DE2008903C3 - Hochspannungsgenerator - Google Patents

Description

CL₂

< 0

(D

dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern des im zweiten Stromkreis liegenden induktiven Bauelements (5) sättigbar ist und ferner die Induktivität Li und der ohmsche Widerstandswert Λι im ersten Stromkreis so gewählt sind, daß die folgenden Beziehungen gelten

CL₁

< 0,

L₁ > L₂

(2)

(3)

35

2. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des zweiten induktiven Bauelements (5) ein Ferritkern ist.

3. Hochspannungsgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem induktiven Bauelement (5) des zweiten Stromkreises eine Vormagnetisierungsspule (10, 12) magnetisch gekoppelt ist, um die Magnetflußänderung im Kern dieses induktiven Bauelements (5) zu steuern.

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsgenerator mit einem ersten Stromkreis, der eine Spannungsquelle, ein induktives Bauelement aus Spule mit Magnetkern und einen Kondensator in Reihenschaltung enthält, und mit einem zweiten Stromkreis, der ebenfalls den Kondensator und zusätzlich ein induktives Bauelement aus Spule mit Magnetkern und ein spannungsabhängiges bidirektionales (symmetrisches) Schaltelement in Reihenschaltung aufweist, wobei die Kapazität Cdes Kondensators sowie die Induktivität Li des zweiten induktiven Bauelements und der ohmsche Widerstandswert R2 im zweiten Stromkreis so gewählt sind, daß

CL,

< 0.

(D

Um die zum Zünden von Gasentladungslampen oder Verbrennungskraftmaschinen erforderliche hohe Zündspannung und Augenblicksleistung zu erzielen, ist es bekannt, einen hochtransformierenden Transformator zu verwenden. Dieser hat jedoch große Abmessungen ijnd ein verhältnismäßig hohes Gewicht

So beschreibt beispielsweise die USA.-Pateatschrift 27 99 809 einen Kondensatorentladungs-Impulsgenerator, bei dem der Kondensator aus einer Wechselspannuägsquelle über einen hochtransformierenden Transformator, einen zweiten Kondensator und über Gleichrichter und einen hochohmigen Widerstand nach dem Spannungsverdopplerprinzip aufgeladen wird. Die Entladung erfolgt oszillatorisch über eine Spule und eine Funkenentladungsstrecke. Die Aufladung nach dem Spannungsverdopplerprinzip setzt notwendigerweise die Verwendung mehrerer Bauelemente, wie Gleichrichter und Kondensatoren, voraus, während der Transformator mit einer sich zeitlich ändernden Spannung betrieben werden muß, um sekundärseitig eine Wechselspannung zu erhalten. Falls der Betrieb mittels einer Gleichspannung gewünscht wird, muß ein Wechselrichter od. dgl. zwischengeschaltet werden. Dies ist aufwendig. Ferner muß der Ladestromkreis so stark gedämpft sein, daß eine Entladung des Hauptkondensators durch Eigenschwingungen vermieden wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungsgenerator der eingangs genannten Art mit oszillierender Ausgangsspannung anzugeben, der bei geringerem Aufwand an Bauelementen wahlweise unmittelbar aus einer Gleichspannungsquelle oder einer Wechselspannungsquelle betrieben werden kann.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Magnetkern des im zweiten Stromkreis liegenden induktiven Bauelements sättigbar ist und ferner die Induktivität Li und der ohmsche Widerstandswert Äi im ersten Stromkreis so gewählt sind, daß die folgenden Beziehungen gelten

