"Schaltungsanordnung mit gesteuertem Gleichrichter" Die Erfindung
bezieht sich auf Schaltungsanordnungen mit gesteuerten Gleichrichtern, wie Thyratrons
oder gesteuerte Halbleitergleichrichter, die im nachstehenden als GHG bezeichnet
werden. Die Erfindung betrifft insbesondere Schaltungsanordnungen, die sich zur
Verwendung in elektronischen Relais eignen, die als einfache oder doppelte Schalter
arbeiten. Wenn ein gesteuerter Gleichrichter als statischer Schalter verwendet wird,
ist es verhältnismäßig einfach, ihn in den leitenden Zustand zu bringen, indem der
Steuerelektrode ein Zündimpuls zugeführt wird. Das Ausschalten des gesteuerten Gleichrichter
wodurch dieser in den sperrenden Zustand gebracht wird, ist jedoch nicht dadurch
zu erreichen, daß der Zündimpuls beseitigt wird.
Um einen gesteuerten
Gleichrichter auszuschalten, kann
man einen Schalter, z.B. einen Transistor,
in Reihe mit dem Haupt-
Stromkreis des gesteuerten Gleichrichter ähalten,<derar>
dass
der den gesteuerten Gleichrichter durchfliessende Strom während
eines Zeitraumes,
der länger als die Ausschaltzeit des gesteuerten
Gleichrichters ist, bis unterhalb
des Wertes des Haltestromes ver-
ringert wird," kanz. Unter Haltestrom
eines gesteuerten Gleich-
richters ist die Stromstärke zu verstehen,unterhalb
derer der gesteuerte Gleichrichter in den in der Vorwärtsrichtung sperrenden
Zustand
zurückkehrt, nachdem er im in der Vorwärtsrichtung leitenden
Zustand war.
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass die
Speisespannung
unmittelbar über dem Schalter auftritt, so dass ein
Transistor, wenn er als
Schalter benutzt wird, so bemessen sein
muss, dass er den vollen Belastungsstrom
durch den gesteuerten
Gleichrichter aufnehmen und die volle Speisespannung
aushalten kann.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Schaltungs-
anordnung
zu.schaffen, bei der ein Transistor mit niedrigen zulässigen
Spannungen oder
ein ähnlicher Niederspannungeschalter zum Ausschalten
eines gesteuerten
Gleichrichters angewandt werden kann. "Circuit arrangement with controlled rectifier" The invention relates to circuit arrangements with controlled rectifiers, such as thyratrons or controlled semiconductor rectifiers, which are referred to below as GHG. The invention particularly relates to circuit arrangements suitable for use in electronic relays which operate as single or double switches. If a controlled rectifier is used as a static switch, it is relatively easy to bring it into the conductive state by applying an ignition pulse to the control electrode. Switching off the controlled rectifier, which brings it into the blocking state, cannot, however, be achieved by eliminating the ignition pulse. To turn off a controlled rectifier, you can put a switch, e.g. a transistor, in series with the main Electric circuit of the controlled rectifier, <derar> that
the current flowing through the controlled rectifier during a period that is longer than the switch-off time of the controlled rectifier is reduced to below the value of the holding current , "kanz. The holding current of a controlled rectifier is the current strength below which the controlled rectifier returns to the forward blocking state after it was in the forward conducting state. However, a disadvantage of this method is that the supply voltage occurs immediately across the switch, so that when a transistor is used as a switch , so must, the present invention may be such that it take up the full load current through the controlled rectifier, and withstand the full supply voltage. purpose, a circuitry arrangement zu.schaffen in which a transistor with low allowable voltage or a similar low voltage Esch age of a controlled to turn off Rectifier can be applied.
Die Schaltungsanordnung gemäss der vorliegender. Erfindung
enthält
einen gesteuerten Gleichrichter und einen Niederapannungsfeststoffschalter,
deren Hauptstromkreise miteinander in Reihe ge-
schaltet sind, und
ferner einen Kondensator, der parallel zur Reihen-
kkri ht1, Jtr
Schaltung dieser Hauptetromkreistgeschaltet ist, se--e.ae
e der gesteuerte
Gleichrichter dadurch in den sperrenden Zustand geschaltet wird,
dass der
Schalter in den sperrenden Zustand gebracht und infolgedessen
der Strom durch
den gesteuerten Gleichrichter bis unterhalb des
Haltewertes herabgesetzt wird. i#e(ist dadurch gekennzeichnet,
dass
akhüh 'je
eine spannungs Vorrichtung parallel zum Hauptetrorkreis
dcraet)
des Schalters Cgeschaltet ist, eo-dass die Spannung
über dem Haupt-
stroakreis des Schalters äuf einen Wert gehalten wird, der kleiner
als
der für den Schalter höchst zulässigen %ert ist, und daee
der
Schalter wieder in den leitenden Zustand umgeschaltet wird,
bevor
der Kondensator auf die Spannung der Stromquelle aufgeladen ist.
In
Hand der beiliegenden Zeichnung wird jeiM-ein. The circuit arrangement according to the present. Invention contains a controlled rectifier and a low-voltage solid-state switch, the main circuits of which are connected in series with one another , and also a capacitor which is parallel to the series kkri ht 1, Jtr
Circuit of this main electric circuit is switched, se - ea e e the controlled one
The rectifier is switched to the blocking state by bringing the switch into the blocking state and, as a result, the current through the controlled rectifier to below the Holding value is reduced. i # e (is characterized by the fact that
akhüh 'je
a tension device parallel to the main electric circuit
dcraet)
of switch C is switched, eo- that the voltage across the main
The current circuit of the switch is kept at a value that is less than the maximum permissible % for the switch, and that the switch is switched back to the conductive state before the capacitor is charged to the voltage of the power source. With the accompanying drawing, everybody becomes one.
Jusführungabeispiel einer Schaltungsanordnung nach der rrfindung
näher erläutert.
Jusführungabebeispiel a circuit arrangement according to the rrfindung explained in more detail.
