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Schaltungsanordnung zur Gleichstromversorgung
von elektrischen
Einrichtungen.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Stromversorgung
von elektrischen Einrichtungen, die mit einer
Gleichspannung betrieben'werden.
Die Gewinnung der Gleichspannung erfolgt dabei durch Umformung einer Wechselspannung
aus einem Netz
mit Hilfe eines Thyristors als gleichrichtendes Element.
Der
erfindungsgemäße Vorschlag ist für verschiedene Anwendungsfälle
bestimmt. Er läßt sich mit Vorteil für Einrichtungen einsetzen,
deren benötigte
Gleichspannung wesentlich unterhalb des
Effektivwertes der Netzspannung
liegt. Ferner kann in einfacher
Weise die Gleichspannung von Hand oder durch
kegelschaltungen in
einem weiten Bereich verändert werden. Weiterhin ist
es in den
Fällen, wo eine konstante Gleichspannung benötigt wird, möglich,
Schwankungen
der Gleichapannung durch sich ändernde Eingangs-
spannungen oder Belastungen
auszuregeln.
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In Schaltungen zur Stromversorgung von elektrischen Einrichtungen wird
ein Transformator zwischen die Netzanschlüsse und eine
Gleichrichteranordnung-geschaltet,
wenn eine galvanische Trennung
der Einrichtung von Netz erforderlich .ist.
Kann auf eine galvanische Trennung verzichtet werden, dann erübrigt sich
der Einsatz eines
Transformators, sofern die erforderliche Gleichspannung
in der
Größenordituag der Netzspannung liegt. Ein Beispiel hierfür
bilden
Fernsehgeräte, die mit Röhren bestückt sind.
Die
Gleichspannung für derartige Fernsehgeräte wird direkt aus dem Netz
über eine
Gleichrichterschaltung gewonnen, da die für Röhren erforder-
liche Gleichspannung
bei 240 Volt lieöt. Diese tranaforsatorlose Gleichspannungsgewinnung
besitzt viele Vorteile, deretwegen sie eine
breite Anwendung
gefunden hat. Der Verzicht auf einen Transformator
führt zu einer Kostenersparnis,
verringert das Aufbauvolumen sowie
das Gewicht der Einrichtung
und vermeidet magnetische Streufelder,
sowie akustische Geräusche, die
einem Transformator eigen sind.
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Bei transformatorloser Stromversorgung liegt aber die erzeugte
Gleichspannung
in der Gröjjenordriung der Aetzapannung. Das ist
nachteilig
für Schaltungen, die Transistorstufen enthalten und für
die eine Gleichspannung
in der Gröaenordnun" von etwa 100 oder 6u Volt
bereitgestellt :.erden
r,u_'3. ',ine transformatorluse Gleicüspannunbserzeugung würde hier erfordern,
daß ca. 150 bzw. 190 Volt beispielsweise
über Widerstände ver.iicitet
werden müßten. Für Stufen mit einem geringen Strombedarf wird diese
Art der Gleichstromversorgung auch
tatsächlich gewählt. Für Leistungsstufen
ist es aber wenig wirtschaftlieh, größere Euergiemengen
über Widerstände zu vernichten. So sieht
man sich in solchen Fällen
gezwungen, wieder einen jransformator zu
verwenden.
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Die ßrfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, aus einem
wetz eine
gegenüber der Netzstlannung wesentlich geringere Gleichspannung
nahezu
verlustfrei und ohne Einsatz eines Transformators zu erzeugen.
Die
Erfindung schlägt dafür sehr einfache Schaltungsanordnungen mit
einem
Thyristor als gleichrichtendes Element vor.
Der Einsatz
von Thyristoren beschränkte sich bisher auf Gebiete der Starkstromtechnik
und kam beispielsweise für elektrische Geräte
des täglichen Bedarfs bisher
nicht in Frage, weil hierfür neben dem Fehlen geeigneter Typen, vor allem die aufwendigen
Schaltungen zur Zündung von Thyristoren hinderlich waren. Das wesentliche
des
erfinduns";emäßen Vorschlages besteht darin, daß aus der Netzspannung
eine
phasenverschobene Spannung erzeugt wird und aus dieser phasen-verschobenen
Wechselspannung mit Hilfe eines sehr kleinen Transformators Iippulse zur
Zündung des Thyristors gewonnen werden. Der erfindungsgemäße Vorschlag wird-durch
- mehrere Ausführungsbeispiele beschrieben, die
verschiedenen Anwendungsfällen
angepaßt sind. Die Erfindung wird an
Hand von in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispielen und den
zugehörigen Diagrammen näher beschrieben.
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Dabei zeigen
Fig. 1 ein sehr einfaches Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Vorschlages, Fig. 2 die zu dem Ausführungsbeispiel
nach der Fib. 1 und nach Fig. 3 gehörenden Diagramme, Fig. 3 ein anderes
Ausführungsbeispiel mit einer zusätzlichen
Tr4nsistorstufe zur Stabilisierung,
Fig.
4 e.n weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vorschlages mit einer,
besonderen Anforderungen genügenden Stabilisierungs-
anordnung;
Fig.
5 die zu Fig. 4 gehörenden Diagrarime.
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Der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wird in den Anschlußpunkten
1 und 2 die Netzspannung ill zugeführt. In den Anschlußpunkten
3 und 4 steht
die gewünschte fleicaspannung U2 für einen hier nicht dargestellten
Verbraucher zur Verfügung. Die Netzspannung t1 liegt über einem
Schutzwiderstand
5 am Thyristor 6.
Der Thyristor 6 wird für die positive
Halbwelle der Netzspannung U1 dann durchlässig, wenn an seiner Steuerelektrode 7
ein positiver Impuls auftritt. Bei jedem Null-Durchgang der Spannung@U1 wird der
Stromfluß durch den Thyristor 6 unterbrochen, so daß er für jede positive Halbwelle
von U1 erneut gezündet werden muß. Von der Phasenlage der Zündimpulse zur Netzspannung
U1 hängt die Dauer der Stromflußzeit durch den lhyristor 6 ab. Ist die Stromflußzeit
sehr kurz, dann wird der Ladekondensator 8 eine geringere Ladungsmenge zugeführt
bekowmeu als bei einer längeren Stromflußzeit. Der Ladekondensator 8 speist einen
nicht mit dargestellten Verbraucher. Von der Größe der Verbrauct:erlast hängt die
mittlere Gleichspannung U2 über deui Kondensator 8 ab. Es ist selbstverständlich,
daß bei Bedarf zwischen dem Ladekondensator 8 und einem Verbraucher bekannte Siebglieder
a
geschaltet sein können, die in den Husführungsbeispielen nicht eingesetzt
sind, da sie nicht zum Gegenstand der Erfindung gehören.
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Die Erzeugung der Zündimpulse für den Thyristor 6 und die Funktion
des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 werden nachfolgend
an Hand der Fig. 2a bis 2d erläutert. Die dort eingetragenen Größen sind der Deutlichkeit
wegen vereinfacht und zueinander nicht in jedem Fall in einem richtigen ,,mplitudenverhältnis
dargestellt. Die Leitung 2 - 4 dient als Bezugspotential mit der Spannung 0 Volt.
Entsprechendes gilt auch für die Diagramme in der Fig. 5. In Fig. 2a ist die den-Einga..gsklemmen
1 und 2 zugeführte Netzspannung U1 daröestellt. Die Netzspannung U1 ruft in dem
Breis,- bestehend aus dem Kondensator 9, dem Widerstand 10 und der ?(icklung 11
eines Transformators einen um den Winkel `Y phasenverschobenen Strom I hervor.
Die
Phasendrehung wird im wesentlicuen durch den Kondensator 9 und den Widerstand
10 bestimmt, da die Induktivität der Wicklung 11 gegenüber diesen beiden
Größen vernachlässigt werden kann. Der mit' der Phase `-f gegenüber der Netzspannung
U1 verschobene Strom I (Fig. 2a) durchfließt die Wicklung 11 des Transformators
12 und erzeugt dort einen Magnetfluß. Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht
nun darin, daß das Magnetmaterial des Transformators 12 bis weit in das Sättigungsgebiet
ausgesteuert wird und daß das hfagnetmaterial vorzugsweise eine annähernd rechteckförmige
Magnetisierungskurve besitzt. Diese Art der Aussteuerung ermöglicht eine sehr einfache
Erzeugung der für die Zündung des Thyristors 6 erforderlichen Zündimpulse, Die Erzeugung
der Zündimpulse wird an Hand der Fig. 2d aus der angedeuteten Magnetisierungskurve
des Transformators 12 und der aussteuernden Feldstärke erläutert. Dabei ist die
Hysteresis in der Magnetisierungskurve vernachlässigt. Die Magnetisierungskurve
wird durch eine Wechselfeldstärke H3 ausgesteuert, die durch den phasenverschobenen
Strom 7 hervorgerufen wird. Gleichzeitig kann, wie die Fig. 2d erkennen läßt, der
Wechselfeldstärke H3 eine Gleichfeldstärke überlagert sein, die als Gleichstromvormagnetisierung
den Arbeitspunkt auf der Magnetisierungskurve verschiebt.
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Die Wechselfeldstärke H.? induziert nun in der Primärwicklung
11: und in der- Sekundärwicklung 1.3 des Transformators 12 kurze Spannungsimpulse
U3 von einer Form, wie sie Fig. 2b zeigt, Die Form hängt weseritlicü von der Magnetisierungskurve
ah und kommt folgendermaßen zustande. Für einen beliebig herausgegriffenen Zeitpunkt
t1 (Fig. 2d) wird in den Wicklungen 11 und 13 keine Spannung induziert, da die Wechselfeldstärke
H3 im Sättigungsgebiet liegt und keine Flußänderung auftritt,
Etwa
zu dem Zeitpunkt t2-geht die Magnetisierung in den ungesättigten Zustand über, Es
wird jetzt in Abhängigkeit von der Form der Magnetisierungskurve und der lliechselfeldstärke"H3
in den Wicklungen 11 und 13 eine bei einem entsprechenden Wicklungssinn ansteigende
Spannung U3 induziert. Im Nulldurchgang t3 der Wechselfeldatärke h3 ist die Steilheit
ebenso wie in der Magnetisierungskurve annähernd konstant, so daß an dieser Stelle
der Spannungsimpuls U3 nicht weiter ansteigt. Nach dem Nulldurchgang kehrt sich
die Polarität des Kraftflasses-um, d.h. die induzierte Spannung U3 ändert auch ihre
Richtung, und es entsteht die hintere Flanke des Impulses von U3. Die auf diese
Art erzeugte und in Fig. 2b wiedergegebene Impulsreihe U3 läuft über die 'Wicklung
13 an die Zündelektrode 7 des Thyristors 6.
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Die positiv gerichteten Impulse von U3 -zünden nun den Thyristor 6.
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wird dadurch vom gesperrten Zustand in den leitenden Zustand geführt.
Von diesem Zustand, der ungefähr bei t3 beginnt, überträgt sich dann die gerade
vor-zandene Amplitude der wetzapannung U1 auf den Ladekondensator B. Der Thyristor
6 bleibt nun solange geöffnet, bis die Netzspannung U1 auf Null zurückgeht und ihre
negative halbwehe erscheint. Im Nulldurchgang geht der Thyristor 6 in den gesperrten
Zustand über. Die negativen Impulse von U3 wirken sich auf den Thyristor 6 nicht
aus, solange sie eine bestimmte Größe nicht überschreiten. Die über den Londensator
8 auf diese Weise entstandene Gleichspannung U2 ist in Fig. 2c eingetragen. Dabei
ist eine _gewisse Entladung des Kondenaatora 8 durch einen nicht dargestellten Verbraucher
angenommen worden.
Der Zeitpunkt t3, von dem an der Thyristor
b durchläßt, kann nun durch
eine Gleichstromvormagnetisierung
verschoben werden, Eine Verachieuung wäre auch zu erreichen durch
Änderung*des Kondensators 9 oder des
Widerstandes 10, die das Phasenglied
bilden. Die Gleichstromvormagnetisierung bietet demgegenüber jedoch Vorteile,
wie aus dem
Folgenden zu entnehmen ist. Für die Gleichstromvormagnetisierung
muß über die Wicklung 11 ein Gleichstrom fließen. In dem erfindungs-
gemäßen
Aufbau nach Fig. 2 wird das dadurch erreicht, daß die Wicklung 11
zusätzlich
;aber die Widerstände 14 und 15 mit dem Punkt verbunden ist
in dem die
Gleichspannung U2 über dem Kondensator 8 entsteht. Der
Zeitpunkt, in dem
der Thyristor geöffnet ist und der Kondensator 8
auf die dann gerade
vorhandene Amplitude der -Netzspannung U1 auflädt,
hängt von
der Grölte der Gleichstromvorii:agnetisierung ab, wobei diese
wiederum
durch die Größe der Widerstände 14 und 15 bestimmt ist.
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Im Schaltbild ist der Widerstand 14 als veränderlicher Widerstand
angegeben,
für den Fall, daß die Gleiclispatinung U2 auch einstellbar
sein
soll. Der Widere tand 15 dient dabei lediglich als Schutzwiderstand.
Für
eine gewünschte feste Gleichspannung U2 wäre,wie erwähnt, eine
Vormagnetisierung
an sich überflüssig, da durch das Phasendrehglied mit dem Kondensator
9 und dem Widerstand 10 die gewünschte feste
Gleichspannung 22
einstellbar ist.-Die Vormagnetisierung ergibt aber
den Vorteil,
daß unerwünschte Schwankungen der Gleichspannung U2 in
gewissem
Maße Busgeregelt werden.
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Durch die Vormagnetisierung verschiebt sich nun die
Wechselfeldstärke gegenüber der Magnetisierungskurve (Fig. 2d).
Die verschobene 1-lechselfeldstärke ist mit H,4-bezeichnet.
Die
Fig. 2d läßt erkennen, daß durch die Verschiebung der Zeitpunkt,
in dem
das Magnetmaterial aus dem Sättigungszustand in den ungesättigten
Zustand
geführt wird, gegenüber der Aussteuerung mit H3 später eintritt.
Die jetzt
entstehenden Zündimpulse U4 erreichen ihr Maximum zu der Zeit t4.
Gegenüber
der Netzspannung UI haben sich. die positiv gerichteten
Impulse von
U4 zu kleineren Amplituden der Netzspannung U1 hin
verschoben. Die Impulse
U4 sind in der Fig. 2b gestrichelt gezeichnet.
Der Thyristor
6 öffnet jetzt bei kleineren Amplituden der Netzspannung U1,
so
daß die nun entstehende Gleichspannung (Fig. 20 einen kleineren
Betrag-besitzt.
Diese Gleichspannung ist in der Fig. 2c ebenfalls
gestrichelt wiedergegeben;
Die
erwähnte Ausregelung von Schwankungen der Gleichspannung U2 für
das
in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel kommt
folgendermaßen
zustande. Wenn-sich beispielsweise die Netzepannung U2
etwas
erhöht, dann vergrößert sich der über die Widerstände 14 und 15
fließende
Strom durch die Wicklung. Dadurch steigt die Gleichstrom-
vormagnetisierung
an und verschiebt die Weehselfeldatärke in der Fig.
2d
nach rechts weiter in das Sättigungsgebiet hinein. Man erkennt,
daß die
jetzt etwa beim Nulldurchgang durch die Magnetisierungskurve
entstehenden
Zündimpulse später eintreten. Diese Zündimpulse öffnen den
Thyristor 6
in einem Punkt auf der positiven Halbwelle der Netzspannung
U2, der
etwas tiefer liegt. Das bedeutet, daß die Amplitude,
an die sich der
Ladekondensstor"8 auflädt, auch etwas tiefer liegt.
ßinem Anstieg der
Gleichspannung U2 wird auf diese Art entgegengewirkt.
Bei einer
Verminderung der Gleichspannung UZ findet der umgekehrte
Vorgang statt,
so daß auch hier eine gewisse Ausregelung erfolgt.
Es
ist erkennbar, daß in dem erfindungs-,emäBen Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die
einfache Art der Regelung erhöhten Ansprüchen nicht genügt. Eine bessere Art der
Regelung, d.h. eine größere Regelsteilheit, erzielt man jedoch bei dem erfin4ungsgemäßen
Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich in der Erzeugung
der Zündimpulse nicht von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Im Gegensatz zu dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird hier aber der zur Gleichatromvormagnetisierung
über die Wicklung 11 fließende Gleichstrom mit Hilfe einer Transistorstufe in Abhängigkeit
von Schwankungen der Gleichspannung U2 so geregelt, daß die Gleichspannung U2 annähernd
konstant bleibt. Der Gleichstrom wird hier ebenfalls vom Punkt 3 der Gleichspannungsquelle
U2-abgenommen. Er fließt über den Widerstand 16, die Wicklung 11, die Kollektor-Emitterstrecke
eines npn-Transistors 17 und einer Zener-Diode 18 zur Gleicüspannungsquelle UZ zurück.
