DE3718941A1 - Vorrichtung und verfahren zur einleitung von hochspannungsstroemen in eine chemische loesung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einleitung von Hochspannungsströmen in eine chemische Lösung, gemäß dem Ober­ begriff der Ansprüche 1, 6 bzw. 15, sowie ein Verfahren zur Einleitung eines Hochspannungsstroms in eine chemische Lösung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 16 bzw. 25, und betrifft insbesondere die Transfektion und Zellfusion unter Verwen­ dung von Strömen, die auf eine Suspension von Zellen und DNS gerichtet werden.

In der Biotechnik ist es manchmal wünschenswert, geklonte DNS in verschiedene Säugetiere oder andere Zellen einzubringen, indem eine elektrische Hochspannungsentladung verwendet wird. Dieses Verfahren wird üblicherweise als "Transfektion" bezeichnet und besteht typischerweise darin, eine Suspension von Zellen in einer phosphatgepufferten Kochsalzlösung (PBS) zu erzeugen und geklonte DNS hinzuzufügen. Die Suspension wird dann einem Hochspannungsimpuls aus einem Impulsgenerator der Art ausgesetzt, die bewirkt, daß die Zellen die exogene DNS aufnehmen und exprimieren. Verschiedene Impulsgeneratoren sind zu diesem Zweck verwendbar, und die meisten liefern Strom im Milliamperebereich. Eine verfügbare Einheit kann anscheinend Ströme von 40 A erzeugen. Die Spannungs- und Stromgrößen, die bei Transfektionsverfahren erforderlich sind, hängen von den Zell- und DNS-Typen ab, und die elektrischen Parameter müssen genau gesteuert werden. Es zeigte sich, daß einige Transfektionsverfahren Ströme von 125 A und mehr erfordern. Dieser derzeitige Bedarf ist erheblich größer als im Bereich der Biotechnik bei bekannten Impulsgeneratoren verfügbar.

Bekannte Spannungsversorgungen, die in der Biotechnik verwendet werden, sind nicht in der Lage, den erforderlichen Strom zu liefern, und sie können nicht so abgeändert werden, da die Spannungsversorgungen transistorgetrieben sind und Transistoren nur etwa um 50 A erzeugen können. Bekannte Spannungsversorgun­ gen mit der Fähigkeit, derart hohe Ströme zu erzeugen, sind für biotechnische Anwendungen ungeeignet, da sie sehr teuer sind und keine ausreichenden Sicherheitssteuermechanismen aufweisen. Beispielsweise sind derartige Netzteile häufig nicht für die häufig auftretenden Behandlungen an Menschen ausgelegt, und die Gefahr eines Elektroschocks ist üblicherweise vorhanden. Ein Elektroschock aus diesen Vorrichtungen wäre aber höchstwahr­ scheinlich letal.

Auch wenn eine Spannungsversorgung für hohen Strom konstruiert wird, muß sie in der Lage sein, hohe Spannungen, hohe Energie und rechteckige Impulse zu erzeugen. Es ist zu erwarten, daß das Schalten der Bauteile in einem derartigen Hochspannungs­ /Hochstrom-Netzteil zur Erzeugung von Rechteckimpulsen die Bauteile hohen Belastungen aussetzt und möglicherweise die Spannungsversorgung beschädigt.

Die vorliegende Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 6 bzw. 15 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 16 bzw. 25 zu schaffen, bei welchem hohe Spannungen, hohe Ströme und rechteckige Impulse störungsfrei auch bei unmittelbarer Anwendung am Menschen im Bereich der Biotechnik erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 1, 6, 15, 16 und 25 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Transfektions- Hochspannungs-Steuereinheit mit Thyristoren zur Einleitung eines Hochspannungsstroms in eine Suspension von Zellen und DNS. Mit der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich Spannungen über 3000 V und Ströme über 125 A mit relativer Sicherheit erzeugen. Ferner ist die erfindungsgemäße Lösung in der Lage, Hochspannungs/Hochstrom-Exponential- oder Rechteckimpulse unter Ausübung einer minimalen Belastung für die Schaltbauteile zu erzeugen.

Gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird ein Hochjouleschalter durch eine Steuereinheit getriggert und leitet einen Impuls mit hoher Spannung und hohem Strom aus einem Kondensator in einem Energiespeichermodul zu einer Küvette.

Der Hochjouleschalter weist einen Thyristor (SCR) auf, dessen Anode mit dem Hochvoltkondensator und dessen Kathode mit der Küvette verbunden ist. Das Gate des Thyristors ist mit der Steuereinheit verbunden und wird durch diese getriggert.

Die Steuereinheit steuert das Laden des Hochspannungskondensa­ tors durch einen Wechselstromschalter. Wenn der Kondensator sich auf eine vorgegebene Spannung auflädt, aktiviert die Steuereinheit eine Triggereinheit, die einen Spannungsimpuls zu dem Gate des Thyristors aussendet. Der durch die Triggereinheit ausgesendete Impuls bringt den Thyristor in den leitfähigen Zustand, und der Thyristor leitet den Strom von dem Hochvolt­ kondensator zu der Küvette.

Um Hochspannungs/Hochenergie-Rechteckimpulse zu erzeugen, macht sich die Erfindung die Tatsache zunutze, daß ein Thyristor sperrt, wenn der in seine Anode einfließende Strom unterhalb eines vorgegebenen Minimalwertes, der der "Haltestrom" genannt wird, fällt. Eine Stromsenke wird mit der Anode des Thyristors verbunden, um nahezu augenblicklich den dort hineinfließenden Strom unterhalb des vorgegebenen Thyristorhaltestroms nach einer vorgegebenen Zeitperiode, nachdem der Hochspannungsstrom an der Kathode des Thyristors auftritt, zu reduzieren. Die nahezu augenblickliche Abschaltung des Thyristors, die sich daraus ergibt, erzeugt die fallende Flanke des gewünschten Rechteckimpulses. Die quadratische Spitze, die für eine quadra­ tische Welle erforderlich ist, wird erzeugt, wenn die gewünsch­ te Impulsdauer kurz im Vergleich zu dem exponentiellen Abfall der Kondensatorspannung ist.