Figur 1
eine elektrische Schaltungsanordnung
mit einen GHG 4sr, Figur
2
die Form der Eingangsimpulse für die
Schaltungsanordnung nach
Figur 1,
Figur 3
eine Telegraphenrelaisschaltung iarr die zwei Sperroezillatoren
und zwei Schaltunßeanordnungen-nach Figur 1 enthält und als ein Doppelschalter
zum Speisen einer
geneinsamen Leitung,geschaltet ist
Figur 4 zeigt die
Form der Schwingungen, die in ver-
schiedenen Punkten
der Schaltungsanordnung nach Figur 3 auftreten. Die Schaltungsanordnung
nach Figur 1 enthält einen
,ßHe und einen Transistor 2, die Hauptstromkreis
zwischen
einer Stromquelle 18 und einer Belastungsimpedanz
19
Parallel zum Hauptstromkreis ist@ein aus einem Kondensator 4 und
einen
mit diesem in Reihe geschalteten Widerstand 5 bestehender
üeberbrückungskreis
geschaltet. Eine Zenerdiode 3 ist parallel
zur Emitter-Kollektor-Strecke
des Transistors 2 geschaltet. Figure 1 an electrical circuit arrangement with a GHG 4sr, Figure 2 the shape of the input pulses for the circuit arrangement according to Figure 1, Figure 3 a telegraph relay circuit IARR the two Sperroezillatoren and two Schaltunßeanordnungen-of Figure 1 contains and connected as a double switch for supplying a gene insamen line, Figure 4 shows the form of vibrations which occur in different points of the circuit arrangement according to FIG. 3 The circuit arrangement according to FIG. 1 contains a , β He and a transistor 2, the main circuit between a current source 18 and a load impedance 19th A bridging circuit consisting of a capacitor 4 and a resistor 5 connected in series with it is connected in parallel with the main circuit. A Zener diode 3 is connected in parallel to the emitter-collector path of the transistor 2.
Die Sekundärwicklung 8 eines Transformators 9 ist einer-
seits
über eine Diode 10 mit der Steuerelektrode den GHIi und anderer-
seits
mit dessen Lathode verbunden. Ein F:iderstand 11 ist zwischen die )teuerelektrode
und die Kathode des GHGb geschaltet. Eine Sekundürwicklung 12 eines Transformators
13 ist einerseits
Spule 14 und
zu dieser parallel geschalteten Wider-Standpo 15 mit der Basis des Transistors 2
und andererseits@mit dessen Kollektor verbunden. Der Transformator 9 hat eine Primär-Wicklung
16 und der Transformator 13 eine Primärwicklung,17. The secondary winding 8 of a transformer 9 is connected on the one hand via a diode 10 to the control electrode of the GHIi and on the other hand to its lathode. An F: resistor 11 is connected between the expensive electrode and the cathode of the GHGb. A secondary winding 12 of a transformer 13 is on the one hand Coil 14 and to this parallel-connected Wider-Standpo 15 to the base of the transistor 2 and on the other hand @ connected to its collector. The transformer 9 has a primary winding 16 and the transformer 13 has a primary winding 17.
Im Betrieb wird von der Stromquelle 18 an die Eingangsleitung 6 eine
in bezug auf die Ausgangsleitung 7 positive Spannung angelegt. Weil es einen Gleichstromweg
zwischen der Basis und dem . Kollektor des Transistors 2 gibt, ist b(,im Fehlen
einer EinganKs-Spannung
der Primärwicklung 17 des Transformators 13 der Transistor 2 leitend und in die
Sättigung ausgesteuert. Der GH), t ist dabei im sperrenden Lustand und die volle
Spannung der Stromquelle 1E liegt zwischen der Anode und der Kathode des GHGh. Der
Kondensator r! im Ueberbrückungsreihenkreis zwischen den Speiseleitengen 6-und 7
ist bis auf die ipannung über dem GHGjl aufgeladen.
Der GHG1 wiro dadurch in den leitender.'Zustand umk-eschaltet,s/dass
der Frimärwict:lung 1@ des Transformators 9 ein Impuls von der in der graphischen
:.arstellung A der Figbr 2 dargestellten Gestalt zugeführt wird. Wenn der GHG`1
leitend wird, fängt der Kondensator 4 an, sict: zu entlader,4 und ex ist nach einiger
Zeit völlig entladen, wenn der 41 völli.; leitend ist: Die Entladegeschwindigkeit
des
u@..h A'hA@@H
Kondensators 4 ist ig_+d s Wertes der Impedanz des `"iderstandes
5
rv
einstellbar. Die r=inktione des j:iderstandes 5 und des Kondensators
4
@h V' C t,
tei einer cha-:, -..t--sar.ordnurg nach der vcrliegerden Erfindung
nicht mit der <:es üblichen, üter der. Kcr.takten eines mechanischen Relais geschalteten,
Lichttogen löscYender. CR-Iietzr@erkes verwechselt
werden. Der grössere
Teil des zum GHG@ fliessenden Stromes fliesst nicht über den Transistor 2, sondern
l über die Zenerdiode 3. Die Zenerdiode 3 schützt somit den Transistor 2 vor zu
hoher Strombelastung. Wäre keine Zenerdiode 3 vorgesehen und wäre der Transistor
2 im sperrenden Zustand, so würde anfangs die volle im Kondensator 4 angesammelte
Spannung über dem Transistor 2 anstatt über dem Widerstand 5 stehen. Die Zenerdiode
3 schützt den Transistor 2 somit auch vor zu hoher Spannungsbelastung. .During operation, a voltage that is positive with respect to the output line 7 is applied to the input line 6 by the current source 18. Because there is a DC path between the base and the. Collector of transistor 2 is b (, in the absence of an input voltage the primary winding 17 of the transformer 13, the transistor 2 conductive and driven into saturation. The GH), t is in the blocking Lustand and the full voltage of the current source 1E lies between the anode and the cathode of the GHGh. The capacitor r! in the bridging series circuit between the feeder lines 6 and 7 is charged up to the voltage above the GHGj1. The GHG1 is thereby switched to the conducting state, s / that
the Frimärwict: lung 1 @ of the transformer 9, a pulse of the shape shown in the graphic: .arstellung A of Figbr 2 is supplied. When the GHG`1 becomes conductive, the capacitor 4 begins, sict: to discharge, 4 and ex is completely discharged after a while, when the 41 is completely; is conductive: The discharge speed of the u @ ..h A'hA @@ H
Capacitor 4 is ig_ + ds value of the impedance of the `` resistor 5
rv
adjustable. The r = inctions of the j: resistor 5 and the capacitor 4
@h V 'C t,
part of a cha- :, - .. t - sar.ordnurg according to the present invention
not with the <: it usual, over the. Kcr. Clocking of a mechanical relay switched, arc releasing transmitter. CR-Iietzr @ erkes can be confused. The greater part of the current flowing to the GHG @ does not flow via the transistor 2, but rather 1 via the Zener diode 3. The Zener diode 3 thus protects the transistor 2 from excessive current load. If no Zener diode 3 were provided and the transistor 2 were in the blocking state, the full voltage accumulated in the capacitor 4 would initially be across the transistor 2 instead of across the resistor 5. The Zener diode 3 thus also protects the transistor 2 from excessive voltage stress. .
