DE3045798C2

DE3045798C2 - Stromversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE3045798C2
Application number: DE3045798A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Hamamatsu Shizuoka Fujita
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1985-09-05
Also published as: JPS5680929A; US4350949A; DE3045798A1

Description

8. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet

— daß eine Detektorschaltung (73) vorhanden ist um Schwankungen der an die Last angelegten Spannung festzustellen, und

ίο — daß eine Steuerschaltung (74) mit der Detektorschaltung verbunden ist welche ein Signal liefert mit dem der veränderliche Widerstand (66) gesteuert wird.

9. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung ein lichtemittierendes Element enthält, dessen von der abgefühlten Spannung abhängige Leuchtdiode über eine optische Kopplung auf einen Phototransi stör als veränderbarer Widerstand (66) wirkt.

daß dfe Steuemetzwerk aus einer parallel zurr. Laststromkreis liegenden Widerstandsserienschaltung (64,65) besteht deren Abgriff (70) mit dem Steueranschluß (43) des Zweirichtungsschalters (A)verbunden ist; und daß der Steueranschluß (43) einerseits über einen Widerstand (44) mit dem ersten Anschluß (41) und andererseits über eine Schwellwert Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Wenn ein Zweirichtungsthyristor (such unter dem Warenzeichen TRlA.C bekannt) zur Leistungssteuerung in einer Stromversorgungsschaltung verwendet wird, schaltung (45, 46; 57, 58) zur Erzeugung einer 30 benötigt man einen Schalter (sog. Zweirichtungsschalpositiven oder negativen Vorspannung mit dem ter) als Triggerelement um den Zweirichtungsthyristor

umzuschalten. Es sind eine Vielzahl von Triggerelementen für diesen Zweck bekannt und unter den Abkürzungen DIAC mit der Bedeutung Diode als Wechselstrom-

p g p

zweiten Anschluß (42) verbunden ist

2. Stromversorgungbeinrichiung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschal- 35 schalter, SBS mit der Bedeutung Silicium-bilateraler tung aus zwei in Serie und gegeneinander geschalte- Schalter und als PUT mit der Bedeutung programmierten Zenerdioden (45.46) besteht. 3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 2.

ggg p

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zenerdii

barer Uni-Junction-Transistor kommerziell erhältlich. Ein DIAC wird für diesen Zweck in einer bekannten Schaltung gemäß F i g. 1 benutzt wobei eine Spannung

öden bezüglich ihrer Zenerspannung und ihres 40 über die Anschlußklemmen ! und 2 jowie einen WiderSpannungsabfalls in Durchlaßrichtung praktisch stand 3 an den DIAC 4 angelegt wird. Sobalt diese einen identisch gleich sind. 4. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch ',

bestimmten Wert z. B. 30 V erreicht, wird die elektrische Ladung eines Speicherkondensators 5 benutzt, um das Gate des Zweirichtungsthyristors 6 anzusteuern und tung aus einer Diodenbrücke mit 4 Dioden (57a,57b. 45 diesen leitend zu machen. Mit Hilfe dieser Schaltung 57c, 57d) und einer Zenerdiode (58) besteht welche kann der Zündwinkel des Zweirichtungsthyristors 6

dadurch gekennzeichnet daß die Schwellwertschalin entgegengesetzter Polarität zwischen die Ausgangsklemmen der Diodenbrücke geschaltet ist, welche mit ihren Eingangsklemmen zwischen dem Steueranschluß und dem zweiten Anschluß liegt. so

5. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß jeweils eine Diode (51 bzw. 53) in Durchlaßrichtung zwischen die parallelgeschalteten Transistortetroden und den zweiten Anschluß (42) geschaltet ist.

6. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsserienschaltung aus zwei Widerständen (64, 65) besteht, deren Mittelabgriff (70) mit dem Steueranschluß (43) verbunden ist.

7. Stromversorgungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

— daß eine Gleichrichtungs- und Glättungsschaltung (72) für die Versorgungsspannung vorhanden ist, deren Zündwinkel durch den Zweirichtungsthyristor gesteuert wird, und

— daß die Last (62) ausgangsseitig von der Gleich-

durch Verändern des Widerstandswertes des Widerstandes 3 gesteuert werden. Eine Schaltung dieser Art ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 19 51 705 bekannt.

In Fig. 2A ist die Ersatzschaltung eines SBS gezeigt wie der durch die US-PS 35 26 003 bekannt ist und in einer Schaltung gemäß Fig.2B verwendet wird. Es ist erkennbar, daß diese Schaltung aus der Schaltung gemaß F i g. I durch Ersatz des DIAC 4 mit einem SBS 7 hervorgeht. Wenn eine an den SBS 7 angelegte Spannung ein bestimmtes Spannungsniveau z. B. 8 Volt erreicht, wird der Zweirichtungsthyristor 6 leitend, und zwar in derselben Weise, wie dies für den Zweirichtungsthyristor gemäß F i g. 1 der Fall ist.

