DE2317860C3 - Spannungs-Regelschaltung mit einer Phasenanschnitts-Steuereinrichtung - Google Patents
Spannungs-Regelschaltung mit einer Phasenanschnitts-SteuereinrichtungInfo
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- G05F1/445—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being transistors in series with the load
Description
Diese Erfindung betrifft eine Spannungsregelschaltung zur Konstanthaltung der effektiven Verbrauchsspannung einer von einer nichtkonstanten Wechselstromquelle
gespeisten Last über einen von einer Phasenanschnitts-Steuereinrichtung in jeder Halbwelle
aktivierten Halbleiterschalter, vorzugsweise Tnyristor, enthaltend erstens eine Summierungseinrichtung, in der
eine konstante Bezugsgröße Ic und eine dem Ist-Wert
an der Last entsprechende zurückgekoppelte Ist-Größe If einen resultierenden Summenwert als Fehlerkriterium
bilden, zweitens ein beim Nulldurchgang der
Spannungshalbwellen rückstellbares Zeitglied dessen anschließende Laufzeit von dem Summenwert der
Summierungseinrichtung abhängig ist und drittens eine Kippschaltung, die, sobald die Laufzeit einen vorbestimmten
Schwellenwert erreicht, den Halbleiterschalter bis zum Ende der Halbwelle in den Leitzustand
schaltet.
Die erfindungsgemäße Spannungsregelschaltung ist eine vorteilhafte Weiterentwicklung einer durch die
deutsche Offenlegungsschrift 19 63 255 bekanntgewordenen Regelschaltung mit dem Zweck, eine bessere
Genauigkeit und Empfindlichkeit über einen breiteren Regelungsbereich zu erhalten bei einer einfacheren und
billig herstellbaren Schaltungsanordnung des Gerätes.
Eine derartige Spannungsregelschaltung ist zweckmäßig in elektrischen von Wechselstrom gespeisten
Versorgungsschaltungen für eine Last oder einen Energieverbraucher verwendbar, wo es bei schwankender
Speisespannung darauf ankommt, daß der Effektivwert der Verbrauchsspannung möglichst konstant
gehalten wird, um die richtige Funktion zu gewährleisten. Derartige Verbraucher von elektrischer Energie
oder Belastungen sind beispielsweise Heizeinrichtungen zur Schmelzung des pulverförmigen Toners in der
Fixierstation von elektrophotographischen Kopiermaschinen oder Hochgeschwindigkeitsdruckern oder Belichtungslampen
in diesen Kopiermaschinen bzw. -geräten. In einer solchen Fixierstation ist es wesentlich,
daß die Heizleistung konstant ist, um eine gleichmäßige Qualität der erstellten Kopien zu erhalten. 1st
beispielsweise die Heizleistung zu groß, dann wird das Kopierpapier versengt; ist hingegen die Heizleistung zu
niedrig, dann schmilzt der Toner nicht vollständig, und er verbindet sich nicht zuverlässig mit dem Papier. Bei
Beleuchtungslampen, deren Lichtleistung ebenfalls sehr stark von der Speisespannung beeinflußt wird, ergeben
sich beispielsweise bei der Aufbelichtung des Originalbildes auf eine photoelektrische Aufzeichnungsfläche
bei schwankender Lichthelligkeit ungleiche Entladungen in der photoelektrischen Schicht, was letztlich die
Ursache für eine ungleiche und unbefriedigende Qualität der Kopien sein kann.
Auch in Belichtungseinrichtungen für die Masken bei der Herstellung von sogenannten gedruckten Schaltun- γ,
gen sind derartige Spannungsregelschaltungen vorteilhaft anwendbar. Diese Regelschaltung für Wechselspannungen
kann vom Fachmann so geändert werden, daß sie auch für andere Verbrauchseinrichtungen, z. B.
Glühofen, Wärmeschränke und elektromotorische An- hl)
triebe, vorteilh; ft verwendbar ist.
Herkömmliche bekannte Regelgeräte, beispielsweise magnetische Spannungskonstanthalter, die zum Ausgleich
von Spannungsschwankungen des Versorgungsnetzes und zur Konstanthaltung der effektiven Ver- h-,
brauchsspannung an der Last dienen, sind relativ groß und aufwendig, wenn sie eine genau konstante
Verbrauchsspannung liefern, deren Effektivwert nur innerhalb «:nger Toleranzgrenzen schwankt. Außerdem
müssen bei einer Änderung der Speisespannung hinsichtlich ihres Nenn-Spannungswertes und der
Frequenz (z. B. von einem Land zu einem anderen) die Regelgeräte ausgetauscht oder die Transformatoren
und/oder die Impedanznetzwerke geändert werden, um die gewünschte effektive Spannung an der Last zu
erhalten.
Es sind verschiedene Regelgeräte und Regelschaltungen bekannt, die das Prinzip der Phasenanschnittsteuerung
verwenden, um die gewünschte Regelwirkung, beispielsweise eine konstante effektive Spannung bzw.
Leistung an der Verbrauchslast zu erhalten. Diese Regelschaltungen enthalten im Lastkreis einen steuerbaren
Halbleiterschalter, vorzugsweise zwei antiparallele Thyristoren, von denen jeweils einer bei einem
gesteuerten Zündwinkel einer Halbwelle bis zum Ende der Halbwelle in den Leitzustand schaltet, worauf er
wieder selbsttätig sperrt Durch die gesteuerte Verschiebung des Zünd- bzw. Leitwinkels des Halbleiterschalters
läßt sich somit die effektive Verbrauchsspannung bzw. Leistung an einer Last variieren bzw. bei
schwankender Versorgungsspannung konstant halten.
In der US-Patentschrift 33 40 460 sind Leistungsregelschaltungen
beschrieben, bei denen innerhalb einer veränderlichen Zeitspanne, die durch die Anstiegsflanke
einer sägezahnförmigen Ladespannung bis zu einem Schwellenwert begrenzt ist, eine variable Anzahl von
Halbwellen der Speisespannung die Last speist. Eine andere bekannte Regelschaltung, die den Effektivwert
der Ausgangsspannung einer Wechselstromquelle konstant hält, welche eine schwankende Speisespannung
liefert, ist in der US-Patentschrift 35 38 427 offenbart. Diese Regelschaltung enthält ein mit einer Brückenschaltung
verbundenes Fühlelement, dessen Widerstandswert sich in Abhängigkeit der Last stark ändern
kann, wodurch über einen DiFferentialverstärker der Zündwinkel für den steuerbaren Halbleiterschalter
entsprechend der IST-Spannung geändert wird, um die Spannungsabweichung auszugleichen. Die US-Patentschrift
35 22 522 betrifft eine Regelschaltung für die Verbrauchsleistung einer Last durch Konstanthaltung
des Effektivwertes der Verbrauchsspannung mittels Phasenanschnittsteuerung, indem ein von der schwankenden
Speisespannung abgeleiteter positiver Halbwellenstrom zur Aufladung der Kondensatoren in zwei
/?C-Gliedern dient, wobei die eine variable Ladespannung mit einer stabilisierenden Ladespannung verglichen
wird und die Differenz die Einschaltdauer eines Halbleiterschalters steuert. Eine andere Regelschaltung
zur Konstanthaltung des Effektivwertes einer Verbrauchsspannung bei schwankender Speisespannung ist
in der US-Patentschrift 35 73 604 angegeben. Bei dieser Regelschaltung erfolgt eine Kombination des Spannungsmittelwertes
mit der Spitzenspannung, und der aus dieser Kombination gewonnene Verhältniswert
wird mit einer stabilisierten Bezugsspannung verglichen. Der Uifferenzwert steuert die Einschaltperiode
eines Halbleiterschallers so, daß sich der Mittelwert und der Spitzenwert der Ausgangsspannung in entgegengesetzter
Richtung ändern.
