DE2624235C2 - Einrichtung zur Zündung eines Thyristors in Einwegschaltung - Google Patents

Description

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tels einer Kondensatorphasenbrücke-, Ober die ein Im- 16 bestimmt

pulskondensator aufgeladen wird, der entsprechend der Bdingt durch den geringen Zündenergiebedarf des Einstellung eines steuerbaren Widerstandes in seiner Hüfsthyristors 15 kann die Kapazität des Kondensators Steuereinheit den Durchschaltzeitpunki eines Uni- 10 sehr klein sein, dadurch können die Bauelemente 3 junction-Transistors und damit die Auslösung des Trig- 5 bis 6 und 9, 11, 12, 13 ebenfalls kleiner dimensioniert gerimpulses an die Steuerelektrode des Leistungsthyri- sein als in der bekannten Schaltung, was die Betriebssistors bestimmt cherheit erhöht und die Leistungsaufnahme der Zfind-

Bei unruhigen Netzen mit Spannungsschwankungen schaltung beträchtlich reduziert

und mit größerem, ständig veränderlichen OberweHen- Die Siebkondensatoren 23 und 24 erhöhen die Störfeanteil, wie ^c,»e heute die Regel sind, läßt sich mit dieser io stigkeit der Schaltung. Verzerrungen oder hochfrequen-Schaltung keine exakte Einstellung erzielen, da beide te Störungen in der an 1,2 anliegenden Speisespannung-Einflüsse, insbesondere ein Spannungseinbruch beim bleiben ohne Einfluß auf die Schaltungsfunktion und Einschalten eines größeren Verbrauchers, sofort unmit- den Phasenwinkel des Zündimpulses, telbar eine Verschiebung des Zündzeitpunktes des Lei- Die bekannte Zündschaltung erzeugte am Impulsstungsthyristors bewirken. Des weiteren ist eine Herun- 15 übertrager mehrere Zündimpulse während einer posititerregelung gegen das Ende einer Arbeitshalbwelle hin ven Halbwelle. Die erfindungsgemäße Schaltung ernicht möglich, weil infolge der Phasenvorverschiebung zeugt in einer positiven Halbwelle nur einen Impuls, die Steuerspannung bereits frühzeitig zu Null wird. Deshalb braucht die Verlustleistung des Impulsübertra-Da außerdem bei dieser bekannten Sdialtung die gers 17 nicht vergrößert zu werden, obwohl der Zünd-Zeitspanne vom Ladebeginn des Impulskondensators 20 impuls in dieser Schaltung wesentlich entrgiereicher ist bis zur Auslösung des Triggerimpulses nur sehr klein Es besteht die Möglichkeit, den PUT 9 und die Widersein darf, müssen alle Elemente der Schaltung entspre- stände 7 und 8 in allgemein bekannter Weise zu ersetzen chend groß dimensioniert sein, was nicht nur große und durch einen Unijunction-Transistor, aufwendige Bauelemente, sondern auch die Bereitstel- Weiter besteht die Möglichkeit, den Widerstand 11 lung einer großen Steuerleistung erforderlich macht Da 25 durch einen Transistor zu ersetzen, der z. B. von einem zudem während einer Arbeitshalbwelle auch eine Viel- Regelverstärker angesteuert wird, zahl von Steuerimpulsen ausgelöst wird, muß schließlich Der ausgezogene Schaltungsteil in F i g. 2 ist identisch auch der Impulsübertrager entsprechend überdimensio- mit der Gesamtschaltung nach F i g. 1. niert werden. In einer Verbesserung der Zündschaltung sind die Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, mit 30 Bauelemente 25 bis 31, deren Anschlüsse gestrichelt der Miniaturisierung zugänglichen kleinsten Bauele- dargestellt sind, zusätzlich angeschlossen. Aufgabe diementen und kleinster Steuerleistung die Zuverlässigkeit ser Ergänzung ist es, den am Impulsübertrager 17 und und insbesondere die Genauigkeit der Leistungssteue- den Klemmen 18,19 entstehenden Zündimpuls nicht in rung auch bei unruhigen Netzen zu gewährleisten und jeder positiven Halbwelle zu erzeugen, sondern jeweils eine Aussteuerung über den ganzen Bereich einer Ar- 35 eine oder mehrere positive Halbwellen Pausenzeit ohne beitshalbwelle zu ermöglichen. Zündimpuls einzulegen. Dadurch entsteht an dem Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekenn- Hauptthyristor, der an den Klemmen 18,19 angeschloszeichneten Merkmale gelöst sen ist, eine Frequenzteilung. Speist der Arbeitsthyristor Aus der DE-AS12 06 999, insbesondere Fig. 1, ist eine z. B. einen elektromagnetischen Vibrator, so kann dieser Impulssteuereinrichtung zur gleichzeitigen Beaufschla- 40 mit einer Schwingfrequenz betrieben werden, die kleigung der Steuerelektroden einer Mehrzahl von Steuer- ner als die Netzfrequenz ist und in einem ganzzahligen baren Halbleiterventilen bekannt bei der während einer Teilerverhältnis zur Netzfrequenz steht Die niedrige Wechselspannungshalbwelle über eine Diode ein Entla- Schwingfrequenz elektromagnetischer Vibratoren wird dekondensator aufgeladen wird und — ebenfalls zwecks für spezielle Förderaufgaben und zur Geräuschvermin-Zündung eines Hauptthyristors — dem Entladekonden- 45 derung bevorzugt gewählt.