Die Wirkungsweise der Diode 3 zum Spannungsschutz des Transistors
.2 während des ausgeschalteten Zustandes des GH4-
Um den GHG1 auszusct.alten, d.h., um ihn 'in den
sperrenden Zustand zu bringen, muss der zwischencnode und Kathode.
fliessende Strom bis unterhalb des Haltestromes verringert werden. Zu diesem Zweck
hird der Primärwicklung 17 des Transformators 13 und somit auch zvrischen Basis
und Kollektor des Transistors 2 ein Impuls der in der graphischen-Darstellung B
der Figur 2 dargestellten Formzugeführt. In dem
wie die Basis des Transistors 2 positiver wird, nimmt der zwischen Emitter und Kollektor
fliessende Strom bis unterhalb des üaltestromes des G4 ab. Dies hat zur Folge, dass
der GHG@ sperrt. Der Belastungsstrom, der den Reihenkreis
2
und ä" 41 durchfloss, fliesst jetzt anfangs über den Kondensator 4
c(t,"rt
und den Widerstand 5, $e dass er den Kondensator 4 auflädt.
Hierdürch
steigt die Spannung zwischen Emitter und Kollektor des. Transistors 2 an, während
sich der GHGh in einem Uebergangszustand befindet und der
Transistor 2 m sperrenden Zustand gehalten wird. Infolge der
anstei-
gender Spannung über dem Transistor 2 wird der Kondensator
4
auf die Spannung zwischen der. Leitungen @ und 7 aufgeladen. Bevor jedoch die Spannung
über dem Transistor so hoch wird, dass sie diesen
beschädigen kann,
fällt das positiv gerichtete Potential, das an
die Basis angelegt wurde und
den Transistor 2 im sperrenden Zustand hielt, weg, wenn das Teil des in der graphischen
Darstellung B der Figur 2 dargestellten Irrpulses mit positivem Richtungssinn beendet
ist, und der Transistor 2 kehrt infolge der Gleichstromverbindung zwischen seiner
Basis und seinem Kollektor in den leitenden Zustand zurück. Wenn der Belastungsstrom
zu hoch ist, kann jedoch die Spannung über dem Kondensator 4 vordem Ende des Impulses
B gefährlich . hoch werden. Unter diesen Umständen (Ueberlastung) wird der
Transistor 2 durch die GPrerdiode 3 vor zu hoher. Spannungen. geechützt. Die graphische
Darstellung B der Figur 2 zeigt die Form des die Primärwicklung 17 zugeführten zingangsimpulsesi
ßer Transformator 13 ist jedoch so gewickelt, dass von der Sekundärwicklung 12 der
Basis des Transistors 2 ein positiver Impuls zugeführt wird..The mode of operation of diode 3 for voltage protection of transistor .2 while the GH4- To switch off the GHG1, that is, to put it into the To bring the blocking state, the intermediate node and cathode.
flowing current can be reduced to below the holding current. For this purpose, the primary winding 17 of the transformer 13 and thus also between the base and collector of the transistor 2 are supplied with a pulse of the form shown in the graphic representation B in FIG. By doing As the base of transistor 2 becomes more positive, the current flowing between the emitter and collector decreases to below the old current of the G4. As a result, the GHG @ blocks. The load current that forms the series circuit 2 and ä " 41 flowed through, now initially flows through the condenser 4 c (t, "rt
and the resistor 5, $ e that it charges the capacitor 4. Here through
the voltage between the emitter and collector of the transistor 2 increases, while the GHGh is in a transition state and the Transistor 2 m is held in the blocking state. As a result of the rising
The same voltage across the transistor 2 becomes the capacitor 4
on the tension between the. Lines @ and 7 charged. However, before the voltage across the transistor becomes so high that it can damage it, the positively directed potential that was applied to the base and kept the transistor 2 in the blocking state drops away when the part of the diagram B of FIG Figure 2 illustrated random pulse with positive sense of direction is ended, and the transistor 2 returns as a result of the direct current connection between its base and its collector in the conductive state. If the load current is too high, however, the voltage across capacitor 4 before the end of pulse B can be dangerous. get high. Under these circumstances (overload), the transistor 2 through the GPrerdiode 3 from excessive. Tensions. protected. The graphic representation B of FIG. 2 shows the shape of the zingangsimpulsesi ßer transformer 13 supplied to the primary winding 17, however, is wound so that a positive pulse is supplied from the secondary winding 12 to the base of the transistor 2.
Ls ist keineswegs notwendig, die Spule 14 und den Viderstand 1; in
den Basiskreis des Transistors 2 einzufügen, Dies geschieht jedoch, um für die negativ
gerichtete Spitze oder Ausschwingerscheinung, die dem positiv gerichteten Teil des
in der-graphischen Darstellung B der Figur 2 dargestellten Impulses folgt, eire
hohe Impedanz zu
bilde r@ enn die Spule 14 und der 'r>iderstand 15 in den Basiskreis
des Transistors 2 eingefügt sind, kann der Impuls mit der in der graphischen Darstellung
B der Figur 2 dargestellten Form auch der Primärwicklung 16 als Zündimpuls Nir den
GHGb zugeführt werden. Der , Transformator 9 ist so gewickelt, dass das negativ
gerichtete Teil des in der graphischen Darstellung B der Figur il dargestellten
Impulses als eine positiv gerichtete Spitze von der Sekundärwicklung F her über
die Diode 10 der Steuerelektrode des GHql zugeführt wird. Der Weg zur Steuerelektrode
des GHG@ ist für das positiv gerichtete
Teil des in der graphischen
Darstellung B der Figur 2 dargestellten
Impulses durch die Diode 10 gesperrt,
weil-der Sekundärwicklung 8
der in der graphischen Darstellung B der Figur
2 dargestellte Impuls, , jedoch mit entgegengesetzter Polarität, zugeführt
wird. Ls is by no means necessary, the coil 14 and the resistor 1; to be inserted into the base circuit of the transistor 2, but this is done in order to provide a high impedance for the negatively directed peak or swing-out phenomenon which follows the positively directed part of the pulse shown in the graphic representation B of FIG Form the coil 14 and the resistance 15 in the base circle
of the transistor 2 are inserted, the pulse with the form shown in the graph B of Figure 2 can also be fed to the primary winding 16 as an ignition pulse Nir the GHGb. The transformer 9 is wound in such a way that the negatively directed part of the pulse shown in the graphic representation B of FIG . 11 is fed as a positively directed peak from the secondary winding F via the diode 10 to the control electrode of the GHq1. The path to the control electrode of the GHG @ is suspended for the positive-going part of the pulse illustrated in the graph B of Figure 2 by the diode 10 because of the secondary winding of the pulse shown in graph B of Figure 2 8, but with opposite polarity, is supplied.
