DE2254531C3

DE2254531C3 - Stromversorgungsschaltung mit Magnetverstärker

Info

Publication number: DE2254531C3
Application number: DE19722254531
Authority: DE
Inventors: Horst 1000 Berlin Beeken
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-11-04
Filing date: 1972-11-04
Publication date: 1978-05-11
Also published as: DE2254531A1; DE2254531B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf sine Stromversorgungsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Stromversorgungsschaltung ist aus der DE-OS 1961 907 bekannt Sie ist aber bei Verwendung als Hochspannungsversorgung, die zwei Teilspannungen für unterschiedlichen Strombedarf liefern soll, verbesserungsbedürftig, was anhand eines Beispieles für die Hochspannungsversorgung eines Klystrons erläutert werden sol!:

Urn die zur Hochspannungsversorgung eines Klystrons erforderliche Leistung möglichst klein zu halten, ist es üblich, die für den Hochfrequenz-Betrieb erforderliche Strahlspannung (des Klystrons) in zwei Teilspannungen für den unterschiedlichen Strombedarf zu zerlegen und diese beiden Spannungen getrennt zu erzeugen. Man zerlegt beispielsweise eine Hcchfrequenz-Strahlspannung von 23 kV in eine Kollektorspannung von 19 kV mit einem Strom von 5 Ampere und eine sogenannte Kollektorabsenkspannung von 4 kV mit einem Strom von 0,5 Ampere, die man in separaten

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spannung für das Klystron zeitweise ebenfalls eine Spannung von 4 kV benötigt wird, hat sich der Wunsch ergeben, denjenigen Teil des Netzteiies, der zur Erzeugung der Kollektorabsenkspannung dient gleichzeitig zur Erzeugung der Getterspannung heranzuziehen, so daß sich ein zusätzliches Netzteil zum Erzeugen der Getterspannung erübrigt

Der zur Getterung des Klystrons erforderliche Strom beträgt allerdings nur einige Mikroampere. Bei einer derart kleinen Belastung läßt sich die Ausgangsspannung des bekannten Netzteiles mit Magnetverstärker als Stellglied nicht mehr ausreichend stabilisieren, da der Abschlußwiderstand, resultierend aus der minimalen Last außerhalb des Arbeitsbereiches des Magnetverstärkers liegt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für stark schwankende Belastung eine Stromversorgungsschaltung mit Magnetverstärker zu verwirklichen, welche anstelle von zwei gesonderten Netzteilen, die bisher erforderlich waren, zur stabilen Versorgung mit zwei

m Teilspannungen verwendet werden kann, wobei beim Belastungswechsel die gelieferte Gleichspannung nur um einen vorgegebenen Betrag schwanken darf.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst

«5 Durch die Erfindung ist es möglich, eine Stromversorgungsschaltung zur Versorgung von elektronischen Bauelementen oder Schaltungen mit hoher Spannung auch für stark schwankende Belastungen mit einem Magnetverstärker oder ähnlichen Bauelementen auszurüsten, die bei Leerlauf keine stabile Arbeitsweise und damit keine ausreichende Konstanthaltung der Ausgangsspannung ermöglichen. Eine einzige Stromversorgungsschaltung läßt sich damit für verschiedene Anwendungsfälle benutzen, die bisher gesonderte Stromversorgungsschaltungen erforderlich machten. Die durch die Induktivität zusätzlich erzeugte Blindstromkomponente erweist sich nicht als nachteilig, da bei derartigen Stromversorgungsschalt jngen ohnehin eine netzseitige Blik.dstromkompensation vorgenommen werden muß, so daß die zur Kompensation des zusätzlichen Anteils erforderlichen Mittel im Vergleich zu der durch die Erfindung erzielten Verbesserung als unbedeutend anzusehen sind

Die erforderliche Induktivität des auf den Magnetverstärker folgenden zweiten Transformators wird durch den Luftspalt von vorher zu bestimmender Breite erzeugt Da dieser Transformator ohnehin vorgesehen ist so sind zum Erzielen der mit der Erfindung beabsichtigten Wirkung keine zusätzlichen Bauelementeerforderlich.

Zur Anpassung an die unterschiedlichen Betriebszustände kann weiterhin ein Umschalter vorgesehen sein zur Heranziehung einer Teilspannung, die der bei der kleinen Belastung auftretenden Ausgangspannung der Stromversorgungsschaltung proportional ist zur Regelung des rviagnetverstärkers für den Faii der Abtrennung des ersten Transformators durch den Schalter.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

In der Fig. is' ein Stromlauf plan eines Netzteils zur GSeichspannungsvcrscrgung 2. B. eines Klystrons aus einem Drehstromnetz dargestellt Magnetverstärker 1 bis 3 sind mit drei Phasen 4 bis 6 eines Drehstromnetzes verbunden. Zum Erzielen einer großen Symmetrie der Brummspannung auf möglichst einfache Weise ist jedem magnetverstärker ein Stromwandler 7 bis 3 nachgeschaltet der unmittelbar auf den zugeordneten Magnetverstärker zurückwirkt Die Ausgänge der Magnetverstärker sind schließlich Ober Schalter 10 und 11 mit Transformatoren 12, 13 und Gleichrichtern verbunden, welche aus dem eingangsseitigen Drehstrom die erforderlichen hohen Gleichspannungen erzeugen. Den Gleichrichtern sind Siebglieder 14,15 nachgeschaltet welche eine Glättung des Gleichstromes bewirken. Am Ausgang des Siebgliedes 14 liegt die Kollektorspannung des Klystrons, während am Ausgang, des Siebgliedes 15 die Kollektorabsenkspannung abgenom-

men werden kann.

Bei dem Transformator 12 handelt es sich um einen hoher Leistung der üblichen Bauart ohne Luftspalt. Als Transformator 13 jedoch ist ein Schnittbandkerntransformator verwendet worden, in den sich naturgemäß ein berechneter Luftspalt leicht einbringen läßt Damit ist, selbst wenn der Schalter 10 geöffnet und der Schalter 11 geschlossen ist, der stabile Betrieb der Magnetverstärker bei fehlender Ausgangsbelastung des Netzteiies durch den erforderlichen induktiven Blindstrom sicher- '° gestellt

Da die Typengröße des Transformators durch den Betrieb zur Erzeugung der Kollektc^rabsenkspannung mit eÜTsm Strom von 0,5 A bestimmt -Λ, ändert sich die Typengröße des Schnittbandkerptransf.. n-tors 13 '5 durch den Luftspalt nur sehr girinpRsgi- -^a für die Typengröße die Resultierende aus de. ¥.^r k- und der Blindleistung maßgeblich ist, die jzd™¹· aucdn den nicht sehr hohen Anteil der Blindici. ■ .g nicht wesentlich größer aia die Wirkleistung ':zt

In einem Block 16 ist ϊ.*> zu speisende Klystron schematisch dargestellt Ein Spannungsteiler 17, der über einen Schalter 18 von der Stromversorgungsschaitung getrennt werden kann, dient zur Speist ng einer Modulationsanode 30. Beim Normalbetrieb des KIystrons sind die Schalter 10,11 und 18 geschlossen. Über einen Spannungsteiler mit den Widerständen 19 und 20 und einen Umschalter 21 wird eine den Ausgangsspannungen beider Transformatoren 12, 13 proportionale Teilspannung auf einen Regler 22, der in integrierter Bauweise ausgeführt sein kann, zurückgeführt Der Regler 22 wirkt seinerseits direkt auf die Magnetverstärker 1 bis 3 ein. Während die Rückführung vom Ausgang der Stromversorgungsschaltung, & h. von den Siebgliedern 14, 15, in erster Linie zum Ausgleich langsamer Belastungsänderungen dient, ist eine zusätzliche Rückführung für schnellere Schwankungen von den spannungsgeregelten Ausgängen der Magnetverstärker 1 bis 3 über einen Gleichrichter 23 und einen Kondensator 24 auf den Eingang des Reglers 22 vorhanden. Beim normalen Betrieb des Klystrons sind Phasenschieberkondensatoren 25 über einen Schalter

26 dem Eingang der Stromversorgungsschaltung parallel geschaltet

Für die Getterung des Klystrons werden die Schalter 10,18 und 26 geöffnet und Spannungsteilerwiderstände

27 und 28 werden über den Umschalter 21 mit dem Regler 22 verbunden, so daß jetzt lediglich eine der Spannung an dem Siebgüed 15 (Kollektorabsenkspannung, welche jetzt zur Gettenmg verwendet wird) proportionale Teilspannung zur Regelung der Magnetverstärker herangezogen wird. Wägend über einen Getteranschluß 29 des Klystrons nur em Strom von wenigen Mikroampere fließt, ist infolge des eingefügten Luftspaltes des Transformators 13 wegen des fließenden Blindstromes für die Magnetverstärker 1 bis 3 trotzdem ein stabiler Betrieb möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stromversorgungsschaltung mit wenigstens einem Magnetverstärker, dessen Ausgang mit zwei Transformatoren verbunden ist und mit mindestens einer Rückführung zur Beeinflussung des Magnetverstärkers, die von einem Schaltungspunkt zwischen dem Ausgang des Magnetverstärkers und den Transformatoren ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transformator (12) für hohe Leistung ausgelegt ist und durch einen Schalter (10) abtrennbar ist, daß der zweite Transformator (13), der nur eine kleine Belastung für den Magnetverstärker (1—3) darstellt, angeschlossen bleibt und daß der zweite Transformator (13) einen Luftspalt aufweist, welcher bei der kleinen Belastung im zweiten Transformator (13) den zur Stabilisierung seiner Ausgangsspannung durch den Magnetverstärker (1—3) erforderlichen induktiven Blindstrom hervorruft.

2. Strom', tfsorgungsschaltung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Transfer mator (13) ein Schnittbandkerntransformator ist

3. Stromversorgungsächaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall der Abtrennung des ersten Transformators (12) durch den Schalter (10) ein Umschalter (21) zur Heranziehung einer Teilspannung vorgesehen ist, die der bei der kleinen Belastung auftretenden Ausgangsspannung der Stromversorgungsschaltung proportional ist