sator über einen Hilfsthyristor die Primärwicklung eines Im gestrichelten Schaltungsteil der F i g. 2 wird die an

Impulsübertragers parallelschaltbar ist. Klemme 1 ankommende negative Halbwelle über den Anhand der Zeichnung sollen nun die Erfindung und Widerstand 25 an der Zenerdiode 26 stabilisiert. Der

die Wirkungsweise erläutert werden. Die gemäß der Ohmwert des Widerstandes 21 ist so gewählt, daß der

Erfindung neuen Schaltungsteile sind mit gestrichelten so Kondensator 16 erst nach zwei oder mehreren Perioden Schaltverbindungen in Fig. 1 eingetragen. Durch die so weit aufgeladen wird, daß die Durchbruchspannung Entladung des Kondensators 16 mit größerer Kapazität der Zenerdiode 27 überschritten wird und ein Strom

entsteht ein energiereicher Zündimpuls, der über die über die Zenerdiode 27 und den Widerstand 28 in die

Sekundärwicklung des Impulstransformators 17 und die Basis des Transistors 29 fließt. Dessen Kollektor-Emit- Klemmen 18, 19 den nicht gezeichneten, im Haupt- 55 ter-Strecke wird dadurch niederohmig und zieht über Stromkreis liegenden, Arbeitsthyristor zündet Der Im- den Widerstand 30 Strom. Die Diode 31 sperrt und gibt

pulsübertrager 17 kann auch mehrere Sekundärwick- die Basis des Transistors 12 frei, der in bekannter Weise

lungen aufweisen und mehrere parallel oder in Reihe über den Widerstand 13 in jeder negativen Halbwelle

geschaltete Arbeitsthyristoren gleichzeitig zünden. angesteuert wird und nun während der nächsten positi-

Uber die Klemme 1, die Diode 20 und den Widerstand eo ven Halbwelle die Aufladung des Kondensators 10 zu-

21 wird der Kondensator 16 während der ganzen nega- läßt, wodurch der nächste Zündimpuls in bekannter

tiven Halbwelle aufgeladen, dadurch kann der Wider- Weise eingeleitet wird, wobei der Kondensator 16 ganz

i■;;. stand 21 hochohmig sein, was einen geringen Stromver- entladen wird und das Spiel von vorn beginnt.