Um die Anpaßbarkeit im Betrieb zu verbessern und um die Fähig­ keiten, noch höhere Spannungen auszuhalten, zu erhöhen, kann eine Mehrzahl von Hochjouleschaltern in Reihe geschaltet sein, um eine Gruppe von Thyristoren zur Erzeugung einer gewünschten Spannungs/Strom-Kombination zu schaffen. Ein Triggersteuermodul ist mit jedem Gate aus der Mehrzahl von Thyristoren verbunden, um zugleich oder nacheinander jeden Thyristor zu triggern, wie es die Umstände erfordern.

Um die Sicherheit des Gerätes zu verbessern, ist ein neuer Nebenschlußkreis über die Anode und die Kathode eines einzigen Thyristors oder jedes Thyristors in einer Gruppe geschaltet, der statische und dynamische Spannungsverteiler aufweist. Der Nebenschlußschaltkreis ist wiederum mit einer Reihe von Wider­ ständen verbunden, so daß die Kathode (der Ausgang) eines einzigen Thyristors oder der letzte Thyristor in einer Thyristorgruppe mit einem Punkt zwischen dem Nebenschlußschalt­ kreis und der Reihe von Widerständen verbunden ist. Jeder statische Spannungsvergleichmäßigungsschaltkreis weist einen Widerstand auf, der der maximalen Dauerspannung entspricht, die über jedem Thyristor in einer Gruppe bestehen kann. Jeder dynami­ sche Spannungsvergleichmäßigungsschaltkreis weist einen Metall­ oxidvaristor in Reihe zu einem Kondensator auf, um wirksam den dynamischen Vergleichmäßigungsschaltkreis von dem statischen Vergleichmäßigungsschaltkreis zu entkoppeln. Das Entkoppeln der Schaltkreise stellt sicher, daß der dynamische Vergleichmäßi­ gungsschaltkreis nicht zu dem Widerstand des statischen Span­ nungsvergleichmäßigungsschaltkreises beiträgt. Daher tragen die Widerstände in dem statischen Spannungsvergleichmäßigungs­ schaltkreis mit ihrem bekannten Widerstand dazu bei, zusammen mit der erwähnten Reihe von Widerständen an dem Schaltkreisaus­ gang einen Spannungsteiler zu erzeugen, der die Spannung begrenzt, die an der Kathode eines einzigen Thyristors oder an derjenigen des letzten Thyristors in einer Gruppe besteht. Die Spannung an der Kathode des einzigen Thyristors oder des letzten Thyristors in der Gruppe steuert die Spannung, bei welcher der Thyristor getriggert werden kann, so daß der Sicherheitsschaltkreis dabei hilft, die Möglichkeit zu verhindern, daß eine Person, die die Ausgangsanschlüsse des Impulsgenerators berührt, versehentlich einen Elektroschock erhält, wenn die Thyristoren getriggert werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Trans­ fektions-Hochspannungs-Steuereinheit, die exponen­ tielle Impulse erzeugt;

Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild des Hochjouleschalters gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Mehrzahl von Hochjoule­ schaltern, die erfindungsgemäß in Reihe geschaltet sind;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Ausführungsform gemäß Fig. 3;

Fig. 5 ein detailliertes Schaltbild einer Vorrichtung zur Erzeugung von quadratischen Wellen unter Verwendung des Hochjouleschalters gemäß Fig. 1; und

Fig. 6 ein Zweitransistormodell eines Thyristors.

Fig. 1 zeigt eine neue Transfektions-Hochspannungs-Steuerein­ heit zur Erzeugung von Exponentialimpulsen, die allgemein mit "4" bezeichnet ist. Die Spannungs-Steuereinheit 4 weist einen Steuerabschnitt 8 einen Energiespeicher 12 und einen Hoch­ jouleschalter 16 auf.

Der Steuerabschnitt 8 weist einen Steuerprozessor 20 auf, der sowohl mit einem optischen Triggerbaustein 24 als auch mit einem Wechselstromschalter 28 verbunden ist. Der Steuer­ prozessor 20 kann programmierbare Mikroprozessoren oder Analog- bzw. Kombinationslogik aufweisen und dient zur Steuerung der Funktion des optischen Triggerbausteins 24 und des Wechsel­ stromschalters 28. Der Steuerprozessor 20 kann manuell durch eine Handsteuereinheit 32 gesteuert werden. Der Wechsel­ stromschalter 28 empfängt Wechselstrom von den Wechselstrom­ eingängen 36 und 40 und gibt Wechselstrom über die Stromlei­ tungen 44 und 48 zu dem Energiespeicher 12 ab. Der optische Triggerbaustein 24 dient zur Triggerung des Hochjouleschalters 16 und ist über eine Triggerleitung 50 mit dem Hochjoule­ schalter 16 verbunden. Der optische Triggerbaustein 24 kann einen von Licht aktivierbaren Thyristor (LASCR) bekannter Art dergestalt aufweisen, daß der Steuerprozessor 20 nicht die höheren Spannungen liefern muß, die normalerweise erforderlich sind, um einen Hochjouleschalter 16 zu aktivieren.

Der Energiespeicher 12 weist einen Transformator 52, eine Diode 56, einen Widerstand 58, einen Kondensator 60 und einen Wider­ stand 61 auf, um Energie bzw. Leistung an den Hochjouleschalter 16 abzugeben. Der Energiespeicher 12 weist auch einen Trigger­ versorgungsschaltkreis 62 für die Bereitstellung der Trigger­ energie für den optischen Triggerbaustein 24 auf. Der Trigger­ versorgungsschaltkreis 62 weist einen Widerstand 63, der mit dem Ausgang der Diode 56 verbunden ist, einen Widerstand 64, der in Reihe mit dem Transistor 63 geschaltet ist, eine Diode 65, die mit einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 63 und 64 verbunden ist, und einen Kondensator 66 auf, der in Reihe mit der Diode 65 geschaltet ist. Eine Triggerversorgungs­ leitung 67 ist mit dem Ausgang der Diode 65 verbunden, um Triggerenergie für den optischen Triggerbaustein 24 bereitzu­ stellen. Der Triggerversorgungsschaltkreis 62 vermeidet die Notwendigkeit eines besonderen Netzteils für den optischen Triggerbaustein 24 und erlaubt es, den optischen Triggerbau­ stein 24 automatisch an unterschiedliche Betriebszustände des Hochjouleschalters 16 anzupassen.

Die Niederspannungswicklung 68 des Transformators 52 ist mit den Stromleitungen 44 und 48 verbunden. Die Hochspannungswicklung 69 des Transformators 52 ist mit einer Masseleitung 70 und der Diode 56 verbunden. Die Diode 56 dient zur Gleichrichtung des Stroms, der aus dem Transformator 52 austritt, und ist mit dem Widerstand 63 des Triggerversorgungsschaltkreises 62 und über den Widerstand 58 mit dem Kondensator 60, dem Widerstand 61 bzw. einer Schalteingangsleitung 72 des Hochjouleschalters 16 verbunden. Der Kondensator 60 wird durch den Strom auf einen Hochspannungspegel aufgeladen, der aus der Hochspannungswick­ lung 69 des Transformators 52 fließt, und dient dazu, einen Strom mit hoher Spannung für den Hochjouleschalter 16 bereit­ zustellen. Der Widerstand 58 dient zur Begrenzung des Stroms in den Kondensator 60, so daß ein kleiner Transformator 52 verwen­ det werden kann. Der Widerstand 61 dient dazu, den Kondensator nach und nach zu entladen. Dies geschieht aus den weiter unten erläuterten Gründen.

Wenn der Hochjouleschalter 16 geschlossen ist, leitet er nahezu alle Ladung bzw. Energie über eine Lastleitung 76 zu einer Last 74, beispielsweise einer Küvette. Der Kondensator 60 entlädt sich exponentiell und erzeugt dadurch eine exponentielle Ausgangssignalform.

In Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Hochjouleschalters 16 dargestellt. Das Haupt-Schaltele­ ment in dem Hochjouleschalter 16 ist ein Thyristor (SCR) 80 mit einem Gate 84 für das Triggern des Thyristors 80, einer Kathode 88 für die Abgabe von Hochspannungsstrom an die Lastleitung 76 und einer Anode 92 für die Aufnahme von Hochspannungsstrom von der Schaltereingangsleitung 65. Bei dem vorliegenden Anwendungs­ beispiel wird mit Thyristor jeder rückwärts sperrende Thyri­ stor, der als Triode vorliegt, bezeichnet. Die Bezeichnung des tatsächlich bei der Herstellung des Elements verwendeten Halb­ leitermaterials (Silizium, Selen usw.) kann anstelle von "Halb­ leiter" in der auch üblichen Bezeichnung "gesteuerter Halblei­ ter-Gleichrichter" eingesetzt werden, wobei die Erfindung nicht auf eine bestimmte Wahl beschränkt ist. Beispielsweise kann ein gesteuerter Silizium-Gleichrichter für den Thyristor 80 verwendet werden, wie der Typ 2 N 3899 von General Electric.

Mit dem Gate 84 und der Kathode 88 des Thyristors 80 ist ein Widerstand 96 verbunden, der sicherstellt, daß das Gate 84 und die Kathode 88 sich für das Triggern auf dem gleichen elektri­ schen Potential befinden. Eine Diode 100 dient dazu, sicherzu­ stellen, daß das Gate 84 gegenüber der Kathode 88 nie negativ vorgespannt ist. Auch ist mit dem Gate 84 ein Widerstand 104 zur Begrenzung des Stromes in das Gate 84 sowie ein Kondensator 108 verbunden, der zur Ankopplung dient und verhindert, daß die Hochspannung in dem Schalter auf der Triggerleitung 50 auf­ tritt.

Ein Nebenschlußschaltkreis 112 ist mit der Kathode 88 und der Anode 92 zum Überbrücken des Thyristors 80 während statischer und dynamischer Zustände vorgesehen. Ein Widerstand 116 dient zum Überbrücken des Thyristors 80 während statischer Zustände und zur Spannungsteilung über jedem Thyristor 80, wenn eine Mehrzahl von Thyristoren miteinander verbunden sind, um einen Multischalter-Hochstromschaltkreis zu bilden, wie es weiter unten beschrieben ist. Ein Metalloxidvaristor 120 ist in Reihe mit einem Kondensator 124 geschaltet, um den Thyristor 80 während des Triggerns und anderer dynamischer Zustände zu überbrücken.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist im Betrieb ein Nieder­ spannungs-Wechselstromnetzteil - das nicht dargestellt ist - mit den Wechselstromeingängen 36 und 40 verbunden. Eine gewünschte Spannung wird eingestellt, und der Betrieb des Schaltkreises wird aufgenommen, indem die Handsteuereinheit 32 betätigt wird. Der Steuerprozessor 20 schließt den Wechsel­ stromschalter 28, der daraufhin Wechselspannung an die Nieder­ spannungswicklung 68 des Transformators 52 anlegt. Der Trans­ formator 52 erzeugt einen Hochspannungs-Wechselstrom an seiner Hochspannungswicklung 69, welcher durch die Diode 56 gleich­ gerichtet wird und über den Widerstand 58 den Kondensator 60 auflädt. Der Steuerprozessor 20 erlaubt, daß sich der Kondensa­ tor 60 auf eine Spannung oberhalb der durch die Handsteuerein­ heit 32 eingestellten vorgeschriebenen Spannung auflädt, ohne daß der Hochjouleschalter 16 getriggert wird, um die möglichen bzw. Potentialeffekte einer Verzögerung bei dem Wechselstrom­ schalter 28 auszuschalten, die ein irrtümliches Triggern des Hochjouleschalters 16 bewirken könnten.

