widerstand bei Belichtung sprunghaft. Eine Anordnung aus einem Fotowiderstand und einer Glüh- oder Glimmlampe, zweckmäßig zu einer Baueinheit zusammengefaßt, bildet ein fotoelektrisches Relais, bei dem der steuernde und der gesteuerte Kreis elektrisch getrennt und durch die Strahlung im sichtbaren Spektrum gekoppelt sind.

Mit diesem neuen Schaltelement kommt man gemäß der Erfindung bei einem elektrischen Entladungsgerät mit Speicherkondensator, der aus einer Gleichstromquelle unzureichender Spannung über einen Gleichspannungswandler aufgeladen wird, und mit einer zur sichtbaren Anzeige des Landezustandes verwendbaren Glüh- oder Glimmlampe, welche zur Steuerung des Primärstromkreises des Wandlers in Abhängigkeit von der Spannung am Kondensator dient, zu einer außerordentlich einfachen und dabei sicher wirkenden Spannungsstabilisierung, wenn die Glüh- oder Glimmlampe einen ihr zugeordneten Fotowiderstand steuert, der in einem von der Gleichstromquelle gespeisten, den Schwingvorgang des Gleichspannungswandlers steuernden Stromkreis liegt. Für die neue Schaltung benötigt man lediglich einen Fotowiderstand und eine Glüh- oder Glimmlampe, weiche aber meist schon vorhanden ist. Er wird im Geräteinneren der Lichtquelle der Glüh- oder Glimmlampe zugewendet so eingebaut, daß er vom Tageslicht nicht getroffen werden kann. Es;

009 570/17S

wurde gefunden, daß das Licht einer Glimmlampe, weil es im wirksamsten Spektralbereich liegt, für eine Widerstandsänderung von mindestens einer Zehnerpotenz ausreicht. - ; - ■

Bei Geräten mit einem Spannungswandler' mit mechanischem Zerhacker liegt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Stromkreis der Treibspule des Zerhackers der Kontakt eines Niederspaniiungsrelais, dessen Wicklung mit dem Fotowiderstand und der Gleichstromquelle in Reihe liegt. Während bei bekannten Lösungen Relais mit mehreren Wicklungen verwendet werden mußten, von denen mindestens eine im Hochspannungs-(Sekundär-)Stromkreis des Gerätes lag und aus dem Speicherkondensator gespeist werden mußte, kommt man erfindungsgemäß mit einem Relais mit einer Wicklung' aus, die im Primärkreis liegt, also unmittelbar von der Gleichstromquelle gespeist wird, so daß ein einfaches Niederspannungsrelais verwendet werden kann.

Bei elektronischen Gleichspannungswandlern mit mindestens einem Transistor und lastabhängiger Regelschaltung sind besondere Initial- oder Anwurfschaltungen notwendig, wenn man Relaisschaltungen vermeiden will. Dabei werden aber stromführende 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 Entladungsgeräte 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 hierfür abgewandelten Ausführung der Erfindung erhält mindestens eine Elektrode ihre den Arbeitspunkt des Transistors bestimmende Vorspannung über eine Widerstandskombination, welche den Fotowiderstand enthält und so bemessen ist, daß die Transistorschaltung auf der Primärseite des Wandlers nur bei durch die Anzeigelampe unbelichteten! Fotowiderstand schwingt, bei belichtetem Widerstand aber nur noch mit stark verringerter Amplitude oder Frequenz schwingt bzw. gar nicht mehr arbeitet.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden beschrieben. In der Zeichnung ist in

Fig. 1 die Schaltung eines elektrischen Blitzlichtgerätes mit mechanischem Spannungswandler und in

Fig. 2 die Schaltung eines Gerätes mit elektronischem Spannungswandler dargestellt, das mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgestattet ist;

Fig. 3 zeigt eine bauliche Lösung.

■ In Fig. 1 ist mit 1 (gestrichelte Umrandung) ein Zerhacker mit den Kontakten 2 und der Treibspule 3 bezeichnet, die im Primärstromkreis der Gleichstromquelle 4 mit dem Einschalter 5 in Reihe liegt. Die zerhackte Gleichspannung wird über den Transformator 6 hochtransformiert, von einer Gleichrichterschaltung, angedeutet durch den Gleichrichter 7, gleichgerichtet und gegebenenfalls nochmals verdoppelt und speist den Speicherkondensator 8. ßie Kondensatorspannung wird an den Klemmen 9 abgenommen und über ein flexibles Kabel der Blitzröhre zugeführt, die im Refiektor des bekannten, nicht dargestellten Lampenstabes angeordnet ist. Parallel zum Speicherkonden-. sator liegt eine Widerstandskette 10,11 als Spannungsteiler, von der eine Teilspannüng für die Glimmlampe 12 abgegriffen wird, die über den Teilwiderstand 11 so eingestellt ist, daß die Glimmlampe zündet, sobald die Spannung am Kondensator ihren Sollwert erreicht hat. Mit dem Vorwiderstand 13 wird über den Glimmlampehström die Helligkeit der Lampe 12 geregelt. Glimmlampe und Spannungsteiler sind gewöhnlich ebenfalls im Lampenstab angeordnet, wenn die Glimmlampe dem Benutzer zur Anzeige der Betriebsbereitschaft dient.

