DE857228C - Spannungsbegrenzungsschaltung fuer elektrische Entladungsgeraete - Google Patents

Description

• Spannungsbegrenzungsschaltung für elektrische Entladungsgeräte Die Erfin#dung betrifft eine Spannungsbegrenzungsschaltung für elektrische Entladungsgeräte, die mit Stoßströmen arbeiten. Diesen Geräten ist gemeinsam, daß die Energie einer Stromquelle zunächst in einem Ladekondensator gespeichert wird. Sie werden für die verschiedensten Anwendungszwecke gebaut, z. B. um Zündvorgänge auszulösen, so in der Schießtechnik und in der Lichttechnik. Zum Beispiel werden in der Lichttechnik seit längerem elektrische Blitzlichtgeräte angewendet, die mit Gasentladungslampen arbeiten, bei denen der Lichtblitz durch Umsetzung elektrischer Energie in einer Gasstrecke erzeugt wird. Die Blitzlichtlampe liegt an einem Ladekondensator, der aus einer Stromquelle über einen Wechselrichter und Hochspannungstransformator allmählich bis auf die Betriebsspannung aufgeladen und dann in einem Entladu#ngsstoß sehr kurzzeitig über die Lampe entladen wird.
• Es ist bekann t, daß die Ladjekurve eines Kondensutors mit zunehmender Ladung immer schwächer geneigt gegen die Zeitachse verläuft, so daß die Ladezeit verhältnismäßig groß wird, wenn Ladiespannung und Nutzspannung des Kondensators übereinstimmen. Es ist in vielen Fällen erwünscht, die Ladezeit abzukürzen. Um dies zu erreichen, wird erfind-ungsgemäß vorgeschlagen, eine Spannungsbegrenzungsschaltung zu verwenden, die mit einer Leerlauf-EMK arbeitet, die größer als die Nutzspannung des, Kondensators ist, und die Ladespannung zurückzuregeln, wenn die Nutzspannung des Kondensators erreicht ist. Es ist bereits eine Schaltung bekannt, die mit einer erhöhten Leerlauf-EMK arbeitet und den Wechselrichter ausschaltet, wenn die Spannung des Kondensators den Sollwert erreicht hat. Sinkt die Kondensatorspannung unter einen vorgegebenen Wert ab, so wird die La#dun#g wieder aufgenommen, bis die obere Spannungsgrenze wieder erreicht ist. Es handelt sich dabei also um eine Sparmungsreglerschaltung, bei der die Nutzspannun,g zwischen zwei Grenzwerten pendelt.
• Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung die Primärspannung so hoch oder das Übersetzungsverhältriis des Hochspannungstransformators so gewählt, daß die Ladespan#nung über der Nutzspannung des Gerätes liegt, und die Sekundärwicklung des Transformators mit einer -i#nzapfung versehen, die unter Berücksichtigung des Spannungsabfalls an, den nachfolgenden Schaltelernenten die Nutzspannung liefert; weiter werden Mittel vorgesehen, die spannungsabhängig über eine Entladungsstrecke und ein Relais die Umschaltung der Sekundärwicklung bewirken. Die Entladungsstrecke kann z. B. eine Glimmentladungsstrecke sein, und die Umschaltsparmung ist dann um einen solchen Betrag größer als die Nutzspannung zu wählen, daß die Glimmentladung bei der Nutzspannung des Gerätes nicht aufrechterhalten wird. Stattdessen besitzt das Relais eine Haltewicklung, und es sind weiter Mittel vorgesehen, um das Relais bei Entladung des Ladekondensators zum Abfallen zu bringen, damit der Ladevorgang erneut einsetzen kann.
• Die Erfindung wird im folgenden an. Beispielen beschrieben, für die Fig. i das Prinzipschaltbild einer Ausführungsform, Fig. 2 ein Schema der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. i, Fig- 3 das Prinzipschaltbild einer anderen Ausführung und Fig. 4 ein Stromdiagramm zu Fig. 3 darstellt.
• In Fig. i ist i ein Hochspannungstransformator, dessen Primärwicklung 2 von einer beliebigen Wechselstromquelle, z. B. einem Wechselrichter, gespeist wird un#d dessen Sekundärwicklung 3 mit einer Anzapf ung 4 versehen ist. Die Sekundärwicklung speist über einen Gleichrichter 5 den Ladekondensator 6. Parallel zu diesem liegt eine RC-Kette 7, 8, von der eine Glimmentladungsstrecke 9 über eine Arbeitswicklung io ein-es Relais ii abgezweigt ist. Das Relais besitzt weiter eine Haltewicklung 1:2 und eine dritte Wicklung 13, deren magnetischer Fluß der Haltewicklung entgegengesetzt ist. An den Ausgangsklemmen 14 und 15 liegt ein beliebiger Verbraucher 16, z. B. eine Blitzlichten,tladungslampe. Im Außenstromkreis ist weiter ein Widerstand 17 angeordnet, zu dem die Wicklung 13 parallel geschaltet ist.
• Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Zu Beginu der Aufladung wird der Ladekondensator 6 mit erhöhter Ladespannung aufgeladen, und die Ladekurve verläuft entsprechend Kurve 18 (Fig. 2) sehr steil. Bei einer Spannung U', die ein-en gewissen Betrag, z. B. io%, über der Nutz-

  spannung U liegt, zündet die Glimmstrecke 9 kurz-

  zeitig; durch den Zündstrom zieht das Relais i i an.

  Der Arbeitskontakt a, briii-t die Haltewicklung 1:2

  zur Wirkung, während der Wechselkontakt w die

  Sekundärwicklung des Transformators i von über-

  höhter auf normale Ladespannung umschaltet. Die

  Nutzspannung des Kondeilsators sinkt danach auf

  den Wert U ab.

  Wird der Kondensator 6 entladen, so bewirkt der

  Spannungsabfall am #,#'iderstand 17 durch den Ent-

  ladestromstoß die Maglietisi,erung der Wicklung 13,

  die der WiCklUng, 12 entgegenwirkt, so daß das

  Relais i i abfällt und damit den Anfangsztistand der

  Schaltung wiederh,-r,;tellt.

  Die, beschriebene Schaltiiii- kann in E.inzelheiten

  je nach den Anforderungen abgewandelt werden.

  Zum Beispiel ist es mö.-lich, den Widerstand 17 in

  die Zuleitung zur PriinärN\-icklUll" 2 zu legen. Auch

  kann die Entladungsstrecke 9 eine Funkenstrecke

  sein.

  Fig. 3 zeigt ein anderes Schaltungsbeispiel nach

  dem Erfindungsgedanken, bei dem ein Relais mit

  zwei einander magn-etisch entgegenwirkenden

  Wicklungen io und 14 verwendet wird, von denen

  die eine wie in der Schaltung nach Fig. i über ein

  RC-Glied 7, 8 und eine Entladungsstrecke 9 hinter

  dem Ladekondensator 6, die andere aber im Primär-

  stromkreis liegt. Die Wirkungsweise wird durch

  Fig. 4 erläutert, in der der Verlauf des primär-en

  SpeisestromesIP mit der Zeit t aufgetragen ist. I ist

  der Stromwe!rt, bei dem sich das Relais über die

  Wicklung 14 erregt, Il der Wert, bei dem es abfällt.

  Mit Beginn des Ladevorganges wird also das Relais

  erregt, und sein Wechselkontakt u, schaltet die volle

  S-c,kun,därwicklung des Transformators i eiii. Der

  Primärstrom nimmt nach einer e-Funktion mit der

  Zeit ab. Zur Zeit t = ti zündet die Entladungs-

  strecke 9, und der Entladiestrorristoß des Konden-

  sators 8 erregt die Wicklung i o, die der Wicklung

  b

  14 magnetisch critgegengeschaltet ist, so daß das

  Relais abfällt und der Wechselkontakt auf den Ali,-

  griff an der Sekundärwicklung umschaltet. Die

  Konstanten der Schaltung und die Zeit ti sind so zu

  bemessen, daß der Prirnärstrom im Intervall

  IP 1 > lp (,.) > Ip II liegt; das Relais kann also nach der Entladung nicht wieder anziehen. Nach Entladung des Kondensators 6 tritt wieder der volle Primärladestrom auf, und das Spiel beginnt von neuem.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Spannungsbegrenzungsschaltung für elektrische Entladungsgeräte, insbesondere Gasentladungsgeräte, mit einem Wechselrichter, einem Hochspannungstransformator und einem 120 Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator eine Leerlauf-EMK hat, die größer als die Nutzspannung des Gerätes ist, un#d eine Anzapfung besitzt, die eine der Nutzspanriung entsprechende Spannung liefert, und 125 daß Mittel zur Umschaltulig auf dieseAnzapfung vor,-esehen sind, weim die Spannung am Lade- kondensator die Nutzspannung um einen ge- wissen Betra- Überschreitet. 2. Spanntingsbegrenzun,-sschaltung nach An- spruch i, gekennzeichnet durch ein Relais (ii) zur Umschaltung und eine Entladungsstrecke (9) zur Steuerung des Relais. 3. Spannungsbegrenzungsschaltung nach An- sprucli i Und 2, geleiiii7eichnet durch eine Z, Glinunentladungsstrecke. 4. Spannungsbegrenzungsschaltung nach An- SprUCI1 1 und 2, gekennzeichnet durch eine solche #Valil der Cberspannung und der Löschspaunung der Glitilineiitiadungsstreckü, daß die Glimm- -entladung bei der Nutzspannung nicht fort- bestellt. Spaiiiiiiiigsbegrenzungsschaltung nach An- el spruch i bis 4, gekennzeichnet durch ein Relais mit drei \Vicklungen, nämlich einer Haltewick- lung ( 1 2), einer ersten Arbeitswicklung (io), die in Reihe mit einer Entladungsstrecke (9) und einem RC-Glied (7, 8) parallel zum Ladekondensator (6) liegt, einer zweiten Arbeitswicklung (13), die parallel zu einem Widerstand (17) im Sekundir- oder Primärkreis liegt und der Haltewicklung (12) magnetisch entgegengeschaltet ist (Fig. i). 6. Spannungsbegrenzungsschaltung nach Anspruch i bis 4, gekennzeichnet durch ein Relais mit zwei Wicklungen, nämlich einer ersten Arbeitswicklung (io), die in Reihe mit einer Entladungsstrecke (9) und einem RC-Glied (7, 8) parallel zum Ladekondensator (6) liegt, einer zweiten Arbeitswicklung (i-1), die im Primärkreis der Ladeschaltung zwischen Stromquelle und Wechselrichter liegt und der ersten Arbeitswicklung (io) magnetisch entgegengeschaltet ist, und dadurch, daß der Primärladestrom der Schaltung im Zeitpunkt der Zündung der Entladungsstrecke unter dem Erregungsstromwert der zweiten Arbeitswicklung liegt (Fig. 3).