DE2918880C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für ein Blitzlichtgerät gemäß des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 25 13 544 ist eine solche Steuerschaltung für eine Blitzlichtentladungslampe bekannt. Bei dieser Steuerschaltung wird während der Abschaltung des Thyristors ein Triggerblockiersignal dem Gate des Thyristors zugeführt, das die Abschaltzeit des Thyristors verkürzen soll. Das Blockieren soll hier durch Anlegen einer Gegenspannung bewirkt werden. Wenn jedoch während des Abschaltens Triggerimpulse, die größer sind als die Gegenspannung, an das Gate gelangen, kann das Triggern nicht, das in diesem Fall eine die Abschaltung des Thyristors verhindernde Fehltriggerung ist, unterbunden werden.

Aus der US-PS 40 07 398 ist eine Steuerschaltung bekannt, bei der zum Verhindern von Fehltriggerungen während des Abschaltens der Gate-Kathodenstrecke des Thyristors ein Transistor und ein Kondensator parallel geschaltet sind. Während des Abschaltens wird der Transistor vom Durchschaltkreis aufgesteuert, so daß die Gate-Kathodenstrecke des Thyristors durch den Transistor kurzgeschlossen ist. In diesem Fall besteht die Tendenz, daß bei schnellen Änderungen des Kollektorpotentials der Einfluß des Transistors auf die zur Steuerung des Thyristors benutzte Gate-Kathodenstrecke kurzzeitig verlorengeht, wodurch Gate- Strom durch den Thyristor fließen kann, was wiederum Fehlzündungen zur Folge haben kann.

Die US-PS 38 49 703 offenbart eine der oben beschriebenen ähnliche Steuerschaltung für eine Blitzlichtentladungslampe, bei der zwischen der Gate-Elektrode und der Kathode des Thyristors lediglich ein Kondensator angeschlossen ist, der die Ausschaltzeit des Thyristors verkürzt, so daß die Kapazität des Stromumkehr-Kondensators verkleinert werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerschaltung für Blitzlichtgeräte zu schaffen, bei der der Thyristor zuverlässig keine Fehlzündungen durchführt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuerschaltung gemäß dem Anspruch 1.

Die Erfindung wird nun an Ausführungsbeispielen anhand der Figuren erläutert. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das eine grundsätzliche Anordnung eines Blitzlichtgeräts mit einer Steuerschaltung gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 2 den zeitlichen Verlauf der Anoden-Kathoden-Spannung V und des Gate-Stroms I _r des Thyristors 14 der Fig. 1;

Fig. 3 eine detaillierte Schaltung der wesentlichen Teile von Fig. 1;

Im weiteren wird nun ein Blitzlichtgerät gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erklärt. Es werden in der ganzen Beschreibung gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Teile zu bezeichnen, so daß eine doppelte Erklärung vermieden wird.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine grundsätzliche Anordnung des Blitzlichtgerätes gemäß der Erfindung zeigt. Die Ausgangsspannung des Hochspannungsgenerators 10 ist an einen Entladekondensator C 1 angelegt. Als Hochspannungsgenerator wird normalerweise ein Gleichspannungswandler verwendet. Die in den Kondensator C 1 geladene Spannung ist ungefähr 300 Volt. Ein Pol des Kondensators C 1, zum Beispiel das positive Ende, ist mit einer Klemme der Blitzlichtröhre 12 verbunden. Die andere Klemme der Blitzlichtröhre 12 ist mit der Anode eines Thyristors 14 verbunden. Die Kathode des Thyristors 14 ist an den anderen Pol des Kondensators C 1 angeschlossen. Zwischen der Steuerelektrode und der Kathode des Thyristors 14 ist ein an sich bekannter Ladungsträger- Rekombinations-Kondensator C 2 geschaltet, der später erklärt wird. Ein Hochspannungs-Triggerimpuls TP 1 wird von einer Trigger-Schaltung 16 an die Trigger-Elektrode der Blitzlichtröhre 12 angelegt. Die Trigger-Schaltung 16 erzeugt einen Triggerimpuls TP 1, wenn zum Beispiel ein X-Kontakt EIN-geschaltet wird. Ein Triggerimpuls TP 2 wird ebenfalls beim EIN-Schalten des X-Kontakts erzeugt. Der Triggerimpuls TP 2 wird über eine Trigger-Blockier-Schaltung 18 an die Steuerelektrode des Thyristors 14 angelegt.

Die Anode des Thyristors 14 ist über einen Kipp- bzw. Lösch- Kondensator C 3 (Stromumkehr-Kondensator) und eine Umschalt- Schaltung 20 mit seiner Kathode verbunden. Eine Vorlade-Schaltung 22 (Ladekreis) ist mit dem Kondensator C 3 verbunden. Der Kondensator C 3 wird durch die Vorlade-Schaltung 22 voll aufgeladen, ehe die Umschalt-Schaltung 20 EIN-geschaltet wird. Die Umschalt-Schaltung 20 wird durch ein Einschaltbefehl-Signal E 1 von einer Zeitschaltung 24 EIN-geschaltet. Wenn die Umschalt- Schaltung 20 EIN-geschaltet wird, wird eine Sperrspannung V _r , die in den Kondensator C 3 geladen ist, zwischen die Anode und die Kathode des Thyristors 14 angelegt. Die Umschalt-Schaltung 20 bestimmt ein Impuls-Blockierungs-Zeitverhalten der Trigger- Blockier-Schaltung 18 und erzeugt ein Taktsignal E 2 beim EIN- Schalten der Umschalt-Schaltung 20 oder ein wenig früher als dieses EIN-Schalten der Umschalt-Schaltung 20. Das Taktsignal E 2 wird durch eine Zeitgeberschaltung 26 in ein Blockierbefehl- Signal E 3 zum Erzeugen einer Impuls-Blockierungs-Zeit umgewandelt. Die Blockier-Schaltung 18 verhindert, daß Störungen an der Steuerelektrode des Thyristors 14 anliegen, wenn dieser das Blockierbefehl-Signal E 3 erhält.

Die grundlegende Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 wird nun erklärt.

Es wird angenommen, daß die Kondensatoren C 1 und C 3 voll aufgeladen sind, und daß der Kondensator C 2 voll entladen ist. Ehe der X-Kontakt EIN-geschaltet wird, wird kein Einschaltbefehl- Signal E 1 erzeugt. Das heißt, die Umschalt-Schaltung 20 ist im AUS-Zustand. Da kein Taktsignal E 2 erzeugt wird, wird auch kein Blockierbefehl-Signal E 3 erzeugt. Insbesondere ist die Trigger- Blockier-Schaltung 18 in einem solchen Zustand, daß der Triggerimpuls TP 2 durch die Schaltung 18 zur Steuerelektrode des Thyristors 14 gelangen kann. Wenn der X-Kontakt EIN-geschaltet wird, liefert die Trigger-Schaltung 16 einen Triggerimpuls TP 1 an die Trigger-Elektrode der Blitzlichtröhre 12. Zur gleichen Zeit t₀ (vgl. Fig. 2) liefert die Trigger-Schaltung 16 einen Triggerimpuls TP 2 durch die Trigger-Blockier-Schaltung 18 zur Steuerelektrode des Thyristors 14. Wenn die Blitzlichtröhre 12 und der Thyristor 14 durch die Triggerimpulse TP 1 bzw. TP 2 getriggert werden, wird der Thyristor 14 EIN-geschaltet, und die Blitzlichtröhre sendet einen Blitz aus.

Angenommen, die Zeitschaltung 24 ist zum Beispiel als herkömmliche Lichtmengen-Feststellungs-Schaltung ausgeführt. Wenn in diesem Falle die Zeitschaltung 24 feststellt, daß durch die Blitzlichtröhre 12 eine richtige Lichtmenge auf einen nicht gezeigten fotografischen Film gegeben wurde, liefert die Zeitschaltung 24 ein Einschaltbefehl-Signal E 1 an die Umschalt- Schaltung 20, so daß diese ein Taktsignal E 2 erzeugt, während die Schaltung 20 EIN-geschaltet wird. Wenn die Schaltung 20 so EIN-geschaltet ist, wird eine Sperr- bzw. Umkehrspannung V _r , die im Kondensator C 3 geladen ist, zwischen die Anode und die Kathode des Thyristors 14 angelegt. Der Zeitpunkt t₁ in Fig. 2 entspricht dem Moment, in dem die Umschalt-Schaltung 20 EIN- geschaltet wird. Wenn dies geschieht, wird der Thyristor 14 einer erzwungenen Stromrichtungsänderung ausgesetzt und in den AUS-geschalteten Zustand übergeführt.

Um die durch den bekannten Ladungsträger-Speicher-Effekt bewirkte Reduzierung der Schaltgeschwindigkeit des Thyristors zu mindern, ist es notwendig, daß die Rekombination der Ladungsträger im Steuerelektroden-Bereich während der Schaltübergangsperiode beschleunigt wird. Dies wird in bekannter Weise durch einen Ladungsträger-Rekombinations-Kondensator C 2 erreicht.

Die Geschwindigkeitssteigerung der Ladungsträger-Rekombination durch den Kondensator C 2 wird wie folgt bewirkt.

Zur Zeit t₂ bis t₃ (Fig. 2) fließt ein Teil des Sperrstroms I _r , das heißt, ein Teil-Sperrstrom I _rp in den Kondensator C 2. Der Teil-Sperrstrom I _rp entspricht einem Fluß von Ladungsträgern, die im Steuerelektroden-Bereich des Thyristors 14 rekombiniert werden. Der Kondensator C 2 wird durch den Teil-Sperrstrom I _rp aufgeladen. Zu dieser Zeit wird eine in dem Kondensator C 2 gespeicherte elektrostatische Energie E _C2 durch die Kathoden- Steuerelektrodenspannung V _KG und dem Teil-Sperrstrom I _rp bestimmt. Zum Zeitpunkt t₃ in Fig. 2 ist die Entladung des Kipp- bzw. Strom-Umkehr-Kondensators C 3 vollendet und wenn der Sperrstrom I _r Null wird, wird der Kathoden-Steuerelektroden-Pfad durch eine Spannung über den Kondensator C 2 in Sperrichtung vorgespannt. Das heißt, eine Ladungsmenge, die der elektrostatischen Energie E _C2 entspricht, wird in die Steuerelektrode des Thyristors 14 eingeführt. Die Ladungsträger im Steuerelektroden- Bereich werden durch die Ladungszufuhr rasch rekombiniert. Dadurch werden die Ladungsträger in einer sehr kurzen Zeit aus dem Steuerelektroden-Bereich entfernt. Dadurch wird der Thyristor 14 vollständig AUS-geschaltet. Es ist wichtig zu bemerken, daß die Geschwindigkeitssteigerung der Ladungsträger-Rekombination durch den Kondensator C 2 der Steuerelektrode G des Thyristors 14 keine übermäßige Belastung auferlegt. Der Teil- Sperrstrom I _rp wird unmittelbar bevor der Thyristor 14 AUS-geschaltet wird, in dem Kondensator C 2 gespeichert. Der aus einer Abgabe von in dem Kondensator C 2 gespeicherten Ladungen resultierende, zugeführte Strom ist groß genug, um die Ladungsträger des Thyristors 14 zu rekombinieren, aber nicht von einer solchen Größe, daß er eine übermäßige Ladung dem Thyristor 14 zuführt.

Wie erwähnt, wird die AUS-Schaltzeit des Thyristors 14 durch den Ladungsträger-Rekombinations-Kondensator C 2 verkürzt. Während der Kipp- bzw. Strom-Umkehr-Kondensator C 3 durch einen Strom umgeladen wird, wird der Thyristor 14 leicht fehlgetriggert. Während des Umladens legt der Kipp- bzw. Strom-Umkehr- Kondensator C 3 eine Sperrspannung zwischen die Anode und die Kathode des Thyristors 14. Wenn in diesem Zustand irgendein Strom, so klein er auch ist, in die Steuerelektrode G des Thyristors 14 fließt, wird der Thyristor 14 EIN-geschaltet. Das heißt, der Thyristor 14 wird irrtümlich EIN-geschaltet. Es ist daher notwendig, daß ein Strom, der von der Trigger-Blockier- Schaltung 18 in die Steuerelektrode G des Thyristors 14 fließt, während des Zeitraumes, in dem der Thyristor 14 in dem AUS- Zustand gehalten werden sollte, vollkommen unterbrochen ist. Dieser Zeitraum entspricht der Zeit t₁ bis t₅, das heißt, dem Zeitraum, in dem die Entladung des Kipp-Kondensators C 3 vollendet wird. Der erwähnten Notwendigkeit wird durch die Trigger- Blockier-Schaltung 18 und der Zeitgeber-Schaltung 26 genügt. Wenn das Einschalt-Befehl-Signal E 1 geliefert wird, nachdem der Thyristor 14 EIN-geschaltet ist, erzeugt die Umschalt-Schaltung 20 ein Taktsignal E 2, und der Kipp-Kondensator C 3 wird entladen. Der Zeitpunkt der Entladung und des Taktsignals E 2 kann theoretisch zusammentreffen. Um jedoch vollkommen die irrtümliche Fehl-Triggerung des Thyristors 14 zu verhindern, kann das Taktsignal E 2 vor der Entladung des Kondensators C 3 erzeugt werden. Wenn das Taktsignal E 2 erzeugt wird, schickt die Zeitgeber- Schaltung 26 das Blockier-Befehl-Signal E 3 an die Trigger- Blockier-Schaltung 18. Wenn das Befehlssignal E 3 gegeben wird, verhindert die Blockier-Schaltung 18 den Stromfluß in die Steuerelektrode G des Thyristors 14. Die Blockier-Wirkung der Trigger-Blockier-Schaltung 18 ist wirksam, so lange das Befehlssignal E 3 gegeben ist. Die Trigger-Blockier-Periode, das heißt, die Periode in der das Befehlssignal E 3 gegeben ist, wird durch die Zeitgeber-Schaltung 26 bestimmt. Die Zeitgeber- Schaltung 26 kann aus einer RC-Schaltung aufgebaut sein, die zum Beispiel eine vorbestimmte Zeitkonstante hat.

Die Fig. 3 zeigt eine detaillierte Schaltung wesentlicher Teile der Schaltung in Fig. 1. Die positive Klemme des Generators 10 (Fig. 1) ist über Widerstände mit der Anode eines Thyristors (SCR) verbunden. Die Anode des SCR 16 ist über einen Kondensator C 10 geerdet. Die Anode des SCR 16 ist mit seiner Kathode über einen Kondensator C 12 und der Primärspule eines Impulsübertragers T 10 verbunden. Die Steuerelektrode des SCR 16 ist über den Widerstand R 18 mit seiner Kathode verbunden. Die Steuerelektrode des SCR 16 ist über einen Widerstand R 20 geerdet. Die Kathode des SCR 16 ist über einen Kondensator und über den X-Kontakt geerdet. Die Widerstände R 12 bis R 20, die Kondensatoren C 10 bis C 12, der SCR 16 und der Impulsübertrager T 10 bilden die Trigger-Schaltung 16 nach Fig. 1.

Ein Triggerimpuls TP 1, der in die Sekundärspule des Impulsübertragers T 10 induziert wird, wird an die Trigger-Elektrode der Blitzlichtröhre 12 angelegt. Eine erste Blitzlichtelektrode der Blitzlichtröhre 12 ist mit der positiven Klemme des Generators 10 (Fig. 1) verbunden. Eine zweite Blitzlichtelektrode der Blitzlichtröhre 12 ist mit der Anode des Thyristors SCR 14 verbunden. Die Kathode des SCR 14 ist geerdet, und die Steuerelektrode des SCR 14 ist über eine Parallelschaltung eines Widerstands R 22 und des Ladungsträger-Rekombinations-Kondensators C 2 geerdet. Ein Widerstand R 24 ist parallel über den SCR 14 geschaltet.

Eine Klemme des Kipp-Kondensators C 3 ist mit der Anode des SCR 14 verbunden. Die andere Klemme des Kondensators C 3 ist über ein Schaltelement 30 geerdet.

Die Schaltelemente SCR 20 und 30 bilden die Umschalt-Schaltung 20 der Fig. 1.

Die Anode des SCR 20 ist über eine Serienschaltung eines Widerstands R 34 und eines Kondensators C 18 mit dem Gate eines Feld-Effekt-Transistors Q 22 verbunden.

Eine Verbindung zwischen dem Kondensator C 3 und dem Schaltelement 30 ist über den Widerstand R 36 an die Kathode einer Diode D 16 geschaltet. Die Anode des SCR 20 ist über einen Widerstand R 38 mit der Kathode der Diode D 16 verbunden. Die Anode der Diode D 16 ist mit der positiven Klemme des Hochspannungsgenerators 10 verbunden. Der Kondensator C 3 wird durch die Ausgangsspannung des Generators 10 oder die Ladespannung des Kondensators C 1 über die Diode D 16 und den Widerstand R 36 vorgeladen. Die Diode D 16 und die Widerstände R 36 und R 38 bilden die Vorladeschaltung 22.

Die Kathode des SCR 16 ist mit der Steuerelektrode des SCR 14 über die Source-Drain-Strecke des Feld-Effekt-Transistors (FET) Q 22 verbunden. Der FET Q 22 ist geeigneterweise ein N-Kanal-Verarmungs- Sperrschichttyp. Wenn der SCR 20 im AUS-Zustand ist, ist der Innenwiderstand des FET Q 22 niedrig, da die Steuerelektroden- Vorspannung des FET Q 22 Null ist. Das heißt, der Triggerimpuls TP 2 ist in einem solchen Zustand, daß er dort durchgeht, ohne blockiert zu werden. Wenn der SCR 20 EIN-geschaltet ist, wird der FET Q 22 durch eine Spannung, die der in dem Kondensator C 18 gespeicherten Ladung entspricht, abgetrennt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zuführung des Triggerimpulses TP 2 an den SCR 14 blockiert.

Claims (4)

1. Steuerschaltung für mit einem Hochspannungsgenerator, einem Ladekondensator sowie einer Blitzlichtröhre versehene Blitzlichtgeräte, bestehend aus einem zwischen dem Ladekondensator und der Blitzlichtröhre angeordneten Thyristor, einer mit der Steuerelektrode des Thyristors verbundenen Triggerschaltung, einer aus einem Stromumkehr-Kondensator, einem Ladekreis sowie einem Durchschaltkreis einschließlich Zeitschaltung bestehenden, der Abschaltung des Thyristors dienenden Schaltanordnung und einer die Sperrung des Thyristors während eines vorgegebenen Triggerblockierintervalls erzeugenden Zeitgeberschaltung zwischen dem Durchschaltkreis und der Steuerelektrode des Thyristors, dadurch gekennzeichnet, daß ein parallel zur Steuerelektrode (G) und der Kathode (K) des Thyristors (14) angeordneter, der Reduzierung der Abschaltzeit dienender Ladungsträger-Rekombinationskondensator (C 2) sowie ein mit der Zeitgeberschaltung (26) verbundener Triggerblockierkreis (18) vorgesehen ist, der ein zwischen der Triggerschaltung (16) und der Steuerelektrode (G) des Thyristors (14) angeordnetes Schaltelement (Q 22) aufweist, welches beim Einschalten des Durchschaltkreises (20) in den gesperrten Zustand gelangt.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Triggerblockierintervall zum Zeitpunkt (T 1) des Einschaltens des Durchschaltkreises (20) beginnt und zum Zeitpunkt (T 5) der praktischen Entladung des Stromumkehrkondensators (C 3) endet.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgeberschaltung (26) ein RC-Glied (C 18, R 34) aufweist.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (Q 22) ein Verarmungs-Feldeffekt-Transistor ist.