DE1438387C

DE1438387C - Arrangement for the immediate replacement of a thyratron

Info

Publication number: DE1438387C
Authority: DE
Inventors: John Kenneth Momstown N J Mills (V St A)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Publication date: 1972-08-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum unmittelbaren Ersatz eines Thyratrons, die aus einem Thyristor und einem zugehörigen, Halbleiter und Widerstände enthaltenden Steuersatz besteht und an die für das zu ersetzende Thyratron vorgesehenen Anoden-, Kathoden- und Gitteranschlüsse anschließbar ist, wobei die Anode des Thyristors mit dem Anodenanschluß und die Kathode des Thyristors unmittelbar mit dem Kathodenanschluß verbunden ist und wobei feiner der Steuersatz einen Transistor enthält, dessen Emitter mit der Steuerelektrode des Thyristors unmittelbar verbunden ist und dessen Kollektor einerseits über einen ersten Widerstand an die Anode und andererseits über eine Z-Diode an die Kathode des Thyristors angeschlossen ist und dessen Basis mit dem Gitteranschluß verbunden ist, nach Patent 1 277 997.The invention relates to an arrangement for the immediate replacement of a thyratron, which consists of a thyristor and an associated control set containing semiconductors and resistors and can be connected to the anode, cathode and grid connections provided for the thyratron to be replaced is, the anode of the thyristor to the anode connection and the cathode of the thyristor directly is connected to the cathode terminal and the control set contains a transistor, the emitter of which is directly connected to the control electrode of the thyristor and its collector on the one hand via a first resistor to the anode and on the other hand via a Zener diode to the Cathode of the thyristor is connected and its base is connected to the grid connection, according to U.S. Patent 1,277,997.

Zur Herabsetzung der Ausfallzeit von Ausrüstungen mit gesteuerten Gasentladungsgefäßen, ζ. Β. Thyratrons, sowie zur Verringerung der Aufwendungen für den Ersatz und den Unterhalt von Thyratrons wurde gemäß dem Hauptpatent 1 277 977 eine aus Halbleiterbauelementen aufgebaute, phasengesteuerte Ersatzeinheit für Thyratrons vorgeschlagen. Bei Thyratrons ist ein phasengesteuerter Betrieb deshalb möglich, weil die Zündspannung sowohl von der Gitterspannung als auch von der Anodenspannung abhängig ist. Der Zündwinkel, d. h. die Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, in dem das Wechselstrom-Eingangssignal die Nullachse schneidet, und dem Zeitpunkt, in dem das Thyratron zündet, kann durch eine Änderung der Gittervorspannung in einem gewissen Bereich verändert werden. Dieses einfache Verfahren wird üblicherweise ohne Verstärkung der Gittervorspannung angewendet, da die Anforderungen an die Zündspannung bei Thyratrons verhältnismäßig gering sind. Bei gesteuerten Halbleiter-Gleichrichterelementen sind dagegen hohe Anforderungen an den Zündstrom gestellt, die die bisherigen Versuche, gesteuerte Halbleiter-Gleichrichterelemente unmittelbar an Stelle von Thyratrons einzusetzen, scheitern ließen.To reduce the downtime of equipment with controlled gas discharge tubes, ζ. Β. Thyratrons, and to reduce the cost of replacing and maintaining Thyratrons According to the main patent 1 277 977, a phase-controlled system made up of semiconductor components was developed Replacement unit for thyratrons proposed. With thyratrons a phase-controlled operation is therefore possible because the ignition voltage depends on both the grid voltage and the anode voltage is. The ignition angle, d. H. the time delay between when the AC input signal was received the zero axis intersects, and the time at which the thyratron ignites can through a change in the grid bias can be changed in a certain range. This simple one Method is usually applied without increasing the grid prestress, because of the requirements to the ignition voltage of thyratron are relatively low. With controlled semiconductor rectifier elements on the other hand, high demands are placed on the ignition current, which the previous attempts to use controlled semiconductor rectifier elements directly in place of thyratrons, failed.