!: brauch zur Folge hat Die Diode 20 verhindert ein Entla- Der Widerstand 21 kann auch als Trimmwiderstand

' den des Kondensators 16 während der positiven Halb- 65 ausgeführt sein, dadurch läßt sich die Zeitkonstante der

j;, welle. Die Zenerdiode 22 begrenzt die Spannung am Glieder 21 und 16 exakt einstellen, entsprechend der

?;; Kondensator 16, damit wird die Scheitelspannung des gewünschten Frequenzteilung. j; Zündimpulses im Entladeaugenblick des Kondensators

Hierzu 1 Blau Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Schnittwinkel 0° auszusteuern, wie es gerade für Vibra- Patentansprüche: torantriebe zweckmäßig und besonders Vorteilhaft ist, ist es aus der vorgenannten DE-OS bekannt, einen Kon-

1. Zündsteuereinrichtung für einen Thyristorhalb- densator während der negativen Halbwelle Ober ein powellensteller mit einem von einem Hilfsthyristor (15) 5 laritätsabhängiges Element kurzzuschließen, so daß er über einen Impulsübertrager (17) steuerbaren sich in der positiven Halbwelle auflädt und sich dann bei Hauptthyristor in Einwegschaltung, vorzugsweise Erreichen der durch einen Widerstandsspannungsteiler zur Speisung eines elektromagnetischen Vibrators, gegebenen Spannung Ober einen programmierbaren bei der mindestens ein Ladegleichrichter (3) und ein Unijunction-Transistor auf die Zündstrecke des Thyri-Doppelbasisdioden-KipposziUator (11, 10, 7, 8, 9) 10 stors entlädt Das polaritätsabhängige Element, das den mit einem eingangsseitigen RC-Steuerglied (11,10) Kondensator während der negativen Halbwelle kurzvorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, schließt, kann ein normaler Transistor oder ein prodaß zwischen der einen Netzspannungsklemme und grammierbarer Unijunction-Transistor sein.

einer Gleichspannungsklemme des Ladegleichrich- Anhand der Zeichnung Fig. 1 werden die bekannte ters (3) eine erste Reihenschaltung, bestehend aus 15 Schaltung und ihre Wirkungsweise erläutert Der mit einer Diode (20), einem Widerstand (21) und einem ausgezogenen Schaltverbindungen dargestellte Teil ist Entladekondensator (16), vorgesehen ist, wobei dem zunächst diese bekannte Schaltung.
Entiadekondensator (16) einerseits eine Zenerdiode An den Eingängen 1 und 2 erfolgt über den Briicken-(22) und andererseits eine weitere Reihenschaltung, gleichrichter 3 die Speisung der Schaltung, wobei in bestehend aus der Primärwicklung des Impulsüber- 20 üblicher Weise ein Glättungskondensator 4 der Gleichtragers (17) und dem Hilfsthyristor (15) parallel ge- richterbrücke 3 parallel geschaltet ist Der Reihenwiderschaltet sind, wobei der Entladekondensator (16) ei- stand 5 und die parallelgeschaltete Zener-Diode 6 stabine größere Kapazität aufweist als der Kondensator lisieren die Speisespannung. Der Spannungsteiler aus (10) des RC-Steuergliedes (11,10) und bereits beim den Widerständen 7 und 8 bestimmt die Höhe der Nulldurchgang der Netzspannung durch die negati- 25 Durchbruchspannung des programmierbaren Unive leistungsmäßig nicht beanspruchte Halbwelle junction-Transistors 9. Der zeitbestimmende Xondensaaufgeladenist(Fig. 1). tor 10 wird .nun über den bereits erwähnten Reihenwi-

2. Zündsteuereinrichtung nach Anspruch 1, da- derstand 5 und den Stellwiderstand U von der Spandurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Konden- nungsquelle aufgeladen.

sator (10) des RC-Steuergliedes (10, 11) ein Kurz- 30 Während der negativen Halbwelle ist nun dieser Konschließtransistor (12) geschaltet ist (F ig. 1). densator 10 durch den Transistor 12 kurzgeschlossen,

