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Lichtanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf eine Lichtanlage für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit
einem Generator und einer selbsttätigen, an die zu regelnde Spannung angeschlossenen
Regeleinrichtung für den Generator, die mindestens zwei Leistungstransistoren enthält,
die mit ihren Ernitter-Kollektor-Strecken in Reihe mit der Erregerwicklung des Generators
liegen und periodisch kurzzeitig aus ihrem leitenden in ihren nichtleitenden Zustand
gebracht werden, sobald die Spannung des Generators ihren Sollwert überschreitet,
wobei wenigstens der mit seinem Kollektor unmittelbar mit einem der Wicklungsenden
der Erregerwicklung verbundene Transistor mit seiner Basis an den Abgriff eines
Spannungsteilers angeschlossen ist, der von zwei Widerständen gebildet wird, die
untereinander ein Verhältnis haben, das dem Verhältnis der zulässigen Kollektorspannungen
der Transistoren entspricht, und wobei ferner zur gleichzeitigen Steuerung der in
Reih geschalteten Transistoren die Steuergröße nur dem Emitter-Basis-Kreis des am
weitesten von der Erregerwicklung entfernt liegenden Transistors zugeführt wird.
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Bci den für bekannte Lichtanlagen dieser Art vorgesehenen Pegeleinrichtungen
sollen p-n-p-Leistungstransistoren verwendet werden, deren Kollektor über die Feldwicklung,
des Generators mit der vom Generator zu seinen Verbrauchern führenden Minusleitung
verbunden ist. In sinngemäßer Abwandlung können auch n-p-n-Leistunstransistoren
verwendet werden, bei denen der Kollektor mit de, Plusleitung verbunden ist. Wenn
im folgenden daher auf p-n-p-Transistoreil Bezug genommen ist, so \vird als selbstverständlich
unterstellt, daß unter sinngemäßer Vertauschung der Polaritäten a11 Stelle von p-n-p-Transistoren
auch n-p-ii-Tra>>sistoreii verwendet werden können.
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Bei intcrniittierend arbeitenden Regeleinrichtungen für Generatoren,
die eine hohe Ausgangsspannung von beispielsweise 7.10 V haben, treten beim Sperren
des über die Erre,-erwickluna des Generators fiießcndcn Errenerstronis Spannungsspitzen
von etwa 140 V auf, die eine Zerstörung des mit der ErregerwicklUnl# in Reihe geschalteten
Leistungstransistors verursachen können, wenn nur ein einziger Transistor von-,eschen
ist. Es sind zwar bereits Leistungstransistoren bekanntgeworden, die derartig hohe
Sperrspannungen zu ertragen vermögen. Solche Transistoren sind jedoch sehr teuer
in der Herstellung.
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Bei bekannten Reglern der eingangs beschriebenen Art sind zur Erniedrigung
der im Sperrzustand auftretenden Einitter-Kollektor-Spannung mehrere Transistoren
in Reihe geschaltet. Zur besseren Spannungsaufteilung ist außerdem zwischen dem
unmittelbar an den Kollektor eines der Transistoren angeschlossenen Wicklungsende
der Erregerwicklung und der positiven Ausgangsleitung des Generators ein mit Abgriffen
versehener Spannungsteiler vorgesehen. Jeder der Abgriffe ist mit dem Emitter eines
der Transistoren und dem Kollektor des diesem vorgeschalteten, von der Erregerwicklung
weiter entfernt liegenden Transistors verbunden. Die zur gleichzeitigen Steuerung
der Transistoren dienende Steuergröße wird hierbei nur dem Emitter-Basis-Kreis des
am weitesten von der Erregerwicklung entfernt liegenden Transistors zugeführt. Bei
diesen kontinuierlich arbeitenden Reglern werden die Transistoren gleichmäßig um
so weiter ins Arbeitsgebiet höheren Innenwiderstandes gesteuert, je höher die Generatorausgangsspannung
über den einzuhaltenden Sollwert hinaus ansteigt. Wenn der Generator auf eine parallelgeschaltete
Batterie arbeitet, können auch beim Abschalten einer hohen, an die Batterie angeschlossenen
Last keine so starken Spannungsanstiege auftreten, daß die Transistoren bei diesen
bekannten Reglern schlagartig aus dem seither voll stromleitenden in den gesperrten
Zustand durchgesteuert werden müßten,ywie das bei dein für die Erfindung vorgesehenen
intermittierenden Betrieb des Re-Z, fers in periodischer Folge geschieht.