Die graphische Darstellung C der Figur 2 stellt den
Belastungestrom
durch die Belastungsimpedanz 19 dar, wenn die
Schaltungsanordnung
nach Figur 1 vom in der graphischen Darstellung A
der Figur 2 dargestellten
Impuls, der der Primärwicklung 16 zuge-
führt wird, aus dem sperrenden in
den leitender, Zustand gebracht
und dann vom in der graphischen Darstellung
B der Figur 2 Bargestell- , ten Impuls, der der Primärwicklung 17 -zugeführt
wird, wieder in den
sperrenden Zustand zurückgebracht wird. Bis zu der Zeit,
"es-der
Transistor i? erneut im leitender. Zustand ist, ist der G4 sperrend
.geworden,
so dass die zwiscYen den Leitungen E, und 7 zugeführte . The graph C of Figure 2 represents the Belastungestrom represent by the load impedance 19 when the circuit arrangement of Figure 1 from in the graph A of Figure 2 shown pulse 16 conces- to the primary winding is conductive from the blocking in, Bred state and then from the bar frame in the graphic representation B of Figure 2 , th pulse that is fed to the primary winding 17 back into the locked state is returned. By the time, "it-the
Transistor i? again in the head. State, the G4 is .geworden locking, so that the zwiscYen lines E, and 7 supplied.
Spannung, die bis dahin den Kondensator d auf eine Spannung
unter-
halb der Durchsehlagspannugg des Transistors 2
aufgeladen hat, jetzt
unmittelbar
der Anode-Kathode-Strecke des sperrenden GH@ steht.
Wenn
jedoch der der Basis des Transistors 2 zugeführte Impuls verlängert
wird und
der Transistor nicht in die Sättigung ausgesteuert ist,
die ansteigende Spannung
dem Kondensator 4 auch dem
Transistor 2
Der Kondensator 4 wird weiter bis auf die volle
Spannung zwischen
den Speiseleitungen 6 und 7 aufgeladen. Während
der ganzen Zeit, in
der der GH41@
ist, ist die Spannung
dem Transistor ' nicht höher als die Dur clschlagspannung
der . Zenerdiode 3, denn, sobald die Spannung
dem Transistor 2 die
Durchschlaf,spannung der. Zenerdiode
3 erreicht, wird diese leitend
und hält die Spannung
dem Transistor 2 fest, bis der positiv
gerichtete Impuls an der Basis
des Transistors 2 wegfällt. Die Zener-
spannung
der Diode 3 wird so. gewählt, dass die Durchschlagspannung
des Transistors 2 nicht überschritten wird. Voltage that up to then had charged the capacitor d to a voltage below the breakdown voltage of the transistor 2 , now immediately the anode-cathode path of the blocking GH @ . However, if the pulse applied to the base of transistor 2 is lengthened and the transistor is not driven into saturation, the rising tension the capacitor 4 also the Transistor 2 The capacitor 4 continues to be charged up to the full voltage between the feed lines 6 and 7. During the whole time that the GH41 @ is is the tension the transistor 'is not higher than the breakdown voltage of the . Zener diode 3 because as soon as the voltage the transistor 2 the sleep through, voltage of the. When Zener diode 3 is reached, it becomes conductive and maintains the voltage the transistor 2 until the positive pulse at the base of the transistor 2 disappears. The Zener voltage of the diode 3 becomes like this. chosen so that the breakdown voltage of transistor 2 is not exceeded .
Bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel der Erfindung fanden
die
nachstehenden Schaltelemente Verwendung: GHG1 =Typ BTX 19 von
Mulland Ltd.
Transistor 2 = ACY 17 von Kullard Ltd.
Zenerdiode
3 - OAZ 273 von Kullard Ltd.
Kondensator 4 -
0,5 Mikrofarad. In a specific embodiment of the invention, the following switching elements were used: GHG1 = Type BTX 19 from Mulland Ltd. Transistor 2 = ACY 17 from Kullard Ltd. Zener diode 3 - OAZ 273 from Kullard Ltd. Capacitor 4 - 0.5 microfarads.
Widerstand 5 = 18 Ohm.
Zwischen den Speiseleitungen
zugeführte Spannung = 160 Volt.
Dauer des dem Transistor 2
zugeführten
Impulses = 30 Mikrosekunden
Amplitude des dem Transistor 2
zugeführten
Impulses - 10 Volt.
Es stellte sich Heraus, dass der GH41
ausgeschaltet werden
konnte, wenn der Anode-Kathode-Strom
länger als 20 /u: au= weniger
als 1 mA gehalten wurde,
unc zum Zeitpunkt, zu dem der Impuls am
Transistor 2 wegfiel, war der Kondensator
4 nur auf 5 Volt aufgeladen.
Da die Zenerdurchschlagepannung
12 Volt betrug, konnte die Spannung
dem Transistor dessen minimale Emitter-Basis-Durchschlagspannung
von 12 Volt nicht übersteigen.
049#s @f@rea@
Die Figuren 3 und 4 der Zeichnung werden je-te -t erläutert.
