DE1438005C - Elektronisch geregelte Gleichspannungs quelle mit mindestens dreistufig ausgebil detem Regelverstarker - Google Patents

Description

Elektronisch geregelte Gleichspannungsquellen mit einem Regelverstärker und einem elektronischen Stellglied sind bekannt.

So gibt es bereits kaskadenförmige Verstärkeranordnungen, die aus zwei oder mehreren Stufen bestehen. Es gibt ferner Schaltungen zur Spannungsstabilisierung, die drei Verstärkerstufen enthalten und so geschaltet sind, daß eine Verstärkerstufe auf die andere rückgekoppelt ist.

Angestrebt wird eine möglichst hohe Regelgenauigkeit. Entsprechend muß ein möglichst hochverstärkender Regelverstärker verwendet werden. Bei den bisher bekannten elektronisch geregelten Gleichspannungsquellen sind vorzugsweise entweder nur einstufige oder zweistufige Regelverstärker verwendet worden, da die Auffassung herrschte, daß bei mehr als zweistufigen Regelverstärkern wegen der dann auftretenden Regelschwingungen ein betriebssicheres Arbeiten derartig ausgebildeter Gleichspannungsquellen nicht mehr erreichbar ist bzw. nur mit einem wirtschaftlich nicht mehr tragbaren technischen Aufwand. In der Praxis ist daher im allgemeinen von einer Ausbildung des Regelverstärkers mit mehr als zwei Stufen abgesehen worden.

Gleichspannungsquellen mit einem Regelverstärker, der mehr als zwei Stufen aufweist, ergeben nun jedoch verschiedene Vorteile, wie, außer dem obengenannten, nämlich Erhöhung der Regelgenauigkeit sowie der Regelgeschwindigkeit und bessere Ausregelung langsamer Schwankungen, die über den Innenwiderstand der Quelle bzw. über das Netz auftreten. Um dies zu erreichen, müssen allerdings verschiedene Maßnahmen vorgesehen werden.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine betriebssichere Gleichspannungsquelle zu schaffen, die einen Regelverstärker mit mehr als zwei Stufen verwendet.

Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf eine elektronisch geregelte Gleichspannungsquelle mit einem Regelverstärker, der mindestens teilweise Elektronenröhren enthält und mindestens dreistufig ausgebildet ist, und einem elektronischen Stellglied. Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem Ausgang der Gleichspannungsquelle und dem Eingang der letzten Stufe des Regelverstärkers zur Erhöhung der Regelgeschwindigkeit Kondensatoren angeordnet sind, daß zwischen Steuerelektrode des Stellgliedes und einem Teil der ungeregelten Eingangs-Gleichspannung ein spannungsbegrenzendes Schaltelement angeordnet ist, das nach der Anheizung der irri Regelverstärker verwendeten Elektronenröhren stromlos ist, und daß ein weiteres spannungsabhängiges Schaltelement vorgesehen ist, das bis zum Auftreten der stabilisierten Spannung die Heizwendeln mindestens einer der Elektronenröhren des Regelverstärkers an die unverzögert auftretende unstabilisierte Spannung schaltet.

Die Kombination dieser Maßnahmen ermöglicht eine dreistufige Ausbildung des Regelverstärkers. Durch die erste Maßnahme wird die hohe Regelgenauigkeit erhalten. Durch die zweite Maßnahme wird eine besonders schnelle Ausregelung erreicht, und darüber hinaus werden Regelschwingungen vermieden, indem die Grenzfrequenz der letzten Stufe stark herabgesetzt ist. Die dritte Maßnahme verhindert das Auftreten zu hoher Ausgangsspannungen, insbesondere beim Anheizen der Elektronenröhren. Durch die Begrenzung auf kleine Spannungen wird ferner der größte Teil der bereits beim Anheizen auftretenden Regelschwingungen vermieden, die ohne diese Maßnahme unvermeidlich sind. Werden in der Gleichspannungsquelle Glimmstabilisatoren verwendet, so treten sonst unter Umständen durch ein Verlöschen und Zünden dieser Glimmstabilisatoren zusätzliche Schwingungen auf. Die letzte Maßnahme schließlich erlaubt eine sofortige Heizung der Elektronenröhren auf sehr einfache Weise. Im Gegensatz zu bekannten

ίο Ausbildungen werden für diese Verheizung keine mechanisch bewegten Elemente (Relais) benötigt. Außerdem ist der erforderliche Aufwand für die Vorheizung äußerst gering.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels mit weiteren vorteilhaften Ausbildungen näher erläutert.

Die Erfindung geht von einer im Prinzip bekannten elektronisch geregelten Gleichspannungsquelle aus, die aus einem Netzteil 1 besteht, von welchem lediglich die Gleichrichter 2, 3, 4 dargestellt sind. Diese werden an den bezeichneten Punkten, beispielsweise aus einem Transformator mit geeigneter Wechselspannung, gespeist. Die Gleichrichter 3 bis 4 sind in Reihe geschaltet, und parallel zu jedem Gleichrichter ist ein Siebkondensator 5, 6, 7 angeordnet. Derartig ausgebildete Netzteile sind bekannt. Die Gleichspannungsquelle besteht ferner aus einem Stellglied 8 mit einer oder mehreren Elektronenröhren, wobei in der Zeichnung zwei Röhren 9, 10 angedeutet sind. Diese liegen zwischen dem Pluspunkt der Gleichspannungsquelle 1 und einer Ausgangsklemme 11. Die andere Ausgangsklemme ist mit 12 bezeichnet. An den Ausgangsklemmen 11, 12 tritt die geregelte Spannung auf.