CL₁

L₁ > L₂

Bei diesem Aufbau wirkt der erste Stromkreis praktisch selbst wie ein Oszillator, so daß der Generator auch aus einer Gleichspannungsquelle betreibbar ist. . Die am Kondensator abgegriffene Ausgangsspannung führt Dauerschwingungen mit sehr hoher Amplitude aus, und dennoch kommt man mit einem verhältnismäßig einfachen spannungsabhängigen Schaltelement mit vergleichsweise niedriger Durchbruchspannung aus. Dies wird im wesentlichen durch das sättigbare induktive Bauelement im zweiten Stromkreis erreicht, das auf Grund seiner Eigenkapazität und seiner verschiedenen Induktivitäten im gesättigten und ungesättigten Zustand einen Parallelschwingkreis mit verschiedenen Resonanzschwingungen darstellt und einerseits für eine entsprechende Gegenspännung sorgt, die das frühzeitige Zünden des spannungsabhängigen Schaltelements vor dem Erreichen des die Durchbi uchspannung wesentlich überschreitenden Endwerts der Ausgangsschwingung verhindert, und andererseits für die zeitliche Steuerung der Zündung und Sperrung des spannungsabhängigen Schaltelements sorgt. Insgesamt kommt man mit sehr wenigen Bauelementen aus, zumal die ohmschen Widerstandswerte durch die ohmschen Verluste der Stromkreise gegeben sein können.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Hochspanungsgenerators _werden im folgenden an Hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

#Fig-l ^ein Prinzipschaltbild des Hochspannungsgenerator, die _s

i:Fig-2A ^{bis 2C} Ersatzschaltbildei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 für verschiedene Betriebsphasen,

; Fig-3A bis 3D den zeitlichen Verlauf der Spannungen und Ströme in verschiedenen Betriebsphasen des ■Hochspannungsgenerators,

ν ρ ig. 4 ein ausführlicheres Prinzipschaltbild des Hochspannungsgenerators,

λ. ρ ig. 5 ein Schaltbild einer praktischen Ausführung des Hochspannungsgenerators, bei dem beide Stromfo-eise mit Wechselspannung betrieben werden,

F i g. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem eine Yormagnetisierungsspule mit dem Kondensator in Reihe geschaltet und mit dem sättigbar en induktiven Bauelement des zweiten Stromkreises magnetisch gekoppelt ist, um die Schwingungsenergie steuern zu können,

ρ i g. 7 ist ein Schaltbild einer anderen Ausführung, bei der eine Vormagnetisierungsspule in Reihe mit dem linearen induktiven Bauelement geschaltet ist

Nach Fig. 1 besteht der Hochspannungsgenerator aus einem ersten Stromkreis, der eine Gleichspannungsquelle 1, einen Betriebsschalter 2, ein lineares induktives Bauelement 3 in Form einer Spule mit Eisenkern und einen Kondensator 4 enthält und aus einem zweiten Stromkreis, der den Kondensator 4 ebenfalls, ein nicht lineares oder sättigbares induktives Bauelement 5 in Form einer Spule mit Eisenkern und einer verteilten Kapazität (Eigenkapazität) sowie ein spannungsabhängiges Schaltelement 6 aufweist, das durch Anlegen einer vorbestimmten Spannung leitend bzw. geschlossen wird. Der erste Stromkreis ist durch entsprechende Wahl der Induktivität Li des induktiven Bauelements 3 und der Kapazität C des Kondensators 4 so eingestellt, daß er Eigenschwingungen ausführen kann. Die Werte der Bauelemente des zweiten Stromkreises sind ebenfalls so eingestellt, daß dieser Stromkreis Eigenschwingungen ausführen kann.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 beruht sehr wesentlich auf der Ausnutzung der Energie, die in der verteilten Kapazität c' des sättigbaren induktiven Bauelements 5 gespeichert ist, das eine Gegenschwingung hervorruft Nachdem das sättigbare Bauelement 5 durch den über das leitende Schaltclement 6 fließenden Strom gesättigt worden ist, induziert das Bauelement 5 eine Gegenspannung durch die Geger.schwingung, wenn das Schaltelement 6 geöffnet wird und das induktive Bauelement 5 in den ungesättigten Zustand zurückkehrt. Die Energie wird in der verteilten Kapazität c' während des vorhergehenden leitenden Zustands des Schaltelements gespeichert. Dann wird das Schaltelement 6 durch die Differenzspannung zwischen der Ausgangsspannung am Kondensator 4 und der die Gegenspannung aufweisenden Klemmenspannung am Bauelement 5 betrieben. Wenn die am Schaltelement 6 anliegende Differenzspannung die Durchbruchspannung des Schaltelements 6 erreicht, drosselt das ungesättigte induktive Bauelement 5 kurzzeitig den Stromfluß durch das Schaltelement 6. Bei dem linearen induktiven Bauelement 3 kann es sich um eine Drosselspule für Entladungslampen handeln, während der Kern des sättigbaren induktiven Bauelements 5 eine etwa rechteckförmige Hysteresekennlinie und eine hohe Güte Q aufweist, wie man sie bei Verwendung von Mn-Zn-Ferritmaterialien erhält

