DE1088550B

DE1088550B - Magnetic amplifier in self-saturation circuit, especially for voltage control

Info

Publication number: DE1088550B
Application number: DES62512A
Authority: DE
Inventors: Paul Marhold
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-04-10
Filing date: 1959-04-10
Publication date: 1960-09-08
Also published as: FR1247289A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Magnetverstärker in Selbstsättigungsschaltung mit Spannungssteuerung (Ramey-Schaltung) werden vorteilhaft wegen der erforderlichen, relativ hohen Steuerspannung in Verbindung mit einer Transistorvorstufe betrieben. Durch diese Vorstufe sind bei den bekannten Schaltungen eine eigene Hilfsspannungsquelle und gewöhnlich weitere Schaltmittel, wie z. B. Widerstände, Ventile und Steuerwicklungen, auf den Verstärkerkernen bedingt. Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diesen Aufwand zu verringern.Magnetic amplifiers in self-saturation circuit with voltage control (Ramey circuit) are advantageous because of the relatively high control voltage required in conjunction with a transistor preamp operated. Due to this preliminary stage, the known circuits have their own auxiliary voltage source and usually other switching means, such as. B. resistors, valves and control windings on the amplifier cores conditional. The present invention aims to reduce this effort.

Es ist nun bekannt, bei einem Magnetverstärker in Selbstsättigungsschaltung, insbesondere mit Spannungssteuerung, die Selbstsättigungsventile durch Transistoren zu überbrücken, wobei an letztere eine . veränderbare Steuerspannung angeschlossen ist. Die Steuerung des magnetischen Verstärkers wird hierbei durch die Veränderung des über die Transistoren fließenden Rückmagnetisierungsstromes vorgenommen.It is now known, in a magnetic amplifier in a self-saturation circuit, in particular with voltage control, to bypass the self-saturation valves by transistors, with one connected to the latter. variable control voltage is connected. The control of the magnetic amplifier is here made by changing the reverse magnetization current flowing through the transistors.

Gegenüber dieser einfachsten Anordnung weisen zusammengesetzte Schaltungen, wie die Doubler- oder die Brückenschaltung, eine Reihe von Vorzügen auf, auf die deren vielfältige praktische Verwendung zurückzuführen ist. Es ist deshalb erwünscht, die zuvor erwähnte Methode der Steuerung von Transduktoren auch auf solche zusammengesetzte Schaltungen zu übertragen. Eine solche Übertragung ist auch durchführbar, jedoch ergibt sich dabei eine Schaltung, die keinesfalls eine Optimallösung darstellt. So sind z.B. zur Steuerung der beiden in den Antiparallelzweigen liegenden Transistoren zwei erdpotentialfreie Spannungsquellen notwendig, deren Spannung in den meisten Fällen durch weitere Maßnahmen auf gleicher Höhe gehalten werden muß.Compared to this simplest arrangement, composite circuits such as the doubler or the bridge circuit, a number of advantages, to which their diverse practical use can be attributed is. It is therefore desirable to use the aforementioned method of controlling transducers can also be transferred to such composite circuits. Such a transfer is also feasible, however, this results in a circuit that is by no means an optimal solution. E.g. to control the two transistors located in the antiparallel branches, two potential-free voltage sources necessary, their voltage in most cases by further measures on the same Height must be maintained.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß bei Speisung eines Verbrauchers über zwei antiparallel geschaltete Zweige, bestehend aus je einem Selbstsättigungsventil und einer Transduktorarbeitswicklung, wie z. B. bei Anwendung einer Brücken- oder Doublerschaltung, die zwei mit vertauschter Durchlaßrichtung zwischen die beiden Verstärkerdrosseln und dem einen Pol der Wechselspannungsquelle geschalteten Ventile durch die Kollektor-Emitter-Strecke eines n-p-n- bzw. durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines p-n-p-Transistors in der Weise überbrückt werden, daß die Durchlaßrichtung der der parallel liegenden Ventile entgegengerichtet ist, und daß die Steuerspannung direkt zwischen die Basen der beiden Transistoren geschaltet wird.These disadvantages are avoided according to the invention in that when a consumer is fed over two branches connected in antiparallel, each consisting of a self-saturation valve and a transducer working winding, such as B. when using a bridge or doubler circuit, the two with interchanged Forward direction between the two amplifier chokes and one pole of the AC voltage source switched valves through the collector-emitter path of an n-p-n or through the emitter-collector path of a p-n-p transistor are bridged in such a way that the forward direction of the parallel valves is opposed, and that the control voltage is directly between the bases of the both transistors is switched.

