DE1487024B2

DE1487024B2 - Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Stromimpulsen großer Flankensteilheit

Info

Publication number: DE1487024B2
Application number: DE19661487024
Authority: DE
Inventors: Peter 8000 München Eisner
Original assignee: Siemens AQ, 1000 Berlin u. 8000 München
Priority date: 1966-05-25
Filing date: 1966-05-25
Publication date: 1970-09-10
Also published as: US3564297A; DE1487024A1; GB1153257A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch zum verlustarmen Erzeugen von Stromimpulsen gelöst, daß die Stromimpulsquelle zu ihrer Spangroßer Flankensteilheit mit Hilfe einer Stromimpuls- nungsversorgung mit einer zeitabhängig gesteuerten quelle eingeprägten Stromes für Verbraucher mit Betriebsspannungsquelle verbunden ist, die die Strom-Einschwingverhalten. . 5 impulsquelle nur während des in ihrem Verbraucher

Derartige Schaltungsanordnungen werden insbe- ablaufenden Einschwingvorganges mit einer hohen sondere bei schnellen Magnetkernspeichern benötigt, Betriebsspannung und danach für die restliche Imdie hohe Impulsströme mit sehr steilen Flanken pulsdauer mit einer lediglich die Schaltkreisverluste erfordern. Neu entwickelte schnelle Magnetkernspei- deckenden niedrigen Betriebsspannung versorgt.
eher sind durch sehr kurze Signalwege und io Die Zeichnung zeigt in F i g. 2 ein Prinzipschaltdamit durch hohe Packungsdichten der Schaltmittel bild, das den Grundgedanken der Erfindung wiedergekennzeichnet. Aus Gründen der Erwärmung gibt, und in den F i g. 3 bis 5 mehrere dazugehörige verlangen diese hohen Packungsdichten extrem Ausführungsbeispiele.

verlustarme Schaltungen. Da bei Magnetkern- Wie in F i g. 2 angedeutet, wird der Verbraucher V

speichern der größte Teil der Verlustleistung in den 15 aus einer Stromquelle QI gespeist, die ihrerseits aus

Ansteuerschaltkreisen umgesetzt wird, ist in ihnen einer Spannungsquelle Q U mit einer zeitabhängigen,

eine Herabsetzung der Verlustleistung erfor- den Erfordernissen angepaßten Betriebsspannung

derlich. versorgt wird. Dabei wird die hohe Betriebsspan-

Die bisher verwendeten Ansteuerschaltkreise nung U (s. F i g. 1), die lediglich für die Dauer des arbeiten entweder nach dem Konstantstrom- oder 20 Einschwingvorganges benötigt wird, im eingeschwundem Konstantspannungs-Prinzip. In beiden Fällen genen Zustand auf eine wesentlich kleinere Betriebswerden die Ansteuerschaltkreise jedoch mit einer spannung umgeschaltet. Die mittlere Verlustleistung konstanten Betriebsspannung versorgt, die sich aus in den Schaltmitteln wird dadurch unter Beibehaltung dem Strom, der erforderlichen Anstiegszeit und der der gewünschten steilen Ansteuerflanken erheblich Induktivität bzw. dem Wellenwiderstand der zu spei- 25 reduziert,
senden Leitung ergibt. Im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 wird die Span-

Ein Beispiel für die Konstantstromspeisung einer nung im Speisepunkt P nach Einschalten der Strom-Leitung ist in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt. Die impulsquelle QI für die kurze Zeitdauer des Einaus dem Transistor Tl und dem Widerstand R1 Schwingvorganges einem zuvor über einen Widerbestehende Stromimpulsquelle schaltet einen kon- 30 stand R 2 auf eine hohe Spannung U 2 aufgeladenen stanten Strom und hat als Verbraucher · eine Lei- Kondensator C entnommen. Im eingeschwungenen tung L, die am Ende kurzgeschlossen und am Ein- Zustand wird dagegen die Stromimpulsquelle QI mit gang mit ihrem Wellenwiderstand Z abgeschlossen der wesentlich niedrigeren Spannung Ul über die ist. Die zunächst nach dem Einschalten des Tran- Diode Dl versorgt.

sistors am Leitungsanfang stehende Spannung bricht 35 In Fällen, in denen die Schaltung mit sehr kleinem

nach der doppelten Laufzeit zusammen und steht Tastverhältnis betrieben wird, ist es sinnvoll, den

für die restliche Dauer des Impulses am Transistor Widerstand R 2 durch einen Schalter S zu ersetzen,

Tl. Dadurch wird im Transistor eine unnötige große wie in Fig. 3 durch die Strichelung angedeutet ist.