Auch bei gesperrten Transistoren kann überdies der Erregerstrom bei diesen
bekannten Reglern nicht vollständig unterbrochen werden, weil der bereits erwähnte
Spannungsteiler zu den hintereinandergeschalteten Transistoren parallel liegt und
wegen der angestrebten gleichmäßigen Spannungsaufteilung nicht zu hochohmig sein
darf. Außerdem ist in den bekannten Reglern ein zweiter, ebenfalls zur Reihenschaltung
der Emitter-Kollektor-Strecken sämtlicher Transistoren parallelliegender Spannungsteiler
für die einzelnen Basisanschlüsse vorgesehen. Durch die über diese beiden Spannungsteiler
fließenden Ströme wird stets eine Grunderregung aufrechterhalten, durch welche die
obere Drehzahlgrenze bei noch vertretbarer Regelabweichung stark herabgesetzt
wird.
Diesen Nachteil gilt es bei der erfindungsgemäßen Anordnung zu vermeiden. Darüber
hinaus ist es notwendig, bei dem angestrebten Schalterbetrieb der Transistoren diese
zur Sicherstellung einer raschen Selbsterregung während des aus dem Stillstand heraus
erfolgenden Anfahrbetriebes des Generators sowie einer ausreichenden Batterieladung
bei möglichst niedrigen Antriebsdrehzahlen die Transistoren weit in ihr Sättigungsgebiet
hineinzusteuern. Dazu muß die Emitter-Basis-Spannung an jedem Transistor auf 0,8
bis 1 V ansteigen können, wohingegen die Emitter-Kollektor-Spannung dann nur etwa
0,3 bis 0,5 V beträgt. Bei den bekannten Reglern kann jedoch die Emitter-Basis-Spannung
höchstens gleich groß wie die Emitter-Kollektor-Spannung gemacht werden.
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Außer der geforderten Erweiterung des Regelbereiches gegen höhere
Antriebsdrehzahlen läßt sich zudem eine Erweiterung gegen niedrigere Drehzahlen
erreichen, wenn erfindungsgemäß der aus den beiden Widerständen bestehende Spannungsteiler
einerseits mit dem anderen Ende der Erregerwicklung und andererseits mit dem Emitter
des von der Erregerwicklung am weitesten entfernt liegenden Transistors unmittelbar
und fest verbunden ist.
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Im Gegensatz zu den bekannten Reglern, bei welchen beide Spannungsteiler
an die Erregerwicklung und den Kollektor des ihr am nächsten liegenden Transistors
angeschlossen sind, liegt der Spannungsteiler bei der erfindungsgemäßen Anordnung
über der Ausgangsspannung des Generators, d. h. parallel zu der aus den Transistoren
und der Erregerwicklung bestehenden Reihenschaltung, so daß es möglich ist, den
Erregerstrom vollständig zu unterbrechen und andererseits die Transistoren in ihr
Gebiet niedrigsten Durchlaßwiderstandes zu steuern.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn in Weiterbildung der Erfindung
zwischen der Basis und dem Emitter des mit der Erregerwicklung verbundenen ersten
Transistors eine Gleichrichterdiode angeordnet ist, die bei einem Transistor vom
p-n-p-Typ in der Richtung von der Basis zum Emitter des Transistors bzw. bei einem
Transistor vom n-p-n-Typ in Richtung vom Emitter zur Basis stromdurchlässig ist,
und ferner zur Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors
und der Erregerwicklung ein Widerstand parallel liegt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand von
Ausführungsbeispielen beschrieben und erläutert. Es zeigt F i g. 1 das Schaltschema
der Lichtanlage samt Regeleinrichtung, F i g. 2 einen Ausschnitt des Schaltschemas
einer anderen Regeleinrichtung, F i g. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Regeleinrichtung
ebenfalls ausschnittsweise in ihrem Schaltbild.