Nachdem der Kondensator 60 auf eine Spannung ausreichend ober­ halb der vorgeschriebenen Spannung aufgeladen ist, öffnet der Steuerprozessor 20 den Wechselstromschalter 28, und der Konden­ sator 60 entlädt sich nach und nach über den Widerstand 61. Wenn die Ladung auf dem Kondensator 60 die durch die Hand­ steuereinheit 32 vorgeschriebene Spannung erreicht, gibt der Steuerprozessor 20 einen optischen Impuls an den optischen Triggerbaustein 24 ab, der wiederum die Energie von dem Triggerversorgungsschaltkreis 62 verwendet, um einen elektri­ schen Impuls über die Triggerleitung 50 zu dem Hochjoule­ schalter 16 zu leiten. Der Widerstand 104 und der Kondensator 108 aus Fig. 2 leiten ausreichende Spannungs- und Strombeträge für eine ausreichende Zeitdauer weiter, um eine anhaltende Aktivierung des Thyristors 80 zu starten, und die Ladung und Energie, die auf dem Kondensator 60 vorliegen, können von der Anode 92 zu der Kathode 88, zu der Lastleitung 76 und dann zu der Last 74 gelangen.

Die Konstruktion des Hochjouleschalters 16 erlaubt es auch, daß mehrere Schalter in Serienschaltung verbunden werden, um hohe Ströme oberhalb von 100 A bei 3000 V zu erhalten. Dies ist wünschenswert, da viele Transfektionsanwendungen derart hohe Ströme erfordern, und eine Reihe von Thyristoren mit niedri­ gerer Kapazität können zu diesem Zweck relativ preisgünstig gekoppelt und betrieben werden, während einzelne Hochjoule­ thyristoren sehr teuer sind.

In Fig. 3 ist ein Multischalter-Hochstromschaltkreis 158 dargestellt, der eine Reihenschaltung aus einer Mehrzahl von Hochjouleschaltern 16 und eine Triggersteuereinheit 160 aufweist. Die Mehrzahl der Hochjouleschalter 16 bilden mehrere, beispielsweise sechs, Schalterzellen 150, 151, 152, 153, 154 und 155. Die Schalterzelle 150 ist so verbunden, daß sie die Eingangsleitung 72 schaltet, und die Schalterzelle 155 ist mit der Leitung 76 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 verbunden. Die Triggersteuereinheit 160 ist mit der Triggerleitung 50 verbunden. Die Triggersteuereinheit 160 ist mit der Trigger­ leitung 50 jedes Hochjouleschalters 16 verbunden und bildet eine Schnittstelle zu dem optischen Triggerbaustein 24 über eine Triggertreiberleitung 162. Die Triggersteuereinheit 160 triggert die Mehrzahl von Schalterzellen ansprechend auf den optischen Triggerbaustein 24. Die Triggersteuereinheit 160 kann entweder gleichzeitige oder aufeinanderfolgendes Triggern jeder Schalterzelle bewirken, wie es die Umstände erfordern.

In diesem Ausführungsbeispiel sind eine Mehrzahl, beispielswei­ se vier, Widerstände 164 mit der Lastleitung 76 verbunden und aus den nachstehend erläuterten Gründen parallel zu der Last 74 geschaltet.

Wenn die Thyristoren sich in ihren Sperrzuständen (nichtleiten­ den Zuständen) befinden, führt der Unterschied bei der Sperr­ charakteristik jedes Thyristors zu ungleichen statischen Span­ nungsteilerzuständen. Dies könnte für einen Thyristor mit einem von Natur aus niedrigen Sperrstrom tödlich sein, da dies zu einer sehr hohen Spannung über diesem Thyristor führen könnte. Dementsprechend dienen die Parallelwiderstände 116 dazu, die Spannung über jedem Thyristor 80 während des statischen Zustandes zu vergleichmäßigen. Wenn in ähnlicher Weise die Verzögerungszeit eines Thyristors erheblich länger als diejeni­ ge der anderen Thyristoren in der Reihenschaltung ist, muß der langsam einschaltende Thyristor kurzzeitig die volle Spannung aushalten. Das gleiche tritt auf, wenn die Thyristoren abge­ schaltet werden, da nicht alle Thyristoren exakt zum gleichen Zeitpunkt abschalten, und die erste Zelle, die ihren Sperr­ zustand erreicht, trägt die gesamte Spannung. Dementsprechend vergleichmäßigen der Metalloxidvaristor 120 und ein Kondensator 124 in jeder Speicherzelle die Spannung während dieser Zeiten.

Zusätzlich zu der Spannungsvergleichmäßigungsfunktion der Widerstände 116 und jedes Varistor 120/Kondensator 124-Paares, dienen diese Komponenten einer wichtigen Sicherheitsfunktion, wenn sie in Zusammenhang mit den Widerständen 164 betrachtet werden. Die Impedanz jedes Varistors 120 ist sehr hoch, und jeder Kondensator 124 wirkt im wesentlichen als ein offener Schaltkreis, wenn jeder Thyristor 80 sich in dem nichtleit­ fähigen Zustand befindet. Somit beeinflußt der Widerstand jedes Varistors 120 nicht wesentlich den Widerstand der Widerstände 116, und die Widerstände 116 bilden in Verbindung mit den Widerständen 164 einen Spannungsteiler, wobei jeder Widerstand 116 im wesentlichen mit seinem ganzen Widerstand in dem Teiler­ schaltkreis liegt. Für die Zwecke dieses Ausführungsbeispiels werden Werte von 1 Megaohm für jeden Widerstand 116 und 18 Kiloohm für jeden Widerstand 164 empfohlen.

Wenn eine Last mit hohem Widerstand (beispielsweise ein mensch­ licher Körper) an das System angekoppelt ist, macht der Widerstand 116 in jeder Schalterzelle in Verbindung mit den Widerständen 164 die Spannung an der Lastleitung 76, die wiederum mit der Kathode des Thyristors 80 in der Schalterzelle 155 verbunden ist, zu hoch, um das Triggern dieser Schalter­ zelle durch die Triggersteuereinheit 160 zu erlauben. Bei diesem Ausführungsbeispiel beginnt das Triggern bei Lasten von etwa 1000 Ohm. Ein zuverlässiges Triggern tritt bei Proben­ lasten auf, die einen Widerstand von weniger als 1000 Ohm haben, während ein menschlicher Körper, der einen Widerstand von etwa 10 Kiloohm aufweist, das Triggern verhindert.

In Fig. 4 ist ein detailliertes Schaltkreisdiagramm des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 dargestellt. Die Bauteile jedes Hochjouleschalters, der jede Schalterzelle aufweist, sind wie in Fig. 2 numeriert.