Verlustleistung umgesetzt. Dieser Schalter S ist während der Zeit, in der die

Eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von 40 Stromimpulsquelle QI eingeschaltet ist, geöffnet und

Magnetkernspeichern ist z. B. aus der deutschen wird nach Ausschalten der Stromimpulsquelle Ql

Auslegeschrift 1 199 318 bekannt. Durch sie sollen geschlossen.

Nadelimpulse möglichst großer Impulsfolgefrequenz F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die erzeugt werden. Dabei sollen die Impulse eine mög- zum Betrieb der Stromimpulsquelle QI erforderliche liehst hohe Stromstärke haben. Zur Erzeugung der 45 Spannung für die Dauer des Einschwingvorganges Impulse wird jedoch keine Stromimpulsquelle ein- über einen Schalter S der Spannungsquelle U 2 entgeprägten Stromes verwendet. Da nur Nadelimpulse nomnien wird. Im eingeschwungenen Zustand wird erzeugt werden, kann das Problem, daß die nach dem der Schalter S geöffnet und die Stromimpulsquelle Einschalten der Schaltungsanordnung am Leitungs- Ql aus der zur Deckung der Verluste ausreichenden anfang stehende Spannung zusammenbricht, nicht 50 niedrigen Spannungsquelle Ul betrieben. Der Schalauftreten. Es kann somit in der Schaltungsanordnung ter S kann in den Punkt P direkt einspeisen oder — nach Ablauf des Einschwingvorganges im Ver- über einen Übertrager Ü oder einen Kondensator braucher — keine unnötige große Verlustleistung angekoppelt sein,
entstehen. Bei dem in F i g. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel

In der deutschen Auslegeschrift 1206 016 ist ein 55 wird der Schalter S zeitlich vor der Stromimpulsastabiler Multivibrator beschrieben, bei dem verhin- quelle QI geschlossen. Ein Übertrager Ü transfordert werden soll, daß die den Multivibrator speisende miert die niedrige Spannung U1 auf einen hohen Versorgungsspannungsquelle durch die abgegebene Wert und lädt damit den Kondensator C auf. Ist der Impulsspannung kurzzeitig äußerst stark belastet Aufladevorgang beendet, so wird die Stromimpulswird. Der astabile Multivibrator ist keine Strom- 60 quelle QI eingeschaltet, die nun für die Dauer des impulsquelle eingeprägten Stromes, der Stromimpulse Einschwingvorganges sowohl aus dem KondensatorC großer Steilheit verlustarm erzeugt. als auch über den Übertrager Ü gespeist wird, sofern

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schal- der Schalter S, wie in der Schaltungsanordnung in

tungsanordnungen zum Erzeugen von Stromimpul- F i g. 4 gezeigt, zeitlich erst nach dem Einschwing-

scn, wie sie beispielsweise zur Ansteuerung von 65 Vorgang geöffnet wird. Diese Anordnung hat den

Kornspeichern verwendet werden, unter Beibehaltung zusätzlichen Vorteil, daß sie nur eine einzige Span-

der gewünschten Flankensteilheit des Ansteuerimpul- nungsquelle, nämlich die niedrige Spannung Ul be-

scs verlustleistungsarm auszulegen. nötigt.