In der US-Patentschrift 35 32 855 bzw. in der entsprechenden deutschen Offenlegungsschrift
19 63 25^ ist eine Spannungsregelschaltung für die
Stromversorgung der Schmel/fixiereinrichtung eines elektrophotographischen Kopiergerätes beschrieben.
Bei dieser bekannten Regelschaltung, welche eine Summierungseinrichtung mit einem Summenkondensa-
tor enthält, wird zur Konstanthaltung der effektiven Verbrauchsspannung, die am Verbraucher abfallende
IST-Spanniing in einen Rückkopplungsschaltkreis in
einen annähernd entsprechenden IST-Wert-Gleichstrom
//.· gewandelt, der als Entladestrom /; des Summenkondensators dient. Während der IST-Werl-Entladestrom
//.· in jeder Halbwelle nur vorhanden ist, wenn der Halbleiterschalter leitet, wird der Summenkondensator
stetig von einem konstanten Ladestrom /( aus einer Konstantstromquelle geladen. Bei normalen
Betriebszuständen, d. h. bei einer konstanten Netzspannung, ergibt sich als resultierender Summenwert des
Ladestromes /r und des IST-Wertstromes //.- am
Summenkondensator eine Ladungsspannung, die ein mit der Summierungseinrichtung verbundenes Zeitglied
so beeinflußt, daß der Halbleiterschalter während jeder Halbwelle bei einem gleichen Zündwinkel einschaltet,
so daß sich an der Last die gewünschte effektive Soll-Spannung ergibt. Bei einer Schwankung der
Netzspannungsamplituden ändert sich zunächst auch proportional die Verbrauchsspannung an der Last und
entsprechend auch der IST-Wert-Entladestrom //■ und demzufolge auch die resultierende Ladungsspannung
am Summenkondensator. Diese vom Soll-Wert abweichende Ladungsspannung beeinflußt in der nächsten
Halbwelle die Laufzeit des Zeitgliedes so, daß der Halbleiterschalter bei einem solchen Zündwinkel in den
Leitzustand schaltet, daß sich letztlich ein IST-Wert-Entladestrom
/c bildet, der die Fehlerabweichung der Ladungsspannung am Summenkondensator ausgleicht
und diese auf den Soll-Wert zurückführt. Diese bekannte Regelschaltung ist bestrebt, die während einer
Halbwelle auftretenden Spannungsabweichungen in der nächsten Halbwelle auszugleichen, so daß im Mittel eine
dem gewünschten effektiven Soll-Wert angenähert entsprechende Verbrauchsspannung an der Last ergibt.
Es ist ein Nachteil dieser bekannten Regelschaltung, daß sie verhältnismäßig unempfindlich und auch außerhalb
eines eng begrenzten Regelbereiches ungenau ist, da sie erstens nur die auf die Nenn- bzw. Soll-Spannung
bezogenen Spannungsfehler ausregelt und nicht den absoluten Fehler.
Unter dem Begriff »relativer Spannungsfehler« wird das Verhältnis, der wirklichen Speise-Wechselspannung
zum Nennwert der Netzspannung verstanden, welches im Bereich von üblich 1,15 bis 0,85 liegt. Unter dem
Begriff »absoluter Spannungsfehler« wird die wirkliche Spannungsabweichung von beispielsweise +20V bis
-20 V bei einer Netzspannung von 220 V verstanden. Ein zweiter Nachteil der bekannten Regelschaltung
besteht darin, daß sie nur annähernd den effektiven Wert der Verbrauchsspannung an der Last konstant
hält, weil die Schaltungsanordnung in der Summiereinrichtung nur einen automatischen Ausgleich zwischen
der mittleren und der effektiven Spannung ermöglicht.
Ein anderer Nachteil dieser bekannten Regelschaltung ist der, sdaß ihre Gleichrichtereinrichtung, die die
IST-Wertspannung an der Last in einen IST-Wertstrom
If umformt, nur einen größenmäßig angenäherten
pulsierenden Gleichstrom an die Summierungseinrichtung liefert und daß diese Gleichrichtereinrichtung nicht
symmetrisch aufgebaut ist. Für die positiven und die negativen Rückkopplungsssignale der IST-Spannung
sind verschiedenartige Stromkreise vorgesehen, die sehr genau abgestimmte Widerstände benötigen und
eine sorgfältige Einstellung erfordern, um einen IST-Wertstrom // zu erhalten, der annähernd der
effektiven IST-Spannung an der Last proportional ist.
Zusammenfassend ergibt sich, daß die bekannter Regelschaltungen oder Regelgeräte zum schneller
Ausgleich von Schwankungen der einen oder mehrere Verbraucher speisenden Wechselspannung und zui
Konstanthaltung des Effeklivwerles der Verbraucher spannung an der Last ziemlich aufwendig und dami
teuc sind, wenn sie einer hohen StabilisierungsJorderunj;
entsprechen sollen. Einfachere Regelschaltungen sine vielfach bei kleinen Spannungsfehlern unempfindlich
ίο nicht genau und haben meistens einen verhältnismäßig
kleinen Regelbereich zum Ausgleich von Schwankun gen der die Last speisenden Wechselspannung.
