DE1413769A1 - Stabilisierter Gleichrichter - Google Patents

Stabilisierter Gleichrichter

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DE1413769A1 DE19621413769 DE1413769A DE1413769A1 DE 1413769 A1 DE1413769 A1 DE 1413769A1 DE 19621413769 DE19621413769 DE 19621413769 DE 1413769 A DE1413769 A DE 1413769A DE 1413769 A1 DE1413769 A1 DE 1413769A1
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Description

GASTOH DRUSCH 1ü» Rue Hibot, IE CHESUAY (Seine et Gise)
Frankreich
Stabilisierter Gleichriohttr
Gegenstand der Erfindung let «In Gleichrichter mit stabilisierter Spannung, d.h. ein· Vorrichtung» welche ein· •ehr .enau etabiliaierte Gleichspannung aus einer Wechselspannung» quelle liefert» deren jeweiliger Effektiver* bedeutende Schwankungen aufweisen kann» wobei die Belastung auf der Oleich« stromseite ihrereeite bedeutenden Schwankungen unterworfen aein kann·
Der erfinduni^Kgeiaeeee GHeichrichter mit einer Gleichepannungequelle, welche mit einer eweiten öleichspannungaquelle in Reihe geeohaltet int, auf welche eis Begier folgt» auf welchen eine orβte Gegenkopplungdsohleife wirtel» ist dturoh einen Reiheatraneietor gekennzeichnet» welcher durch die swelte eielchsponnungsquelle gespeist wird» wobei eine Oleichrichttr-
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Stil« dl· Kopplung swlsehea dta gemeiaeaaen Punkt der beldea Spannungsquellea und der ftutslast herstellt*
Sie Erfindung let aaohstehend unter Besugnehme auf die Selohauag belepielahalber erläutert·
Fig· 1 selgt die Prlasipeoheltuag einer ereten Aueführungeform dee erfiaduagsgeKaseen etabllialertea Oleiohriohters·
flg. 2 selgt die Friniipeohaltung einer «weiten Auafuarua&afoni der Erfindung·
flg. 3 let ein Sohftubild, welches das Terhalt-
nle der spannungen ale Funktion der Zelt daretellt.
flg. 4 let elA Sohaubild, velohee die Tora der resultierenden Spannung ale Funktion der Elementarepanmmgea und der Zeit ε«igt.
tlg· % let ein Priniipeohaltbild einer dritten Jluafunrungsfora der Brfladung»
Ia Vig· 1 let eine erete Ausführungafor« de· erflnduagegemaesea etabiliel«rtea Gleloarlohtere dargestellt· Dieser enthält einen bus ein·» Weoheeletrosiaets voa $0 He ge-•peleten ereten Oleioariohter Si» welcher eine Oleiohepannuag swieoaea dea Kleiaaea 5 und 6 liefert, und eiaea sweltea ebenfall· aue de« Wechseletromaets geepeleten Gleichrichter 32, wtloher mit den treten la Reihe geeohaltet let und «wischen dea Kleoffiea 7 uad 8 eine fflelohepannuag liefert·
t JDie Htttslas* ist anleohea die Pole V1 und Ü2 gelegt» und 4at Regelglied let der Treaeietor Q9 dessen teitter an dea aegatiren Pol der tut «last US und deeeea Kollektor aa dea aegatlTta ?ol der 8paaauagS4uelle 82 aageeohlossea ist.
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Per gemeinsame Pol 6, ? 4er Gleichrichter ist alt der negativen Klemm« 172 der üutsslaet über eine Oleiohriohteretlle CR verbunden· Sie Steuerung der Regeling erfolgt dadurch, daee dftβ Potential ewl«oben der Basis und den Knitter dee Translators Q verändert wird. Diesee Steuerpotential wird In an sich bekannter Weise durch eine Hegelkette alt einem spannungsteiler D9 einer Normalepannungsquelle F und einen» Regel verstärker A hergectellt.
Der Kopplungeeinn let eo, daes eine Zunahme der Spannung 111 -172 die Sperrung de« Transistors Q iu bewirken eucht.