Die Sctaltungsanordnung nach Figur 3 besteht im wesentlichen aus einer
Steuerschaltung
2(? und zwei Schaltungen nach Figur 1, die zwischen eine
Speiseleitung 21
lind eine Speiseleitung 22 geschaltet sind. Die
Verbindung zw-:-#lien
den beiden bchaltungen ist mit einer gemeinsamen Ausgangsleitung
23 verbunden. In Figur 3 sind für entsprechende
Elemente die
gleighen 'Bezugsziffern wie in Figur 1 benutzt, mit der
das s. zur Unterscheidung zier beiden Schaltungen die Bezugsziffern der zweiten
Schaltung mit einem'
versehen sind, d.h., der GHG wird in der ersten Schaltung mit der Bezugs-Ziffer
1 und in der zweiten Schaltung mit der Bezugsziffer 1' bezeichnet. Eine Lampe
24 ist in die Speiseleitung 21 und eine Lampe 25 in die Speiseleitung 22 geschaltet,
um die Schaltung gegen Kurzschluss zu sichern. Dioden 26"und 26' sind zischen die
Kathode des GHG1 bzw. des CHG1' und die Speiseleitung 21 bzw. 22 geschaltet,
um zu verhüten, dass Ströme in entgegengesetzten Richtungen die GHG 1 und 11 durchfliessen
können. Resistance 5 = 18 ohms. Voltage supplied between the feed lines = 160 volts. Duration of the pulse supplied to transistor 2 = 30 microseconds, amplitude of the pulse supplied to transistor 2 - 10 volts. It turned out that the GH41 could be switched off if the anode-cathode current was held longer than 20 / u: au = less than 1 mA , and at the time when the pulse on transistor 2 ceased, the capacitor was 4 only charged to 5 volts. Since the Zener breakdown voltage was 12 volts, the voltage could the transistor has its minimum emitter-base breakdown voltage of 12 volts.
049 # s @ f @ rea @
Figures 3 and 4 of the drawing are each explained.
The Sctaltungsanordnung of Figure 3 consists essentially of a control circuit 2 (and two circuits according to Figure 1, the lind a feed line connected 22 between a feed line 21 which bridge between -:. - # lien the two is bchaltungen to a common output line 23 In Figure 3, the same reference numerals as in Figure 1 are used for corresponding elements, with the s. to distinguish the two circuits, the reference numerals of the second circuit with a ' are provided, ie the GHG is designated in the first circuit with the reference number 1 and in the second circuit with the reference number 1 '. A lamp 24 is connected to the feed line 21 and a lamp 25 is connected to the feed line 22 in order to secure the circuit against short circuits. Diodes 26 "and 26 'are connected between the cathode of the GHG1 or the CHG1' and the feed line 21 or 22 in order to prevent currents from flowing through the GHG 1 and 11 in opposite directions.
Die Gteuerschaltung 20 ist mit zwei Eingangeklemmen 28 versehen, die
mit einer Brückenschaltung
verbunden sind;,
eine der Verbindungen ist ein Widerstand 29 eingefügt. Die Brückenschaltung 30 enthält
4 Dioden 31, 32, 33 und 34, die einen Kondensator 35 speisen. Die Spannung
über diesem Kondensator 35 wird der Reihenschaltung zweier Zenerdioden 36 und 37
zugeführt, während die Verbindung zwischen den Dioden 36 und 37 mit den Emittern
eines npn-Trar.siators 38 und eines pnp-Transistors 39 verbunden.The control circuit 20 is provided with two input terminals 28, which are connected to a bridge circuit are connected;, a resistor 29 is inserted into one of the connections. The bridge circuit 30 contains 4 diodes 31, 32, 33 and 34 which feed a capacitor 35. The voltage across this capacitor 35 is fed to the series connection of two Zener diodes 36 and 37, while the connection between the diodes 36 and 37 is connected to the emitters of an npn transistor 38 and a pnp transistor 39.
ist. Der Kollektor des Transistors 38 ist über die Primärwicklung
40 eines Transformators 41 an die Verbindung zwischen den Dioden 31 und 34 angeschlossen.
Die Basis des Transistor,s 38 ist über die Sekundärwicklung 42 des Transformators
41 und einen Widerstand 43 mit der Verbindung zwischen den Dioden 32 und 33 verbunden:
Die Verbindung zwischen der Sekundärwicklung 42- und dem Widerstand 43-K ist über
einen Kondensator 44 und einen Widerstand 45 mit der
Verbindung zwischen. den Dioden 31 und 34 verbunden. Der Kollektor
des Transistors 39 ist über die Primärwicklung 46 eines Traneformators
47
an die Verbindung zwischen den Dioden 32 und 33 angeschlos-
sen. Die
Basis des Transistors 39 ist über die Sekundärwicklung Q8 des Transformators
47 und einen Widerstand 49 mit der Verbindung
zwischen den Dioden 32 und 33
verbunden. Die Verbindung zwischen
der Sekundärwicklung 48 und dem-Widerstand
49 ist über einen Kon-
densator 50 und einen Widerstand 51 mit der Verbindung
zwischen
den Dioden 32 und 33 verbunden. is. The collector of the transistor 38 is connected to the connection between the diodes 31 and 34 via the primary winding 40 of a transformer 41. The base of the transistor, s 38 is connected via the secondary winding 42 of the transformer 41 and a resistor 43 to the connection between the diodes 32 and 33: The connection between the secondary winding 42- and the resistor 43-K is via a capacitor 44 and a Resistance 45 with the Connection between. the diodes 31 and 34 connected. The collector
of the transistor 39 is connected to the connection between the diodes 32 and 33 via the primary winding 46 of a transformer 47. The base of transistor 39 is connected to the junction between diodes 32 and 33 through secondary winding Q8 of transformer 47 and a resistor 49. The connection between the secondary winding 48 and the resistor 49 is connected to the connection between the diodes 32 and 33 via a capacitor 50 and a resistor 51.