Solche einfachen Regelschaltungen nützen vielfach den Spitzenwert der Eingangsspannung zur Kompensa
tion des absoluten Ausgangsspannungsignals, um ein< Annäherung an den gewünschten Sollwert der Effektiv
spannung zu erzielen. Mit diesen herkömmlicher Regelschaltungen wird jedoch die Annäherung zwi
sehen der IST-Spannung an der Last und dem Soll-Wer der Effektivspannung nur in einem begrenzten Bereich
der Eingangsspannung erhalten. Das heißt, groß« Änderungen der die Last speisenden Eingangswechsel
spannung bewirken trotz aller Regelmaßnahmen, daf. sich in . unbefriedigender Weise Abweichungen dei
IST-Verbrauchsspannung an der Last, von derr geforderten Effektivwert der Verbrauchsspannunj
ergeben. Solche nicht vollständig ausgeregelten Span nungsabweichungen haben eine beachtliche Wirkung
beispielsweise bei den bereits eingangs erwähnter Kopiergeräten, wo geringe Spannungsänderunger
große Änderungen in der Helligkeit der Belichtungs lampen verursachen, wodurch die gleichmäßige Qualitä
der hergestellten Kopien beeinträchtigt wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Spannungsregelschaltung zur Konstanthaltung dei
effektiven Verbrauchsspannung einer von einer nicht konstanten Wechselstromquelle gespeisten Last zi
schaffen, welche eine große Empfindlichkeit füi Spannungsfehler und eine gute Regelgenauigkeit übei
einen großen Regelbereich aufweist. Die neue Regel schaltung soll die Nachteile der vorstehend beschriebe
nen bekannten Regelschaltung überwinden und ah elektronische Schaltungsanordnung bei geringem Aufwand
wirtschaftlich herstellbar sein, einen kleinen Raurr beanspruchen und hohen Qualitätsanforderungen genügen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Summierungseinrichtung eine Schaltungsanord
nung enthält, die wenigstens während der Leitzeit de; Halbeiterschalters bei jeder Spannungshalbwelle ein«
vorzugsweise dem effektiven Soll-Wert der Verbrauchsspannung entsprechende konstante Vergleichs
größe /o liefert und diese der IST-G röße /fso überlagert
daß bei einer Abweichung der IST-Größe h von dei
Vergleichsgröße /o die Differenz sich der Bezugsgröße Ic überlagert und entsprechend dem Fehler der
Summenwert derart ändert, daß bei einer IST-Größe Ii
kleiner als der Soll-Wert sich der resultierende Summenwert proportional erhöht und daß bei einei
mi IST-Größe Ir größer als die Soll-Größe /0 sich dei
Summenwert proportional verringert.
Bei der erfindungsgemäßen Regelschaltung wird dei absolute Fehler als Abweichung des IST-Wertes vorr
Soll-Wert der effektiven Spannung an der Last bei jedei
OS Halbwellc durch die Überlagerung des IST-Wertstro
mes If mit einem dem Sollwert entsprechender
Vergleichsstrom /o herausgefiltert. Der in der Summie rungseinrichlung der Regelschaltung als Vergleichsgrö
ße erzeugte Vergleichsstrom I0 hat eine konstante
Stromstärke, die proportional dem Effektivwert der Verbrauchsspannung als Sollwert ist. Der IST-Wertstrom
//und der Vergleichsstrom I0 sind während jeder
Spannungshalbwelle gleichzeitig in der Zeit vorhanden, während der Halbleiterschalter leitet. Bei einer
Abweichung des IST-Wertes vom Soll-Wert ergibt sich
durch die Überlagerung des IST-Wertstromes //-und des konstanten Vergleichsstromes /ocin Differenzstrom, der
je nach dem Fehler positiv oder negativ sein kann. Dieser Differenzstrom, dessen Stärke von der Amplitude
der Speisespannung und von der Leitzeit bzw. dem Leitwinkel des aktivierten Halbleiterschalters abhängt,
beeinflußt bei jeder Halbwelle eine elektrische Ladung im Summenkondensator, die dem Spannungsfehler an
der Last entspricht. Diese elektrische Ladung addiert oder subtrahiert sich je nach ihrer Polarität, die von dem
Fehler abhängig ist von der Ladung des Summenkondensators in der Summiereinrichtung. Dieser Summenkondensator
wird stetig von einem konstanten Ladestrom /r geladen, der, wenn keine Abweichung des
IST-Wertes vom Soll-Wert an der Last vorliegt eine bestimmte, dem Soll-Wert zugeordnete Ladespannung
als Summenwert aufweist. Diese Ladespannung beeinflußt in der nächsten Halbwelle ein Zeitglied, dessen
Laufzeit bis zu einem vorgegebenen Schwellenwert den Zündwinkel des Halbleiterschalters bestimmt.
Bei einer Abweichung des IST-Wertes vom Soll-Wert hingegen ändert die aus dem Differenzstrom gebildete
elektrische Ladung die G röße der Ladungsspannung am Summenkondensaior. Die Änderung der Ladungsspannung
in bezug zum Soll-Wert der Ladungsspannung beim ordentlichen Betriebszustand entspricht somit
dem Fehler bzw. der Spannungsabweichung vom effektiven Soll-Wert an der Last.
Ist an der Last die IST-Spannung kleiner als die effektive Soll-Spannung, dann erhöht sich dem absoluten
Fehler entsprechend auch die Ladungsspannung des Summenkondensators. Dies hat zur Folge, daß in der
nächsten Halbwelle sich die Laufzeit des Zeitgliedes bis zum Erreichen des Schwellwertes entsprechend verkürzt,
so daß der Halbleiterschalter früher zündet und über einen größeren Leitwinkel aktiviert ist. Dadurch
wird die Last mit einer entsprechend größeren elektrischen Energie versorgt, wodurch der IST-Wert
der Verbrauchsspannung ansteigt und letztlich die Ladespannung des Summenkondensators auf den
Bezugswert sich einstellt.
Ist jedoch die IST-Spannung an der Last größer als der Soll-Wert, dann verringert sich dem Fehler
entsprechend die Ladespannung des Summenkondensators und die Laufzeit des Zeilgliedes bis zur Erreichung
des Schwellwertes wird langer. Dies bewirkt, daß in der nächsten Halbwellenzeit der Halbleiterschalter später
zündet und somit über einen kleineren Leitwinkel aktiviert ist, was zur Folge hat, daß sich die
IST-Spannung an der Last verringert so lange, bis der Soll-Wert erreicht ist.
In der neuen Regelschaltung kann das Zeitglied, dessen Laufzeit von dem Summenwert der Summie- eo
rungseinrichtung beeinflußt wird, beispielsweise ein /?C-Glied sein, welches an der allgemeinen Versorgungsgleichspannung
für die Regelschaltung liegt Die dem Summenwert entsprechende Ladespannung am
Summenkondensator der Summierungseinrichtung steuert die Leitfähigkeit eines Transistors, welcher als
variabler Ladewiderstand für das flC-Glied dient in Abhängigkeit vom Summenwert steigt somit die
Anstiegsflanke der sägezahnförmigen Ladespannung am Kondensator des /?C-Gliedes mehr oder weniger
steil bis zu einem vorbestimmten Schwellenwert an, d. h., die Ladezeit für eine bestimmte Ladung kann
kürzer oder langer sein. Bei Erreichung des vorbestimmten Schwellenwertes dieser Ladespannung wird
eine Kippschaltung aktiviert, durch deren Ausgangssignal der steuerbare Halbleiterschalter zündet und in den
Leitzustand schaltet. Die Laufzeit des flC-Zeitgliedes
entspricht somit der Anstiegszeit der Ladespannung am Sägezahnkondensator des /?C-Gliedes der Regelschaltung.
Der Beginn der Aufladung bzw. die Entladung dieses Sägezahnkondensators vom RC-GWed wird
durch einen Nulldetektor mit den Halbwellen der Speisespannung synchronisiert.
Die erfindungsgemäße Regelschaltung steuert somit eine Phasenanschnittssteuereinrichtung, bei der die Last
bei jeder Halbwelle der Speisespannung in Abhängigkeit der jeweiligen IST-Spannung bei variablen
Zündwinkeln des Last-Halbleiterschalters bis zum nächsten Nulldurchgang eingeschaltet wird. Es ist ein
Merkmal der Erfindung, daß die Steuerschaltung einen konstanten Vergleichsstrom /0 erzeugt, der der effektiven
Soll-Spannung an der Last proportional ist, und daß dieser Vergleichsstrom /0 wenigstens während der
Einschaltzeit des Halbleiterschalters vorhanden ist.
Eine zweckmäßige Weitergestaltung der erfindungsgemäßen Regelschaltung zur Konstanthaltung des
effektiven Spannungswertes an einer Last besteht darin, daß zu einer möglichst genauen Bildung des IST-Wertstromes
/f-, der den Effektivwert der IST-Spannung an der Last entspricht, eine Schaltkreiskombination vorgesehen
ist, die aus der Verbindung einer Gleichrichterbrücke und einem Entladezweig besteht, auf die auch
der konstante Vergleichsstrom /0 einwirkt. Bei dieser Schaltungsanordnung besteht der Entladezweig für den
IST-Wertstrom If aus der Reihenschaltung eines mit
dem Summenkondensator verbundenen Steuertransisiors und den zwei symmetrischen Zweigen einer
Vollweg- Diodengleichrichterbrücke, deren Ausgang mit der Basis des Steuertransistors und dem einen
Anschluß des Summenkondensators verbunden ist, die beide auf Massepotential liegen. Die beiden Wechselstromanschlußpunkte
der Gleichrichterbrücke sind mit der Last über einen Festwiderstand und ggf. über einen
zusätzlichen Einstellwiderstand verbunden.
Bei dieser vorgenannten Schaltkreiskombination, welche ein Bestandteil der Summierungseinrichtung ist,
findet die Überlagerung des IST-Stromes If mit dem Vergleichsstrom I0 in der Diodenbrücke statt, wobei der
sich bildende Differenzstrom über die Basis-Emitterstrecke des Steuertransistors, dessen Leitfähigkeit
beeinflußt und dadurch in Abhängigkeit vom Spannungsfehler an der Last den IST-Wert-Entladestrom If
vom Summenkondensator steuert.
Während vorstehend die erfindungsgemäße Regelschaltung kurz beschrieben wurde, wobei die Summiereinrichtung
und das Zeitglied aus ÄC-GIiedern bestehen,
und die drei auf die Summiereinrichtung einwirkenden Größen durch verschiedene Ströme Ic, If und /0
gebildet wurden, ist die erfindungsgemäße Regelschaltung im Prinzip auch durch andere dem Fachmann
bekannte Einrichtungen zu realisieren.
Nachstehend wird die Erfindung durch eine speziellere Beschreibung der vorstehend kurz erwähnten
Ausführungsbeispicle anhand von Prinzipschaltbildern erläutert. Von den Figuren stellt dar
Fig. 1 ein vereinfachtes Prinzipschaltbild der Steuer-
schaltung zur Konstanthaltung der effektiven Vorspannung an einer Last,
Fig.2 ein kombiniertes Detail- und Blockschaltbild
eines ersten Ausführungsbeispiels des Spannungsreglers,
Fig. 3 das Schaltbild einer Summierungseinrichtung in einem anderen Ausführungsbeispiel des Spannungsreglers.
Die in Fig. 1 in Prinzipdarstellung gezeigte Summierungseinrichtung
der Steuerschaltung aktiviert nach dem Nulldurchgang jeder Spannungshalbwelle eine
Zeitgeberschaltung 11 und bestimmt in Abhängigkeit vom Summenwert der Summierungseinrichtung dessen
Laufzeit vom Nulldurchgang der Wechselspannungskurve bis zum Zündzeitpunkt des Thyristors. Der
gezündete Thyristor schaltet bis zum Ende der Halbwelle in den Leitzustand, wodurch ein Strom von
der Wechselstromquelle zur Last fließt. Durch die Steuerschaltung wird der veränderbare Leitwinkel des
Thyristors in Abhängigkeit vom Spannungsfehler in jeder Halbwelle und dadurch die effektive Verbrauchsspannung an der Last konstant gehalten. Diese
Regelungswirkung wird erreicht durch das Herstellen eines Ausgleichs zwischen einem proportionalen IST-Strom
If, welcher der durchschnittlichen l.astspannung
entspricht, und einem Vergleichsstrom /n, der dem effektiven Soll-Wert der Spannung an der Last
entspricht. Eine Ungleichheit der beiden überlagerten Ströme /pund /o resultiert in einem Laden oder Entladen
des Summenkondensators 13 in der Summiereinrichtung 57 (F i g. 2). Die Ladespannung am Summenkondensator
13 dient als Summenwert, und sie ist der Steuerparameter für die veränderliche Laufzeit des
Zeitschaltkreises U.
In der Summiereinrichtung 57 werden zur Fehlerermittlung
und zum Stromausgleich drei verschiedene Gleichströme Ic, k und Ifsummiert, die weiter auf zwei
Ströme vereinfacht werden können. In der Summierungseinrichtung wird als 1ST-Wertgröße ein IST-Wertstrom
/^gebildet, der proportional der rückgekoppelten und gleichgerichteten IST-Wertspannung an der Last
ist. Dieser 1ST-Wertstrom If wird durch Überlagerung
mit einem konstanten Vergleichsslrom /0 kombiniert,
dessen zeitliche Länge proportional dem Leitwinkel des Thyristors 21 wirksam ist. Dieser Vergleichsstrom k ist
vorzugsweise in seiner Stärke so festgelegt, daß er direkt proportional der gewünschten effektiven Verbrauchsspannung
an der Last entspricht.
Der sich aus der Überlagerung der beiden Ströme ergebende Differenzstrom If— Io ist proportional dem
Spannungsfehler an der Last. Dieser bei einem Spannungsfehler vorhandene und von diesem abhängige
Differenzstrom ist in den Halbwellenzeiten nur während der Zeit vorhanden, in der der Thyristor 21
leitet. Dieser Differenzstrom beeinflußt die Ladung im Summenkondensator 1.3, der stetig durch einen
konstanten Ladestrom Ic aufgeladen wird. Durch den Differenzstrom wird der Kondensator 21 in Abhängigkeit
vom Spannungsfehler entweder weiter aufgeladen oder entladen.
■Unter der Voraussetzung, daß die gewünschte Effektivspannung an der Last nicht einen kleinen oder
großen Leitwinkel vom Thyristor 21 fordert, existiert eine lineare Beziehung zwischen dem rückgekoppelten
durchschnittlichen IST-Wertstrom h und dem Vergleichsstrom
/o. Für jede in der Last geforderte Effektivspannung ergibt sich, daß der IST-Wert der
Verbrauchsspannung an der Last, welcher der phasengesteuerten Sinuswelle entspricht, der Beziehung folgt:
V= AX + B, worin Ader Leitwinkel, Vund Sabsolute Spannungswerte und A eine Konstante ist, die sich auf
das Verhältnis X zu B bezieht. Diese lineare Beziehung zwischen dem IST-Wertstrom If und dem Vergleichsstrom /o wird somit ausgenutzt, um eine präzise
Regelung der Effektivspannung an der Last unabhängig von großen Netzspannungsschwankungen zu erzielen.
Bei der erfindungsgemäßen Regelschaltung erfolgt die Regelung mit dem absoluten Fehler, während bei der bekannten Regelschaltung nach der deutschen Offenlegungsschrift 19 63 255 nur der relative Fehler zur Regelung dient. Wenn in der neuen Summierungseinrichtung der IST-Wert-Strom If den aus den beiden konstanten Strömen Ic und /o abgeleiteten Normstrom übersteigt, der den Soll-Wert der Effektivspannung an der Last entspricht, wird der Summenkondensator 13 entladen. Diese Abnahme der resultierenden Ladungsspannung des Summenkondensators 13 bewirkt in der folgenden Halbwelle eine längere Laufzeit in der Zeitschaltung 11 und somit eine spätere Zündung des Thyristors 21. Da dadurch der Leitwinkel des Thyristors 21 sich entsprechend verkürzt, wird die IST-Spannung über der Last 23 so lange reduziert, bis der der Lastspannung proportionale IST-Wert-Strom If mit dem Vergleichsstrom k im Gleichgewicht ist. Wenn der der Lastspannung proportionale IST-Strom /pkleiner ist als der Vergleichsstrom, wird der Summenkondensator 13 aufgeladen. Bei einer Kondensatorspannung, die höher ist als der Spannungspegel, welcher dem Soll-Wert der effektiven Lastspannung zugeordnet ist, wird die Laufzeit des Zeitschaltkreises Il kleiner und der Thyristor 21 wird früher gezündet. Dadurch wird der Leitwinkel des Thyristors 21 verlängert. Dies hat längere Energiezufuhr an der Last zur Folge, so lange, bis der Stromausgleich in der Summierungseinrichtung 57 wieder hergestellt ist. Auf diese Weise hält der Spannungsregler an der Last 23 eine dem Soll-Wert entsprechende konstante Effektivspannung aufrecht.
Bei der erfindungsgemäßen Regelschaltung erfolgt die Regelung mit dem absoluten Fehler, während bei der bekannten Regelschaltung nach der deutschen Offenlegungsschrift 19 63 255 nur der relative Fehler zur Regelung dient. Wenn in der neuen Summierungseinrichtung der IST-Wert-Strom If den aus den beiden konstanten Strömen Ic und /o abgeleiteten Normstrom übersteigt, der den Soll-Wert der Effektivspannung an der Last entspricht, wird der Summenkondensator 13 entladen. Diese Abnahme der resultierenden Ladungsspannung des Summenkondensators 13 bewirkt in der folgenden Halbwelle eine längere Laufzeit in der Zeitschaltung 11 und somit eine spätere Zündung des Thyristors 21. Da dadurch der Leitwinkel des Thyristors 21 sich entsprechend verkürzt, wird die IST-Spannung über der Last 23 so lange reduziert, bis der der Lastspannung proportionale IST-Wert-Strom If mit dem Vergleichsstrom k im Gleichgewicht ist. Wenn der der Lastspannung proportionale IST-Strom /pkleiner ist als der Vergleichsstrom, wird der Summenkondensator 13 aufgeladen. Bei einer Kondensatorspannung, die höher ist als der Spannungspegel, welcher dem Soll-Wert der effektiven Lastspannung zugeordnet ist, wird die Laufzeit des Zeitschaltkreises Il kleiner und der Thyristor 21 wird früher gezündet. Dadurch wird der Leitwinkel des Thyristors 21 verlängert. Dies hat längere Energiezufuhr an der Last zur Folge, so lange, bis der Stromausgleich in der Summierungseinrichtung 57 wieder hergestellt ist. Auf diese Weise hält der Spannungsregler an der Last 23 eine dem Soll-Wert entsprechende konstante Effektivspannung aufrecht.
Wenn eine rein ohmsche Belastung gegeben ist, wird somit auch die Leistung in der Last 23 konstant
gehalten. Der Spannungsregler steuert somit den Effektivwert unter Ausnützung der linearen Beziehung
zwischen der mittleren IST-Spannung und dem Leitwinkel des Thyristors 21. In anderen bekannten
Regelschaltungen wurde der Spitzenwert der Eingangsspeisespannung dazu verwendet, die Effektiv- und die
Durchschnittsspannung zueinander in Beziehung zu setzen. Diese bekannten Regelschaltungen erzielten
dadurch eine nur in einem kleinen Änderungsbereich der Eingangsspannung genaue Regelung.
Die in der Summierungseinrichtung 57 vorgesehenen Stromquellen für die zu überlagernden Ströme If, A>
und Ic können nach verschiedenen Gesichtspunkten angeordnet werden. Die beste Regelung ergibt sich, wenn
der dem Leitwinkel zeitlich proportionale konstante Vergleichsstrom /o und der der jeweiligen Lastspannung
proportionale IST-Wert-Strom i> kombiniert werden,
bevor der Stromausgleich erfolgt Der Stromausgleich beruht auf der Summierung des Differenzstromes
(If-Io) mit dem konstanten Ladestrom Ic, die zu der konstanten Effektivspannung an der Last 23 führt und
die über einen großen Schwankungsbereich der speisenden Netzwechselspannung wirksam ist. In der
Summierungseinrichtung 57 wird der Stromausgleich durch eine Schaltungsanordnung erreicht die Widerstände,
Transistoren, Dioden, einen Summenkondensator und eine Gleichspannungsquelle enthält Die Fig.2
zeigt ein kombiniertes Detail- und Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Steuerschaltung zur
Konstanthaltung der effektiven Verbrauchsspannung auf einem Soll-Wert an einer Last.
Gemäß dem Schaltbild F i g. 2 ist der Thyristor 21 in Reihe mit der Last, z. B. der Lampe 23, an eine
Netz-Wechselspannung von 115 V angeschlossen. Der als steuerbarer Halbleiterschalter dienende Thyristor 21
ist eine bidirektionale Silicium-Triode oder ein Schalter, der einen relativ hohen Last-Wechselstrom in beiden
Richtungen leiten kann und dessen Zündeinsatz in einer Halbperiode davon abhängig ist, wann eine Steuerspannung
am Impulstransformator 25 angelegt wird. Wenn der Thyristor 21 während einer Halbperiode bzw.
Halbwelle der Speisespannung einmal gezündet hat und leitend ist, bleibt er so lange im leitenden Zustand, bis
sich die Polarität der Speisespannung am Anfang der nächsten Halbwelle, also bei Nulldurchgang umkehrt.
Die Regelschaltung bewirkt, daß durch die Steuerung des Leitwinkels bzw. des Zündzeitpunktes vom Thyristör
21 die Effektivspannung über der Lampe 23 konstant gehalten wird und daß die Schwankungen der
Netzspeisespannung ausgeregelt werden.
Der Leitwinkel des Thyristors 21 wird durch Rückkoppeln des momentanen IST-Wertes der Verbrauchsspannung
an der Lampe 23 mittels der Leitungen 27, 29 an die Gleichrichterbrücke 31 gesteuert. Das Ausgangssignal der Gleichrichterbrücke
31 stellt den gleichgerichteten IST-Wert der momentanen Lastspannung dar. Dieses Ausgangssignal liegt an
dem Basisanschluß des Steuertransistors 33 an.
Ein Transistor 35 ist mit seiner Basis über die Zenerdiode 39 an die die Steuerschaltung mit dem
Betriebsstrom versorgende Gleichspannungsquelle 37 angeschlossen. Dieser Transistor 35 liefert einen '5
konstanten Ladestrom (Ic) an den Summenkondensator 13, um diesen auf einen vorbestimmten Spannungspegel
aufzuladen. Dieser vom Transistor 35 gelieferte Ladestrom Ic baut nach der Einschaltung des Spannungsreglers
die Ladung am Kondensator 13 allmählich auf. Dadurch ergibt sich ein sanfter Anlauf des
Spannungsreglers. Wenn die Ladespannung am Summenkondensator 13, die dem resultierenden Summenwert entspricht, die beiden Transistoren 41 und 42,
welche zum Zeitglied U gehören, zu Beginn einer Halbwelle in den leitenden Zustand steuert, dann wird
von der Gleichspannungsquelle 37 ein der Ladespannung am Summenkondensator 13 proportionaler
Aufladestrom dem Sägezahn-Kondensator 43 zugeführt, welcher ein Bestandteil des /?C-Gliedes in der w
Zeitschaltung U ist. Wenn durch die Aufladung dieses Sägezahnkondensators 43 ein vorgegebener Spannungswert
als Schwellwert erreicht ist, liefert ein Schwellenwertdetektor 45 ein Signal an einen Thyristor-Trigger
47, der daraufhin den Thyristor 21 zündet und in den leitenden Zustand schaltet. Am Ende jeder
Halbperiode wird die Ladung des Sägezahn-Kondensators 43 schnell durch den Rückstellschalter 49 abgeleitet,
der auf das Signal eines Nulldetektors 51 anspricht. Sobald während einer Periode der Netz-Wechselspannung
sich die Polarität umkehrt, wird der Nulldetektor 51 kurzzeitig aktiviert, und dieser betätigt durch ein
Signal den Rückstellschalter 49, der einen Entladungsweg für die Ableitung der Ladung aus dem Sägezahn-Kondensator
43 schließt. Durch die Ladungsspannung am Summenkondensator 13 wird letztlich ein stetiger
Spannungsanstieg am Sägezahn-Kondensator 43 erzeugt, wobei die Steilheit der Anstiegsflanke bis zum
vorgegebenen Schwellenwert durch die Größe der Ladespannung im Summenkondensator 13 bestimmt ist.
Der Zündpunkt bzw. die Größe des Leitwinkels des Thyristors 21 ist somit von der Ladungsspannung am
Summenkondensator 13 in einem proportionalen Verhältnis abhängig.
Wenn der Thyristor 21 zündet, wird auch der Schalter 53 in der Summierungseinrichtung 57 geschlossen, so
daß der Transistor 55 den konstanten Vergleichsstrom /0 an die Summierungseinrichtung 57 liefert. Dieser
konstante Vergleichsstrom /0 überlagert sich dem durch den Transistor 33 fließenden Strom If. Je nach Größe
des im Lastkreis bestehenden Spannungsfehlers bildet sich durch diese Überlagerung bzw. Gegeneinanderschaltung
der beiden Ströme Ir und /0 ein Differenzstrom,
der in Abhängigkeit, je nachdem, ob der veränderbare IST-Wert-Strom /^kleiner oder größer ist
als der konstante Vergleichsstrom /0, zur Aufladungoder Entladung auf den Summenkondensator 13
einwirkt. Hierbei wird der resultierende Differenzstrom mit dem durch den Transistor 35 gelieferten konstanten
Ladestrom Ic kombiniert.
Nach der Einschaltung der Steuerschaltung bei Betriebsbeginn steigt am Anfang die verfügbare
Steuerspannung an der Basis des Transistors 41 langsam an infolge der stetigen Aufladung des Summenkondensators
13 durch den konstanten Ladestrom Ic, der vom
Transistor 35 geliefert wird. Diese langsam ansteigende Ladespannung am Summenkondensatoi 13 erzeugt am
RC-CWed der Zeitschaltung Il ein sägezahnförmiges
Signal. Bei jeder folgenden Halbwelle ergibt sich ein zunehmend steilerer Anstieg der Spannung am Sägezahnkondensator
43 und somit bei jeder Halbwelle eine größere Ladungsamplitude jeweils am Ende der
aufeinanderfolgenden Halbperioden. Nach einigen Halbwellen ist die Ladespannung am Sägezahnkondensator
43 hoch genug, um den Schwellenwertdetektor 45 zu triggern, wodurch dieser den Thyristor 47 zur
Abgabe eines Zündimpulses an den Thyristor 21 veranlaßt. Zu diesem Zeitpunkt nach Betriebsbeginn
leitet der Thyristor 21 nur während eines kurzen Leitwinkels im Endbereich der Wechselstrom-Halbwellen.
