DE1188184B - Electronically controlled device for supplying a constant direct voltage or a constant direct current - Google Patents
Electronically controlled device for supplying a constant direct voltage or a constant direct currentInfo
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Description
Elektronisch geregeltes Gerät zur Lieferung einer konstanten Gleichspannung oder eines konstanten Gleichstroms Es ist ein elektronisch geregeltes Gerät zum Erzeugen einer gleichgerichteten Hochspannung mit einem einen Hochspannungstransformator speisenden Oszillator bekannt geworden. Die Regelung der Ausgangsspannung des bekannten Gerätes erfolgt über die Regelung der Verstärkung einer Elektronenröhre eines Röhrengenerators für Sinusschwingungen. Das Gerät weist einen beschränkten Regelbereich auf, da die Schwingungen des Röhrengenerators vor allem im unteren Regelbereich abreißen.Electronically controlled device for supplying a constant DC voltage or a constant direct current It is an electronically controlled device for Generating a rectified high voltage with a high voltage transformer feeding oscillator became known. Regulation of the output voltage of the well-known Device takes place by regulating the amplification of an electron tube of a tube generator for sine waves. The device has a limited control range because the Tear off vibrations of the tube generator, especially in the lower control range.
Es ist ferner ein stabilisiertes Netzgerät mit einem Transistoroszillator für Hochfrequenz bekanntgeworden, dessen Frequenz von der Regelabweichung beeinflußt wird. Die Ausgangssignale des Oszillators werden einem Hochspannungstransformator zugeführt. Der Nachteil dieses bekannten Gerätes besteht darin, daß zur Kompensation des Frequenzganges des Hochspannungstransformators aufwendige Schaltungsmaßnahmen erforderlich sind.It is also a stabilized power supply with a transistor oscillator became known for high frequency, the frequency of which is influenced by the control deviation will. The output signals from the oscillator are fed to a high voltage transformer fed. The disadvantage of this known device is that for compensation the frequency response of the high-voltage transformer complex circuit measures required are.
Außerdem ist ein Sägezahngenerator mit einer Vierschichtdiode beschrieben worden, dessen Impulsfrequenz durch Widerstände steuerbar ist. Es ist ferner bekannt, einen Impulsgenerator mit einem Schwingkreis aus einer Induktivität, einem Kondensator und einer Vierschichtdiode aufzubauen. Die Induktivität hat die Wirkung, den Aufbau des Diodenstromes zu verzögern. Die Vorspannungspegel stellen sich schneller ein, und es ergibt sich für die Steuerimpulse eine höhere Impedanz. Indem Gerät nach der vorliegenden Erfindung wird ein Impulsgenerator ähnlichen Aufbaus als Oszillator verwendet.A sawtooth generator with a four-layer diode is also described whose pulse frequency can be controlled by resistors. It is also known a pulse generator with an oscillating circuit made up of an inductance, a capacitor and to build a four-layer diode. The inductance has the effect of building up to delay the diode current. The bias levels adjust more quickly, and there is a higher impedance for the control pulses. By device according to The present invention uses a pulse generator of similar construction as an oscillator used.
Die Erfindung betrifft ein. elektronisch geregeltes Gerät zur Lieferung einer konstanten Gleichspannung oder eines konstanten Gleichstroms aus einem Wechselspannungsgenerator mit einem Hochspannungstransformator und diesem sekundärseitig nachgeschalteten Gleichrichter, wobei die Regelung durch Steuerung der Generatorfrequenz in Abhängigkeit von der Regelabweichung erfolgt. Die erwähnten Nachteile der bekannten Geräte werden erfindungsgemäß durch einen Impulsgenerator als Wechselspannungsgenerator vermieden, der aus einem elektronisch steuerbaren Widerstand in Reihe mit einem aus der Primärwicklung des Transformators, einem Kondensator und einem Widerstand mit negativem Widerstandsbereich in der Stromspannungskennlinie bestehenden Schwingungskreis gebildet ist.The invention relates to a. electronically controlled device for delivery a constant direct voltage or a constant direct current from an alternating voltage generator with a high-voltage transformer and this downstream on the secondary side Rectifier, the regulation by controlling the generator frequency as a function of the control deviation takes place. The mentioned disadvantages of the known devices are avoided according to the invention by a pulse generator as an alternating voltage generator, that of an electronically controllable resistor in series with one of the primary winding the transformer, a capacitor and a resistor with negative resistance range is formed in the current-voltage characteristic existing oscillation circuit.