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Die Lichtanlage enthält einen Drehstromgenerator 10 mit drei im Ständer
des Generators untergebrachten Wicklungen 11, 12 und 13 und einer
auf dem umlaufenden Anker sitzenden Erregerwicklung 14 sowie eine 110-V-Batterie
15, deren Minuspol über eine Leitung 16 und deren Pluspol über eine Leitung 18 mit
einer Gleichrichteranordnung 20 verbunden ist, die aus sechs einzelnen Einweggleichrichtern
21 besteht. Bei vier der sechs Gleichrichter 21, die paarweise hintereinandergeschaltet
zwischen der Minusleitung 16 und der Plusleitung 18 liegen, sind die Verbindungspunkte
jeweils eines Gleichrichterpaares an den Verbindungspunkt der Wechselstromwicklungen
11 und 12 bzw. 12 und 13 des Generators 10 angeschlossen. Zwischen dem Verbindungspunkt
des dritten Gleichrichterpaares und dem Verbindungspunkt der beiden Generatorwicklungen
11 und 13 ist die Primärwicklung 23 eines Stromtransformators eingeschaltet, der
auf einem bei 24 angedeuteten Eisenkern zwei Wicklungshälften 25 und 26 einer Sekundärwicklung
trägt. Zwischen den Enden der Sekundärwicklung liegen zwei Belastungswiderstände,
die aus einem Festwiderstand 27 von etwa 10 Ohm und einem veränderbaren Widerstand
28 von ebenfalls etwa 10 Ohm bestehen. Von den Wicklungsenden der Sekundärwicklung
führen außerdem zwei in der angedeuteten Richtung stromdurchlässige Gleichrichter
30 und 31 zum Pluspol eines Elektrolytkondensators 32, dessen Minuspol mit dem Mittelabgriff
zwischen den Wicklungshälften 25 und 26 verbunden ist. Die am Kondensator 32 entstehende
Spannung U, ist annähernd proportional dem Belastungsstrom JL, der vom Generator
10 zu der Batterie 15 fließt, sobald die Spannung U9 zwischen den Leitungen 16 und
18 größer wird als die dem jeweiligen Ladezustand entsprechende Spannung der Batterie
15.
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Die vom Generator 10 gelieferte Spannung U9 wird auf einem gleichbleibenden
Wert von 110 V mit Hilfe einer Regeleinrichtung gehalten, die im folgenden beschrieben
ist.
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Die Regeleinrichtung enthält zwei Leistungstransistoren 35, 36 und
einen zur Steuerung dieser Transistoren dienenden weiteren Transistor 41, einen
zwischen den Leistungstransistoren und dem Steuertransistor angeordneten Transformator
42, eine in Sperrichtung beanspruchte Zenerdiode 43 sowie einen in seiner
Durchlaßrichtung betriebenen, nichtlinearen Stromleiter 44, der irn Durchlaßbereich
bei einer angelegten Spannung von etwa 0,3 V einen scharfen Knick in seiner Stromspannungskennlinie
aufweist. Dieser Stromleiter ist mit einer seiner beiden Elektroden an die Plusleitung
18, mit seiner anderen Elektrode an den Verbindungspunkt P der mit 45 und
46 bezeichneten beiden Sekundärwicklungen des Transformators 42 angeschlossen. Die
Wicklung 45 weist nur zwanzig Windungen auf und ist mit ihrem freien Ende sowohl
an einen Germaniumgleichrichter 48, der zur Basis des Leistungstransistors
35 führt, als auch mit dem Emitter E des Steuertransistors 41 verbunden.