Die Triggersteuereinheit 160 weist einen Betriebsartenschalter 182 auf, der jeder Schalterzelle 150, 151, 152, 153, 154 und 155 für das Setzen der gewünschten Triggerbetriebsart zugeordnet ist. Die Betriebsartenschalter 182 können entweder mechanische oder elektrische Schalter sein, wie es gewünscht ist. Die Betriebsartenschalter 182 verbinden die Schalterzellen 150, 151, 152, 153, 154 und 155 mit dem optischen Triggerbau­ stein, wenn gleichzeitiges Triggern gewünscht wird.

Die Triggersteuereinheit 160 weist auch einen Widerstand 186 für die serielle Betriebsart auf, der jeder Schalterzelle 150, 151, 152, 153 und 154 zugeordnet ist. Die Betriebsartenschalter 182 verbinden die Speicherzellen 150, 151, 152, 153 und 154 mit Widerständen 186 für die serielle Betriebsart, wenn das serielle Triggern der Schalterzellen gewünscht wird, und die Widerstände 186 für die serielle Betriebsart sind wiederum mit Massenpotential verbunden. Die serielle Triggerbetriebsart kann für die Stromsenkenfunktion verwendet werden, wie sie für die Impulserzeugung weiter unten erläutert wird.

Die Schalterzelle 155 ist nicht mit einem Betriebsartenschalter 182 verbunden. Anstelle dessen ist die Schalterzelle 155 immer mit der optischen Triggereinheit 24 und mit einem Widerstand 190 verbunden der die Verbindung zur Masse herstellt.

Die Betriebsweise des Multischalter-Schaltkreises ist im wesent­ lichen die gleiche, wie sie für den Grundschaltkreis beschrie­ ben wurde, mit der Ausnahme, daß zwei Triggerbetriebsarten dem Bediener zur Verfügung stehen. Für höhere Spannungen werden zur gleichzeitigen Triggerung die Betriebsartenschalter 182 mit dem optischen Triggerbaustein 24 verbunden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn somit der optische Triggerbaustein 24 aktiviert wird, wird ein Triggerimpuls gleichzeitig an das Gate 84 jedes Thyristors 80 in jeder Schalterzelle angelegt, und die Schalterzellen werden nahezu zugleich leitfähig.

Für die Niederspannungstriggerung und für die Impulserzeugung, wie es unten beschrieben ist, ist die serielle Triggerung wünschenswert. Für die serielle Triggerung sind die Betriebs­ artenschalter 182 in der Stellung, daß sie eine Verbindung zu den Widerständen 186 für die serielle Betriebsart bilden. Dies erlaubt, daß die Kondensatoren 108 in jeder Speicherzelle auf ein vorgegebenes Potential aufgeladen werden. Zusätzlich ist die Lastleitung 76 auf ein im wesentlichen Masse entsprechendes Potential gelegt. Durch die Verbindung der Lastleitung 76 mit einem massenahen Potential (das über die Kathode 88 des Thyristors 80 in die Schalterzelle 155 eingeleitet wird), kann eine Niederspannungstriggerquelle - die nicht dargestellt ist - anstelle des optischen Triggerbausteins 24 verwendet werden, wenn die Triggerverzögerung, die bei optischen Trigger­ bausteinen 24 inhärent ist, nicht gewünscht wird. Wenn der Nie­ derspannungs-Triggerbaustein aktiviert wird, triggert er den Thyristor 80 in der Schalterzelle 155. Wenn die Schalterzelle 155 eingeschaltet wird, fällt die Spannung, die an der Kathode 88 des Thyristors 80 in der Schalterzelle 154 besteht, im wesentlichen auf Massepotential ab. Dieses massenahe Potential bewirkt, daß der Kondensator 108 in der Schalterzelle 154 entladen wird, und der Kondensator 108 liefert ausreichend Strom an das Gate 84 des Thyristors 80 in der Schalterzelle 154 um den Thyristor zu triggern. Die Anode 92 des Thyristors 80 in der Schalterzelle 154 nimmt dann ein massenahes Potential an, und der Prozeß wiederholt sich in einem pulsierenden Effekt durch die Schalterzellen 153, 152, 151 bzw. 150.

Anwendungsfälle aus dem Bereich des Elektroschweißens erfordern die Erzeugung von Rechteckimpulsen mit hohen Spannungen und hohen Energien. Jedoch bleiben Thyristoren leitfähig, bis der Hauptstromfluß durch die Anode auf einen Pegel reduziert ist, der unterhalb des vorgegebenen Haltestroms des Bauelements liegt. Um daher den Thyristor 80 abzuschalten und einen gewünschten Rechteckimpuls zu erzeugen, muß der Strom durch die Anode 92 unter einen vorgegebenen Haltestrom zu einem vorgege­ benen Zeitpunkt nach dem Auftreten des Hochspannungsstroms auf der Lastleitung 76 reduziert werden. Ferner muß die Reduktion nahezu augenblicklich erfolgen, so daß der durch den Thyristor 80 fließende Strom während der Impulsdauer nahezu gleichbleibt, und so, daß die fallende Flanke des Impulses im wesentlichen senkrecht ist.

Ein Impulsgeneratorschaltkreis 191, wie er in Fig. 5 darge­ stellt ist, kann für diesen Zweck verwendet werden. Die Grund­ elemente des Impulsgeneratorschaltkreises 191 sind entsprechend dem Grundschaltkreis gemäß Fig. 1 aufgebaut, so daß nur die Details der Wirkungsweise der Impulsabgabe erläutert werden sollen.

Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist eine Lastleitung 76 A eines Hochjouleschalters 16 A mit Widerständen 192 und 194 verbunden. Die Widerstände 192 und 194 sind in Reihe geschaltet, und der Widerstand 194 ist mit Masse verbunden. Ein Monovibrator 196 bekannter Art ist mit seinem Eingang mit einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 192 und 194 und mit seinem Ausgang mit einem Einzelimpuls-Triggerbaustein 198 verbunden. Der Einzelimpuls-Triggerbaustein 198 ist mit einem Kurzschlußschalter 200 verbunden. Der Eingang des Kurz­ schlußschalters 200 ist mit einer Schaltereingangsleitung 72 A verbunden, um den Strom weg von dem Hochjouleschalter 16 A zu leiten, und der Ausgang des Kurzschlußschalters 200 ist mit Masse verbunden.

Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, kann der Kurzschlußschalter 200 aus einem Multischalter-Hochstromschalter 158, wie er in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, bestehen. In dieser Anwendung sind die Betriebsartenschalter 182 für den seriellen Betrieb durchgeschaltet, die Schaltereingangsleitung 72 ist mit der Schaltereingangsleitung 72 A des Hochjouleschalters 16 A verbunden, die Lastleitung 76 ist mit Masse verbunden, und die Triggertreiberleitung 162 ist mit dem Einzelimpuls-Triggerbau­ stein 198 verbunden. Durch die Verwendung des Schaltkreises 158 in der seriellen Triggerbetriebsart kann die Niederspannungs- Triggerfähigkeit des Einzelimpuls-Triggerbausteins 198 verwen­ det und somit die Verzögerung, die bei der optischen Trigge­ rung auftritt, ausgeschaltet werden.

Im Betrieb wird der Hochjouleschalter 16 A durch das bei der Erläuterung des Grundschaltkreises beschriebene Verfahren getriggert. Wenn der Hochspannungsstrom auf der Lastleitung 76 A auftritt, aktiviert dieser Strom den Monovibrator 196, und der Monovibrator 196 beginnt damit, die vorgegebene Impulsbreite zu steuern. Nachdem der Monovibrator 196 abgelaufen ist, wird der Einzelimpuls-Triggerbaustein 198 aktiviert, der wiederum den Kurzschlußschalter 200 aktiviert. Der Eingangsstrom auf der Schaltereingangsleitung 72 A wird daraufhin nahezu augenblick­ lich auf Masse kurzgeschlossen, und der Strom, der durch den Hochjouleschalter 16 A fließt, nimmt auf einen Wert unterhalb seines vorgegebenen Haltestroms ab. Folglich schaltet der Hochjouleschalter 16 A ab und erzeugt den gewünschten Rechteck­ impuls.

Während obiges eine vollständige Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, können verschiedene Abänderungen durchgeführt werden. Beispielsweise kann jeder Thyristor 80 durch ein äquivalentes Zweitransistor- Thyristor-Modell 210 mit einem Gate 211, einer Anode 212 und einer Kathode 213 ersetzt werden, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Das Gate 211, die Anode 212 und die Kathode 213 sind äquivalent zu dem Gate 84 der Kathode 88 und der Anode 92 des in Fig. 2 dargestellten Thyristors 80.

Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, weist das Thyristormodell 210 einen PNP-Transistor 214 mit einer Basis 215, einem Kollektor 216 und einem Emitter 217 und einen NPN-Transistor 218 mit einer Basis 219, einem Kollektor 220 und einem Emitter 221 auf. Der Kollektor des NPN-Transistors 218 ist mit der Basis des PNP-Transistors 214 verbunden, und der Kollektor des PNP-Tran­ sistors 214 ist mit der Basis des NPN-Transistors 218 verbund­ en. Die Basis 219 und der Emitter 221 des NPN-Transistors 218 und der Emitter 217 des PNP-Transistors 214 bilden das Gate 211, die Kathode 213 bzw. die Anode 212 des Thyristormodells 210.

Wenn ein elektrischer Impuls an das Gate 211 des Thyristor­ modells 210 angelegt wird, schaltet der Transistor 218 ab und zwingt den Kollektor 220 auf ein niedriges Potential. Das niedrige Potential wird zu der Basis 215 geleitet und reicht aus, um den Transistor 218 einzuschalten. Der sich ergebende Strom, der aus dem Kollektor 216 fließt, wird in die Basis 219 des Transistors 218 geleitet und baut die Bedingungen für einen fortlaufenden Stromfluß auf. Wenn der an das Gate 211 angelegte elektrische Impuls aufhört, bleibt das Thyristormodell 210 in dem leitfähigen Zustand, vorausgesetzt, es ist ein ausreichen­ der Hauptstrom an der Anode 212 verfügbar.

Claims (24)

1. Vorrichtung zur Einleitung von Hochspannungsströmen in eine chemische Lösung, mit:
einer Speichereinrichtung (Energiespeicher 12) für die Speiche­ rung einer elektrischen Ladung;
einer Aufnahmeeinrichtung (Last 74) für die Aufnahme der in der Speichereinrichtung (Energiespeicher 12) gespeicherten Ladung;
einer Erfassungsvorrichtung (Steuerprozessor 20), mit welcher eine vorgegebene Ladungsmenge, die in der Ladungs-Speicherein­ richtung (Energiespeicher 12) abgespeichert ist, erfaßbar ist; und
einer Leitvorrichtung (Hochjouleschalter 16), mit welcher ansprechend auf die Erfassungsvorrichtung (Steuerprozessor 20) die in der Ladungs-Speichereinrichtung (Energiespeicher 12) abgespeicherte Ladung zu der Aufnahmeeinrichtung (Last 74) leitbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtung (Hochjouleschalter 16) einen Thyristor (80) aufweist, dessen Anode (92) mit der Ladungs-Speichereinrichtung (Energiespeicher 12) für den Empfang eines Stromes aus der Ladungs-Speichereinrichtung verbunden ist und dessen Kathode mit der Ladungs-Aufnahmeeinrichtung (Last 74) verbunden ist, um die in der Ladungs-Speichereinrichtung (Energiespeicher 12) abgespeicherte Ladung zu der Ladungs-Aufnahmeeinrichtung (Last 74) zu leiten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitvorrichtung (Hochjouleschalter 16) eine Mehrzahl von Transistoren (214, 218) aufweist, deren Eingang (212) mit der Ladungs-Speichereinrichtung (Energiespeicher 12) zur Aufnahme des von dieser abfließenden Stromes verbunden ist und deren Ausgang (213) mit der Ladungs-Aufnahmeeinrichtung (Last 74) verbunden ist, um die in der Ladungs-Speichereinrichtung abgespeicherte Ladung zu der Ladungs-Aufnahmeinrichtung zu leiten, und daß die Mehrzahl von Transistoren (214, 218) so miteinander verschaltet ist, daß ein Schaltkreis gebildet wird, der einen Stromfluß aufrechterhalten kann, nachdem ein elektrischer Impuls angelegt worden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitvorrichtung (Hochjouleschalter 16) einen PNP- Transistor (214) und einen NPN-Transistor (218) aufweist, wobei der Kollektor (216) des PNP-Transistors (214) mit der Basis (219) des NPN-Transistors (218), der Kollektor (220) des NPN- Transistors (218) mit der Basis (215) des PNP-Transistors (214), der Emitter (217) des PNP-Transistors (214) mit der Ladungs-Speichereinrichtung (Energiespeicher 12) für die Aufnahme eines aus diesem austretenden Stromes, und der Emitter (221) des NPN-Transistors (218) mit der Aufnahmeeinrichtung (Last 74) verbunden ist, um die in der Ladungs-Speicher­ einrichtung gespeicherte Ladung zu der Ladungs-Aufnahme­ einrichtung zu leiten (Fig. 6).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungs-Speichereinrichtung (Energiespeicher 12) eine Speichervorrichtung (Kondensator 60) für die Speicherung einer Ladungsmenge oberhalb der vorgege­ benen Ladungsmenge aufweist und daß ferner eine Entladeeinrichtung (Widerstand 61) vorgesehen ist, mit welcher die Ladungs-Speichereinrichtung (Energiespei­ cher 12) entladbar ist, bis die in der Ladungs-Speichereinrich­ tung abgespeicherte Ladungsmenge der vorgegebenen Menge gleich ist, wodurch die Erfassungsvorrichtung (Steuerprozessor 20) die vorgegebene Ladungsmenge, die in der Ladungs-Speichereinrich­ tung abgespeichert ist, erkennt und die Leitvorrichtung (Hoch­ jouleschalter 16) die in der Ladungs-Speichereinrichtung (12) abgespeicherte Ladung zu der Ladungs-Aufnahmeeinrichtung leitet.

