DE1227935B - Impulsgenerator zur Umformung einer Gleich-spannung in eine Rechteck-Wechselspannung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al-36/02

Nummer: 1227 935

Aktenzeichen: G 38550 VIII a/21 al

Anmeldetag: 26. August 1963

Auslegetag: 3. November 1966

Die Erfindung betrifft einen Impulsgenerator zur Umformung einer Gleichspannung in eine Rechteck-Wechselspannung, bei dem zwei leitfähigkeitssteuerbare Festkörper-Bauelemente in Reihe an einer Gleichspannungsquelle mit Mittelanzapfung liegen, die Primärwicklung eines Transformators zwischen die Mittelanzapfung und den Verbindungspunkt der beiden Festkörper-Bauelemente und in den Steuerkreis eines jeden Festkörper-Bauelements je eine Sekundärwicklung des Transformators geschaltet ist.

Bei zahlreichen herkömmlichen magnetisch gekoppelten Impulsgeneratorschaltungen wird das »Kippen«, das ist das Umschalten der Leitfähigkeit in den aktiven Bauelementen, durch die Sättigung eines sättigungsfähigen Transformators oder einer sättigungsfähigen Drosselspule hervorgerufen. Diese Sättigung bewirkt, daß die Transistoren aus ihrem Aussteuerbereich herauslaufen. Dabei wird die Leitfähigkeit in der Schaltung umgeschaltet, weil die Streuinduktivität Gegenspannungen hervorruft. Da die Streuinduktivität eine schwer zu überschauende Größe und sehr schwer in einem magnetischen Gerät herzustellen ist, ist der Entwurf von Transformator-Impulsgeneratoren sehr schwierig. Außerdem beeinflussen Speisespannungsschwankungen, kapazitive oder induktive Belastungen oder Änderungen der Umgebungstemperatur die Frequenz, die Kurvenform der Ausgangsspannung und die Schaltzeiten der aktiven Bauelemente.

Ziel der Erfindung ist daher ein Impulsgenerator, dessen Frequenz und Amplitude unabhängig von derartigen Störgrößen ist.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß je eine Arbeitswicklung eines Transduktors mit jeder Sekundärwicklung des Transformators elektrisch in Reihe geschaltet ist und eine Steuerwicklung des Transduktors an einer Steuerstufe liegt.

Dadurch ist es möglich, mit Hilfe des Steuersignals der Steuerstufe den Vormagnetisierungsstrom durch die Steuerwicklung des Transduktors, damit den Kipp-Punkt des Impulsgenerators und mithin dessen Frequenz zu steuern. Dies ist eine Vorbedingung zur Regelung der Frequenz und Amplitude der Ausgangswechselspannung des Impulsgenerators.

Um die Frequenz von Speisespannungsschwankungen unabhängig zu machen, leitet die Steuerstufe das Steuersignal von der Speisegleichspannungsquelle ab, derart, daß eine Schwankung der Speisegleichspannung eine proportionale Schwankung des Steuersignals verursacht, so daß die Frequenz im wesentlichen konstant bleibt.

Die Frequenz kann auch dadurch konstant gehal-Impulsgenerator zur Umformung einer Gleichspannung in eine Rechteck-Wechselspannung

Anmelder:
5

General Electric Company,

Schenectady, N.Y. (V. St. A.)
Vertreter:

ίο Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt, ^:

Frankfurt/M. 1, Parkstr.l3

Als Erfinder benannt:
Philip Dart Corey, Waynesboro, Va. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. August 1962
(219 647, 219 703)

ten werden, daß ein zweiter Transformator mit einer Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen vorgesehen wird, von denen jede Sekundärwicklung mit der entsprechenden Arbeitswicklung des Transduktors elektrisch in Reihe geschaltet ist, und daß die Primärwicklung mit einem Wechselstrom konstanter Frequenz gespeist wird und die Sekundärwicklungen so gepolt werden, daß sie gegenphasige Spannungen abgeben.

Als Quelle des Wechselstroms konstanter Frequenz kann wiederum ein Impulsgenerator der oben angegebenen Art verwendet werden. Dann bestimmt die Frequenz des einen Impulsgenerators die des anderen und die Steuerstufe die gegenseitige Phasenlage der Schwingungen beider Impulsgeneratoren.

Werden zwei weitere Sekundärwicklungen des Transformators des einen Impulsgenerators jeweils mit den Sekundärwicklungen des Transformators des anderen Impulsgenerators in Reihe geschaltet und beide Impulsgeneratoren von derselben Gleichspannung gespeist, dann bestimmt die Phasenverschiebung zwischen den Schwingungen der beiden Impulsgeneratoren die Amplitude der Ausgangswechselspannung, wenn diese an in Reihe liegenden Primärwicklungen der beiden Transformatoren abgegriffen wird.
Um die Amplitude der Wechselspannung, insbesondere den Effektivwert zu regeln, wird die Wechselspannung gleichgerichtet und mit einer Referenzspannung verglichen, von der ein einstellbarer An-

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teil einer weiteren Steuerwicklung des Transduktor des einen Impulsgenerators zugeführt wird, während die Differenz einer weiteren Steuerwicklung des Transduktors des anderen Impulsgenerators zugeführt wird.

Die Referenzspannung kann an einer Zenerdiode abgegriffen werden, die über einen Vorwiderstand von einer Gleichspannung gespeist wird, die aus der gleichgerichteten Wechselspannung gewonnen wird.

Die relative Phasenlage der Schwingungen beider Impulsgeneratoren ist von der Differenz aus der gleichgerichteten Wechselspannung und der Referenzspannung verschiebbar, derart, daß der Effektivwert der Wechselspannung konstant bleibt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines Rechteckwellen-Impulsgenerators gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein der Fig. 1 ähnliches Schaltbild eines Impulsgenerators, dessen Frequenz gesteuert werden kann;

Fig. 3 zeigt ein der Fig. 2 ähnliches Schaltbild eines Impulsgenerators, bei dem eine konstante Ausgangsfrequenz aufrechterhalten wird;

Fig. 4 zeigt ein der Fig. 3 ähnliches Schaltbild eines Impulsgenerators, dessen Ausgangsspannung von einer Hauptsteuerquelle über einen Phasenbereich von nahezu 180° synchronisiert werden kann;

F i g. 5 ist das Schaltbild eines Impulsgenerators gemäß,der Erfindung aus zwei der in den.Fig. 1 bis 4 gezeigten Impulsgeneratoren;

Fig. 6 ist das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform eines Impulsgenerators gemäß der Erfindung;

Fig. 7 ist ein der Fig. 6 ähnliches Schaltbild eines Impulsgenerators;

F i g. 8 zeigt das Schaltbild eines Impulsgenerators gemäß der Erfindung aus zwei der in F i g. 6 gezeigten Impulsgeneratoren;

F i g. 9 zeigt das Schaltbild einer dritten Ausführungsform eines Rechteckwellen-Impulsgenerators gemäß der Erfindung;

F i g. 10 zeigt das Schaltbild eines Impulsgenerators gemäß der Erfindung aus zwei der in Fig. 9 gezeigten Impulsgeneratoren.

Wie Fig. 1 zeigt, sind-eine Reihenschaltung aus zwei Kondensatoren 12 und 14 und eine Reihenschaltung aus zwei Widerständen 16 und 18 einer Gleichspannungsquelle 10 parallel geschaltet. Der Verbindungspunkt 13 zwischen den beiden Kondensatoren und der Verbindungspunkt 17 zwischen den beiden Widerständen sind miteinander verbunden. Durch diese Anordnung erhält man eine Gleichspannungsquelle mit Mittelanzapfung. Außerdem ist der Gleichspannungsquelle 10 eine Reihenschaltung aus der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 20 und der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 22 parallel geschaltet. Zwischen dem Verbindungspunkt 17 und dem Verbindungspunkt 21 des Kollektors vom Transistor 20 und des Emitters vom Transistor 22 liegt die Primärwicklung 26 eines sättigungsfähigen Transformators 24.

