DE1183996B

DE1183996B - Anordnung zur Regelung der Spannung oder des Stromes eines aus einer Gleichstromquelle gespeisten Gleichstromverbrauohers

Info

Publication number: DE1183996B
Application number: DEA38093A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Klaus Eberts
Original assignee: Accumulatorenfabrik Sonnenschein GmbH
Current assignee: Accumulatorenfabrik Sonnenschein GmbH
Priority date: 1961-08-09
Filing date: 1961-08-09
Publication date: 1964-12-23

Description

Anordnung zur Regelung der Spannung oder des Stromes eines aus einer Gleichstromquelle gespeisten Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Spannung oder des Stromes eines aus einer Gleichstromquelle gespeisten Gleichstromverbrauchers unter Verwendung eines mit diesen in Reihe geschalteten gesteuerten Halbleitergleichrichters und Mitteln zu dessen periodischer Zündung und Löschung mit fester Frequenz. Bisher wurden gesteuerte Halbleitergleichrichter vorwiegend zur Gleichrichtung von Wechselspannungen eingesetzt, da sie ähnlich einem Thyratron arbeiten. Steht an der Anode gegenüber der Kathode ein positives Potential, dann fließt ein Strom, wenn an die Steuerelektrode eine positive Spannung oder ein positiver Zündimpuls gelegt wird. Unterbrochen wird der Strom nur, wenn die Spannung an der Anode Null oder negativ wird. Da dies normalerweise nur bei Betrieb mit Wechselspannung der Fall ist, müssen bei Einsatz des gesteuerten Halbleitergleichrichters im Gleichstromkreis besondere Maßnahmen zur periodischen Löschung ergriffen werden, wenn eine Stromregelung erfolgen soll.
Bisher bekannte Maßnahmen dieser Art bestanden darin, daß mittels mechanischer Schalter eine periodische Unterbrechung des Gleichstromes erzielt wurde. Eine andere bekannte Methode besteht darin, daß mittels RLC-Gliedem eine Schwingung angeregt wird, um am gesteuerten Gleichrichter periodisch eine Spannungsumpolung und -eine damit verbundene periodische Löschung zu erreichen. Ein dritter bekannter Weg wird beschritten durch die Verwendung von zwei gesteuerten Gleichrichtern, die zusammen eine Flip-Flop-Schaltung bilden und auf diesem Wege das Problem der Löschung bewerkstelligen. Das Verfahren mit den mechanischen Schaltern hat die bekannten Nachteile jeder Mechanik, derweil die Verwendung von zwei gesteuerten Gleichrichtern aus wirtschaftlichen Gründen in vielen Fällen wegen des erheblichen Preises nicht zur Anwendung kommen kann. Gegen das Verfahren der Schwingungsanfachung mittels RLC-Gliedem spricht der erheblich größere Aufwand zur Erzeugung der periodischen Zündimpulse, da hierbei eine Spannungs-bzw. Stromregelung nur durch eine kontinuierliche Änderung der Zündimpulsfrequenz erfolgen kann. Da die Größe des Lastwiderstandes in die Resonanzfrequenz des Schwingkreises eingeht, ist außerdem bei Änderung des Lastwiderstandes während des Betriebs eine Anpassung der Zündimpulsfrequenz erforderlich.
Unter Umgehung dieser Schwierigkeiten hat sich die Erfindung bei einer Anordnung mit fester Zündimpulsfrequenz die Aufgabe gestellt, eine ohne zusätzlichen steuerbaren Gleichrichter auskommende, kontaktlose Löschschaltung zu schaffen. Die Erfindung besteht darin, daß für die periodische Löschung eine aus einer Einweg-Gdeichrichtung erhaltene Halbwellenspannung, deren Amplitude gleich oder größer der Speisegleichspannung ist, in Reihe mit der Gleichstromquelle, dem gesteuerten Halbleitergleichrichter und dem Verbraucher gegensinnig zur Speisegleichspannung geschaltet ist, wobei die Wechselspannung aus derselben Gleichstromquelle und galvanisch getrennt von dieser erzeugt wird.
Durch die der Gleichspannung somit überlagerte Halbwellenspannung wird die am gesteuerten Halbleitergleichrichter wirksame Gesamtspannung periodisch mit der Frequenz der Wechselspannung gleich Null oder sogar negativ, wodurch der gezündete gesteuerte Gleichrichter jedesmal wieder gelöscht wird.