Man kann die beiden Transistoren stetig erneuern, d. h. Steuerzustände wählen, die auf der Steuerkennlinie des Transistors zwischen den Zuständen der vollständigen Sperrung und der maximalen Leitfähigkeit liegen. Man kann aber auch in an sich bekannter Weise die Transistoren als Schalttransistoren be-Magnetverstärker You can constantly renew the two transistors, i. H. Select control states that are on the control characteristic of the transistor between the states of complete blocking and maximum conductivity lie. However, the transistors can also be used as switching transistors in a manner known per se - magnetic amplifiers

in Selbstsättigungsschaltung,in self-saturation circuit,

insbesondere für Spannungssteuerungespecially for voltage control

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Paul Marhold, Berlin,
ist als Erfinder genannt wordenPaul Marhold, Berlin,
has been named as the inventor

treiben, d. h. im wesentlichen nur die Zustände der völligen Sperrung und der maximalen Leitfähigkeit wählen, wobei die Zwischenzustände sehr schnell durchlaufen werden. Hierzu ist eine S teuer spannung in Form einer Folge von vorzugsweise rechteckförmigen Impulsen erforderlich, wobei das Verhältnis zwischen Impulsbreite und Impulsabstand (das sogenannte Taktverhältnis) veränderbar ist. Diese Betriebsweise hat den Vorteil, daß die Eigenverluste der Transistoren sehr gering bleiben, da fast ständig entweder der Strom oder die Spannung am Transistor und damit auch die Verlustleistung des Transistors praktisch gleich Null ist. Die Rückmagnetisierung der Verstärkerdrosseln erfolgt hierbei schrittweise, wobei die Schrittgröße von der Taktfrequenz der Transistorsteuerung abhängt, die entsprechend den Erfordernissen gewählt werden kann. Hierbei ist aber nur eine einzige Spannungsquelle erforderlich, so daß keinerlei zusätzliche Einrichtungen benötigt werden, die die Gleichheit der sonst erforderlichen zwei Steuerspannungen nach Größe und/oder Phase gewährleisten.drift, d. H. essentially only the states of total blocking and maximum conductivity select, whereby the intermediate states are passed through very quickly. This is an expensive voltage in Form of a sequence of preferably rectangular pulses is required, the ratio between Pulse width and pulse spacing (the so-called pulse ratio) can be changed. This mode of operation has the advantage that the internal losses of the transistors remain very low, since either the Current or the voltage at the transistor and thus also the power loss of the transistor is practical equals zero. The reverse magnetization of the amplifier chokes takes place step by step, whereby the Step size depends on the clock frequency of the transistor control, which is according to the requirements can be chosen. Here, however, only a single voltage source is required, so that none Additional facilities are required that ensure the equality of the otherwise required two control voltages according to size and / or phase.

Fig. 1 zeigt die bekannte Anordnung eines Transistors parallel zum Selbstsättigungsventil einer einfachen Transduktorschaltung mit Spannungssteuerung; Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 1 shows the known arrangement of a transistor in parallel with the self-saturation valve of a simple one Transductor circuit with voltage control; Fig. 2 shows an embodiment of the invention.

In Fig. 1 ist 1 die Arbeitswicklung des Verstärkers, 2 die Arbeitsspannungsquelle, 3 der Verbraucher und 4 das Selbstsättigungsventil. Das Ventil 4 ist durch einen p-n-p-Transistor 5 überbrückt, zwischen dessen Basis 6 und Emitter 7 eine Steuerspannung 10 liegt. Während der Arbeitshalbwelle, in der die Wechselspannungsquelle 2 eine Polarität hat, bei der das Ven-In Fig. 1, 1 is the working winding of the amplifier, 2 is the working voltage source, 3 is the consumer and 4 the self-saturation valve. The valve 4 is bridged by a p-n-p transistor 5, between which Base 6 and emitter 7 have a control voltage 10. During the working half-wave in which the AC voltage source 2 has a polarity in which the valve