Das spannungsabhängige Schaltelement 6 ist ein Hochgeschwindigkeits-Schaltelement, z. B. eine bidirektionale Thyristordiode oder ein symmetrisches Silicium-Schaltelement, das durch Anlegen einer Durchbruchspannung in den leitenden Zustand und durch Verringern des Stroms unter den Haltestrom in den nichtleitenden Zustand gebracht werden kann.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird auf das Schaltbild nach Fig.4, die Ersatzschaltbilder nach den Fig.2A bis 2C und die Zeitdiagramme nach den Fig.3A bis 3C Bezug genommen. Dabei werden die einzelnen elektrischen Größen wie folgt abgekürzt:

E Spannung der Gleichspannungsquelle 1,

Li Induktivität des induktiven Bauelements 3 im ersten Stromkreis,

R\ ohmscher Widerstandswert oder Verlustwiderstandswert im ersten Stromkreis,

C Kapazität des Kondensators 4,

ec Klemmenspannung am Kondensator 4 als Ausgangsspannung,

L· Induktivität des sättigbaren induktiven Bauelements 5,

Is der Wert von La im gesättigten Zustand des sättigbaren induktiven Bauelements 5,

Iu der Wert von L· im ungesättigten Zustand des induktiven Bauelements S,

r' ohmscher Parallelersatzwiderstand,

c' parallele Ersatzkapazität oder verteilte Kapazität,

Ri ohmscher Widerstandswert oder ohmscher Verlustwiderstandswert im zweiten Stromkreis, doch tritt während des Schwingungszustands nur der Parallelersatzwiderstand r' des induktiven Bauelements 5 in Erscheinung,

/1 Eingangsstrom,

ic Ladestrom des Kondensators, ic Entladestrom des Kondensators, h Strom durch Schaltelement 6 (= /1 + ic) und V» Durchbruchspannung des Schaltelements 6.

Wenn bei der Schaltung nach F i g. 1 der Betriebsschalter 2 geschlossen wird, haben die Ausgangsspannung E der Spannungsquelle 1, die Klemmenspannung ec am Kondensator 4 (weiterhin Ausgangsspannung genannt) und der Eingangsstrom i\ den in den F i g. 3A und 3B dargestellten Verlauf. Das heißt, der Verlauf des Eingangsstroms /1 nimmt in Abhängigkeit von der Zeit exponentiell zu, während die Ausgangsspannung ec eine hochfrequente Schwingung mit in Abhängigkeit vom Eingangsstrom /1 zunehmender Schwingungsamplitude und Frequenz darstellt.

F i g. 3B zeigt einen Ausschnitt aus dem Diagramm nach F i g. 3A in vergrößertem Maßstab. Wie man sieht nimmt die Ausgangsspannung ev am Kondensator A zunächst durch Aufladung aus der Spannungsquelle zu Dann kehrt sich ihre Polarität durch Entladung über dai im Zeitpunkt fi leitend werdende Schaltelement 6 um um dann erneut durch Aufladung am Ende dei Entladung im Zeitpunkt fc erhöht zu werden. Da: Aufladen und Entladen wiederholt sich ständig, so dal auch die Maximalwerte der Ausgangsspannung allmäh lieh zunehmen. Gleichzeitig wird auch der Eingangs strom /1 bei jeder Umladung vergrößert, wobei sich sei: Augenblickswert entsprechend dem in Fig.3B untei dargestellten Verlauf ändert.

