DE1438457A1 - Frequenzkonstanter Gegentakt-Spannungswandler - Google Patents

Description

• Frenuenskonstaater 0e -

  Die Erfinänaa betrifft einen frequenskonatanten Gegen-

  takt-Spannungewandler mit zwei Transistoren in einer

  Multivibratorschaltung, bei der die Rliokkoppluog über

  zwei jeweils mit der Unis eines der Tramistoren Ver-

  bundene Kondensatoren erfolgt und In tollektorkreis

  jedes Transistors eine Hälfte einer in der Mitte

  angezapften Transforaatorwiokluag liegt.

  Es sind Gegentakt-Spanauagswanäler bekannt, bei denen

  die Transistoren über eine induktive R«ckkopplu4 ge-

  steuert werden. Wird der Transfomator dabei nicht bis

  zur Sättigungsinduktion betrieben, so ist die Frequenz

  des Spannungswandlers abhängig von der entaadenen Aus-

  gangeleistun,- udd der Batteriespannuäg. Bei Spannungs-

  wandlern mit Sättigungstransformator hängt die Frequenz

  aioht von der Verbrauoherleietung ab, ist jedooh direkt

  proportional der Batteriespapnnag.

  Ferner sind Spannunpwandler bekannt, die naoh dem

  Eultivibratorpriasip mit einer 11C-Rauikoppluag ar-

  beiten. Dabei erhalten die Transistoren über Wider

  starre, die an einer negativen Spate liegen, den

  wr Darohsteyeruag erforderigchea Basisstrom. Die

  gute den einen Transistors ist über einen Konden-

  1ater mit den Kollektor den anderen verbunden uM

  uMädhst. Ein spannua_- mm er dieser Art lodert

  neU« lreqneas praktieob ai#U mit der Belastung

  und, gatteriespaaamog, da die »riodeadauer -Suroh die

  Zeitkonstante der RC-Glieder vorgegeben ist. Er hat

  aber ,ien :;achteil, daB bei ausgan--sseitigem ;Lurz- '

  schluß in de2 Verbraucher die Transistoren zerstört

  werden. Außerdem läßt siel. dio ='requenz nur in j:e-

  rinUem Maße än;lern un- st-ar dadurch, daß entweder die

  beiden BasiswiderstUnde oder die spannunj, an diu sie

  angesohlossen sind, verändert worden. Da auch bei der

  niedrigsten Frequenz Über die Basianiderƒtänie ein

  für die Dureheteuorunj der '='ranaistoren ausreichender

  Strom fließen muß, wÜrde ein viel zu ardßer Basis-

  strom in Uüe 'rnnsistoren fließen, wenn man die irequens

  durch Verkleinerung dieser Wideratänle oder Vergrößerung

  der Spannun-; wesentlich erhöht.

  acL der crtindunG werden die itachtslle ,ior bekannten

  Zcheltungsunordnun;en vormieden und Q-panaun;@awaadler

  erhalten, deren ::chwin&frequens von ler Dattƒrieapannuna

  und der Balastun.-. kaum beeinflußt wird. rrtiadungagem@t9

  wird aas dalurch erreicht, daß die beiden Transistoren

  mit ihrer Basis über einen 'rideretand und eine mit

  diesem in neihe liegende, 31e jeweilige positive Ealb-

  welle der Traastornatortganguaa sperrende Diode an

  entgeSengesetsten Maden eines i:1 der Mitte afsapftea

  «icklun , des Transtorzatoro liegen und daß die Ver-

  bindun3spunbte zwischen der DioU und d« Midor#tand

  jedes Eaeia:weitea miteinander äber etwa Widerstand

  verbunden sinn. Aaoh einen weiteren Uarkral der Er-

  tio4u% ist ärer dir beilea buisaweige aitekuader verw.

  bindende Widerstand ei&tellbar, so daß die 1'riquens

  den Spaasiuadavan31erv verändert !erden tätd m s

  Die weiteren Merksafe und Forteile der Ertinluna

  werden i2 tolgertdoa aabatiä eisiger ia,Qer Zeichnuo4

  ds"steliter smaltungobeiopiela von Gegentakt.

  S@ea@p sa rtWs es1"b«04

  Die Gohaltungen entsprechen in wesentlichen Merkmalen

  den bekannten ;iultivibrator-Schaltungen mit zwei Tran-

  sistoren T, und T2. Ferner sind die üblichen Koppelkon-

  densatoren C, und C2 sowie @: idsrstäade R, und R2 vor-

  handen. Die, Frequenz des Multivibrators wird durch die

  Zeitkonstante der RC-Glieder beatimt. Die Basiswider-

  stände RI und R2 liegen an einer Reehteak-Halbwellen-

  spannung, die an den Hälften einer inAer Mitte enge-

  zapften Transtoraatorwioklung, entweder der Primär-

  wicklung W, oder einer Riltswieklung W3 gewonnen werden.