Der Transformator 41 hat eine zxeite Sekundärwicklung 52,
die
einerseits über die Diode 10 mit der Steuerelektrode und
andererseits mit
der Kathode des GHG 1 verbunden ist. Eine dritte
Sekundärwicklung 53
des Transformators 41 ist einerseits über die
Spule 141 und den Widerstand,15'
mit der Basis des Transistors 2@
und andererseits mit dessen Kollektor verbunden. Der Transformator
47
hat eine zweite Sekundärwicklung P, die einerseits über
die
Spule 14 und den Widerstand 15 mit der Basis des Transistors 2
und andererseits
mit dessen Kollektor verbunden ist. Eine dritte
Sekundärwicklung 55 des Transformators
47 ist einerseits über die
Diode 10' mit der Steuerelektrode des GEG 11und
andererseits mit
dessen Kathode verbunden. The transformer 41 has a second secondary winding 52 which is connected on the one hand to the control electrode via the diode 10 and on the other hand to the cathode of the GHG 1. A third secondary winding 53 of the transformer 41 is connected on the one hand via the coil 141 and the resistor 15 ' to the base of the transistor 2 @ and on the other hand connected to its collector. The transformer 47
has a second secondary winding P, on the one hand via the
Coil 14 and the resistor 15 is connected to the base of the transistor 2 and on the other hand to its collector. A third secondary winding 55 of the transformer 47 is connected on the one hand to the control electrode of the GEG 11 via the diode 10 'and on the other hand to its cathode.
Im Betrieb.wird den Klemmen 28 eine Spannung mit der
in
der graphischen Darstellung A der Figur 4 dargestellten Form
zugeführt. Die
Dioden 31 und 34 richten diese Eingangsspannung gleich, wodurch über dem
Kondensator 35 eine Gleicr:spannung auf-
tritt. Die Zenerdioden
36 und 37@ sorgen für eine Scheinerdung der
Emitter der Transistoren
38 und 39. Die Transistoren 38 und 39
werden abwechselnd leitend
und sperrend gemacht, je nachdem das
Potential am gemeinsamen Punkt
der Dioden 33 und 34 höher oder
niedriger als das des Scheinerdungspunktes
wird. Wenn das an die
Basen der Transistoren 38 und 39
angelegte Potential positiv in
bezug auf den Scheinerdungspunkt
wird, wird der Transistor 39
leitend, und wenn dieses Baeiepatential
negativ wird, fängt der
Transistor 38 an und hört der Transistor 39 auf, zu leiten..
Wenn rHk'.
die positiven Impulse der in der graphischen Darstellung A der
FiguZ
2 dargestellten Gestalt den,Klemnen 28 zugeführt werden,
kann nur
der Transistor 39 schwingen, und in der graphischen Darstellung C der Figur
4 dargestellte Ausgangsimpulse werden der
Primärwicklung 46 des Transformators
47 zugeführt. Der Transistor. 39
wird durch die Rückkopplung über die
Sekundärwicklung 48 im schwin-
genden Zustand gehalten. Die der Primärwicklung
46 des Traneformatore 47 zugeführten Impulse werden auch den Sekundärwicklungen
54 und 55 zugeführt. Die der Wicklung 54 zugeführten Impulse lassen
den
Transistor 2 in den sperrenden Zustand umkippen, und die der'
Wicklung
55 zugeführten Impulse lassen den GH4t' in den leitenden
Zustand
umkippen. peil dem Transformator 41 keine Impulse zugeführt
werden,
ist der GHG#L im sperrenden Zum Land, und der Transistor 2'
ist
infolge der Glechatronverbindung zwischen Kollektor und Basis
in
dIe Sättigung ausgesteuert. Zwischen der Speiseleitung 22 und
der Ausgangsleitung
23 fliesst jetzt ein Strom. During operation, the terminals 28 are supplied with a voltage in the form shown in graph A in FIG. The diodes 31 and 34 rectify this input voltage, whereby a Gleicr across the capacitor 35: voltage-up occurs. The Zener diodes 36 and 37 @ ensure a slip grounding of the emitters of the transistors 38 and 39. Transistors 38 and 39 are rendered alternately conducting and blocking, depending on the potential at the common point of the diodes 33 and 34 is higher or lower than that of the dummy ground point is . When the potential applied to the bases of transistors 38 and 39 becomes positive with respect to the apparent grounding point, transistor 39 becomes conductive, and when this base potential becomes negative, it starts Transistor 38 on and transistor 39 stops conducting .. When rHk '.
the positive pulses of the shape shown in the graph A of FiguZ 2 are supplied to, Klemnen 28, only the transistor 39 can swing, and in the graph C of FIG output pulses shown 4 are the primary winding supplied 46 of the transformer 47th The transistor. 39 is kept in the oscillating state by the feedback via the secondary winding 48. The pulses applied to the primary winding 46 of the Traneformatore 47 are also applied to the secondary windings 54 and 55. The pulses supplied to the winding 54 cause the transistor 2 to tip over into the blocking state, and the pulses supplied to the 'winding 55 cause the GH4t' to tip over into the conductive state. If no pulses are fed to the transformer 41, the GHG # L is in the blocking state, and the transistor 2 ' is driven into saturation as a result of the glechatron connection between the collector and the base. A current now flows between the feed line 22 and the output line 23.
Um die Lieferung des Stromes von der Speiseleitung 22
p4rJ
auf die Speiseleitung 21 umzuschalten, wird
Sem Klemmen @28i/ein
Impuls mit negativem Richtungssinn zugeführt, wodurch der Tran-
sistor
39 g=esperrt T:ird und der Transistor 38 zu schwingen anfingt.
Wenn
der Transistor 38 schwingt, erscheinen über der Primärwicklung 40
des
Transformators 41 Impulse mit der in der graphischen Darstellung E
der Figur 4 dargestellten Form. Der Transistor 38 wird durch Rück-
kopplung
über die Sekundärwicklung 42 in seinem Basiskreis im
schwingenden
Zustand gehalten. Die Impulse mit der in der grapäilahen Darstellung E
der Figur 4 angegebenen.Fort werden auch den $tkundgr-Wicklungen
52 und 53 zugeführt. Die der Bekundärwicklung 52 zugeführten
Impulse haben zur Folge, dass der ßH41 in den leitenden Zustand
umkippt und dass ein bteuerelektrodenatrom mit der in: der
graphischen
Darstellung F der Figur 4 dargestellten-Form kur Steuerelektrode des
GHC fliesst. Die in der graphischen Darstellung E der Figur
4 dargestellten Impulse Urerden auch der Basis des Transistors
2t zugeführt, wodurch dieser aufhört zu leitet.