Das eine Ende einer ersten Sekundärwicklung 28 des Transformators 24 ist an den Emitter des Transistors 20 und das andere Ende über einen Widerstand 32 an die Basis des Transistors 20 angeschlossen. Das eine Ende einer zweiten Sekundärwicklung 30 des Transformators 24 ist mit dem Verbindungspunkt 21 und das andere Ende über einen Widerstand 34 mit der Basis des Transistors 22 verbunden. Zwischen die Basis des Transistors 20 und den Verbindungspunkt 21 kann ein Widerstand 36 und zwischen die Basis des Transistors 22 und die negative Klemme der Spannungsquelle 10 ein Widerstand 38 geschaltet werden. Die Widerstände 36 und 38 besitzen vorzugsweise, sofern sie benutzt werden, einen hohen Widerstand und einen niedrigen Leistungsverlust und dienen dazu, eine zuverlässige Inbetriebnahme der Schaltung zu gewährleisten, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, wenn die Kollektorleckströme der Transistoren normalerweise klein sind. Das Kernmaterial des Transformators 24 weist vorzugsweise scharfe Sättigungsknicke auf, wie z. B. »Orhonol« (Nickel - Eisen - Legierung mit etwa 50% Nickel) oder »Hy-mu 80« (Nickel-Eisen-[Molybdän-KupferJ-Legierung mit etwa 70 bis 80% Nickel).

Beim Betrachten der Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 1 sei angenommen, daß der Transistor 20 gerade in den leitenden Zustand geschaltet wird.

Weiterhin sei angenommen, daß während dieses Schaltens die magnetische Flußdichte oder die Induktion im Kern des Transformators 24 — B_m beträgt.

Wenn der Transistor 20 bei diesen Verhältnissen leitend oder geöffnet ist, erscheint an der Primärwicklung 26 eine Spannung, die etwa gleich der halben Speisespannung \-A ist, wobei das mit einem

Punkt versehene Wicklungsende positiv ist. Dadurch entstehen an den Sekundärwicklungen 28 und 30 Spannungen (die mit einem Punkt versehenen Wicklungsenden sind ebenfalls positiv), so daß die Basis des Transistors 20 stark ins Negative gesteuert wird. Das bedeutet, an die Basis des Transistors 20 wird ein kräftiger Einschaltimpuls gelegt. Entsprechend wird der Transistor 22 durch die Spannung an der Sekundärwicklung 30 schnell gesperrt. Der Transistor 20 leitet nun vollkommen, und der Transistor 22 bleibt gesperrt, bis die Flußdichte im Kern des Transformators 24 den Wert +B_m erreicht. Dies kann man am besten den folgenden Gleichungen entnehmen, in denen folgende Abkürzungen gelten:

A = Fläche,

B_m = maximale Induktion, t = Zeit,

e = Spannung in Abhängigkeit von der Zeit, E = Speisegleichspannung und N = Windungszahl

NA

dB

dt

— dt = NAdB,

At +"m

At_x=-

E 2NA

(2B_m) =

ANAB₁,

Am Ende der Zeitspanne Δ t_t beträgt die Induktion im Kern des Transformators 24 +B_m.

Sobald der Sättigungspunkt +B_m erreicht ist, brechen die Spannungen an den Wicklungen des Transformators 24 zusammen, da keine weitere Veränderung der Flußdichte in »positiver« Richtung möglich ist. Dieser Spannungszusammenbruch verursacht einen positiven Spannungssprung an der Basis des Transistors 20. Dadurch geht der Transistor 20 in den nichtleitenden Zustand über und versucht dabei, den Strom durch die Primärwicklung 26 zu sperren. Die Streuinduktivität des Transformators 24 will diesen Strom aufrechterhalten, indem sie die Spannungen an ihren Wicklungsenden umdreht, so daß jetzt die nicht mit einem Punkt versehenen Wicklungsenden positiv sind. Dadurch wird ein Öffnungsimpuls der Basis des Transistors 22 zugeführt und an die Basis des Transistors 20 ein Sperrimpuls gelegt, um diesen vollständig zu sperren. Die Leitfähigkeit wird daher vom Transistor 20 auf den Transistor 22 momentan umgeschaltet, so daß der Transistor 22 jetzt vollständig leitet und der Transistor 20 vollkommen gesperrt ist. Die magnetische Induktion in dem Transformatorkern kehrt nun wieder von +B_m nach — B_m zurück, und zwar während einer Zeit Δ t₂, die durch folgende Gleichung gegeben ist:

^ __ 4NAB_n,

Damit ist eine volle Periode vollendet. Sobald die Induktion in dem Kern des Transformators 24 den Wert — B_m erreicht, verursacht die Verminderung der Öffnungsspannung an der Basis des Transistors 22, daß die Streuinduktivität des Transformators 24 die Spannungen an den Wicklungsenden erneut umkehrt, so daß die Leitfähigkeit in der Schaltung erneut umgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt bestehen dieselben Anfangsbedingungen wie beim Beginn der unmittelbar vorausgegangenen Periode, so daß eine periodische Schwingung entsteht. Da die Schwingungsfrequenz gleich dem reziproken Wert der Periodendauer ist, gibt die folgende Gleichung eine Beziehung für die Frequenz / an:

f =

Δ1₂ 8NAB_m

Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Schaltung, bei der jedoch mit Hilfe einer Steuerstufe 40 eine Frequenzsteuerung durchgeführt wird. Die Steuerstufe 40 enthält eine Gleichspannungsquelle 42 und die Steuerwicklung 44 eines spannungssteuernden Transduktors. Der Transduktor besitzt noch zwei Arbeitswicklungen 46 und 48 sowie zwei Dioden 50 und 52.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 2 sei angenommen, daß die mit einem Punkt versehenen Wicklungsklemmen des Transformators 24 positiv sind und der Transistor 20 geöffnet ist. Bei diesen Bedingungen fließt ein Strom von dem mit einem Punkt versehenen Ende der Wicklung 30 über die Widerstände 34 und 54, die Dioden 56 und 52 und über die Arbeitswicklung 48 zurück zur Wicklung 30. Der Strom durch die Arbeitswicklung 48 ist so gerichtet, daß die positiven Amperewindungen in ihr zunehmen. Wenn sich der Kern des spannungssteuernden Transduktors bei diesen Bedingungen sättigt, dann wird die Spannung an der Basis des Transistors 22 sehr schnell negativer. Dadurch liegt an der Basis des Transistors 22 ein negatives Ö&- nungssignal, und der Transistor 22 wird leitend. Dabei kehren die Spannungen an den Wicklungen des Transformators 24 ihre Polarität um, und der Transistor 20 wird sehr schnell gesperrt. Infolge dieses Polaritätswechsels an den Wicklungen des Transformators 24 wird an den Transistor 22 ein kräftiges

ίο Öffnungssignal gelegt, so daß er vollständig leitend wird, während der Transistor 20 vollkommen gesperrt wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltung wird die Frequenzsteuerung durch Verändern einer Spannung

is erreicht, die der Steuerwicklung 44 zugeführt wird. Die Widerstände 54 und 58 dienen zur Strombegrenzung. Die Dioden 62 und 57 begrenzen die Spannung an den Punkten 59 bzw. 51 zwangläufig auf die Spannung an den Punkten 23 bzw. 21. Die Dioden 50 und

ao 52 tragen zur Wirkungsweise des spannungssteuernden Transduktors bei. Die Dioden 60 und 56 können eingebaut werden, um die Spannungen an den Basisanschlüssen der Transistoren 20 und 22 zwangläufig auf die Spannungen an den Verbindungspunkten 59 bzw. 51 zu begrenzen. Die Schaltung arbeitet auch ohne die Dioden 60 und 56 zufriedenstellend. Die Mittelanzapfungen der Sekundärwicklungen 28 und 30 sind an die Verbindungspunkte 23 bzw. 21 angeschlossen. Die Spannungen an diesen Punkten bilden Bezugsspannungen für die Spannungsschwingungen an den Wicklungen 28 und 30.