Ein Gerät mit einem Innenwiderstand von wahlweise Null bzw. Unendlich wird dadurch erhalten, daß dem elektronisch steuerbaren Widerstand als Steuerspannung die Differenzspannung aus einer Konstantspannung und der am Verbraucherwiderstand anliegenden bzw. dem durch den Verbraucherwiderstand fließenden .Strom proportionalen Spannung zugeführt wird. Ein derartig aufgebautes Gerät ist besonders zur Serienmessung der Sperrspannung bei vorgegebenem Strom bzw, der Sperrströme bei vorgegebener Sperrspannung von Halbleiterbauelementen geeignet, da die nicht konstant gehaltenen und von den konstant :gehaltenen Größen abhängigen Ströme bzw. Spannungen in weiten Grenzen bei der Serienmessung schwanken können. Der Vorteil gegenüber den bekannten Geräten besteht vor allem darin, daß das Gerät nach der Erfindung einen sehr großen Regelbereich bei äußerst geringem Schaltungsaufwand aufweist.A device with an internal resistance of either zero or infinity is obtained in that the electronically controllable resistor is used as the control voltage the differential voltage from a constant voltage and that at the load resistance applied or proportional to the current flowing through the consumer resistance Voltage is supplied. A device constructed in this way is particularly useful for series measurements the blocking voltage for a given current or the blocking currents for a given blocking voltage of semiconductor components because the not kept constant and of the constant: currents or voltages that are held as a function of the variables within wide limits can fluctuate during series measurements. The advantage over the known devices consists mainly in the fact that the device according to the invention has a very large control range with extremely little circuit complexity.
Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines durch die Zeichnung gegebenen Ausführungsbeispiels erläutert werden.The invention is intended in the following with reference to one by the drawing given embodiment are explained.
Die F i g. 1 stellt den elektronisch regelbaren Hochspannungsteil dar, der als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist.The F i g. 1 represents the electronically controllable high-voltage part represents, which is designated as a whole by the reference number 1.
F ig. 2 ist ein Blockschaltbild eines elektronisch geregelten Gerätes zur Erzeugung einer gleichgerichteten Hochspannung mit unendlich großem Innenwiderstand unter Verwendung des elektronisch regelbaren Hochspannungsteiles 1; Die F i :g. 3 ist ein Blockschaltbild eines elektronisch geregelten Gerätes zur Erzeugung einer gleichgerichteten Hochspannung mit einem Innenwiderstand von Null unter Verwendung des elektronisch regelbaren Hochspannungsteiles 1.Fig. 2 is a block diagram of an electronically controlled device for generating a rectified high voltage with an infinitely large internal resistance using the electronically controllable high-voltage part 1; The F i: g. 3 is a block diagram of an electronically controlled device for generating a using rectified high voltage with zero internal resistance of the electronically controllable high-voltage part 1.
Die Funktionsweise des elektronisch regelbaren Hochspannungsteiles nach F i g. 1 ist folgende: Die Elektronenröhre 2 stellt einen spannungsabhängigen Widerstand dar, da der Innenwiderstand der Röhre sich mit der Gitterspannung ändert. Wird vorzugsweise eine Röhrenpentode verwendet, so fließt ein Strom, der weitgehend unabhängig ist von der Anodenspannung der Elektronenröhre. Über die Elektronenröhre 2 wird der Kondensator C aufgeladen. S bedeutet eine Vierschichtdiode. Ist deren Zündspannung beim Aufladevorgang des Kondensators erreicht, so entlädt dieser sich über die Vierschichtdiode und über die Primärwicklung 3 des Hochspannungstranförmators.Da diePrimärwicklung desHochspannungstransformatorsmitdem Kondensator einen Schwingungskreis darstellt, geht der Strom nach Entladung des Kondensators :durch Null, wodurch die Diode wieder sperrend wird. Danach beginnt wieder der Aufladevorgang des Kondensators. Da die Aufladezeit von dem Innenwiderstand der Elektronenröhre abhängt, enthält eine Schaltungsanordnung nach F i g. 1 einen Impulsgenerator, dessen Impulsfrequenz von der zwischen Gitter