DE2333894A1

DE2333894A1 - Steuerschaltung fuer halbleiter-hochspannungsschalter

Info

Publication number: DE2333894A1
Application number: DE19732333894
Authority: DE
Inventors: Frederick Gene Keiner
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1972-07-03
Filing date: 1973-07-03
Publication date: 1974-01-17
Also published as: IT986199B; JPS4946369A; GB1425739A; CA981333A; US3800166A; JPS5331588B2

Description

PATENTANWÄLTE
DIPL.-ING. LEO FLhUCriAUS

DR.-ING. HANSLEYH \^

München 7,, ²⁷

^MeIohioretr·⁴²

Unser Zeichen:

MO76P-1OO8+GH

Motorola, Inc. 9401 West Grand Avenue Franklin Park, Illinois V.St.A.

Steuerschaltung für Halbleiter-Hochspannungsschalter

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für zumindest einen Halbleiter-Hochspannungsschalter in Form eines Transistors, der an eine im wesentlichen kapazitive Last angeschlossen und an seinem Emitter mit einem Vorspannungsstrom beaufschlagt ist. Mit einer solchen Steuerschaltung und . den Halbleiter-Hochspannungsschaltern ist es möglich, verhältnismässig hohe Spannungen durch Zusammenschalten von Spannungsquellen in verhältnismässig kurzer Zeit auch für verhältnismässig grosse kapazitive Lasten auf- und abzubauen.

Es ist bekannt eine Serie von Transistoren mit verhältnismässig niedriger Spannung vorzusehen und diese derart anzusteuern, dass sie verhältnismässig grossen Spannungen

Fs/ba umschalten

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umschalten und diesen standhalten. Derartige Transistoren werden über isolierte Transformatoren mit der Ansteuerleistung versorgt und über diese gesteuert. Bei herkömmlichen Anwendungsfällen, wenn die Umschaltzeit verhftltnismässig lang ist und die Spannungen sowie die Stromerfordernisse durch eine verhältnismässig kleine kapazitive Last nicht zu gross werden, können diese bekannten Schaltungen Verwendung finden. Weitere Probleme ergeben sich, wenn die Notwendigkeit besteht Spannungen aus verschiedenen Spannungsniveaus durch Zusammenschaltungen auf- und abzubauen. Wenn eine Umschaltmöglichkeit gewünscht wird, bei der Schaltzeiten in der Grössenordnung von etwa zehn Mikrosekunden pro 6 kV an einer kapazitiven Last von etwa 1000 pF oder grosser benötigt werden, sind die bekannten Steuerschaltungen aus verschiedenen Gründen nicht mehr verwendbar, da sie vor allem zu langsam arbeiten. Diese Schwierigkeiten bekannter Schaltungen sollen überwunden werden und insbesondere ein Hochspannungsschalter-Netzwerk geschaffen werden, das besonders zuverlässig ist, sich mit hoher Geschwindigkeit und hohem Wirkungsgrad umschalten lässt und verhältnismässig kurze Schaltzcitcn benötigt.

Ein Anwendungsbereich, für welchen die Erfindung besonders nützlich ist, besteht aus einer Kathodenbildröhre für eine Farbbilddarstellung. Bei dieser Darstellung erscheinen Zeichen auf dem Bildschirm in verschiedener Farbe, je nach der an die Anode des Bildschirmes angelegten Spannung. Die verschiedenen Leuchtfarben werden in Schichten auf dem Bildschirm angebracht, wobei die am Bildschirm erkennbare Farbe von der Tiefe abhängt, bis zu welcher der Elektronenstrahl in die Farbträgerschicht eindringt. Damit wird die auf dem Bildschirm erkennbare Farbe von der Grosse der Anodenspannung bestimmt. Um verschiedene Farben zu erzeugen ist eine Umschaltung zwischen ver-

- 2 - schiedenen

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schiedenen Spannungsniveaus notwendig, wobei diese Spannungsniveaus sowohl auf- als auch abgebaut werden müssen, was einer Umladung einer durch die Röhrenanode gebildeten grossen Kapazität gleichkommt. Diese Umladung soll mit hoher Geschwindigkeit stattfinden. Die Umschaltzeit von einem Spannungsniveau auf ein anderes ist begrenzt, da die Zeichen in verschiedener Farbe rasch aufgebaut werden müssen, um die beabsichtigten Daten auf dem Bildschirm alle zur Darstellung bringen zu können. Die hierfür erforderlichen Spannungen sind verhältnismässig gross, der zur Verfügung stehende Raum verhältnismässig gering und ausserdem soll die für die Umschaltung benötigte Leistung verhältnismässig niedrig sein. Alle diese Forderungen sind verhältnismässig schwer gemeinsam zu erfüllen, was der Erfindung als Aufgabe zugrunde liegt.

Diese Aufgabe der Erfindung wird in bevorzugter Weise dadurch gelöst, dass die ersten Schaltungseinrichtungen eine Zeitschaltung umfassen und der Vorspannungsstrom für eine bestimmte Zeit während der Umladung der kapazitiven Last einen hohen Wert und nach der bestimmten Zeit einen normalen Wert annimmt, dass ferner zweite Schaltungseinrichtungen unabhängig von den ersten Schaltungseinrichtungen vorhanden sind, um die ersten Schaltungseinrichtungen zu steuern, und dass dritte, von den ersten und zweiten Schaltungseinrichtungen unabhängige Schaltungseinrichtungen vorhanden sind, die eine Abschaltspannung an die Basis des Transistors anlegen.

Weitere Merkaale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Eine besonders bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfasst Schaltungseinrichtungen zum Ein- und Ausschalten einer Vielzahl von in Serie geschalteten Schalttransistoren, die eine im wesentlichen kapazitive Last an

- 3 - eine

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eine Spannungsquelle anschliessen, welche eine höhere Spannung hat als der Sperrspannung der Vielzahl der Schalttransistoren entspricht. Die Steuereinrichtungen für die Vielzahl der Schalttransistoren umfasst eine erste Schaltungseinrichtung mit einer individuell jedem Schalttransistor zugeordneten Zeitschaltung, um gleichzeitig einen hohen Vorspannungsstrom an die Basis eines jeden Transistors für eine bestimmte Zeit nach dem Eintreffen eines Einechaltsignals während der Umladung der kapazitiven Last zu liefern und um gleichzeitig einen regulären Vorspannungsstrom für die Basis eines jeden Schalttransistors zu liefern, nachdem die bestimmte Zeit abgelaufen ist. Ferner sind zweite Schaltungseinrichtungen individuell für jeden Schalttransistor vorgesehen, die unabhängig von den ersten Schaltungseinrichtungen und für die Steuerung der ersten Schaltungseinrichtungen geeignet sind. Den Schalttransistoren sind ferner dritte Schaltungseinrichtungen individuell zugeordnet, welche unabhängig von den ersten und zweiten Schaltungseinrichtungen sind und gleichzeitig nach dem Eintreffen des hierfür vorgesehenen Signals eine Abschaltspannung an die Basis eines jeden der Schalttransistoren anlegen.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung vorgesehen, um eine oder mehrere Spannungsquellen an eine im wesentlichen kapazitive Last anzuschliessen und von einer solchen abzutrennen.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination die Erfindung kennzeichnenden Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

- 4 - Fig.

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S 2 3 3'; J 9 4

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Systems gemäss der Erfindung;

Fig. la ein Schaltbild einer Komponente der Schaltung gemäss Fig. 1;

Fig. 2 ein Schaltbild des Systems und einer Komponente der Schaltung gemäss Fig. 1;

Fig. 3 ein Schaltbild einer Form der Steuerschaltung gemäss der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein System 10 gemäss der Erfindung dargestellt, bei dem eine Last 11 mit einer aus drei verschiedenen Spannungen versorgt werden kann, die von Spannungsversorgungen 12, 13 und 14 über vier Halbleiter-Hochspannungsschalter 15, 16, 17 und 18 zuführbar sind. Diese Schalter 15, 16, 17 und 18 sind identisch, sodass die Beschreibung eines Schalters, und zwar des Schalters 17 gemäss Fig. 2 zu deren Erläuterung ausreicht. Die Steuerung für die Halbleiterschalter 15 bis 18 erfolgt mit Hilfe einer SchalteT-Steuerschaltung 19 gemäss Fig. 3.

Die Last 11 kann aus einer Kathodenbildröhre bestehen, auf deren Bildschirm verschiedene Farben in Abhängigkeit von der angelegten Spannung erscheinen. Bei der Schaltung gemäss Fig. 3 sind drei verschiedene Spannungsniveaus möglich, und zwar von der Spannungsversorgung 12 aus einerseits und andererseits von der Spannungsversorgung

12 in Serie zur Spannungsversorgung 13, sowie von der Spannungsversorgung 12 in Serie zu der Spannungsversorgung

13 und 14 aus. Diese verschiedenen Spannungsniveaus werden durch entsprechende Betätigung der verschiedenen Halbleiterschalter durch die Schalter-Steuerschaltung 19 eingestellt. Entsprechend der drei verschiedenen Spannungsniveaus wird

- 5 - auf

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OFHGWAL WSPKJTED

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auf dem Bildschirm eine der drei Farben erzeugt. Die darzustellende Farbe und somit die anzulegende Spannung bestimmt sich aufgrund des über den Leiter 21 zugeführten Farbcodes. Dieser Farbcode kann beliebig nach einer der bekannten Formen aufgebaut sein und aus einem binären Code bestehen, bei welchem bestimmte Bitkombinationen die darzustellende Farbe repräsentieren.