Mit Hilfe der Anordnung gemäß dem Hauptpatent ist es nicht nur möglich, Thyratrons unmittelbar durch eine Halbleiteranordnung zu ersetzen, sondern es ist auch eine Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades der zugeordneten Schaltung ermöglicht.With the help of the arrangement according to the main patent, it is not only possible to use thyratrons directly to be replaced by a semiconductor device, but it is also an increase in the overall efficiency the associated circuit allows.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verbesserung und Weiterbildung der Anordnung nach dem Hauptpatent.The object of the present invention is to improve and develop the arrangement according to the main patent.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors ein zweiter Widerstand vorgesehen ist.This object is achieved in that between the collector and the base of the Transistor a second resistor is provided.

Die auf diese Weise erzielte Verstärkung ermöglicht eine Zündung des gesteuerten Gleichrichters bei verhältnismäßig kleinen Steuerspannungen. Eine Rückkopplungsschleife stellt automatisch die genaue Durchbruchspannung ein, die bei einer geregelten Ausgangsspannung erforderlich ist. Zusätzlich zu dem direkten Ersatz der Thyratronröhren in bestehenden Halbwellen-Schaltungen kann die vorliegende erfindungsgemäße Anordnung auch bei Vollwellen-Schaltungen eingesetzt werden.The gain achieved in this way enables the controlled rectifier to be triggered relatively small control voltages. A feedback loop automatically provides the exact one Breakdown voltage, which is required for a regulated output voltage. In addition to The present The arrangement according to the invention can also be used in full-wave circuits.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are described in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 eine spannungsgesteuerte Halbwellen-Schaltung, in der eine Halbleiter-Thyratron-Ersatzeinheit verwendet ist,1 shows a voltage-controlled half-wave circuit, in which a semiconductor thyratron replacement unit is used,

ö 387ö 387

F i g. 2 eine weitere spannungsgesteuerte HaIbwellen-Schaltung, in der eine weitere Halbleiter-Thyratron-Ersatzeinheit verwendet ist,F i g. 2 another voltage-controlled half-wave circuit, in which another semiconductor thyratron replacement unit is used,

F i g. 3 eine Anwendung der F i g. 1 und 2 der dargestellten Halbleiter-Thyratron-Ersatzeinheit in einer Vollwellen-Schaltung, bei der bestimmte Schutzverfahren vorgesehen sind,F i g. 3 an application of FIG. 1 and 2 of the illustrated semiconductor thyratron replacement unit in one Full-wave circuit in which certain protection methods are provided,

F i g. 4 eine weitere Vollwellen-Schaltung, bei der eine Halbleiter-Thyratron-Einheit verwendet ist.F i g. Fig. 4 is another full wave circuit using a semiconductor thyratron unit.

ίο Man beachte, daß die erste Ziffer jedes Bauteils in allen Figuren der Zeichnungen der Nummer der Figur entspricht, in der dieses Bauteil zuerst erscheint. ίο Note that the first digit of each component is in in all figures of the drawings corresponds to the number of the figure in which this component first appears.