während der negativ
gerichteten Impulse, die den K3,e-,-. men 28 zugeführt Werden, ist,der
0H4, leitend, und es fliebat ein
Strom von der Speiseleitung
über die Lampe 24, die Emitter@ Kollektor-Strecke des Transistors
2, die Anode-Ke.thode-3trecke, des,GHG@1 und die Diode 26 zur
gemeinsamen Ausgangsleitung 23.To deliver the electricity from the feed line 22 p4rJ
switch to the feed line 21, Sem terminals @ 28i / a
A pulse with a negative sense of direction is supplied, as a result of which the transistor 39 g = esblocks T: ird and the transistor 38 begins to oscillate. When transistor 38 oscillates, pulses appear across primary winding 40 of transformer 41 in the form shown in graph E in FIG. The transistor 38 is kept in its base circuit in the oscillating state by feedback via the secondary winding 42. The pulses with those indicated in the graphical representation E of FIG. 4 are also fed to the tkundgr windings 52 and 53 . The pulses fed to the secondary winding 52 have the consequence that the ßH41 flips over into the conductive state and that a control electrode atom flows with the form shown in the graphic representation F of FIG. 4 and the control electrode of the GHC . The pulses Urerden shown in the graphic representation E in FIG. 4 are also supplied to the base of the transistor 2t, as a result of which the latter stops conducting. during the negative-going impulses that the K3, e -, -. Men 28 are fed, the 0H4 is conductive, and a current was flowing from the feed line Via the lamp 24, the emitter @ collector path of the transistor 2, the anode-Ke.thode-3 path, des, GHG @ 1 and the diode 26 to the common output line 23.
Der Transistor 2 ist in die Sättigung ausgesteuerty
weil der Transformator 47 keine Impulse liefert und die Basis dieses
erst= sistors das gleiche Potential hat wie sein Kollektor. Die Zeaer=@ diode
ist im sperrenden Zustand und der Kondensator 4 wird
völlig entladen.
Der Transistor 2t leitet nicht, weil der 041' s
im sperrenden Zustand ist. Impulse mit der in der graphischen
Darstellung E der Figur 4 dargestellten Form werden von
der
Sekundärwicklung 53 der Basis des Transistors 2 zugeführt# wend
über der mit der Steuerelektrode, des Transistors GEverbundenen Sekundärwicklung
55 keine Impulse auftreten. Der Kondensator 4"
wird auf die
zwischen der Speiseleitung 22 und der Ausgangsleitung" 23 auftretende
Potentialdifferenz aufgeladen. Weil der GH C, iei leitenden
Zustand
ist, ist die Spannung der Ausgangsleitung 23 nahezu gleich-
der
'jpannung des Emitters des Transistors 2.
Plutrüt
Um den GHGauszuschalten, werden die
ist
#
geändert, wodurch der Transistor 38 zu schwingen aufhört und der Transistor 39 zu
schwingen anfingt und Ausgangsimpulse in der von der graphischen Darstellung C der
Figur 4 dargestellten Form dem Transformator 47 zugeführt werden. Infolgedessen
wird an die Basis, des Transistors 2 ein Impuls mit positivem Richtungssinn und
einer Dauer von 30 Mikrosekunden angelegt. Der Strom durch den Transistor 2 sowie
der Strom durch den "GHO fallen dabei bis unterhalb des Wertes des Haltestromes
ab. Infolgedessen geht der GHq1 in den sperrenden Zustand über. Der Belastungsstrom,
der dqn Transistor 2 und den GH4 durchfloss, beginnt jetzt den Kondensator 4 und
den Widerstand 5 zu durchfliessen, so dass der Kondensator 4 aufgeladen wird. Am
Ende des Impulses mit positiven Richtungssinn und einer Dauer von 30 Mikrosekunden
wird der Sekundärwicklung 54 die in der graphischen Darstellung C der Figur 4 dargestellte
Spitze mit negativem Richtungssinn zugeführt. Die aus der Spule 14 und dem
Widerstand 15 bestehende Parallelschaltung bildet eine hohe Impedanz für die.negativ
gerichtete Spitze und der Transistor 2 wird in die Sättigung ausgesteuert,
weil sich seine Basis und sein Kollektor in bezug auf den Gleichstromweg über die
Wicklung 54 auf dem gleichen Potential befinden. Jetzt fliesst jedoch kein Strom
durch den Transistor 2, weil der GHq, im sperrenden
Zustand .isJ
Während der ganzen Zeit, in der der GHe ausgeschaltet ist, kann die Spannung über
dem Transistor nur bis auf die Durchschlagspannung der Zenerdiode 3 ansteigen. Die
Impulse gemäss der graphischen Darstellung. C der Figur 4 werden auch der
Sekundärwicklung 55 des Transformators 47 zugeführt. Die Diode 10t sperrt
die Spitzen mit negativem Hichtungseinn und einer Dauer von 30 Mikrosekunden-,
und
nur die positiv gerichteten Spitzen werden hindurchgelassen
und
der Steuerelektrode des GH C@1@ zugeführt. Infolgedessen treten
im
Steuerkreis des GH Ci' Spitzen mit positivem Richtungssinn nach
der
graphischen Darstellung D der Figur 4 auf. Tenn der GH@1'
zum
Kippen gebracht wird, fliesst-die Ladung des Kondensators 4'
teilweise
ab über den Transistor 2', jedoch im wesentlichen über
die Zenerdiode
3' zum GHO '. Der Kondensator 4' wird somit
entladen und der Kondensator
4# aufgeladen. Die Entlade- und Lade-
geschwindigkeiten werden durch den
Widerstand 5' bzw. 5 beschränkt. The transistor 2 is driven into saturation because the transformer 47 does not deliver any pulses and the base of this transistor has the same potential as its collector. The Zeaer = @ diode is in the blocking state and the capacitor 4 is completely discharged. The transistor 2t does not conduct because of the 041's is in the blocking state. Impulses with that in the graphic
Representation E of FIG. 4 are fed from the secondary winding 53 to the base of the transistor 2 , and no pulses occur via the secondary winding 55 connected to the control electrode of the transistor GE. The capacitor 4 ″ is charged to the potential difference occurring between the feed line 22 and the output line ″ 23. Because the GHC is in the conductive state, the voltage of the output line 23 is almost equal to the voltage of the emitter of the transistor 2. Plutuut
To switch off the GHG, the
is
#
changed, whereby the transistor 38 ceases to oscillate and the transistor 39 begins to oscillate and output pulses are supplied to the transformer 47 in the form shown by graph C of FIG. As a result, a pulse with a positive sense of direction and a duration of 30 microseconds is applied to the base of the transistor 2. The current through the transistor 2 and the current through the "GHO" drop below the value of the holding current. As a result, the GHq1 switches to the blocking state. The load current that flowed through the transistor 2 and the GH4 now begins the capacitor 4 and to flow through the resistor 5 so that the capacitor 4 is charged The parallel connection of the coil 14 and the resistor 15 forms a high impedance for the negatively directed tip and the transistor 2 is driven into saturation because its base and its collector are at the same potential with respect to the direct current path via the winding 54 However, no electricity is flowing now through transistor 2, because the GHq, in the blocking state .isJ
During the entire time that the GHe is switched off, the voltage across the transistor can only rise up to the breakdown voltage of the Zener diode 3. The impulses as shown in the graph. C of FIG. 4 are also fed to the secondary winding 55 of the transformer 47. The diode 10t blocks the peaks with negative directionality and a duration of 30 microseconds, and only the positively directed peaks are allowed through and fed to the control electrode of the GH C @ 1 @. As a result, peaks with a positive sense of direction appear in the control circuit of the GH Ci ' according to the graphic representation D in FIG . When the GH @ 1 'is brought to tilt, the charge of the capacitor 4' flows partially away via the transistor 2 ', but essentially via the Zener diode 3' to the GHO '. The capacitor 4 'is thus discharged and the capacitor 4 # is charged. The discharging and charging speeds are limited by the resistance 5 'and 5, respectively.