Bei einem Aufbau gemäss der Erfindung haben die Spannungsniveaus Werte in der Grössenordnung von 6 IcV. 9 kV und 12 IV. Die Spannungsversorgung 12 liefert eine Spannung von 6 kV, wobei die beiden anderen Spanrmngsversorgungen 13 und 14 jeweils eine Spannung in der Grössa vca J kV liefern, Jeder der Halbleiter-Hochspannungsschalter 15, 16, 17 und 3 3 muss in der Lage sein mindestens 3 kV ohne Beschädigung zu verarbeiten, sodass die Serie/r ch^tt'.Tg von zwei einrr Spannung '/on 6 kV standhält,

Die Schalter 15, 16, 17 und 13 sind, v;ie aus der Darstellung hervorgeht, in Serie reit 'ieii Spannung^Versorgungen 13 und 14 in folgender Weise geschaltetϊ Die Spannungsversorgung 13 ist über einen Leiter 22 an Masse angeschlossen und liegt mit einem Leiter 23 an der Spannungsversorgung 14, die über einen Leiter 24 mit dem Schalter 18, -Jein Leiter 25, dem Schalter 17, dem Leiter 26, dem Schalter lfe, dem Leiter 27 und dem Schalter 15 in Serie über einen Leiter 28 an Masse angeschlossen ist. Um zu vermeiden, dass bei dieser Zusammenschaltung ein Kursschluss entsteht·, sind zweite Halbleiterschalter 15, 16, 17 oder 18 jeweils offen·. Die T-ast 11 liegt an einem Schaltkreis, «Jor wie folgt aufgebaut ist; Ober einen Leiter 29 ist die i,a?t 11 üi er einer Leiter 31 mit der Spannungsversorgung 12 vernur.Jen vu! über einen Leiter 32 an den Leiter 2ί< aj^cesch.lc-s.-e-n, im l<iv>r, je nach dem gewünschten Spanmmgsnivezv übev den Schalter 16 oder 17

- a - in

in Serie zu einem Teil des zuvor erwähnten Stromweges zu liegen. Wenn ein niedriges Spannungsniveau erwünscht ist besteht dieser Schaltzweig aus dem Leiter 26, dem Schalter 16, dem Leiter 27, dem Schalter 15 und dem Leiter 28, der an Masse liegt. Wenn das hohe Niveau benötigt wird,ist über den Leiter 26 der Schalter 17, der Leiter 25, der Schalter 18, der Leiter 24, die Spannungsversorgung 14, der Leiter 23 und die Spannungsversorgung 13 angeschlossen, welche über den Leiter 22 an Masse liegt. Die Steuerung der Halbleiterschalter 15, 16, 17 und 18 erfolgt über Steuerleitungen 33, 34, 35 und 36 von der Steuerschaltung 19 aus. Eine Diode 37 ist über die Anschlussleitungen 38 und 39 an die Leiter 27 und 23 angeschlossen, wührend eine Diode 41 über die Anschlussleitungen 42 und 43 an den Leitern 25 und liegt.

Das niedrige Spannungsniveau wird an die Last 11 angelegt, wenn die Spannungsversorgung 12 allein an diese angeschlossen ist. Dies ergibt sich, wenn die Schalter 15 und 16 geschlossen und die Schalter 17 und 18 geöffnet sind. Für ein mittleres, an die Last 11 anzulegendes Spannungsniveau sind die Spannungsversorgungen 12 und 13 in Serie geschaltet und liefern 9 kV. i)ie hierfür nötige Schaltungskonfiguration ergibt sich, wenn die Schalter 16 und 17 geschlossen und die Schalter 15 und 18 geöffnet sind. In diesem Zustand besteht ein Schaltzweig von Masse 22 über die Spannungsversorgung 13, den Leiter 23, den Leiter 43, die Diode 41, den Leiter 42, den Leiter 25, den Schalter 17, den Leiter 26, den Leiter 32, die Spannungsversorgung 12, den Leiter 31 und die Last 11, welche über den Leiter 29 an Masse liegt. Wenn unter diesen Schaltbedingungen auch der Schalter 16 geschlossen ist,und zwar für einen Zweck der nachfolgend erläutert wird, fliesst kein Strom über diesen Schalter wegen der wirksamen Polarität der Diode 37 und der Tatsache, dass der Schalter 15 geöffnet ist.

- 7 - Ein

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Ein hohes Spannungsniveau wird an die Last 11 über die Spannungsversorgung 12 und die damit in Serie geschalteten Spannungsversorgungen 13 und 14 angelegt, wodurch sich ein Schaltzweig von Masse über den Leiter 29, die Last 11, den Leiter 31, die Spannungsversorgung 12, die Leiter 32 und 26, den Schalter 17, den Leiter 25, den Schalter 18, den Leiter 24, die Spannungsversorgung 14, den Leiter 23, die Spannungsversorgung 13 ergibt, welche über den Leiter an Masse liegt. In diesen; Schaltzustand sind die Schalter und 16 offen und die Schalter 17 und 18 geschlossen.

Die Last 11, welche typischerweise die Anodenschaltung der Kathodenbildröhre darstellt, besteht hauptsächlich aus einem Kondensator C, der typischerweise einen Wert zwischen etwa 1000 und etwa 2000 pF hat. Obwohl mit der kapazitiven Last auch ein ohmischer Widerstand verbunden ist, kann dieser im wesentlichen bei der vorliegenden Gelegenheit vernachlässigt werden.

Wenn das System zum ersten Mal eingeschaltet wird, ninuut die Spannung an der Last 11 den niedrigen Zustand ein, d.h., das Signalniveau von 6 kV, das von der Spannungsversorgung 12 angeboten wird. Für diesen Schaltzustand sind die Schalter 15 und 16 geschlossen. Wenn es wünschenswert ist auf ein Spannungsniveau von 9 kV durch Anschliessen der Spannungsversorgung 13 umzuschalten, werden die Schalter 15 und 18 geöffnet und die Schalter 16 und 17 geschlossen, jedoch ist es für das Anheben der Spannung erforderlich, dass der Lastkondensator C von 6 kV auf 9 kV aufgeladen wird, bevor Zeichen der zugeordneten Farbe am Bildschirm erscheinen. Die Verringerung der Zeit, die für das Aufladen bzw. Entladen des Lastkondensators C erforderlich ist, ist eine der Vorteile und Lösungen, die die vorliegende Erfindung bietet. Entsprechend muss, wenn die Spannung von 9 kV auf 12 kV geändert werden soll, was durch öffnen der Schalter 15 und 16 und Schliessen der

- 8 - Schalter

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Schalter 17 sowie 18 bewirkt wird, der Lastkondensator C von 9 kV auf 12 kV umgeladen.werden. Dabei ergeben sich dieselben Probleme wie beim Ändern von 6 kV auf 9 kV. Kntsprechend muss, wenn das Spannungsniveau von 12 kV auf 9 kV bzw. 6 kV geändert werden soll, der Lastkondensator C entsprechend entladen werden, damit die Spannung verringert wird und die Zeichen in der gewünschten Farbe auf dem Bildschirm erscheinen.

Es ist offensichtlich, dass sowohl mehr als auch weniger Spannungsniveaus Verwendung finden können und dementsprechend mehr oder weniger Schalter notwendig werden.

Die Beschreibung der Wirkungsweise der Schaltung gemäss Fig. 1 wird nachfolgend gegeben, und zwar anhand des in Fig. 2 dargestellten Halbleiterschalters 17 und der in Fig. 3 dargestellten Schalter-Steuerschaltung 19.

Gemäss Fig. 2 umfasst der Halbleiterschalter 17 drei NPN-Transistoren 44, 45 und 46, die in Serie zwischen die Leiter 25 und 26 geschaltet sind. Ferner ist eine Einschaltsteuerung 47, eine Ansteuerschaltung 48 und eine Ausschaltsteuerung 49 für diese Transistoren vorgesehen und über entsprechende Schaltkreiskomponenten an diese angeschlossen. Die drei Transistoren 44, 45 und 46 dienen der beispielsweisen Erläuterung und es ist offensichtlich, dass eine beliebige Anzahl von Transistoren in Serie geschaltet sein kann, damit diese der erforderlichen Spannung standhalten. Um des besseren Verständnisses willen sind in Fig. 2 auch die Last und die übrigen Halbleiterschalter sowie die Spannungsversorgungen mit Plocksymbolen dargestellt. Für den speziellen erläuterten Anwendungsfall, in welchem der Halbleiterschalter 17 einer Spannung von 3 kV standhalten

- 9 - soll

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soll, ist jeder der drei Transistoren 44, 45 und 46 in der Lage bei einer niedrigen Basisimpedanz einen Spannungswert von über 1 kV aufzunehmen,

Die Einschaltspannung wird über die Einschaltsteuerung mit dem Transformator 51, die Ansteuerleistung über einen Transformator 52 und die Abschaltspannung über einen Transformator 53 zugeführt. Jeder Transformator hat eine Primärwicklung und drei voneinander unabhängige Sekundärwicklungen, sodass jeder Transistor 44, 45 bzw. 46 mit einer eigenen Einschaltspannung, einer eigenen Ausschaltspannung und einer eigenen Ansteuerleistung ansteuerbar ist. Dadurch werden unerwünschte Kupplungen zwischen den Transistoren vermieden.

Es ist auch eine hochsparmungsnnissige Isolation für die einzelnen Steuerschaltungen vorgesehen. In Fig* 2 ist die komplette Schaltung nur im Zusammenhang mit einem einzigen Transistor, nämlich dem Transistor 45 dargestellt. Für die beiden anderen Transistoren findet eine entsprechende identische Schaltung Verwendung. Der Transformator 51 hat eine Primärwicklung 54 und drei voneinander unabhängige Sekundärwicklungen 55, 56 und 57, von denen nur die an der Widiung 56 liegende Schaltung im Detail dargestellt ist. Der Transformator 52 hat ebenfalls eine Primärwicklung und voneinander unabhängige Sekundärwicklungen 59, 61 und wobei auch nur die mit der Sekundärwicklung 61 verbundene Schaltung dargestellt ist, die an den übrigen Widmungen hängenden Schaltungen sind identisch aufgebaut. Entsprechendes gilt auch für den Transformator 53 mit der Primärwicklung und den unabhängigen Sekundärwicklungen 64, 65 und 66, von denen die von der Sekundärwicklung 65 abgehende Schaltung im Detail gezeigt ist. Eine entsprechende Schaltung ist mit den Wicklungen 64 und 66 verbunden.

- 10 - Zunächst

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Zunächst wird die Ansteuerschaltung für den Transistor 45 erläutert. Diese Ansteuerschaltung umfasst den mit 67 bezeichneten Schaltungsaufbau und besteht aus einem Vollweggleichrichter 68, zwei PNP-Transistoren 69 und 71 und weiteren Komponenten, um der Basis 73 des Transistors 45 über einen Leiter 72 einen Basisstrom zuzuführen. Die E ingang sklemr.ien des Gleichrichters 08 sind mit der Sekundärwicklung 61 des Transistors 52 verbunden, wogegen die Ausgangsklemmen mit einem Kondensator 74 über einen Widerstand 75 in Verbindung stehen. Der Kondensator 74 ist mit einem Leiter 76 und einem Leiter 77 verbunden, wobei letzterer am Leiter 78 und damit über einen Widerstand 79 am Emitter 81 des Transistors 45 liegt. Der Leiter 76 steht über den Leiter 82 mit dem Emitter des Transistors in Verbindung, dessen Kollektor über einen Widerstand 83 und den Leiter S4 sowie den Leiter 72 an der Basis des Transistors 45 liegt. Der Leiter 76 steht auch mit dem Leiter 85 in Verbindung, der zum Lmitter des Transistors führt, dessen kollektor über den Leiter 72 ebenfalls an der Basis 73 des Transistors 45 liegt. Der Einschaltstrom für die Basis des Transistors 69 wird über einen Widerstand 86 vom Leiter 87 aus zugeführt. Der Basis-Einschaltstrom für den Transistor 71 wird von einem Widerstand 88 und einem Kondensator 89 aus über einen Leiter 91 an den Leiter 87 angelegt. Zur Verbesserung der Stabilität des Transistors liegt ein Widerstand 92 zwischen der Basis dieses Transistors und dem Leiter 76, d.h. dessen Emitter.

Der Emitter-Kollektorkreis des Transistors 69 und der Emitter-Kollektorkreis des Transistors 71 werden über den Leiter an die positive Klemme des Gleichrichters 68 und an die Basis 73 des Transistors 45 angeschlossen. Beide Emitter-Kollektorkreise liefern einen Einschaltstrom an die Basis des Transistors 45. Auch werden die beiden Transistoren und 71 von derselben Einschaltspannung eingeschaltet, die

- 11 - an

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an die jeweilige Basis angelegt wird, jedoch liegt im Emitter-Kollektorkreis des Transistors 69 ein Widerstand 83, der den Strom begrenzt, der v^ia Transistor 69 aus an die Basis des Transistors 45 geführt wird. Mit anderen Worten, der Widerstand 83 stellt in der Tat eine hohe Impedanz im hjnitter-Kollelctorkreis des Transistors 69 dar. Int Biiiitter-kollektorkreis des Transistors 71 ist kein Widerstand vorgesehen, sodass dieser mit einer niedrigen Impedanz wirksam ist. Somit kann der Basisstrora über den Fmitter-Kollektorkreis des Transistors 71 an die Basis des Transistors 4 5 praktisch ohne Begrenzung zugeführt verden.

Solange eine Einschaltspannung zugeführt wird, ist der Transistor 69 durch seinen Vorspsnnungskreis eingeschaltet. Jedoch wird der Transistor 71 nur anfänglich eingeschaltet und führt graduell abnehmend weniger Strom bis zu seiner Abschaltung aufgrund der Vorspannungsschaltung mit dem Widerstand 88 und dem Kondensator 89, Wenn zunächst eine Einschaltspannung angelegt wird ist die Basisspannung für den Transistor 71 über den Kondensator 89 und den Widerstand 83 dieselbe als die an der Basis des Transistors 69 über den Widerstand 86, wobei die Widerstände 86 und von gleichem Wert sind. Jedoch beginnt sich der Kondensator unter dem Einfluss der Einschaltspannung aufzuladen bis der Kondensator 89 eine Spannung angenommen hat, bei welcher die verringerte, an die Basis des Transistors 71 angelegte Spannung diesen abschaltet und damit der Transistor 71 nicht leitend wird. Während somit der Transistor 69 bis zum Abschalten der Einschaltspannung im leitenden Zustand verbleibt, ist der Transistor 71 nur für eine verhältnisraassig kurze Zeit, z.B. 25 Mikrosekunden, leitend und wird dann in den nicht leitenden Zustand umgeschaltet. Die Zeitkonstante des RC-Kreises aus dem Widerstand 88 und dem Kondensator 89 kann entsprechend den Wünschen des speziellen

- 12 - Anwendung sfalles

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9 ^ ^ ^ P Q Λ Anwendungsfalles geändert werden. Es können auch anders aufgebaute Zeitschaltungen Verwendung finden. Vom Anschlusspunkt des Widerstandes 88 an den Kondensator 89 aus verläuft eine Diode 93 zum Leiter 76 und stellt den Entladestromweg für den Kondensator 89 dar.

WennJAer die Schaltung erregt wird, ist die Ansteuerschaltung angeschlossen und arbeitet. Ferner wird der Kondensator 74 über den Schaltkreis mit dem Widerstand 75 aufgeladen gehalten. Wenn somit ein Einschalt- oder Steuersignal an den Transistoren und 71 wirksam wird, kann sich der Kondensator 74 über die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 71 entladen aufgrund der geringen oder der nahezu fehlenden Impedanz in diesem Schaltkreis. Da somit verhältnismässig grosse Ströme an der Basis 73 des Transistors 45 wirksam werden, ist dieser Transistor in der Tat voll eingeschaltet. Folglich kann die Kapazität C der Last 11 rasch über den Transistor 45 und die übrigen in Serie geschalteten Transistoren umgeladen werden. Dieser voll eingeschaltete Zustand bleibt solange erhalten wie die RC-Schaltung aus dem Widerstand 88 und dem Kondensator 89 den Transistor 71 im leitenden Zustand hält. Wenn dieser Transistor durch den Einfluss der RC-Schaltung nicht leitend wird bleibt trotzdem der Transistor 69 mit verhältnismässig niedrigem, durch den Widerstand 83 bestimmten Strom leitend, da die Ansteuerspannung kontinuierlich an dem Emitter über den Leiter 82 und den Leiter sowie den Widerstand 75 vom Gleichrichter 68 aus wirksam ist. Der über diesen Kreis fliessende Strom ist wesentlich geringer und bewirkt in der Tat eine Ansteuerung des Transistors 45, die auch als "Leerlaufansteuerung" bezeichnet werden kann, um den Lastkreis in normalem Funktionszustand bei konstanter Spannung zu halten.

Der Schaltkreis 94, über welchen der Transistor 45 eingeschaltet wird, umfasst einen Vollweg-Gleichrichter 95, einen Widerstand

- 13 - und

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und einen Kondensator 97. Der Widerstand 96 und der Kondensator 97 sind parallel zu den Ausgangsklemmen des Gleichrichters geschaltet, wogegen dessen Eingangsklemmen an der Sekundärwicklung 56 des Transistors 51 liegen. Der Kondensator 97 arbeitet im wesentlichen als Filter für die Yom Gleichrichter 95 aus angelegte Spannung, bevor diese an der Emitter-Basisschaltung der Transistoren 69 und 71 wirksam wird, wogegen der Widerstand 96 im wesentlichen einen Entladestromweg für den Kondensator 89 über eine Diode 93 darstellt. Die Einschalt-Steuerschaltung 94 erzeugt eine Einschaltsparmung» venninuner die Einschaltsteuerung 47 erregt ist.

Die Abschalt-Steuerschaltung 98 für den Transistor 45 umfasst einen Vollweg-Gleicbrichter 99 ur;d einen NPN-Transistor 101. Bei der Erregung der Ausscha^steuerung 49 mit Jem Abfallen des Bi ns er. *iv signal an der Einschaltsteuerung 47 wird der Transistor 4E abgeschaltet. Die Eingangsklemmen des Gleichrichters 99 liegen an der Sekundärwicklung 65 des Irans¹ formators 53, wogegen die Ausgangsklemmen des Gleichrichters über einen Leiter an den Emitter des Transistors 101 und über einen Leiter sowie einen Widerstand 104 aa die Basis des Transistors angeschlossen sind. Ein Vorspannungs-widerstand 105 ist über die Basis-Emitteistrecke dieses Transistors 101 gelegt. Der Leiter 103 ist an den Leiter 77 sowie an den Leiter angeschlossen und damit auch an den Widerstand 79 sowie den Emitter 81 des Transistors 45. Der Kollektor des Transistors 101 steht über den Leiter 106 mit dem Leiter 72 und damit mit der Basis 73 des Transistors 45 in Verbindung. Der Gleichrichter 99 ist derart aufgebaut, dass seine negative Ausgangsspannung am Emitter des Transistors wirksam ist. Damit wirkt auch eine negative Spannung über die Leiter 106 und 103 auf die Basis 73 des Transistors 45,

- 14 - wenniaaer

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wennimmer ein Abschaltsignal wirksam ist. Die volle negative Spannung der Abschalt-Steuerschaltung 98, beispielsweise :> Volt oder weniger, wird an die Basis 73 des Transistors angelegt und steuert diesen in den nicht leitenden Zustand. Dieser Transistor wird im nicht leitenden Zustand gehalten, unabhängig von Einschaltspannungen, die wirksam sein können. jJie Abschaltspannung wird solange aufrecht gehalten, bis das Abschaltsignal nicht mehr an der Ausschaltsteuerung 49 wirksam ist.

Während der Abschaltzeit des Transistors 45 entsprechend der angelegten Ausschaltspannung bleibt die Ansteuerschaltung 48 erregt, sodass der Kondensator 74 kontinuierlich weiter aufgeladen wird. Um zu verhindern, dass diese Aufladung über den normalen Ladezustand des Kondensators 74 hinausgeht, ist ein NPN-Transistor 107 vorgesehen, dessen f-initter-Kollektorkreis am Kondensator 74 über die Leiter und 109, den Widerstand 100, die Leiter 106 und 72, die Basis-Emitterschaltung des Transistors 45, den Widerstand und die Leiter 78 und 77 liegt. Der Widerstand 100 hat denselben Widerstandswert wie der Wider^ctiir«;i 83 und die auf

er Kondensator 74 wirkende Last während des Abschaltzustands ist im wesentlichen gleich derjenigen Last, die auf den Kondensator 74 über den Transistor 69 und dessen Schaltung wiihrend des Einschaltzustands wirkt. Dementsprechend baut die Spannung am Kondensator 74 sich nicht über den normalen Betriebswert hinaus auf. Die Basis des Transistors 107 liegt über den Leiter 111 am Leiter 77. Dieser Transistor 107 wird nur eingeschaltet, wenn die Schaltung 98 nicht durch ein entsprechendes Signal erregt ist.

Da bereits erwähnt wurde, dass die Transistoren 44-, 45 und 46 einer hohen Spannung besser standhalten, wenn die Basisimpedanz verhältnismässig niedrig ist, ist für den Widerstand 112 zwischen der Basis 73 und dem Emitter 81 des Transistors

- 15 - ein

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ein verhältnismässig niedriger Wert von z.B. etwa 330 Ohm vorgesehen. Der Widerstand 79 im Emitterkreis des Transistors hat im speziellen Ausführungsfall einen Wert von etwa 1,2 Ohm. Dieser Widerstand wirkt dämpfend auf den Einschaltstrom und kann verändert werden, um die Schaltgeschwindigkeit durch eine Änderung des Lade- bzw. Entladestroms für die Last 11 zu beeinflussen.

Entsprechend liefert auch der durch einen Block 113 angedeutete Schaltungsaufbau die Ansteuerleistung für den Transistor 44 und die Schaltung 114,die Ansteuerleistung für den Transistor 46. Die mit einem Block 115 angedeutete Schaltung liefert die Einschaltspannung für den Transistor 44, während die mit dem Block 116 angedeutete Schaltung die Abschaltspannung für den Transistor 46 zur Verfügung stellt. Die durch den Block 117 angedeutete Schaltung liefert die Abschaltspannung für den Transistor 44 und entsprechend die durch den Block 118 dargestellte Schaltung die Abschaltspannung für den Transistor 46. Dabei gelten entsprechende Anschlussverhältnisse wie sie im Zusammenhang mit dem Transistor 45 beschrieben sind.

In Serie zu dem Emitter des Transistors 44 ist ein Widerstand 119 und ein Leiter 121 geschaltet, der am Kollektor 122 des Transistors 45 liegt. Der Emitter des Transistors 46 liegt mit einem Widerstand 123 am Leiter 26, wogegen der Kollektor des Transistors 46 am Leiter 78 angeschlossen ist. Dadurch wird die Serienschaltung über die Emitter-Kollektorstrecke der Transistoren 44, 45 und 46 gebildet. Die Grosse des Widerstandes 123 ist vorzugsweise gleich dem Wert der Widerstände und 119.

Parallel zur Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 45 ist ein Kondensator 124 und ein Widerstand 125 geschaltet. Ent-

- 16 - sprechend

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sprechend liegt ein Kondensator 126 und ein Widerstand parallel zur Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 44 und ein Kondensator 128 sowie ein Widerstand 129 parallel zur Emitter-Kollektorstrecke des Transistors 46. Diese Parallelschaltungen dienen dem Ausgleich der Spannungen an den Emitter-Kollektorstrecken der Transistoren 44, 45 und 46,um dadurch den Einfluss der normalen Parameterunterschiede dieser Transistoren zu verringern.

Anschliessend wird anhand der Fig. 2 und 3 das Anlegen der Einschaltsignale, der Abschaltsignale sowie der Aussteuerungssignale an den Halbleiterschalter 17 beschrieben.

Die Primärwicklungen 54, 58 und 63 der Transformatoren 51, 52 und 53 werden von einer Gleichstromquelle 131 aus mit Spannung versorgt, welche beispielsweise 18 Volt betragen kann. Diese Spannung liegt an einem Widerstand 132 und über einen Leiter 133 an den Mittelabgriffen der primären Wicklungen und über in Gegentakt geschaltete Transistoren an den jeweiligen Enden der Primärwicklungen sowie einen Widerstand 134 bzw. 135 bzw. 136 und einen Leiter 137 an Masse. Die Gegentakttransistoren 138 und der Ansteuerschaltung 48 werden über die mit den Basisarischlüssen verbundene Leiter 141 und 14 2 von den Gattern 143 und 144 aus angesteuert. Diese Gatter können ebenfalls aus Transistoren aufgebaut sein. Die Gegentakttransistoren 145 und 146 der Einschaltsteuerung 47 sind mit der jeweiligen Basis über Leiter 147 und 148 an Gatter 149 und 151 angeschlossen, die ebenfalls aus Transistoren aufgebaut sein können. Entsprechendes gilt für die Transistoren 152 und 153 der Ausschaltsteuerung 49, deren jeweilige Basis über Leiter 154 und 155 mit den Gattern 156 und 157 gemäss Fig. verbunden sind. Es ist offensichtlich, dass für die übrigen Halbleiterschalter 15, 16 und 18 entsprechende

- 17 - Schaltungsanordnungen

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Schaltungsanordnungen Verwendung finden können, wobei entsprechende Transformatoren über eine Gatterschaltung ansteuerbar sind, wie sie sich aufgrund der Darstellung gemäss Fig. 3 ergibt.

Die Betriebs-Grundfrequenz wird von einem Oszillator 158 festgelegt, der eine Frequenz von beispielsweise 1 Milz erzeugt und über Leiter 159 und 161 an Umkehrstufen 162 und 163 und damit an die Gatter 143 und 144 liefert. Die Gatter 143 und 144 sind bei aufeinander folgenden üalbwellen des Oszillatorsignals jeweils geöffnet. Dieses Oszillatorsignal entspricht einer Rechteckschwingung und schaltet damit die Transistoren 138 und 139 bei aufeinander folgenden Halbwellen jeweils wechselnd ein, sodass in den Sekundärwicklungen 59, 61 und 62 des angeschlossenen Transformators eine Frequenz von IMHz anliegt. Bs sei bemerkt, dass die Schaltung voju Oszillator 158 über die Umkehr-Stufen 162 und 163 die Gatter 14 3 und 144 ohne Unterbrechung an der zugeordneten Basis der Transistoren 138 und 139 liegt. Deswegen ist auch die Ansteuerspannung zu jeder Zeit wirksam wenn sich die Schaltung im Erregungszustand befindet. In diesem Zusammenhang sei auch erwähnt, dass die Ansteuerspannung an alle Halbleiterschalter entsprechend angelegt ist und daher gleichzeitig wirkt.

Der Oszillator 158 ist derart aufgebaut, dass er eine Schaltung umfasst, die ein Ausgangssignal mit einem hohen Signalzustand entsprechend einer logischen "1" und ein Ausgangssignal mit einem niedrigen Schaltungszustand entsprechend einer logischen "0" über den Leiter 159 entsprechend der positiven bzw. negativen Halbwellen der Rechteckschwingung liefert. Das Gleiche gilt in umgekehrter Weise für das über den Leiter 161 gelieferte Ausgangssignal, das komplementär zu dem auf dem Leiter 59 wirkenden Signal ist.

- 18 - Das

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Das heisst, dass einer logischen "1" am Leiter 159 eine logische "0" am Leiter 161 und umgekehrt entspricht.

Aus den Fig. 1 und 3 geht hervor, dass das Farbcodesignal über den Leiter 21 angelegt und an die Schalter-Steuerschaltung 19 übertragen wird. Obwohl nur ein einziger Leiter 21 dargestellt ist, besteht dieser in der Tat aus zumindest zwei Leitungen. Von der Steuerschaltung 19 aus werden geeignete Einschalt- oder Ausschaltsignale über die Leiter 33, 34, 35 und 36 an die entsprechenden Halbleiterschalter 15, 16, 17 und 18 angelegt. Für die richtige Zuordnung der einzelnen Schaltungsteile der Fig. 1, 2 und entspricht der Leiter 35 gemäss Fig. 1 den Leitern 141, 142, 147, 148, 154 und 155 gemäss Fig. 2 und dem Leiter 169 gemäss Fig. 3. Entsprechendes gilt für die Leiter 33, 34 und 41. Mit Ausnahme des Oszillators 158, des Decoders 164, des Obergangsdetektors 165, der Einschalt-VerzÖgerungsschaltung 166, der Einschaltsynchronisierung 167 und des NAND-Gatters 168, welche allen Halbleiterschaltern zugeordnet sind, dienen die übrigen Schaltkreiskomponenten gemäss Fig. 3 der Steuerung des Schalters 17, wie er in Fig. 2 dargestellt ist. Die Schaltung gemäss Fig. 3 wird daher in Verbindung mit der Funktionsweise des Schalters 17 geir.iss Fig. 2 beschrieben, jedoch ist offensichtlich, dass gleichartige Steuerschaltungen entsprechend beim Zusammenwirken mit anderen Schaltern funktionieren, wobei ihr Betrieb durch das Ausgangssignal vom Decoder 164 ausgelöst wird.