Bei der Schaltung von F i g. 2 braucht der Transformator 24 nicht sättigungsfähig zu sein. Der zur Frequenzsteuerung dienende spannungssteuernde Transduktor bietet daher in der Schaltung von F i g. 2 den zusätzlichen Vorteil, daß kein sättigungsfähiger Transformator benötigt wird.

Weiterhin ist zu sagen, daß die Schwingfrequenz der Schaltung ständig abnimmt, wenn der Strom durch die Steuerwicklung 44 zunimmt. Dies kann so lange geschehen, bis der Kern des spannungssteuernden Transduktors während jeder Betriebshalbperiode vollständig entmagnetisiert ist. Außerdem ist zu bemerken, daß das Steuersignal, das die Größe des Stromes durch die Steuerwicklung 44 bestimmt, die algebraische Summe von mehreren getrennten Signalen sein kann, die genauso vielen Steuerwicklungen des Transduktors zugeführt werden können.
Man sieht, daß man bei der Schaltung von Fig. 2 die Frequenz auf zwei verschiedene Weisen ändern kann, nämlich einmal, wenn der Strom durch die Steuerwicklung 44 zunimmt, dann nimmt die Frequenz ab, und zum andern, wenn die Speisegleichspannung zunimmt, dann nimmt auch die Frequenz zu, da die Spannungen an den Sekundärwicklungen 28 und 30 um die Speisegleichspannung pendeln.

In F i g. 3 ist eine der F i g. 2 ähnliche Schaltung dargestellt, bei der die Impulsgeneratorfrequenz trotz Schwankungen der Speisegleichspannung innerhalb eines ausgewählten Bereiches konstant gehalten werden kann. Es wurde bereits erwähnt, daß die Impulsgeneratorfrequenz proportional mit der Speisegleichspannung anwächst, wenn die Steuerspannung zum Entmagnetisieren des Kerns des Transduktors konstant gehalten wird. In der Schaltung von Fig. 3 stellt die Reihenschaltung mit den Widerständen 66 und 68, die über die Gleichspannungsquelle 10 geschaltet ist, sowie die dazugehörige Steuerwicklung

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44 des Transduktors und ein veränderlicher Wider- ständig entmagnetisiert ist. Bei richtigem Aufbau des

stand 79 eine Spannung zur Verfugung, die der spannungssteuernden Transduktors, also bei passen-

Speisegleichspannung proportional ist. Bei richtiger der Wahl der Wicklungswindungen, des Kernquer-

Wahl der Widerstände 66, 68 und 79 sowie der Win- schnittes und der Flußdichte, kann die Phasennach-

dungen der Steuerwicklung 44 kann die durch 5 eilung der Ausgangsspannung des Impulsgenerators

Schwankungen der Gleichspannung 10 hervorgeru- gegenüber der Ausgangsspannung der fremden

fene Änderung der Impulsgeneratorfrequenz korn- Wechselspannungsquelle über einen Bereich von 0

pensiert werden, so daß über den linearen Arbeits- bis nahezu 180° gesteuert werden,

bereich des spannungssteuernden Transduktors die Fig. 5 zeigt die Schaltung eines Impulsgenerators

Frequenz im wesentlichen unabhängig von der io gemäß der Erfindung, der mit einer relativ hohen

Speisegleichspannung ist. Man hat gefunden, daß Spannung zusammenarbeiten kann und eine kon-

diese Kompensationsanordnung sehr zuverlässig ar- stante Frequenz und eine konstante Ausgangsspan-

•beitet, da die Frequenz im wesentlichen durch die nung trotz Schwankungen der Speisegleichspannung

Kernmaterialkennlinien des spannungssteuernden und Veränderungen seiner Ausgangsbelastung zur

Transduktors bestimmt ist. In der in Fig. 3 gezeig- 15 Verfügung stellt. Die Transistoren 80 und 82 und

ten Schaltung kann man noch, wenn es gewünscht ihre dazugehörigen Schaltungselemente bilden eine

wird, eine Temperaturkompensation durchführen, Schaltung, die im wesentlichen der in F i g. 3 gezeig-

indem man einen temperaturempfindlichen Wider- ten Schaltung ähnlich ist. Die Steuerwicklung 86

stand (nicht gezeigt) mit den Widerständen 66 und eines spannungssteuernden Transduktors 84 dient

68 in Reihe schaltet. 20 dazu, trotz Schwankungen der Speisegleichspannung

Oft ist es wünschenswert, die Ausgangsspannung eine konstante Ausgangsfrequenz aufrechtzuerhalten, eines Impulsgenerators mit einem Wechselstrom- Die Steuerwicklung 86 liegt in Reihe mit einem versignal ausgewählter Frequenz und Amplitude zu syn- änderbaren Widerstand 88 und einem Widerstand 90. chronisieren. Dies ist z. B. der-Fall, wenn der Impuls- Diese Reihenschaltung ist der Speisegleichspannungsgenerator mit einer fremden Wechselspannung kon- 25 quelle 92 parallel geschaltet. Parallel zur Speisespanstanter Frequenz derart synchronisiert werden soll, nungsquelle 92 liegt eine weitere Reihenschaltung daß er an seinem Ausgang unabhängig von Schwan- mit den Widerständen 94 und 96. Den Widerständen kungen der Speiseabgleichspannung eine Rechteck- 94 und 96 ist jeweils ein Kondensator 98 bzw. 100 schwingung konstanter Frequenz liefert. Weiterhin parallel geschaltet, so daß eine Speisegleichspannung soll oft die relative Phasenverschiebung zwischen der 30 mit Mittelanzapfung gebildet wird.
Ausgangsspannung des Impulsgenerators und der Die Transistoren 102 und 104 und ihre dazugehö-Häuptsteuerspannüng, also der Spannung der frem- rigen Schaltungselemente bilden einen Impulsgene^fden Sfeuersignalqüelle, verändert werden können. rator, der dem in Fig. 4 gezeigten ähnlich ist. In •Fig. 4 zeigt eine Schaltung gemäß der Erfindung, dem Schaltungsteil von Fig. 5, der die Transistoren bei der dies durchgeführt werden kann. 35 102 und 104 enthält, bilden die Wicklungen 114 und