Die Ersatzschaltung eines PUT ist in F i g, 3A dargestellt Ein solcher PUT kann in einer Schaltung gemäß F i g. 3B verwendet werden, in welcher eine Last 23 mit einer Wechselspannung über die Klemmen 21 und 22 versorgt wird. Zur Anschaltung der Last an den Wechselstromkreis wird der Zweirichtungsthyristor 24, welcher in Serie zur Last.liegt mit Hilfe eines PUT 25 gctriggert. Da der PUTaIs Uni-Junction-Transislor aus-

3 4

gebildet ist, ist zur Ansteuerung eine Gleichrichterschal- aufwendige Treiberschaltung und ein Transformator 29

tung 26 und eine Treiberschaltung 28 vorgesehen, wel- notwendig ist Hierin wird ein Kostennachteil gesehen,

ehe eine Zenerdiode 27 und weitere Schaltungselemen- Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine

te enthält Diese Schaltung arbeitet derart, daß. sobald Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten

der PUT 25 leitend wird, ein elektrischer Strom zur 5 Art anzugeben, welche von sich ändernden Netzfre-

Primärseite eines Transformators 29 fließt und dieser quenzen nicht wesentlich beeinflußt wird. Dabei soll da-

über die Sekundärseite das Gate des Zweirichtungsthy- für Sorge getragen werden, daß die Betätigung des

ristors 24 ansteuert Durch diese Triggerung wird der Zweirichtungsthyristors in der Schaltung mit weitge-

Zweirichtungsthyristor leitend hendst übereinstimmenden Zündwinkeln erfolgt und In-

Von den erwähnten Elementen hat der DIAC und der io Stabilitäten bei einer derartigen kostengünstig herstell-SBS den Nachteil, daß bei einer Verwendung in Schal- baren Schaltung vermieden werden,
tungen gemäß F i g. 1 und gem. F i g. 2B die Ladezeit des Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch geKondensators 5 in Abhängigkeit von der Frequenz der kennzeichnete Erfindung gelöst; weitere Ausgestaltunan die Klemme 1 und 2 angelegten Spannung veränder- gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprülich ist Damit ist auch die Zeit, während welcher der 15 chen.

DIAC 4 oder der SBS 7 leitend gemacht wird, frequenz- Durch die US-PS 35 94 591 ist wohl eine Widerabhängig. Daraus ergibt sich der Nachteil, daß die Wer- standsserienschaltung bekannt, deren Abgriff mit dem te des Widerstands 3 und des Kondensators 5 in Abhän- Steueranschluß einer Steuertriode verbunden ist, jegigkeit von der Frequenz der angelegten Spannung ge- doch dient die Widerstandsserienschaltung in Verbinändert werden müssen. Wenn diese Elemente in den 20 dung mit einem Schalter nicht zur Verringerung der Schaltungen gemäß F i g. 1 und F i g. 2B verwendet wer- Frequenzabhängigkeit. Vielmehr wr.fi zum Ausdruck den und die Werte des Widerstandes 3 sowie des Kon- gebracht, daß eine automatische Steuerung über einen densators 5 für eine kommerzielle Stromversorgung mit Bereich, der die ganze Sinuswelle erfaßt nicht erzielbar einer Netzfrequenz von 50 Hz ausgelegt sind, ändert ist. Um Nachteile zu überwinden, die sich zwangsläufig sich der Zeitpunkt, zu welchem der DIAC 7 oder der 25 bei der Ausführung des Zweirichtungsschalters mit SBS 7 leitend wird, wenn die Netzfrequenz geändert Transistoren aus deren verschiedenen charakteristi- und z. B. eine Versorgungsspannung mit einer Netzfre- sehen Eigenschaften ergeben, wird ferner die Serienquenz von 60 Hz angelegt wird. Wenn z. B. die Schal- schaltung einer Kapazität zu dem Zweirichtungsschaltung an die Stromversorgung angeschlossen wird und ter vorgeschlagen.

diese nicht mit dem Beginn eines Halbzyklus auf die 30 Die Erfindung mit ihren Vorteilen Mnd Merkmalen Schaltung einwirkt, beginnt die Aufladung des Konden- wird anhand von nachfolgend beschriebenen Ausfühsators 5 exakt zu dem Zeitpunkt zu welchem die Ver- rungsbeispielen erläutert Es zeigt
sorgungsspannung angelegt wird. Damit ergibt sich die F i g. 1 eine bekannte Triggerschaltung unter VerSituation, daß die Aufladung des Kondensators 5 nicht Wendung eines DIAC;

bis zu demjenigen Betrag erfolgt bei welchem entweder 35 Fig. 2A eine bekannte Ersatzschaltung eines SBS;

der DIAC 4 oder der SBS 7 vor dem Ende des Halbzy- F i g. 2B eine bekannte Triggerschaltung unter Ver-

klusses leitend wird. Ein solcher Betrieb macht die Ein- wandung eines SBS;

stellung des Zündwinkels instabil. F i g. 3A eine bekannte Ersatzschaltung eines PUT;

Wenn die Schaltungen gemäß Fig. 1 bzw. gemäß Fig.3B eine bekannte Triggerschaltuni, unter Ver-

Fig.2B in einer Stromversorgungsschaltung benutzt 40 wendungeines PUT;

werden, wobei der Zweirichtungsthyristor 6 in den Last- Fig. 4 das Schaltbild eines Zweirichtungsschalters

kreis eingeschaltet ist und für den Widerstand 3 ein gen.üß der Erfindung;

veränderbarer Widerstand Verwendung findet um die F i g. 5 eine Spannungs-Stromcharakteristik des

Änderungen der an die Last angelegten Spannung fest- Zweirichtungsschalters gemäß F i g. 4;

zustellen und über den Widerstand 3 durch eine Steue- 45 Fig.6 eine Substitutionsschaltung für die Serien-

rung des Zündwinkels des Zweirichtungsthyristors 6 zu schaltung der Zenerdioden gemäß F i g. 4;

kompensiei^n, ergeben sich ebenfalls Schwierigkeiten. Fig. 7 das Schaltbild einer Stromversorgungsschal-

Da die Steuerung über den Widerstand 3 nur erfolgt, tung unter Verwendung eines Zweirichtungsschalters

wenn der Zweirichtungsthyristor 6 in dem Zeitpunkt gemäß Fig.4;

leitend gemacht wird, zu welchem die Stromversorgung 50 Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Triggerangeschlossen wird, kann sich der Umstand einstellen, funktion der Schaltung gemäß F ig. 7;
daß die Betätigung des Zweirichtungsthyristors 6 nicht F i g. 9 ein Blockschaltbild einer stabilisierten Stromin Abhängigkeit von den Bedingungen am Widerstand 3 versorgungsschaitung mit einem Zweirichtungsschalter zu dem gewünschten Zeitpunkt erfolgt da nämlich bei- gemä" F i g. 4;

spielsweise der Wert des Widerstands 3 zu groß ist, um 55 F i g. 10 das detaillierte Schaltbild der Stromversorden Kondensators aufzuladen. Durch diesen Nachteil gungsschaltunggen.äßFig.9.

kann die Betätigung des Zweirichtungsthyristors 6 Die Ausführungsformen gemäß der Erfindung werebenfalls instabil werden. Dazu kommt außerdem, daß den anhand der F! g. 4 bis 10 beschrieben,
der Zeitpunkt, zu welchem der Thyristor leitend ge- In Fig.4 ist das Schaltbild eines Zweirichtungsschalmacht wird, auch von der Frequenz der Versorgungs- 60 ters A gemäß der Erfindung dargestellt. Dieser Zweispannung abhängt und eine Änderung der Frequenz richtungsschalter hat einen ersten Anschluß 4! und eivon 50 Hz auf 60 Hz ebenfalls eine weitere Instabilität nen zweiten Anschluß 42 sowie einen Steucratrschluß bedeutet. 43. Zwischen dem ersten Anschluß 41 und dem Steuer-

Die Verwendung eines PUT gemäß F i g. 3B ermög- anschluß 43 liegt ein Widerstand 44, wogegen zwischen

licht einige Nachteile zu beseitigen, die in Verbindung 65 den zweiten Anschluß 42 und den Steueranschluß 43

mit einem DIAC und einem SBS entstehen. Jedoch hat zwei in Serie geschaltete Zenerdioden 45 und 46 ge-

der PIJT den Nachteil, daß er nicht in zwei gegensätzli- schaltet sind. Dabei ist die Zenerdiode 45 vom Steueran-

chen Richtungen betrieben werden kann, so daß eine Schluß 43 kommend in Durchlaßrichtung und die Zener-

diode 46 in Sperr-Richfjng geschaltet. Mit dem Steueranschluß 43 ist ferner die Basis eines PNP-Transistors 47, der Kollektor eines NPN-Transistors 48, die Basis eines NPN-Transistors 49 und ferner der Kollektor ei nes PNP-Transistor 50 verbunden. Der Emitter des Transistors 47 und ebenso der Emitter des Transistors 49 sind mit dem ersten Anschluß 41 verbunden. Der zweite Anschluß 42 ist über eine Diode 51 und über einen in Serie nachgeschalteten Widerstand 52 an den Kollektor des Transistors 47 sowie die Basis des Transistors 48 angeschlossen. Schließlich ist der zweite Anschluß 42 auch über eine Diode 53 und einen dazu in Serie geschalteten Widerstand an den Kollektor des Transistors 49 sowie die Basis des Transistors 50 angeschlossen. Die Diode 51 ist in Richtung auf den zweiten Anschluß 42 in Durchlaßrichtung gepolt, wogegen die Diode 53 zwischen den zweiten Anschluß 42 und den Widerstand 54 in Sperrichtung geschaltet ist. Der Emitter des Transistors 48 hängt am Verbindungspunkt der

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L/ιυυι. ~ßt tint ut^iii ττ iuci aiailu ~r* UIlU Cllt3|/f Clficnu 131 der Emitter des Transistors 50 an den Verbindungspunkt der Diode 53 mit dem Widerstand 54 angeschlossen. Bei der beschriebenen Anordnung stellen die Transistoren 47 und 48 sowie der Widerstand 52 einen ersten Schaltungsbereich 55 dar, welcher derart arbeitet, daß ein Stromfluß vom ersten Anschluß 41 zum zweiten Anschluß 42 selbsthaitend aufgebaut wird, wenn die Beziehung zwischen den an die Anschlüsse 41 bis 43 angelegten Spannungen eine bestimmte, nachfolgend näher erläuterte Bedingung erfüllen. Entsprechend bilden auch die Transistoren 49 und 50 zusammen mit dem Widerstand 54 einen zweiten Schaltungsbereich 56, der derart arbeitet, daß ein Stromfluß vom zweiten Anschluß 42 zum ersten Anschluß 41 selbsthaltend aufgebaut wird, wenn die vorausstehend genannten Spannungsverhältnisse einer anderen, nachfolgend beschriebenen Bedingung genügen.

tungsschalters A beschrieben.

Der Richtungsschalter wird vom ersten Anschluß 41 zum zweiten Anschluß 42 und umgekehrt leitend, wenn eine vorgegebene Spannung an den Anschlüssen wirksam ist und der Wert dieser Spannung über eine vorgegebene Durchbruchspannung V, ansteigt. Es wird beispielsweise davon ausgegangen, daß die angelegte Spannung an dem ersten Anschluß 41 das Potential Va ι und am zweiten Anschluß 42 das Potential V_A ₂ hat, wobei Va ι größer als Va 2 ist. Unter dieser Annahme ergibt sich, daß beide Zenerdioden 45 und 40 leitend werden und damit die beiden Transistoren 47 und 48 stromführend sind, wenn die Basis-Emitterspannung des Transistors 47 den Wert Vbe\ hat und der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung der Zenerdiode 45 dem Wert Vfι entspricht, sowie ferner die Zenerspannung an der Zenerdiode 46 den Wert Vr 1 annimmt und sich damit die folgende Beziehung ergibt:

- V*2>

Vr,

In diesem Zustand fließt ein elektrischer Strom zwischen dem ersten und zweiten Anschluß 42 und 41 über die ausgezogen und gestrichelt in F i g. 4 eingezeichneten Strecken. Die niedrigste, für den Zweirichtungsschalter A erforderliche Betriebsspannung, um leitend zu werden, hat den Wert:

V₂= V_BE, + V/r, + Vr,

Angesichts der Tatsache, daß die Spannungen V_Be\ und V_n vernachlässigbar klein sind, bestimmt sich die Spannung V, im wesentlichen durch die Spannung Vm.

Unter der Voraussetzung, daß V_BE ₂die Bfcsis-Emitterspannung am Transistor 49 repräsentiert und V_F2 der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung an der Zenerdiode 46 ist sowie Vr₂ die Zenerspannung der Zenerdiode 45 repräsentiert, ergibt sich für die Beziehung:

Va₂- Va, > V_BE2 + V_n+ Vr₂

daß die Zenerdioden 45 und 46 und ebenso die Transistoren 49 und 50 leitend werden, wenn Va \ < V_Ai ist. Unter diesen Voraussetzungen fließt ebenfalls ein Strom zwischen dem ersten Anschluß 41 und dem zweiten Anschluß 42, und zwar entsprechend den strichpunktierten Linien gemäß F i g. 4. Bei den angegebenen Betriebsverhältnissen verhindern die Dioden 51 und 53 das Wirksamwerden einer Sperrspannung am Emitter

j0 und an (jci Basis der Transistoren 45 und 50. Dabei ergeben sich für die Spannungs-Stromcharakteristik des Zweirichtungsschalterts A die in F i g. 5 dargestellten Verhältnisse. Diese Betriebsverhältnisse werden in der nachfolgenden Beschreibung als erstes Betriebsverhal ten bezeichnet.

Selbst, wenn der Wert der zwischen den Anschlüssen 41 und 42 wirksamen Spannung kleiner als V₁ ist, fließt ein Strom zwischen den beiden Anschlüssen in beiden Richtungen entsprechend der an dem Steueranschluß 43 wirksamen Spannung Vc- Wenn man voraussetzt, daß die Potentiale an den Anschlüssen 41 und 42 dem Ausdruck Va ι > Va 2 genügen, dann fließt ein Strom über die Transistoren 47 und 48 zwischen den Anschlüssen entsprechend der gestrichelten Linien gemäß Fig.4, wenn das Potential Va \ am ersten Anschluß 41 und das Potential Vc, am Steueranschluß 43, bezogen auf den zweiten Anschluß, den folgenden Verhältnissen genü-

V>,, > Kc + V_BE,

Die Transistoren 49 und 50 werden leitend, wenn die nachfolgende Beziehung gilt:

♦5 Va, < V_c+

und zwar für den Fall, daß V_A ι kleiner Ka ₂ ist. Unter diesen Verhältnissen stellt sich ein Stromfluß zwischen dem ersten und zweiten Anschluß ein, wie er durch die mit zwei Punkten strichpunktierten Linien gemäß F i g. 4 gekennzeichnet isL Dieses Verhalten wiri als zweites Betriebsverhalten bezeichnet

Durch eine entsprechende Auswahl der Spannungen, welche an dem ersten Anschluß 41 und an den zweiten Anschluß 42 sowie an den Steueranschluß 43 angelegt werden, läßt sich eine Einschaltbedingung bzw. eine Ausschaltbedingung zwischen den beiden Anschlüssen 41 und 42 einstellen, wobei der Zweirichtungsthyristor mit Hilfe des über die Anschlüsse 41 und 42 fließenden

Stromes getriggert werden kann.

Die Serienschaltung der Zenerdioden 45 und 46 im Zweirichtungsschalter A gemäß F i g. 4 kann durch eine Schaltung gemäß F i g. 6 ersetzt werden. Diese Schaltung gemäß Fig.6 ist als Brückenschaltung aus den Dioden 57a, 576,57c und S7d sowie einer Zenerdiode 58 aufgebaut. Dabei werden in der gleichrichtenden Brükkenschaltung die Kathoden der Dioden 57a und 576 sowie die Anoden der Dioden 57c und 57d zusammen-

geschaltet, wobei die Anode der Diode 57b mit der Kathode der Diode 57d und die Anode der Diode 576 mit der Kathode der Diode 57c verbunden ist. Die Kathode der Zenerdiode 58 liegt an den miteinander verbundenen Kathoden oer beiden Dioden 57a und 57Zj. wogegen die Anode der Zenerdiode mit den Anoden der Dioden 57t/ und 57c verbunden ist. Die in der Schaltung gemäß F i g. 6 mit Z1 und Z2 bezeichneten Anschlüsse werden beim Ersatz der Zenerdioden 45 und 46 mit dem Steueranschluß 43 und dem zweiten Anschluß 42 verbunden, so daß die Zenerspannung V« in beiden Richtungen zwischen dem ersten und zweiten Anschluß gleich groß gemacht werden kann. Für den Fall, daß ein nachfolgend noch näher erläuterter Übertrager als Last verwendet wird, muß dafür gesorgt werden, daß die positiven und negativen Zündwinkel gleich sind, damit das Auftreten von Schwierigkeiten, wie z. B. magnetische Abweichungen aufgrund eines Vorspannungs-Gleichstromflusses vermieden werden. Im Falle eines Unterschieds zwischen dem positiven und ucni iicgäiiven Zündwinkel ergeben sich auch Unterschiede zwischen dem positiven und dem negativen Bereich des Schwingungsverlaufes für die Spannung, was gleichbedeutend mit dem Auftreten entweder eines positiven oder negativen Gleichstromflusses ist. Aus diesem Grund werden die Änderungen des Stromes relativ zu den Änderungen der Spannung extrem groß, was zu einer Beschädigung des Zweirichtungsthyristors und damit der Wicklungen des Transformators führt. Es ist daher notwendig, dafür zu sorgen, daß der positive und der negative Zündwinkel gleich groß sind. Bei der Verwendung einer Schaltung gemäß Fig.6, um die Zenerspannung V_K zu erhalten und um das Auftreten von magnetischen Einflüssen infolge des gleichstrommäßigen Vorspannungsstromes zu vermeiden, genügt die Verwendung von nur einer Zenerdiode. Damit kann die Zenerspannung in beiden Richtungen und somit auch

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UCI puaillTC UlIUUCl HCgaii'Tb buiiunuiivvi Ji>nkiljgivivii groß gemacht werden, ohne daß es notwendig ist, die Zenerdioden derart auszuwählen, daß sie bezüglich ihrer Charakteristiken identisch übereinstimmen.

In Fig. 7 isi eine Stromversorgungsschaltung mit einer Triggerschaltung B dargestellt, welche den Zweirichtungsschalter A gemäß Fig.4 mitumfaßt. Die Stromversorgungsschaltung ist derart aufgebaut, daß sie von einer Wechselstromquelle 61 aus eine Last 62 mit elektronischer Leistung versorgt. Zwischen die Stromquelle 61 und die Last 62 ist ein Zweirichtungsthyristor 63 geschaltet, dessen Zündwinkel mit Hilfe der Triggerschaltung B gesteuert werden. Der Aufbau der Schaltung gemäß F i g. 7 sieht vor, daß der Zweirichtungsschalter A der Schaltung gemäß F i g. 4 entspricht Parallel zu den Anschlußklemmen 61a und 61 ύ der Stromquellen liegt der Serienschaltung der beiden Widerstände 64 und 65 und ferner eine Serienschaltung aus einem veränderbaren Widerstand 66 und einem Kondensator 67. Zwischen dem zweiten Anschluß 42 des Zweirichtungsschalters A und dem Anschluß 6Ii) ist ein Widerstand 68 angeordnet. Der erste Anschluß 41 des Zweirichtungsschalters A ist an den Verbindungspunkt des veränderlichen Widerstandes 66 mit dem Kondensator 67 angeschlossen, wogegen der zweite Anschluß 42 am Gate des Zweirichtungsthyristors 63 liegt Der Steueranschluß 43 des Zweirichtungsschalters A ist mit dem Verbindungspunkt 70 der beiden Widerstände 64 und 65 verbunden. Bei der beschriebenen Anordnung wird der veränderliche Widerstand 66 von dem lichtaufnehmenden Teil eines Photokopplers gebildet und ist derart angeordnet, daß sich der Widerstandswert in Abhängigkeit von der Lichtmenge ändert, welche von dem lichtemittierenden Teil in Abhängigkeit von der an die Last 62 angelegten Spannung abc geben wird.

Die Funktionsweise dieser Schaltung gemäß Fig. 7 ist wie folgt:

Der Wert R_v des veränderlichen Widerstandes 66 ist derart ausgelegt, daß das lichtemittierende Element beim abgeschalteten Zustand des Zweirichtungsthyri stors 63 keinen Strom abgibt und damit der Wider standswert sehr groß ist. In diesem Fall, in welchem R_v sehr viel größer als 0 ist, befindet sich der Zweirichtungsschalter im sogenannten zweiten Betriebsverhalten. Unter den vorgenannten Bedingungen, wenn die Spannungen V_t am Stromversorgungsanschluß 61a, z. B. auf den Maximalwert der positiven Halbwelle ansteigt, fließt ein Ladungsstrom zum Kondensator 67. Dieser Strom fließt von der Stromversorgungsquelle 61a über den Widerstand 64, den Steueranschluß 43 des Zwei-

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Anschluß 41 im Zweirichtungsschalter A. Auf diese Weise wird der Kondensator 67 aufgeladen. Wenn die Spannung am Anschluß 61a der Stromversorgung dann unter den maximalen Wert absinkt und das Verhältnis der Spannung V_c am Kondensator 67, verglichen mit der Spannung V₁ am Widerstand 65 den Wert Vi kleiner V_c am Ende der Halbwelle annimmt, zeigt der Zweirichtungsschalter A das zweite Betriebsverhalten, in welchem ein Strom zwischen dem ersten Anschluß 41 und dem zweiten Anschluß 42 fließt. Damit wird der Kondensator 67 entladen und gleichzeitig ein Triggerimpuls für das Gate des Zweirichtungsthyristors 63 geliefert. Dieser Triggerimpuls schaltet den Zweirichtungsthyristors 63 ein, so daß die Stromversorgungsquelle 61 an die Last 62 angeschlossen wird. Der beschriebene Funktionsverlauf stellt sich in gleicher Weise auch für die negative Halbwelle ein.

Sobald der Zweirichtungsthyristor 63

ist, fällt der Widerstand R_y des veränderlichen Wider- Standes 66 aufgrund der Tatsache ab, daß eine vorgege bene Spannung an der Last 62 wirksam wird. Für den Fall, daß dieser Widerstandswert R_r einen vorgegebenen Wert unterschritten hat, geht der Zweirichtungsschalter A in das erste Betriebsverhalten über. Zu die- sem Zeitpunkt wird dem Kondensator 67 ein Ladestrom über den vorbeschriebenen Weg für den Fall zugeführt, daß die Spannung am Stromversorgungsanschluß 61a aufgrund der positiven Halbwelle ansteigt, gleichzeitig wird ein Ladestrom auch über den veränderlichen Wi derstand 66 von dem Stromversorgungsanschluß 61a aus zugeführt Wenn sich die Bedingungen einstellen, az°l der Wert der Spannung V_c den Wert der Betriebsspannung V, des Zweirichtungsschalters A übersteigt, nimmt dieser Zweirichtungsschalter sein erstes Be triebsverhalten ein, so daß ein Stromfluß über den er sten Anschluß 41 und den zweiten Anschluß 42 aufgebaut wird, wodurch ein Triggerimpuls für den Zweirichtungsthyristor 63 entsteht Die Schaltung arbeitet auch für die negative Halbwelle der Spannung V/ in derselben Weise. Für den Fall, daß der Widerstandswert R_r des veränderlichen Widerstandes 66 nach der Betätigung des Zweirichtungsthyristors 63 groß ist und infolgedessen die Spannung V_cden Wert der Betriebsspannung V₂ nicht erreicht arbeitet der Zweirichtungsschalter A im zweiten Betriebsverhalten, um den Zündwinkel des Zweirichtungsthyristors 63 zu steuern.

In F i g. 8 ist ein Zeitdiagramm dargestellt, aus Welchem der Zeitpunkt entnehmbar ist, an welchem der

9 10

Zweirichtungsschalter A bei der positiven Halbwelle ten Stromversorgung dargestellt, wobei die mit der entsprechend dem vorausstehend erläuterten Funk- Schaltung gemäß Fig.9 übereinstimmenden und in der tionsverlauf leitend wird. Es ist dabei davon auszugehen, Funktion gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen verdaß die Spannung V₁ der angenommenen Spannung am sehen sind. In F i g. 10 ist mit dem Bezugszeichen 80 ein Widerstand 65 entspricht, wenn der Verbindungspunkt 5 Schalter gekennzeichnet, der dazu dient, die Auflade-70 nicht an den Steueranschluß 43 angeschlossen ist. strecke für den Kondensator 67 in der Triggerschaltung Wie aus F i g. 8 hervorgeht, arbeitet der Zweirichtungs- B zum Zwecke der Betätigung des Zweirichtungsthyrischalter A derart, daß. wenn die Spannung V_c die Span- stors 63 ein- und auszuschalten. Um den Zweirichtungsnung Vi am E"de der positiven Halbwelle um die Span- thyristor 63 in zwei Schritten zu betätigen, ist ein weitenung Vbe\ übcischritten hat, der Zweirichtungsschalter 10 rer Zweirichtungsthyristor 81 in die Triggerschaltung A das zweite Betriebsverhalten annimmt und den Zwei- eingefügt. An die Sekundärwicklung des Transformarichtungsthyristor 63 einschaltet. Wenn das Niveau der tors 71 ist die Gleichrichtungsschaltung 72 in Form einer Spannung V_c das Niveau der Betriebsspannung V₁ des Brückenschaltung angeschlossen, die aus vier Dioden Zweirichtungsschalters A überschritten hat, arbeitet der aufgebaut ist. Die Detektorschaltung 73 umfaßt einen Zweirichtungsschalter A im ersten Betriebsverhalten 15 Komparator, der seinerseits aus bipolaren Transistoren um den Zweirichtungsthyristor 63 einzuschalten. 82 und 83 aufgebaut ist, und die Ausgangsspannung der