Dementsprechend wird das Ausgangssignal vom Codierer 164 über den Leiter 169 zum NAND-Gatter 171 übertragen, wobei diese Öbertragungsstrecke teilweise dem Leiter 35 gemäss Fig. 1 entspricht und das übertragene Signal zur Steuerung des Schalters 17 dient. In gleicher Weise entspricht der Leiter 172 einem Teil des Leiters 33 gemäss Fig. 1 und

- 19 - dient

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dient der Steuerung des Halbleiterschalters 15. Das Gleiche gilt für den Leiter 173, der eines Teil des

/Flg.
Leiters 34 gemäss' 1 entspricht und für die Steuerung des Halbleiterschalters 16 Verwendung findet. Und schliesslich entspricht der Leiter 174 einem entsprechenden Teil des Leiters 136 gemäss Fig. 1, der der Steuerung des Halbleiterschalters 18 dient. Der Leiter 175 kommt von der Einschaltsynchronisierung 167 uiid verläuft zu jeder Schalter-Steuerschaltung sowie einem dem Gatter 171 entsprechenden und dem jeweiligen Halbleiterschalter zugeordneten Gatter. Ober die Leiter 176 und 177, die entsprechend mit den Leitern 159 und 161 verbunden sind, wird die ausgangsseitige logische "1" und logische "0" vom Oszillator 158 aus an jede Schalter-Steuerschaltung angelegt.

Der Aufbau und die Wirkungsweise der Schaltung gemäss Fig. 3 wird am besten verständlich, wenn man einen typischen Betriebszustand in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 betrachtet. Es sei daher angenommen, dass nach dem Empfang des Farbcodesignals über den Leiter 21 der Decoder 164 den Halbleiterschalter 17 einschaltet. Dazu wird ein geeignetes Signal, z.B. eine logische "1", über den Leiter 169 an die Klemme a des NAND-Gatters 171 übertragen. Wie noch erläutert wird, liegt an der Klemme b dieses NAND-Gatters 171 eine logische "1". Unter diesen Bedingungen steht an der Ausgangsklemme c des NAND-Gatters eine logische "0" zur Verfügung, wobei dieser Signalzustand als Einschaltsignal wirksam ist.

Aufgrund der Erregung der übrigen Schaltungen wird eine Ansteuerleistung von den Gattern 14 3 und 144 gemäss Fig. über die Leitungen 141 und 142 an die jeweils zugeordnete Basis der Transistoren 138 bzw. 139 übertragen. Damit wird die Ansteuerschaltung 48 für den Halbleiterschalter

- 20 - gemäss

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gemäss Fig. 2 in der bereits beschriebenen Weise angesteuert und wirksam. Da der Halbleiterschalter 17 eingeschaltet ist, ist auch die Einschaltsteuerung 47 eingeschaltet und die Ausschaltsteuerung 49 abgeschaltet. Dementsprechend wird von den Gattern 149 und 151 gemäss Fig. 3 ein entsprechender Ansteuerungsstrom an die Basis der Transistoren 3 45 und 146 übertragen, sodass diese Transistoren leitend werden und die Einschaltsteuerung einschalten. Die Ausschaltsteuerung 49 ist nicht in Betrieb, da die Gatter 156 und 157 nicht erregt sind und dementsprechend auch die Transistoren 152 und 153 nicht angesteuert werden. Die Einschaltung der Einschaltsteuerung 47 läuft folgendermassen ab. Die logische "0" von der Klemme c des NAND-Gatters 171 wird über den Leiter 179 zur Umkehrstufe 181 übertragen und steht an dessen Ausgang als logische "1" zur Verfügung. Dieses Signal wird über den Leiter 182 sowie über den Leiter 183 an die Eingangsklemmen d bzw. g der NAND-Gatter 184 und 185 angelegt, wodurch diese Gatter wirksam werden,

Das Eingangssignal für den anderen Eingang e des NAND-Gatters

184 wird über die Leiter 186 und 176 sowie 159 vom Oszillator 158 aus angelegt. Entsprechend wird vom Oszillator 158 aus ein Signal an der Eingangsklemme h des NAND-Gatters 185 über den Leiter 187 sowie die ^T.eiter 177 und 161 wirksam. Solange das Farbcodesignal den Halbleiterschalter 17 geschlossen hält, liegt an den Eingangsklemmen d und g der NAND-Gatter 184 und

185 eine logische "1". Die übrigen Eingangssignale an den Eingangsklemmen e und h der NAND-Gatter 184 und 185 wechseln zwischen der logischen '¹I" und der logischen "0" entsprechend der Signaländerung am Ausgang des Oszillators 158.

Wenn an der Eingangsklemme e des NAND-Gatters 184 eine logische "1" wirksam ist, dann liegt an der Eingangsklemrae h des NAND-Gatters 185 eine logische "0" und umgekehrt. Entsprechend wechseln die Ausgangssignale der NAND-Gatter 184

- 21 - und

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und 185 an der Ausgangsklemme £ und i von einer logischen "O" auf eine logische "1" und umgekehrt, in Abhängigkeit von den Oszillatorsignalen, wobei an der Ausgangsklemme F das logische Ausgangssignal ¹O" zur Verfügung steht.« wenn an der Ausgangsklemme I eine logische "1¹^ und umgekehrt anliegt. Bei dieser Art der Ansteuerung der aus Transistoren aufgebauten Gatter 149 und 151 werden die Transistoren und 146 der Einschaltsteuerung 4? derart angesteuert_s dass an der Primärwicklung 54 des Transformstors 31 ein Wechselstrom wirksam ist

t.

Die Abschaltung der Ausschaltsteuerunr 4£ läuft in der folgenden Weise ab: Kenn der HaIbIeiterschslter 17 sich in dem zuvor angegebenen Zustand befindet, wird die logische "C*^! an der Ausgangsklemme c des NAND-Gatters 171 über einen Leiter 188 an die Eingangsklemree j des NAND-Gatters 18? und über eine Leitung 191 an die Bingangsklamme ρ eines NAND-Gatters 192 angelegt, Die andere Einganeskiemrce k des NAND-Gatters 189 ist über einer. Leiter 133 a" ü.'.j Leiter 176 und 15£ und damit an den Oszillator 15? angeschlossen , Die andere Eingangsklemme π des NA>n>3atterj? 192 liegt am Oszillator 15S über dis Leiter 194, 111 und 161. Unter den angenommenen Voraussetzungen "sine die Eingangsklemmen j und m der NAND-Gatter 189 unc IP2 mit einer logischen "O¹¹ beaufschlagt, wobei cie Eini.Tangskiemmen k und m zwischen einer logischen "1" und einer logischen ¹¹C" hin- und herschal ten, entsprechend deiu Ausgangssi ixsl des Oszillators. Damit liegen die Ausgangsklemmen 1 und ο der NAND-Gatter 189 und 192 entsprechend auf einer logischen "I¹" wie dies der Wirkungsweise eines NAND-Gatters entspricht. Diese Ausgangssignale an den Klemmen 1 und ο werden an die aus Transistoren bestehender. Gatter 136 und IS? übertrafen, die über die Leiter 154 und 155, die Transistoren 15. und IJI über eine entsprechende Vorspannung ir. der» nicht leitenden Zustand steuern.

- 22 -

E π ζ s ρ r e ■;: h e r. α

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Entsprechend durchläuft der Halbleiterschalter 17 den Startzustand und bleibt, wie vorausstehend erläutert, eingeschaltet. Der grosse Lade- bzw. Entladestrom für die Lastkapazität C wird über die Transistoren 45, 44, und 46 geführt. Der Transistor 71 ist nicht leitend, sodass lediglich der statische Vorspannungsstrom an die Basis der Transistoren 44, 45 und über entsprechende Transistoren 69 fliesst. Dadurch werden die Ansteuerungsverluste stark reduziert und der Wirkungsgrad verbessert, wobei gleichzeitig eine wesentlich raschere Abschaltung der Schalttransistoren erzielt wird.

Das Einschaltsignal in Form einer logischen "0" an der Klemme c des NAND-Gatters 171 wurde beim Anlegen für eine Zeitdauer von normalerweise etwa zwei MikroSekunden verzögert. Dies wird in folgender Weise bewirkt: Wenn das Farbcodesignal zu» Einschalten des Halbleiterschalters 17 auf dem Leiter 21 auftritt, wird es vom DecodeT 164 decodiert undüber den Leiter 169 zu der Klemme a des NAND-Gatters 171 als logische "1" übertragen. Dasselbe Farbcodesignal wird über den Leiter 178 zum Obergangsdetektor 165 übertragen, der aus einer mehrfachen Differentiationsschaltung bestehen kann. Die Änderung des ankommenden Signals wird von dem Übergangsdetektor 165 festgestellt, der aufgrund dieser Änderung ein Signal über den Leiter 195 an die Einschalt-Verzögerungsschaltung 166 gibt, die als monostabiler Multivibrator bekannter Art aufgebaut sein kann. Vom Augenblick der Signaländerung bis zum Ende der Einschalt-Verzögerungszeit von normalerweise etwa zwei MikroSekunden wird das Einschalt-Verzögerungssignal über den Leiter 196, die Einschaltsynchronisierung 167 und die Leiter 175 sowie 201 an die Klemme b des NAND-Gatters 171 als logische "0" übertragen, womit das Gatter unwirksam wird und eine logische "1" an der Ausgangsklemme c anliegt, das den zugeordneten Halbleiterschalter abschaltet. Am Ende der normalen Einschalt-Verzögerungszeit von etwa2 MikroSekunden, wie diese von

- 23 - der

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von der Einschalt-Verzögerungsschaltung 166 festgelegt wird, wird die Einschaltung weiter durch die Einschaltsynchronisierung 167 und das NAND-Gatter 168 verhindert, bis das Signal vom Oszillator 158 am Leiter 159 ansteigt, womit die Einschaltsignale und die Oszillatorsignale wirksam synchronisiert werden. Diese Einschaltsynchronisierung erfolgt in der nachstehend gegebenen Weise; Bei der Auslösung der Einschaltverzögerung wird die Einschaltsynchronisierung 167 in denjenigen Zustand gebracht, der eine logische "0" an der Klemme b des NAND-Gatters 171 und eine logische "1" an der Klemme ρ des NAND-Gatters 168 wirksam werden lässt« Zur Zurückstellung der Einschaltsynchronisierung 167 und zur Beendigung der Verzögerungsdauer müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: 1. das Einschalt-Verzögerungssignal in der Grosse von etwazwei MikroSekunden auf dem Leiter 196 muss verschwunden sein und 2. die logische "1" sich an der Klemme r des NAND-Gatters 168 in eine logische "C" geändert haben. Letztere Bedingung ist erfüllt, wenn das Oszillatorsignal an der Klemme g des NAND-Gatters 168 von der logischen "0" zur logischen "1" wechselt, denn die Klemme b des NAND-gatters 168 wurde, wie bereits erläutert, zuvor mit einer logischen "I" beaufschlagt. Wenn die Verzögerungszeit abgelaufen ist, ändert sich der Signalzustand an der Klemme b des NAND-Gatters 171 von einer logischen "1", welche auf den Leitern 175 und 201 wirksam ist, womit das Gatter 171 zur Einschaltung bereit ist. Das Einschalt-Verzögerungssignal von der Schaltung 166 ermöglicht, dass die gespeicherte Schaltung in den Transistoren 44, 45 und 46 abnimmt, sodass diese Transistoren vor dem Einschalten des Halbleiterschalters zunächst völlig nicht leitend sind.

Die Einschaltsynchronisierung 167 verursacht durch das NAND-Gatter 168 die Übertragung des Einschaltsignals über das NAND-Gatter 171 in einer fixierten Phase bezogen auf die

- 24 - Anstiegsflanke

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Anstiegsflanke des Signals vom Oszillator 158. Die Synchronisierung der Einschaltung mit dem Oszillatorsignal soll sicherstellen, dass die Einschaltung nicht während des Obergangs des Oszillatorsignals vom einen in den anderen Schaltzustand erfolgt, was einen sehr starken Einfluss auf die anfängliche Ansteuerung der verschiedenen Transistoren infolge der geringen Differenzen in den Schaltkreis-Charakteristiken haben kann. Diese Unterschiede beziehen sich im wesentlichen auf die Verzögerung, die Schaltgeschwindigkeit und die Verstärkung. Es ist nämlich wichtig, dass alle Transistoren in zeitlicher Übereinstimmung angesteuert werden.

Wennimmer ein Signal empfangen wird um den Spannungszustand an der Last zu verändern, d.h. den Einschalt- bzw. Ausschaltzustand irgendeines Halbleiterschalters zu ändern, werden alle Halbleiterschalter für eine Zeitdauer abgeschaltet, die normalerweise bei etwa zwei Mikrosekunden liegt und dann eine Einschaltung für die gewünschte Kombination von Schaltern erfolgt, unabhängig davon ob sie vorher abgeschaltet bzw. eingeschaltet waren. Das Abschaltsignal wird ohne wesentliche Verzögerung an die beiden Klemmen a und b des NAND-Gatters 171 der abzuschaltenden Halbleiterschalter übertragen, wogegen das Abschaltsignal lediglich an die Klemme b der NAND-Gatter für die Halbleiterschalter übertragen wird, welche eingeschaltet werden sollen. Das Abschaltsignal besteht deshalb aus einer logischen "0" oder einer logischen"l" an einer der Klemmen a und b oder aus einer logischen ¹¹O" an beiden Klemmen a und b. Das Einschaltsignal wurde bereits für den Halbleiterschalter 17 beschrieben und besteht auch für die übrigen Schalter aus demselben Signal.

Wenn das Abschaltsignal mit einer logischen "0" über den Leiter 169 wirksam ist, erscheint an der Klemme c des

- 25 - NAND-Gatters

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NAND-Gatters eine logische "1", welche am Ausgang der Umkehrstufe 181 als logische "0" zur Verfügung steht, und an die Klemmen d sowie g der NAND-Gatter 184 und 185 übertragen wird. Damit liegt am Ausgang dieser Gatter eine logische "1", um die Einschaltsteuerung 47 abzuschalten. Gleichzeitig wird die logische "1" von der Ausgangsklemme c des NAND-Gatters 171 zur Klemme j und m der NAND-Gatter 189 und 192 übertragen, womit an den Ausgangsklemmen 1 und ο dieser Gatter eine logische "0" und eine logische "1" bzw. umgekehrt für aufeinander folgende Halbwellen der Oszillatorschwingung zur Verfügung steht, wodurch die Ausschaltsteuerung 49 durch die beschriebene Schaltung durch Vorspannen der Transistoren 44, 45 un 46 in einen Abschaltzustand eingeschaltet wird.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des gesamten Systems gemäss Fig. 1 betrachtet.

Die Schaltbedingungen für drei verschiedene Spannungsniveaus ergeben sich aus nachfolgender Tabelle

Spannungsniyeau Schaltzustand:

AUS EIN

Niedriges Spannungsniveau 17 und 18 15 und 16

Mittleres Spannungsniveau 15 und 18 16 und 17

Hohes Spannungs-

niveau 15 und 16 17 und 18

Gemäss Fig 1 ergibt sich, wenn die Halbleiterschalter 17 und 18 eingeschaltet und die Halbleiterschalter 15 und 16 ausgeschaltet sind, dass die Spannungen der Spannungsversorgungen 13, 14 und 12 in Serie geschaltet sind und entsprechend der angenommenen Spannungswerte eine Spannung

- 26 - von

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von 12 kV an der Last liefern. Dieser V'ert entspricht dem liehen Spannungsniveau, wobei angenommen wird, dass alle Schaltungen für dieses hohe Spannungsniveau in Betrieb sind und der Farbcode eine Umschaltung von 12 VV" auf t) IV fordert. Der erste Schritt in der Folge vürde sein, dass der Decoder eine logische "0" an der Klemme a des Gatters 171, dessen zugeordneter Halbleiterschalter 17 und 18 abgeschaltet sind, und eine logische "1" an der Klemme a der Gatter 171, deren zugeordnete Halbleiterschalter 15 und eingeschaltet sind, aufbauen würde. Dies bewirkt eine Abschaltung der Einschalt steuerung 47 für die Schalter 17 und 18 und eine Einschaltung der Ausschaltsteuerung 49 für dieselben Schalter, wie vorausstehend erwähnt wurde. Ferner wurden die Einschalt steuerung für die Schalter 15 tind 16 eingeschaltet, und die Abschaltsteuerung für diese ASchalter abgeschaltet werden. Die Halbleiterschalter 15 und 16 werden für eine kurze Zeit, nämlich etwa zwei Mikrosekunden, bei der Einschaltung durch die Einschalt-Verzögerungsschaltung verzögert, Während dieser Zeitdauer kann die in den Transistoren der Halbleiterschalter 17 und 18 gespeicherte Ladung abnehmen und damit ein Kurzschluss für die Spannungsversorgung 13 und 14 bein Einschalten der Halbleiterschalter 15 und 16 vermieden werden. Diese Einschaltung erfolgt durch das Erscheinen einer logischen "1" an der Klemme b des Gatters 171. Das bedeutet, dass wahrend in den Schaltertransistoren noch Ladung gespart ist, die Halbleiterschalter 17 und 18 teilweise für eine Zeitdauer von etwa 1 bis 5 Mikrosekunden eingeschaltet bleiben, bis die gespeicherte Ladung abgebaut ist. Damit sind die Spannungsversorgungen 13 und 14 nach Masse über die Halbleiterschalter 18, 17, 16 und 15 kurz geschaltet, wenn die Halbleiterschalter 15 und 16 aufgrund der Steuerschaltung ohne Verzögerung anfänglich eingeschaltet werden und die Halbleiterschalter 17 und 18, da die gespeicherte Ladung noch nicht voll abgebaut ist, eingeschaltet sind. Da jedoch in der Verzögerungszeit die ge-

- 27 - speicherte

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speicherte Ladung der Halbleiterschalter 17 und 18 abgebaut wird, sind die Halbleiterschalter 17 und 18 geöffnet, wenn das nachfolgende Einschaltsignal für die Halbleiterschalter 15 und 16 auftritt.

Wenn die Halbleiterschalter 15 und 16 eingeschaltet sind, nimmt die überschüssige Spannung von 6 kV an der Last 11 (Kondensator C) entsprechend dem Stromfluss durch die Schalttransistoren der Halbleiterschalter 15 und 16 ab, welche im Einschaltzustand sind. Nach der schnellen Einschaltperiode arbeiten die Halbleiterschalter 15 und normal, d.h. mit einem leerlaufenden Basisstrom, wie bereits in Verbindung mit dem Halbleiter 17 beschrieben wurde.

Eine ähnliche Situation würde sich ergeben, wenn die Umschaltung von dem Spannungsniveau 6 kV auf das Spannungsniveau 12 kV erfolgt. Bei dieser Bedingungwürden die Halbleiterschalter 15 und 16, welche geschlossen waren und deshalb eine gespeicherte Ladung aufweisen, geöffnet werden,während die Halbleiterschalter 17 und 18 nach etwa 1 bis 5 MikroSekunden eingeschaltet würden. Wenn in den Halbleiterschaltern 15 und 16 noch gespeicherte Ladung beim Einschalten der Halbleiterschalter 17 und 18 vorhanden sein würde, ergäbe sich ein Kurzschluss für die Spannungsversorgung 13 und 14, wie bereits erläutert.