Fig. 1 zeigt in dem mit gestrichelten Linien dargestellten Kästchen 112 eine Thyratron-Ersatzeinheit für eine spannungsgesteuerte Halbwellen-Schaltung. Die Bezeichnungen Anode 15, Kathode 16 und Gitter 17 in Fig. 1 beziehen sich auf die entsprechenden Anschlüsse einer Thyratronröhre. Bei der erfmdungsgemäßen Lösung ist der Anodenanschluß eines gesteuerten Gleichrichters 101 mit dem entsprechenden Anodenanschluß der Röhre verbunden, während sein Kathodenanschluß mit dem entsprechenden Kathodenanschluß der Röhre verbunden ist. Der Emitter eines Verstärker-Transistors 102 liegt an der Tastleitung des gesteuerten Gleichrichters 101. Die Anoden-Elektrode des gesteuerten Gleichrichters 101 ist mit der Kollektorelektrode des Transistors 102 über einen Widerstand 105 verbunden. Die Kathodenelektrode des gesteuerten Gleichrichters 101 liegt über eine Z-Diode 103 an der Kollektorelektrode des Transistors 102. Die Basiselektrode und die Kollektorelektrode des Transistors 102 sind über einen Widerstand 104 miteinander verbunden. Die Basiselektrode des Transistors 102 führt über eine Z-Diode 106 an den Schleifer eines Potentiometers 107. Die Sekundär-Wicklung eines Transformators 109 ist mit der Anoden-Kathoden-Strecke des gesteuerten Gleichrichters 101, einer Last 108 und einer Filterdrossel 111 in Reihe geschaltet. Eine Wechselstromquelle 110 liegt an der Primär-Wicklung des Transformators 109. Fig. 1 shows in the box 112 shown with dashed lines a thyratron replacement unit for a voltage-controlled half-wave circuit. The designations anode 15, cathode 16 and grid 17 in FIG. 1 relate to the corresponding connections of a thyratron tube. In the solution according to the invention, the anode connection of a controlled rectifier 101 is connected to the corresponding anode connection of the tube, while its cathode connection is connected to the corresponding cathode connection of the tube. The emitter of an amplifier transistor 102 is connected to the feeler line of the controlled rectifier 101. The anode electrode of the controlled rectifier 101 is connected to the collector electrode of the transistor 102 via a resistor 105. The cathode electrode of the controlled rectifier 101 is connected via a Zener diode 103 to the collector electrode of the transistor 102. The base electrode and the collector electrode of the transistor 102 are connected to each other via a resistor 104th The base electrode of the transistor 102 leads via a Zener diode 106 to the wiper of a potentiometer 107. The secondary winding of a transformer 109 is connected in series with the anode-cathode path of the controlled rectifier 101, a load 108 and a filter choke 111 . An AC power source 110 is applied to the primary winding of the transformer 109.

Die Anordnung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: In Abhängigkeit von der Gleichspannung an der Last 108 ist die Basis des Transistors 102 entweder positiv oder negativ in bezug auf den Kathodenanschluß. Wenn die Basis des Transistors 102 in bezug auf den Kathodenanschluß positiv ist, wird der Transistor leitend, und es fließt ein Basis-Emitter- und als Folge davon ein Kollektor-Emitter-Strom. Der Kollektor-Emitter-Strom stellt den Taststrom für den gesteuerten Gleichrichter 101 dar und verursacht den Durchbruch bei einer kleinen Durchlaßspannung. Die Verstärkung des Transistors 102 ermöglicht daher ein Leitendwerden des gesteuerten Gleichrichters 101 bei verhältnismäßig kleinen Basis-Emitter-Strömen, so daß auf diese Weise das Haupthindernis beim Ersatz von Thyratronröhren durch gesteuerte Gleichrichter beseitigt ist. Die genaue Durchbruchspannung, die zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts bei der geregelten Ausgangsspannung erforderlich ist, wird automatisch durch eine Rückkopplungsschleife eingestellt, die die Z-Dicde 106, die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 102. die Steuerelektroden-Kathoden-Strecke des gesteuerten Gleichrichters 101 und einen Teil des Potentiometers 107 enthält. Wenn die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 102 zu stark negativ ist, d. h. die an der Basis des Transistors 102 in bezugThe arrangement of Figure 1 operates as follows: Depending on the DC voltage across load 108 , the base of transistor 102 is either positive or negative with respect to the cathode terminal. When the base of transistor 102 is positive with respect to the cathode terminal, the transistor becomes conductive and a base-emitter current flows and, as a result, a collector-emitter current. The collector-emitter current represents the sense current for the controlled rectifier 101 and causes the breakdown at a low forward voltage. The gain of the transistor 102 therefore enables the controlled rectifier 101 to become conductive with relatively small base-emitter currents, so that in this way the main obstacle to replacing thyratron tubes with controlled rectifiers is eliminated. The exact breakdown voltage, which is necessary to maintain the equilibrium with the regulated output voltage, is set automatically by a feedback loop, the Z-Dicde 106, the base-emitter path of the transistor 102. the control electrode-cathode path of the controlled rectifier 101 and part of the potentiometer 107 . If the base-emitter path of the transistor 102 is too negative, ie that at the base of the transistor 102 in relation to

auf den Kathodenanschluß auftretende Spannung negativ ist, fließt kein Steuerstrom, und der gesteuerte Gleichrichter 101 kann nicht zünden. Das ist dann der Fall, wenn die Ausgangsspannung zu hoch war, beispielsweise während eines Übergangsvorgangs, der einer Entfernung eines Teiles der Last folgt. Man beachte, daß erfindungsgemäß die Ausnutzung der Verstärkung des Transistors erforderlich ist, der daher also nicht nur als Schalter arbeitet.voltage occurring on the cathode connection is negative, no control current flows, and the controlled Rectifier 101 cannot ignite. This is the case when the output voltage was too high, for example, during a transition following removal of part of the load. Note that according to the invention the use of the gain of the transistor is required, which is therefore so doesn't just work as a switch.

Die Z-Diode 103 und der Widerstand 105 in F i g. 1 liefern die Vorspannung für den Transistor 102. Die Z-Diode 103 wird verwendet, um sowohl die Kollektorspannung des Transistors 102 auf einem stabilen Vorspannungswert zu halten, als auch um die an der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 102 auftretende Sperrspannung zu begrenzen, wenn der gesteuerte Gleichrichter 101 durch eine hohe Sperrspannung abgeschaltet wird. Wenn keine Z-DiodeZener diode 103 and resistor 105 in FIG. 1 provide the bias for transistor 102. Die Zener diode 103 is used to keep both the collector voltage of transistor 102 at a stable To hold the bias value, as well as that occurring at the collector-emitter path of the transistor 102 Limit reverse voltage when the controlled rectifier 101 has a high reverse voltage is switched off. If no Zener diode

103 verwendet würde, d. h. ein Widerstand an seine Stelle gesetzt würde, müßte die zulässige Sperrspannung des Transistors 102 in der Größenordnung der zulässigen Sperrspannung des gesteuerten Gleichrichters liegen. Bei den meisten Anwendungsfällen wäre dann ein spezieller Transistor erforderlich. Bei Verwendung einer Z-Diode 103 können jedoch handelsübliche Transistoren mit ausreichender Verstärkung benutzt werden. Der Einsatz der Z-Diode 103 führt daher zu beträchtlichen Einsparungen. Die Z-Diode 106 stellt eine konstante Bezugsspannung, die zur Steuerung des Zündwinkels benutzt wird, für den Basisweg des Transistors 102 zur Verfugung. Der Widerstand 104 ist erforderlich, um einen Dauerstrom für die Z-Diode 106 unabhängig von den Leitfähigkeitszuständen des Transistors 102 und des gesteuerten Gleichrichters 101 aufrecht zu halten. Der Widerstand 104 läßt außerdem den Basis-Treibstrom für den Transistor 102 fließen. Der Widerstand 105 ergibt einen Dauerstromweg für die Z-Diode 103, der ebenfalls vom Leitfähigkeitszustand des Transistors 102 unabhängig ist. Solange der gesteuerte Gleichrichter 101 noch nicht durch den Kollektor-Emitter-Strom durch den Transistor 102 leitend wird, fließt daher der gesamte Strom durch den Widerstand 104, durch die Z-Diode 106, einen Teil des Potentiometers 107 und die Filterdrossel 111. Der Strom durch den Widerstand 105 teilt sich auf in einen Strom durch den Widerstand 104 und in einen Strom durch die Z-Diode 103. Wenn der gesteuerte Gleichrichter 101 leitend wird, wird der Strom durch den Widerstand103 would be used, i.e. H. a resistor would be put in its place, would have to be the permissible reverse voltage of transistor 102 in the order of magnitude of the permissible reverse voltage of the controlled rectifier lie. In most applications, a special transistor would then be required. at However, commercially available transistors with sufficient amplification can be used with a Zener diode 103 to be used. The use of the Zener diode 103 therefore leads to considerable savings. the Zener diode 106 provides a constant reference voltage that is used to control the ignition angle for the base path of transistor 102 is available. The resistor 104 is required to provide a continuous current for the Zener diode 106 regardless of the conductivity states of the transistor 102 and the controlled Rectifier 101 to keep upright. Resistor 104 also lets the base drive current for transistor 102 to flow. The resistor 105 results in a continuous current path for the Zener diode 103, the is also independent of the conductivity state of the transistor 102. As long as the controlled rectifier 101 does not yet become conductive due to the collector-emitter current through the transistor 102, flows hence all of the current through resistor 104, through Zener diode 106, part of the potentiometer 107 and the filter choke 111. The current through the resistor 105 divides into a current through the resistor 104 and into a current through the Zener diode 103. When the controlled rectifier 101 becomes conductive, the current becomes through the resistor

104 auf die Z-Diode 106 und den Basis-Emitter-Stromweg des Transistors 102 aufgeteilt, der dann den Taststrom des gesteuerten Gleichrichters 101 bestimmt. Der Taststrom wird aus dem Strom durch den Widerstand 105 gewonnen, der jetzt aufgeteilt ist in den Kollektor-Emitter-Strom durch den Transistor 102, den Strom durch den Widerstand 104 und den Strom durch die Z-Diode 103. Das Potentiometer 107 ermöglicht einen wahlweisen Abgriff der Ausgangsspannung, die an der Last 108 liegt. Die Induktivität 111 stellt eine Filterdrossel dar.104 divided between the Zener diode 106 and the base-emitter current path of the transistor 102, which then the duty cycle of the controlled rectifier 101 is determined. The probe current is made from the current through won the resistor 105, which is now divided into the collector-emitter current through the transistor 102, the current through the resistor 104 and the current through the Zener diode 103. The potentiometer 107 enables the output voltage that is applied to the load 108 to be tapped off. The inductance 111 represents a filter choke.

Wie bereits angegeben, stellt die aus der Z-Diode 106, die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 102, die Steuerelektroden-Kathoden-Strecke des gesteuerten Gleichrichters 101 und einem Teil des Potentiometers 107 bestehende Schleife einen Rückkopplungsweg zur Aufrechterhaltung einer geregelten Ausgangsspannung dar. Der Transistor 102 könnte durch ein geeignetes Impedanzelement ersetzt oder auch völlig weggelassen werden, wenn der erforderliche Taststrom für den gesteuerten Gleichrichter klein genug wäre. Wenn ein solches Impedanzelement eingesetzt würde, wäre es an Stelle der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 102 einzusetzen, während die Z-Diode 106 direkt mit der Tastleitung des gesteuerten Gleichrichters 101 verbunden würde, um den Rückkopplungsweg weiter bestehen zu lassen.As already stated, the one from the Zener diode 106, the base-emitter path of the transistor 102, the control electrode-cathode path of the controlled rectifier 101 and part of the potentiometer 107 existing loop provides a feedback path to maintain a regulated output voltage The transistor 102 could be replaced by a suitable impedance element or else entirely be omitted if the required duty cycle for the controlled rectifier is small enough would. If such an impedance element were used, it would be in place of the collector-emitter path of the transistor 102, while the Zener diode 106 is directly connected to the feeler line of the controlled Rectifier 101 would be connected to allow the feedback path to continue.

