DE1233958B

DE1233958B - Hochspannungsimpulsgenerator fuer die elektrobiologische Anwendung

Info

Publication number: DE1233958B
Application number: DE1964H0053771
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Beek; Karl Heinz Knobbe
Original assignee: Herfurth GmbH
Current assignee: Herfurth GmbH
Priority date: 1964-09-12
Filing date: 1964-09-12
Publication date: 1967-02-09

Description

Hochspannungsimpulsgenerator für die elektrobiologische Anwendung Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsimpulsgeber für elektrobiologische Anwendung.
Es ist bekannt, die erforderlichen Hochspannungsimpulse in der Weise zu erzeugen, daß man zunächst eine elektrische Energie in einem oder mehreren Kondensatoren speichert, wobei deren Aufladung über ein Schaltelement - im einfachsten Fall ein Widerstand - mittels einer Stromquelle vorgenommen wird. Die Entladung dieser gespeicherten elektrischen Energie erfolgt mit einem weiteren Schaltelement, etwa einem Thyratron, wobei der Hochspannungsimpuls in bekannter Weise elektrostatisch wirksam wird. Die elektrobiologische Anwendung, bei der Hochspannungsimpulse dazu verwendet werden, etwa Zellen elektrostatisch zu beeinflussen, setzt voraus, daß möglichst keine Elektrolyse in dem die Zellen enthaltenden Medium entsteht. Das bedeutet, daß außer den aus den Kondensatoren abfließenden Stromimpulsen kein weiterer Strom fließen darf. Um das zu erreichen, ist es fernerhin bekannt, das Aufladen der Kondensatoren z. B. über ein weiteres Thyratron vorzunehmen, das ventilartig wirkt und während der Entladungsphase gesperrt ist.
Die Forderung nach einer möglichst geringen Elektrolyse, die von der fließenden Elektrizitätsmenge (in As oder Coulomb) abhängig ist, bringt es überdies mit sich, - daß die Ladespannung an den Kondensatoren möglichst hoch zu wählen ist, weil die im Kondensator gespeicherte Arbeit quadratisch von der Spannung gemäß der Formel abhängt. Da angestrebt wird, die der Aufladung der Kondensatoren dienende Stromquelle gegenüber der Kondensatorladung auf möglichst niedrigem Potential zu halten, wird zweckmäßigerweise eine Resonanzladeschaltung, bei der die Kondensatoren über ein weiteres, ventilartig wirkendes Thyratron und eine Induktivität aufgeladen werden, verwendet. Diese Art der Ladung hat noch den Vorteil, daß eine Drossel als Siebglied in der Entstörkette zum Netz hin Anwendung finden kann, damit solche Geräte den Funkstörgrad nach VDE einhalten.
Bei dieser bekannten Schaltung liegt ein Pol der Stromquelle an einer Seite der Kondensatoren. In der anderen Zuleitung liegen das Ventil (Thyratron) und die Drossel in Reihe. Bei leerem Kondensator erhält das Thyratron, das normal gesperrt ist, einen Zündimpuls, wodurch der Ladestrom über die Drossel zu fließen beginnt. Es ergibt sich ein sinusförmiger Verlauf dieses Stromes, wobei der Kondensator auf die doppelte Speisespannung aufgeladen wird.
Ist der Ladestrom wieder zu Null geworden und hat die Kondensatorspannung den Maximalwert erreicht, so beginnt der Strom in umgekehrter Richtung zu fließen. Dieser Fluß wird jedoch durch das Thyratron gehindert, so daß es sperrt. Während der Ladephase, die genau eine halbe Periode der Eigenfrequenz des gesamten Kreises dauert, wobei vorauszusetzen ist, daß der Innenwiderstand der Spannungsquelle sehr viel kleiner ist als der Wellenwiderstand des Ladekreises, bleibt das Thyratron geöffnet und zeigt einen geringen Spannungsabfall in der Höhe der Bogenspannung von nur einigen Volt. Im Augenblick der Entionisation im Thyratron wird die Kathode plötzlich positiv, weil am Kondensator eine gegenüber der Spannungsquelle gleichgepolte, jedoch doppelt so hohe Spannung liegt.
