DE843722C - Gleichrichter - Google Patents

Description

• Gleichrichter Es sind Substanzen, wie beispielsweise Kadmiumsulfid und Indiumsulfid oder die entsprechenden Selenide bekannt, deren Widerstand sich in Abhängigkeit von der Beleuchtung sehr stark ändert. Diese Substanzen weisen im Dunkeln einen sehr hohen spezifischen Widerstand auf, so daß es ohne Schwierigkeiten möglich ist, sie so zu dimensionieren, daß sie im Dunkeln einen Widerstand von mehr als i ooo ooo Ohm besitzen. Bei Beleuchtung nimmt der spezifische Widerstand auf einen sehr kleinen Bruchteil des Dunkelwiderstandes ab.. Das Verhältnis kann beispielsweise i : i o ooo betragen. Diese Eigenschaft wird erfindungsgemäß in der Weise zum Gleichrichten ausgenutzt, daß ein Photowiderstand von einer Lichtquelle beleuchtet wird, deren Helligkeit im Takte des gleichzurichtenden Wechselstromes derart beeinflußt wird, daß der Photowiderstand in jeder Periode nur so lange beleuchtet wird, wie er Strom führen soll. Während dieser Zeit, die im folgenden zur Abkürzung als Durchlaßzeit bezeichnet wird, ist der Widerstand bei genügend intensiver Beleuchtung so gering, daß die in dem Gleichrichter während des erwünschten Stromdurchgangs auftretenden Verluste bei geeigneter Dimensionierung ebensowenig wie die durch den Rückstrom bedingten Verluste eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben.
• Besonders zweckmäßig ist es, die Photowideestände flächenhaft auszubilden und eine Größe von i cm2 nicht zu unterschreiten. In der Regel wird man Photowiderstände vorsehen, deren Fläche i o C;m2 überschreitet. Solche großen Flächen lassen sich mit verhältnismäßig guter Ausbeute durch eine Lichtquelle beleuchten. Sie weisen zudem den Vorteil auf, daß sie die Wärme leicht abgeben.
• Da es wünschenswert ist, die von der Lichtquelle gelieferte Strahlung möglichst vollständig auszunutien; ist es vorteilhaft, den Photowiderstand soauszubilden, daß er die Lichtquelle allseitig umgibt. Man kann ihm beispielsweise die Form eines Hohlzylinders, einer Wendel oder eines aus Streifen zusammengesetzten Käfigs geben und die Lichtquelle im Innenraum anordnen.
• Da die lichtempfindliche Substanz bei der in Frage kommenden geringen Schichtdicke nicht selbst tragend ausgebildet werden kann, ist es not-. wendig, sie auf einer isolierenden Unterlage anzubringen. Diese Unterlage aus Isoliermaterial kann nach ein- oder allseitiger Bedeckung mit der lichtempfindlichen Schicht den frei tragenden Photowiderstand bilden oder, beispielsweise in Bandform, auf einem Isolierkörper, vorzugsweise einer Platte oder einem Zylinder, wendelförmig angebracht werden. Man kann jedoch auch auf einem Isolierkörper die lichtempfindliche Substanz unter Freilassung von vorzugsweise streifen- oder wendelförmigen Zwischenräumen aufbringen, indem man, beispielsweise beim Aufdampfen, die Zwischenräume abdeckt. Man kann jedoch auch zunäcßst auf der ganzen Oberfläche die lichtempfindliche Substanz anbringen und sie nachträglich stellenweise wieder entfernen.
• Wenn die Aufgabe vorliegt, sehr hohe Spannungen gleichzurichten, ist es unter Umständen erforderlich, den Photowiderstand aus mehreren, in Reihe geschalteten Teilen zusammenzusetzen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Teile derart in bezug auf die Lichtquelle anzuordnen, daß deren Lichtstrom möglichst vollständig ausgenutzt wird. Empfehlenswert ist es, hierzu die Widerstände izi Streifen auf zwei koaxialen Zylindern derart anzuordnen, daß der Lichtstrom, der durch die Lücken der inneren Streifen fällt, auf die äußeren Streifen auftrifft.
