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Kleinst-Elektronenblitzgerät Die Miniaturisierung der Elektronenblitzgeräte
stößt bei der Verkleinerung der Bauteile auf gewisse Schwierigkeiten. Den größten
Raum- und Gewichtsbedarf eines Elektronenblitzgerätes fordern seit Einführung der
Transistor-Gleichspannungswandler und der wannenförmigen Reflektoren mit stabförmiger
Gasentladungslampe immer noch Speichereinrichtung und Niedervoltbatterie. Von der
Größe der Speichereinrichtung ist die Speicherleistung und damit die Leitzahl abhängig.
Leitzahl L = k - 1/ C - k ist eine Konstante abhängig vom Wirkungsgrad
der Einrichtung. Durch Ausnutzung der höchstzulässigen Betriebsspannung von zur
Zeit etwa 500 V wird ein Optimum an Speicherleistung pro Volumeinheit für eine Elektrolytkondensatortype
erzielt. Auf der Niedervoltseite muß die Batterie so dimensioniert werden, daß sie
mit einer Ladung eine Mindestzahl von Blitzentladungen erlaubt. Gleichzeitig muß
mit Rücksicht auf eine möglichste Verkürzung der Aufladezeit die Batterie so bemessen
werden, daß sie die zu erwartenden Stromspitzen während des Aufladevorganges verträgt.
Aus den vorgeschilderten Gründen muß der Wirkungsgrad der Gleichspannungwandleranordnung
so hoch gezüchtet werden, daß während des Blitzbetriebes und während der Bereitschaftszeit
die laufenden Verluste so niedrig gehalten werden, daß aus den angewendeten Bauteilen
ein Höchstmaß an Leistung herausgeholt werden kann.
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Die Aufladung mit erhöhter Ladespannung und die Spannungskonstanthaltung
an der Speichereinrichtung dienen nicht nur der Verbesserung der Aufladezeiten,
also der Erhöhung der Blitzbereitschaft, sondern auch der Leistungssteigerung durch
die Möglichkeit der dauernden Ausnutzung der am Elektrolytkondensator zulässigen
Spannung als Betriebsspannung.
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Die Erfindung betrifft ein Kleinst-Elektronenblitzgerät mit einem
ein- oder mehrstufigen Transistor-Gleichspannungswandler, mit Aufladung mit erhöhter
Ladespannung zur Erzielung kurzer Aufladezeiten und mit Ladebegrenzung nach Erreichen
der Betriebsspannung. und periodischer Nachladung des Blitzkondensators unter Verwendung
eines den Transistoroszillator steuernden Steuerkreises, der einen von einer Glimmlampe
gesteuerten Photowiderstand enthält, wobei an der Glimmlampe eine von dem parallel
zum Blitzkondensator liegenden Spannungsteiler abgegriffene Teilspannung liegt.
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Ziel der Erfindung ist ein Kleinst-Elektronenblitzgerät, das bei möglichster
Herabsetzung des Aufwandes an Bauteilen zur Erzielung eines geringen Gewichtes und
eines einfachen Aufbaues durch Vermeidung aller irgendwie vermeidbaren Verluste
gleichzeitig eine möglichst hohe Leistung und günstige andere Eigenschaften aufweist.
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Die Verluste durch den Leckstrom des Speicherkondensators sind nicht
zu vermeiden. Durch Auswahl geeigneter Kondensatoren und regelmäßige Formierung
nach längeren Betriebspausen kann ein Mindestwert dieses Verluststromes erzielt
werden. Gänzlich herabsetzen läßt sich der Leckstrom nicht. Eine weitere Verlustquelle
ist der unvermeidliche Spannungsteiler für den Anschluß der Bereitschaftsanzeige
und der Hochspannungszündeinrichtung. Wie schon oben erwähnt, gehört zur Erreichung
der höchsten Speicherleistung und zur Erzielung einer günstigsten Blitzfolgezeit
eine Schnellaufladung und damit eine Spannungsbegrenzung und Spannungsregelung.
