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Blinklampen -Auslösekreis
| I)ic l:rtilldung 1>ctrifft .\nslüsc-@@clcrZÜndstrl>mkrcisc |
| für l@linklamlten. |
| lins- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße mit |
| kalter l1"@ttllclcle, die allgemein als Blinklampen bekannt |
| sind, werden insbesondere bei pho>tot,graphischen und |
| strolbosko@pischen Anwendungen allgemein benutzt, da |
| sie hohe @cnclttclidltcn liefern und ihre volle Intensität |
| f;tst attgetll>licklidt erreichen kiinnen. -Außerdem ist |
| es im allgcttwinen wünscilcnswert, (1,1l3 ein solches |
| I'.Illla(111Itg@g('t;lfi nur @@"üllrettd eines kurzen Angcn- |
| blickcs @cnclltct und dieses Blinken in jedem g - |
| wünsclltcn citlnmkt und mit jeder gewiittsclltc#11 |
| Folge liefen] kann. |
| Eine sollolle Vorrichtung weist im allgemeinen eine |
| Anode und eine Kathode als Hauptelektroden in |
| einen] gascliclltcn Glasgef;il3 auf, in das eine kleine |
| @Iell@`c lins oller (>necksilltcr, als Flüssigkeit
oder |
Dampf, eingeführt ist. Ferner kann eine metallische Zündelektrode vorgesehen sein,
die im allgemeinen den "feil der Glasoberfläche außen berührt, der in der Nähe der
kalten Kathode liegt. Bei Anlegung der normalen Anoden-Kathoden-Spannung tritt keine
elektrische 1?ntladung auf, da die Ionisation genügend niedrig bleibt, um einen
Durchschlag durch das in der Rühre enthaltene Gas zu verhindern. 'Man kann jedoch
die Ionisation zwecks Einleitung einer Entladung dadurch genügend steigern, daß
man den Potentialgradicttten im Gas oder in einem Teil desselben plötzlich erhöht.
Eine solche Erhöhung des Potentialgradienten verursacht eine verstärkte Ionisation,
da sielt ein Verschiebungsstrom oder ein Kondensatorladestrom in (lern durch das
eingeschlossene Gas gcbilc1cten Dielcktrikum ergibt und dieser Strom eine zus:itzlichc
hmisatiom hervorruft. Diese Wirkung kann
durch Anlegen. eines Spannungsimpulses
zwischen Anode und Kathode oder zwischen Zündelektrode und Kathode erhalten werden.
Die erforderliche Amplitude des Spannungsimpulses ist kleiner, wenn eine Zündelektrode
benutzt wird.
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Die so erhaltene Entladung bleibt bestehen, bis die Anoden-Kathoden-Spannung
einen kritischen Wert unterschreitet, unter dem der Strom abbricht. Infolgedessen
muß für die Kathoden-Anoden-Spannung eine Quelle benutzt werden, die die Energie
liefern kann und eine scharf fallende Belastungscharakteristik aufweist, 'wenn ein
Blinken (Lichtblitze) von kurzer Dauer gewünscht wird. Weiterhin muß in dem Augenblick,
in dem ein Aufleuchten verlangt wird, eine hohe Zündspannung zugeführt werden.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer neuen und verbesserten
Schaltung, die eine zuverlässige und angemessene Zündspannung und eine angemessene
Energie für die Hauptentladung liefert.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer neuen
und verbesserten Schaltung für eine gas- oder dampfgefüllte leuchtende Entladungsvorrichtung
mit kalter Kathode, wobei diese Schaltung einfach und zusammengedrängt ist und alle
Erfordernisse der Einrichtung erfüllt.
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Gemäß der Erfindung ist in einer Schaltung zur Erzeugung von Licht
mittels einer Gleichstromentladung durch Blinklampen eine sättigungsfähige Kerninduktanz
in Reihe zwischen der Gleichspannungsquelle und der Blinklampenbelastung zusammen
mit einer Schaltanordnung zum plötzlichen Anlegen der Spannung einer Spannungsquelle
an die Induktanz vorgesehen. Infolge der hohen Anfangspermeabilität des Kernes der
Induktanz fließt nach dem Anlegen der Spannung ein sehr kleiner Strom durch die
Induktanz, bis der Kern gesättigt ist, wodurch der Spannungsimpuls beendigt wird.
Dieser Spannungsimpuls wird zum Zünden der Blinklampe benutzt, wobei die Induktanz
so bemessen wird, daß sie einem hohen Entladungsstrom nur eine geringe Impedanz
bietet, solange ihr Kern gesättigt ist.
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Die Erfindung mit ihren weiteren Aufgaben und Vorteilen wird sich
im einzelnen aus der folgenden Beschreibung ergeben, welche auf die Zeichnung Bezug
nimmt, in der ein Blinklampenzünd- und -speisekreis für ein gas- oder dampfgefülltes
Entladungsgefäß mit kalter Kathode dargestellt ist.
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In der Zeichnung ist eine Zünd- und Speiseschaltung dargestellt, die
über die Primärwicklung des Transformators i aus einer Wechselstromquelle gespeist
wird. Zum An- und Abschalten der Schaltung ist im Primärkreis des Transformators
i der übliche Schalter 2 vorgesehen. Ein die Spannung verdoppelnder Gleichrichterkreis,
der durch die Sekundärwicklung 3-4 des Transformators i gespeist wird, besteht unter
anderem aus dem Kondensator 5, dem Gleichrichter 6, dem Trennwiderstand 7, und dem
Kondensator 8, die in Reihe an die Sekundärwicklung 3-4 angeschlossen sind, wobei
der Gleichrichter 6 den Strom in derselben Richtung fließen läßt, in der die Schaltglieder
aufgezählt sind. Ein weiterer Gleichrichter 9 ist an die Serienschaltung aus Sekundärwicklung
3-4 und Kondensator 5 angeschlossen, um einen Stromfluß durch den Gleichrichter
9 vorn Anschluß 3 der Sekundärwicklung 3-4 zur Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator
5 und dem Gleichrichter 6 zu ermöglichen.
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Beim Anschalten wird der Anschluß 3 positiv in bezug auf den Anschluß
4 während der einen Halbwelle einer jeden Periode der Wechselstromspannung. Während
dieser Zeit wird der Gleichrichter 9 leitend und lädt den Kondensator 5 auf, und
der Gleichrichter 6 sperrt. Während der nächsten Halbwelle wird der Anschluß 4 positiv
in bezug auf den Anschluß 3, und der Gleichrichter 6 wird leitfähig, wobei im wesentlichen
die doppelte Spannung der Sekundärwicklung 3-4 an die Reihenschaltung des Widerstandes
7 und des Kondensators 8 gelegt wird. Auf diese Weise wird der Kondensator 8 auf
eine Spannung aufgeladen, die den doppelten Wert der höchsten Momentanspannung der
Sekundärwicklung 3-4 hat, wenn an den Transformator i eine Wechselspannung angelegt
wird, die wenigstens so lange dauert, wie es die Werte des Widerstandes 7 und des
Kondensators 8 verlangen.
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Die Spannung des Kondensators 8 wird über eine Reihenschaltung ausgenutzt,
die aus der Primärwicklung 16 eines sättigungsfähigen Kerntransformators 17, dem
durch den Widerstand 15 überbrückten Kondensator 14 und einer normalerweise offenen
Schaltvorrichtung besteht, wie z. B. dem normalerweise nicht leitenden Gasentladungsgefäß
io, wobei diese Reihenschaltung dem Kondensator 8 parallel liegt und die Kathode
ii der Röhre io an die negativ aufgeladene Belegung des Kondensators 8 angeschlossen
ist. Die Anode 12 der Röhre io ist an den einen Anschluß des Kondensators 14 gelegt.
Das Steuergitter 13 der Röhre io wird durch den Widerstand i9, der zwischen die
Kathode il und das Gitter 13 geschaltet ist, auf der normalen Gitterspannung Null
gehalten. Der Widerstand i9 bildet außerdem einen Teil eines Kreises, der aus dem
Kondensator 20, dem Trennwiderstand 21 und dem Gleichrichter 22 besteht und in Reihe
an einen Teil 23 der Sekundärwicklung 3-4 des Transformators r angeschlossen ist.
Der Gleichrichter 22 ist so geschaltet, daß er einen Stromfluß erlaubt, wenn der
Anschluß 3 positiv in bezug auf den Anschluß 4 der Sekundärwicklung 3-4 ist, so
daß der Kondensator 2o auf die höchste Momentanspannung der Wicklung 23 aufgeladen
werden kann, und sein positiver Anschluß ist an die Verbindungsstelle des Gitters
13 mit dem Widerstand i9 gelegt. Der Kondensator 20 und der Widerstand 19 sind in
Reihe durch eine die Entladung tastende Vorrichtung 24 überbrückt, deren Bedeutung
noch erläutert wird. Ein Kathodenbrenner des Rohres 1o kann aus der Sekundärwicklung
25 des Transformators i gespeist werden.
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Eine Entladungsröhre 26, wie sie z. B. allgemein als Blinklampe oder
Lichtblitzröhre bekannt ist, mit einer kalten Kathode 27, einer Anode 28 und einer
Zündelektrode 29 wird als zu steuernde Lichtquelle benutzt. Die Spannung des Kondensators
8 wird dadurch an das Entladungsgefäß 26 gelegt, daß die Kathode 27 an die eine
Seite des Kondensators 8 und die Anode 28 an die andere Seite des Kondensators 8
angeschlossen
wird, wobei die zuletzt erwähnte Verbindung über die Sekundärwicklung 18 des Transformators
17 führt. Die Zündelektrode 29 ist über den Widerstand 3o an die :Anode 28 gelegt.
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Der Widerstand 3o wird benutzt, um die Aufrechterlialtung eines Cberschlages
zwischen der Kathode und Zündelektrode über die äußere Oberfläche des 1?ntladungsgef;illes
zu verhindern, falls ein solcher Überschlag aus irgendeinem Grund eingeleitet sein
sollte.
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Wenn der Kreis angeschaltet und die Taste 24 offen gelassen ist, sind
sowohl die Röhre io als auch das Entladungsgefäß 26 gesperrt. Der Kondensator 8
ist auf den doppelten Wert der höchsten 'Momentanspannung der @ckun<hirwicklung
3-4 des Transforinat(@rs i ätifgelci(len, wie dies vorhin beschrieben wurde. Der
Kondensator 20 ist auf die höchste Moinenaanspannmig der Sekundärwicklung 23 des
TranS-fo@rtnat(irs 1 aufgeladen, wobei die an das Gitter 13 an,geschlosscne Belegung
positiv geladen ist. Das Gitter i3 befindet sich infolge des Spannungsabfalles anl
Widerstand ig beim Aufladen des Kondensators 20 auf einem negativen Potential in
bezug auf die Kath(idc i i der Röhre 1o und erreicht das Potential Null, wenn der
Kondensator 20 voll aufgeladen ist. Wie angegeben, ist das Rohr io von einer Bauart,
die zur Zündmig der Entladung eine positive Gitterspanntnig 1>rctucl)t. Sie hat
vorzugsweise eine Nennspannung, die liiilier liegt als die gewünschte Ladespannung
des Kondensators 8, damit auf diese Weise bei der Gitterspannung Null die 'Möglichkeit
eines Verlustes der Gitterkontrolle ausgeschlossen wird.
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Die _1n o>(len-liatlioden-Spannung an der Röhre io ist normalerweise
die volle Spannung des Kondensators 8, (la in der I'rini;irw#icklung 16 des Transforinat(>rs
17 kein Strom fließt und der Kondensator 14 ungeladen ist. Die Anoden-Kathoden-Spannung
des Entladungsgefäßes 26 ist ebenfalls gleich der vollen Spannung des f@()n(len>ators
8, da die Sekundärwicklung i8 des Transformators 17 weder eine induzierte Spannung
n oicli einen Strom aufweist. Weiterhin befindet sich die f?lektrode 29 auf Anodenpotential,
(la durch den Widerstand 3o kein Strom fließt.
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Die Betätigung des Schalters 24 verschiebt die Spannung (1c; Gitters
13 der Röhre io zwangsweise tind in positiver Richtung auf einen Spannungswert,
der gleich der Spannung des Kondensators 20 ist, und leitet eine Entladung von der
Kathode ii zur Anode 12 ein. Der Widerstand 21 verhindert einen Kurzschluß der Scktin(I;ii-wickltiilg
23 des Transformators i w;iliren(1 (lie "1`@tste 24 niedergedrückt ist. Es kann
zweckmäßig sein, in dein Kreis, der aus dem Kondensator 2(i und (lenl \Viderstand
i9 in Reihenschaltutig besteht, eine niedrige RC-Zeitkonstante zu verwenden, damit
das Gitter 13, unmittelbar nachdem die Rö lire io wieder stromlos wird, in den Steuerzustand
zurückkehrt. Das Gitter 13 kann natürlich auch durch andere Mittel gesteuert werden,
wie z. B. durch einen Verstärker oder durch einen Elektronenschalter, ohne daß dadurch
die Erfindung geändert wird.
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\Veim die Röhre io leitend wird, so tritt an der Primärwicklung i(>
des Transformators 17 eine Spannung auf, die um einen solchen Betrag kleiner ist
als die Spannung am Kondensator 8, wie er als Kathoden-Anoden-Spannung an der Röhre
io zur Aufrechterhaltung des Röhrenstromes erforderlich ist. Es entsteht nun in
der Primärwicklung 16 ein Strom, und der Kondensator 14 wird aufgeladen. Wenn an
der Röhre io nur noch eine Spannung verbleibt, die zu gering ist um den Strom durch
sie aufrechtzuerhalten, so kehrt die Röhre io in den nichtleitenden Zustand zurück,
wobei sie den durch sie und durch die Primärwicklung 16 fließenden Strom unterbricht.
Der Kondensator 14 kehrt infolge der Entladung über den Parallelwiderstand 15 auf
die normale Aufladung Null zurück. Der vom Widerstand 15 überbrückte Kondensator
14 bildet daher ein selbsttätig wirkendes Rückführungsmittel, das auf den integrierten
Strom anspricht, um die Schaltvorrichtung io in ihren normalen, den Strom unterbrechenden
Schaltzustand zurückzuführen.
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Wenn plötzlich an die Primärwicklung 16 eine Gleichspannung gelegt
wird, wie dies bei der Zündung der Röhre io der Fall ist, so tritt an der Sekundärwicklung
18 eine ähnliche Spannung auf, deren Größe dasselbe Verhältnis zur Primärspannung
aufweist wie das Wicklungsverhältnis des Transformators 17. Diese Spannung der Sekundärwicklung
tritt zur Spannung des Kondensators 8 und verursacht einen plötzlichen Anstieg des
Spannungsgradienten innerhalb der Röhre 26, so daß diese Röhre dadurch leitfähig
wird.
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Wenn das Entladungsgefäß 26 leitfähig wird, so sinkt die Spannung
an ihr plötzlich auf einen Wert, der gerade genügt, um die Entladung durch das Gefäß
aufrechtzuerhalten. Dabei muß die Spannung an der Sekundärwicklung notwendigerweise
ihre Richtung und ihren Wert in dem Augenblick ändern, in dem das Entladungsgefäß
26 leitfähig wird. Diese Spannungsänderung kann als eine in der Sekundärwicklung
i8 induzierte Spannung betrachtet werden, die durch die Einleitung eines durch die
Sekundärwicklung gehenden Stromflusses hervorgerufen wird, der für das Entladungsgefäß
26 erforderlich ist. Wenn der Strom zum Entladungsgefäß 26 steigt, bleibt in gewissem
Umfang eine induzierte Spannung bestehen, die abhängig von der Änderungsgeschwindigkeit
des Magnetflusses der Sekundärwicklung ist, der seinerseits vollständig vom Strom
und vom augenblicklichen magnetischen Widerstand des magnetischen Kreises der Sekundärwicklung
18 abhängt. Wenn das Entladungsgefäß 26 voll leitfähig wird, wird der magnetische
Kreis des Transformators 17 gesättigt, wie es oben ausgeführt wurde. Die an der
Sekundärwicklung 18 induzierte Spannung wird daher auf einen kleinen Wert zurückgeführt,
und die Sekundärwicklung 18 kann dann als gesättigte, strombegrenzende Reaktanz
betrachtet werden, die praktisch von der Primärwicklung 16 entkoppelt ist und einen
verhältnismäßig niedrigen Induktanzwert aufweist. Die Energie wird daher dem 1?ntladungsgefäß
26 vom Kondensator 8 mit einer Spannung zugeführt, die etwas niedriger ist als die
abnehmende Spannung des Kondensators B. Die Entladung des Kondensators 8 vermindert
seine Spannung, und wenn diese Spannung nicht mehr zur
| Aufrechterhaltung der Entladung durch das Ent- |
| ladungsgef:il.3 20 ausreicht, wird dieses EatladUngs- |
| gefä ß wieder gesperrt. Der Trennwiderstand 7 ver- |
| hindert einen urizulässigen Stroinfluß in der Sekundär- |
| wicklung während die Röhre io und das Ent- |
| laclungsgefäß 26 leitfähig sind. |
| Die induktive Wirkung der Sekund@irwicklun@ 1S |
| kann bestrebt sein, die Entladungszeit des E!it- |
| laduilgsgefäßes 26 zu verlängern, cla indem B##r,#ich |
| der Stroimverte unter (!einüttigun,z;;w_rt (l es |
| Stromes eine Abnahme des in ihr fließenden .`',tr<r:ncs |
| durch Selbstinduktion eine Spanntillg in der Sekundär- |
| wicklung rh erzeugt, die eine zusätzliche Polarität irl |
| bezug auf die Spannung des Kondensators 8 aufweist. |
| Dies kann dadurch ausgeglichen wer(len, daß denn |
| Kondensator 8 eine kleinere Kapazität geg:ben wir.;l, |
| wodurch ein schnellerer Spannung:;abfall am Kon- |
| densator 8 erreicht wird, wein das Entla<lungs,;geftil3 |
| 26 leitfähig wird. Dann sollte jedoch atn l@r»tdensator 8 |
| eine h;iliere Spannungsaufladung benutzt werden, |
| wenn (lie zur Lichterzeugung zur Verfügung stehende |
| Energie dieselbe Größe haben soll. |
| Der oben beschriebene Ablauf kann mit jeder be- |
| liebigen Wiederholungsfolge wiederholt werden, die |
| genügende Zeit für eine passende Aafladung der Kon- |
| densatoren 8 und 2o vor der nächsten Ftuladungs- |
| folge läßt. |