Den in den F i g. 3 bis 5 angegebenen Schaltungen ist die aus dem Transistor Tl und dem Widerstand R1 bestehende Stromimpulsquelle QI gemeinsam, deren Ausgangsstrom i der Eingangsspannung an der Basis des Transistors annähernd proportional 5 ist, sofern die im Punkt? durch die Spannungsquelle QU angelegte Spannung ausreichend groß ist. Die im Punkt ? angelegte Spannung hat nur für die kurze Dauer des Einschwingvorganges einen hohen Wert. Für den restlichen Teil der Impulsdauer wird die Stromimpulsquelle QI mit der niedrigen Spannung Ul betrieben. Damit wird die in den Schaltungen umgesetzte Verlustleistung sehr klein gehalten. Die unterste Grenze der Spannung E/l wird lediglich durch die Spannungsabfälle in den Halbleitern, am Widerstand R1 und am Verlustwiderstand der Leitung L bestimmt.

Claims

Patentansprüche: 20

1. Schaltungsanordnung zum verlustarmen Erzeugen von Stromimpulsen großer Flankensteilheit mit Hilfe einer Stromimpulsquelle eingeprägten Stromes für Verbraucher mit Einschwingverhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromimpulsquelle (QI) zu ihrer Spannungsversorgung mit einer zeitabhängig gesteuerten Betriebsspannungsquelle (QU) verbunden ist, die die Stromimpulsquelle (QI) nur während des in ihrem Verbraucher ablaufenden Einschwingvorganges mit einer hohen Betriebsspannung und danach für die restliche Impulsdauer mit einer lediglich die Schaltkreisverluste deckenden niedrigen Betriebsspannung versorgt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zeitabhängig gesteuerte Spannungsquelle (QU), durch die die Stromimpulsquelle (QI) am Einspeisepunkt (F) ihrer Betriebsspannung über einen Widerstand (R 2) mit einer verhältnismäßig hohen Gleichspannung (U 2) und über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (D 1) und einen ihr parallel geschalteten Kondensator (C) mit einer wesentlich niedrigen Gleichspannung (Ul) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zeitabhängig gesteuerte Spannungsquelle (QU), durch die die Stromimpulsquelle (QI) am Einspeisepunkt (?) ihrer Betriebsspannung über einen Schalter (S) in der Pausenzeit der Stromimpulsquelle bis zu deren Auftastung mit einer verhältnismäßig hohen Gleichspannung (U 2) und über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (D 1) und einen ihr parallel geschalteten Kondensator (C) mit einer wesentlich niedrigeren Gleichspannung (U 1) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zeitabhängig gesteuerte Spannungsquelle (QU), durch die die Stromimpulsquelle (QI) am Einspeisepunkt (?) ihrer Betriebsspannung über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (D 1) mit einer verhältnismäßig niedrigen Gleichspannung (Ul) und für die Zeit des im Verbraucher (F) der Stromimpulsquelle (QI) ablaufenden Einschwingvorganges über einen Schalter (S) durch einen Übertrager (Ü), einen Kondensator oder direkt gekoppelt mit einer wesentlich höheren Gleichspannung (U 2) verbunden ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zeitabhängig gesteuerte Spannungsquelle (QU), durch die die Stromimpulsquelle (QI) am Einspeisepunkt (?) ihrer Betriebsspannung über eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode (D 1), einen ihr parallel geschalteten Kondensator (C) und eine ebenfalls parallel geschaltete Serienanordnung einer zweiten in Durchlaßrichtung gepolten Diode (D 2) und der Sekundärwicklung eines Übertragers (Ü) lediglich mit einer verhältnismäßig niedrigen Gleichspannung (U 1) verbunden ist, und bei der zusätzlich über einen Schalter (S) für eine kurze, zur Anhebung der Spannung im Einspeisepunkt (?) erforderliche Zeit zum Auftasten der Stromimpulsquelle (QI) die Primärwicklung des Übertragers (Ü) an der gleichen alleinigen Spannungsquelle anliegt.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeprägte Stromimpulse liefernde Stromimpulsquelle (QI) aus einem an seiner Basis gesteuerten Schalttransistor (Tl) und einem Emitterwiderstand (R 1) besteht und der Verbraucher (V) zwischen dem Kollektoranschluß und dem Betriebsspannungsspeisepunkt (?) der Stromimpulsquelle (QI) liegt.

7. Schaltungsanordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (V) der Stromimpulsquelle (öl) aus einer am Ende kurzgeschlossenen und am Anfang mit ihrem Wellenwiderstand (Z) abgeschlossenen Leitung (L) besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen