DE1948496B2 - Ferroresonanter spannungskonstanthalter - Google Patents

Description

5. Spannungskonstanthalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Integrierkondensator (29, 129, 229, 332) die Parallelschaltung eines Widerstandes (28, 331) und der

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wicklung tragende Mittelschenkel (312), zwei sättigbare Außenschenkel (313, 314), sowie einen magnetischen Nebenschlußweg zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung aufweist.

dieser Gleichung ersichtlich ist, ist die Ausgangsspannung eines ferroresonanten Spannungskonstanthalters besonders gegenüber Frequenzänderungen der Speisespannungsquelle empfindlich. Da des weiteren die Ausgangsspannung von den speziellen Kerneigenschaften und -abmessungen abhängt, beeinflussen die Herstellungstoleranzen des Kerns direkt die Ausgangsspannungstoleranzcn. Schließlich erzeugen ferroresonante Transformatoren hohe äußere Magnetfelder infolge der gesättigten Kerne, insbesondere bei schwachen Belastungen, wenn der Kern tiefer in

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine sehr einfache und billige, aber nichtsdestoweniger sehr wirksame Konstantspannungsquelle bereitzustellen, die gegen Last- und Frequenzänderungen durch Hinzufügen eines Integriergliedes zur grundsätzlichen ferroresonanten Grundschaltung stabilisiert ist, um so eine ferroresonante Spannungsstabilisierung ohne die üblichen, den Transformator umgebenden hohen Magnetfelder zu erhalten.

Diese Aufgabe wird bei einem ferroresonanten Spannungskonstanthalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zur zweiten Induktivität erstens in einem induktiven Strompfad, dessen Impedanz wesentlich geringer als die Impedanz der zweiten Induktivität ist, eine steuerbare Wechselstromschalteinrichiung mit Thyristorverhahen und zweitens in einem weiteren Strompfad ein Spannungsintegrierglied, enthaltend einen Integrierkondensator, angeordnet sind, und die Spannung an dem Integrierkondensator dem Steuereingang der steuerbaren Schalteinrichtung derart zugeführt ist, daß diese in jeder Wechselspannungshalbwclle bei einer bestimmten Mindestspnnnung an dem Integrierkondensator eingeschaltet wird.

Die Stabilisierung der Ausgangsspannung, welche normalerweise in einem ferroresonanten Spannungskonstanthalter durch den in den Sättigungszustand übergeführten Magnetkern bewirkt wird, wird bei der neuen Schaltung durch das Spannungsintegrierglied die steuerbare Schalteinrichtung und den induktiven Strompfad bewirkt.

Das Spi.nnungsintegrierglied ist an die Sekundärwicklung eines Ein-Kern-Reglers oder an den Nebenschlußblindwiderstand eines Zwei-Kern-Reglers angekoppelt, und es weist den Integrierkondensator zum Entwickeln einer Spannung auf, die proportional zum Zeitintegral der Spannung am Resonanzkondensator ist. Die steuerbare Wechselstromsdialteinrichtung koppelt den induktiven Strompfad an die Sekundärwicklung oder den Nebenschlußblindwiderstand entsprechend der Spannung am Integrierkondensator an, um die Ladung des der zweiten Induktivität parallelgeschalteten Kondensators umzukehren und dadurch eine ferroresonante Regelung ohne die Nachteile zu erhalten, welche die Kernsättigung begleiten. Bei dieser neuen Anordi.urig kann eine geschlossene Regelschleife vorgesehen, werden durch ein Rückkopplungsnetzwerk, das, auf die Lastspannung ansprechend, zum Ändern der Auflaoegeschwindigkeit des integrierenden Kondensators dient. Man erhält dadurch eine enge Regelung der Spannung bei sich ändernder Eingangsspannung, Frequenz und Last auf sehr einfache, billige und wirksame Weise.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden variable Ausgangsspannung und geschlossene Schleifenregelung bei einem ferroresonanten Regler mit dreischenkligem Transformator erhalten. Si Ut der Sättigung aller drei Transformatorschenkel, die im Zyklus den Zeitpunkt bestimmen, wenn die Resonanzkondensator-Ladung umgekehrt wird, wird dieser Zeitpunkt zum Erhalt einer Regelung durch die Sättigung eines einzigen äußeren Schenkels gesteuert. Das Spannungsintegrierglied mit dem Integrierkondensator ist an die Sekundärwicklung angekoppelt, um eine Spannung proportional zum Spannung-Zeit-Integra

ίο der Spannung über den Kondensator zu entwickeln Die steuerbare Wechselstromschalteinrichtung sprichi auf Hip Sranminff fihpr Hem Tnteerierkondensator an um einen Stromfluß in einer Verbundwicklung a-ji einem äußeren Schenkel zu veru-'ichen. Die Wechsel-

is Stromschalteinrichtung kann die \erbundwicklung an eine Spannungsquelle in Phase mit der Resonanzkondensatorspannung anschließen oder kann veranlassen daß der induzierte Strom durch bloßes Kurzschließen der V-rbundwicHung fließt. Der resultierende Verbundwicklungsstrom erzeugt einen Kernfluß, der den in einem äußeren Schenkel existierenden Fluß unter stützt, um Sättigung zu verursachen, und der dem im anderen äußeren Schenkel vorhandenen Fluß ent gegengesetzt ist, um Sättigung zu vermeiden. Ist ein äußerer Schenkel gesättigt, begrenzt der Verbund wicklungsstrom den Hauptfluß im Mittelschenkel ebenso im nichtgesättigten äußeren Schenkel, um die Ladung des Resonanzkondensators umzukehren. Es wird dadurch eine ferroresonante Regelung mit einen kleinen, sich sättigenden Teil des Transformators erreicht. Mit dieser neuen Anordnung kann die Aus gangsspannung durch Ändern der Aufladegeschwindigkeit des Integrierkondensators geändert werden. Eine geschlossene Regelschleife kann erhalten werden durch Hinzufügen eines Rückkopplungsnetzwerkes, das au die Lastspannung zur Änderung dtr Aufladungsgeschwindigkeit des Integrierkondensators anspricht. Man erhält dadurch auf sehr einfache, billige und wirksame Weise eine enge Regelung der Ausgangsspannung bei sich ändernder Eingangsspannung und Last.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unter ansprüchen zu entnehmen und werden nachstehend ai Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungs formen im einzelnen erläutert; es zeigt

Y i g. 1 das Schaltbild einer ersten Ausführungs form,

F i g. 2 ein Diagramm verschiedener Spannungei über einer gemeinsamen Zeit-Abszisse zur Erläuterun der Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1,

F i g. 3 das schaltbild einer alternativen Schaltun für den innerhalb des gestrichelten Rechtecks liegende Schaltungsteil in F i g. 1,
F i g. 4 einen alternativen Schaltungsteil für de strichpunktierten Schaltungsteil in F i g. 1,

F i g. 5 das Schaltbild einer weiteren Ausführungs form,

F i g. 6 und 7 verschiedene Spannungsdiagramm mit gemeinsamer Zeit-Abszisse zur Erläuterung de

6<i Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 5,

F i g. 8 das Schaltbild einer Schaltung, die zum Er halt einer abgewandelten Ausführungsform statt eine Teils der Anordnung nach F i g. 5 benutzt werdei kann, und

F i 3. 9 das Schaltbild einer weiteren Ausführungs form der Erfindung.

Gemäß F i g. 1 weist ein Transformatorkern 11 ein< Primärwicklung 12 als erste lineare Induktivität um

zwei Sekundärwicklungen 13 und 14 auf, wovon die tem Vorzeichen über die Sekundärwicklung (zweite Hauptsekundärwicklung 13 als zweite Induktivität sättigbare Induktivität) erneut auf, um den Ausgangswirksam ist. Um die Kopplung zwischen Primär- und halbzyklus zu beenden. Der Kern gerät dann aus dei Sekundärwicklung in der für die ferroresonanten Sättigung und beginnt ein neues Zeitintegral der Span-Schaltungen üblichen Weise abzuschwächen, ist ein 5 nung für den nächsten Halbzyklus zu messen,
magnetischer Nebenschluß 16 vorgesehen, welcher die Bei der vorliegenden Schaltung wird der Kern 11

Primärwicklung von den Sekundärwicklungen ab- jedoch nicht gesättigt. Entsprechend der Erfindung ertrennt. Ein R.esonanzkondensator 18 liegt parallel zur hält man die Wirkung eines sich sättigenden Kernes Hauptsekundärwicklung 13. Eine Vollweggleichnch- um den Vorteil der Ferroresonanz zu realisieren, abci terbrücke 19 zur Lieferung des Ausgangsstromes liegt io die Nachteile eines sich sättigenden Kernes werden vcrmit ihren Wechselstromanschlüssen parallel zu einem mieden. Es ist kein großes magnetisches Feld vornan-Teil der Hauptsekundärwicklung 13, während die den, das wegen des gesättigten Eisens aus dem Trans-Gleichstromanschlüsse zu den Ausgangsanschlüssen formator als Streufeld austritt, und, was sogar noch 21, 22 des Konstanthalters herausgeführt sind. Diese wichtiger ist, die Inflexibilität des Sättigungsverhaltciii werden durch einen Filterkondensator 23 überbrückt. 15 eines Kernes ist beseitigt. Die Funktion des sich sätti-Die Hilfssekundärwicklung 14 wird einerseits durch genden Kernes wird durch das an die Hilfssekundärdie Reihenschaltung einer Induktionsspule 26 und wicklung 14 angeschlossenen Netzwerk geliefert, d. h, eines Wechselstrom-Halbleiterschalters 27, der allge- durch die Induktionsspule 26, den Triac 27, der mein als Triac bekannt ist, und andererseits durch ein Widerstand 28 und den Integrierkondensator 29. Der Spannungsintegrierglied, das die Reihenschaltung ao Rest dos Netzwerks, der die Brücke 31 und den Traneines Widerstandes 28 und eines Integrierkonden- sistor 32 enthält, liefert die Rückkopplung, wie noch sators 29 enthält, überbrückt. erläutert wird. Da die Hilfssekundärwicklung 14 an

Der Triac 27 ist ein dreipoliger Triodenschalter, der die Wicklung 13 eng gekoppelt ist, ist die Spannung in der Lage ist, Strom in beiden Richtungen zu leiten, über beiden Wicklungen im wesentlichen proportional, und zwar ansprechend auf die Zufuhr eines Nieder- »5 Die Kombination aus Widerstand 28 und Integrierspannungsimpulses und relativ geringer Stromstärke kondensator 29 integriert die über der Hilfssekundärzwischen seine Steuer- und Kathodenelektroden, und wicklung 14 erscheinende Spannungswellenform, so stellt somit eine steuerbare Wechselstromschalteinrich- daß die Spannung am Integrierkondensator 29 proportung mit Thyristorverhalten dar. Die Erfindung ist tional zum Zeitintegral der Spannung arn Rcsonanzjedoch nicht auf die Verwendung solcher Schalter be- 30 kondensator 18 ist. Die ausgezogene Kurve 36 im Diaschrenkt, da jede äquivalente Vorrichtung oder Vor- gramni A der F i g. 2 zeigt die idealisierte Spannungsrichtungskombination hierfür verwendet werden wellenform am Resonanzkondensator 18, und die auskönnte, gezogene Kurve 37 im Diagramm B der'F i g. 2 zcict

Zwei Zener-Dioden 25 und 30 sind gegensinnig in die Spannungswellenform am Integrierkondensator 29. Reihe geschaltet und liegen zwischen der Steuerelek- 35 Zu den Zeitpunkten I₁ und I₂ wenn die Spannung am trode des Triac 27 und der Verbindungsstelle zwischen Integrierkondensator 29 die Durchbruchspannung der-Widerstand28 und Kondensator 29. Die Wechsel- jenigen Zener-Diode 25 oder 30 erreicht welche gerade stromanschiüsse eines weiteren Vollwegbrückengleich- in Sperrichtung vorgespannt ist — was durch die richters 31 liegen am Widerstand 28, und die Gleich- Linien 39 und 38' im Diagramm B in F i g 2 dargestromanschlüsse liegen an der Emitter-Kollektor- 40 stellt ist — zündet der Triac 27 um die Induktions-Strecke eines Transistors 32. Ein Potentiometer 33 spule 26 direkt parallel zur Hilfssekundärwicklung 14 liegt parallel zu den Ausgangsanschlüssen 21 und 22, zu schalten. Wegen der engen Kopplung zwischen den und der Potentiometerabgriff ist an der Basis des Wicklungen 13 und 14 ist dies elektrisch äquivalent zu Transistors 32 angeschlossen. Schließlich verbindet einer direkten Parallelschaltung der Spule 26 mit der eine Zener-Diode 34 den Emitter des Transistors 32 45 Wicklung 13. Folglich entlädt sich der Resonanzknnmit dem Ausgangsanschluß 22 und ist entgegen der densator 18 über die relativ niedrige Impedanz eier Durchflußrichtung des Transistors 32 gepolt. Spule 26 und des Triacs 27 und lädt sich wegen der

Die Schaltung nach F1 g. 1 arbeitet in einer Weise, Induktivität unter entgegengesetzten Vorzeichen erneut die den Betrieb einer typischen, ferroresonanten auf. Wie allgemein bekannt, läuft der Strom vom Schaltung simuliert. Eine Wechselstromspeisespan- 50 Kondensator 18 tatsächlich durch die Wicklung 13 nung an der ersten linearen Induktivität (Primärwick- induziert einen ähnlichen Strom in der Hilfssekundärlung 12) erzeugt eine entsprechende Wechselspannung wicklung 14, der seinerseits durch die Spule 26 und den über der zweiten Induktivität (Hauptsekundärwick- Triac 27 geht. Wenn der Kondensator 18 zu den Zeithing 13). Die Ausgangsspannung eines Teils der punkten /, und /₄ in F i g. 2 vollständig ungeladen ist letzteren Wicklung wird durch die Brücke 19 gleich- 55 fällt der Strom durch den Triac 27 auf Null ab und gerichtet und durch den Kondensator 23 geglättet, um der Triac sperrt. Die Spannungswellenform 36 ist da-Gleichstrom zu den Anschlüssen 21 und 22 zu liefern. her die gleiche Wellenform, wie diese erhalten würde Wenn ausgangsseiüg Wechselstrom gewünscht wird, wenn der Kern 11 zu den Zeitpunkten / und t tatso kann dieser selbstverständlich direkt von der Wick- sächlich gesättigt worden wäre Die Spule 26 ist norlung 13 oder einem Teil derselben abgenommen wer- 60 malerweise von relativ niedriger Induktivität die so den. Bei einer typischen ferroresonanten Schaltung gewählt ist, daß sie mit dem Resonanzkondensator 18 geht der sättigbare Kern nach Erreichen eines be- bei einer Frequenz in Resonanz kommt, die mehrere stimmten Zeitmtegrals der Spannung in die Sättigung, Male höher ist als die Eineanesfreauenz. um eine ά. h., das Produkt aus Spannung über einer Sekundär- schnelle Umkehr der Spannungen Kondensator 18 wicklung und aus der Zeit bis zur Sättigung bleibt 65 und damit eine relativ rechteckige Spannungsweüen- konstant. form zu Gleichrichtungs- und Filteizwecken zu erhal-

Wenn der Kern gesättigt ist, entlädt sich der Reso- ten Ist eine mehr gerundete AiJ£5Sgeweht, nanzkondensator und ladt sich unter entgegengesetz- so kann ein höherer Wert der Induktivität der Spule 26

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gewählt werden. Tatsächlich kann mit einer solchen stärker leitend und reduziert den effektiven Wert des

höheren Induktivität eine viel bessere Wellenform für Integrierwiderstandes, und der Integrierkondensator 29

einen ausgangsseitigen Wechselstrom als mit einer lädt sich rascher auf. Folglich zündet der Triac 23

üblichen ierroresonanten Schaltung erhalten werden. früher, und zwar zum Zeitpunkt /„ in dem Halbzyklus.

Die Wiildungszahlen der Sekundärhilfswicklung 14 5 Die gestrichelte Kurve 39 im Diagramm B der F i g. 2 und desjenigen Teils der Wicklung 13, der an der zeigt die schnellere Ladegeschwindigkeit des Integrier-Brücke 19 liegt, sind überhaupt nicht kritisch. Sie wer- kondensators 29, die zum Zeitpunkt /₆ beginnt und die den hauptsächlich so gewählt, daß sie innerhalb der Vorverlegung der Triac-Zündzeit auf dem Zeitpunkt /„. Nennspannungen der verschiedenen Spannungskom- Wie oben erläutert, wird, wenn der Triac früher im ponenten arbeiten. Tatsächlich können in denjenigen io Zyklus gezündet wird, weniger Energie zum Ausgang Fällen, in welchen eine geschlossene Regelschleife in jedem Halbzyklus gegeben, und der Resonanzkonnicht erforderlich ist, alle anderen, an die Wicklungen densator lädt sich auf eine niedrigere Spannung auf, 13 und 14 angeschlossenen Komponenten an eine ein- wie dieses durch die gestrichelte Kurve 41 im Diazige Sekundärwicklung mit oder ohne Abgriffen auge- gramm A der F i g. 2 dargestellt ist. Wenn die Ausschlossen werden. 15 gangsspannung abfällt, reduziert sich das Fehlersignal,

Sind der Ohmsche Widerstand und die Kapazität und die Integrierkonstante, d. h., die Steigung der der Integrierschaltung von konstantem Wert, so simu- Kurve 39 nähert sich ihrem ursprünglichen Wert, liert die Regelschaltung einen typischen ferroresonan- Änderungen in der Ausgangsspannung, gleichgültig ob ten Regler, der in jedem Halbzyklus bei einem kon- sie nun von Frequenzänderungen oder von anderen stanten Wert des Zeitintegrals der Spannung gesättigt 20 Ursachen herrühren, werden in der gleichen Weise wird. Die simulierte Schaltung der Erfindung hat korrigiert. Da die Integrierschaltung fortfährt, den jedoch den weiteren Vorteil, daß sie gegenüber Fre- Triac zu einem Zeitpunkt in seinem Zyklus zu zünden, quenzänderungen weniger empfindlich ist und die der eine Funktion des Zeitintegrals der Spannung des Lastregelung etwas verbessert, da die Regelung nach Resonanzkondensators ist, werden Eingangsspanden Wicklungsabfällen auftritt. Des weiteren ist, weil 25 nungsänderungen automatisch auch ohne die Rücksich, wie erwähnt, der Kern 11 nicht tatsächlich sättigt, kopplungsschaltung kompensiert,
das äußere Magnetfeld niedrig, und es ist kein nennens- Damit wird der Ferroresonanz-Betriebsart eine gewerter Kernverlust vorhanden. Dieses führt zu einem schlossene Rückkopplungsschleife zugefügt, um eine beträchtlich verbesserten Wirkungsgrad bei schwachen sehr einfache billige und wirksame Leistungsregelein-Belastungen. 30 richtung zu erhalten. Weil die ferroresonante Wirkung

Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des Erhalts einer die ist, ohnehin Eingangsspannungsänderungen prakeinstellbaren Ausgangsspannung kann jedoch zusatz- tisch zu kompensieren, wird relativ wenig Verstärkung lieh zu den vorstehenden Vorteilen erhalten werden, in der Rückkopplungsschleife benötigt. Weil kein sich wenn der Widerstand 28 der Integrierschaltung vari- sättigender Kern benutzt ist, sind hohe äußere Magnetabe! gemacht wird. Wenn der Widerstand 28 geändert 35 felder beseitigt. Wenn die Apparatur zur Abgabe von wird, ändert sich die Integrationskonstante und des- geregeltem Wechselstrom benutzt wird, können für halb der Wert des Zeitintegrals der Spannung, bei den Brückengleichrichter 19 natürlich Schwachstromweichem der Triac 11 zündet. Ein kleinerer Wider- dioden benutzt werden, die nur das Potentiometer 33 standswert liefert daher eine frühere Triac-Zündung zum Erhalt eines Fehlersignals aussteuern müssen,
und eine niedrigere Ausgangsleistung. 40 Der Gleichstromweg durch den Transistor 32 und

Der Zweck des Brückengleichrichters 31, des Tran- die Brücke 31 erfordert eine Entkopplung zwischen

sistors 32, der Zenerdiode 34 und des Potentiometers dem Fehlerfeststell-Potentiometer 33 und dem Inte-

33 ist der, den effektiven Integrierwiderstand als eine grierwiderstand 28. Folglich könnten beide nicht über Funktion der Äusgarigsspannung zu andern und damit die gleiche Wicklung gelegt werden. Der Resonanzeine Rückkopplungsregelung in geschlossener Schleife 45 kondensator 18 kann jedoch entweder an die Wickzu erhalten. Die am Widerstand 28 auftretende Wech- lung 13 oder die Wicklung 14 angeschaltet sein, oder selspannung wird durch die Brücke 31 gleichgerichtet auch an eine dritte, eng hieran gekoppelte Wick- und erscheint fiber die Kollektor-Emitter-Strecke des lung.

Transistors 31 und der Zenerdiode 34. Die Zenerdiode Da es die Funktion der Zenerdiode 34 ist, eine Be-

34 halt den Emitter auf einer konstanten Bezugs- 50 zugsspannung im Vorspannungskreis des Transistors spannung. Ausgangsspannungsänderungen, die an den 32 zu erzeugen, kann sie in Serie mit der Basis des Anschlössen 21 und 22 auftreten, treten auch im durch Transistors geschaltet werden. Die Haupterwägung ist die Abgriffseinstellung des Potentiometers 33 gege- dabei die Größe des Stron.s durch die Zenerdiode, der benen Verhältnis an der Basis des Transietors 32 auf, zum Aufrechterhalten eines Durchbruches benötigt um dessen Vorspannung zu ändern. Wenn die Vor- 55 wird. Zusatzlich kann ein Widerstand zwischen die spannung wegen einer Änderung in der Ausgangs- Anode der Diode 34 und den Anschluß 2Ϊ aus Grünklemmenspannung solcherart geändert wird, ändert den thermischer Stabilität geschaltet werden.

sich die Leitfähigkeit der Kollektor-Emitter-Strecke, Die Kombination der entgegengesetzt gepolten

die den Widerstand 28 effektiv überbrückt, und damit Zenerdioden 25 und 30 kann, insbesondere bei niedder Integrierwiderstandswert. ⁶° ngen Audio-Franienzen, ersetzt werden durch einen

Die Rückkopplungsschaltung ist zur Kompensation in zwei Stromrichtungen wirksamen Diodenschwellyon Last- und Frequenzänderungen wie folgt wirksam: wertschalter, der üblicherweise als Diac bezeichnet Es sei eine Zunahme der Auegangsklemmenspannung wird. Der Diac ist in der Lage, Strom in beiden Richangenommen, die beispielsweise durch eine plötzliche tragen, ansprechend auf eine Spannung oberhalb Abnahme des Laststroms zum Zeitpunkt t_s auftrete, 65 seiner Düfehbrüchspannung oder auf einen Impuls wie dieses durch den gestrichelten Teil der Kurve im hin, zu leiten. Da im Gegensatz zu einer Zenerdiode Diagramm C der Fig. 2 (Spannung am Konden- die Spannung an einem Diac praktisch auf Null nach sator 23) dargestellt ist. Der Transistor 32 wird dann Einsetzen der Leitung abfällt, würde die Wellenform

entsprechend dem Diagramm B der F i g. 2 nicht lan- fallen und der Triac und das Integriernetzwerk an du

ger zutreffen. Anschlüsse 121 und 122 angeschlossen werden.

Eine äquivalente Alternativspannung zum Entladen Die Schaltung nach Fig. 5 enthält einen Transfordes Resonanzkondensators 18 über die Wicklung 14, mator311 mit einem Mittelschenkel 312 und zwei die insbesondere bei höheren Frequenzen brauchbar 5 äußeren Schenkeln 313 und 314. Auf dem Mittelschenist, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Schaltung nach kel 312 sind eine Primärwicklung 316, eine Sekundär-F i g. 3 kann einfach statt des innerhalb des gestrichel- wicklung 317 und eine dritte Wicklung 318 gewickelt, ten Rechteckes 40 liegenden Schaltungsteils in F i g. 1 Magnetische Nebenschlußglieder 319 und 320 mit in die Schaltung eingesetzt werden. Der Triac 27 ist Luftspalten 321 trennen die Primärwicklung von den dabei durch zwei entgegengesetzt gepolte gesteuerte io anderen beiden Wicklungen, um einen Leckflußweg zu Gleichrichter 127 und 227 ersetzt worden, wobei In- bilden und dadurch die Primär-Sekundär-Kopplung duktionsspulen 126 und 226 in Reihe mit denen ent- in der für ferroresonante Schaltungen üblichen Weise sprechenden Anoden liegen. Die Induktionsspulen zu reduzieren.

können auf den gleichen Kern gewickelt werden, falls Die Wechselstromanschlüsse einer Vollweg-Gleich-

dieses gewünscht ist. Um die richtige Polarität zur Zün- 15 richterbrücke 322 sind an die Wicklung 318 ange-

dung der gesteuerten Gleichrichter zu erhalten, ist der schlossen und die Gleichstromanschlüsse dieser Brücke

Integrierkondensator 29 in zwei Kondensatoren 129 sind zu Gleichstromausgangsanschlüssen 323 und 324

und 229 aufgeteilt worden, wobei der Integrierwider- herausgeführt. Ein Filterkondensator 325 liegt parallel

stand 128 zwischen diesen beiden gelegen ist. Da die zu den Ausgangsanschlüssen. Ein Resonanzkonden-

Steuerelektroden der gesteuerten Gleichrichter nicht »o sator326 liegt parallel zur Sekundärwicklung 317;

bipolar sind, können die Zenerdioden 130 und 230 zwei Verbundwicklungen 327 und 328 befinden sich

nicht durch einen einzelnen Diac ersetzt werden. Der auf dem äußeren Schenkel 313 und 314 und sind, in

variable Integrierwiderstand 128 kann selbstverständ- unterstützender Serienbeziehung in Reihe mit einem

lieh durch die Brücke 31 und die Rückkopplungsschal- Triac 329, parallel zu einem Teil der Sekundärwick-

tung der F i g. 1 überbrückt werden. as lung 317 geschaltet.

Die Schaltung nach F i g. 3 arbeitet in äquivalenter Eine Integrierschaltung, die die Reihenschaltung

Weise mit ihrem Gegenstück innerhalb des gestrichel- eines Widerstandes 331 und eines Integrierkonden-

ten Rechteckes 40 in F i g. 1. Die Kondensatoren 129 sators 332 enthält, ist zu einem anderen Teil der Wick-

und 229 laden sich in Serie von der Spannung an der lung 317 parallel geschaltet. Zwei Zenerdioden 333 und

Wicklung 14 über den Widerstand 128 auf. Die Span- 30 334, die entgegengesetzt gepolt in Serie geschaltet sind,

nung an jedem Kondensator ist proportional zum Zeit- verbinden die Verbindungsstelle von Kondensator 332

integral der Spannung am Resonanzkondensator 18. und Widerstand 331 mit der Steuerelektrode des Triac

Während des Halbzyklus, wenn die Spannung an der 329. Die Wechselstromanschlüsse einer Vollweggleicli-

Spitze des Diagramms positiv ist, zündet der gesteuerte richterbrücke 336 sind an den Widerstand 331 anee-

Gleichrichter 127 an derjenigen Stelle, wo die Span- 35 schlossen. Die Gleichstromanschlüsse der Brücke 336

nung am Kondensator 129 die Durchbruchsspannung liegen über der Emitter-Kollektor-Strecke eines Tran-

der Zenerdiode 130 überschreitet. Daraufhin wird die sistors 337. Ein Potentiometer 338 ist zwischen die

Induktionsspule 126 über die Wicklung 14 gelegt. Im Ausgangsanschlüsse 323 und 324 geschaltet, und sein

entgegengesetzten Halbzyklus wird der gesteuerte Abgriff ist mit der Basis des Transistors 337 verbunden.

Gleichrichter 227 gezündet, wenn die Spannung am 40 Schließlich liegt eine Zenerdiode 339 zwischen der

Kondensator 229 die Durchbruchsspannung der Zener- Ausgangsklemme 324 und dem Emitter des Transi-

diode 230 überschreitet, so daß die Induktionsspule 226 stors 327.

an die Wicklung 14 gelegt wird. Sperrt der Triac 329, so daß die Verbundwicklungen

Ferner kann die Erfindung auch auf den ferro- 327 und 328 offengehalten sind, so verhält sich die resonanten Zwei-Kern-Reglertyp, ebenso wie auf den 45 Schaltung in der typischen ferroresonanten Weise. In Ein-Kern-Typ nach F i g. 1 angewandt werden. Dieses jedem Halbzyklus wird der ganze Teil des Transforkann leicht bewerkstelligt werden, wenn das in F i g. 4 matorkernes unterhalb der magnetischen Nebenschlußdargestellte Schaltungsnetzwerk für denjenigen Teil glieder 319 und 320 bei einem bestimmten Wert des der F i g. 1 substituiert wird, welcher innerhalb des Zeitintegrals der Spannung an der Wicklung 317 gestrichpunktierten Rechteckes 42 gelegen ist. Eine 50 sättigt. Der Resonanzkondensator 326 kommt mit der lineare Induktivität 112, die in Reihe mit dem Wechsel- niedrigen, gesättigten Induktivität der Wicklung 317 in Stromeingang liegt, übernimmt die Rolle der als Pri- Resonanz, und entlädt sich, um sich unter der entmärwicklung ausgebildeten linearen Induktivität 12. gegengesetzten Polarität erneut aufzuladen, wobei der Die Primärwicklung J13 eines Transformators 115 Kondensatorstrom durch die Wicklung 317 fließt, liegt parallel zum Ausgang, um die Rolle der Haupt- 55 Wenn die Spannung an der Primärwicklung 316 zusekundarwicklung 13 tu übernehmen, und die Sekun- nimmt, wird der Kern früher gesättigt, um den undarwicklung 114 des Transformators 115 übernimmt mittelbaren Halbzyklus zu beenden, und die durchdie Rolle der als zweite Induktivität dienenden Hijfs- schnittliche Ausgangsspannung bleibt, wie oben erwicklung 14 in F i g. 1. Der Resonanzkondensator 18, läutert, konstant Das magnetische Nebenschlußglied die Induktionsspule 26 und der Triac 27 führen die 60 319 bildet einen Weg für den überschüssigen Primärgleiche Funktion aus wie in der Schaltung nach F i g. 1. ' fluß, der die Sekundärwicklung und die dritte Wick-Die WechselstromanscTilüsse der Brücke 19 sind selbst- lung nicht koppelt, um zu ermöglichen, daß deren verständlich mit den' Anschlüssen 121 und 122 in Spannung konstant bleibt, während sich die Ein-F i g. 4 verbunden, um in den Ausgang einzuspeisen. gangsspannung ändert. Da die Ausgangswicklung 318 "Wie im Ein-Kern-Falf ist eine Entkopplung zwischen 65 eng an die Wicklung 317 angekoppelt ist, bleiben ihre Potentiometer 33 und Widerstand 28 beibehalten. jeweiligen Spannungen ir Phase und im gleichen Ver-"Wenn jedoch eine geschlossene Rückkopplungsschleife hältnis. nicht erforderlich ist, kann der Transformator 115 ent- Die Gleichstromausgangsspannung an den An-

Schlüssen 323 und 324 ist daher gegenüber Änderungen in der Eingangsspannung geregelt.

Die Wirkungsweise der Verbundwicklungen, des Triacs und der Integrierschaltung können an Hand der F i g. 6 leichter verständlich gemacht werden. Die Wellenform A ist die Spannung über der Ausgangswicklung 318; die Wellenform B ist die Spannung über dem Integrierkondensator 332; die Wellenform C ist die Spannung über dem Triac 329; die Wellenform D ist die Spannung über der Verbundwicklung 328 und die Wellenform E ist der Strom durch den Triac 329. Sämtliche Wellenformen sind über einer gemeinsamen Zeitabszisse aufgetragen.

Da die Integrierschaltung, die den Widerstand 331 und den Kondenstor 332 enthält, parallel zu einem Teil der Wicklung 317 geschaltet ist, ist die Spannung am Integrierkondensator 332 proportional zum Zeitintegral der Spannung über der Wicklung 318. Wie aus F i g. 6, Wellenform B ersichtlich, ist diese Spannung eine Wechselspannung mit trapezförmiger Wellenform.

Die Wellenform B wird von den Durchbruchsspannungen 341 und 342 der Zenerdioden 333 und 334 geschnitten. Wenn die Integrierkondr-nsator-Spannung die Durchbruchsspannung derjenigen Zenerdiode erreicht, welche gegenwärtig in Sperrichtung vorgespannt ist, zündet der Triac 329, um die Verbundwicklungen 327 und 328 parallel zu einem Teil der Wicklung 317 zu schalten. Dieses tritt zum Zeitpunkt Z₁ in F i g. 6 auf, während der Fluß im Transformatorkern gleichförmig ansteigt. Eine jede Wechselspannungsquelle in Phase mit der Spannung an der Wicklung 317 kann benutzt werden; jedoch ist die Spannung von Abgriffen an der Wicklung 317 am bequemsten. Wie aus den Wellenformen C und D ersichtlich, fällt, wenn der Triac zündet, sein Potential auf praktisch Null, und die Spannung über der Verbundwicklung 328 springt auf ihren Maximalwert. Da sich die Wicklungen 327 und 328 in Serie unterstützen, erzeugt der Triac-Strom ein FIuB-Inkrement, das in der einen Wicklung nach unten und in der anderen Wicklung nach oben gerichtet ist. Diese Richtungen sind in F i g. 5 durch die Pfeile 350 bzw. 351 angegeben. Der magnetische Hauptfluß im Mittelschenkel 312 teilt sich auf die Schenkel 313 und 314 auf, wie dieses durch die Pfeile 352 bzw. 353 dargestellt ist. Der von der Verbundwicklung 328 herrührende Fluß unterstützt daher den Hauptfluß, während der von der Verbundwicklung 327 herrührende Fluß dem Hauptfluß entgegengerichtet ist. Folglich wird beim Zünden des Triacs 329 die Sättigung des Schenkels 314 beschleunigt und die des Schenkels 313 verhindert. Die iin Mittelschenkel 312 auftretende Flußabnahme infolge der Wicklung 327 wird jedoch durch die FIuIizünahme infolge der Wicklung 328 kompensiert, und die Spannung an der Wicklung 317 bleibt unbeeinflußt. Der Huß im Schenkel 314 fährt fort, bis zur Sättigung zum Zeitpunkt /₂ zuzunehmen, wonach er dann nicht weiter anwachsen kann. Zu diesem Zeitpunkt fällt die Impedanz der Wicklung 328 ab, und das Flußinkrsment des Triacstroms in der Wicklung 327 nimmt zu. Da dieses Inkrement nicht länger der Gegenwirkung eines Flußinkrementes der Wicklung 328 ausgesetzt ist, veranlaßt es daß der bisher stetig zunehmende Fluß im Mittelschenkel 312 au^ört, weiter zuzunehmen, und daß die Impedanz der Wicklung 317 aofällt Daraufhin entlädt sich der Resonanzkondensator 326 hauptsächlich über die Wicklung 317 und ladt sich unter entgegengesetztem Vorzeichen in der typischen ferroresonanten Weise auf. Die Entladung des Resonanzkondensators 326 beginnt zum Zeitpunkt r₂, und die Wiederaufladung findet bis zum Zeitpunkt t₃ statt. Der Triac 329 fährt mit seiner Leitung über die Wicklungen 327 und 328 fort, bis er in der Lage ist, sich selbst zum Zeitpunkt r₄ abzuschalten. Seine Spannung steigt dann unmittelbar an, um die Spannung an der Wicklung 317 wiederzugeben.

Der Zeitpunkt in dem Zyklus, wenn der Kern 314 gesättigt wird, bestimmt daher den Zeitpunkt im

ίο Zyklus, wenn sich der Resonanzkondensator 326 umlädt und bestimmt deshalb die Ausgangsspannung, gerade so wie die Kernabmessungen eines typischen ferroresonanten Transformators den Zeitpunkt bestimmen, in welchem sein Resonanzkondensator sich umlädt, und seine Ausgangsspannung bestimmen. Wenn die Umladung im Zyklus früher auftritt, wird die Ausgangsspannung reduziert, und umgekehrt. Da der Transformatorschenkel 314 eine fixierte Spannungs-Zeit-Fläche zur Sättigung erfordert, wird, wenn der Triac 329 bei einem fixierten Wert des Zeitintegrals der Spannung zündet, eine konstante Spannung am Ausgang der Wicklung 318 bei sich ändernden Eingangsbedingungen aufrechterhallen. Die Schaltung arbeitet daher mit allen Vorteilen eines typischen ferroresonanten Reglers, wobei sich aber nur ein Teil des Transformatorkernes sättigt. Folglich sind die Kernverluste wesentlich geringer und ist das äußere Magnetfeld stark reduziert. Dieses liefert einen stark verbesserten Wirkungsgrad bei schwachen Belastungen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil einer einstellbaren Ausgangsspannung kann zusätzlich zu den vorstehenden Vorteilen erreicht werden, wenn der Integrierwiderstand variabel gemacht wird. Die Wellenform der F i g. 7, die Spannungen und Ströme an den

gleichen Schaltungspunkten der entsprechenden Wellenform der F i g. 6 darstellen, zeigen das Verhalten, wenn der Integrierwiderstand 331 reduziert wird Man sieht, daß der Triac im Zyklus zum Zeitpunkt f, früher zündet. Der Zeitpunkt t₂ hat seine Lage nicht geändert, weil die Frequenz, bei der der Speisequelle, die an die Primärwicklung 316 angeschlossen ist, bleiben muß und die Sättigung des Kerns 328 das Ende jedes Halbzyklus bestimmt. Die schraffierten Gebiete unter den Wellenformen D in F i g. 6 und 7 stellen das Zeitintegral der Spannung der Wicklung 328 dar. Da zur Sättigung des Schenkels 314 ein bestimmtes Zeitintegral der Spannung erforderlich ist, muß die schraffierte Fläche unter der Kurve in F i g. 7 gleich der unter der Kurve in F i g. 6 sein. Bei einem kleineren Einschnitt des schraffierten Gebiets in F i g. 7 infolge der Spannung am Triac, können die beiden Flächen nur gleich sein, wenn die Amplitude der Wellenform D in F i g. 7 niedriger ist Daher liefert ein niedriger Wert des Integrierwiderstandes eine niedrigere Ausgangsspannung.

S5 Der Zweck des Brückengleichrichters 336, des Transistors 337, der Zenerdiode 339 und des Potentiometers 338 ist, den effektiven Integrierwiderstand als eine Funktion der Ausgangsspannung zu ändern und dadurch eine Regelung mit geschlossener Rückkopp-

lungsschleife zu bilden. Die über dem Widerstand 331 erscheinende Wechselspannung wird an der Brücke 336 , gleichgerichtet und erscheint über der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 337. Die Zenerdiode 339 hält den Emitter auf konstanter öezugsspannung

Die an den Ausgangsanscblüssen 323 und 324 erscheinenden Änderungen in der Ausgangsspannung erscheinen gleichfalls im Verhältnis zu der Einstellung des Abgriffes des Potentiometer 328 an der Basis des

13 14

Transistors 327, um dessen Vorspannung zu ändern. tungsteils in die Schaltung nach F i g. 5 eingefügt wer-Wenn sich wegen einer Änderung der Ausgangsklem- den kann, ist eine alternative Ausführungsforrn, bei menspannung die Vorspannung solcherart ändert* der eine Verbundwicklung enthält, ohne daß das Verwird die Leitfähigkeit der Kollektor-Emitter-Strecke, halten des Reglers gefährdet ist. In diesem Fall ist der die den Widerstand 331 überbrückt, geändert, und des- 5 Triac 329 direkt über die Verbundwicklung 327 gelegt halb auch der Wert des Integrierwiderstands. und dient dazu, sie kurzzuschließen, statt sie an eine

Die Rückkopplungsschaltung arbeitet zur Kompen- Spannungsquelle anzuschließen. Der Transformatorsation von Änderungen in der Last und Frequenz wie schenkel 314 wird immer noch in jedem Halbzyklus gefolgt: sättigt, und die Wellenformen der F i g. 6 und 7 treffen

Wenn die Ausgangsklemmenspannung infolge io immer noch zu. Unmittelbar vor dem Zeitpunkt /, ist

einer Abnahme der Belastung oder infolge einer Zu- die Spannung über der Wicklung 318 steüg, und der

nähme in der Frequenz oder Eingangsspannung zuzu- Magnetfluß in allen drei Transformatorschenkeln

_ηαΙ.~.ο~ ~ .~u*. „usUt „.-.j. j.\. ^v-^iii,». >"i.M ,fja 1111 u ι ig iiiiiiiiu mcuj: /-U. /-um Z-ciiiJuiiM Z₁ uucibCnreilCl üie

am Transistor 337, um den Transistor stärker leitend Spannung über dem Integrierkondensator 332 die zu machen. Mit einem stärker leitenden Nebenschluß 15 Durchbruchsspannung des Zenerdiodenpaars 333, 334 über dem Widerstand 331 wird der Gesamt-Integrier- und der Triac 329 zündet, um die Wicklung 327 kurzwiderstand reduziert, und der Integrierkondensator 332 zuschließen. Der Kurzschluß erzeugt einen zirkulierenlädt sich rascher auf. Folglich zündet im Halbzyklus der den Strom, der den Fluß im Schenkel 313 daran hin-Triac329 früher Wie oben erläutert, wird bei einer dert, weiterhin zuzunehmen. Der Fluß im Mittelfrüheren Zündung des Triacs im Halbzyklus weniger 20 schenkel 312 fährt jedoch fort, mit seiner ursprüng-Spannung zum Ausgang in dem Halbzyklus gegeben, liehen Geschwindigkeit zuzunehmen, und die Span- und die Ausgangsspannung sucht wieder abzufallen. nung an der Wick!'ing318 bleibt stetig. Der Fluß im Damit wird eine geschlossene Rückkopplungsschleife Schenkel 313 ist festgehalten, die Zuwachsgeschwindigdem ferroresonanten Betrieb hinzugefügt, so daß eine keit des Flusses im Schenkel 314 verdoppelt sich, um sehr enge Regelung dei Ausgangsspannung sowohl 25 die fortdauernde Flußzunnhme im Mittelschenkel zu gegenüber Laständerungen als auch gegenüber speise- unterstützen. Folglich wird der Schenkel 314 zum quellenseitigen Änderungen erhalten wird. Was jedoch Zeitpunkt /₂ gesättigt, eine weitere Flußzunahme im vielleicht noch wichtiger ist, ist die Einfachheit und der Mittelschenkel 312 wird verhindert, und der Resonanz-Wirkungsgrad, mit dem dieses entsprechend der Erfin- kondensator lädt sich über die Wicklung 317 wie bei dung bewerkstelligt wird. Wie oben vermerkt, wird 30 der Ausführungsform nach Fig. 5 um.
nur ein Teil des Kerns in Sättigung getrieben, um den Der Gleichstromweg durch den Transistor 337 und ganzen Fluß zu steuern. Es sei weiter vermerkt, daß die Brücke 336 erfordert eine Entkopplung zwischen der Strom in den Verbundwicklungen nicht den Ge- dem Fehlerfeststellpotentiometer 338 und dem Intesamtfluß steuern, sondern nur ein Flußinkrement, da, grierwiderstand 331. Folglich können beide nicht an wenn es zum Hauptfluß addiert wird, ausreichend ist, 35 die gleiche Wicklung angeschlossen werden. Der Resoden Sättigungszeitpunkt zu steuern. Zusätzlich fließt, nanzkondensator 326 kann jedoch entweder über die wenn sich die Ladung des Resonanzkondensators als Wicklung 317 oder die Wicklung 318 gelegt werden, Folge der Sättigung des Schenkels 314 umkehrt, der oder aber auch über eine dritte Wicklung, die hieran Kondensatorstrom durch die Wicklung 317 statt durch eng gekoppelt ist.

die Verbundwicklungen und den Triac 329. Als Folge 40 Da es die Funktion der Zcnerdiode 339 ist, eine Be-

hiervon kann ein kleiner Triac-Strom zur Steuerung zugsspannung im Vorspannkreis des Transistors 337

eines großen Ausgangsstroms benutzt werden. Bei zu erzeugen, kann sie auch in Serie mit der Basis des

einem wie vorstehend beschrieben konstruierten Reg- Transistors geschaltet werden. Die Haupterwägung ist

ler, dessen Ausgangsspannung 50 Volt beträgt, die auf dabei die Größe des Stroms durch die Zenerdiode, der

±l°/o im Strombereich von Null bis 100 Ampere aus- 45 zum Aufrechterhalten eines Durchbruchs benötigt

geregelt ist, ist der Triac-Strom kleiner als 10 Ampere wird. Zusätzlich kann ein Widerstand zwischen die

und der Vollast-Wirkungsgrad annähernd 90%. Der Anode der Diode 339 und den Anschluß 323 aus

Regler ist daher tatsächlich billig, einfach und wir- Gründen einer thermischen Stabilität geschaltet wer-

kungsvoll. den.

Die Windungszahlen desjenigen Teils der Wicklung 5° Die Ausführungsform nach Fig. 8 kann auch als

317, welcher parallel zur Integrierschaltung gelegen ist Zwei-Kern-Typus aufgebaut werden, wie dieses in

und desjenigen Teils» welcher parallel zu den Verbund- F i g. 9 dargestellt ist. Statt der Primärwicklung 316 in

Wicklungen geschaltet wird, sind nicht kritisch. Jede Fig. 5 ist eine lineare Induktivität416 in Reihe mit

wird nur bezüglich der Nennwerte der Schaltungskom- der Wechselstromquelle und der Wicklung 317 vorge-

ponenten und der Spannungen ausgewählt, welche zur 5S sehen. Wie in Fig. 5 liegt der Resonanzkondensator

Zündung des Triacs bzw. zur umkehrung der Ladung 326 über der Wicklung 317. Die restlichen Komponen-

des Ferrokondensators erforderlich sind. ten sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen und

Die Schaltung nach F i g. 8, die statt des durch das sind in der gleichen Weise, wie in F i g. 5 und 8 dafge-

gestrichelte Rechteck 361 in F 1 g. 5 umgrenzten Schal- stellt, geschaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Induktivität, die in Reihe mit der Quelle geschaltet ist, einer zweiten, sättigbaren Induktivität und einem ersten Kondensator, die parallel zur Last geschaltet sind.

   Solche Spannungskonstanthalter sind bekannt (deutsche-Zeitschrift »Industrie-Elektrik und Elektronik«, 1964, Nr. 7/8, S. 137 bis 139) und werden seit mehr als zwei Jahrzehnten mit Vorteil benutzt.

   Der Kondensator überbrückt die zweite, sättigbare

   Patentansprüche:

   1. Ferroresonanter Spannungskonstanthalter zwischen einer Wechselstromquelle und einer Last, mit
   einer ersten, linearen Induktivität, die in Reihe mit
   der Quelle geschaltet ist, einer zweiten Induktivität
   und einem ersten Kondensator, die parallel zur
   Last geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur zweiten Induktivität j^er jvonaensaior uDerorucKi aie zweite, satugDare (13, 113, 318) erstens in einem induktiven Strom- io Induktivität und ist üblicherweise nahezu auf Resopfad, dessen Impedanz wesentlich geringer als die nanz mit der ersten linearen Induktivität abgestimmt. Impedanz der zweiten Induktivität ist, eine Steuer- Alternativ können sowohl die lineare Induktivität als bare Wechselstromschalteinrichtung mit Thyristor- auch die sättigbare Induktivität auf einen einzigen verhalten (27. 127. 227. 329Ϊ πηΗ ™->;^<·;~ ~— τ,«.,..*—.„-♦-.-ι.-.-.. .»■·* -l-i·«-.·»-!. ™"«"""^J" -"^ weiteren Strompfad ein Spannungsintegrierglied, 15 koppeltem Eingang und Ausgang gewickelt werden, enthaltend eir«.n Integrierkondensator (29, 129, In diesem Fall sitzt die Eingangswicklung auf einem 229, 332). angeordnet sind, und die Spannung an nicht in die Sättigung geführten Teil des Transfordem Integrierkondensator dem Steuereingang der matorkernes und die Ausgangswicklung auf einem steuerbaren Schalteinrichtung derart zugeführt ist, sättigbaren Teil. Bei beiden Ausführungsformen wird daß diese in jeder Wechselspannungshalbwelle bei 20 in jedem Halbzyklus des Eingangswechselstroms die einer bestimmten Mindestspannung an dem Inte- sättigbare Induktivität in die Sättigung geführt, und grierkondensator eingeschaltet wird. die Impedanz der Induktivität fällt ab. Der Konden-

   2. Spannungskonstanthalter nach Anspruch 1, sator tritt in diesem Zustand mit der gesättigten Indadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Schalt- duktivität in Resonanz, um sich rasch über die zweite einrichtung ein Halbleiterschalter ist und in Reihe 25 Induktivität zu entladen und sich unter entgegengemit diesem eine Induktionsspule (26) geschaltet ist. setzten Vorzeichen wieder aufzuladen. Hierauf fällt

   3. Spannungskonstanthalter nach Anspruch 1, der Kern aus der Sättigung. Der Ausgangswechseldadurch gekennzeichnet, 6dQ die steuerbare Schalt- strom, der zum Erhalt eines Gleichstroms gleicheinrichtung aus zwei ^ntiparallelgeschalteten gerichtet werden kann, wird am Kondensator abgesteuerbaren Gleichrichtern (127, 2~7) besteht, mit 3° nommen. Wenn sich die Spannung des Kondensators denen je eine Induktionsspule (126, 226) in Reihe umkehrt, kehrt sich deshalb die Ausgangsspannung liegt, und für jed;n steuerbaren Gleichrichter je ein um, und der Ausgangs-Halbzyklus ist beendigt. Ein Integrierkondensator (129, 229) vorgesehen ist. sättigbarer Kern erfordert jedoch eine bestimmte

   4. Spannungskonstanthalter nach Anspruch 1, Spannung-Zeit-Fläche seiner Säuigungswicklungsdadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der 35 kennlinie, um sich zu sättigen. Wenn daher die Ein-Lastspannung ein auf diesen ansprechender Rück- gangsspannung zu- oder abnimmt, wird der Kern im 1 1 1—.·- t . . . . betroffenen Halbzyklus früher oder später in die

   Sättigung geführt, aber das Spannung-Zeit-Produkt jedes Halbzyklus der Ausgangsspannung ist konstant. 40 Wenn daher die Eingangsfrequenz konstant ist, muß unter der Voraussetzung eines konstanten, stetigen Zustandes und einer konstanten durchschnittlichen Zeitperiode pro Ausgangshalbzyklus die Ausgangs-

   _D .o.c.jmwi«), jjijuiiuucr spannung konstant sein. Infolgedessen haben Ände-

   Wechselstromanschlüsse einer Vollweggleichrich- 45 rungen in der Eingangsspannung wenig Einfluß auf die terbrücke (31, 336) geschaltet und an die deich- Ausgangsspannung, und man erhält dadurch eine Stromanschlüsse der Brücke die Emitter-Kollektor- Konstanthaltung gegenüber Eingangsspannungsände-Strecken eines Transistors (32, 337) angeschlossen rungen.

   ist, dessen Impedanz in Abhängigkeit von der Die Vorteile dieser bekannten Schaltungen sind

   Differenz der Lastspannung und der Spannung 5° allgemein bekannt. Sie können sehr wirksam, einfach eines Bezugsspannungselementes gesteuert ist. und zuverlässig gebaut werden. Sie liefern gute Aus-

   6. Spannungskonstanthalter nach Anspruch 1, gangsspannungsregelung bei Änderungen in der Netzdadurch gekennzeichnet, daß die erste Induktivität spannung, sorgen für Unterdrückung von eingangs- und die zweite Induktivität durch einen gemein- seitigem Rauschen, sind von Hause aus gegen aussamen Transformator mit einem Eisenkern gebildet 55 gangsseitige Kurzschlüsse geschützt, haben einen sind,^ der einen die Primär- und eine Sekundär- guten Eingangsleitungsfaktor und liefern eine vergleichsweise rechteckige Ausgangswellenform, die sich besonders gut für Gleichrichtung und Filterung eignet. Andererseits sind diese ferroresonanten Schaltungen ⁶⁰ verschiedenen Nachteilen unterworfen. Der idealisierte Ausdruck für die durchschnittlich induzierte Ausgangsspannung ergibt sich allgemein als

   Eau.9. = 4 ANFBsäit. ■ 10~⁸,

   65 worin A die Querschnittsfläche des sich sättigenden

   Die Erfindung bezieht sich auf einen ferroresonanten Kerns, N die Anzahl der Windungen in der Ausgangs-Spann, u-igskonstanthalter zwischen einer Wechsel- wicklung. F die Frequenz und B_Sau. die zur Sättigung stromquelle und einer Last, mit einer ersten, linearen des Kerns erforderliche Flußdichte bedeuten. Wie ans

   , _o «... *·-. uivjbij aiiapicV-llCllUCI K.UCK-

   kopplungskreis derart vorgesehen ist, daß die Aufladungsgeschwindigkeit des Integrierkondensators (29, 129, 229, 332) in Abhängigkeit von der Lastspannung geändert wird.