Da während der Anlauf-Betriebszeit die 1ST-Wertspannung an der Last 23 klein ist, erzeugt dieser
rückgekoppelt über die Leitungen 27, 29 auch einen kleinen IST-Wertstrom /FinderSunlnliereinΓichtung57.
Weil der Schalter 53 nur während der Leitzeit des Thyristors 21 geschlossen ist, wird während dieser
Anlaufzeit vom konstanten Vergleichsstrom (k) nur ein verhältnismäßig kleiner IST-Wert-Gleichstrom (U)
subtrahiert. Dieser kleine IST-Wertstrom (h) ist ein
Entladungsstrom, der die Aufladung des Summenkondensators 13 geringfügig beim Anlauf verzögert. Die
Ladespannung des Summenkondensators 13 nimmt durch den stelig fließenden konstanten Ladestrom (7t)
jedoch so lange weiter zu, bis der durch den Vergleichsstrom (I0) kompensierte IST-Wertstrom (fr)
gleich dem konstanten Ladestrom (Ic) ist, der vom Transistor 35 geliefert wird. Von diesem Zeitpunkt an
bleibt der Ladungspegel bzw. die Ladespannung am Summenkondensator konstant, falls sich die Netzspannung
nicht ändert. Diese Aufrechterhaltung des Gleichgewichtszustandes in der Summierungseinrichtung
wird durch die Regelschaltung während des weiteren Betriebes stetig angestrebt.
Das Schaltbild Fig.3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Summierungseinrichtung der erfindungsgemäßen
Steuerschaltung zur Konstanthaltung der
effektiven Soll-Spannung einer Last bei schwankender Netzspannung. Diese Summierungsschaltung kann
anstelle der im Schaltbild Fig.2 abgebildeten Summierungseinrichtung
57 verwendet werden. Im Betriebsteil liefert der Transistor 35' ebenfalls einen konstanten
Ladestrom (Ic) an den Summenkondensator 13', ähnlich wie dies vorstehend im Zusammenhang mit dem ersten
Ausführungsbeispiel einer Summierungsschaltung 57 beschrieben wurde. Der vom Transistor 55' gelieferte
Vergleichsstrom (k) fließt durch die beiden parallelen Zweige der G leichrichterbrücke 31', deren Ausgang sich
auf Massepotential befindet. Solange über die beiden Leitungen 27, 29 von der Last 23 keine IST-Wertspannung
zur Gleichrichterbrücke 31' gelangt, hat der konstante Vergleichsstrom /0 keinen Einfluß auf die
Ladung des Summenkondensators 13'. Wenn jedoch von der L^st 23 ein IST-Wertsignal über die Leitungen
27, 29 auf die Gleichrichterbrücke 31' geliefert wird, steuert der auf die Basis des Transistors 33' einwirkende
IST-Wertstrom die Entladung des Summenkondensators
13', wenn dieser IST-Wertstrom den durch den Transistor 55' gelieferten konstanten Vergleichsstrom
(k) übersteigt. Der vom Transistor 55' gelieferte konstante Vergleichsstrom (k) wird wiederum vom
IST-Wertstrom, der proportional der Lastspannung ist, subtrahiert, sobald dieser bei leitendem Thyristor 21
vorhanden ist. Wenn der IST-Wertstrom den vom Transistor 55'gelieferten konstanten Vergleichsstrom /0
übersteigt, wird er von dem vom Transistor 35' gelieferten Ladestrom /c subtrahiert. Ein Gleichgewichtszustand,
bei dem die Ladung bzw. die Spannung des Summenkondeiisators 13' einen konstanten Wert
erreicht, beruht auf dem gleichen Regelungsprinzip, wie dies bereits beim ersten Ausführungsbeispiel im
Zusammenhang mit dem Schaltbild F i g. 2 beschrieben »
wurde.
Die Gleichrichterbrücke 3Γ wirkt analog dem Schalter 53 im Schaltbild der F i g. 2, und sie bewirkt die
Subtraktion des in seiner zeitlichen Länge zum Leitwinkcl proportionalen Vergleichsstromes /0 vom
IST-Wertstrom. Die Schaltungsanordnung der Summierungseinrichtung nach der F i g. 3 unterscheidet sich von
der Summierungseinrichtung 57 gemäß dem Schaltbild F i g. 2 dadurch, daß der stetige Fluß des konstanten
Vergleichsstromes /0 vom Transistor 55' daran gehindert wird, die Ladung bzw. Spannung des Summenkondensators
13' zu beeinflussen, wenn dieser Vergleichsstrom (I0) den IST-Wertstrom übersteigt. Es wurde
festgestellt, daß die lineare Beziehung zwischen dem IST-Wertstrom Ifund dem konstanten Vergleichsstrom
/0, deren zeitliche Längen dem Leitwinkel des Thyristors
21 proportional sind, die Konstanz der effektiven Verbrauchsspannung an der Last durch die in F i g. 3
gezeigte Leitungsanordnung der Summierungseinrichtung noch weiter verbessert wird.
Am Regelwiderstand 63 in der Leitung 27 zur Gleichrichterbrücke 21 ist die Einstellung des Soll-Wertes
einer gewünschten effektiven Verbrauchsspannung an der Last 23 einstellbar. Wenn dieser Soll-Wert der
effektiven Spannung einmal eingestellt wurde, ist die Regelschaltung unempfindlich für Spannungsschwankungen
in der Netzspeisespannung. Die Regelschaltung hält bei Inbetriebnahme nach einer Anfangsverzögerung
für die sanfte Anlaufphase, die durch den Ladungsanstieg im Summenkondensator 13' bedingt ist,
die geforderte Effektivspannung an der Last innerhalb enger Toleranzgrenzen konstant. Wenn die Last eine
Glühlampe 23 ist, schützt die sanfte Anlaufphase die Glühfäden dieser Lampe 23 vor übermäßig großen
Einschaltströmen beim Kaltstart.
Mit den nacn.p >lgend erwähnten Komponenten
wurde eine Summierungsschaltung eines Spannungsreglers gebaut, der von einer 115-Volt-Wechselstromquelle
mit Änderungen im Bereich von ±15% an eine Last eine Effektivspannung von 85 V lieferte, die
innerhalb eines Toleranzbereiches von ±1% konstant gehalten wurde.