Bei der Schaltung von Fig. 4 ist zu bemerken, 116, die das Entmagnetisieren des Kerns des spandaß die einen Enden der Sekundärwicklungen 28 und nungssteuernden Transduktors 84 bewirken, die Se- 30 des Transformators 24 mit den entsprechenden kundärwicklungen des Transformators 106. Die Punkten 23 bzw. 21 verbunden sind und daß die Wicklungen 122 und 124 sind die Sekundärwicklun-Sekundärwicklungen keine Mittelanzapfung mehr 40 gen des Transformators 118, der noch eine Primärhaben. Die Sekundärwicklungen 74 und 76 eines wicklung 120 hat. Die Sekundärwicklungen 122 und Transformators 70 sind zwischen die Diode 50 und 124 dienen zum Anlegen des Öffnungssignals an die den Verbindungspunkt 23 bzw. die Diode 52 und den Basisanschlüsse der Transistoren 102 und 104.
Verbindungspunkt 21 geschaltet. Die Primärwick- Der Verbindungspunkt 103 zwischen dem Kolleklung 72 des Transformators 70 ist mit dem Ausgang 45 tor des Transistors 102 und dem Emitter des Traneiner Wechselspannungsquelle 71 mit konstanter sistors 104 ist an das eine Ende der Primärwicklung Frequenz verbunden. 132 eines sättigungsfähigen Ausgangstransformators

Beim Betrieb der Schaltung von F i g. 4 wird der 130 angeschlossen. Der Verbindungspunkt 81 zwi-Strom zum Entmagnetisieren des Kerns des span- sehen dem Kollektor des Transistors 80 und dem nungssteuernden Transduktors durch die Spannun- 50 Emitter des Transistors 82 ist über eine Reihenschalgen an den Wicklungen 74 bzw. 76 bestimmt. Es sei tung aus einem Kondensator 136 und einer linearen angenommen, daß der Transistor 20 leitend ist. Da- Drosselspule 138 mit dem anderen Ende der Primärbei sind die mit einem Punkt versehenen Wicklungs- wicklung 132 verbunden. Die Ausgangsspannung der enden des Transformators 24 positiv, und der Strom Schaltung erscheint an einem Teil der Sekundärwickfließt durch die Arbeitswicklung 46 in einer solchen 55 lung 134 des Transformators 130. Ein Teil der Span-Richtung, daß die mit einem Punkt versehenen nung an der Sekundärwicklung 134 wird von einem Enden der Wicklungen 74 und 76 ebenfalls positiv Vollweggleichrichter mit den Dioden 140 und 142 sind. Die nicht mit einem Punkt versehenen Wick- gleichgerichtet. Die gleichgerichtete Spannung wird lungsenden sind daher negativ. Der von der fremden an eine Reihenschaltung mit einem Widerstand 144 ,Steuerquelle 71 herrührende Strom bestimmt die 60 und einem veränderlichen Widerstand 146 und an Sättigungsrichtung des Transduktorkernes. Die rela- eine weitere Reihenschaltung mit einem Widerstand tive Phasenlage wird durch Gleichspannungen ge- 148 und der Kathoden-Anoden-Strecke einer Zenersteuert, die der Steuerwicklung 44 zugeführt werden. diode 150 gelegt. Eine Steuerwicklung 172 eines Wenn der Steuerstrom durch die Wicklung 44 zu- spannungssteuernden Transduktors 168 liegt zwinimmt, dann wird die Phasennacheilung der Aus- fig sehen dem Schleifer des veränderlichen Widerstandes gangsspannung des Impulsgeneratörs gegenüber dem 146 und dem Verbindungspunkt 149 des Widerstan-Signal der Steuerquelle 71 größer, bis der Kern des des 148 und der Kathode der Diode 150. Ein Kon-Transduktors während jeder Betriebshalbwelle voll- densator 160 ist dem Teil der Sekundärwicklung 134

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parallel geschaltet, an dem die Ausgangsspannung Impedanz des.mit ihr in Reihe geschalteten Kondenabgenommen wird. sators 136 und eines parallelgeschalteten Kondensa-

Parallel zur Speisegleichspannungsquelle 92 liegt tors 160. Der größte Teil der Harmonischen fällt daeine Reihenschaltung mit einem Widerstand 162, her an der Drosselspule 138 ab. Während bestimmter einem Widerstand 164, dem ein Kondensator 166 5 Periodenabschnitte führt auch der Kondensator 160 parallel geschaltet ist, und einer Steuerwicklung 170 dem Ausgang Energie zu.

des spannungssteuernden Transduktors 168, um Der Transformator 130 kann sättigungsfähig sein,

durch die Wicklung 170 ein Signal zu schicken, das so daß er beim Auftreten von Überspannungen geder Speisegleichspannung proportional ist. Eine sättigt wird. Auf diese Weise arbeitet der Transfor-Hilfswicklung 174 des Transduktors 168, die in Reihe 10 mator als Spannungsbegrenzer, der die mittlere mit einem veränderlichen Widerstand 180 und einer Spannung bildet und dabei die Amplitude und Dauer Drosselspule 182 liegt, wird als Stabilisierungs- von Überspannungsstößen vermindert,
element verwendet. Es muß noch bemerkt werden, daß die Spannung

Die Spannung an der Zenerdiode 150 ist dem ge- an der Zenerdiode 150 keine reine Gleichspannung, wünschten Wert der Ausgangsspannung direkt pro- i₅ sondern eine in einer Richtung wirkende Spannung portional. Bei einer größeren Ausgangsspannung ist, die infolge der natürlichen Wellenform der angerließt ein Strom durch die Steuerwicklung 172 in legten Spannung einen kleinen Ausschnitt aus jeder einer solchen Richtung, daß die positiven Ampere- Halbwelle aufweist. Wie gewünscht, wird mit einer windungen in der Wicklung zunehmen und die Pha- derartigen Anordnung vor allem der Effektivwert der sennacheilung zwischen den. Ausgangsspannungen ₂₀ Ausgangsspannung geregelt. Die Spannungseinstelder beiden Impulsgeneratorteile der Schaltung ab- lung wird mit einem veränderbaren Widerstand 146 nimmt. Ist die Spannung kleiner als der gewünschte vorgenommen.

Wert, dann fließt ein Strom durch die Steuerwick- F i g. 6 zeigt die Schaltung eines. Impulsgenerators