Xn Fi£. 2 let eine eweite Autüfuhrungeforo dee erf indun^ngemät-oen stabilisierten Öleichrichtere dargestellt. Diese Aueführun, oform let der ersten ähnlich» mit Ausnahme der Arbeitsweise des Regeltraneiatore Q.
Der etabilloierte Gleichrichter der Flg. 2 enthalt ia wesentlichen einen au« einem Wachse 1st roninet« von 50 Hs geepeieten ersten Gleichrichter Si, welcher eine öleiohepannung ewischen d*n Klonrmn 5 und 6 liefert, und einen swelten ebenfulle aus dem Net« geepeiitton Gleichrichter S2$ welcher mit dea ersten in Reihe geoohaltet let und eine GIalohepannung ewieohen den Kleruaen 7 und β liefert« Sie Nutzinet let an die Pole U1 una US angeaohlOBseii. Da« Regelglieci let der Tranilator Q, dessen Emitter und Kollektor an den negativen Pol der Nutzlast US bzw. an den negativen Pol dee Gleichrichters SZ enge ohlossen eind. Der ^emeinewme Pol 6 und 7 der Gleichrichter 31» S2 let mit dera negativen Ausgang 112 der ÄutElaet über eine OlelchriohterzelleCR verbunden« Die Steuerung des Regeltraneletors Q erfolgt über eine Re^elkette etlt einem Modulator K» einem ä Α» einen Horiaalelenent F und einem «wischen die
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Klemmen Ü1 und Ü2 der Nutalast geschalteten Spannunßsteile*· Der transistor Q arbeitet mit Beohteokimpulsen mit Modulation der Bauer» d.h. der Modulator M verändert das Verhältnis «wischen der ^urchlaesseit und der Sperrzeit des Transistor Q. in 71g. 3 ist das Potential zwischen Emitter und Kollektor des Transistors Q darge stel It.
Wenn die Modulationeperlode T beträgt (bei dem weiter unten beschriebenen Beispiel 1, 67 ms)» ist der Transistor Q wahrend der ^urohlaasperiode ti leitend» und die Spannung ewlschen Kollektor und Emitter fallt auf einen sehr geringen Wert (giOHsenordnun/^smäaelg 0,3 V). Die an den Klemmen Ü"M und XJ2 verfugbare Spannung ist dann gleich der Summe dsr Spannungen der Gleichrichter 31 und 92.
*ährend der Sperrperioae X2 ist der Transistor Q nicht leitend» und der Strom in der Nutzlast flieset über den Gleichrichter CH(FIg. 2). Sie an der litttalast verfügbare Spannung ist dann gleich der Spannung dee Gleichrichters 31 ·
Aus der Dareteilung (Fig. 4) der zwischen den Klemmen UM und U2 der Vorrichtung gemessenen Spannung geht hervor» daes es eich um eine modulierte Spannung handelt» deren Minimum gleich 31 let» wahrend ihr Maximum 31 + S2 betrügt·
Das aus einer Drosselspule und einem Kondensator bestehende Siebglied 4 laset nur den Mittelwert der Spannung UM, U2 durch» deeeen Wert Si + betr^*8t·
Der Bruch tat das Modul nt ions verhältnis» dessen Wert «wischen 0 und 1 liegt.
Am Ausgang Ü1» U2 ist daher eine Spannung verfügbar» deren Wert «wischen S1 und (Si ♦ P2) durch Änderung des
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Hodulat ioneverhal title aes geregelt werden kann· Der Modulator H •oll Höohteckinpulaö mit modulierter Dauer erzeugen, wobei due 1 Modulation«verhältnis eine grundsätzlich lineare Funktion einer Steuerglcichapannung ist.