  Die Erfindung besteht nun darin, daß in Reihe mit den

  Hasiswideratäadee A" und Ra 3e eine Diode D, und D2

  so geschaltet ist, das die positive Halbwelle der Trans-

  formatorspannung gesperrt wird. Ferner sind die Ver-

  bindungspunkte der jeweiligen Dioden D, b:w. D2 mit

  den entsprechenden Basiswiderständen R,, bsw. R2 durch

  einen gegebenenfalls verKnderbaren iciderstand R3 ver-

  bunden..Maßgebend für den laaisstroa sind die konstanten

  Widerstünde R" und R2. Die Ualaäuaa der Kondensatoren

  erfolgt jedoch Über einen diäenta", das *Lob aua dem

  Basiswiderstand R, bsw. R2 und des veränderbaren Wider-

  stand R3 zusammensetzt. Der tliderstand R3 bestiaret zwar

  die Umladeseit der Kondensatoren mit, öseintlußt jedoch

  nicht den Usisätsöm der Transistoren. =1 ist somit

  möglich, mit Eilte äiilea 11üeretaMes !)in trsquens.

  bestimmende W-Glied 11t isldem, olk» des « sagte - .

  etror en beeintlußea. !o keim mag %.b. bei vorgtgebenea

  Kondensatorwerten td Usiaströmsn dnrdh Zinephaiten

  eines Widerstandes R3 die lieitkeostaate er. Wenn

  der Viderstmd B3 einstellbar tat, hass die I",enans

  des @paoanagewaadlers in weiten fasen verändert vor.

  den. !r sind 8.30 7srameaevtaAUltatsse wen 1 t SO er-

  »Lebt Vordem..

  In Figur 1 ist eins besonders einfache Schaltung

  einetegoz@tekt=pannuagserandlers mit Ion derkaaleil der

  Erfinlundargestellt. In diesem Beispiel ist ein Trans-

  formator Tr nit einer SekundärwizkluW2 und einer

  Primärwicklung 'W1 vorgesehen und ein"'Zleiohapa=ungs-

  quelle Job Die Diodea D und D2 sind an

  Enden der Pr? aärricklung W,1 des Transformators

  aa3asohlnssen. Dia Mitte der Primärwickluliegt an vier

  Der 511@@1_.ä"@t.'^ 'aoh Figur 1 weint eine hohe Fr1-

  quenzkonatKas auf, 44inec,ngi`re@.uens kann :ait Hilfe

  des eirstellharer @*ide.@atan.,as R3 in weiten Grenzen ver-

  ändert worden. F,in Naohteil dieser Schaltung besteht da-

  rin, 4a3 bei susgxgeseitigea Kurzaohluß die Transistoren

  Ti und @;2 zerstört werden, da sie über die Dioden D,1

  bxx. D" uni die V;idsrat;inde ;t,1 bar. R2 alt ihrer Basis

  an der raa@,ativen ;-,peiseapaanung liegen UMd der Kollek®-

  torstron dabei wegen der nur geringen ohasohen Wider-

  stände ,der rjieklungshältten von W,1 erheblich über den

  Zulässigen Wort aneteigt.

  Diese Raohteile werden bei den in Figuren 2 uad 3 szgo#-

  gebenen Sohaltungsn verrieden# iadoa der Tratoteine su#

  ahtzlicht HIltawiokl@lne 13 tä'bklts Die Dioden D, Uni D2

  der Basiakre1se verden bei. diesen beiden Gohaltungen an

  den gegenüberliegenden Enden der alltewioklung W3 ango»

  aohlosaen. Der Mittelpunkt der Eiltewioklung ist uit den

  Uittern 4-er beiden Transistoren T,1 und T2 verbuadon.

  1n Figur 2 Lind die Rückkopplunsskondensatoroa 01 Und C2,

  die alt einen Tade an der Base! den zugehörigen Transistors

  T,1 oder l'2 liegen. mit ihren anderen Ende an die beiden

  entgegt448etaten luden der Priaärwioklung Wi der Tratos

  ange@roblooien. .

  Die in Figur 3 dargestellte Schaltung unterscheidet sich

  von der in Figur 2 dadurch, daD 31o beiden Kon:iensatoren

  #i und C2 nicht nit den En'en der beiden WicklunZahälften

  ,ier Zrimärwickluns 7: 1 des lransfor.nators verbunden sind,

  sondern an die geienüberlieienden Enden der Hilfswick-

  lung 'x3 angeschlossen sind. Die Schaltung weint gegen-

  über der Schaltung nach i'igur 2 den Vorteil auf, daß eine

  bessere Frequenzkonstanz erzielt werden kann, In die

  Kondensatoren bei Figur 3 praktisch an der gleichen Span-

  nung liegen, wie die Basiswiderstände. Spannungsänderungen,

  die an der i'rimärwicklung w1 infolge deren -,iicklungswider-

  atanaes auftreten, wirken sich dabei nicht auf die F'requens

  aus. :dachteilig gegenüber der Schaltung nach Figur 2 ist

  jedoch bei iigur 3, daß als Kondensatoren 01 und.02 keine

  Elektrolytkondensatoren verwendet werden. können, da diese

  iückkopplun;.-skondensatoren umgepolt werden.