lung 172 in einer, solchen Richtung, daß die Phasen- _: gemäß der Erfindung, bei dem das Umschalten derart nacheilung zwischen den genannten Ausgangsspan- 25 ausgeführt wird, daß der vollständig leitende Trannungen zunimmt. . ■ sistor plötzlich gesperrt wird, wenn der spannungs-Betrachtet man die Arbeitsweise der in Fi g. -5 steuernde Transduktor in der Schaltung die Sättigung dargestellten Schaltung zunächst bei gesättigtem erreicht; Bei diesem Impulsgenerator. sind eine spannungssteuerndem Transduktor 168, dann arbeitet Reihenschaltung „mit den Widerständen 202 und 204 der Impulsgenerator mit den Transistoren 102 und 30 und eine weitere Reihenschaltung mit den Konden-104 mit derselben Frequenz wie der Führungsimpuls- satoren 206 und 208 ■ einer Speisegleichspannungsgenerator mit den Transistoren 80 und 82, und die quelle 200 (nicht gezeigt) parallel geschaltet. Die Spannungen der beiden Impulsgeneratoren sind Verbindungspunkte 203 und 207 zwischen den nahezu in Phase. Bei dieser Bedingung nähert sich Widerständen bzw. Kondensatoren sind miteinander die der Primärwicklung 132 des Ausgangstransfor- 35 verbunden. Dadurch erhält man eine Gleichspanmators 130 zugeführte Spannung dem Wert Null. Die nungsquelle mit Mittelanzapfung. Bei dieser Impulszwischen dem Verbindungspunkt 149 und dem generatorschaltung hat jeder Transistor nur eine Schleifer des Widerstandes 146 erzeugte Spannung Spannung von £ (das ist die Spannung der Gleichführt jetzt ein Signal der Steuerwicklung 172 zu, um Spannungsquelle 200) zu schalten anstatt 2 E. Die den spannungssteuernden Transduktor 168 zu ent- 40 Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren 210 und magnetisieren. Dadurch entsteht während des weite- 212 bilden ebenfalls eine Reihenschaltung, die der ren Betriebs eine allmählich zunehmende Phasen- Spannungsquelle 200 parallel geschaltet ist. Die nacheilung der Ausgangsspannung des Impuls- Primärwicklung 216 eines Kommutierungstransforgenerators mit den Transistoren 102 und 104 gegen- mators 214 liegt zwischen dem Verbindungspunkt über der Ausgangsspannung des Impulsgenerators 45 207 und dem Verbindungspunkt 211 des Kollektors mit den Transistoren 80 und 82. Der Primärwicklung vom Transistor 210 und des Emitters vom Tran-132 wird daher- eine Rechteckwellenspannung mit sistor 212. Die Basis des Transistors 210 ist über die Pausen zugeführt. Sobald die gewünschte Ausgangs- eine Hälfte einer Sekundärwicklung 218 des Transspannung erreicht ist, hat sich das an der Steuerwick- formators 214 und über einen Widerstand 220 mit lung 172 liegende Signal derart eingestellt, daß eine 50 der positiven Anschlußklemme der Spannungsquelle geregelte Ausgangsspannung beibehalten wird, indem 200 verbunden und über die andere Hälfte der die relative Phasenbeziehung zwischen den Spannun- Sekundärwicklung 218 und einen Widerstand 222 mit gen der beiden Impulsgeneratoren geregelt wird. dem Verbindungspunkt 211 verbunden. Der Widerin die Schaltung von F i g. 5 ist eine Reihenschal- stand 222 gewährleistet eine zuverlässige Inbetriebtung mit einem veränderbaren Widerstand 184 und 55 nähme der Schaltung, insbesondere bei tiefen Temeiner Steuerwicklung 85 des spannungssteuernden peraturen, wie es bereits im Zusammenhang mit den Transduktors 84 eingebaut, um eine feste Vorspan- Schaltungen der F i g. 1 bis 5 beschrieben wurde. Die nung für den Transduktor 84 vorzusehen, damit bei Basis des Transistors 212 ist an die Mittelanzapfung einem besonderen Aufbau der optimale Betriebs- einer Sekundärwicklung 224 des Transformators 214 punkt des spannungssteuernden Transduktors 84 60 angeschlossen. Das eine Ende der Wicklung 224 ist eingestellt werden kann, so daß die von den Speise- über einen Widerstand 225 mit dem Verbindungsspannungsschwankungen hervorgerufenen Frequenz- punkt 211 verbunden.

Schwankungen so klein wie möglich sind. Die eine Arbeitswicklung 232 eines spannungs-

Die Drosselspule 138 und der Kondensator 136 steuernden Transduktors 230 ist mit ihrem einen schwingen bei der Ausgangsfrequenz der Schaltung, 65 Ende über die Kathoden-Anoden-Strecke einer also bei der gewünschten Grundfrequenz, in Reso- Diode 238 an die positive Anschlußklemme der nanz. Die Drosselspule 138 hat für die höheren Har- Spannungsquelle 200 angeschlossen. Das andere monischen eine große Impedanz im Vergleich zur Wicklungsende ist mit der Sekundärwicklung 218

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verbunden. Eine zweite Arbeitswicklung 234 des lung 270 für eine konstante Vorspannung und spannungssteuernden-Transduktor 230 ist mit ihrem Arbeitswicklungen 272 und 274.
einen Ende über die Kathoden-Anoden-Strecke Der dem Impulsgenerator mit den Transistoren einer Diode 240 an den Verbindungspunkt 211 an- 276 und 278 zugeordnete Transformator 280 besitzt geschlossen. Das andere Wicklungsende ist mit der 5 eine Primärwicklung 282 und Sekundärwicklung 284 Sekundärwicklung 224 verbunden. Die Steuerwick- und 286. Der zu diesem Impulsgenerator gehörige lung 236 des spannungssteuernden Transduktors 230 spannungssteuernde Transduktor hat eine Kompenerhält ihr Steuersignal von einem Steuerfrequenz- sationssteuerwicklung 290 für die Eingangsgleichgenerator 240. Der Steuergenerator 240 ist ähnlich spannung, eine auf die Ausgangsspannung anspreaufgebaut wie die Steuerstufen, die bereits im Zu- io chende Steuerwicklung 292, eine Steuerwicklung 294 sammenhang mit den Schaltungen der F i g. 1 bis 5 zur Stabilisierung und Arbeitswicklungen 296 und beschrieben wurden^ 298. Die anderen Schaltungsbauelemente des in

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung Fig. 8 gezeigten Impulsgenerators entsprechen den von Fig. 6 sei angenommen, daß der Transistor 210 Bauelementen des in Fig. 5 gezeigten Impulsgenevollständig leitend ist. Bei dieser Bedingung sind die 15 rators.

mit einem Punkt versehenen Wicklungsenden des Betrachtet man die Wirkungsweise der Schaltung Transformators214 positiv. Die Punkte an den von Fig. 8, so kann man den Impulsgenerator mit Transduktorwicklungen kennzeichnen diejenige den Transistoren 250, 252 und seine dazugehörigen Stromrichtung, die in den Wicklungen positive Schaltungsbauelemente als Führungsimpulsgenerator Amperewindungen erzeugt. Bei leitendem Transistor 20 und den Impulsgenerator mit den Transistoren 276 210 fließt der Strom von der positiven Anschluß- und 278 mit seinen dazugehörigen Schaltungselemenklemme der Spannungsquelle 200 über die Diode ten als Folgeimpulsgenerator bezeichnen.
238 und die Arbeitswicklung 232 zum Verbindungs- Beim Betrieb der Schaltung sei zunächst angepunkt 221. Sobald der Kern, auf den die Wicklung nommen, daß der Transistor 250 als erster leitend 232 gewickelt ist, gesättigt wird, entsteht an dem 25 ist. Die mit einem Punkt versehenen Wicklungsenden Verbindungspunkt 221 ein positiver Spannungs- des Transformators 254 sind daher positiv, und an sprung, und das Öffnungssignal an der Basis des der Basis des Transistors 276 liegt ein Öffnungs-Transistors 210 bricht zusammen, so daß der Tran- signal, um diesen Transistor im wesentlichen gleichsistar 210 nahezu augenblicklich gesperrt wird. Da- zeitig mit dem Transistor 250 zu öffnen. Wenn dann bei kehren die Wicklungsenden des Transformators 30 der Kern, auf den die Wicklung 272 gewickelt ist, 214 ihre Polaritäten sehr schnell um, und an die die Sättigung erreicht, wird der Transistor 250 geBasis des Transistors 212 wird ein Öffnungssignal sperrt und der Transistor 252 geöffnet mit nachgelegt, folgendem Polaritätswechsel an den Wicklungsenden

Während der Transistor 210 leitet, verursacht die des Transformators 254.