und Kathode der Röhre 2 an den Klemmen 5 angelegten Spannung abhängt. Dabei ist die Abhängigkeit zwischen Impulsfrequenz und Gitterspannung linear. Über die Primärwicklung des Hochspannungstransformators fließen also Impulse konstanter Leistung (Zeitintegral aus Strom mal Spannung). An der Sekundärwicklung 4 des Hochspannungstransformators treten Impulse praktisch gleicher Leistung auf, deren Spannungen jedoch auf Grund des Windungszahlverhältnisses transformiert werden. Die transformierten Spannungsimpulse werden gleichgerichtet und dienen zur Aufladung eines Kondensators. Wird der Stromkreis der Sekundärwicklung mit einem Lastwiderstand L abgeschlossen, so ist die an ihm auftretende Spannung proportional dem Zeitintegral der in der Primärwicklung des Hochspannungstransformators eingespeisten Leistung und damit Tiber die Impulsfrequenz proportional der Gitterspannung der Röhre.The functioning of the electronically controllable high-voltage part according to FIG. 1 is as follows: The electron tube 2 represents a voltage-dependent resistance, since the internal resistance of the tube changes with the grid voltage. If a tube pentode is preferably used, a current flows which is largely independent of the anode voltage of the electron tube. The capacitor C is charged via the electron tube 2. S means a four layer diode. If its ignition voltage is reached during the charging process of the capacitor, it discharges through the four-layer diode and through the primary winding 3 of the high-voltage transformer. Since the primary winding of the high-voltage transformer with the capacitor represents an oscillating circuit, the current goes through zero after the capacitor is discharged, whereby the diode becomes blocking again. Then the charging process of the capacitor begins again. Since the charging time depends on the internal resistance of the electron tube, a circuit arrangement according to FIG. 1 a pulse generator, the pulse frequency of which depends on the voltage applied between the grid and cathode of the tube 2 at the terminals 5. The relationship between pulse frequency and grid voltage is linear. Pulses of constant power flow through the primary winding of the high-voltage transformer (time integral from current times voltage). At the secondary winding 4 of the high-voltage transformer, pulses of practically the same power occur, the voltages of which, however, are transformed due to the number of turns ratio. The transformed voltage pulses are rectified and are used to charge a capacitor. If the circuit of the secondary winding is terminated with a load resistor L, the voltage that occurs across it is proportional to the time integral of the power fed into the primary winding of the high-voltage transformer and thus proportional to the grid voltage of the tube via the pulse frequency.
An Stelle der Elektronenröhre 2 kann ein Transistor und an Stelle der Vierschichtdiode S kann irgendein Bauelement mit einem negativen Widerstandsbereich in der Strom-Spannungskennlinie in einer entsprechend dimensionierten Schaltung verwendet werden.Instead of the electron tube 2, a transistor and in place the four-layer diode S can be any device having a negative resistance range in the current-voltage characteristic in an appropriately dimensioned circuit be used.
Die Impulsfrequenz ist beim vorliegenden Beispiel von der Induktivität des Transformators abhängig und wird vorzugsweise durch entsprechende Dimensionierung des Kondensators C in den Bereich von einigen kHz gelegt. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß eine befriedigende Siebung der am Ausgang 7 auftretenden, Hochspannung bereits durch einen Ladekondensator 6 mit wesentlich kleinerer Kapazität gewährleistet ist als bei einem Netzgerät mit einer üblichen Betriebsfrequenz von 50 bzw. 6011z.In the present example, the pulse frequency depends on the inductance of the transformer and is preferably based on appropriate dimensioning of the capacitor C is placed in the range of a few kHz. This results in the Advantage that a satisfactory screening of the high voltage occurring at the output 7 already guaranteed by a charging capacitor 6 with a much smaller capacity than with a power supply unit with a normal operating frequency of 50 or 6011z.
Das Blockschaltbild gemäß F i g. 2 zeigt ein elektronisch geregeltes Gerät zur Erzeugung einer gleichgerichteten Hochspannung mit einem praktisch unendlich großen Widerstand mit den Merkmalen der Erfindung. Dabei bedeutet 1 der beschriebene elektronisch regelbare Hochspannungsteil mit Hochspannungsausgang 7. Neben dem Verbraucher 9 liegt im Ausgangskreis ein. einstellbarer Widerstand 10. An diesem fällt eine Spannung ab, die mit derjenigen einer Konstantspannungsquelle 11 unter Differenzbildung verglichen wird. Die Differenzspannung wird dem Klemmenpaar 5 zugeführt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 wird diese Differenzspannung also zwischen Gitter und Kathode der Schirmgitterrühre 2 mit einer derartigen Polarität angelegt, daß der Innenwiderstand der Elektronenröhre 2 bei einer Erhöhung des Stromes bei Erniedrigung des Verbraucherwiderstandes 9 im Ausgangskreis des Hochspannungsnetzgerätes 1 dadurch wieder auf den gewünschten Wert reduziert wird, indem die Impulsfrequenz auf Grund der Funktionsweise des Hochspannungsteiles 1 auf den erforderlichen Wert abgesenkt wird. Umgekehrt würde eine Erhöhung des Verbraucherwiderstandes 9 eine Verringerung des durch ihn fließenden Stromes verursachen, wenn nicht spontan die Impulsfrequenz mit der Spannung des Hochspannungsteiles 1 auf Grund der Erniedrigung des Innenwiderstandes :der Elektronenröhre 2 in einer solchen Weise erhöht wird, daß der Strom durch den Verbraucherwiderstand 9 konstant bleibt. Mit einem Gerät gemäß F i g. 2 kann der durch einen Verbraucherwiderstand fließende Strom in weiten Grenzen unabhängig von dem Wert des Widerstandes konstant gehalten werden. Dieser Strom kann am veränderlichen Widerstand 10 eingestellt werden. Ein derartiges Gerät ist besonders vorteilhaft bei der Serienmessung von hochsperrenden Halbleiterdioden, insbesondere Siliziumdioden, indem ein Spannungsmeßgerät 12 mit der zu messenden Siliziumdiode an das Klemmenpaar 8 angeschlossen wird.The block diagram according to FIG. 2 shows an electronically controlled device for generating a rectified high voltage with a practically infinite resistance with the features of the invention. 1 means the described electronically controllable high-voltage part with high-voltage output 7. In addition to the consumer 9, there is an output circuit. Adjustable resistor 10. A voltage drops across this, which is compared with that of a constant voltage source 11, forming a difference. The differential voltage is fed to the pair of terminals 5. In the embodiment according to FIG. 1, this differential voltage is applied between the grid and cathode of the screen grid tube 2 with such a polarity that the internal resistance of the electron tube 2 is reduced again to the desired value when the current is increased when the load resistance 9 in the output circuit of the high-voltage power supply unit 1 is reduced by the Pulse frequency is lowered to the required value due to the functioning of the high voltage part 1. Conversely, an increase in the load resistance 9 would cause a reduction in the current flowing through it, if not spontaneously the pulse frequency with the voltage of the high-voltage part 1 due to the lowering of the internal resistance: of the electron tube 2 is increased in such a way that the current through the load resistance 9 remains constant. With a device according to FIG. 2, the current flowing through a consumer resistor can be kept constant within wide limits regardless of the value of the resistor. This current can be set at the variable resistor 10. Such a device is particularly advantageous in the series measurement of high-blocking semiconductor diodes, in particular silicon diodes, in that a voltmeter 12 with the silicon diode to be measured is connected to the pair of terminals 8.
Ein Gerät gemäß F i g. 2 ist besonders geeignet für Serienmessungen der Durchbruchspannungen, da sich der die Durchbruchspannung definierende Sperrstrom automatisch :einstellt, wenn. eine Siliziumdiode an das Klemmenpaar 8 an Stelle des Widerstandes 9 angelegt wird. Die Durchbruchspannung kann sofort abgelesen oder als Signal einer automatischen Sortiervorrichtung zugeleitet werden. Die Erfindung ermöglicht somit in besonders einfacher und wenig aufwendiger Weise die schnelle Serienmessung bzw. Sortierung von hochsperrenden Siliziumdioden nach ihren Durchbruchspannungen.A device according to FIG. 2 is particularly suitable for series measurements of the breakdown voltages, since the reverse current defining the breakdown voltage is set automatically: if. a silicon diode is applied to the pair of terminals 8 instead of the resistor 9 . The breakdown voltage can be read off immediately or sent as a signal to an automatic sorting device. The invention thus enables the rapid series measurement or sorting of high-blocking silicon diodes according to their breakdown voltages in a particularly simple and inexpensive manner.