Die in Fig.7 dargestellte Schaltung arbeitet somit Gleichrichterschaltung 72 mit Hilfe des SpannungsH-derart, daß sie anfänglich den Zweirichtungsthyristor 63 lers aus den Widerständen 84 und 85 aufteilt, um die über das zweite Betriebsverhalten des Zweirichtungs- Teilerspannung mit der Spannung zu vergleichen, welschalters A betätiet und danach den Zündwinkel des 20 ehe an einer Zenerdiode 86 abgreifbar ist. Das Ergebnis Zweirichtungsthyristors mit Hilfe des ersten und zwei- wird in Form eines Stromes durch die lichtemittierende ten Betriebsverhaltens des Zweirichtungsschalters A Diode dargestellt, so daß der davon abhängige Lichtsteuert. In diesem Fall wird die Erstreckung der Steue- strom über einen Photokoppler 87 im Kollektorkreis rung des Zündwinkels des Zweirichtungsthyristors 63 des Transistors 83 als Steuergröße zur Verfügung steht, extrem breit, da das erste und zweite Betriebsverhalten 25 Die Steuerschaltung 74 besteht aus der lichtemittierenmiteinander kombiniert ist. Wenn in der Schaltung ge- den Diode des Photokopplers 87 und einem Phototranmäß Fig. 7 der Zweirichtungsthyristor 63 gegen Ende sistor, welcher als variabler Widerstand 66 in der Trigder Halbwelle der Versorgungsspannung V₁ betätigt gerschaltung 0 wirksam ist. Der Widerstandswert des wird, erfolgt dies aufgrund des zweiten Betriebsverhai- Phototransistors 66 hängt von dem von der lichtemittietens des Zweirichtungsschalters A infolge eines Ver- 30 renden Diode abgegebenen Lichtstrom ab. Die Schalgleichs zwischen der Spannung V_cund der Spannung V\. tung umfaßt ferner einen Leistungsverstärker 88 mit Wegen dieses Verhaltens der Schaltung kann der Zwei- einem Lautsprecher 89, welcher die Last 62 verkörpert.

richtungsthyristor 63 ohne fehlerhaftes Verhalten betä-

tigt werden, selbst, wenn die Frequenz der Wechsel- Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

spannung der Stromquelle 61 zwischen 50 Hz und 60 Hz 35

umgeschaltet wird. Aus demselben Grund ist auch eine sichere Betätigung des Zweirichtungsthyristor 63 möglich, wenn die Versorgungsspannung stark schwankt.

In F i g. 9 ist eine Stromversorgungsschaltung dargestellt, bei welcher die Triggerschaltung B gemäß F i g. 7 40 Verwendung findet Aus diesem Grund sind in beiden Schaltungen gleiche Zeichen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der stilisierten Stromversorgungsspannung ist an den Anschlußklemmen 61a und 61 b die Versorgungsspannung V, wirksam, welche an die Pri- 45 märwicklung eines Transformators 71 über den Zweirichtungsthyristor 63 angelegt wird, dessen Zündwinkel mit Hilfe der Triggerschaltung B gesteuert wird. Die an der Sekundärwicklung des Transformators 71 abgegriffene Spannung wird in einer Gleichrichterschaltung 72 50 gleichgerichtet und geglättet, so daß sie anschließend einer I^ast 62 zur Verfügung steht. Die Stromversorgungsschaltung ist derart aufgebaut, daß Schwankungen der an der Last 62 anliegenden Spannung, sei es ► durch Schwankungen der Stromquelle oder durch 55 Schwankungen des Energieverbrauchs in der Last, mit Hilfe einer Detektorschaltung 73 festgestellt werden. Das Ausgangssignal der Detektorschaltung wird einer Steuerschaltung 74 zugeführt, welche den Wert des veränderbaren Widerstandes 66 einstellt Mit dieser stabili- 60 sierten Stromversorgungsschaltung wird der Zündwinkel des Zweirichtungsthyristors 63 mit Hilfe der Triggerschaltung B in Abhängigkeit von der an der Last 62 wirksamen Spannung gesteuert wobei die Energie an die Last 62 über den Transformator 71 derart gesteuert 65 zugeführt wird, daß die an die Last angelegte Spannung konstant gehalten werden kann. ■

In F i g. 10 ist eine weitere Schaltung einer stabilisier- H

Claims

Patentansprüche:

1. Stromversorgungseinrichtung mit einem im Laststromkreis parallel zu einer Serienschaltung aus einem veränderbaren Widerstand und einem Kondensator liegenden Zweiphasenthyristor, dessen Steuerelektrode am Verbindungspunkt einer parallel zum Kondensator liegenden Serienschaltung eines Widerstands und eines Zweirichtungsschalters liegt, wobei der Zweirichtungsschalter aus zwei gegensinnig parallelgeschalteten Transistortetroden besteht, deren zusammengeschaltete Steuerelektroden als Steueranschluß für den Zweirichtungsschalter mit einem Steuernetzwerk verbunden sind, und wobei ein erster Anschluß des Zweirichtungsschalters mit dem Kondensator und ein zweiter Anschluß des Zweirichtungsschalters mit der Steuerelektrode des Zweiphasenthyristors verbunden ist d a d u rc h gekennzeichnet.

richtungs- und Glättungsschaltung angeordnet ist