transformatorische Kopplung zwischen den Wick- 35 Etwa gleichzeitig wird das Leitvermögen von dem lungsteilen 233 und 235 der Steuerwicklung 236, daß Transistor 276 auf den Transistor 278 umgeschaltet, der Wicklungsteil 235 den Kern, auf dem sich die Weiterhin sei angenommen, daß bei fortdauerndem Wicklung 234 befindet, in der negativen Sättigungs- Betrieb eine Spannung an der Steuerwicklung 292 richtung aussteuert. Wenn dann der Transistor 212 in der Spannungsvergleichsbrücke am Ausgang erleitend wird, geschieht dasselbe wie bei leitendem 40 scheint. In diesem Fall könnte der Transistor 250 Transistor 210. Wenn daher der Kern, auf den die geöffnet sein, und der Transistor 278 würde noch Wicklung 234 gewickelt ist, die Sättigung erreicht, gesperrt sein, bis das mit einem Punkt versehene Ende wird der Transistor 212 augenblicklich gesperrt und der Sekundärwicklung 286 negativ wird. Während der Transistor 210 etwa zur selben Zeit in den leiten- der Zeit, bei der das mit einem Punkt versehene den Zustand versetzt, um die nächste Periode des 45 Ende der Wicklung 258 positiv und das mit einem Impulsgenerators einzuleiten. Punkt versehene Ende der Wicklung 286 negativ ist,

F i g. 7 zeigt eine Schaltung, die im wesenth'chen leiten die Transistoren 250 und 278 gleichzeitig, wo-

der Schaltung von F i g. 6 ähnlich ist, außer daß das bei ein Strom durch die Transduktorwicklung 272

Signal für die Steuerwicklung 236 des Transduktors, fließt, um sie in positiver Sättigungsrichtung auszu-

das die Frequenz bestimmt, bei dieser Schaltung von 50 steuern. Während dieses gleichzeitigen Leitens fließt

der Speisegleichspannung abgeleitet wird. Dadurch auch Strom durch die Wicklung 298.

ist gewährleistet, daß das Steuersignal der Speise- Wenn dann die Wicklung 272 gesättigt ist, wobei

gleichspannung proportional ist, so daß auf diese der Transistor 250 gesperrt wird und die mit einem

Weise die Schaltung im wesentlichen gegenüber den Punkt versehenen Wicklungsenden des Transforma-

Schwankungen der Speisegleichspannung kompen- 55 tors 254 negativ werden, bleibt der Transistor 278

siert ist. Eine Steuerwicklung 238 dient zur Erzeugung noch leitend. Der Transistor 278 bleibt so lange ge-

einer festen Vorspannung für die Arbeitswicklungen öffnet, bis die Wicklung 298 gesättigt ist. Zu diesem

232 und 234 des spannungssteuernden Transduktors. Zeitpunkt wird der Transistor 276 leitend, und die

Fig. 8 zeigt das Schaltbild eines Impulsgenerators Transistoren 252 und 276 leiten gleichzeitig. Die

gemäß der Erfindung, bei dem zwei Impulsgenera- 60 Ausgangsspannung der Schaltung ist daher eine

toren obiger Art verwendet werden, z. B. der in Rechteckwelle mit Pausen. Die Ausgangsstufe des

Fig. 6 gezeigte. Bei dieser Schaltung hat der Korn- Impulsgenerators von Fig. 8 arbeitet wie die des

mutierungstransfoxmator 254 für den Impulsgenerator in Fig. 5 gezeigten Impulsgenerators,

mit den Transistoren250 und 252 eine Primärwick- Bei der in Fig. 9 gezeigten Schaltung sind eine

lung 256 und mehrere Sekundärwicklungen 258 bis 65 Reihenschaltung mit den Widerständen 12^4 und

264. Der spannungssteuernde Transduktors 266 für 14 A sowie eine weitere Reihenschaltung mit den

diesen Impulsgenerator enthält eine Steuerwicklung Kondensatoren 16^4 und 18 A einer Speisegleich-

268 zur Festlegung der Frequenz, eine Steuerwick- Spannungsquelle 10^4 parallel geschaltet. Die Ver-

bindungspunkte 13,4 und 17,4 zwischen den Widerständen bzw. Kondensatoren sind miteinander verbunden. Auf diese Weise entsteht eine Gleichspannungsquelle mit Mittelanzapfung wie in Fig. 1.

Außerdem sind zwei in Reihe geschaltete Transistoren 20 A und 30 A der Speisespannungsquelle 10,4 parallel geschaltet. Die Primärwicklung 40,4 eines Transformators 38,4 liegt zwischen dem Verbindungspunkt 17,4 und einem Verbindungspunkt 25,4 des Kollektors 26*4 vom Transistor 20 Λ und des Emitters 32 A vom Transistor 30,4.

Die Basis 24,4 des Transistors 20,4 ist an die Mittelanzapfung 39,4 einer Sekundärwicklung 42,4 des Transformators 38,4 angeschlossen. Das eine Ende 41Λ der Wicklung 42,4 ist über einen Widerstand 46.4 mit der positiven Anschlußklemme der Gleichstromquelle 10,4 verbunden. Das andere Ende 43,4 der Wicklung 41Λ ist über eine Wicklung 52,4 einer sättigungsfähigen Drosselspule 50,4 an die positive Anschlußklemme der Speisespannungsquelle 10,4 angeschlossen.

Die Basis 34,4 des Transistors 30,4 liegt an der Mittelanzapfung 49,4 einer Sekundärwicklung 44,4 des Transformators 38,4. Das eine Ende 45,4 der Sekundärwicklung 44,4 ist über einen Widerstand 48,4 mit dem Verbindungspunkt 25,4 verbunden. Das andere Ende 47,4 der Wicklung 44,4 ist über eine Wicklung 54,4 einer sättigungsfähigen Spule 50 Λ an den Verbindungspunkt 25^4 angeschlossen. Zwischen der Wicklung 42,4 und dem Verbindungspunkt 25^4 liegt ein relativ hochohmiger Widerstand 56 A.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 9 sei angenommen, daß an den Elektroden der Transistoren 2OA und 30,4 zunächst Vorspannungen liegen, die beide Transistoren öffnen. Schon nach sehr kurzer Zeit wird die Leitfähigkeit infolge kleiner Unterschiede selbst bei gleichen Transistoren in einem der Transistoren größer sein. Dabei fließt in der ausgewählten Richtung Strom durch die Primärwicklung, und die Polaritäten stellen sich an den Wicklungsenden des Transformators 38,4 derart ein, daß dem etwas mehr geöffneten Transistor ein kräftiger Öffnungsimpuls zugeführt wird und der andere Transistor gesperrt wird.

Es sei im folgenden angenommen, daß der Transistor 20^4 gerade geöffnet und der Transistor 30,4 gerade gesperrt worden ist. Weiterhin sei angenommen, daß die Flußdichte der sättigungsfähigen Drosselspule 50 A zu diesem Zeitpunkt — B_m beträgt. Wenn der Transistor 20,4 geöffnet wird, wird die Spannung an der Primärwicklung 40,4 nahezu auf

-γ (das ist der halbe Spannungswert der Spannungsquelle 10,4) gebracht, wobei die mit einem Punkt versehenen Wicklungsenden des Transformators 38,4 positiv sind. Dadurch entstehen an den Sekundärwicklungen Spannungen, so daß über den einen Teil der Sekundärwicklung 42,4, der zwischen den Punkten 41^4 und 39,4 liegt, und über den Widerstand 46,4 ein kräftiger Öffnungsimpuls an den Transistor 20,4 gelegt wird. Der Transistor 30,4 wird gleichzeitig durch den Durchlaßspannungsabfall an der Basis-Emitter-Diode des Transistors 20 A gesperrt. Diese Spannung wird über die Wicklungen 52,4 und 54,4 der sättigungsfähigen Drosselspule 50,4 transformiert. Die Wicklungen 52,4 und 54,4 haben gleich viele Windungen.