R 63 | 2OkQ |
R 65 | 15,8 kn |
R 67 | |
«69 | 3kQ |
C13' | 330 μί |
Z 39' | 3,6 V nominal |
Γ55,35',33' | IBM 136,136,194 |
Dem Fachmann geläufige Abwandlungen der beiden beschriebenen Summierungseinrichtungen einer Regelungsschaltung
sind denkbar. So kann beispielsweise eine einzige Gleichstromquelle den vom Leitwinkel des
Thyristors 21 abhängigen konstanten Gleichstrom k sowie den konstanten Ladestrom /cerzeugen und an die
Summierungseinrichtung 57 liefern.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Spannungsregelschaltung zur Konstanthaltung der effektiven Verbrauchsspannung einer von einer
nicht konstanten Wechselstromquelle gespeisten Last über einen von einer Phasenanschnittssteuereinrichtung
in jeder Halbwelle aktivierten Halbleiterschalter, vorzugsweise Thyristor, enthaltend
erstens eine Summierungseinrichtung, in der eine konstante Bezugsgröße /cund eine den IST-Wert an
der Last entsprechende, zurückgekoppelte IST-G röße If einen resultierenden Summenwert als Fehlerkriterium
bilden, zweitens ein beim Nulldurchgang der Spannungshalbweilen rückstellbares Zeitglied, is
dessen anschließende Laufzeit von dem Summenwert der Summierungseinrichtung abhängig ist und
drittens eine Kippschaltung, die, sobald die Laufzeit einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, den
Halbleiterschalter bis zum Ende der Halbwelle in den Leitzustand schaltet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Summierungseinrichtung (57) eine Schaltungsanordnung (53, 55, 67) enthält, die
wenigstens während der Leitzeit des Halbleiterschalters (21) bei jeder Spannungshalbwelie eine
vorzugsweise dem effektiven Sollwert der Verbrauchsspannung entsprechende konstante Vergleichsgröße
/0 liefert und diese der IST-Größe /pso
überlagert, daß bei einer Abweichung der IST-Größe If von der Vergleichsgröße /0 die Differenz sich
der Bezugsgröße Ic überlagert und entsprechend dem Fehler den Summenwert derart ändert, daß bei
einer IST-Größe IF kleiner als der Soll-Wert /0 sich
der resultierende Summenwert proportional erhöht und daß bei einer IST-Größe If größer als die
Soll-Größe /0 sich der Summenwert proportional verringert.
2. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierungseinrichtung
(57) einen Ladekondensator (13, 13') enthält, dessen Ladespannung den Summenwert bildet, daß als
Bezugsgröße ein Ladestrom Ic dient, den eine erste Konstantstromquelle (35, 35', 39, 39', 69) zur
Aufladung des Summenkondensators (13, 13') auf einen den effektiven Soll-Wert zugeordneten Spannungspegel
liefert, daß als Vergleichsgröße ein konstanter Gleichstrom /0 dient, den eine zweite
Konstantstromquelle (55, 55', 67) liefert, daß als IST-Größe ein den Summenkondensator (13, 13')
entladender IST-Strom If dient, der während der
Leitzeit des Halbleiterschalters (21) in einem parallel zum Summenkondensator (13, 13') geschalteten
Entladungszweig (31, 3Γ, 33, 33') fließt, und daß
dieser wenigstens einen Steuertransistor (33, 33') enthält, dessen Leitfähigkeit ein von der IST-Verbrauchsspannung
abgeleiteter Basisstrom steuert.
3. Regelschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladezweig (31, 3i', 33,
33') aus der Reihenschaltung des mit dem Summenkondensator (13, 13') verbundenen Steuertransistors ho
(33,33') und den zwei symmetrischen Zweigen einer Vollweg-Diodengleichrichterbrücke (31, 3V) besteht,
deren Ausgang mit der Basis des Steuertransistors (33, 33') und dem einen Anschluß des
Summenkondensators (13, 13') verbunden ist, die ,^
beide auf Massepotential liegen und daß die beiden Wechselstromanschlußpunkte der Glcichrichterbriicke
(31, 3Γ) mit der Last (23) über einen Festwiderstand (65) und ggf. über einen zusätzlichen
Einstellwiderstand (63) verbunden sind.
4. Regelschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vom Summenkondensator
(13) der eine Anschluß, der nicht auf Massepotential liegt, jeweils mit den Ausgängen der
ersten Konstantstromquelle für den Ladestrom Ic, der zweiten Konstantstromquelle für den Vergleichsstrom
/0, dem den IST-Wertslrom If führenden
Entladungszweig (33, 31) und dem Steuerungseingang des Zeitgliedes (U) verbunden ist, und daß
eine Schalteinrichtung (53) vorgesehen ist, die die zweite Konstantstromquelle (35, 39) nur während
der Leitzeit des Halbleiterschalters (21) aktiviert (F ig-2).
5. Regelschaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschluß des
Summenkondensators (IV) der nicht auf Massepotential liegt, mit den Ausgängen der ersten
Konstantstromquellen (35', 39', 69) für den Ladestrom Ic, den den IST-Wertstrom If führenden
Entladungszweig (33', 3Γ) und dem Steuerungseingang
des Zeitgliedes (11) verbunden ist und daß der Ausgang der zweiten den Vergleichsstrom /0
liefernden Konstantstromquelle (55', 67) an den Verbindungsknoten des Entladungszweiges (31, 33)
angeschlossen ist.
6. Regelschaltung nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer
Gleichstromquelle (37) gespeiste erste und zweite Konstantstromquelle (35, 35', 39, 39', 55, 55', 67,69)
jeweils eine Reihenschaltung eines Transistors (35, 35', 55, 55') und eines mit dessen Emitter
verbundenen und an die Gleichstromquelle (37) angeschlossenen Widerstandes (67, 69) enthält,
wobei eine Zenerdiode (39,39') an die Transistorbasis und die Gleichstromquelle (37) angeschlossen ist.
7. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung (11) einen an
die Gleichspannungsquelle (37) angeschlossenen /?C-Zweig enthält, der aus der Reihenschaltung
eines Kondensators (43) eines Festwiderstands und eines von der Ladespannung des Summenkondensators
(13) beeinflußten, in der Leitfähigkeit steuerbaren Transistors (42) besteht, daß die Laufzeit der
Zeitschaltung der Anstiegszeit der sägezahnförmigen Ladespannung im Kondensator (42) entspricht,
und daß der Schwellenwert eines Schwellenwertdetektors (47) einem vorbestimmten Pegel der
Ladespannung des Sägezahn-Kondensators (43) entspricht.
8. Regelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippschaltung einen
Schwellenwertdetektor (45) und einen Thyristor-Trigger (47) enthält, der über einen Impulstransformator
(25) einen Zündimpuls an den steuerbaren Halbleiterschalter (23) liefert.
9. Regelschaltung nach Anspruch I oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein beim Nulldurchgang
jeder Spannungshalbwelle aktivierter Null-Detektor (51) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal
einen mit dem /?CZweig der Zeitschaltung (L) verbundenen Rücksiellschalter (49) zur Entladung
des Sägezahn-Kondensators (42) kurzzeitig in den L.eit/.ustand schaltet.
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