Die auf dem gleichen, bei 49 angedeuteten Eisenkern des Transformators
42 sitzende Primärwicklung 50 weist ebenso wie die Sekundärwicklung 46 hundertfünfzig
Windungen auf. Sie liegt mit ihrem einen Ende am Kollektor K des Steuertransistors
41 und mit ihrem anderen Wicklungsende an der Minusleitung 16. Das freie Wicklungsende
der Sekundärwicklung 46 ist über einen Gleichrichter 52 ebenfalls an die Basis B
des Leistungstransistors 35 geführt. Die Basis dieses Transistors liegt außerdem
über einen Widerstand 55 an der Minusleitung 16.
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Mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Leistungstransistors 35 ist
die Emitter-Kollektor-Strecke des zweiten Leistungstransistors 36 und mit dieser
die Erregerwicklung 14 in Reihe geschaltet. Von der Plusleitung 16 zur Minusleitung
18 führt ein aus zwei Widerständen 37 und 38 gebildeter Spannungsteiler. Am Verbindungspunkt
der Widerstände 37 und 38 liegt die Basis des zweiten Leistungstransistors 36. Die
Größe des Widerstandes 37 ist in bezug auf die Größe des Widerstandes 38 so gewählt,
daß sich der Widerstapdswert
des Widerstandes 37 zu demjenigen
des Widerstandes 38 wie die zulässige Emitter-Kollektor-Spannung des Transistors
35 zur zulässigen Emitter-Kollektor-Spannung des Transistors 36 verhält. Im vorliegenden
Falle sind die beiden Transistoren vom gleichen Typ und daher die Widerstände 37
und 38 gleich `groß gewählt.
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Von der Basis des Leistungstransistors 35 zweigt ferner eine Verbindungsleitung
56 ab, die zum Pluspol des Kondensators 32 der eingangs beschriebenen Stromrc2eleinrichtung
führt. An den Minuspol des Kondensators 32 ist die Ableitungselektrode einer Germaniumdiode
60 angeschlossen, die mit ihrer Zuleitungselektrode an dem verstellbaren Abgriff
61
eines Potentiometers 62 liegt. Das eine der beiden Enden des Potentiometers
62 ist über einen Widerstand 63 von etwa 50 Ohm mit der Plusleitung 18 verbunden,
während das andere Ende über einen Widerstand 64 von etwa 300 Ohm an die Minusleitung
16 angeschlossen ist. Die zwischen dem Schleifer 61 und der Plusleitung 18 wirksame
Spannung ist in der Zeichnung mit U., angedeutet. An dieser Spannung liegt ein Kondensator
65 von etwa 1 #tF und die bereits erwähnte Zenerdiode 43, die zur Basis B des Steuertransistors
41 führt. Die Basis dieses Transistors liegt über einen Widerstand 66 von
etwa 100 Ohm an der Plusleitung 18.