Sr wird durch folgende an aioh bekannte Vorrichtungen gebildetι
a) Sine Vorrichtung zur Formgebung fur die sinusförmige Spannung von 600 Ha.
b) Einen Integrator zur Umwandlung der Recht« ackimpulse in Dreieckimpuls«·
o) Binen Sussmieruagekreia, in welchem die Steuergleiohspannung den Dreiockiapulaen überlagert wird·
d) Binen Fonnfeeungakreia, welcher durch einen Multivibrator (Schnittache Kippschaltung) gebildet wird, welcher der Bauer nach modulierte Rechtecklmpulae liefert·
Der mit X (Fig· 2) bezeichnete Vervielfacher für 600 Hz ist ebenfalls an sich bekannt·
In dem allgemeinen Fall einer !Drehetromepeieung wird or im wesentlichen durch einen Gleichrichter in dreiphaei« ger Brüokensohaltung, welchem nur die WeoheelepannungBkomponente entnommen wird» und einen durch eine Binphaaenbrüoke gebildeten Prequonavordoppler gebildet·
Der Heat der Hegelkette ist auf an eich be* kannte Weieo ausgebildet·
Diese aweite Auaführun^oform iet aus aswei Gründen interessant·
I - Das Regelglied. Der Transistor Q arbeitet hinsichtlich der Verlustleistung und der.in der Sperriohtung Wirkeaden Spannun- ._
8 0 9 8.0 2 / 0 k 7 A ■* -: 0^''^
gen unter eindeutig bestimmten Bedingungen.
Die Sperrspannung ist nämlich gleich der Spannung dee Oleiohriohtere 82 susüglion des Spannungsabfalls In der Durchlassrichtung In der Zelle CR.
Die Verlustleistung an den Klemmen dee Traasietore Q setzt eich aue drei fellen suaammeni
a) fahrend der Durohlaesperiods 1st ele gleich den Produkt aus dem Spannungsabfall TD und den Strom· Dieier Spannungsabfall ist stete «ehr klein. So betragt z.B. bei einem Transistor 2 N 174 bei einem Strom von 15 A TD 0,3 V» wae einer groBaten Verluetleietung von 3f 5 W enteprloht«
b) BIe Verluete wahrend der Sperrperlode eind gleich dem Produkt aue der Spannung 82 und de* Strom des Tran· aietore Q· Diese Verlust· eind Im allgemeinen vernaohlSeeigbar ·
0} Die Terluetleletung während der UoHOhaltung 1st gleioh dem Pr ,dukt aus der ümsohaltfrequeni und den Integral dee Produkt* au· dem Gleiohetron und der Gleichepannuaf in dem Tranaletor Q wahrend der Umeohaltung·
Bei einem Translator 2 H 174» welcher mit 15 A mit einer Frequent von 600 Hb arbeitet, betragen die Umschaltverluete 15 W,
ZX - Sa· Regelglied verarbeitet nur dl· fur die Stabilisierung erforderliche 2\i«atsleistung·
Die Bemessung dee obigen stabilisierten J Oleiohriohtere erfolgt folgendevmatisent
Man bestimmt fur dl· hin· loht Höh der Belastung und der Xetsspannung äusserettn Betrlebsbedlegungen Al· Werte, welche die Öleiohspannung dee Oleiohriohtere erhalten muse,
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um am Ausgang sine konstant« Spannung su erhalten*
Der Unterschied swlsohen den so gefundenen Grsnswerten 1st gleloh des Wert der Spannung S3*
Die Spannung S1 wird aus der Beziehung U1 - U2 β 81 + 0«5 82 berechnet.
Xn Flg. 5 ist eine dritte Aueführungeform des
stabilisierten Gleichrichters dargestellt· Bei dieser Ausführung arbeiten der Segler Q und die ßpannungequelle 82 wie bei der sweiten Ausführung'form. Der Wert der von dem Gleichrichter 31 gelieferten Spannung 1st jedoch regelbar gemacht.