Das Stellglied 8 wird gemäß der Erfindung durch einen dreistufigen Verstärker 13, 14, 15 beeinflußt. Die Stufen 13, 14 sind als Gegentaktverstärker mit den Elektronenröhren 16, 17 und 18, 19 ausgebildet.

Die letzte Stufe 15 besteht aus einer Elektronenröhre 20 in Anodenbasisschaltung und einer Elektronenröhre 21 in Kathodenbasisschaltung. Parallel zu den Ausgangsklemmen 11, 12 sind zwei Glimmstrecken-Widerstands-Spannungsteiler 22, 23 angeordnet, deren Angriffspannungen die Eingangsverstärkerstufe 13 ansteuern. Sämtliche Stufen sind galvanisch miteinander gekoppelt.

Zur Ausregelung schneller Ausgangsspannungsänderungen sind gemäß einer weiteren Maßnahme zwischen den Ausgangsklemmen 11,12 und den Eingängen 24, 25 der letzten Stufe 15 Kondensatoren 26, 27, 28 angeordnet. Durch diese Maßnahme ist die Grenzfrequenz der Stufe 15 stark herabgesetzt, so daß sowohl eine schnelle Ausregelung von Ausgangs-Spannungsänderungen erreicht als auch Regelschwingungen vermieden werden. Eine schnelle Ausregelung erfolgt also nur über die Stufe 15. Um beim Anheizen der Elektronenröhren ein Auftreten von zu hohen Ausgangsspannungen an den Klemmen 11,12 zu verhindern, ist ein spannungsabhängiges Schaltelement 29 vorgesehen. Dieses Schaltelement ist an die Steuerelektrode der Röhren 9, 10 des Stellgliedes 8 und an ein festes Gleichspannungspotential geschaltet. Solange der aus den Stufen 13 bis 15 bestehende Regelverstärker nicht voll aufgeheizt ist, verhindert das Element 29 das Auftreten einer zu hohen Ausgangsspannung an den Klemmen 11, 12. Es ergibt sich somit eine Spannungsbegrenzung nach oben. Das EIe-

ment 29 wird unwirksam, wenn der Regelverstärker 13 bis 15 an den Steuerelektroden der Röhren 9, 10 des Stellgliedes 8 eine Spannung innerhalb der Grenzspannungen des Elementes 29 bewirkt. Durch die Begrenzung nach unten wird auch der größte Teil der beim Anheizen auftretenden Regelschwingungen vermieden, die ohne die Verwendung des Elementes 29 unvermeidlich wären. Auch das dabei mögliche Erlöschen und Zünden der Glimmstrecken der Teiler 22, 23 ist durch die Anwendung des Schaltelementes 29 vermieden.

Gemäß einer weiteren Ausbildung ist ein zweites spannungsabhängiges Schaltelement 30 vorgesehen, das als Schalter für die Heizwendeln 13' bis 15' der Elektronenröhren des Regelverstärkers dient. Im Moment des Einschaltens der Gleichspannungsquelle ist sofort auch die an den Gleichrichtern 2 bis 4 auftretende ungeregelte Gleichspannung vorhanden. Diese wird nun zur Vorheizung der Elektronenröhren mit herangezogen. Die Röhren werden über das Schaltelement 30 aus dem Netzteil 1 so lange gespeist, bis die stabilisierte Gleichspannung an den Klemmen 11, 12 als Heizspannung zur Wirkung kommt. Tritt die stabilisierte Gleichspannung an den Klemmen 11, 12 auf, so trennt das Schaltelement 30 wegen der sich ergebenden Potentialänderung den Netzteil 1 von den Heizwendeln 13' bis 15' ab. Die Heizung wird dann über einen Vorwiderstand 31 von der an den Klemmen 11, 12 auftretenden stabilisierten Spannung gespeist. Für die Umschaltung der Heizspannung wird also lediglich ein spannungsabhängiges Schaltelement benötigt im Gegensatz zu bekannten Anordnungen, die entweder mechanische Relais oder Anordnungen mit relativ großem technischem Aufwand benötigen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektronisch geregelte Gleichspannungsquelle mit einem Regelverstärker, der mindestens teilweise Elektronenröhren enthält und mindestens dreistufig ausgebildet ist, und einem elektronischen Stellglied, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Gleichspannungsquelle und dem Eingang der letzten Stufe (15) des Regelverstärkers (13, 14, 15) zur Erhöhung der Regelgeschwindigkeit Kondensatoren (25, 26,27) angeordnet sind, daß zwischen Steuerelektrode des Stellgliedes (8) und einem Teil der ungeregelten Eingangs-Gleichspannung ein spannungsbegrenzendes Schaltelement (29) angeordnet ist, das nach der Anheizung der im Regelverstärker verwendeten Elektronenröhren stromlos ist, und daß ein weiteres spannungsabhängiges Schaltelement (30) vorgesehen ist, das bis zum Auftreten der stabilisierten Spannung die Heizwendeln (13', 14', 15') mindestens einer der Elektronenröhren des Regelverstärkers an die unverzögert auftretende unstabilisierte Spannung schaltet.

2. Gleichspannungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis auf die letzte Stufe (15) des Regelverstärkers (13, 14, 15) Gegentaktstufen (13, 14) verwendet sind und die letzte Stufe aus einem Verstärkerelement (20) in Anodenbasis- und einem Verstärkerelement (21) in Kathodenschaltung besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen