DE1762442C3 - Thyristorgeschalteter I mpulsgenerator mit sättigbarer Drosselspule - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft triggerbare Impulsgeneratoren, die für impulsmodulierte Oszillatoren wie z. B. Magnetronoszillatoren und in anderen Fällen, in denen Ausgangsimpulse in Abhängigkeit von Eingangs-Triggerimpulsen erzeugt werden müssen, eingesetzt werden können. Die Erfindung betrifft insbesondere Impulsgeneratoren der Art, bei denen eine sättigbare Drosselspule in Kombination mit einer Halbleitereinrichtung, die als Thyristor bekannt ist und im Schaltkreis der sättigbaren Drosselspule als triggerbarer Schalter dient, verwendet wird. Der Kürze halber sollen Impulsgeneratoren dieser Art nachfolgend als thyristorgeschaltete Impulsgeneratoren mit sättigbarer Drossel

spule, bezeichnet werden.

Die Erfindung ist nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Darin /eigt

Fig. 1 zur Erläuterung das Schaltbild eines typischen bekannten thyristorgeschalteten Impulsgenerators mit sättigbarer Drosselspule und

F i g. 2, 3 und 4 zeigen Schaltbilder von Ausführungsformen der Erfindung.

In den Schaltbildern sind gleiche Teile .nit gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß F i g. 1 wird die Spannung einer Gleichstromquelle (nicht dargestellt) über Klemme 1 einer Serienschaltung zugeführt, die ein energiespeicherndes Netzwerk 2, eine sättigbare Drosselspule 3 und einen Thyristor 4 enthält. Das Netzwerk 2 kann dabei eine beliebige an sich bekannte Form haben. Vorzugsweise besteht es, wie in F i g. 1 konventionell dargestellt, aus einer Serieninduktivität und verteilten Parallelkapazitäten, die der Wirkung nach eine unendliche Anzahl verschiedener Punkte der Induktivität mit einem gemeinsamen Leiter verbinden. Die Last (nicht dargestellt) ist mit den Klemmen 5 verbunden, von denen die eine mit dem gemeinsamen Leiter verbunden ist und die andere mit Klemme 6 der Gleichstromquelle. Die Eingangs-Triggerimpulse werden dem (Jitter des Thyristors von der Klemme EIN zugeführt. Die sättigbare Drosselspule ist vorzugsweise eine Induktivität mit einem Kern, der eine vorzugsweise rechteckförmige Hysteresis-Schleife hat.

Bei Betrieb des Generators gemäß Fig. 1 wird die Spannung am Net/werk 2 von der Drosselspule 3 für eine kurze Zeit abgehalten, während der ein kleiner Magnetisierungsstrom für die Drosselspule 3 durch den Thyristor 4 fließt. Der durch den Thyristor fließende kleine Strom gestattet eine Erweiterung der stromführenden Fläche des Halbleiter Ist die stromführende Fläche hinreichend groß, so kommt die Drosselspule 3 in die Sättigung und der viel größere Entladestrom aus dem Netzwerk 2 in die Last zwischen den Klemmen 5 konr fließen.

Diese bekannte Schaltung hat zwei wesentliche Nachteile. Einer davon tritt auf. wenn ein Ausgangsimpuls mit geringem Energieinhalt gefordert wird und besteht darin, daß die im Net/werk 2 gespeicherte Energie nicht ausreicht, die Drosselspule 3 bis zur Sättigung zu magnetisieren. Die Schaltung ist somit in bezug auf die Impulsenergie im unteren Energiebereich unerwünscht begrenzt und kann keine Ausgangsimpulse mit niedriger Energie wirklich befriedigend erzeugen. Der andere Fehler zeigt sich, wenn der geforderte Impuls einen hohen Energieinhalt hat und besteht darin, daß, da die erforderliche Energie für den Zündstrom des Thyristors vom Netzwerk 2 geliefert werden muß, die Schaltung in bezug auf die Impulsenergie im höheren Energiebereich unerwünscht begrenzt ist und nicht wirklich befriedigend Ausgangsimpulse hoher Leistung mit der gewünschten Form und einem guten Wirkungsgrad erzeugen kann. Die Erfindung zielt darauf ab. die genannten Fehler zu beseitigen.

Gemäß der Erfindung enthält ein thyristorgeschalteter Impulsgenerator mit sättigbarer Drosselspule ein erstes energiespeicherndes Netzwerk in einer Reihenschaltung, die außerdem eine sättigbare Drosselspule und einen triggerbaren Schalter, der durch einen Thyristor gebildet wird, aufweist. Es sind weiterhin Mittel vorgesehen, um eine Betriebsspannungsquelle mit der Reihenschaltung zu verbinden, sowie ein zweites energiespeicherndes Netzwerk in einer Verzweigung

der Schaltung, das in seiner Wirkung nur /u einem Teil der erstgenannten Reihenschaltung parallel liegt, wobei dieser Teil mindestens den Thyristor, jedoch nicht das erstgenannte energiespeichernde Netzwerk enthält.

Für den Fall, daß Ausgangsimpulse niedriger Energie gefordert sind, wird die sättigbar!. Drosselspule durch einen Transformator gebildet und die Ver/weigungsschaltung liegt parallel zu einem Teil der Reihenschaltung, die aus einer Wicklung des Transformators und dem Thyristor besteht. Der Transformator At Vorzugsweise ein Autotransformator, bei dem eine Wicklung durcj einen Teil der anderen Wicklung gebildet wird.

Für den Fall, daß Ausgangsimpulse hoher Energie gefordert sind, liegt die Ver/.weigungsschaltung parallel zu dem Teil der Reihenschaltung, der lediglich den Thyristor enthält. In diesem Fall weist die Verzweigungsschaltung vorzugsweise eine Sperrdiode auf und es sind Mittel vorgesehen, um das energiespeicherndc Netzwerk in der Verzweigungsschaltung von einer Quelle mit relativ niedrigem Potential aufzuladen.

Vorzugsweise weist in allen Fällen die Drosselspule einen Kern mit im wesentlichen rechteckförmiger Hy::teresis-Schleife auf.

Weiterhin vorzugsweise besteht in allen Fällen das energiespeichernde Netzwerk in der Verzweigungsschaltung aus einer Scrieninduktivität und verteilten Parallelkapazitäten, die der Wirkung nach über die Induktivität verteilte Punkte mit einem gemeinsamen Leiter verbinden.

Fi g. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen niedriger Energie. Wie ersichtlich, bestehen zwischen den Fig. 1 und 2 zwei Unterschiede. Der eine besteht darin, daß die sättigbare Drosselspule, die, wie zuvor einen Kern mit rechteckförmiger Hystercsis-Schleife hat, als Autotransformator ausgebildet ist. Der zweite Unierschied besteht darin, daß ein zweites energiespeicherndes Netzwerk vorgesehen ist. Die mit 33 bezeichnete sättigbare Drosselspule liegt mit ihrer Gesamtwicklung in der Reihenschaltung, die außerdem das Netzwerk 2 und den Thyristor 4 enthält. Die Wicklung hat eine Anzapfung 331 und die zweite Wicklung des Autolransformators ist der Teil zwischen der An/aplung 3Jl und dem Thyristor. Parallel /u der zweiten Wicklung ist eine Verzweigungsschallung geschaltet, die aus einem zweiten energiespeichernden Netzwerk 7. das dem Net/werk 2 entsprechen kann, gebildet wird. Die Klemmen 5 für den Anschluß der Last enisptcchen der Schaltung nach I i g. 1.

Die Gesamtschaltung ist so ausgelegt, daß bei Triggerung des Thyristors die Entladung des Netzwerks 7 eingeleitet wird und die Spannung, die über das Übersetzungsverhältnis der Transformator-Drosselspule 33 erzeugt wird, hält die Spannung am Netzwerk 2 ab. Das Übersetzungsverhältnis kann so bemessen werden, daß die Ladung im Netzwerk 2 erhöht wird und zwar über die Spannung hinaus, bei der der Thyristor durchbricht. Die Zusatzladung des Netzwerkes 2 wird dabei so bemessen, daß Schaltkreisverluste ausgeglichen werden. Ist die Drosselspule 33 gesättigt, so entladet sich die Restladung des Netzwerks 7 und es wird im wesentlichen die gesamte Energie des ersten Nel/Twerks2aufdieLas! übertragen.

Bei der Abwandlung nach F i g. 3, die eine Schaltung zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen hoher Energie zeigt, entspricht die sättigbare Drosselspule 3 der Schaltung nach Fig. 1 und die Verzweigungsschallung mit dem zweiten energiespeichernden Netzwerk 7 ist parallel zu dem Thyristor 4 geschaltet. Dieses Net/werk erzeugt den erforderlichen Zündstrom für den Thyristor und gestattet daher die Erzeugung von Hochleisiungs-Ausgangbimpulsen.

Bei der bevorzugten Ausführungsforni gemäß F i g. 4 (die eine Abwandlung der Fig. 3 darstellt) ist eine SperrdUxk 8 zwischen den Verbindungspunkt der Elemente 3 und 4 und das Netzwerk 7 geschaltet. Diese Diode ermöglicht es, das Netzwerk 7 von einer unabhängigen Niederspannungsquclle (nicht dargestellt), die mit den Klemmen 9 verbunden ist und deren Spannung wesentlich niedriger ist als die an die Klemmen 1 und 6 angelegte Spannung, aufzuladen, wodurch der Energiebedarf für die Zündung des Thyristors 4 herabgesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Thyristorgeschalteter Impulsgenerator mit sättigbarer Drosselspule und einem ersten energiespeichernden Netzwerk in einer Reihenschaltung, die außerdem eine sättigbare Drosselspule und einen triggerbaren Schalter, der durch einen Thyristor gebildet wird, enthält sowie mit Mitteln, um die Reihenschaltung mit einer Betriebsspannungsquclle zu verbinden, gekennzeichnet durch ein zweites energiespeicherndes Netzwerk (7) in einer Verzweigungsschaltung, das seiner Wirkung nach nur zu einem Teil der erstgenannten Reihenschaltung parallel geschaltet ist, wobei dieser Teil zumindest den Thyristor, jedoch nicht das erstgenannte energiespeichernde Netzwerk enthält.

2. Impulsgenerator nach Anspruch 1 zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen niedriger Energie, dadurch gekennzeichnet, daß die sättigbare Drosselspule durch einen Transformator gebildet wird und daß die Verzweigungsschaltung zu einem Teil der Reihenschaltung, der aus einer Wicklung des Transformators und dem Thyristor besteht, parallelgeschaltet ist.

3. Impulsgenerator nach Anspruch 1 zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen hoher Energie, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzweigungsschaltung zu dem Teil der Reihenschaltung, der lediglich den Thyristor enthält, parallelgcschaltet ist.

4. Impulsgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator ein Autotransformator ist, bei dem eine Wicklung durch einen Teil der anderen Wicklung gebildet wird.

5. Impulsgenerator nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Verzweigungsschaltung eine Sperrdiode enthält und daß Mittel vorgesehen sind, um das energiespeichernde Netzwerk in der Verzweigungsschaltung von einer Quelle mit relativ niedrigem Potential aufzuladen.

6. Impulsgenerator nach einem dor vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule einen Kern mit im wesentlichen rechteckförmiger Hysteresis-Schleife aufweist.

7. Impulsgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das energiespeichernde Netzwerk in der Verzweigungsschaltung aus einer Serieninduktivität und verteilten Parallelkapazitäten, die der Wirkung nach über die Induktivität verteilte Punkte mit einem gemeinsamen Leiter verbinden, besteht.