3. Zündsteuereinrichtung nach Anspruch 2, da- der seinerseits wieder durch den Widerstand 13 angedurch gekennzeichnet, daß an dem Entladekonden- steuert ist Der Widerstand 13 dient außerdem zur sator (16) ein aus einer Zenerdiode (27), einem Basis- Strombegrenzung. Die Sperrung des Transistors 12 er-Widerstand (28) und einem Hilfstransistor (29) beste- 35 folgt nach Unterschreiten der Basis-Emitter-Schleusenhende Rückkopplungsstufe angeschlossen ist, durch spannung, also etwa im Nulldurchgang der Speisespanderen Ausgangssignal unter Zwischenschaltung ei- nung. In der positiven Halbwelle lädt sich der Kondenner weiteren Diode (31) und eines weiteren Basiswi- sator 10 mit der vom Widerstand 11 vorgegebenen Zeitderstands (30) der Kurzschließtransistor (12) durch- konstante auf; nach Erreichen der Durchbruchspannung geschaltet ist, solange der Wert der Spannung am 40 des PUT 9 wird dieser niederohmig und der Kondensa-Entladekondensator (16) unter der Durchbruchspan- tor 10 entlädt sich in dieser bekannten Schaltung über nung der Zenerdiode (27) liegt (F i g. 2). den PUT 9 direkt auf die Primärwicklung eines Impuls-

4. Zündsteuereinrichtung nach einem der AnsprU- Übertragers, wobei ein kurzer Zündimpuls entsteht Soll ehe 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wider- der Zündimpuls energiereich sein, so muß die Kapazität stands-Zenerdiode-Spannungsstabilisierungsstufe 45 des Kondensators 10 groß gewählt werden. Wird außer-(25,26) vorgesehen ist wobei der Widerstand (25) in dem verlangt, daß der 1. Zündimpuls kurz nach dem Reihe zur ersten Reihenschaltung (20,21,16) und die Nulldurchgang der positiven Halbwelle kommen soll, Zenerdiode (26) parallel zur ersten Reihenschaltung dann müssen die Widerstände 11 und 5 niederohmig (20,21,16) vorgesehen ist. gemacht werden, was die Verlustleistung der Schaltung

5. Zündsteuereinrichtung nach einem der Ansprü- 50 beträchtlich erhöht Die Verzögerung des 1. Zündimpulche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kon- ses nach dem Nulldurchgang der positiven Halbwelle densator (10) des RC-Steuergliedes (10,11) ein Lade- kann nicht Null sein, weil der Ohmwert des Widerstantransistor anstelle des Ladewiderstandes (U) vorge- des 11 nicht beliebig verkleinert werden kann, bedingt schaltet ist durch die Eigenschaften des PUT 9.

6. Zündsteuereinrichtung nach einem der Ansprü- 55 Jedoch gerade beim Betrieb von elektromagnetischen ehe 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis- Vibratoren ist eine Aussteuerung bis zum Anschnittwin-Emitter-Strecke des Kurzschließtransistors (12) so- kel von 0° besonders vorteilhaft wegen der quadrawie der Anoden-Kathoden-Strecke des Hilfsthyri- tischen Abhängigkeit der Schwingbreite und damit der stors (15) je ein weiterer Kondensator (23; 24) paral- Förderleistung vom Magneterregerstrom,
lelgeschaltet ist (F i g. 1). 60 Um einer induktiven Last eine volle Halbwelle der

Leistungskreis-Wechselspannung zuzuführen, ist aus

der DE-AS 16 38 411 bereits eine Einrichtung bekannt,

bei welcher mittels einer Phasenschiebervorrichtung die Steuerkreis-Speisewechselspannung in bezug auf die

Die Erfindung betrifft eine Zündsteuereinrichtung ge- 65 Leistungskreis-Wechselspannung derart phasenvermäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige schoben wird, daß sie zeitlich vor der Leistungskreis-Einrichtung ist bekannt (DE-OS 21 04 503). Wechselspannung anliegt. Eine Phasenvorverschiebung Um den Arbeitsthyristor möglichst bis zu dem An- von Wechselspannung erfolgt in bekannter Weise mit-