Es wird von der Annahme ausgegangen, dass das System funktioniert und das Farbcodesignal einen Obergang von einem mittleren Spannungsniveau von 9 kV auf das hohe Spannungsniveau von 12 kV verlangt. Bei dem Spannungsniveau 12 kV sind die Halbleiterschalter 17 und 18 eingeschaltet und die Halbleiterschalter 15 und 16 abgeschaltet. Das dem Spannungsniveau 9 kV zugeordnete Farbcafesignal bewirkt schliesslich, dass die Halbleiterschalter 15 und 18 abge-

~ ²⁸ - schaltet

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schaltet und die Halbleiterschalter 16 und 17 eingeschaltet sind. Dies ergibt sich aufgrund des Erscheinens einer logischen "0" an den Klemmen der NAND-Gatter 171 der Halbleiterschalter 15 und 18 und einer logischen "1" an den Klemmen der NAND-Gatter 171 der Halbleiterschalter 16 und 17. Dabei ergibt sich eine Verzögerung beim Schliessen der Halbleiterschalter 16 und 17, wie sich aus den Erläuterung des Halbleiterschalters 17 ableiten lässt.

Nach einer Zeitverzögerung von etwa 1 bis 5 MikroSekunden sind die Halbleiterschalter 16 und 17 eingeschaltet und die Halbleiterschalter 17 und 18 abgeschaltet, d.h. die überschüssige Spannung von 3 kV an der Last 11 (Kondensator C) ist über einen Stromweg abgebaut, der sich von Masse über den Leiter 29, die Last 11, die Spannungsversorgung 12, den Leiter 32, den Leiter 26, den Halbleiterschalter 16, die Leiter 27 und 38, die Diode 37, die Leiter 39 und 23, die Spannungsversorgung 13 und den Leiter 22 nach Masse schliesst. Die Diode 37 dient als Entladeschaltung für die Lastkapazität beim Abbau der Spannung von 12 kV auf 9 kV. Wenn die Spannung von 9 kV auf 12 kV zu ändern wäre, müssten die Halbleiterschalter 15 und 16 abgeschaltet und die Halbleiterschalter 17 und 18 eingeschaltet sein, sodass sich die kapazitive Last auf 12 kV über einen Schaltkreis aufbauen könnte, der von Masse über den Leiter 29, die Last 11, die Spannungsversorgung 12, die Leiter 32 und 26, den Halbleiterschalter 17, den Leiter 25, den Halbleiterschalter 18, den Leiter 24, die Spannungsversorgung 14, den Leiter 23, die Spannungsversorgung 13 und den Leiter 22 nach Masse verläuft. Aus den vorausstehend gegebenen Beispielen lassen sich die notwendigen Schritte für beliebige andere Spannungsänderungen ableiten, ohne dass hier weitere spezielle Beschreibungen notwendig wären. Die Zeitverzögerung, um die gespeicherte Ladung sich abbauen zu lassen, stellt sicher, dass alle Halbleiterschalter momentan abgeschaltet werden, bevor diese oder auch ein Teil derselben wieder eingeschaltetwird.

- 29 - Obwohl

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Obwohl in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel NPN- und PNP-Transistören Verwendung finden, ist es selbstverständlich, dass auch andere Halbleiterelemente und Schaltungen vorgesehen werden können, um dieselben Schaltfunktionen zu übernehmen. Die Darstellung gemäss Fig. 3 ist nur eine Art einer verwendbaren Logikschaltunp, denn es sind beliebig viele Logikschalturgen vorstellbar, die dieselben Erfordernisse erfüllen.

Bei einer die Erfindung in vorteilhafter Weise verwirklichenden Ausführungsform wurden für die nachfolgend bezeichneten Elemente die angegebenen Werte verwendet:

£9. IM^ 2 2 5 § £ 2 Ϊ ?. 2

Bezugszeichen Wert

89 4 700 pf

97 2 200 pf

680 pf 680 pf 680 pf

Widerstände	Wert	Ohm
Bezugszeichen	33	0hm
75	1,2	k-Ohm
79	1	k-Ohm
83	5,6	k-Ohm
86	5,6	Ok-Ohm
88	10,	Ohm
92	180	k-Ohm
96	1,0	V Ohm
104	10	k-Ohm
105	1	0hm
109	1,2	Ohm
119	1,2	M-Ohm
123	1	M-Ohm
125	1	M-Ohm
127	1	Ohm
129	33	Ohm
134	33	Ohm
135	33
136

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Patentansprüche

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Claims

MO76P-1OO8+GH Patentansprüche

1. Steuerschaltung für zumindest einen Halbleiter-Hochspannungsschalter in Form eines Transistors, der an eine im wesentlichen kapazitive Last angeschlossen und an seinem Emitter mit einem Vorspannungsstrom beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltungseinrichtungen eine Zeitschaltung umfassen, und der Vorspannungsstrom für eine bestimmte Zeit während der Umladung der kapazitiven Last einen hohen Wert und nach der bestimmten Zeit einen normalen Wert annimmt, dass ferner zweite Schaltungseinrichtungen unabhängig von den ersten Schaltungseinrichtungen vorhanden sind, um die ersten Schaltungseinrichtungen zu steuern, und dass dritte, von den ersten und zweiten Schaltungseinrichtungen unabhängige Schaltungseinrichtungen vorhanden sind, die eine Abschaltspannung an die Basis des Transistors anlegen.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Zeitschaltung aus einer RC-Schaltung besteht.

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3. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltungseinrichtungen einen Kondensator umfassen, der auf einem bestimmten Ladungszustand haltbar ist und über eine niedrige Impedanz mit der Basis des Transistors in Verbindung steht.

4. Steuerschaltung für eine Vielzahl von in Serie geschaltete Schalttransistoren, um eine im wesentlichen kapazitive Last an eine Spannungsquelle anzulegen, deren Spannung höher als die Sperrspannung eines jeden der Schalttransistoren ist, wobei Einrichtungen vorhanden sind, um die Vielzahl der Schalttransistoren anzusteuern und die eine erste Schaltungseinrichtung umfassen, mit welcher ein Vorspannungsstrom an die Basis eines jeden der Schalttransistoren anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungseinrichtungen für jeden Schalttransistor individuell eine Zeitschaltung umfassen und die an die jeweilige Basis der einzelnen Transistoren gleichzeitig angelegten Vorspannungsströme für eine bestimmte Zeit nach einem Einschaltsignal während der Umladung der kapazitiven Last verhältnismässig gross sind und nach dieser bestimmten Zeit im wesentlichen gleichzeitig einen normalen Wert annehmen, dass zweite Schaltungseinrichtungen individuell für jeden Schalt trans ist or und unabhängig von den ersten Schaltungseinrichtungen für die Steuerung der ersten Schaltungseinrichtungen vorhanden sind, dass für die Schalttransistoren jeweils individuell dritte Schaltungseinrichtungen vorgesehen sind, die unabhängig von den ersten und zweiten Schaltungseinrichtungen sind und gleichzeitig nach einem entsprechenden Steuersignal eine Abschaltspannung an die Basis eines jeden der Schalttransistoren anlegen.

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Μι· 7 6P-AUOk+GH

5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Zeitschaltungen aus einer RC-Schaltung bestehen.

6. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltungseinrichtungen für jeden Schalttransistor einen auf einem bestimmten Ladungszustand haltbaren Kondensator, eine erste Stromquelle zum Aufladen des Kondensators und Schaltkreiselemente niedriger Impedanz umfassen, die den Kondensator und die Basis des zugeordneten Schalttransistors verbinden, und dass eine verhältnismässig hohe Impedanz zwischen der ersten Stromquelle und der Basis des Schalttransistors vorgesehen ist.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrige Impedanz einen zweiten Transistor umfasst, dessen Emitter-Kollektorstrecke zwischen den Kondensator und die Basis des Schalttransistors geschaltet ist, und dass die Basis des zweiten Transistors mit einem Einschaltsignal beaufschlagbar ist und auf die Zeitschaltung anspricht.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspannung eine RC-Schaltüng umfasst.

9. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die verhältnismässig hohe Impedanz einen dritten Transistor umfasst, dessen Emitter-Kollektorstrecke zwischen den einen Eingang der Stromquelle und die Basis des Schalttransistors geschaltet ist, dessen Basis mit dem Einschaltsignal beaufschlagbar ist, und dass eine verhältnismässig hohe Impedanz im Emitter-Kollektorschaltkreis des dritten Transistors vorgesehen ist.

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10. Steuerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die hohe Impedanz aus einem Widerstand besteht.

11. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schaltungseinrichtungen für jeden der Schalttransistoren eine zweite Stromquelle sowie Einrichtungen umfassen, die die zweite Stromquelle an die Basis sowohl des zweiten als auch des dritten Transistors anschliessen.

12. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltungseinrichtungen für jeden Schalttransistor eine auf einem bestimmten Ladungszustand haltbare Kapazität umfassen, die von einer ersten Stromquelle aus aufladbar ist, dass ein zweiter Transistor mit seiner Emitter-Kollektorstrecke in einem Schaltkreis mit niedriger Impedanz zwischen den Kondensator und die Basis des Schalttransistors geschaltet ist, dass ein dritter Transistor mit seiner Emitter-Kollektorstrecke in einem Schaltkreis mit relativ hoher Impedanz zwischen einen Anschluss der ersten Stromquelle und die Basis des Schalttransistors geschaltet ist, dass zweite Schaltungseinrichtungen für jeden Schalttransistor vorhanden sind, dass die Basis des zweiten Transistors mit einer zweiten Stromquelle verbunden ist und ein Einschaltsignal für den zweiten Transistor liefert, dass eine Zeitschaltung mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist, dass die Basis des dritten Transistors mit der zweiten Stromquelle verbunden ist, die ein Einschaltsignal für den dritten Transistor liefert, und dass eine verhältnisraässig hohe Impedanz in dem Emitter-Kollektorkreis des dritten Transistors vorgesehen ist.

