DE1275190B - Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung einer von einer Wechselspannung abgeleitetenGleichspannung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung einer von einer Wechselspannung abgeleitetenGleichspannungInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
H02p
Deutsche Kl.: 21c-67/10
Nummer: 1275 190
Aktenzeichen: P 12 75 190.5-32 (St 21548)
Anmeldetag: 11. Januar 1964
Auslegetag: 14. August 1968
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung einer von einer
Wechselspannungsquelle abgeleiteten Gleichspannung, bei der die Wechselspannung durch Gleichrichter in
Zweiwegschaltung gleichgerichtet und als Halbwellenspannung ungeglättet über die Schaltstrecke eines
mit der Anode den Gleichrichtern zugewandten steuerbaren Gleichrichters einem mit einem Kondensator
überbrückten Verbraucher zugeführt wird und bei der zur Impulsbreitensteuerung des steuerbaren
Gleichrichters seine Steuerelektrode in Reihe mit der Zenerspannung einer gesondert gespeisten Zenerdiode
an den der Kathode des steuerbaren Gleichrichters abgewandten Pol der Last angeschlossen ist
mit derartiger Polung der Zenerdiode, daß die Zenerspannung in bezug auf die Steuerelektrode des steuerbaren
Gleichrichters der Lastspannung entgegengerichtet ist, und ferner im Steuerkreis des steuerbaren
Gleichrichters eine ungeglättete, aus der Wechselspannungsquelle abgeleitete, gleichgerichtete
Halbwellenspannung wirksam ist. Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt.
Eine wichtige Forderung für Spannungskonstanthalter in Stromversorgungsanlagen ist, daß die Lastspannung
unabhängig von der Größe der Last und von der Größe der Eingangsspannung zu machen ist.
Wegen der unvermeidlichen Schaltungswiderstände, die zusammengefaßt den Innenwiderstand der Eingangsspannungsquelle
darstellen, kann die erste Forderung nicht eingehalten werden. Aus diesem Grund und wegen der zweiten Forderung sind verschiedene
automatische Regelschaltungen entwickelt worden.
So sind Regelschaltungen bekannt, die einen im Strompfad liegenden, stetig gesteuerten Transistor
verwenden, dessen Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Regelabweichung gesteuert wird. Bei einer
solchen Regelschaltung liegt die Kollektor-Emitterstrecke eines Transistors zwischen einer Batterie und
einem Verbraucher bzw. einem Siebglied im Strompfad. Parallel zur Batterie liegt ein aus einem Widerstand
und einer Zenerdiode bestehender Spannungsteiler, dessen Abgriff mit der Basis des Transistors
verbunden ist. Die sich aus dem Spannungsabfall am Verbraucher und aus der Zenerspannung ergebende
Differenzspannung steuert den Transistor und verändert kontinuierlich den Kollektor-Emitterwiderstand
des Transistors. Wenn die zu regelnde Leistung groß ist, so ist ein teurer Leistungstransistor vorzusehen,
der den Überschuß an Energie aufnehmen können muß.
Es ist weiterhin eine Steuerschaltung für einen Motor bekannt, zwischen dessen an eine Wechsel-Schaltungsanordnung
zur Konstanthaltung einer
von einer Wechselspannung abgeleiteten
Gleichspannung
von einer Wechselspannung abgeleiteten
Gleichspannung
Anmelder:
International Standard Electric Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
7000 Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70
7000 Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70
Als Erfinder benannt:
Gordon Charles Bennett, London
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 25. Januar 1963 (3249)
Großbritannien vom 25. Januar 1963 (3249)
Spannungsquelle angeschlossener Feldwicklung und Ankerwicklung die Schaltstrecke eines steuerbaren
Gleichrichters angeordnet ist. Die Steuerelektrode ist dabei über eine Diode an den Abgriff eines an die
Wechselspannungsquelle angeschlossenen Spannungsteilers geführt. Durch diese Anordnung ist die Geschwindigkeit
des Motors einstellbar. Es findet dort eine Regelung der Ankerspannung des Motors auf
den am Spannungsteiler eingestellten Sollwert statt. Dadurch wird die an den Anker gelieferte Gleichspannung
unabhängig von Belastungsänderungen
konstant gehalten. Wenn sich allerdings der Effektivwert der Eingangswechselspannung ändert, bleibt die
Gleichspannung nicht konstant.