Die Gröfe des Gleichstroms hängt nun auch von der Durchlässigkeit der Kollektor-Emitterstrecke
des Transistors 17 ab. Der zur Gleichspannung U2 parallel liegende Spannungsteiler
mit den Widerständen 19 und 20 bestimmt die Steuerspannung an der Basis des Transistors
17. Die Schwankungen der Gleichspannung U2 werden so auf die Basis des Transistors
17 übertragen, Wenn sich beispielsweise die Spannung U2 durch eine höhere Belastung
auf der Verbraucherseite oder durch Änderung der Spannung U1 verringert, dann geht
auch die Spannung an der Basis-zurück. Da die Emitterapaunung durch die Zener-Diode
18 konstant gehalten wird, verringert sich jetzt der Strom durch den Transistor
17.
Die Vormagnetisierung wird dann ebenfalls geringer, und entsprechend
der Darstellung in Fig.- 2d erfolgt die Ummagnetisierung des Kernes vom Transformator
12 zu einem etwas früheren Zeitpunkt der Wechsel-Feldstärke. Der Zündimpuls
erscheint gegenüber der Wechselspannung U1
ebenfalls etifas früher und öffnet
den Thyristor 6 bei einer höheren Amplitude auf der positiven Halbwelle der
Wechselspannung U1. Der
Ladekondensator 8 wird somit auf ein höheres Potential
aufgeladen und die Gleichspannung U2 wieder auf den uraprüngliciien höheren Wert
gebracht.
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In der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 befindet sich ein Kondensator
21, der zur Abblockung des Gleichstromes dient und die Kollektorspannung
für Gien Transistor 17 bestimmt. Da er gegenüber dem mit itim in Reihe
liegenden
Kondensator 9 sehr groß ist, beeinflußt er nur wenig den Phasenwinkel zwischen cier
Spannung U1 und dem Strom I (Fig. 2a). Neben der größeren Regelsteilheit bietet
das Ausfü:rrungsbeispiel der.erfindunjs"emäßen Schaltungsanordnung, wie es in Fig.
3 dargestellt ist, noch den Vorteil, daL Kurzschlüsse im Transistor 1'j zu keinen
nachteiligen Auswirkungen auf die nachgeschalteten Verbraucherstufen führen. In
einem derartigen Fall würde die Gleichstromvormagnetisierung auf einen sehr hohen
Vert ansteigen und dadurch die Gleichspannung U2 auf einen sehr kleinen Vert zurückgehen,
was für die Verbraucherstufen unschädlich ist.
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Eine Stabilisierung der Ausgangsspannung U2 kann bei einem entsprechenden
Aufwand sehr weit getrieben werden. Für besondere Anforderungen in dieser Richtung
wird abschließend ein Ausführungsbeispiel in Fig. 4 angegeben, das den Vorteil eines
sehr geringen Aufwandes besitzt.
Die Funktion der Schaltungsanordnung
nach Fig. 4 weicht von den
vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnungen
etwas ab und wird an Hand der Diagramme in den
Fig. 5a und 5e näher
beschrieben. Das eigentliche erfindungsgemäße
Prinzip kehrt auch
hier wieder, nämlich die Phasenverschiebung
den Eingangastromes.I gegenüber der Netzspannung U1 und die Erzeugung
von Zündimpulsen
für den Thyristor 6 mit Hilfe eines kleinen
Zündtransformators 12,
der durch den Wechselstrom I ummagnetisiert
wird und dabei die
Zündimpulse erzeugt.
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In der Fig. 5a ist die Phasenverschiebung wegen der für
dieses Beispiel
erforderlichen Deutlichkeit zwischen der Netzspannung
U1 und dem
Strom I etwas größer gewählt und mit den
Winkel )r- bezeichnet. Der
Strom I fließt über das Phasendrehglied
aus Widerstand 9 und Kondensator 10,
ferner über eine Begrenserschaltung,
beispielsweise eine Diode 22,
die in beiden Richtungen leitet.