6. Vorrichtung zur Einleitung von Hochspannungsströmen in eine chemische Lösung, gekennzeichnet durch:
einen ersten Thyristor (80) mit einem Gate (84) und einer Anode (92) für die Aufnahme eines Hochspannungsstroms und einer Kathode (88) für die Abgabe eines Hochspannungsstromes, einer Nebenschlußeinrichtung (112), die mit der Anode (92) und der Kathode (88) verbunden ist, um den ersten Thyristor (80) zu überbrücken, wobei die Nebenschlußeinrichtung (112) einen Metalloxidvaristor (120) aufweist, der in Reihe mit einem Kondensator (124) geschaltet ist; und
eine Triggereinrichtung (104, 108), die mit dem Gate (84) verbunden ist und mit welcher der erste Thyristor (80) triggerbar ist, wodurch ein Hochspannungsstrom von der Anode (92) zu der Kathode (88) des Thyristors (80) fließt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggereinrichtung (104, 108) eine Speichervorrichtung (Kondensator 108) aufweist, mit welcher eine elektrische Ladung für die Triggerung des ersten Thyristors (80) abspeicherbar ist, wobei die abgespeicherte Ladung proportional zu dem Hochspannungsstrom ist, der durch die Anode (92) des ersten Thyristors (80) aufgenommen wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch:
einen zweiten Thyristor (80 in der Schalterzelle 151), mit einem Gate (84), einer Anode (92), die für die Aufnahme des Hochspannungsstroms verschaltet ist, der von der Kathode (88) des ersten Thyristors (80 in der Schalterzelle 150) abgegeben wird, und mit einer Kathode für die Abgabe eines Hochspannungs­ stroms;
eine Nebenschlußeinrichtung (112 in der Schalterzelle 151), die mit der Anode (92) und der Kathode (88) des zweiten Thyristors (80 in der Schalterzelle 151) für das Überbrücken des zweiten Thyristors (80 in der Schalterzelle 151) verbunden ist und die einen Varistor (120) aufweist, der in Reihe mit einem Kondensator (124) geschaltet ist; und
eine Triggereinrichtung (160), die mit dem Gate des zweiten Thyristors (80 in der Schalterzelle 151) verbunden ist und mit der der zweite Thyristor (80) triggerbar ist, wodurch ein Hochspannungsstrom von der Anode (92) zu der Kathode (88) des Thyristors (80) fließt, wenn ein Hochspannungsstrom von der Kathode (88) des ersten Thyristors (80 in der Schalterzelle 150) abgegeben wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung die mit Triggereinrichtungen (104, 108) des ersten (80 in Schalterzelle 150) und des zweiten Thyristors (80 in Schalterzelle 151) verbunden ist und mit der im wesentlichen zugleich der erste und der zweite Thyristor (80 in den Schalterzellen 150 bzw. 151) triggerbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (160), die mit Triggereinrichtungen (104, 108) des ersten (80 in Schalterzelle 150) und des zweiten Thyristors (80 in Schalterzelle 151) verbunden ist und mit der nacheinander der erste und der zweite Thyristor (80 in den Schalterzellen 150 bzw. 151) triggerbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggereinrichtung des ersten Thyristors (80 in der Schalterzelle 150) einen Gatewiderstand (104), der mit dem Gate (84) des ersten Thyristors (80) verbunden ist, und einen Gate­ kondensator (108) aufweist, der in Reihe zu dem Gatewiderstand geschaltet ist, und daß der zweite Thyristor (80 in der Schalterzelle 151) einen Gatewiderstand (104), der mit dem Gate (84) des zweiten Thyristors (80) verbunden ist, und einen Gate­ kondensator (108) aufweist, der in Reihe zu diesem geschaltet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Triggereinrichtung (160) vorgesehen ist, die mit den Gatekondensatoren zur Triggerung des ersten und des zweiten Thyristors (80 in 150 bzw. 151) verbunden ist und mit der ein Spannungsimpuls gleichzeitig an die Thyristoren abgebbar ist, um den ersten und den zweiten Thyristor (80 in der Schalterzelle 150 und in der Schalterzelle 151) im wesentlichen gleichzeitig zu triggern, so daß ein Hochspannungsstrom von der Anode (92) des ersten Thyristors (80 in der Schalterzelle 150) durch den ersten und zweiten Thyristor (80 in den Schalterzellen 150 und 151) fließt und durch die Kathode (88) des zweiten Thyristors (80 in der Schalterzelle 151) abgegeben wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Thyristor (80 in der Schalterzelle 150) ferner aufweist:
Einen Masse-Widerstand (186), der in Reihe mit dem Gatekon­ densator (108) und dem Gatewiderstand (104) geschaltet ist und mit Massepotential verbunden ist;
eine Vorrichtung zur Abspeicherung einer ausreichenden elektri­ schen Ladungsmenge in dem Gatekondensator (108), um den ersten Thyristor (80 in der Schalterzelle 150) zu triggern, wenn der Gatekondensator (108) entladen wird; und
eine Entladevorrichtung, mit welcher der Gatekondensator (108) entladen wird, wenn die Kathode (88) des ersten Thyristors (80 in der Schalterzelle 150) nahezu auf Massepotential liegt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode des zweiten Thyristors (80 in der Schalterzelle 151) mit einem massennahen Potential verbunden ist und ferner eine Vorrichtung vorgesehen ist, die mit dem Kondensator (108) der Triggervorrichtung des zweiten Thyristors (80 in der Schalterzelle 151) verbunden ist und mit welcher ein Span­ nungsimpuls an diesen abgebbar ist, um den zweiten Thyristor zu triggern, wodurch die Anode des Thyristors im wesentlichen Massenpotential annimmt, welches zu der Kathode des ersten Thyristors (80 in der Schalterzelle 150) geleitet wird, worauf ansprechend der erste Thyristor (80 in der Schalterzelle 150) getriggert wird.