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Die Lichtanlage arbeitet in Verbindung mit der beschriebenen Regeleinrichtung
folgendermaßen: Sobald der Wechselstrotngenerator 10 beim Anwerfen der Brennkraftmaschine
des Fahrzeugs mit einer bei etwa 500 U/min liegenden Mindestdrehzahl angetrieben
wird, entsteht infolge der in seinen Eisenteilen vorhandenen Remanenz in den Wechselstromwicklungen
11, 12 und 13 eine wenn auch kleine Wechselspannung, die über die Gleichrichter
21 an die Plus- und Minusleitung gelangt. Diese Spannung reicht aus, um über die
Erregerwicklung 14 und die in diesem Falle stromleitenden Transistoren 35 und 36
einen kleinen Erregerstrom JE zu führen, der seinerseits eine erhöhte induzierte
Spannung in den Wechselstromwicklungen 11, 12 und 13 zur Folge hat. Infolge dieser
Selbsterregung erreicht bei genügender Antriebsdrehzahl des Generators 10 die Generatorausgangsspannung
C"'7 zwischen den Leitungen 16 und 18 rasch einen Wert, der höher liegt als die
von dem jeweiligen Ladungszustand abhängige Spannung der Batterie 15. 1n diesem
Falle beginnt über den im Zuge der Plusleitung 18 liegenden Rückstromgleichrichter
67 ein Strom Jr, in der angezeichneten Pfeilrichtung zu fließen, durch den die Batterie
über ihren augenblicklichen Ladungszustand hinaus weiter aufgeladen wird. Sobald
jedoch die zwischen den beiden Leitungen 16 und 18 entstehende Spannung den Wert
von 110 V überschreitet, wird die Spannung U ., am Schleifer des Potentiometers
62 größer als 16 V, und die für diesen Wert bemessene Zenerdiode 43 vermag von der
Basis B des Steuertransistors 41 einen zur Minusleitung 16 fließenden Steuerstrom
J.S zu führen. Dadurch wird der seither gesperrte Steuertransistor 41
stromleitend
und erzeugt sowohl einen über die Wicklung 45 gehenden Emitterstrom J, als auch
einen über die Wicklung 50 gehenden Kollektorstrom Jlc. Diese beiden Wicklungen
sind so gepolt, daß sie eine Rückkopplungswirkung erzeugen. Bei geringfügiger Zunahme
des Kollektorstromes JF. entsteht im Sekundärwicklungsteil 45 eine Rückkopplungsspannung
L'p, durch welche die Emitter-Basis-Spannung vergrößert und demzufolge auch der
über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 41 fließende Steuerstrom J, verstärkt
wird. Dieser bewirkt seinerseits wieder eine Vergrößerung des Kollektorstromes J".
Sobald jedoch der Kollektorstrom A sich seinem durch die Rückkopplung und die Stromverstärkung
des Transistors 41 festgelegten und durch die Höhe der Batteriespannung bzw. der
Generatorspannung U., begrenzten Höchstwert nähert, wird die in der Wicklung 45
induzierte, den Transistor 41 in seinem voll stromleitenden Zustand haltende Spannung
Ur an der Sekundärwicklung 45 immer kleiner. Dies hat zur Folge, daß auch der seither
nur noch schwach zunehmende Kollektorstrom JF,, in dieser Höhe nicht mehr aufrechterhalten
werden kann und abzufallen beginnt. Dies erzeugt jedoch in der Wicklung 45 eine
der vorher wirksam gewesenen Spannung Up entgegengesetzte Spannung UT, die
bewirkt, daß der Transistor 41 in seinen ursprünglichen Sperrzustand zurückkehrt.
Nach dieser Sperrschwingung verbleibt der Steuertransistor 41 in seinem Sperrzustand,
sofern durch den im folgenden beschriebenen Regelvorgang die am Schleifer
61 wirksame Spannung US inzwischen unter die Durchbruchsspannung der Zenerdiode
43 von 16 V abgesenkt worden ist. Falls dies noch nicht erreicht wurde und die Generatorspannung
Ug immer noch zu hoch ist, erzeugt der Steuertransistor 41 sofort wieder
eine neue Sperrschwingung.