Dieser stabilisierte Gleichrichter enthält im wesentlichen folgende Teilet einen Gleichrichter Si mit einem Transformator 1a.« der Gleichrlchterzelle 1b« dem Glattungskondeneator i£ und dem Magnetverstärker 3 mit den Spulen 21& und den Glolchrichtersellen 22&, welche zwischen dem Speisenets R1 und R2 und der Primärwicklung dee Transformators Ia4 liegen·
Der Gleichrichter S2 wird durch den unmittelbar aus der WechselSpannungsquelle gespeisten Transformator 3& gebildet« welcher die Gleiohrlehterzelle 3b und den GlattungskondensHtor 3£ speist*
Sie direkte Regelkette besteht wie bei der oben beschriebenen «weiten Ausführungsform aus dem Transistor Q9 welcher die Druer unter der Einwirkung der Hegelkett« moduliert« welche den Spannungsteiler R9 das Normalelement P1 den Verstärker A und den Modulator H enthält. Wie oben stellt dl« Gleichrichtereeile CR die Kopplung «wischen den Spannungsquellen S1 und 32 her. Sie Regelung des Werts der an den Klemmen des Konlenaators 1£ verfügbaren Gleiclispannung erfolgt unter Ausgang von der Spannung an den Klei men des Re^eltraneistore ■;··
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-S-
Di· Gleiohriohteranordnung St wird selbsttätig ao geregelt ι daea der Mittelwert der Spannung av/iuohen Emitter und Kollektor dee Transistors Q auf dem w@rt 0,5 32 konstant gehalten wird.
Hierfür wird die nach bekannten Grundaätsen
arbeitende sekundäre RückfcopplungeecUleife eo ausgebildet, dass «ie den Magnetverstärker 3 regelt. Dioeo sekundäre Ruckkopplungskette enthält die Mesbbrücke I-J-K-V2, deren einer Teil (Zenerdiode) epannungeeuipfindllch ist· Die Diagonale X-J dieser Meesbrücke wird ewittchon den Kollektor und den Emitter des Trnn-•ietore Q Geschaltet. *>ie Diagonale K-T, der lieaabruoke wird an die beiden Basen der beiden Veretarkertriinaiatoren 24ji un·! 24j> geschaltet. In der Steuerwicklung des Kagnetveretarkera 3 flieset ein Gleichstrom, derart, dass bei der Spannung Hull ewiachen den Klemmen K-L der Messbrücke die Kollektorströme der Traneistoren 24^ uRd 24}* ßldoh Binäf eo daeo das m.ignetische Steuerfeld dee Magnetverstärker9 3 null ist» Der Kopplungeeinn iat ao cewählt, dass bei einer Zunahme der Spannung zwischen Emitter und Kollektor dee Transistors Q die Fluaerichtung der Ström« In den Magnetverstärker dienen r.u sperren sucht, wodurch die gewünschte •ntgegeneeaetEte Wirkung ersielt wird.
Die obii'O Vorrichtung enthält also eine
Scanellregelkette Q und ein« langsame Hegelkette (Magnetverstärker 3)·
Die langoacie Kette l.itlt die Spannung an den Klemmen dee Traneiοtore Q konstant, eo dßoa die schnellen Sohwankun^ien d«r Speisespannung 31 - 32 durch die Wirkung der
sofort ausgeglichen werden.
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Claims (2)

- 3 Patentansprüche
1.) Stabilisierter Gleichrichter mit einer
Gleichspannungequelle, welche mit einer zweiten Gleiohapannungaquelle in Reihe geschult«t 1st» auf welche ein Kegler folgt» auf welchen eine erste ftegenkopplungBschleife wirkt» dadurch gekennzeichnet» dass der Gleichrichter einen Reihentraneistor (Q) aufweist» welcher von aer zweiten Spannungequelle (S2) gespeist wird, wobei eine Gleichrichterzelle(CR) eine Kopplung zwischen άβια gemeineacsen Punkt (6-7) der beiden Spannungequellen (S1-S2) und dor ilutalaet herstellt.
2.) Gleichrichter nach Anspruch t, dadurch
gekennzeichnet» dass der Transistor (Q) als Modulator der Bauer arbeitet» wobei dl® Snergie der liut&laet durch die abwechselnd· und nicht gleichzeitige Leitiilhiikeit des Trans ie tore (Q) und der Üleiciirichteraelle (CB) geliefert wird.
2.) Gleichrichter nach Anspruch 1* dadurch gekennsclchnö*., dass die erste Gleichapannungequelle (S1) ihrerseits durch einen ilan^netverstäiker (3) geregelt wird» wobei dieae Regelung durch eine an den Klemmen des Regaltraneietors (Q) abgenommene Information derart erfolgt, daoa die Spannung an den Klemmen deeealben auf einem vorbestimmten Wert konstant gehalten v/ird.
809802/0A7A
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