Über die Diode 22 entsteht entsprechend
ihrer Charäkteristik
eine sehr oder weniger rechteckförmige Spannung,
die gegenüber der
Netzspannung klein und in Phase mit den Strom I ist.
Zur Erzeugpng
der in Fig. 5b idealisiert und in vergrößertem Maßstab
wiedergegebenen
Rechteckapannung ist vorzugsweise eine Zener-Diode vorgesehen. An Stelle
einer Zener-Diode können auc:i andere Anordnungen eingesetzt werden,
die eine Begrenzung ergeben, beispielsweise
antiparallel geschaltete
Dioden. Die Rechteckspannung wird über
den Koppelkondensator
23 und den Widerstand 24 an die Basis eines
apa-Transistors
25 geführt. Der Transistor 25 erhält seine Betriebsapannuns ans einer
nicht dargestellten positiven Gleichspannungaquelle, die mit den Aaschlußpunkt
26 verbunden ist. Im Kollektorkreia liegt
die Wicklung 11
den Transformators 12,
Für die Zeitdauer t5 - t6 (Fig. 5b)
der positiven Rechteckhalbwelle ist die Basis-i!5nitterstrecke den Transistors
25 leitend, wodurch die Basis annähernd auf dem .Fmitter-Potential
festgehalten wird
(Fig. 5c). Für die Dauer der negativen Halbwelle der Rechteckspannung
von t6 an würde die Bass-Ihitterstrecke des Transistors 25 an sich
gesperrt
sein, Da aber der Kondensator 23 über einen Wiuerstand 27
mit einer
positiven Gleichspannung im Punkt 28 verbunden ist, lädt
sich der Kondensator
2'3, nachdem die Basis zum Zeitpunkt t6 negativ
geworden ist, auf diese positive
Gleichspannung im Punkt 28 auf.
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Fig. 5c zeigt den Spannungsverlauf an der Basis des Transistors
25.
Die Aufladung des Kondensators 23 hört zu-einem Zeitpunkt t7, wo die Öffnungsspannung
für die Basis-13nitterstrecke erreicht ist, auf.
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Die in dem Kollektorkreis des Transistors 25 vorhandene Induktivität
der Wicklung `11 bildet für den ersten Augenblick des nun einsetzenden Kollektorstromes
einen sehr großen Widerstand, so daß für diesen
Augenblick fast die gesamte
zwischen dem Punkt 26 und dem Bezugspotentie,l 0 Volt liegende Betäebespannung für
den Transistor 25 über die Induktivität abfällt. Das bedeutet, daß am Kollektor
ein negativer Spannungssprung
auftritt. Den Spannungsverlauf am Kollektor
zeigt Fig. 5d. Nach dem
negativen Spannungssprung steigt die Spannung
am Kollektor den
Transistors 25 wieder an, da der Widerstand der Induktivität
der
Wicklung 11 mit zunehmendem Feldaufbau abnimmt. Nacu
einer gewissen
.Zeit erreicht die Kollektorspannung bei t9 den Wert,
der durch den
Gleichstromwiderstand der Wicklung 11 bestimmt ist. Die
Kollektorspannung behält solange diesen Wert, bis zum Zeitpunkt t1()
wieder ein negativer,
den Transistor 25 sperrender Spannungssprung
der Basis auftritt.
Am Kollektor steht dann die volle, dem
Punkt 26 zugeführte Betriebs-Spannung. Der Verlauf der Kollektorspannung in Fig.
5d ist vereinfacht dargestellt. Ein positiver Spannungssprung, der durch das Abschalten
zum Zeitpunkt t. und tlp entsteht, ist vernachlässigt.