Bei der eingangs genannten bekannten Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung einer von einer
Wechselspannungsquelle abgeleiteten Gleichspannung wird die Wechselspannung durch Gleichrichter in
Zweiwegschaltung gleichgerichtet und dann als Halbwellenspannung ungeglättet über die Schaltstrecke
eines mit der Anode auf der Gleichrichterseite Hegenden steuerbaren Gleichrichters einem mit einem
Kondensator überbrückten Verbraucher zugeführt, wobei der steuerbare Gleichrichter an seiner Steuerelektrode
in Abhängigkeit von einer mittels einer besonderen Wicklung des Übertragers erzeugten und
mittels zusätzlicher Gleichrichter gleichgerichteten, ungeglätteten Wechselspannung und in Abhängigkeit
von einer mittels einer Zenerdiode erzeugten Ver-
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gleichsspannung und der Verbraucherspannung impulsweise
geöffnet wird. Die Steuerschaltung für den steuerbaren Gleichrichter ist dabei derart ausgebildet,
daß die Zenerdiode durch eine besondere Gleichspannungsquelle vorgespannt werden muß.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu
schaffen, die besonders einfach ist und mit geringerem Aufwand auskommt. Dies wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß zur Einführung der Halbwellenspannung in den Steuerkreis des steuerbaren
Gleichrichters und zugleich zur Speisung der Zenerdiode derjenige Pol der Zenerdiode, der an die
Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters angeschlossen ist, außerdem über einen Widerstand an
den Verbindungspunkt zwischen der Anode des steuerbaren Gleichrichters und dem Pol der der
Schaltstrecke des steuerbaren Gleichrichters zugeführten, ungeglätteten Halbwellenspannung angeschlossen
ist. ao
An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert.
In der Zeichnung wird eine von einer Wechselspannungsquelle AC bezogene Wechselspannung
durch einen Gleichrichter MR in Graetzschaltung gleichgerichtet und über eine elektronische Torschaltung
einer Last R3 zugeführt, die mit einem Kondensator C überbrückt ist. Die elektronische Torschaltung
besteht aus einem steuerbaren Siliziumgleichrichter SCR, einer Zenerdiode ZD und den Widerständen
jR19 R2 und A4. Der Widerstand R1 begrenzt den
Strom durch die Zenerdiode ZD. Der Widerstand R4
soll die Schaltungswiderstände versinnbildlichen, zu denen beispielsweise der ohmsche Widerstand der
nicht dargestellten Transformatorwicklungen und der Durchlaßwiderstand des Gleichrichters MR gehören.
Der Zweck des Widerstandes R2 wird später beschrieben werden.
Selbstverständlich kann der Graetzgleichrichter MR durch geeignete andersgeartete Gleichrichteranordnungen
mit Zweiweggleichrichtung ersetzt werden. Auch kann an die Stelle des Siliziumgleichrichters
SCR eine Thyratronröhre treten.
Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgende: Der Siliziumgleichrichter SCR wird gezündet und in den
leitenden Zustand gesetzt, wenn die Anode genügend positiv — annähernd 3 V — gegenüber der Kathode
ist und wenn die Steuerelektrode genügend positiv — annähernd 1,5 V — gegenüber der Kathode ist.
Während des Betriebes sorgt der Gleichrichter MR für eine pulsierende Gleichspannung, die sich
periodisch zwischen dem Wert Null und dem der Wechselspannung entsprechenden Spitzenwert ändert.
Wenn die Spannung am Kondensator C aus irgendeinem Grund die Zenerspannung der Diode ZD überschreitet,
kann der Siliziumgleichrichter SCR nicht gezündet werden, sogar dann nicht, falls die Anode
positiv gegenüber der Kathode ist, weil die Steuerelektrode gegenüber der Kathode dann negativ vorgespannt
ist.
Wenn die Last .R3 sehr klein oder nicht vorhanden
ist, hält der Speicherkondensator C etwa seine Spannung. Deshalb wird der Siliziumgleichrichter
SCR für die Dauer einer genügenden Zahl von aufeinanderfolgenden Halbperioden gesperrt gehalten,
bis die Kondensatorspannung unter die Zenerspannung der Diode ZD auf einen solchen Betrag abgesunken
ist, daß der Siliziumgleichrichter SCR wieder gezündet werden kann.
Wird der Siliziumgleichrichter SCR gezündet, so fließt ein Ladestrom impulsartig vom Gleichrichter
MR zum Kondensator C. Der Ladeimpuls hört in dem Augenblick auf, in dem die Steuerelektrode
gegenüber der Kathode negativ wird oder/und das Anodenpotential einen Wert erreicht hat, bei dem der
SiHziumgleichrichter SCR zu leiten aufhört.
Die Länge der Ladeimpulse ist je nach Größe der Last unterschiedlich groß; sie ist sehr groß bei großer
Last und niedrigen Betriebsspannungen, dagegen sehr klein bei geringer Last und normal großen
Betriebsspannungen, während für den Fall, daß keine Last vorhanden ist, jeweils ein einzelner Ladeimpuls
erst nach mehreren Halbwellen auftritt.
Da das Leitendwerden des Süizumgleichrichters SCR durch die Differenz der Zenerspannung an der
Diode ZD und der Lastspannung bestimmt wird, bleibt die Lastspannung durch Variieren der Durchschaltdauer
des Siliziumgleichrichters SCR konstant.