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Die eben beschriebene Sperrschwingung hat nämlich zur Folge, daß sowohl
zu Anfang wie auch am Ende der Sperrschwingung je ein Spannungsimpuls UR bzw. UT
in den Wicklungen 45 und 46 erzeugt wird. Diese Impulse laden den
zwischen dem Verbindungspunkt P der Wicklungen 45 und 46 einerseits und der Basis
des Transistors 35 andererseits liegenden Kondensator 80 zu einer solch starken
positiven Spannung auf, daß die Basis des Leistungstransistors 35 wesentlich stärker
positiv wird als der Emitter E des Leistungstransistors 35. Der Leistungstransistor
35 wird daher mit dem Einsetzen der vom Steuertransistor 41
hervorgerufenen
Sperrschwingung sofort gesperrt, und der seither über die Erregerwicklung 14 fließende
Feldstrom JE wird stark verkleinert. Dies kommt dadurch zustande, daß der
dem Emitter des ersten Leistungstransistors 36 zufließende Kollektorstrom J, des
zweiten Leistungstransistors 35 auf einen sehr kleinen Wert zurückgeht und sich
überdies im ersten Transistor 36 verzweigt, so daß über dessen Emitter-Basis-Strecke
nur noch ein sehr geringer Basisstrom fließen kann, zumal die Basis des ersten Leistungstransistors
36 wegen des Anschlusses an den Spannungsteiler 37, 38 an einem praktisch unveränderten
Potential liegt. Der erste Leistungstransistor gelangt daher ebenfalls in sein Sperrgebiet.
Der Erregerstrom JL wird demzufolge erheblich herabgesetzt, wobei sich die an den
Emitter-Kollektor-Strecken der Leistungstransistoren auftretenden Spannungen wie
die Widerstände 37 und 38 verhalten.
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Der zur Wicklung 14 parallelgeschaltete Gleichrichter 81 hat hierbei
lediglich die Aufgabe, die in der Wicklung 14 entstehenden Spannungsspitzen unschädlich
zu machen. Für die Wirkungsweise der Anlage hat er jedoch keine ausschlaggebende
Bedeutung. Mit der Abnahme des Erregerstromes JE geht auch die in den Wicklungen
11 bis 13 des Generators 10 induzierte Spannung zurück und läßt die zwischen der
Minusleitung 16 und der Ph isleitung 18 wirksame, am Schleifer 61 abgegriffene Spannung
absinken. Erst wenn die
von den Spannungsimpulsen in den Sekundärwicklungen
45 und 46 erzeugte Ladung des Kondensators80 sich über den Widerstand 55 praktisch
entladen hat, wird der Leistungstransistor 35 selbsttätig wieder stromleitend, da
dann das Potential seiner Basis unter das seines Emitters absinkt. An den Gleichrichtern
48, 52 und dem nichtlinearen Stromleiter 44 entsteht nämlich wegen des zwischen
dem Verbindungspunkt P und der Minusleitung 16 eingeschalteten Widerstandes 82 ein
konstanter Spannungsabfall von 0,3 V. Dieser Wert ist durch die Schwell- oder Schleusenspannung
des im Stromleiter 44 verwendeten Germaniums bestimmt und reicht aus, den Leistungstransistor
35 voll stromleitend zu machen.
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Je stärker der zweite Leistungstransistor 35 stromleitend wird, um
so kleiner wird die zwischen seinem Emitter und Kollektor entstehende Spannung und
um so größer wird demzufolge die Emitter-Basis-Spannung des ersten Leistungstransistors
36. Dadurch wird auch dieser in sein Sättigungsgebiet gesteuert und gestattet es,
daß der über die Feldwicklung 14 des Generators fließende Erregerstrom JE auf beträchtliche
Werte ansteigt. Mit wachsender Feldstärke beginnt jedoch auch die Generatorausgangsspannung
U9 wieder zu steigen. Die Leistungstransistoren 35 und 36 bleiben so lange stromleitend,
bis die vom Generator 10 erzeugte Spannung U9 den Sollwert von 110 V wieder erreicht
hat. Dann kann das beschriebene Spiel von neuem beginnen.