• Als Lichtquelle eignen sich besonders Gasentladungslampen, da diese mit sehr geringer Trägheit gesteuert werden können. Sie weisen zudem eine noch hohe Lichtausbeute auf, und es ist durch geeignete Wahl der Gasfüllung und ihres Druckes möglich, eine bevorzugte Emission an solcher Strahlung zu erzielen, die auf den Photowiderstand besonders stark einwirkt.
• Da die Beleuchtung des Photowiderstandes stets nur während der einen Halbwelle des Wechselstromes oder eines Teiles einer solchen Periode erfolgen darf, ist es vorteilhaft, eine Gasentladungslampe mit Ventilwirkung als Lichtquelle vorzusehen. Besonders zweckmäßig ist es, ein gittergesteuertes Gasentladungsgefäß zu benutzen, weil unter Ausnutzung der Gittersteuerung sowohl die Dauer der Durchlaßzeit beeinflußt als auch eine Abschaltung der Gasentladungslannpe und damit ein Ausschalten des Gleichrichters mit Photowiderstand bewirkt werden kann.
• Die Lichtquelle wird man der Einfachheit halber ün allgemeinen mit der gleichzurichtenden Spannung speisen, wenn man ihren Lichtstrom irn'Takte des gleichzurichtenden Wechselstromes zu ändern wünscht. Man kann jedoch auch eine dauernd brennende Lichtquelle vorsehen und den auf den Photowiderstand auffallenden Lichtstrom durch bewegte Elemente periodisch steuern bzw. abwechselnd auf' verschiedene Photowiderstände richten.
• Der Gleichrichter gemäß der Erfindung kann in 'einfacher Weise auch mehrphasig ausgeführt werden. Zu diesem Zweck können beispielsweise die zum Gleichrichten der einzelnen Phasen dienenden Photowiderstände von einer gem;einsatnen Lichtquelle jeweils phasenrichtig beleuchtet werden. Als Lichtquelle kann dabei ein mehrphasiges Gasentladungsgefäß dienen, dessen einzelne Entladungsbahnen jeweils nur die phasenrichtig zugehörigen Photowiderstände beleuchten.
• Da die Photowiderstände, wenn es sich um Gleichrichter kleinerer Leistung handelt, manchmal schwer so ausgebildet werden können, daß sie die Licht.-quelle ganz umgeben, ist es ratsam, Mittel, vorzugsweise Spiegel oder Linsen, zur Lenkung des Lichtstrahles auf den Widerstand vorzusehen. Um eine unnötige Erwärmung der Photowiderstände .zu vermeiden, wird man im Wege des Lichtstromes Filter anbringen, die bevorzugt Strahlung der Wellenlängen absorbieren, die zur Steuerung des Photowiderstandes wenig, aber verhältnismäßig viel zu seiner Erwärmung beitragen.
• Gleichrichter gemäß der Erfindung können besonders billig und gleichmäßig hergestellt werden, wenn Photowiderstände benutzt werden, deren Widerstandsschicht aufgedampft oder chemisch niedergeschlagen ist.
• Zur Vermeidung von Überschlägen längs der Oberfläche der Photowiderstände oder der seine einzelnen Teile etwa trennenden freien Oberflächen des Isolierstoffes oder der Zwischenräume zwischen den verschiedenen Teilen des Photowiderstandes, ist es zweckmäßig, die Widerstände im Vakuum oder in einem flüssigen oder gasförmigen Isolierstoff unterzubringen, der die Überschlagsgefahr herabsetzt. Man kann auch den Photowiderstand an seiner freien Oberfläche mit einem gut isolierenden Lack überziehen.
• Das Ausschalten eines Gleichrichters gemäß der Erfindung kante mit den üblichen Mitteln besonders einfach dadurch erfolgen, daß der wirksame Lichtstrom unterbrochen oder die Lampe ausgeschaltet wird. Verwendet man eine Gasentladungslampe mit Gittersteuerung, so ist das Ausschalten des Gleichrichters, selbst wenn er zum Gleichrichten sehn hoher Spannungen dient, mit einer sehr kleinen Leistung möglich. Man kann bei dem erfindungs,# gemäßen Gleichrichter diese Verfahren zur schnellen und zuverlässigen Abschaltung von Kurzschlüssen ausnutzen.

Claims (17)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gleichrichter, bestehend aus einem Photowiderstand und einer Lichtquelle, die irn Taktir des gleichzurichtenden Wechselstromes in ihrer Helligkeit derart I>ceinflul,#t wird, daß der Photo,-widerstand in jeder Periode mir während der Durchlaßzeit beleuchtet wird.
2. 2. Gleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Photowiderstand flächenhaft ausgebildet ist und eine Größe von mindestens i cm2, vorzugsweise von mehr als 1 o em2, aufweist.
3. 3. Gleichrichter hach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Photowiderstand die Lichtquelle, vorzugsweise in Form eines Hohlzylinders, einer Wendel oder eines aus Streifen zusammengesetzten Käfigs, umgibt. .1.
4. Gleichrichter nach Anspruch t oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Substanz auf einer isolierenden Unterlage unter Freilasstnig von vorzugsweise streifen- oder w #endclförmigen Zwischenräumen aufgebracht ist.
5. 5. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Photowiderstand aus mehreren Teilen besteht, .die derart in bezug auf die Lichtquelle angeordnet sind, daß deren Lichtstrom möglichst vollständig ausgenutzt ist.
6. 6. Gleichrichter nach Anspruch i' oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle eine Gasentladungslampe, vorzugsweise eine Lampe mit Ventilwirkung und/oder mit Gittersteuertuig, vorgesehen ist.
7. 7. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzurichtende Spannung die Lichtquelle speist.
8. S. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden finit mehreren Phasen, dadurch gekcniizeichnet, daf-# eine gemeinsame Lichtquelle je- weils phasenrichtig periodisch die zum Gleichrichten der einzelnen Phasen dienenden Photow,iderstände beleuchtet.
9. 9. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle eiii mehrphasiges Gasentladungsgefäß vorgesehen ist, dessen einzelne Entladungsbahnen jeweils nur die phasenrichtig zugehörigen Photow,iderstän.de lxleuchten. i o.
10. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgcndcn, dadurch gc-kennzeichiret, daß der auf den I'lit>tiiwidcrstand auffallende Lichtstrom einer dauernd lichtaussendenden Quelle durch bewegte Elemente periodisch gesteuert bzw. abwechselnd auf verschiedene Photowiderstände gerichtet wird. i i.
11. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel, vorzugsweise Spiegel oder Linsen, zur Lenkung des Lichtstromes auf den Photowiderstand vorgesehen sind.
12. 12. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege des Lichtstromes Filter angebracht sind, die bevorzugt Strahlung solcher Wellenlängen absorbieren, die zur lichtelektrischen Steuerung des Photowiderstandes nur wenig, aber verhältnismäßig viel zu seiner Erwärmung beitragen.
13. 13. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Photowiderstand eine aufgedampfte oder chemisch niedergeschlagene Widerstandsschicht aufweist. 1,1.
14. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht aus einem halbleitenden Sulfid oder Selenid, vorzugsweise von Kadmium oder Indium, besteht.
15. 15. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Photowiderstand im Vakuum oder in einem gasförmigen oder flüssigen Isolierstoff untergebracht ist, durch den die Cberschlagsspannung sich erhöht.
16. 16. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Photowiderstand zum mindesten an seiner freien Oberfläche gegen Bildung von Gleitentladungen mit einem gut isolierenden Lack' derart überzogen ist, daß die Cberschlagsspannung sich erhöht.
17. 17. Gleichrichter nach Anspruch 6 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Steuerung der Gasentladung vorgesehen sind. i8. Gleichrichter nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, da13 zum Ausschalten des Gleichrichters Mittel zur Unterbrechung des steuernden Lichtstromes oder zum Ausschalten der Lampen, z. B. Gasentladungslampen -mit Gittersteuerung; vorgesehen sind.