Da die periodische Löschung mit fester Frequenz erfolgt, können die Zündimpulse aus dieser Wechselspannung über einen Phasenschieber gewonnen werden. Es kann dazu die Reihenschaltung einer Transformatorwicklung mit Mittelanzapfung mit einem Kondensator und einem steuerbaren Halbleiterwiderstand benutzt werden, wobei die phasenverschobenen Zündimpulse zwischen der Mittelanzapfung des Transformators einerseits und dem Verbindungspunkt zwischen Kondensator und steuerbarem Halbleiterwiderstand andererseits entnommen werden.
Als steuerbarer Halbleiterwiderstand dient entweder die Kollektor-Emitter-Strecke eines normalen Transistors oder auch eines symmetrischen Transistors oder zwei gegensinnig parallel geschaltete Transistoren oder ein Fotowiderstand.
Für den Fall des Transistors als veränderlicher Widerstand im Phasenschieber kann dieser vom Spannungsabfall eines kleinen Reihenwiderstandes oder aber über einen Spannungsteiler von der Spannung am Verbraucher< im Hauptstromkreis gesteuert werden.
Eine andere Ausführung sieht ein Spannungs- oder Strommeßwerk im Hauptstromkreis vor, dessen Zeigerbewegung den Lichteinfall auf ein lichtempfindliches Element; z. B. Fotowiderstand oder Fotoelement, regelt, welches seinerseits direkt oder über die Transistoren des Phasenschiebers die Phasenverschiebung und damit -den Zündeinsatzpunkt und damit die Spannung oder den Strom im Hauptstromkreis regelt. Der Phasenschieber erzeugt je nach Eigenart des verwendeten steuerbaren Halbleiterwiderstandes eine phasenverschobene volle oder auch im Einweg gleichgerichtete Wechselspannung, deren Kurvenform im allgemeinen für den Betrieb des gesteuerten Gleichrichters belanglos ist. Notwendigenfalls können zwischen Phasenschieber und gesteuertem Gleichrichter an sich bekannte, den Impuls formende Mittel vorgesehen werden.
Mit Vorteil kann das -Prinzip der Erfindung zur Strom- oder spannungsgeregelten Formierung der Platten von Akkumulatoren oder zur Ladung und zur Entladung von Akkumulatorenbatterien dienen.
Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung auch als Konstantstrom- oder als Konstantspannungsquelle dienen.
Die Erfindung ist auf die angeführten Anwendungs- und Ausführungsbeispiele nicht beschränkt.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Regelung der Spannung oder des Stromes eines aus einer Gleichstromquelle gespeisten Gleichstromverbrauchers unter Verwendung eines mit diesen in Reihe geschalteten gesteuerten Halbleiter-Gleichüchters und Mitteln zu dessen periodischer Zündung und Löschung mit fester Frequenz, ..dadurch g:e k e n n z,e i c h -n''e t ; daß für die periodische Löschung eine aus einer Einweg-Gleichrichtuilg -erhaltene Hälli= wellenspannung, deren Amplitude gleich oder größer der Speisegleichspannung ist, in Reihe mit der Gleichstromquelle, dem gesteuerten Halbleiter-Gleichrichter und dem Verbraucher gegensinnig zur Speisegleichspannung geschaltet ist, wobei die Wechselspannung aus derselben Gleichstromquelle und galvanisch getrennt von dieser erzeugt wird.
2. Anordnung nach . Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung _, über einen an sich bekannten elektromechanischen Zerhacker oder elektronischen Wandler gewonnen wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichstromquelle eine Akkumulatorenbatterie dient. .
4. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Formierung der Platten oder zur Ladung von Akkumulatorenbatterien dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1093 503; schweizerische Patentschrift Nr. 130 543; AEG-Mitteilungen, 1959, Heft 10/11, S. 523; ` ' Elektrotechnische Zeitschrift, »Ausgabe B «,Heft 19, 1960, S. 455 bis 457; Technische Rundschau, 1961, Nr. 20, S.11 und 13.