Diese Umpolung geht sehr schnell vor sich, wobei die Zeit von den jetzt wirksamen Kapazitäten des Thyratrons gegeben wird. Nach dem Entladen der Kondensatoren geht die Spannung wieder auf Null, so daß die Kathode wieder negatives Potential gegenüber der Anode einnimmt und damit wieder zündbereit wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Hochspannungsimpulsgenerator für die elektrobiologische Anwendung, bei dem die Aufladung des als Energiespeicher dienenden Kondensators mittels eines steuerbaren Gleichrichters und einer Drossel sowie mittels der mit dem Aufladevorgang verbundenen Spannungsüberhöhung gesteuert wird und bei dem die Entladung über einen weiteren steuerbaren Gleichrichter erfolgt, im höchsten Maß zu gewährleisten, daß keine Elektrolyse in der zu behandelnden Zelle auftritt. Dafür soll die Möglichkeit gegeben sein, den zeitlichen Ablauf des Ladens und Entladens durch einen Zeitgeber zu steuern. Aus Gründen der Betriebssicherheit ist es jedoch vorteilhafter, die Kondensatorladung zu kontrollieren und davon beide Vorgänge abzuleiten, wobei als Maß für den Ladungszustand die Spannungsverhältnisse an dem Ladethyratron zu wählen sind.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß zur Steuerung des Lade- und Entladevorgangs in zeitlicher Aufeinanderfolge ein an die Schaltelektroden des Gleichrichters angeschlossenes Steuerteil vorgesehen ist, das so ausgebildet ist und das über eine Widerstandskombination so an den Ladekreis geschaltet ist, daß bei positiver Anode des steuerbaren Ladegleichrichters nur der Ladekreis und bei zur Anode positiven Kathode des Ladegleichrichters nur der Entladekreis des Speicherkondensators geschlossen ist.
Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert, in der ein Schaltschema wiedergegeben ist.
Danach ist ein Speicherkondensator C über eine Drossel L und einen einen steuerbaren Gleichrichter enthaltenden Ladekreis an das Gleichspannungsnetz und über einen einen steuerbaren Gleichrichter enthaltenden Entladekreis an den Verbraucher (Last) angeschlossen, weiter je ein hochohmiger Widerstandsleiter sowohl von der Anode des im Ladekreis liegenden Thyratrons als auch von der Kathode zum Gegenpol der Ladespannung. Beide Widerstände sind gleich groß und gleich geteilt.
Ist der Speicherkondensator C entladen und die Anode des Thyratrons positiv, so ist auch die Spannung zwischen den Teilerpunkten anodenseitig positiv. Wird das Thyratron gezündet, wird die Spannung zwischen den Teilerpunkten fast Null. Ist die Ladung des Kondensators C beendet, wird der kathodenseitige Teilerpunkt positiv. Zwischen beiden Teilerpunkten ist ein Steuerteil angeschlossen, das auf die jeweilige positive oder negative Seite der Spannung reagiert und abgeleitet davon die Steuerimpulse für den Lade- bzw. Entladevorgang erzeugt. Somit ist gewährleistet, daß die Entladung erst dann stattfindet, wenn der Ladevorgang beendet ist und eine absolute Trennung von der Ladespannungsquelle erreicht ist.

Claims

Patentanspruch: Hochspannungsimpulsgeber für die elektrobiologische Anwendung, bei dem die Aufladung des als Energiespeicher dienenden Kondensators mittels eines steuerbaren Gleichrichters und einer Drossel sowie mittels der mit dem Aufladevorgang verbundenen Spannungsüberhöhung gesteuert wird und bei dem die Entladung über einen weiteren steuerbaren Gleichrichter erfolgt, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß zur Steuerung des Lade-und Entladevorgangs in zeitlicher Aufeinanderfolge ein an die Schaltelektroden des Gleichrichters angeschlossenes Steuerteil vorgesehen ist, das so ausgebildet ist und das über eine Widerstandskombination so an den Ladekreis geschaltet ist, daß bei positiver Anode des steuerbaren Ladegleichrichters nur der Ladekreis und bei zur Anode positiven Kathoden des Ladegleichrichters nur der Entladekreis des Speicherkondensators geschlossen ist.