  Bei beiden Schaltungen kann es zur Verbcazerung des Um-

  schaltverhaltens der 2raasistoren zweckmäßig sein, in ihre

  3asiazuleitun- noch einen 74iderstand zu legen und diesen

  evtl. mit einem t:ondensator zu überbrücken. Die beiden

  Schaltungen nach Figuren 2 und 3 weisen außer der guten

  Frequenskonatans und der in weiten Grenzen veränderbaren

  Frequenz gegenüber der SchaltunZsanordnung in i,'igur 1 su-

  aätzlich noch den Vorteil auf, daß nie kurzschlußfest sind.

  Bei Klirzsohluß ins Ausgangskreis bricht nämlich die Spannung

  an dek Hilfswicklung p 3 zusammen, so Saß die negative Vor-

  spanaung der Transistoren veroch%indet.

  Bpa.:n"gewandler nach der Erfindung werden besonders dann

  mit Vorteil eingesetist, wen die Frequenz konstant und

  genau einstellbar oder in weiten Grenzen stufenlos vOr-

  änderbar sein soll. In letzteren :alle ist es z.3. möglich,

  die Zeistun3 in komplexen Verbrauchern stufenlos mit den

  veränderbaren Widerstand A3 zu regulieren. Deaweiteren kann

  s. B. au einen solchen BDanauagswandler ein Motor angesohlos-

  s« vorden, dessen Drehzahl dann la weiten Grenzen veränder-

  bar ist.

Claims (1)

1. '-7renuenzkonetanter Gegentakt-äapannun3swandler mit zwei '-ransiotoren in einer :ultivibratox@sehaltun;;, bei der lie ":ückkopplung Über zwei jeweils mit der Basis einen der Transistoren verbundene Kondensatoren erfolgt und in Tollektorkreis jeden Transistors eine F:ältte einer in der Mitte angezapften Tranatomatorwieklung lievt, da- durch gekennzeichnet, dafl die beiden Transistoren (T ,1 uni T2) mit irrer Basis über einen Widerstand (R, bzw. und eine mit diese: in leihe lievendƒ, die jeweilige-, Positive Halbr.elle. der :rznatormatorspannung sperrende Diele (D1 bzw. D2) an den entge."engesetzten Enden einer in der :y fitte angezapften V,icxlung den Transformators lie3en und 3a3 die Verbindungepunkte zwischen der Diode (D1 bzw. D.) und dem entsprechenden Widerstand (T:1 bzw. R2) jedes Dasiezweiges miteinander Über einen Viderstand (13) verbunden sind. 2. Gegentakt-Spannungnwandler nach Nupsuoh 1, dadurch ge- kennzeiehnet, dadder die beiden Basiasweige verbindende Widerstand (R3) einstellbar ist. Gegentakt-Spannungewandler nach Annprüohen 1 und 2, da- duroh gekennseiahnet, dU die DIO" der äulakretea (D,1 und D2) an gegenüberliegenden Enden der in der ttlti» angezapften Primürwioklung (g1) des Transformator* (Tr) ansenohlosnen *Lade Qregeatakt-8panaungewandler @aaoä döapritohea .1 y, Zu dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (D1 und D2) der Bantokreise an den gegenüberliefenäeo Enden einer Biltewieklung ('A3) den TransloMatore anaenahienees eimä, deren Mittelpunkt mit den Xxittera dar beides Transistoren (T,1 nmd S2) rnrasdea Lot. 5. Ge.:entakt-5pannungswandler nach Anspruch,1 und einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einen E5n3e an die Basis eines der beiden Traasistgren (T1 bsw. T2) ange- schlossenen nückkopplungskondensatoren (C1 bzw. C2) mit ihrem anderen Fade an die beiden entgegengesetzten Enden der (W1) des Transformators ange- schlossen sind. 6. Gegentakt-Spannunswansler nach Anspruch 1 und einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenaseich.net, laD 31e mit einem Ende an die Beeis eines der beiden Transistoren (T1 bsw. 112) angesahlos- senen Ptichkopplungskondensatoren (C1 bsw. 02) mit ihren anderen Sade an die beiden@entgegengesetzten Enden der Eilfswicklung (193) des Trnnsfortators angeschlossen sind.