DE1212634B

DE1212634B - Schaltungsanordnung zum Regeln der Waerme-belastung der Schaltungsbauelemente eines Elektronenblitzgeraetes

Info

Publication number: DE1212634B
Application number: DEM60065A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Pecher
Original assignee: Metz Apparatewerk Inh Paul Metz
Current assignee: Metz Apparatewerk Inh Paul Metz
Priority date: 1964-02-26
Filing date: 1964-02-26
Publication date: 1966-03-17

Description

Schaltungsanordnung zum Regeln der Wärmebelastung der Schaltungsbauelemente eines Elektronenblitzgerätes Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zum Regeln der Wärmebelastung der Schaltungselemente eines Elektronenblitzgerätes. Das Streben nach möglichster Verkleinerung macht auch bei den leistungsfähigen Berufs-Elektronenblitzgeräten nicht halt. Das Gehäuse dieser Geräte muß nicht nur die Schaltungselemente umschließen, es muß auch Kühlflächen genügender Größe enthalten, welche die beim Betrieb des Gleichspannungswandlers entstandene Verlustwärme aufnehmen und abstrahlen. Da aus Gründen der Berührungssicherheit die Gehäuse jetzt grundsätzlich aus Kunststoff hergestellt sind, also für eine wirksame Wärmeableitung nicht in Frage kommen, Luftlöcher zur Abführung der angewärmten Luft und gleichzeitig Zufuhr von Kühlluft bei tragbaren Geräten, die Wind und Wetter ausgesetzt sind, ebenfalls unerwünscht sind, besteht die Gefahr, daß sich Innentemperaturen ausbilden, welche die Bauteile gefährden.
Der Betriebsablauf bei einem Hochleistungsgerät ist etwa folgender: Nach Einschaltung Schnelladung des Speicherkondensators innerhalb von 2 bis 5 sec, Ladeabschaltung nach Erreichung der Betriebsspannung und Ladepause von 10 bis 30 sec, Nachladung für die Dauer des Bruchteils einer Sekunde und anschließend wieder Ladeabschaltung mit anschließender Ladepause. Dieses Nachladespiel mit Abschaltung und folgender Ladepause wiederholt sich bis zum Auslösen des Blitzes, dem der sofortige Beginn der Wiederaufladung folgt. Aus Ladung, Nachladung, Wiederaufladung mit Erzeugung von Verlustwärme und den dazwischenliegenden Pausen bildet sich ein mittleres Wärmeniveau heraus, das bei normalem Betrieb durch die vorgesehene Kühlung innerhalb zulässiger Grenzen bleibt. Anders liegt es in dem seltenen Fall, daß nach Anzeige der Betriebsspannung eine Aufnahme rasch der anderen pausenlos folgt oder wenn gar infolge eines Schadens an der Speichereinrichtung der Gleichspannungswandler ununterbrochen weiterarbeitet. Dann würde sich ohne reichliche Kühlung bald eine unzulässige Innentemperatur ausbilden, und die nicht abgeführte Verlustwärme würde rasch den oder die Leistungstransistoren zerstören.
Ein betriebssicheres Gerät muß für diesen seltenen Gebrauchsfall bemessen sein. Die in manchen Betriebsvorschriften zu findende Vorschrift, nach mehreren Blitzen eine Betriebspause einzuschalten, ist eine unzuverlässige Notmaßnahme. Die erstrebte Verkleinerung der Gehäuseabmessungen und die daraus folgende stärkere Zusammendrängung der Wärme abstrahlenden Schaltungselemente bei gleichzeitiger Verringerung des freien Luftraumes zwingt zu wirksamen Maßnahmen.
Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zum Regeln der Wärmebelastung der Schaltungsbauelemente in einem Elektronenblitzgerät, das für hohe Leistung und berufsmäßigen Gebrauch bestimmt ist und dessen Schaltungselemente auf kleinstem Raum vereint sind. Das Elektronenblitzgerät ist aus einer Gleichspannungsquelle über einen ein- oder mehrstufigen Transistor-Gleichspannungswandler gespeist, mit einer Reglerautomatik zum Konstanthalten der Spannung an dem die Blitzlichtlampe versorgenden Speicherkondensator versehen und dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß in den Ansteuerkreis des oder eines Leistungstransistors des Gleichspannungswandlers ein Kaltleiter bei einem einstufigen Gleichspannungswandler unmittelbar und bei einem mehrstufigen Gleichspannungswandler mittelbar über einen Steuertransistor eingeschaltet ist, der über eine Wärmebrücke mit dem Leistungstransistor verbunden ist und beim Auftreten von Übertemperaturen des Leistungstransistors in seinem Widerstandswert hochgesteuert wird und damit durch Beeinflussung der Amplitude der Ansteuerstromstöße die Ladezeit für den Speicherkondensator bis zur automatischen Ladeabschaltung verlängert, während bei normaler betriebsmäßiger Temperatur des Leistungstransistors der geringe Widerstand des Kaltleiters die Amplitude der Ansteuerstromstöße nicht beeinflußt.
Die Regelung erfolgt mittels eines Kaltleiters, z. B. eines Bariumtitanat-Kaltleiters, wie er unter der Bezeichnung PTC-Widerstand im Handel ist. Über die Wärmebrücke möglichst unmittelbar auf die Temperatur des oder der gefährdeten Transistoren gebracht, ändert dieser Kaltleiter die Ansteuerung des Transistor-Gleichspannungswandlers und damit die Wärmebelastung dieser Transistoren. Das vorliegende Muster eines solchen Kaltleiters zeigt bei 25° C, also bei Normaltemperatur, einen Widerstandswert von 30 bis 40 Ohm. Bis zum Umschlagpunkt, das ist eine Temperatur, bei der der Widerstand auf den doppelten Wert gegenüber 25° C angestiegen ist (etwa.45° C), erfolgt die Widerstandszunahme ungefähr linear. Von hier ab nimmt mit zunehmender Temperatur der Widerstand außerordentlich schnell zu und erreicht bei 100° C mehr als 55 000 Ohm. Der Steuerkreis des Gleichspannungswandlers läßt sich nun leicht so bemessen, daß Widerstandsänderungen um 40 Ohm ohne jeden Einfluß auf die Wirkungsweise bleiben. Widerstandsänderungen um mehrere 1000 Ohm aber bewirken eine Herabregelung des Wandlerbetriebes und damit eine Verringerung der Verlustwärme, welche ihrerseits den Regelvorgang ausgelöst hatte. Die Wärmebelastung der Leistungstransistoren kann auf diese Weise in zulässigen Grenzen gehalten werden. Ein übermäßig harter Betrieb wird unterbunden, auftretende Störungen können sich nicht bis zur vollkommenen Zerstörung des Gerätes auswirken.
In einem Sperrwandler bleibt bei gleichbleibender Ansteuerung die Frequenz und damit der leichte Pfeifton des Gerätes annähernd konstant. Wird durch die ansprechende Wärmeregelung aber die Ansteuerung verringert, so steigt die Frequenz an. Nicht nur durch die Verzögerung im Ansprechen der Bereitschaftsanzeige, die bei Kurzschlußbelastung ohnehin ausfällt, sondern auch durch den jetzt höheren Pfeifton wird der Benutzer aufmerksam gemacht. Bei Durchflußwandlern liegen die Verhältnisse ungünstiger, da mit zunehmender Aufladung des Speicherkondensators die Frequenz des Wandler-Oszillators ebenfalls höher wird, die Erhöhung der Pfeiffrequenz also keinen Rückschluß auf die Erwärmung zuläßt.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann der Zeichnung entnommen werden: A b b. 2 zeigt den Leistungstransistor 1 des Gleichspannungswandlers auf einer metallischen Chassisplatte 2 unmittelbar neben dem durch die Schelle 4 an die Metalloberfläche angepreßten Kaltleiter 3. Der Kaltleiter 3 ist mit seinem Ende 7 mit der Rückkopplungswicklung 10 des spannungsübersetzenden Transformators d, über Anschlußpunkt 6 und Draht 9 mit Widerstand 16 und weiter mit Basisklemme 13 des Steuertransistors 5 verbunden. A b b. 3 stellt einen Leistungstransistor dar, dessen Gehäuse nicht mit Gerätemasse verbunden werden darf. Eine Isolierscheibe 12 - aus Glimmer - isoliert Transistor 1 gegen das metallische Chassis 2; während der Kaltleiter 3 unmittelbar in einer Öse des Kühlbleches 11, das wärmeleitend mit dem Transistor verbunden ist, sitzt.
Die Schaltung eines zweistufigen Gleichspannungswandlers, wie er in einem Leistungsgerät Anwendung findet, ausgerüstet mit dem beschriebenen Überlastungsschutz, ist in A b b. 1 dargestellt. Der Kaltleiter R1 ist im Basiskreis des Steuertransistors T2 angeordnet und über eine Wärmebrücke WB mit dem Gehäuse des Leistungstransistors T1 verbunden. Die Basis des Steuertransistors T2 erhält den Anlaß-Strom über den hochohmigen Widerstand R 6, die Ansteuerimpulse aus der Rückkopplungswicklung W 3. Der veränderliche Widerstand R 2 dient der Einstellung der Ansteuerung und damit der Festlegung der Leistungsaufnahme des Gleichspannungswandlers. R 2 hat einen Wert zwischen 1000 und 3 000 Ohm. Bei normaler Betriebstemperatur kommt der Kaltleiter R 1 auf Werte von höchstens 100 Ohm. Sein Einfluß ist vernachlässigbar. Bei weiterem Temperaturanstieg übertrifft er an Widerstand rasch den Einstellregler R 2 und begrenzt dann die Ansteuerung.
Der Einbau des Überlastungsschutzes erlaubt neben einer weitgehenden Verkleinerung der Geräteabmessungen gleichzeitig eine Ausnutzung der Leistungsfähigkeit der Schaltungselemente, die ohne den Schutz mit Rücksicht auf außergewöhnliche Belastungsfälle unmöglich wäre.