Diese Spannungsbegrenzung erfordert einen weiteren Energieabfluß auf der Sekundär-,
also Hochvoltseite. Aufgabe der Erfindung ist es nun, durch Anschluß der Spannungsbegrenzungsschaltung
an den schon vorhandenen Spannungsteiler ohne Erhöhung des Querstromes durch diesen
Spannungsteiler die Gesamtverluste niedrig zu halten und damit der Miniaturisierung
des Gerätes zu dienen.
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Erfindungsgemäß ist der Spannungsteiler über eine Fußpunktglimmlampe
geerdet, welche schon bei geringerer Spannung am Blitzkondensator zündet und entsprechend
ihrer Brennspannung an ihrem spannungsteilerseitigen Ende eine bestimmte Spannung
festhält, wobei beim Aufleuchten der erst bei Erreichen der maximal zulässigen Blitzkondensatorspannung
(Abschaltspannung) zündenden, den Photowiderstand steuernden Glimmlampe über den
Photowiderstand eine Umleitung eines wesentlichen Teiles des Spannungsteilerquerstromes
zur Sperrung des Transistoroszillators erfolgt und wobei parallel zu einem Teilwiderstand
des Spannungsteilers noch eine weitere Glimmlampe angeschlossen ist, die beim Erreichen
der
minimal zulässigen Blitzkondensatorspannung anspricht und zur Bereitschaftsanzeige
dient.
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Das wesentliche, beim Gerät nach der Erfindung verwendete Mittel zur
Durchführung der beabsichtigten Ersparnis ist der Spannungsteiler mit Fußpunktglimmlampe.
Diese Glimmlampe liegt erdseitig und zündet schon bei verhältnismäßig geringer Spannung
am Blitzkondensator. Entsprechend der Brennspannung der Glimmlampe wird am spannungsteilerseitigen
Ende eine bestimmte Spannung festgehalten. Sobald bei Erreichung der maximal zulässigen
Betriebsspannung eine weitere (Abschalte-) Glimmlampe aufleuchtet, wird der Widerstandswert
eines von letzterer Glimmlampe angeleuchteten Photowiderstandes derart gering, daß
ein großer Teil des durch den Spannungsteiler fließenden Stromes über den Photowiderstand
zur Basis eines Steuertransistors geleitet. Der Steuertransistor hat die Aufgabe,
während der Dauer des Leuchtens der Abschalteglimmlampe die Weiterladung des Speicherkondensators
und damit ein weiteres Ansteigen der Spannung an diesem Kondensator zu verhindern.
Mittels einer weiteren Glimmlampe, parallel geschaltet zu einem Teilwiderstand des
Spannungsteilers, wird das Erreichen der minimal zulässigen Blitzkondensatorspannung
und damit die Blitzbereitschaft des Gerätes angezeigt.
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Der Abbildung ist die Lösung gemäß der Erfindung zu entnehmen. Auf
der Hochvoltseite des Gleichspannungswandlers liegt parallel zum Speicherkondensator
C1. der übliche Spannungsteiler zur Bereitschaftsanzeige. Der Spannungsteiler besteht
aus den Widerständen R 1, R 2 und R 3 und einer Glimmlampe Gll im Fußpunkt. Parallel
zum Widerstand R 1 ist die Anzeigeglimmlampe G12 angeordnet, parallel zum Widerstand
R 2 die Beleuchtungsglimmlampe G13, welche der Steuerung des Photowiderstandes Rph
1 dient. Schon bei geringer Spannung am Speicherkondensator C 1 wird Fußpunktglimmlampe
Gll zünden. Nach Erreichung von 80 oder 9001o der Betriebsspannung (einstellbar
durch den Regelwiderstand R 1) wird die Anzeigeglimmlampe G12 als Bereitschaftsanzeige
aufleuchten. Die weitere Glimmlampe G13 wird nach Erreichung der gewünschten Abschaltespannung
am Speicherkondensator C1, also immer später als G12 zünden. Die Beleuchtungsglimmlampe
G13 wirkt unmittelbar auf der Photowiderstand Rphl und steuert dessen Widerstand.