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Die negativen Spannungssprünge am Kollektor des Transistors 25 werden
durch den Transformator 12 in der Polarität umgekehrt, so daß sie in der Wicklung
13 als positiver Zündimpuls für den Thyristor 6 zur Verfügung stehen. Der Thyristor
6 wird also durch diese Zündimpulse in Durchlaßrichtung geschaltet und überträgt
dann das zu diesen Zeitpunkten gerade vorhandene positive rotential der Netzpsnannung
U1 auf den Ladekondensator B. Wie in den früheren Beispielen ist eine gewisse Entladung
des Kons.ensators 8 durch eine nicht dargestellte Verbraucherlast angenommen worden
(Fig.5e). . Eine Stabilisierung der Ausgangsspannung für das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4 kommt dadurch zustande, daß die Gleichspannung im Punkt 28, auf die
sich der Kondensator 23 über den Widerstand 27 aufladen will, von der Gleichspannung
U2 abhängt.
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Ist die Gleichspannung im Punkt 28 verhältnismäßig groß, dann erfolgt
die Aufladung des Kondensators 23 verhältnismäßig schnell (Zeitpunkt t7 in Fig.
5c). Liegt die Gleichspannung im Punkt 28 etwas tiefer, dann lädt sich der Kondensator
23 etwas langsamer auf. Für den letzteren Fall ist die Aufladekurve in Fig. 5c gestrichelt
gezeichnet Der Transistor 25 wird hier zurr Zeitpunkt ti; leitend. Der in Fig. 5d
ebenfalls gestrichelt gezeichnete negative Spannungssprung am Kollektor tritt nun
etwas später ein. Eine Zündung des Thyristors 6 erfolgt jetzt bei einer kleineren
Amplitude der Netzspannung U1, wodurch sich die gestrichelt gezeichnete Gleichspannung
U2 verringert (Fig. 5e).
Die Gleichspannung .im Punkt 28 die Kollektors;ianuung
einer Transistorstufe mit dem npn-Transistor 29 dar, dessen Arbeitspunkt vun der
Gleic'ispannung L2 ubnängi;. Der Arbeitswiderstand 30 (!es Transistors 29@ist
ilu Funkt 3 an die Gleichspannung U._ gelegt. Der Enitter des Transistors 29 wird
durch eine Zener-Diode 31 auf einem festen Potential gehalten. Da die Basis des
Transistors 29 über einen Spannungsteiler mit den hiaeratänden 32 und 33 von der
Gleichspannung U2 gesteuert wird, folgt die Spannung im Punkt 28 verstärkt den Scht:ankungen
der Gleichspannung U2. Erhöht sich beispielsweise die Gleichspannung U2 etwas, dann
erhöht sich auch die steuernde Gleichspannung an der Basis. Der npn-Transistor 29
leitet jetzt etwas mehr, so daß sich die Spannung im Punkt 28 erniedrigt. Die erhöhte
Spannung U2, die eine kleinere Spannung im Punkt 28 ergibt, führt, wie schon beschrieben,
dazu, daß sich der Kondensator 23 langsam auflädt und die Zündimpulse am Thyristor
6 etwas später erscheinen. Der Thyristor 6 öffnet jetzt bei kleineren Amplituden
der Netzspannung U1. Die Erhöhung der Gleichspannung U2 wird also durch eine geringere,
auf den Ladekondensator 8 übertragene Spannung rückgängig gemacht. Es ist erkennbar,
daß in gleicher Weise eine Erniedrigung der Gleichspannung U2 ausgeglichen wird.
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Bei einem anderen, nicht dargestellten erf indunganemäßen Ausführungsbeispiel
befindet sich ein Transistor im Längszweig zwischen dem Katodenanschluß des Thyristors
6 und dem Gleichspannungsanschluß 3.
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Der Transistor bildet einen veränderlichen Längswiderstand, dessen
, Widerstandswert von Schwankungen einer abgegebenen Gleichspannung abhängt. Da
die-Anwendung eines Transistors als veränderlic« er Längswiderstand zur Stabilisierung
an sich bekannt ist, kann auf ein näheres Eingehen verzichtet werden.
Der
Vorteil dieser Schaltungsanordnung bedteht im wesentlichen
darin; daB der Spannungsabfall über der Kollektor-Umitterstrecke
des Transistors annähernd konstant bleibt, so daß man beider
Auswahl
der Transistor-Type Netzüberspannungen nicht zu
berücksichtigen braucht.
Hierdurch kann in vielen Fällen eine kleinere und somit billigere
Transistortype benutzt werden,
für die wegen geringerer'Wärmeentwicklung
auch eine kleinere
Hühlflä.che benetigt wird.