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MO76P-1OOR+GH

13. Steuerschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschaltung eine ROSchaltung mit bestimmter Zeitkonstante ist.

14. Steuerschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dritte Schaltungseinrichtungen
individuell jedem Schalttransistor zugeordnet und
unabhängig von den ersten und zweiten Schaltungseinrichtungen sind, dass die dritten Schaltungeeinrichtungen gleichzeitig nach einem entsprechenden
Signal eine Abschaltspannung an die Basis jedes Schalttransistors anlegen und für jeden Schalttransistor eine dritte Stromquelle umfassen, dass ein vierter Transistor vorhanden ist, dessen Emitter-Kollektorstrecke in einem Schaltkreis mit verhältnismässig niedriger Impedanz

mit der Basis des Schalttransistors und einem Anschluss der dritten Stromquelle verbunden ist, und dass die
Basis des Schalttransistors mit einem weiteren Anschluss der dritten Stromquelle verbunden ist.

15. Steuerschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung mit dem Kondensator der ersten Schaltungseinrichtungen Begrenzuagseinrichtungen für die Ladung aufweisen, auf welche der Kondensator aufladbar ist.

16. Steuerschaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsbegrenzungseinrichtungen einen fünften Transistor umfassen dessen Emitter-Kollektorstrecke in einer Schaltung mit verhältnismässig hoher
Impedanz mit dem Kondensator verbunden ist und dessen
Basis an dem einen Anschluss des Kondensators liegt,

um eine Steuerspannung zu liefern.

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17. Steuerschaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die verhältnismässig hohe Impedanz im Emitter-KollektorkTeis des fünften Transistors im wesentlichen dieselbe wie die des dritten Transistors ist.

18. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Schalttransistor die ersten Schalteinrichtungen, die zweiten Schalteinrichtungen und die dritten Schalteinrichtungen separate Transformatoren umfassen, von denen zumindest eine Sekundärwicklung jeweils mit der ersten, zweiten oder dritten zugeordneten Stromquelle verbunden ist, die Gleichrichtereinrichtungen umfassen.

19. Schalttransistoranordnung mit einer Vielzahl von in Serie geschalteten Schalttransistoren, um eine im wesentlichen kapazitive Last an eine Stromquelle anzuschliessen, deren Spannung die Sperrspannung eines jeden der Schalttransistoren übersteigt, wobei an die Basis eines jeden Schalttransistors ein Vorspannungsstxem von ersten Schaltungseinrichtungen anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltungseinrichtungen Zeitschaltungen individuell für jeden Schalttransistor umfassen, wobei der Vorspannungsstrom, der gleichzeitig an die Basen der einzelnen Transistoren angelegt wird für eine bestimmte Zeitdauer nach einem Einschaltsignal während der Umladung der kapazitiven Last verhältnismassig hoch ist und nach der bestimmten Zeitdauer gleichzeitig normal wird, dass zweite Schaltungseinrichtungen individuell jedem Schalttransistor zugeordnet und von den ersten Schalteinrichtungen unabhängig sind, um die ersten Schalteinrichtungen zu steuern, dass

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3 Ί °

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dritte Schalteinrichtungen individuell jedem Schalttransistor zugeordnet und unabhängig von den ersten und zweiten Schalteinrichtungen sind, um gleichzeitig,nachdem ein Signal dafür vorgesehen ist, eine Abschaltspannung an die Basis eines jeden der Schalttransistoren anzulegen.

20. Schaltungsaufbau nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltungseinrichtungen für jeden Schalttransistor einen auf einem bestimmten Ladungszustand haltbaren Kondensator, eine erste Spannungsquelle zum Aufladen des Kondensators, einen zweiten Transistor, dessen Emitter-Kollektorkreis zwischen den Kondensator und die Basis des Schalttransistors geschaltet ist, wobei die Basis des zweiten Transistors aas Einschaltsignal empfängt und auf die Zeitschaltung anspricht, einen dritten Transistor dessen Emitter-Kollektorschaltung zwischen einen Anschluss der ersten Stromquelle und die Basis des Schalttransistors geschaltet ist, wobei die Basis des dritten Transistors mit dem anderen Anschluss der ersten Stromquelle in Verbindung steht und ferner Impedanzeinrichtungen verhältnismässig hoher Impedanz umfassen, die in dem Emitter-Kollektorkreis des dritten Transistors vorgesehen sind, dass die zweiten Schaltungseinrichtungen für jeden Schalttransistor eine zweite Stromquelle,mit welcher die Basis des zweiten Transistors verbunden ist, um ein Einschaltsignal zu erhalten, und ferner eine Zeitschaltung umfassen, die an die Basis des ersten Transistors angeschlossen ist, dass die Basis des dritten Transistors mit der zweiten Stromquelle verbunden ist und ein Einschaltsignal für den dritten Transistor liefert, dass eine verhältnismässig hohe Impedanz in die Emitter-Kollektorschaltung des dritten Transistors geschaltet ist, dass die dritten Schaltungs-

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einrichtungen für jeden Schalttransistor eine dritte Stromquelle und einen vierten Transistor umfassen, dessen Emitter-Kollektorstrecke in einem Schaltkreis mit verhältnismässig hoher Impedanz an die Basis des Sclialttransistors und an einen Anschluss der dritten Stromquelle angeschlossen ist, und dass die Basis des vierten Transistors mit dem anderen Anschluss der dritter. Stromquelle in Verbindung steht.

21. Schaltung für das Anscliliessen und Abtrennen von einer oder mehreren Spannungsquellen an bzw. von einer in wesentlichen kapazitiven Last mit einer Serie von Schalttransistorstufen, die eine Sperrspannung aufweisen, welche kleiner als die Spannung einer Stromquelle ist_s dadurch gekennzeichnet, dass erste Steuereinrichtungen zur Auswahl einer bestimmten Anzahl der Schalttransistorstufen vorhanden ist, dass diese Steuereinrichtungen die ausgewählten Schalttransisterstufer schliesst und eine korrelierte Anzahl von Stromquellen über die Schalttransistorstufen an die Last anschliesst, und dass weitere Steuereinrichtungen vorhanden sind, die mit den ersten Steuereinrichtungen zusammenwirken, um die verbleibenden Schalttransistorstufen zu öffnen bevor die ausgewählte Anzahl der Schalttransistorstufen geschlossen wird.

22. Schaltung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass jede der in Serie geschalteten Schalttransistorstufen eine Vielzahl von Schalttransistoren umfasst, urn eine im wesentlichen kapazitive Last an eine Stromquelle anzuschliessen* deren Spannung die Sperrspannung eines jeden einzelnen Schalttransistors übersteigt, dass erste Schaltungseinrichtungen eine

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Zeitschaltung individuell für jeden Schalttransistor umfassen, um gleichzeitig einen hohen Vorspannungsstrom an die Basis eines jeden der Schalttransistoren für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Eintreffen eines Einschaltsignals während der Umladung der kapazitiven Last anzulegen, und ur, gleichzeitig einen normalen Vorspannungsstrom an die Basis eines jeden Schalt transistors anzulegen, wenn die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, dass zweite Schalteinrichtungen individuell für jeden Schalttransistor, unabhängig vor den ersten Schaltungseinrichtungen zur Steuerung der ersten Schaltungseinrichtungen vorhanden sind, dass dritte Schaltungseinrichtungen individuell jedem Schalttransistor zugeordnet und unabhängig von den ersten sowie den zweiten Schaltungseinrichtungen sind, um gleichzeitig nach einem entsprechenden Signal eine Abschaltspannung an die Basis eines jeden Schalttransistor anzulegen.

23. Schaltung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass jede der in Serie geschalteten Schalttransistorstufen einen auf einem bestimmten Ladungszustand haltbaren Kondensator, eine erste Stromquelle zum Aufladen dieses Kondensators, einen zweiten Transistor, dessen Emitter-Kollektorstrecke zwischen den Kondensator und die Basis des Schalttransistors geschaltet ist, wobei die Basis des zweiten Transistors das Einschaltsignal empfängt und auf die Zeitschaltung anspricht, ferner einen dritten Transistor, dessen Emitter-KoHektorstrecke zwischen den einen Anschluss der ersten Stromquelle und die Basis des Schalttransistors geschaltet ist, wobei die Basis des dritten Transistors mit dem Einschaltsignal beaufschlagbar ist, und ferner eine hohe Impedanz umfasst, die in den Emitter-Kollektorkreis des dritten Transistors

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MO76P-1OO8+GH

geschaltet ist, dass die zweiten Schaltungseinrichtungen für jeden Schalttransistor eine zweite Stromquelle umfassen, dass die Basis des zweiten Transistors mit der zweiten Stromquelle verbunden ist, um ein Einschaltsignal für den zweiten Transistor zu liefern, dass die Zeitschaltung mit der Basis des zweiten Transistors verbunden ist, dass die Basis des dritten Transistors mit der zweiten Stromquelle verbunden ist, um ein Einschaltsignal zu liefern, und dass eine verhältnismässig hohe Impedanz in den Emitter-Kollektorkreis des dritten Transistors geschaltet ist, dass dritte Schaltungseinrichtungen für jeden Schalttransistor und ferner eine dritte Stromquelle und einen vierten Transistor umfassen, dessen Emitter-Kollektorstrecke mit einer verhältnismässig niedrigen Impedanz an die Basis des Schalttransistors und einen Anschluss der dritten Stromquelle angeschlossen ist, wobei die Basis des vierten Transistors an den anderen Anschluss der dritten Stromquelle anschliessbar ist.

24. Schaltung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Schalttransistor die ersten, zweiten und dritten Schaltungseinrichtungen einen separaten Transformator umfassen und jeweils zumindest eine Sekundärwicklung mit einem Gleichrichter verbunden ist, um die erste, zweite und dritte Stromquelle zu schaffen.

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