Durch Erniedrigung des Widerstandswertes von Rphl wird mit der Spannung, welche
der Brennspannung der Fußpunktglimmlampe Gll entspricht, der größte Teil des Querstromes
durch den hochspannungsseitigen Spannungsteiler zur Basis des Steuertransistors
T3 umgeleitet. Der Steuertransistor bringt den Transistoroszillator zum Stillstand.
Der Steuertransistor T3 wird so lange gesperrt, wie die Glimmlampe G13 während der
Rückentladung des Speicherkondensators C 1 über den sekundärseitigen Spannungsteiler
leuchtet und den Photowiderstand Rph 1 belichtet. Das Neuartige der Schaltung
und die Ersparnis bestehen darin, daß der Querstrom über den Spannungsteiler R 1,
R 2, R 3, Glimmlampe Gl l zur Steuerung des Steuertransistors T 3
nach Aufleuchten der Glimmlampe G13 herangezogen wird. Der Querstrom durch einen
Spannungsteiler zum Anschluß einer oder mehrerer Glimmlampen i auf der Hochvoltseite
betrage 100 [tA. Ein etwas geringerer Betrag ist notwendig zur zuverlässigen Sperrung
des Steuertransistors T3 in allen Betriebslagen. Bei Normaltemperatur beträgt der
Sperrstrom des Transistors T3 10 gA, bei 25' C Obertemperatur fast 100 #tA. Auch
dieser Betrag muß mit Sicherheit zur Sperrung bereitgestellt werden. Der Spannungsteiler
kann aber diesen Strom abgeben, da Glimmlampe Gll noch bis zu einem Brennstrom von
einigen wenigen ltA ihre Brennspannung und damit die Potentialverhältnisse am Spannungsteiler
konstant hält.
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Ein Querstrom von 100 «A hochvoltseitig ergibt bei 500 Volt
Betriebsspannung und einem angenommenen Wirkungsgrad der Gesamtanordnung von 50111o
einen Leistungsbedarf von 0,1 Watt primärseitig. Bei einer Speicherkapazität von
40 Wsec. und einer Aufladezeit von höchstens 10 Sekunden, Daten, die auch bei Kleinstgeräten
zu fordern sind, beträgt der durchschnittliche Leistungsbedarf primärseitig in der
Sekunde 4 Watt. Bei Anschaltung der lichtsteuernden Glimmlampe wird an der Transistorbasis
eine Steuerleistung von 100 NA verlangt. Ohne Anwendung der Fußpunktglimmlampe
GI 1 und die Umlenkung des Spannungsteilerquerstroms über den Photowiderstand
wäre zur Aufbringung der Steuerstromstärke von 100 «A an der Transistorbasis des
Steuertransistors T3 ein Querstrom im Spannungsteiler von mindestens 5facher Größe
und damit eine primärseitige Leistung allein für die Steuerung von 0,5 Watt erforderlich.
Die Anordnung einer Fußpunktglimmlampe im Sinne der Erfindung zur Festhaltung der
Potentialverhältnisse am Spannungsteiler entsprechend ihrer Brennspannung und die
Umleitung des Spannungsteilerstromes über einen Photowiderstand zur Basis des Steuertransistors
setzt also den Leistungsbedarf für die Regelung bedeutend herab, verbessert den
Wirkungsgrad.
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Bei der erfindungsgemäßen Schaltung handelt es sich um eine spannungsgesteuerte
Abschaltung, die entsprechend der Zünd-Lösch-Spannungsdifferenz der Steuerglimmlampe
G13 arbeitet.