Bei jetzt leitendem Transistor 20,4 fließt Strom durch die Wicklungen 52,4 und 54,4. Der Strom ist so gerichtet, daß der Kern der sättigungsfähigen Drosselspule 50,4 in umgekehrter Richtung gesättigt wird. Der Strom fließt also von der Klemme 41,4 der Sekundärwicklung 42,4 über den Widerstand 46 A und die Spulenwicklung 52,4 zur Klemme 43 A und von der Klemme 47,4 der Sekundärwicklung 44 A über die Spulenwicklung 54 A und den Widerstand 48^4 zur Klemme 45,4 der Sekundärwicklung 44,4. Sobald der Kern der sättigungsfähigen Drosselspule 50 A in umgekehrter Richtung gesättigt ist, brechen zunächst die Spannungen an den Wicklungen der sättigungsfähigen Drosselspule 50 A zusammen.

Der Transistor 30,4 wird eingeschaltet, so daß an den Wicklungsenden des Transformators 38,4 entgegengesetzte Polaritäten entstehen. Der Transistor 20,4 wird durch den Durchlaßspannungsabfall an der Basis-Emitter-Diode des Transistors 30 A gesperrt.

ao Diese Spannung wird über die Wicklungen der sättigungsfähigen Drosselspule 50,4 transformiert.

Zu der Zeit, bei der beispielsweise der Transistor 20 A eingeschaltet wird, ist die Spannung an der sättigungsfähigen Drosselspule 50,4 gleich der Spannung an der Primärwicklung 40 A des Transformators 38,4 multipliziert mit dem Windungsverhältnis der Sekundärwicklungen des Transformators 38,4 plus dem Spannungsabfall an der Basis-Emitter-Diode in Durchlaßrichtung. Damit erhält man folgende Gleichung:

Darin ist E_x die Spannung an der sättigungsfähigen E

Drosselspule 50,4,

die halbe Speisespannung

10 A, N_sl die Windungszahl des Teils der Sekundärwicklung 42 A, der zwischen den Punkten 39/1 und 43,4 liegt, N„ die Windungsanzahl der Primärwicklung 40,4 und E₁ der Durchlaßspannungsabfall an der Basis-Emitter-Diode des Transistors 2OA.

Der von Gleichung (6) beschriebene Zustand hält sich selbst aufrecht, bis der Kern der sättigungsfähigen Drosselspule 50,4 den Sättigungspunkt +B_m erreicht. Nach Gleichung (1) ergibt sich:

E
T

+ Ef = N_xA_x

dB

~d7

Nach Auflösung der Gleichung (7) erhält man:

Daraus folgt:
At₁

N_xA

2B_mN_xA_x

2\N_P

Gleichung	gegeben:	'e_	ψ,	1A +	Ef
			AxBm

15 16

^Γ . Am Bude der von Gleichung (9) beschriebenen dioden, die Leistung zur Spannungsquelle zurück-

■ Zeitspanne beträgt die Flußdichte der sattigungs- führen, wenn durch den Verbraucher 108 A eine

"fähigen Drosselspule 5CL4 -\-B_m. Phasennacheilüng entsteht. '

, Im Augenblick der Sättigung brechen die Span- Die Transistoren 110 A und 120.4, die Wider-

,nüngen an den Wicklungen 52^4 und 54^4 der-sätti- 5 stände 121.4 und 122^4, der Transformator 112.4

•güngsfähigen Drosselspule 50^4 auf Null zusammen. mit einer Primärwicklung 114^4 und Sekundärwick-

Dabeigeschieht folgendes: Der vorher leitende Tran- hingen 116^4 und 118 A sowie eine sättigungsfähige

^;sistör20.4 wird durch die Spannung E_S1 an dem Drosselspule mit Arbeitswicklungen 126.4 und

zwischen den Punkten 39^4 und 43 A hegenden Teil 128^4, die dieselbe Windungszahl besitzen und trans-

• der Sekundärwicklung 42.4 augenblicklich gesperrt. io formatorisch gekoppelt sind, entsprechen im wesent-Der vorher gesperrte Transistor 30.4 wird durch die liehen den gleichen Schaltungselementen der in Fi g.'9 Spannung £_s2 an dem zwischen den Punkten 47.4 .gezeigten Schaltung. Die Sekundärwicklungen 116^4

'und 49.4 liegenden Teil der Sekundärwicklung 44.4 und 118.4 des Transformators 112^4 sind mit den "voll geöffnet. Dadurch findet ein sehr schnelles 'Sekundärwicklungen77^4. bzw. 79.4 des" Transfor-' Kippen des Impulsgenerators statt. Dies hat zur 15 mators 72 A in Reihe geschaltet. Der Schaltungskreis Folge, daß etwa im gleichen Moment die Spannungen von Fig. 10, der die Transistoren 110.4 und 120^4 an den Wicklungsenden des Transformators 38^4 und enthält, besitzt noch Rückführdioden 134.4 und 'der sättigungsfähigen Drosselspule 50^4 ihre Richtung 136^4 und einen Stromwandler 138.4 mit einer •umkehren und die nächste Schwingungshalbperiode Primärwicklung 140^4 Und Sekundärwicklungen eingeleitet wird. Die Frequenz ist durch folgende ao 142.4 und 144^4. Die Dioden 134^4 und 136^4 und Glih b . der Stromwandler 138.4 haben die gleiche Funktion

.wie die Dioden 104.4 Und 106^4 'und dear Strom- wandler94A. An die Steuerwicklung 130.4 der sättigungsfähigen Drosselspule 124A, die mit einem (1°) 25 veränderlichen Widerstand 132^4 in'Reihe liegt, ist . eine Spannung angelegt, die der Gleichspannung der

;_ . . . . Speisespannungsqüelle 59 A proportional, ist. ; .

■'. 'Der.Widerstand.56yl dient dazu, eiüe zuverlässige Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung

Inbetriebnahme der Schaltung bei tiefen Tempera- von Fig. 10 sei angenommen, daß der Transistor türen zu gewährleisten, bei denen die "RestStröme $0 70 A leitend ist. Der. Transistor 120.^4 kann erst sehr klein sein können. \ ·- leiten, wenn die Spannungen an den mit einem Punkt

'Es wurde bereits erläutert,, daß bei der Schaltung versehenen Wicklungsenden . des Transformators von Fig. 9 das Einschalten der Transistoren weder 112^4 negativ sind.. Die Transistoren 70;4 und 120^4 von den Spannungsumkehrungen an dem Transfor- werden daher gleichzeitig leitend, sobald die mit mator.Jnfolge .der Streuinduktivität noch von. irgend- 35 einem Punkt versehenen. Wicklungsenden des Träns-

• weichen Blindbelaistungen der Schaltung abhängt. formators 72.4 positiv und die mit einem Punkt ver-T Sobald die Sättigungsfähige Drosselspule 50.4, die sehenen Wicklungsenden des Transformators 112^4

die Frequenz bestimmt, .gesättigt.ist, wird das Kippen gleichzeitig negativ sind. Während der Transistor t der Schaltung von bestimmten, vorausberechenbaren 70.4 leitet, strebt der Kern der sättigungsfähigen

• Wicklüügsspannungen 'des Transformators erzwun- 40 Drosselspule 82A in einer vorgegebenen Richtung gen, :die nicht von der Streuinduktivität abhängen. der Sättigung entgegen, und während der Transistor

' Die Schaltung von Fig. 9 ist daher sehr unempfind- 120^4 leitet, wird der Kern der sättigungsfähigen

lieh gegenüber Einflüssen, die auf den Leistungs- Drosselspule 124A ebenfalls in einer vorgegebenen

faktor .zurückzuführen - sind. Die Schaltung kann Richtung gesättigt,

daher.mit halbwegs reinen Blindlasten zusammen- 45 Sobald der Kern der Drosselspule 82^4 in dieser

^: arbeiten. - .... ■ - .vorgegebenen Richtung gesättigt ist, wird die Leit-

Der in Fig. 10 gezeigte Impulsgenerator enthält fähigkeit von dem Transistor70A auf den.Tranzwei der in Fig. 9 gezeigten Schaltungen. Die Kon- sistor80v4 umgeschaltet. Wenn der Transistor 120^4 densatoren60.4 und· 62^1 .sowie die Widerstände nach dem Transistor 70^4 in den leitenden Zustand 64.4 und 66.4 bilden eine Gleichspannungsquelle 50 versetzt wurde, dann bleibt der Transistor 120.4 mit Mittelanzapfung. Die Transistoren 70.4 und leitend, bis der Kern der sättigungsfähigen Drossel-80.4, der Transformator 72A mit der Primärwick- spule 124.4 gesättigt ist. Solange die Transistoren lung 74v4"·und den- Sekundärwicklungen 76A und 80.4 und 120^4 gleichzeitig leiten, ist keine Aus-78^4, die transformatorisch gekoppelten und mit den- gangsspannung vorhanden. Sobald der Kern der selben Windungszahlen versehenen Wicklungen 84.4 55 sättigungsfähigen Drosselspule 124^4 gesättigt ist, und 86^4 der'sättigungsfähigen Drosselspule 82.4, wird die Leitfähigkeit von dem Transistor 120.4 auf die Widerstände 88.4 und 9OA sowie der Widerstand den Transistor 110 A umgeschaltet, und am Ausgang 92.4 entsprechen den gleichen Schaltungselementen der Schaltung erscheint eine Spannung mit umgeder in F i g. 9 gezeigten Schaltung. Ein Stromwandler kehrten Vorzeichen. Die Ausgangsspannung der 94.4 und 100.4 "spricht auf den durch den Ver- 60 Schaltung in Fig. 10 ist daher eine Rechteckwelle braucher 108.4 fließenden Strom an und versorgt mit Pausen.

die Basis der Transistoren 70.4 und 80.4 mit Ein- Es wurde bereits erläutert, daß die der Steuerschaltsignalen. An einer Steuerwicklung 81 ^i der wicklung 81.4 zugeführte Spannung die Sättigungssättigungsfähigen: Drosselspule 82.4., die mit einem zeit der sättigungsfähigen Drosselspule 82.4 ünd.daveränderbaren Widerstand 102^ in Reihe geschaltet 65 mit die Frequenz der Schaltung bestimmt. Da die der ist, liegt eine-;Gleichspannung, die der Gleichspan- Steuerwicklung 81.4 zugeführte Spannung der Speisenung der Speisespannungsquelle 59 A proportional spannung proportional ist und sich daher auch proist. Die Dioden 104 A und 106^4 sind Rückführ- portional mit den Schwankungen der Speisespannung

verändert, ist es möglich, eine Frequenzkompensation vorzunehmen und auf diese Weise eine halbwegs konstante Ausgangsfrequenz herzustellen. Das Zusammenwirken der Sekundärwicklungen 116 y4 und 118^4 des Transformators 112 A und der Sekundärwicklung 77^4 und 19 A des Transformators 72/4, durch das den Basisanschlüssen der Transistoren 110^4 und 120 ./4 Öffnungssignale zugeführt werden, ermöglicht es, die Ausgangsspannungen der Impulsgeneratoren mit den Transistoren 70^4 und 80-4 bzw. 110 ./4 und 120.4 zu synchronisieren. Das der Steuerwicklung 130^4 zugeführte Signal bestimmt die Phasenverschiebung zwischen den Ausgangsspannungen der beiden Impulsgeneratoren und bestimmt daher die Verweilzeit der Rechteckwellenschwingung mit Pausen am Ausgang der Schaltung.

Neben den hier gezeigten Ausführungsformen der Erfindung sind selbstverständlich noch viele Abänderungen möglich. So können z. B. die Transistoren durch gesteuerte Gleichrichter ersetzt werden. In ao diesem Falle könnte man die sättigungsfähigen Drosselspulen weglassen, da das Umschalten von der Steuerquelle für die Gleichrichter ausgeführt werden würde. Eine Induktivität könnte z. B. die sättigungsfähige Drosselspule ersetzen, um die für das plötzliehe Sperren notwendige Gegenspannung vorzusehen, nachdem die Öffnungssignale abgeschaltet sind.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Impulsgenerator zur Umformung einer Gleichspannung in eine Rechteck-Wechselspannung, bei dem zwei leitfähigkeitssteuerbare Festkörper-Bauelemente in Reihe an einer Gleichspannungsquelle mit Mittelanzapfung liegen, die Primärwicklung eines Transformators zwischen die Mittelanzapfung und den Verbindungspunkt der beiden Festkörper-Bauelemente und in den Steuerkreis eines jeden Festkörper-Bauelements je eine Sekundärwicklung des Transformators geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Arbeitswicklung (46, 48) eines Transduktors mit jeder Sekundärwicklung (28, 30) des Transformators (24) elektrisch in Reihe geschaltet ist und eine Steuerwicklung (44) des Transduktors an einer Steuerstufe (40) liegt.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe (40) das Steuersignal von der Speisegleichspannungsquelle (10) ableitet, derart, daß eine Schwankung der Speisegleichspannung eine proportionale Schwankung des Steuersignals verursacht, so daß die Frequenz im wesentlichen konstant bleibt (Fig. 3, 7).

3. Impulsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Transformator (70) mit einer Primärwicklung (72) und zwei Sekundärwicklungen (74, 76) vorgesehen ist, daß jede Sekundärwicklung (74, 76) mit der entsprechenden Arbeitswicklung (46, 48) des Transduktors elektrisch in Reihe geschaltet ist, daß die Primärwicklung (72) mit einem Wechselstrom konstanter Frequenz gespeist und daß die Sekundärwicklungen (74, 76) so gepolt sind, daß sie gegenphasige Spannungen abgeben.

4. Impulsgenerator nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle des Wechselstroms konstanter Frequenz (71) wiederum aus einem Impulsgenerator nach Anspruch 1 gebildet wird.

5. Impulsgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Sekundärwicklungen (114, 116; 262, 264) des Transformators (106; 254) des einen Impulsgenerators jeweils mit den Sekundärwicklungen (122, 124; 284, 286) des Transformators (118; 280) des anderen Impulsgenerators in Reihe geschaltet sind und beide Impulsgeneratoren von derselben Gleichspannung (E) gespeist werden und daß die Rechteck-Wechselspannung an den in Reihe liegenden Primärwicklungen (108, 120; 256, 282) der beiden Transformatoren (106, 118; 254, 280) abgegriffen wird (F i g. 5, 8).

6. Impulsgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung gleichgerichtet (140, 142) und mit einer Referenzspannung verglichen wird, von der ein einstellbarer Anteil einer weiteren Steuerwicklung (85) des Transduktors des einen Impulsgenerators zugeführt wird, und daß die Differenz einer weiteren Steuerwicklung (172) des Transduktors (168) des anderen Impulsgenerators zugeführt wird.

7. Impulsgenerator nach Anspruch 6, bei dem die Referenzspannung an einer Zenerdiode abgegriffen wird, die über einen Vorwiderstand mit einer Gleichspannung gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung die gleichgerichtete Wechselspannung ist (F i g. 5, 8).

8. Impulsgenerator nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Phasenlage der Schwingungen beider Impulsgeneratoren von der Differenz aus der gleichgerichteten Wechselspannung und der Referenzspannung verschiebbar ist, derart, daß der Effektivwert der Wechselspannung konstant bleibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1076177.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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