Die F i g. 3 zeigt ein Gerät mit einem Innenwiderstand von Null. Dabei wird über einen Spannungsteiler 13 an den Ausgangsklemmen 14 des Hochspannungsteiles 1 eine Spannung abgegriffen, unter Differenzbildung mit einer konstanten Spannung der Köntaktspannungsquelle 11 verglichen und die Differenzspannung dem Klemmenpaar 5 des Hochspannungsteiles 1 zugeführt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 wird diese Differenzspannung also zwischen Gitter und Kathode der Elektronenröhre 2 mit einer derartigen Polarität angelegt, daß die Spannung am Verbraucher 9 auf Grund des beschriebenen Regelmechanismus konstant gehalten wird und in weiten Grenzen nicht von .der Größe des Verbraucherwiderstandes 9 abhängt. Legt man an Stelle des Verbraucherwiderstandes 9 die zu messenden elektrischen Bauelemente in Reihe mit einem niederohmigen Strommeßinstrument 15, .so ergibt sich eine Hochspannungsmeßanordnung zur Serienmessung von Strömen bei konstant vorgegebenen Spannungen mit den gleichen Vorteilen des beschriebenen Ausführungsbeispiels der F i g. 2.The F i g. 3 shows a device with an internal resistance of zero. A voltage is tapped via a voltage divider 13 at the output terminals 14 of the high-voltage part 1, compared with a constant voltage from the contact voltage source 11, forming a difference, and the difference voltage is fed to the pair of terminals 5 of the high-voltage part 1. In the embodiment according to FIG. 1, this differential voltage is applied between the grid and the cathode of the electron tube 2 with such a polarity that the voltage at the consumer 9 is kept constant due to the control mechanism described and does not depend on the size of the consumer resistor 9 within wide limits. If, instead of the consumer resistor 9, the electrical components to be measured are placed in series with a low-resistance current measuring instrument 15, a high-voltage measuring arrangement for series measurement of currents at constant predetermined voltages results with the same advantages of the described embodiment of FIG. 2.
Das Gerät nach der Erfindung hat somit besondere Vorteile beider Massenherstellung von elektronischen Bauelementen, insbesondere von Halbleiterbauelementen, da die Produktionskosten oft durch erhebliche Kosten belastet sind, die von den erforderlichen Messungen zum Zwecke des Sortiereis herrühren. Derartige Messungen sind auch zur Kontrolle des Produktionsablaufes erforderlich und um solche Bauelemente aus dem Produktionsablauf auszuscheiden, die erfahrungsgemäß zum Ausschuß zu rechnen sind und deren Weiterverarbeitung die Produktionskosten in oft unerträglicher Weise belasten würde. Um den aus Kontroll- und Sortierungsmessungen herrührenden Anteil der Produktionskosten zu senken, wird eine Automation derartiger Meß-und Sortierungsvorgänge mittels schnell arbeitender Meßanordnungen und Sortierungsvorrichtungen angestrebt.The device according to the invention thus has particular advantages in mass production of electronic components, in particular of semiconductor components, since the Production costs are often burdened by significant costs incurred by those required Measurements originate for the purpose of sorting egg. Such measurements are also used Control of the production process required and around such components to be eliminated from the production process, which experience has shown to be counted as scrap and their further processing often increases production costs in an unbearable manner would burden. About the portion resulting from control and sorting measurements To reduce production costs, such measuring and sorting processes will be automated aspired by means of fast-working measuring arrangements and sorting devices.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEJ20627A DE1188184B (en) | 1961-10-07 | 1961-10-07 | Electronically controlled device for supplying a constant direct voltage or a constant direct current |
Applications Claiming Priority (1)
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| DEJ20627A DE1188184B (en) | 1961-10-07 | 1961-10-07 | Electronically controlled device for supplying a constant direct voltage or a constant direct current |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1188184B true DE1188184B (en) | 1965-03-04 |
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ID=7200307
Family Applications (1)
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| DEJ20627A Pending DE1188184B (en) | 1961-10-07 | 1961-10-07 | Electronically controlled device for supplying a constant direct voltage or a constant direct current |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE1188184B (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1077766B (en) * | 1957-04-18 | 1960-03-17 | Licentia Gmbh | Circuit arrangement with transistors for keeping current or voltage constant |
| DE1083912B (en) * | 1956-11-16 | 1960-06-23 | Licentia Gmbh | High voltage equipment |
| US2999972A (en) * | 1958-03-13 | 1961-09-12 | Dresser Ind | Stabilized power supply |
-
1961
- 1961-10-07 DE DEJ20627A patent/DE1188184B/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE1083912B (en) * | 1956-11-16 | 1960-06-23 | Licentia Gmbh | High voltage equipment |
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