15. Vorrichtung zum Einleiten eines Hochspannungsstroms in eine chemische Lösung, gekennzeichnet durch:
einen Thyristor (80) mit einem Gate (84), einer Anode (92) für die Aufnahme eines Hochspannungsstroms und einer Kathode (88) für die Abgabe eines Hochspannungsstroms;
einer Triggervorrichtung (24, 50, 108, 104), die mit dem Gate (84) verbunden ist und mit welcher der Thyristor (80) trigger­ bar ist, wodurch ein Hochspannungsstrom von der Anode (92) zu der Kathode (88) des Thyristors (80) fließt; und
einem Zeitschaltglied (196), das mit der Kathode (88) verbunden ist und mit welchem der durch die Anode (92) des Thyristors (80) fließende Hochspannungsstrom nach einer vorgegebenen Zeitdauer unterdrückbar ist.

16. Verfahren zum Einleiten eines Hochspannungsstroms in eine chemische Lösung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens­ schritte:
Verbinden einer elektrischen Ladungs-Speichereinrichtung mit der Anode eines ersten Thyristors;
Verbinden der Kathode des ersten Thyristors so, daß ein Strom in die chemische Lösung eingeleitet wird;
Anlegen eines elektrischen Impulses an das Gate eines ersten Thyristors dergestalt, daß der erste Thyristor leitend wird; und
Einleiten der elektrischen Ladung, die über den ersten Thyristor fließt, in die chemische Lösung.

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
Erfassen eines leitfähigen Zustands des ersten Thyristors;
Messen eines vorgegebenen Zeitintervalls nach der Erfassung des leitfähigen Zustands des ersten Thyristors; und
Unterdrücken des durch den ersten Thyristor fließenden Stroms gegen das Ende des vorgegebenen Zeitintervalls.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeich­ net, daß das Potential an der Kathode des ersten Thyristors begrenzt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß die Anode eines zweiten Thyristors so verbunden ist, daß sie den durch die Kathode des ersten Thyristors fließenden Strom aufnimmt;
daß die Kathode des zweiten Thyristors so verbunden ist, daß sie einen Strom zu einer chemischen Lösung abgibt;
daß ein elektrischer Impuls an die Gates des ersten und des zweiten Thyristors gelegt wird, der ausreicht, um den ersten und den zweiten Thyristor leitfähig zu schalten;
daß die elektrische Ladung, die durch den ersten und den zweiten Thyristor fließt, in die chemische Lösung eingeleitet wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anlegen des elektrischen Impulses der elektrische Impuls nahezu gleichzeitig an die Gates des ersten und des zweiten Thyristors angelegt wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Begrenzung des Potentials das Potential nahezu auf Massenpotential begrenzt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gate des ersten Thyristors mit einem Kondensator verbunden wird, der den ersten Thyristor triggern kann, wenn der Konden­ sator entladen wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet,
daß das Potential an der Anode des zweiten Thyristors zu dem Gate des ersten Thyristors geleitet wird,
daß ein elektrischer Impuls an das Gate des zweiten Thyristors gelegt wird, der ausreicht, um den zweiten Thyristor leitfähig zu schalten, wodurch das massennahe Potential an der Kathode des zweiten Thyristors an die Anode des zweiten Thyristors und das Gate des ersten Thyristors geleitet wird, wobei das massennahe Potential an dem Gate des ersten Thyristors den Kondensator entlädt, um den ersten Thyristor leitfähig zu schalten.

24. Verfahren zur Einleitung eines Hochspannungsstroms in eine chemische Lösung, gekennzeichnet durch folgende Verfah­ rensschritte:
Verbinden einer Mehrzahl von Transistoren dergestalt, daß ein Schaltkreis gebildet wird, der in der Lage ist, den Strom, der von dem Eingang des Schaltkreises zu dem Ausgang des Schalt­ kreises fließt, aufrechtzuerhalten, nachdem ein elektrischer Impuls an den Schaltkreis angelegt worden ist;
Verbinden des Eingangs des Schaltkreises mit einer Ladungs- Speichereinrichtung;
Verbinden des Ausgangs des Schaltkreises dergestalt, daß ein Strom von dem Schaltkreis in eine chemische Lösung fließen kann;
Anlegen eines elektrischen Impulses an den Schaltkreis, um einen dauernden Stromfluß durch den Schaltkreis hindurch zu starten;
Einleiten des Stroms, der von dem Ausgang des Schaltkreises austritt, in eine chemische Lösung.