Es dürfte einleuchten, dass die Wirkungsweise der
Schaltungsanordnung
derjenigen eines Zweipolschalters ähnlich
ist, weil die Schaltimpulse
dazu benutzt werden,
Strom durch
einen GHG zu beenden und den Strom durch der: anderen
GHG einzu-
leiten. Um zu erreichen, dass die Signale mit der richtigen
Pola-
rität an den Basen der Transistoren 38, 39, 2 und 2' und
an den
Steuerelektroden der GHCh und 1' auftreten, müssen die Sekundärwicklungen.der
Transformatoren 41 und 47 auf die in Figur 4 durch
die Punkte, die die
Polaritäten in bezug auf die Primärwicklungen 40 und 46 angeben,
dargestellte Weise gewickelt Werder. It should be clear that the operation of the circuit arrangement is similar to that of a two-pole switch, because the switching pulses are used to To stop flow through a GHG and the current through the: einzu- other GHG conduct. In order to achieve that the signals with the correct polar- rity to the bases of the transistors 38, 39, 2 and 2 'and to the control electrodes of the GHCh and 1' occur which must Sekundärwicklungen.der transformers 41 and 47 in FIG 4 by the points indicating the polarities with respect to the primary windings 40 and 46 , Werder is wound.
Die Form der Ausgangswelle auf der gemeinsamen Ausgangsleitung
23 infolge einer Eingangswelle nach der graphischen Dar-
stellung A der
Figur 4 ist in der graphischen Darstellung B dieser
Figur wiedergegeben, und
daraus ergibt sich, dass in Abweichung
von üblichen Relais die vorliegende
Erfindung dazu benutzt werden
kann, ein Relais zu verwirklichen, dass
eine Ausgangewelle ohne
"Totzeit", während der der gemeinsamen
Leitung 23 keine Spannung
zugeführt wird, liefert. Die Dioden 26 und 26'
bestimmen die Rich-
tung des von der. Speiseleitungen 21 und 22
gelieferten Stromes
und verhindern, dass sich die Spannungen über den GH
, und 1#
und den Transistoren 2 und 2' unkehren, wenn die
Spannungen auf
den Zuleitungen 21 und 22 zufälligerweise umgekehrt
werden.
Die beschriebene Schaltungsanordnung kann offensicht#
lieh mit geeigneten Veränderungen ebeneogut mit anderen
gesteuerten
Peststoffgleichriohtern, wie gesteuerten Silciumgleichrichtern,
oder mit gesteuerten
Gleichrichtern, wie Thyratrons,, ,
statt mit den GHG verwirklicht werden..'Die Festatoffgleichrichter
können sowohl vorn pnpn- als vorn npnp-Typ sein. Der mit
dem GHG
in Reiiie geschaltete Transistor muss'den vollen Belastungsstrom
vertragen können, aber seine oharakterische Durchschlagepannung
kann niedrig sein, sofern sie grösser als-de Rtickwärtedurchschlag-
spannunä der Zenerdiode ist. Die Zenerdioda kann durch-jedee
andere apannungäempfindliche Element ersetzt werden, z.B.
durch
eine gntladungeröhre mit kalter Kathode oder eine gasgefüllte
höhre, deren Impedanz bei einer bestimmten Spannung und'daruber
hinaus rasch abnimmt. Der Transistor ist durch jedem billigem
Festatofffichalter für niedrige Spannungen ersetzbar.
The shape of the output shaft to the common output line 23 as a result of an input shaft according to the graph A of Figure 4 is shown this figure, in the graph B, and as a result, that, in deviation from the usual relay, the present invention can be used to to realize a relay that provides an output wave with no "dead time" during which the common line 23 is not supplied with voltage. The diodes 26 and 26 ' determine the direction of the. Feed lines 21 and 22 supplied current and prevent the tension from spreading over the GH
, and 1 #
and transistors 2 and 2 ' reverse when the voltages rise
the leads 21 and 22 are accidentally reversed .
The circuit arrangement described can obviously #
borrowed with appropriate changes level well with others controlled
Pesticide rectifiers, such as controlled silicon rectifiers,
or with controlled
Rectifiers, such as thyratrons ,,,
instead of being realized with the GHG .. 'Die Festatoffgleichrichter
can be both front pnpn and front npnp types. The one with the GHG
transistor connected in series must carry the full load current
but its characteristic breakdown voltage
can be low if it is greater than -de reverse penetration-
voltage of the Zener diode is. The Zenerdioda can through-jedee
other elements sensitive to tension can be replaced, for example by
a discharge tube with a cold cathode or a gas-filled one
hear their impedance at a certain voltage and above
also decreases rapidly. The transistor is cheap by everyone
Festatofffichalter can be replaced for low voltages.