Das Ausführungsbeispiel in F i g. 1 ist eine spannungsgesteuerte Halbwellen-Schaltung. Eine solche Schaltung kann in eine Vollwellen-Schaltung umgewandelt werden, indem eine Sekundär-Wicklung des Transformators 109 mit Mittelabgriff benutzt wird, wie gestrichelt in der Figur angedeutet ist, und der Anodenanschluß einer zweiten Thyratron-Einheit, die identisch mit der in dem gestrichelten Kästchen 112 ist, an den Punkt A in F i g. 1 angeschlossen wird. Der Kathodenanschluß der zweiten Einheit 112 würde mit dem Punkt B und der Gitteranschluß mit dem Punkt C verbunden werden.The embodiment in FIG. 1 is a voltage controlled half-wave circuit. Such a circuit can be converted to a full wave circuit by using a secondary winding of the center tap transformer 109 as indicated by dashed lines in the figure and the anode terminal of a second thyratron unit identical to that in the dashed box 112 to point A in FIG. 1 is connected. The cathode connection of the second unit 112 would be connected to point B and the grid connection to point C.

F i g. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Halbleiter-Thyratron-Ersatzeinheit für spannungsgesteuerte Schaltungen. Die Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 2 ist im wesentlichen die gleiche wie die der Schaltung nach Fig. 1 und wird daher an dieser Stelle nicht weiter besprochen. Eine Diode 225 ist zusätzlich in Reihe mit dem gesteuerten Gleichrichter 101 geschaltet, um die an dem gesteuerten Gleichrichter 101 auftretenden Sperrspannungen in denjenigen Anwendungsfällen aufzuteilen, bei denen die Sperrspannungen übermäßig hoch sind. Ein Widerstand 226 zusammen mit dem Widerstand 105 unterstützt diese Aufteilung der Sperrspannung. Eine Diode 220 ist eine Sperre, die bei einer Vollwellen-Ausführung (gestrichelt dargestellt, wie in Verbindung mit F i g. 1 erläutert) erforderlich ist, um einen dauernden Kriechstromweg über die Basis-Emitter-Strecke der »abgeschalteten« Thyratron-Ersatzeinheit zu verhindern, wenn die andere Thyratron-Ersatzeinheit »eingeschaltet« ist. Eine Widerstandslampe 224, ein Widerstand 223 und eine Diode 222 bilden eine sogenannte Ablösesteuerung, d. h., wenn der Laststrom einen vorbestimmten maximalen Wert erreicht, wird die Regelung auf konstante Spannung von einer Regelung auf konstanten Strom abgelöst, und die Lastspannung wird progressiv herabgesetzt, um eine Überlastung der Ausrüstung zu verhindern. Bei Lastströmen unterhalb des voreingestellten Ablösewertes leitet sowohl die Diode 222 als auch der WiderstandF i g. 2 shows a second embodiment of a semiconductor thyratron replacement unit for voltage controlled Circuits. The operation of the circuit according to FIG. 2 is essentially the same as that the circuit of FIG. 1 and is therefore not discussed further at this point. A diode 225 is also included connected in series with the controlled rectifier 101 in order to generate the output on the controlled rectifier 101 occurring reverse voltages in those applications where the Reverse voltages are excessively high. A resistor 226 along with resistor 105 is supported this division of the reverse voltage. A diode 220 is a barrier that is used on a full wave implementation (shown in phantom, as explained in connection with FIG. 1) is required to obtain a permanent leakage current path across the base-emitter path of the "switched off" thyratron replacement unit to prevent when the other Thyratron replacement unit is "switched on". A resistance lamp 224, a resistor 223 and a diode 222 constitute a so-called detachment control, i. i.e. when the load current reaches a predetermined maximum value, the regulation on constant voltage of a Regulation on constant current is superseded, and the load voltage is progressively reduced to one Prevent overloading the equipment. With load currents below the preset separation value both diode 222 and resistor conducts

223 und teilen den Strom durch den Widerstand 107 auf. Solange die Diode 222 leitet, führt das System eine Spannungsregelung an der Last 108 durch. Am Ablösepunkt wird der Spannungsabfall an der Lampe223 and divide the current through resistor 107. As long as the diode 222 conducts, the system is conducting voltage regulation on load 108. At the separation point, the voltage drop across the lamp

224 genügend groß, so daß der gesamte Strom durch den Widerstand 107 durch den Widerstand 223 fließt und die Diode 222 nichtleitend wird. An diesem Punkt oder für noch höhere Belastungen hält die Regeleinrichtung eine konstante Spannung an der Reihenschaltung aus der Last 108 und der Lampe 224 aufrecht. Die Lastspannung wird also um den Spannungsabfall an der Lampe 224 herabgesetzt, deren nichtlineare Widerstandskennlinie so beschaffen ist, daß sie den Ausgangsstrom durch die Last auf einen etwa konstanten Wert begrenzt.224 large enough so that all of the current through resistor 107 flows through resistor 223 and diode 222 becomes non-conductive. At this point or for even higher loads, the Control device a constant voltage across the series circuit comprising the load 108 and the lamp 224 upright. The load voltage is thus reduced by the voltage drop across the lamp 224, whose non-linear resistance characteristic is such that it increases the output current through the load limits an approximately constant value.

Das in F i g. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine spannungsgesteuerte Vollwellen-Schaltung, bei der nur eine Halbleiter-Thyratron-Ersatzeinheit 112 verwendet wird. Die Arbeitsweise der Thyratron-Er-The in Fig. The embodiment shown in FIG. 3 is a voltage controlled full-wave circuit at which only one semiconductor thyratron replacement unit 112 is used. The working principle of the thyratron

satzeinheit 112 ist in Verbindung mit F i g. 1 besprochen worden und soll daher hier nicht weiter erörtert werden. Ein Vollwellen-Brückengleichrichter 330 ist mit der Sekundär-Wicklung des Transformators 109 verbunden. Eine Diode 332 ist zwischen dem Kathodenanschluß und dem negativen Pol des Vollwellen-Gleichrichters 330 vorgesehen. Ihre Funktion ist leicht zu übersehen, wenn der Zustand betrachtet wird, der dann herrscht, wenn die Thyratron-Einheit »abgeschaltet« wird. Wenn der Stromfluß durch die Thyratron-Einheit aufhört, sucht die in der Filterinduktivität 111 gespeicherte Energie den Stromfluß in gleicher Richtung aufrechtzuerhalten. Wenn die Diode 332 nicht vorgesehen wäre, würden Kriechstromwege durch die Dioden des Brückengleichrichters 330 es möglich machen, daß diese Energie eine Spannung in Reihe mit der Spannung der Sekundär-Wicklung des Transformators 109 erzeugt, die dann verhindert, daß die Thyratron-Einheit 112 abgeschaltet wird, obwohl die Polarität der Wechselspannung an der Sekundär-Wicklung des Transformators 109 umkehrt. Eine Regelung durch das System kann dann nicht stattfinden. Die Einfügung der Diode 332 schafft jedoch einen Entladungsweg für die in der Induktivität 111 gespeicherte Energie über die Last und ermöglicht auf diese Weise, daß die Thyratron-Ersatzeinheit jedesmal dann abschaltet, wenn die Polarität der Quellenspannung umkehrt. Ein dazu in Beziehung stehender Vorteil besteht darin, daß die Diode 332 außerdem den mittleren Strom durch die Thyratron-Ersatzeinheit herabsetzt.sentence unit 112 is in conjunction with FIG. 1 and will therefore not be discussed further here. A full wave bridge rectifier 330 is connected to the secondary winding of the transformer 109 . A diode 332 is provided between the cathode terminal and the negative pole of the full wave rectifier 330 . Their function is easy to overlook if the condition is considered which then prevails when the thyratron unit is "switched off". When the current flow through the thyratron unit ceases, the energy stored in the filter inductance 111 seeks to maintain the current flow in the same direction. If diode 332 were not provided, leakage current paths through the diodes of bridge rectifier 330 would allow this energy to create a voltage in series with the voltage on the secondary winding of transformer 109 which would then prevent thyratron unit 112 from turning off although the polarity of the AC voltage on the secondary winding of the transformer 109 is reversed. Regulation by the system cannot then take place. The inclusion of diode 332 , however, provides a discharge path for the energy stored in inductor 111 across the load and thus enables the thyratron replacement unit to shut down whenever the polarity of the source voltage is reversed. A related advantage is that diode 332 also decreases the average current through the replacement thyratron unit.

