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Schaltungsanordnung zur gleichzeitigen Verminderung von Schwankungen
einer niedrigen Gleich oder Wechselspannung und einer aus dieser durch einen Umformer
gewonnenen hohen Gleichspannung Die Erfindung löst die Aufgabe, gleichzeitig die
Schwankungen einer niedrigen Gleich- oder Wechselspannung und einer hieraus durch
einen Umformer gewonnenen Gleichspannung n i vermindern. Unter einer niedrigen Spannung
isst die unterhalb der Zündspannung einer Glimmlampe, also etwa 70 Volt,
liegende Spannung zu verstehen, während die hohe Gleichspannung oberhalb der -Zündspannung
einer Glimmlampe liegen soll. Ein Beispiel für die Anwendung des Erfindung bildest
die Stromversorgung eines Verstärkers oder Hochfrequenzgerätes, z. B. eines Senders
oder Empfängers; :denn zur Heizung wird eine niedrige Spannung von. z. B. 6 bis
24 Volt und als Anodenspannung eine Gleichspannung von Zoo bis
300 Volt benötigt.
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Es ist bekannt, zur Stabilisierung einer Gleichspännung an diese die
Reihenschaltung eines Ohmschesi Widerstandes und einer Glimmstrecke zu schalten
und die Spannung an der Glimmstrecke abzunehmen. Diese Schaltung wird zur Stabilisierung
der Anodenspannung von Verstärkern und Hochfrequenzgeräten häufig verwendet. Sie
ist jedoch wegen der hoch liegenden Zünds:pannung von Glimmstrecken nur zur Stabilisierung
einer hohen Spannung anwendbar und besitzt ferner den Nachteil, daß sie einen hohen
Leistungsverbrauch hat. Es muß nämlich eine zusätzliche Leistung für den die Glimmlampe
selbst durchfließenden Stroni und die in dem Ohmschen Widerstand verbrauchte Leistung
aufgewendet werden.
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Eine andere bekannte Stabilisientngsmöglichkeit besteht darin, mittels
eines spannungsempfindlichen Relais einen Vorschaltwiderstand in .den Belastungsstromkreis
einzuschalten,
welcher die Spannung Herabsetzt. Bei der praktischen
Durchführung einer solchen Schaltung ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß Relais,
welche erst bei eiiiier ganz bestimmten Spannung ansprechen und bei :einer niedrigeren
bestimmten Spannung wieder abfallen, nicht genügend sicher arbeiten. Ferner ist
die hohe elektrische Enip# findlichkeit mit einer hohen mechanischen Empfindlichkeit
verbunden. Es ist zwar an sich bekannt, die Ansprechspannung eines Relais durch
eine vorgeschalltete Glimmstrecke zu bestimmen; da jedoch eine Glimmstrecke erst
bei einer bestimmten Zündspannung einen Strom durchläßt, kann eine solche Relaisanordnung
nicht an eine niedrige Spannung gelegt -werden; denn die Zündspannung von Glimmstrecken
liegt bei etwa 7o Volt.
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Nach der Erfindung wird zur Lösung der anfangs gestellten Aufgabe
an die hohe Gleichspannung ein in Reihe mit einer Glimmstrecke geschaltetes Relais
gelegt, cvelclies beim Überschreiten der Zündspannung der Glimmstrecke einen -die
niedrige Spannung herabsetzenden Vorscbaltu-iderstand einschaltet. Hierbei werden
sowohl der Vorschaltwiderstand als auch der Unterschied zwischen der Zünd- und der
Löschspannung d.er Glimmstrecke so groß bemessen, daß trotz des Einschaltens des
Vorsebaltwiderstandes die Glimmstrecke gezündet bleibt.
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Die Erfindung verwendet zwar -wie bei der obenerwähnten bekannten
Schaltung eine Glimmstrecke, jedoch braucht diese bei der Erfindung nur sehr klein
zu sein, da sie nur das Relais speist. Wichtig ist ferner, daß,die Glimmstrecke
und das Relais bei der Erfindung nur dann Strom verbrauchen, wenn die Spannung zu
hoch ist. Ist die Spannung d@agegen unter den Normalwert abgesunken, so wird die
Stromquelle nicht durch die Regeleinrichtung belastet. Dies ist z. B. bei Fahrzeugen
vorn Bedeutung, da diese als Stromquelle Akkumulatoren mit sich führen, deren Spannung
vom Entlade- oder -Ladezustand abhängt. Soll mit der Fahrzeugbatterie z. B. ein
Empfänger oder Sender betrieben werden, so ist ein. Betrieb auch noch bei ziemlich
entladener Batterie möglich, da dann die Batterie durch die erfindungsgemäße Stabilisierungseinrichtung
nicht zusätzlich belastet -wird.
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Dieser Vorteil ist besonders von Bedeutung, weil sich bei der erfindungsgemäßen
Schaltung zwischen der Stromquelle und dem Hochspannungsverbraucher ein Umformer,
z. B. ein Pendelwechselrichter (Zechacker) mit anschließendem Gleichrichter, befindet.
Der Umformer braucht dann nur für die Nutzleistung bemessen zu sein und nicht auch
noch für eine zusätzliche Leistung ein r Stabilisierungseinrichtung. Bei einem Pendelweclis.elrichter
ist infolgedessen die Belastung der Kontakte geringer.
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Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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In Abb. r ist die niedrige Gleich- oder Wechselspannung, z. B. eine
aus einem Akkumulator entnommene Spannung, mit UI- -
bezeichnet. Sie
wird durch einen Umformer, z. B. einen rotierenden Umformer, oder für den Fall einer
niedrigen Wecb.selspannung mittels eines Transformators und anschließenden Gleichrichters
oder im Falle einer niedrigen Gleichspannung, z. B. mittels eines PendeI.gleicbrichters
und eines anschließenden Gleichrichters, in eine hohe Gleichspanrnung Ull umgeformt.
Diese hohe Gleichspannung Ull möge als Anodenspannung eines Röhrengerätes dienen,
-während die niedrige Spannung U;v als Heizspannung verwendet sei. An .der hohen
Spannung liegt die Reihenschaltung einer Glimmstrecke G und eines Relais A. Überschreitet
die hohe Spannung die Zündspannung der Glimmstrecke, so spricht das Relais A an
und öffnet den Kontakt a. Dadurch -wird der Kurzschluß des Vorschalttviderstand,es
R, der im Stromkreis der Niederspannung liegt, aufgehoben, so daß infolge des Spannungsabfalls
am Widerstand ,R die Niederspannung U,v und zugleich auch die Hochspannung Uli geringer
-wird.
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Um zu vermeiden, daß infolge dieser herabgesetztenHochspannung die
Glimmlampe G erlischt und dadurch der Widerstand R vom Relais A wieder kurzgeschlossen
wird, muß gemäß dem zweiten Merkmal der Erfindung der Unterschied der Zünd- und
Löschspannung der Glimmlampe im richtigen Verhältnis zur Größe des Vorschaltv<iderstandesR
stehen. Wird der Widerstand R so groß bemessen, daß bei seinem Einschalten durch
die Wirkung des RelaisA die beiden Nutzspannangen U,v und UN um einen gewünschten
Betrag sinken, so muß der Unterschied zwischen der Zünd- und der Löschspannung der
Glimmlampe so, groß gemacht -werden, daß auch bei der Herabsetzung der Spannung
die Glimmlampe nicht erlischt. Da dieser Unterschied bei normalen Glimmlampen nur
wenige Volt beträgt, -wird es im allgemeinen zur Erzielung einer genügenden Regelwirkung
erforderlich sein, Spezialglimmstrecken, z. B. mit 5o Volt Spannungsunterschied,
herzustellen.
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Das zuletzt Gesagte sei an Hand der Abb. 2 nochmals erläutert. Dort
ist auf der Waagerechten die Eingangsspannung U" und auf der Senkrechten die hohe
Ausgangsspannung UN aufgetragen. Beim Ansteigen der Eingangsspannung U_ steigt
zunächst die Ausgangsspannung entsprechend dem linken gereden
Teil
der Kurve allmählich an. Bei einer Ausgangsspannung UH von 24o Volt, also
im Punkt i, zündet die Glimmstrecke und schaltet den Vorschaltwiderstand R in Abb.
i ein. Die Spannung UH sinkt dadurch auf 2 i o Volt ab. Diese Spannung liegt
oberhalh der Löschspannung von igo Volt, so daß das Relais nach wie vor'den Schaltkontakte
offen hält. Bei weiterem Ansteigen der Eingangsspannung steigt die Ausgangsspannung
wieder gleichmäßig an. Es ist einleuchtend, daß ein unzulässiges Ansteigen der Spannung
-um so mehr verhindert wird, je größer der Unterschied der Zünd- und Löschspannung
ist und je größer infolgedessen der Vorschaltwiderstand R bemessen werden kann.
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Beim Abnehmen der Eingangsspannung U-, sinkt die Ausgangsspannung
bis zum Punkt 3, an dem die Glimmlampe erlischt und deshalb das Relais den Vorschaltwiderstand
R wieder kurzschließt. Die Ausgangsspannung steigt daher bis zum Punkt 4 an und
nimmt bei weiterem Abnehmen der Eingangsspannung von da. ab wieder stetig ab.
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Im allgemeinen genügt diese Grobregelung. Wird jedoch eine Feinregelung
verlangt, so ist die Schaltung nach Abb.3 anwendbar. Dort sind z. B. drei Glimmstrecken
G1, G2, G3 verwendet, deren Zünd- und Löschspannungen verschieden sind. Beim Ansteigen
der Spannung zündet zunächst die Glimmstrecke G1, so daß das Relais A den
Kontakt a öffnet und denn. Widerstand R1 einschaltet. In der zugehörigem: Abb.4
gelangt man dann vorn Punkt i bis zum Punkt z. Bei weiterem Ansteigen der Spannung
bis zum Punkt 3 zündet die Glimmstrecke G2, -so. daß das Relais B den Kontakt b
öffnet und dadurch den Vorschaltwiderstand R2 einschaltet. Dadurch gelangt man in
Abb.4 vom Punkt 3 zum Punkt 4. Sinngemäß das gleiche gilt von den Punkten 5 und
6 und ,der Glimmstrecke; G3, dem Relais C mit Schaltkontakt c und Vorschaltwiderstand
R3. Sinkt :die Spannung wieder ab, so erlischt zuerst die Strecke G3 am Punkt 7.
Man gelangt daher zum Punkt 8 infolge Kurzschlusses des Widerstandes R3. Weiterhin
werden die Punkte 9, i o, i i, 12 durchlaufen.