F i g. 3C stellt den stationären Zustand aller Spannungen und Ströme aus F i g. 3A in vergrößertem Maßstab dar. Im stationären Zustand ist der Entladestrom ic des Kondensators 4 größer als der Eingangsstrom Yi, doch ist der Verlauf von ic in Fi g. 3C in kleinerem Maßstab als der von Yi dargestellt. Auch die Klemmenspannung en des induktiver. Bauelements 5, in der eine Gegenspannung et auftritt, ist teilweise in Fig.3C dargestellt

Wie aus F i g. 3C zu ersehen ist, ist der Eingangsstrom Yi im wesentlichen gleichbleibend, und die Ausgangsspannung ec am Kondensator befindet sich im stationären Zustand. Man sieht ferner, daß die Klemmenspannung en und die Ausgangsspannung e_c im wesentlichen deckungsgleich sind, bis die Kurve von ei. auftritt, wie es in Fig.3C dargestellt ist, und daß die Differenzspannung zwischen der Klemmenspannung en und der Ausgangsspannung er durch Drosselung des Stromflusses durch das Schaltelement 6 kurzzeitig konstant gehalten wird, abe^r dennoch die Durchbruchspannung Vk) des Schaltelements 6 erreicht. Die zunehmende Steigung der Ausgangsspannung ec und der Klemmenspannung en ergeben eine große Differenz im Anfangsteil der Anfangsphase, wie es in Fig.3B dargestellt ist, doch sind die Steigungen im stationären Zustand schließlich einander gleich. Die Wiederholung der Auf- und Entladevorgänge in der Anfangsphase bewirkt so lange eine Erhöhung der Steigung der Ausgangsspannung ec, bis die Steigung der Ausgangsspannung ec gleich der Steigung der Gegenspannung et ist Wenn daher als Spannungsquelle eine Gleichspannungsquelle verwendet wird, nimmt der Eingangsstrom /1 zusammen mit der Ausgangsspannung ec am Kondensator 4 durch das Schließen des Schaltelements 2 allmählich zu, und nach einer vorbestimmten Zeit tritt der stationäre Betriebszustand ein. Für den Fall, daß als Spannungsquelle 1 eine Wechselspannungsquelle verwendet wird, wie es in F i g. 5 dargestellt ist, sind der Verlauf der Quellenspannung e, des Eingangsstroms /1 und der Ausgangsspannung ec in Fi g. 3D dargestellt. Da sich der Eingangsstrom Yi bei Verwendung einer Wechselspannungsquelle ebenfalls ändert ändern sich die Maximalamplitude und die Schwingungsfrequenz der Ausgangsspannung e_c ständig in Abhängigkeit vom Augenblickswert des Eingangsstrom /1.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 beschrieben. Hierzu können zwar mathematische Gleichungen verwendet werden, doch werden diese zur Vereinfachung weggelassen.

A. Wirkungsweise bei Verwendung
einer Gleichspannungsquelle

I. Betriebsphase von Null bis η
(zwischen t = Ound t = n).

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Wenn der Betriebsschalter 2 angeschlossen ist, ergibt sich das Ersatzschaltbild nach Fig.2A, bei dem der Kondensator 4 durch Anlegen der Quellenspannung E aufgeladen wird. ^₀

Da der Anstieg der Ausgangsspannung & verhältnismäßig langsam ist, wird der durch das Schaltelement 6 fließende Strom kaum durch die Induktivität des induktiven Bauelements 5 gedrosselt, so daß die Ausgangsspannung ec am Kondensator 4 praktisch unmittelbar an das Schaltelement 6 gelegt wird. Das heißt, im Zeitpunkt ft, in dem et = Vn ist, wird das Schaltelement leitend.

II. Betriebsphase von t\ bis fc (zwischen t = fi und t = fi).

Für diesen Fall gilt das Ersatzschaltbild nach F i g. 2B bei dem der geschlossene Stromkreis C-U-Ri-C ausgebildet wird und der Entladestrom Yc des Kondensators 4 in diesem Stromkreis fließt, so daß die Ausgangsspannung ec sehr schnell ihre Polarität ändert.

Wenn der starke Strom h = /1 + ic das sättigbare induktive Bauelement 5 in die Sättigung treibt, so daß es nur noch die sehr kleine Sättigungsinduktivität / aufweist, ändert die Ausgangsspannung ec während einer Halbwelle von h. ihre Polarität, und die Ersatzkapazität c' wird auf ec aufgeladen. Da Ri praktisch ungleich 0 ist, ist der absolute Wert von e< nach der Polaritätsumkehr jedoch etwas niedriger als die Durchbruchspannung Ve> im Vergleich zu dem Fall vor der Polaritätsumkehr.

Gleichzeitig bildet sich der geschlossene Stromkreis E— Li — Rt — Js-Rz-Eaus, in dem die Kapazität c'für den Fall Li > Λ und ferner R2 für den Fall R\ > Ri in bezug auf den Eingangsstrom /1 vernachlässigbar ist. Infolgedessen ist der durch das Schaltelement 6 fließende Strom η gleich der Summe aus Kondensatorentiadestrom ic und Eingangsstrom Yi (/2 = ic + i\). Da jedoch Yc sehr viel größer als Yi und der Eingangsstrom /1 praktisch konstant ist braucht nur das Verhältnis von η zu icbetrachtet zu werden. Wenn der zusammengesetzte Strom ή von seinem Maximalwert aus bis unter den Haltestrom des Schaltelements 6 abnimmt, wird letzteres gesperrt

III. Betriebsphase von fcbis η (zwischen f = fcund f = ö).

Für diesen Fall gilt das Ersatzschaltbild nach F i g. 2C, bei dem der Eingangsstrom /1 in dem geschlossenen Stromkreis E- Lx -R\- C- £ fließt und die Ausgangsspannung ecam Kondensator 4 verstärkt wird.

Wenn hierbei eine größe Induktivität Li und ein kleiner ohmscher Widerstandswert Rt gewählt sind, nimmt die Ausgangsspannung ec linear zu, und wenn das induktive Bauelement 5 weggelassen wird, wird das Schaltelement 6 wieder bei ec = Vm leitend, so daß eine Relaxations-Oszillation auftritt

Zum Schaltelement 6 ist jedoch das sättigbare induktive Bauelement 5 in Reihe geschaltet, und das induktive Bauelement 5 kehrt in seinen ungesättigten Zustand zurück, sobald das Schaltelement 6 nichtleitend (geöffnet) wird, so daß eine Gegenspannung eb auf Grund der Entladung der in c' gespeicherten elektrischen Energie induziert wird, wobei die Speicherung der elektrischen Energie in c'durch Aufladung von c'auf die gleiche Spannung wie die des Kondensators 4 in der vorhergehenden Phase erfolgte, wie es das Ersatzschaltbild nach F i g. 2B darstellt

Zur Veranschaulichung dieses Sachverhalts dient das Ersatzschaltbild des induktiven Bauelements 5 nach Fig.2C mit einer Induktivität L· im ungesättigten Zustand, einem ohmschen Parallelersatzwiderstand r' und einer Parallelersatzkapazität ei Das induktive Bauelement 5 bildet daher praktisch einen Parallelschwingkreis, in dem die Gegenspannung eb als ungedämpfte Schwingung auftritt, so daß die Spannung am Schaltelement 6 auf Grund der Gegenspannung eb unterhalb der Durchbruchspannung des Schaltelements 6 bleibt, um den StromfluB durch das Schaltelement 6 zu sperren.

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IV. Betriebsphase von febis U (zwischen t — ti und t = h).

Wenn die Differenzspannung zwischen der Gegenspannung ei>, die in dem induktiven Bauelement induziert worden ist, und der Ausgangsspannung ec am Kondensator 4 die Durchbruchspannung Vm des Schaltelements 6 erreicht, wird das Schaltelement leitend, jedoch nicht vollständig, und zwar wegen der Drosselung des Stroms durch die große Impedanz der Induktivität Ldes ungesättigten induktiven Bauelements 5

Daher steigt der Strom von einem kleinen Wert aus allmählich an, wobei das Schaltelement 6 im Zeitpunkt r = f4, in dem das induktive Bauelement 5 gesättigt ist, so daß es nur die sehr kleine Sättigungsinduktivität Is im Schwingungszustand aufweist, vollständig leitend ist.

V. Betriebsphase nach der Zeit i4(bei und nach ί = h).

Wie bereits erwähnt wurde, wiederholen sich Aufladungs- und Entladungsvorgänge des Kondensators 4, so daß die Ausgangsspannung ec allmählich zunimmt.

Vl. Stationärer Zustand

Der Verlauf der betrachteten elektrischen Größen im stationären Zustand ist in Fig.3C dargestellt, wobei der Eingangsstrom /1 ein im wesentlichen konstanter Gleichstrom ist. Und wenn die Induktivität L\ groß ist, kann die maximale Ausgangsspannung εψ™χ) auf ein beliebiges Vielfaches über die Quellenspannung E hinaus verstärkt werden. Ferner ist der Ladestrom ic des Kondensators 4 gleich /1. Die folgenden Gleichungen zeigen die Abhängigkeit der betrachteten Größen von den Schaltungsparametern:

'■ - R, IR₁ - ■■

+R₂)

wobei Γι die Spannungsdrosselungszeit ist und sich nach den folgenden Beziehungen ermitteln läßt:

r, Il - K² \

1 = -j— (Impulsbreite),

K =

T = 2.-T

B. Betrieb der Schaltung mit Wechselspannung.

Bei der Schaltung mit einer Wechselspannungsquelle an Stelle einer Gleichspannungsquelle eilt der Eingangsstrom /1 der Quellenspannung (e = Em sin o)l)um einen Phasenwinkel Φ nach, während die Ausgangsspannung λ·, wie es aus Fig.3D zu ersehen ist, eine modulierte Schwingung mit gleicher Phasenlage wie der Eingangsslrom /1 darstellt wobei beide Größen wie folgt mathematisch dargestellt werden können:

Die an den Klemmen des induktiven Bauelements auftretende Spannung eu einschließlich der Gegenspannung e* und die Schwingungsfrequenz /"lassen sich ebenfalls mathematisch darstellen. Die mathematischen Beziehungen sind jedoch zur Vereinfachung weggelas- Em sin (<ii/ — Φ)
7/7I₁ +R₂-I-R₁

Folgende Werte werden für die Schaltungselemente des Ausführungsbeispiels nach F i g. 4 bevorzugt:

Gleichspannungsquelle 1 = 70 Volt. Bauelement 3 = Drosselspule für 40-Watt-Entladungslampen mit einem Kernquerschnitt von 16 · 18 mm², 1780 Windungen und 0,706 H, Ri = 1 kQ bei 1 kHz und 100 Ω bei Gleichstrom, Kondensator 4 = 0,022 μΡ, induktives Bauelement 5 mit Iu = 383 mH, U = 0,3 mH, c' = 80 pF und r' = 5,2 kQ mit einem Mn-Zn-Ferritkern vom Typ El mit 220 Windungen, Schaltelement 6 = symmetrischer Siliciumschalter mit Vso = 65 Volt. R2 = 3 Ω, Güte (P des ersten geschlossenen Stromkreises = 4,5 bei 1 kHz und Güte C? des zweiten geschlossenen Stromkreises = 63 bei 14 kHz.

Etwa 3,5 Millisekunden nach dem Schließen des Betriebsschalters 2 konnte die Schaltung stabil (im stationären Zustand) betrieben werden, wobei folgende Werte festgestellt wurden: Schwingungsfrequenz f — 25 kHz, Ausgangsspannung ec = 440 V (Spitzwert), Eingangsstrom /1 = 0,55 A, Kondensatorentladestrom Zc= 1,12 A und der durch das Schaltelement 6 fließende Strom π = 1,24 A.

Bei einem Betrieb dieser Schaltung mit einer Wechselspannung von 70 V (effektiv) und 60 Hz (nach F i g. 5) an Stelle der Gleichspannung E und mit einem um 50 Ω geringeren Widerstandswert R\ ergaben sich die folgenden Werte im stationären Zustand:

Maximale Schwingungsfrequenz f = 25 kHz, Ausgangsspannung ec = 350 V (Spitzwert), Eingangsstrom /1 = 0,165 A, Kondensatorentladungsstrom ic = 0,45 A und Strom h = 0,49 A.

Die F i g. 6 und 7 stellen ein anderes Ausführungsbeispiel dar, bei dem eine Vormagnetisierungsspule 10 oder 12 mit kleiner Windungszahl mit dem Kondensator 4 oder dem linearen induktiven Bauelement 3 in Reihe geschaltet und mit dem induktiven Bauelement 5 im zweiten Stromkreis elektromagnetisch gekoppelt ist Diese Vormagnetisierungsspule wirkt als Steuerwick lung für die Ausgangsspannung et Wenn nämlich die Vormagnetisierungsspule 10 in der Schaltung nacr F i g. 6 magnetisierend gekoppelt und so angeordnet ist daß sie eine maximale Flußänderung und eine Erhöhung der Spannungsdrosselungszeit Ti bewirkt, sind di< Amplituden der Ausgangsspannung ec größer als di< nach F i g. 3D, so daß die Hüllkurve vergrößert wird Wenn ferner die Vormagnetisierung verringert wird wird die Schwingung durch die magnetische Sättigunj des Kerns bei einer bestimmten Stromstärke de Eingangsstroms η oder des Stroms ic unterbrochen, s( daß eine intermittierende Oszillation auftritt
Wenn die Vormagnetisierungsspule 10 dagegei

entmagnetisierend mit dem induktiven Bauelement 5 gekoppelt ist, ändert sich der magnetische Fluß so, daß die Drosselungszeit Ti verringert wird. Die Folge ist, daß sich die Amplitude der Ausgangsspannung ec nach F i g. 3D und die Hüllkurve der Ausgangsspannung ec in eine rechteckige Form ändern läßt.

Das Windungsverhältnis der Vormagnetisierungsspule 10 oder 12 zum induktiven Bauelement 5 ist sehr klein, z. B. 1/200 zur Steuerung der Ausgangsspannung ec und 20/200 zur Ausbildung einer intermittierenden Oszillation.

Ein Hochspannungsgenerator der beschriebenen Art ist zur Erzeugung einer schwingenden Ausgangsspannung mit sehr hoher Amplitude und sehr hoher Energie bei sehr einfachem Aufbau geeignet. Das bevorzugte Anwendungsgebiet sind Entladungslampen-Zündeinrichtungen. Der Generator ist jedoch auch für ähnlicht Anweiidungsfälle allein oder mit geringfügigen Zusätzen geeignet. Da ein spannungsabhängiges Schaltelement in Verbindung mit einem in Reihe geschalteten nichtlinearen induktiven Bauelement verwendet wird ergibt sich eine hohe Betriebssicherheit bei langer Lebensdauer.

Der Hochspannungsgenerator kann nicht nur in der verschiedensten Weise ausgeführt und auf verschiedensten Gebieten angewandt werden, sondern gewünschtenfalls auch mit einem geeigneten Impulsformer verwendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Hochspannungsgenerator mit einem ersten Stromkreis, der eine Spannungsquelle, ein induktives Bauelement aus Spule mit Magnetkern und einen Kondensator in Reihenschaltung enthält, und mit einem zweiten Stromkreis, der ebenfalls den Kondensator und zusätzlich ein induktives Bauelement aus Spule mit Magnetkern und ein spannungs- "° abhängiges bidirektionales (symmetrisches) Schaltelement in Reihenschaltung aufweist, wobei die Kapazität C des Kondensators sowie die Induktivität L· des zweiten induktiven Bauelements und der ohmsche Widerstandswert Rz im zweiten Strom- «5 kreis so gewählt sind, daß