Das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine spannungsgesteuerte Vollwellen-Schaltung. Die grundsätzliche Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 4 ist die gleiche wie die der Schaltung nach Fig. 1 und soll daher hier nicht näher erläutert werden. Dioden 430 und 431 dienen als Sperren. Dioden 445 und 446 werden benutzt, um die richtige Vorspannung für die Ruhevorspannungsschaltung mit der Z-Diode 103 und dem Widerstand 105 zu erzeugen. Widerstände 442 und 443 stellen eine gleichmäßige Aufteilung der Tastströme auf die gesteuerten Gleichrichter 440 und 441 ohne Rücksicht auf ihre speziellen Taststrom-Eigenschaften sicher. Bei einer Betrachtung der Arbeitsweise der Schaltung nach F i g. 4 soll daran erinnert werden, daß die Zündung der Thyratrons in einer spannungsgesteuerten Schaltung sowohl eine Funktion der Anoden- als auch der Gitterspannung ist, wodurch wiederum die Verwendung eines einzigen Steuerelementes, z.B. eines Transistors, bei dieser Ausführung ermöglicht wird.The embodiment shown in Fig. 4 is a full-wave voltage controlled circuit. The basic mode of operation of the circuit according to FIG. 4 is the same as that of the circuit according to FIG. 1 and will therefore not be explained in more detail here. Diodes 430 and 431 act as barriers. Diodes 445 and 446 are used to generate the correct bias for the quiescent bias circuit comprising Zener diode 103 and resistor 105 . Resistors 442 and 443 ensure an even distribution of the sensing currents to the controlled rectifiers 440 and 441 regardless of their special sensing current properties. When considering the operation of the circuit according to FIG. 4 it should be remembered that the ignition of the thyratron in a voltage-controlled circuit is a function of both the anode and the grid voltage, which in turn enables the use of a single control element, for example a transistor, in this embodiment.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for the immediate replacement of a thyratron, which consists of a thyristor and an associated control set containing semiconductors and resistors and can be connected to the anode, cathode and grid connections provided for the thyratron to be replaced, the anode of the thyristor with the anode connection and the cathode of the thyristor is directly connected to the cathode terminal and the control set also contains a transistor whose emitter is directly connected to the control electrode of the thyristor and whose collector is connected to the anode via a first resistor and to the anode via a Zener diode Cathode of the thyristor is connected and whose base is connected to the grid connection, according to Patent 1,277,997, characterized in that a second resistor (104) is provided between the collector and the base of the transistor (102).

2. One-way rectifier arrangement with an arrangement according to claim 1, characterized in that the anode connection (15) with one pole of an alternating voltage source (109) and the cathode connection (16) via a load (108) with the other pole of the alternating voltage source (109 ) is connected and that a potentiometer (107) is connected in parallel to the load (108) , the tap of which is connected to the grid connection (17) via a Zener diode (106).

3. One-way rectifier arrangement according to claim 2, characterized in that a diode (222) and a non-linear resistor (224) are provided in series with the potentiometer (107) and between the other pole of the AC voltage source (109) and the load (108) that the series connection of diode (222) and non-linear resistor (224) is connected in parallel with a third ohmic resistor (223).

4. Arrangement according to claim 1 for use together with a second identical arrangement in a full-wave rectifier circuit, characterized in that a diode (220) is provided between the base of the transistor (102) and the grid connection (17).

1 sheet of drawings