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In Verbindung mit der eben beschriebenen Spannungsregelung wird ein
Stromregelungsvorgang dann wirksam, wenn der über die Plusleitung fließende Belastungsstrom
JL des Generators 10 einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet. Zur Aufrechterhaltung
des Belastungsstroms JL muß nämlich vom Verbindungspunkt der Wechselstromwicklungen
11 und 13 des Generators 10 über die Primärwicklung 23 des Stromtransformators zum
Gleichrichter 20 ein Wechselstrom geführt werden, der in den beiden Sekundärwicklungen
25 und 26 des Stromtransformators eine Spannung erzeugt, die den Kondensator 32
auf eine mit steigendem Laststrom JL annähernd linear anwachsende Ladespannung U,
auflädt. Solange diese Spannung unter einem Wert von 16 V liegt, hat sie auf die
Auslösung von Sperrschwingvorgängen im Steuertransistor 41 keinen Einfluß, da in
diesem Falle der Gleichrichter 60 gesperrt ist. Wenn dagegen der Laststrom JL sich
seinem Höchstwert nähert, nimmt die Spannung U, einen Wert von annähernd 16 V an,
der dazu führt, daß der Gleichrichter 60 stromleitend wird, auch wenn die am Schleifer
61 des Potentiometers 62 abgegriffene Spannung US und mit dieser die Ausgangsspannung
des Generators Ug diesen Wert nicht erreicht.
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In diesem Falle wird die Zenerdiode 43 ebenfalls stromleitend und
erzeugt fast unabhängig von der Höhe der jeweils vorhandenen Klemmenspannung des
Generators im Steuertransistor 41 eine der vorher beschriebenen Sperrschwingungen,
durch die jeder der Leistungstransistoren kurzzeitig gesperrt wird.
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Der auf eine Verringerung der an den Leistungstransistoren 35 und
36 entstehenden Verlustleistungen abzielende Hauptgedanke der Erfindung wird an
den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen besonders deutlich.
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F i g. 2 stellt ein vereinfachtes Schaltbild eines gegenüber F i g.
1 abgewandelten Ausführungsbeispiels ausschnittsweise dar. Soweit die einzelnen
Schaltelemente mit denjenigen des Beispiels nach F i g. 1 übereinstimmen, sind sie
mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen. Der Gleichstromwiderstand
R der Erregerwicklung ist bei 40 angedeutet.
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Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach F i g.1 ist zwischen dem
Emitter des mit seiner Kollektorelektrode an die Erregerwicklung angeschlossenen
Transistors 36 und seiner Basis, die an den Verbindungspunkt der beiden Spannungsteilerwiderstände
37 und 38 angeschlossen ist, eine Halbleiterdiode D vorgesehen. Außerdem führt vom
Emitter dieses Transistors zur Minusleitung 16 ein Widerstand 70. Dieser hat die
Aufgabe, in Verbindung mit der Halbleiterdiode D eine vollständige Sperrung des
Transistors 36 sicherzustellen, wenn die zwischen der Basis und dem Emitter des
Transistors 35 wirksame, bei Ub angedeutete Steuerspannung auf den Wert Null zurückgeht.
Bei diesem Wert der Steuerspannung Ub stellt sich nämlich ein Kollektorruhestrom
J" des Transistors 35 ein, der am Widerstand 70 einen Spannungsabfall von etwa 55
V erzeugt, wenn das Verhältnis der Widerstände 37 und 38 1: 1 beträgt. Wenn dagegen
die Steuerspannung Ub einen Mindestwert von etwa 0,1 V überschreitet und die in
Pfeilrichtung angedeutete Polarität hat, wird der Transistor 35 stark stromleitend.
Der dann fließende Kollektorstrom des Transistors 35 teilt sich in einen über den
Widerstand 70 gehenden Teilstrom J, und einen über den Transistor 36 fließenden
Teilstrom J2 auf. Dieser verzweigt sich im Transistor 36 in einen über die Basiselektrode
des Transistors 36 fließenden Basisstrom Jb und einen über den Gleichstromwiderstand
40 der Erregerwicklung fließenden Kollektorstrom J3. Der Basisstrom Jb hat
zur Folge, daß gleichzeitig mit dem Transistor 35 auch der Transistor 36 stark stromleitend
wird. Beim Verschwinden der Steuerspannung Ub bewirkt die Spannungsteilung an den
Widerständen 37 und 38, daß das Potential an der Basis des Transistors 36 auf einen
um 55 V über dem Potential der Minusleitung 16 liegenden Wert festgehalten wird.
Die Diode D stellt für den Fall, daß der mit der Erregerwicklung unmittelbar verbundene
Transistor 36 noch nicht vollkommen gesperrt ist und zwischen dem Emitter des Transistors
36 und der Minusleitung 16 eine wesentlich unter 55 V liegende Spannung sich einstellen
würde, einen über den Widerstand 37, die Diode D und den Widerstand 70 gehenden,
in F i g. 2 nicht angedeuteten Querstrom ein, durch den die erwünschte Spannungsaufteilung
in je 55 V sich selbsttätig einstellt. Um Schaltverzögerungen, die durch sogenannten
Elektronenstau im Transistor 36 entstehen könnten, mit Sicherheit zu vermeiden,
kann man zusätzlich zum Widerstand 38 einen in F i g. 2 mit unterbrochenen Linien
angedeuteten Kondensator C parallel schalten.
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Beim dritten Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 sind mit dem Gleichstromwiderstand
40 der Erregerwicklung des Generators die Emitter-Kollektor-Strecken von drei Transistoren
Trh ?r2 und Tra in Reihe zwischen der Minusleitung 16 und der Plusleitung 18 angeordnet.
Während an der Basis des Transistors Trs die Steuerspannung Ub wirksam wird, liegt
die Basis des Transistors Tr2 am Verbindungspunkt zweier als Spannungsteiler wirkenden
Widerstände Rat und Rb2, von denen der Widerstand Rb, mit der Plusleitung 18 verbunden
ist. Der Widerstandswert des Widerstandes Ras ist doppelt so groß wie der Widerstandswert
des Widerstandes Rb2. Im Gegensatz hierzu liegt
die Basis des Transistors
T, am Verbindungspunkt zweier Widerstände R«,, und Rat, von denen der mit der Plusleitung
verbundene Widerstand Rf einen doppelt so großen Wert wie der mit der Minusleitung
verbur!dene Widerstand R" hat, während der Widerstand Rat gleich groß wie der zum
Spannungsteiler des Transistors T,.2 gehörende Widerstand R,.2 ist-Wenn man eine
beliebige, mit n bezeichnete Anzahl von Transistoren mit ihrer Emitter-Kollektor-Strecke
derart in Reihe schaltet, daß der mit der Erregerwicklung verbundene erste Transistor
T" von dem vorausgehenden zweiten Transistor T1.2 und dieser wieder von einem dritten
Transistor T,.3 gesteuert wird, so läßt sich für den an x-ter Stelle angeordneten
Transistor T,.z und seinen von dessen Basis zur Minusleitung 16 führenden Widerstand
Res,: folgende Bemessungsregel an2ebeii Rux=L# tx#R, «-enn mit R der Gleichstroir,widerstand
der Erregerwicklung und mit E der Stromverstärkungsfaktor des jeweiligen, durch
den Index x angedeuteten Transistors bezeichnet wird. In diesem Fall ist beispielsweise
für den Transistor T;:. die Ordnungszahl x = 2 zu setzen. Fiir die jeweils von der
Basis der Transistoren zur Plusleitung führenden Widerstände Rv ergibt sich dann
nachstehende Beziehung:
Wenn man erreichen will, daß die jeweiligen Kol-Icktorströine sich linear mit der
Steuerspannung (Tb am n-ten Transistor ändern, wird der in der erst-,#enannten Formel
anne(Yebene Faktor k- zwischen 0,9 und 1,1, vorzugsweise gleich 1, gewählt,
während man bei Einrichtungen, bei denen die Transistoren wie bei den beschriebenen
Ausführungsbeispielen entweder voll stromleitend oder möglichst weitgehend gesperrt
sein sollen, für h Werte zwischen 0,5 und 1, vorzugsweise zwischen 0,7 und 0,9,
wählt.