Im Inneren des Lampenstabes ist nun, wie dies Fig. 3 veranschaulicht, in unmittelbarer Nähe der Glimmlampe ein Fotowiderstand 14 angeordnet, der von ihr belichtet wird. Falls Glimmlampe und Fotowiderstand 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. Der Fotowiderstand Hegt, wie Fig. 1 weiter zeigt, in einem Niederspannungskreis 16 in Reihe mit der Stromquelle 4, dem Schalter 5 und einem Relais 15, dessen einpoliger Arbeitskontakt im Stromkreis der Treibspule 3 des Zerhackers 1 liegt. Solange die Glimmlampe brennt, ist der Widerstand des Schaltelementes 14 klein, und der in dem Stromkreis 16 fließende Strom erregt das Relais 15, so daß der Ladevorgang unterbrochen wird. 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 das Relais abfällt. Infolgedessen beginnt der Zerhacker wieder zu arbeiten, und das Spiel wiederholt sich beliebig oft, solange der Schalter 5 eingeschaltet ist.

Fig. 2 zeigt einen elektronischen Spannungswandler mit einem Transistor 17 in einer Schwingschaltung, deren Schwingfrequenz von den Werten des Widerstandes 18 und des Kondensators 19 bestimmt wird. Der Transistoroszillator schwingt in einem weiten Frequenzbereich unterhalb der Eigenrespnanz des Transformators 6. Es kann ein Festkondensator 19 verwendet und die Arbeitsfrequenz durch einen Regelwiderstand 18 eingestellt werden. Der Basis-Emitter-Kreis erhält seine Rückkopplungsspannung aus der oberen Hälfte der mit einer Mittelanzapfung versehenen Tertiärwicklung 6 a. Die gleiche Spannung wird, um 180° in der Phase gedreht, aus der unteren Wicklungshälfte eingeführt, jedoch nur, wenn der Widerstandswert des Fotowiderstandes 14 bei Belichtung durch die Glimmlampe, das ist bei aufgeladenem Speicherkondensator, hinreichend klein ist.

Die Werte der Schaltelemente 14,18 und 19 und die Anzapfung der Wicklung 6 α können durch Versuch so bestimmt werden, daß die Schwingungen aussetzen. 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 vollbelastet wird, beträchtlich verlängert werden.

Fig. 3 zeigt einen Blick in die eine Schale 20 des geöffneten Gehäuses, z. B. desLampenstabes, mit der in eine Halterung eingesetzten Glimmlampe 12 und dem. in die Verdrahtung eingelöteten Fotowiderstand 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 soweit wie möglich außerhalb der Lichteinfallrichtung anzuordnen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Entladungsgerät mit Speicherkondensator, der aus einer Gleichstromquelle unzureichender Spannung über einen Gleichspannungswandler aufgeladen wird, sowie mit einer zur sichtbaren Anzeige des Ladezustandes verwendbaren Glüh- oder Glimmlampe, welche zur Steuerung des Primärstromkreises des Wandlers in Abhängigkeit von der Spannung am Kondensator dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Glüh- oder Glimmlampe (12) einen ihr zugeordneten Fotowiderstand (14) steuert, der in einem von der Gleichstromquelle (4) gespeisten, den Schwingvorgang des Gleichspannungswandlers (1, 6, 7 bzw. 17, 6, 7) steuernden Stromkreis (16) liegt.

2. Elektrisches Entladungsgerät nach Anspruch 1 mit einem Gleichspannungswandler mit mechanischem Zerhacker, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Treibspule (3) des Zerhackers (1) der Kontakt eines Niederspannungsrelais liegt, dessen Wicklung mit dem Fotowiderstand (14) und der Gleichstromquelle (4) in Reihe liegt.

3. Elektrisches Entladungsgerät nach Anspruch 1

mit elektronischem Gleichspannungswandler mit mindestens einem Transistor, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Elektrode des Transistors (17) ihre den Arbeitspunkt bestimmende Vorspannung über eine Widerstandskombination erhält, welche den Fotowiderstand (14) enthält und so bemessen ist, daß die Transistorschaltung auf der Primärseite des Wandlers nur bei unbelichteten! Fotowiderstand schwingt.

4. Elektrisches Entladungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Fotowiderstand enthaltende Widerstandskombination so bemessen ist, daß die Schaltung bei belichtetem Widerstand mit einer stark verringerten Amplitude schwingt.

5. Elektrisches Entladungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle der Anzeigelampe (12) und dem Fotowiderstand (14) eine Lichtführung aus einem transparenten Werkstoff von stabförmiger Gestalt angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Funkschau, Juni 1958, S. 285.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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