" - ■ --> 009 590/275"- ■ -> 009 590/275

til 4 durchlässig ist, hat der Transistor 5 auf die Vorgänge keinen wesentlichen Einfluß. Während der Rückmagnetisierungshalbwelle, in der das Ventil 4 sperrt, wird durch den Transistor 5 ein Nebenweg gebildet, dessen Widerstand durch den Betrag der Steuerspannung 10 bestimmt ist. Ist der Transistor 5 auf hohe Leitfähigkeit gesteuert, so wird der Kern des Verstärkers über die Arbeitswicklung 1 weitgehend rückmagnetisiert, während bei Sperrung des Transistors 5 keine Rückmagnetisierung stattfindet. Bei höherer Rückmagnetisierung ergibt sich in den Arbeitshalbwellen in bekannter Weise eine geringere Spannung am Verbraucher und entsprechend bei kleinerer Rückmagnetisierung eine hohe Verbraucherspannung. til 4 is permeable, the transistor 5 has no significant influence on the processes. During the Reverse magnetization half-wave, in which the valve 4 blocks, becomes a bypass path through the transistor 5 formed, the resistance of which is determined by the magnitude of the control voltage 10. Is the transistor 5 Controlled to high conductivity, the core of the amplifier is largely via the working winding 1 magnetized back, while when the transistor 5 is blocked, no back magnetization takes place. With a higher back magnetization, there is a lower one in the working half-waves in a known manner Voltage at the consumer and, accordingly, with a smaller reverse magnetization, a high consumer voltage.

In Fig. 2 ist die Anwendung der Erfindung bei einem Magnetverstärker in Brückenschaltung dargestellt. Die beiden Verstärkerdrosseln sind mit 11 und 12, die Arbeitsspannungsquelle mit 13 und der Verbraucher mit 14 bezeichnet. Die Selbstsättigungsventile 15 und 16 sind durch Transistoren überbrückt, und zwar das Ventil 15 durch einen n-p-n-Transistor 17 und das Ventil 16 durch einen p-n-p-Transistor 18. Die veränderbare Steuerspannung 21 liegt zwischen der Basis des Transistors 17 und der Basis des Transistors 18. Bei dieser Schaltungsanordnung liegen die Basis-Emitter-Strecken beider Transistoren im richtigen Sinn in Reihe, so daß sie gleichzeitig durch die einzige Spannungsquelle 21 gespeist werden können. Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 2 ist derart, daß während der Rückmagnetisierungshalbwelle der Arbeitswicklung 11 bzw. des ihr zugeordneten Drosselkernes der Transistor 17 bei sperrendem Ventil 15 die Rückmagnetisierung steuert, während in der anderen Halbwelle bei sperrendem Ventil 16 der Transistor 18 die Rückmagnetisierung des der Arbeitswicklung 12 zugeordneten Kernes steuert. 2 shows the application of the invention to a magnetic amplifier in a bridge circuit. The two amplifier chokes are marked with 11 and 12, the working voltage source with 13 and the consumer denoted by 14. The self-saturation valves 15 and 16 are bridged by transistors, and the valve 15 through an n-p-n transistor 17 and the valve 16 through a p-n-p transistor 18. The variable control voltage 21 lies between the base of the transistor 17 and the base of the transistor 18. In this circuit arrangement, the base-emitter paths of both transistors are in the correct position Sense in series, so that they can be fed by the single voltage source 21 at the same time. The mode of operation of the arrangement according to FIG. 2 is such that during the reverse magnetization half-wave the working winding 11 or the inductor core assigned to it, the transistor 17 when it is off Valve 15 controls the reverse magnetization, while in the other half-wave with the valve 16 blocking Transistor 18 controls the reverse magnetization of the core assigned to the working winding 12.

In Reihe mit den Transistoren 17 und 18 können Schutzwiderstände 19 bzw. 20 angeordnet sein.Protective resistors 19 and 20, respectively, can be arranged in series with transistors 17 and 18.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Magnetic amplifier in self-saturation circuit, especially for voltage control, thereby characterized in that when feeding a consumer

ίο consisting of two branches connected antiparallel each from a self-saturation valve and a transductor working winding, such. B. when using a bridge or doubler circuit, the two with reversed forward direction between the two amplifier chokes and valves connected to one pole of the AC voltage source through the collector-emitter path of an n-p-n or through the emitter-collector path of a p-n-p transistor are bridged in such a way that the forward direction of the parallel lying Valves is opposite, and that the control voltage is directly between the bases of the both transistors is switched.

2. A method for operating a magnetic amplifier according to Claiml, characterized in that that the transistors are controlled as switching transistors.

Considered publications:
"Funk &Ton" magazine, 1954, No. 2, pp. 107 to 109;

Electronics magazine, August 1953, pp. 136 to 140; September 1953, pp. 140 to 143;

Journal "Proceedings of the IRE", June 1953, pp. 717 to 724.

1 sheet of drawings