Claims

Patentanspruch: Schaltungsanordnung zum Regeln der Wärmebelastung der Schaltungsbauelemente eines Elektronenblitzgerätes mit Speisung aus einer Gleichspannungsquelle über einen ein- oder mehrstufigen Transistor-Gleichspannungswandler und mit einer Regelautomatik zum Konstanthalten der Spannung an dem die Blitzlichtlampe speisenden Speicherkondensator, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß in den Ansteuerkreis des oder eines Leistungstransistors (T1) des Gleichspannungswandlers ein Kaltleiter (R1) bei einem einstufigen Gleichspannungswandler unmittelbar und bei einem mehrstufigen Gleichspannungswandler mittelbar über einen Steuertransistor (T2) eingeschaltet ist, der über eine Wärmebrücke (WB) mit dem Leistungstransistor (T1) verbunden ist und beim Auftreten von Übertemperaturen des Leistungstransistors in seinem Widerstandswert hochgesteuert wird und damit durch .Beeinflussung der Amplitude der Ansteuerstromstöße die Ladezeit für den Speicherkondensator bis zur automatischen Ladeabschaltung verlängert, während bei normaler betriebsmäßiger Temperatur des Leistungstransistors (T1) der geringe Widerstand des Kaltleiters (R 1) die Amplitude der Ansteuerstromstöße nicht beeinflußt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 670 690; deutsche Auslegeschrift Nr. 1085 601.