Bei den gegenwärtig verfügbaren Siliziumgleichrichtern darf die Steuerelektrode nicht mehr als etwa
5 V negativer als die Kathode werden. Zu den Zeitpunkten, in denen die Gleichrichterausgangsspannung
den Wert Null hat und die Zenerdiode ZD sich in ihrem hochohmigen Zustand befindet, kann die
Steuerelektrode des Siliziumgleichrichters SCR bei NichtVorhandensein des Widerstandes R2 eine über
5 V hinausgehende negative Spannung erhalten, wenn der Sperrwiderstand des Gleichrichters MR niedrig
ist. Ist der Widerstand R2 jedoch vorhanden und sein Wert verhältnismäßig klein im Vergleich mit dem
Sperrwiderstand des Gleichrichters MR, dann kann das negative Potential an der Steuerelektrode des
Süiziumgleichrichters SCR auf einen zulässigen Wert begrenzt werden.
Gemäß der vorhergehenden Beschreibung war die Lastspannung automatisch auf die konstante Spannung
der Vergleichsspannungsquelle begrenzt worden. Wenn die Vergleichspannung einstellbar gemacht
wird, beispielsweise mittels eines der Zenerdiode ZD parallel geschalteten Spannungsteilers, dessen Abgriff
mit der Steuerelektrode des Siliziumgleichrichters SCR verbunden ist, so kann damit die Lastspannung
ebenfalls einstellbar gemacht werden.
Claims (2)
1. Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung einer von einer Wechselspannungsquelle abgeleiteten
Gleichspannung, bei der die Wechselspannung durch Gleichrichter in Zweiwegschaltung
gleichgerichtet und als Halbwellenspannung ungeglättet über die Schaltstrecke eines mit der
Anode den Gleichrichtern zugewandten steuerbaren Gleichrichters einem mit einem Kondensator
überbrückten Verbraucher zugeführt wird und bei der zur Impulsbreitensteuerung des steuerbaren
Gleichrichters seine Steuerelektrode in Reihe mit der Zenerspannung einer gesondert gespeisten
Zenerdiode an den der Kathode des steuerbaren Gleichrichters abgewandten Pol der
Last angeschlossen ist mit derartiger Polung der Zenerdiode, daß die Zenerspannung in bezug auf
die Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters der Lastspannung entgegengerichtet ist, und
ferner im Steuerkreis des steuerbaren Gleichrichters eine ungeglättete, aus der Wechselspannungs-
quelle abgeleitete, gleichgerichtete Halbwellenspannung wirksam ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Einführung der Halbwellenspannung in den Steuerkreis des steuerbaren Gleichrichters (SCR) und zugleich zur Speisung
der Zenerdiode (ZD) derjenige Pol der Zenerdiode, der an die Steuerelektrode des steuerbaren
Gleichrichters angeschlossen ist, außerdem über einen Widerstand (R 1) an den Verbindungspunkt
zwischen der Anode des steuerbaren Gleichrichters und dem Pol der der Schaltstrecke des steuerbaren
Gleichrichters zugeführten, ungeglätteten Halbwellenspannung angeschlossen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode
des steuerbaren Gleichrichters (SCR) mit dem Abgriff eines zur Zenerdiode (ZD) parallelgeschalteten
Spannungsteilers verbunden ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 872 378;
ίο USA.-Patentschrift Nr. 2 939 064; Elektronik 1961, Nr. 6, S. 177;
AIEE-Transactions, Communication and ironies, Juli 1963, S. 375 bis 382.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB324963A GB1000171A (en) | 1963-01-25 | 1963-01-25 | Electrical power supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1275190B true DE1275190B (de) | 1968-08-14 |
Family
ID=9754772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1964ST021548 Pending DE1275190B (de) | 1963-01-25 | 1964-01-11 | Schaltungsanordnung zur Konstanthaltung einer von einer Wechselspannung abgeleitetenGleichspannung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1275190B (de) |
GB (1) | GB1000171A (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3149447A1 (de) * | 1981-12-14 | 1983-06-23 | Braun Ag, 6000 Frankfurt | Regelungsschaltung zum konstanthalten der betriebsspannung eines elektrischen verbrauchers |
DE4008904A1 (de) * | 1990-03-20 | 1991-09-26 | Ako Werke Gmbh & Co | Netzteil |
DE4125033A1 (de) * | 1991-07-29 | 1993-02-04 | Telefunken Electronic Gmbh | Schaltungsanordnung |
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1963
- 1963-01-25 GB GB324963A patent/GB1000171A/en not_active Expired
-
1964
- 1964-01-11 DE DE1964ST021548 patent/DE1275190B/de active Pending
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US4504777A (en) * | 1981-12-14 | 1985-03-12 | Braun Aktiengesellschaft | Control circuit for holding constant the operating voltage of an electric load |
DE4008904A1 (de) * | 1990-03-20 | 1991-09-26 | Ako Werke Gmbh & Co | Netzteil |
DE4125033A1 (de) * | 1991-07-29 | 1993-02-04 | Telefunken Electronic Gmbh | Schaltungsanordnung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1000171A (en) | 1965-08-04 |
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