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Verfahren zur Auslese von Trockengleichrichtern mit übereinstimmendem
Verhalten bestimmter Bezugswerte gegenüber äußeren Einflüssen Bei zahlreichen Schaltungen
mit Trockengleichrichtern, insbesondere bei Symmetrie- und anderen Ähnlichkeitsschaltungen,
z. B. Modulations- und Brückenschaltung, wird meist die Forderung gestellt, daß
bei den einzelnen zusammengeschalteten Gleichrichtern oder Gleichrichterelementen
unabhängig von äußeren Einflüssen ein konstantes Verhältnis vorgeschriebener elektrischer
Werte, z. B. der Höhe ihrer Vorströme, aufrechterhalten wird. Zum Beispiel muß bei
hohen und stark wechselnden Temperaturen eine unzulässige Streuung des Zeitganges
sowie des Temperaturbeiwertes der Kennlinienwerte verhindert werden. Die geforderte
Übereinstimmung der Bezugswerte, insbesondere der Vorströme, im allgemeinen auf
mindestens 5 °/o, läßt sich ohne Schwierigkeit einhalten, solange die im Fertigzustand
entsprechend sortierten Gleichrichter im Betrieb dauernd nur mäßig hohen (bis d.0°
C) und nur in verhältnismäßig engen Grenzen (z5° C) schwankenden Temperaturen ausgesetzt
sind. Bei hohen und stärker schwankenden Betriebstemperaturen zeigen sich jedoch
starke, für viele Zwecke völlig unzulässige Streuungen der Änderungen der Bezugswerte,
die im einzelnen durch den unterschiedlichen Temperaturbeiwert einzelner Gleichrichter
und weiter durch die bei hohen Temperaturen absolut größeren zeitlichen Vorstromänderungen
bedingt sind.
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So streut z. B. im Gebiet der Vorstromkennlinie (0,3 bis
0,5 V) der Temperaturbeiwert eines Kupferoxydülgleichrichters
-im
Mittel ± o, i %, maximal um etwa ö,40/0. Die möglichen Unterschiede der Vorströme
zweier Gleichrichter, die bei 2o° C absolut übereinstimmen, können somit bei 85°
C im Mittel 13%, maximal 52% betragen. -Wenn ferner die beiden Gleichrichter 1/2
Jahr lang einer Temperatur v=on- 85° ausgesetzt sind, so kann möglicherweise der
Vorstrom des einen Gleichrichters auf 401/o des ursprünglichen Wertes, der des zweiten
aber nur auf 75'10 abfallen, so daß die Vorströme sich nunmehr um 6o % unterscheiden,
wenn man ihre Differenz auf den neuen Mittelwert bezieht, der etwa 581/o der ursprünglich
gleichen Vorströme beträgt.
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Gleichrichter, deren Ströme nach Anlegen einer Spannung erst allmählich
einen konstanten Endwert erreichen, z. B. Gleichrichter vom Selen- oder Kupfersulfurtyp,
eignen sich nicht ohne weiteres zur Verwendung in Ähnlichkeitsschaltungen. Dies
gilt besonders für unterbrochenen Betrieb. Bei tiefen Temperaturen, z. B. - 1o°
C, wo der Endzustand der Ströme erst nach Stunden erre:ieht wird, ist ein unterbrochener
Betrieb überhaupt nicht möglich, wenn die Gleichrichter der Ähnlichkeitsschaltung
verschiedene Formiergeschwindigkeit aufweisen.
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Die Beispiele zeigen, daß bei den angenommenen Verhältnissen mit dem
Ausfall großer Stückzahlen von Gleichrichter- bzw. Modulatorschaltungen gerechnet
werden muß, wenn. die Auswahl der Gleichrichter entsprechend der seitherigen Methode
lediglich nach der Vorstromlage im Fertigzustand getroffen wird.
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Die -Erfindung bezweckt, diesen Mängeln abzuhelfen und das konstante
Verhältnis der vorgeschriebenen Bezugswerte, insbesondere das -konstante Verhältnis
der Vorstromwerte, auch dann zu wahren, wenn die Gleichrichter unter erschwerten
Betriebsbedingungen; insbesondere unter stark schwankenden und zeitweilig hohen
Temperaturen oder anderen äußeren Einflüssen arbeiten sollen.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erreicht, daß durch
einen für alle zu prüfenden Gleichrichter gleich großen äußeren Einfluß thermischer
oder elektrischer Natur eine starke absolute Änderung einer bestimmten Bezugsgröße,
z. B. des Vorstromes, herbeigeführt und.dann solche Exemplare ausgewählt und beispielsweise
zu einer Schaltung miteinander vereinigt werden, bei denen das Verhältnis der Bezugswerte
während der Prüfbeanspruchung ausreichend konstant geblieben ist.
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Handelt es sich dabei um Gleichrichterelemente zur Herstellung von
Symmetrie- oder Ähnlichkeitsschaltungen, insbesondere Modulationsschaltungen, so
erweist es sich als besonders zweckmäßig, wenn die zu prüfenden Gleichrichterelemente
nach Aufbringung der Gegenelektrode auf die Halbleiterschicht zunächst nach genügend
engen, d. h. den in der Schaltung noch zulässigen Abweichungen entsprechenden Bezugsgrößen,
z. B. Vorstrombereichen (zulässige Abweichung z. B. 3 bis 5 % der Absolut-: werte);
vorsortiert und dann beispielsweise bis zur Hälfte des ursprünglichen Yorstromwertes
thermisch gealtert werden, worauf nur solche Gleichrichterelemente zu Modulatorsätzen
zusammengeschaltet werden,, die erstens- aus .dein --gleichen Vorstrombereich ungealterterGleichrichterstämmen
und bei denen zweitens die Vorstromwerte nach der thermischen Alterung in gleicher
Weise oder besser übereinstimmen als vor der Alterung. Sollen die Bezugswerte der
einander zugeordneten Gleichrichter dabei unter irgendwelchen Betriebseinflüssen
in 'konstantem, von z verschiedenem Verhältnis stehen, so kann man mit Vorteil Gleichrichterelemente
verschiedener Größe, bei denen das Verhältnis der für die Gleichrichtung wirksamen
Flächen durch das gewünschte Verhältnis der Bezugswerte gegeben ist, zunächst nach
genügend engen Bezugsgrößen, z. B. Vorstrombereichen, weiterhin getrennt vorsortieren,
worauf eine Zuordnung je eines Bereiches der größeren und der kleineren Gleichrichterelemente
derart erfolgt, daß 'die Bezugswerte im gleichen Verhältnis zueinander stehen wie
die wirksamen Flächen. Nach der darauffolgenden thermischen oder elektrischen Beeinflussung.
werden nur solche Gleichrichterexemplare zu der gewünschten Schaltung miteinander
vereinigt, die 1. aus anfänglich einander zugeordneten Bezugsgrößenbereichen stammen
und bei denen 2. die Bezugswerte noch mit ausreichender Genauigkeit in dem gewünschten
Verhältnis stehen. _ , Als Anwendungsgebiete der Erfindung kommen beispielsweise
in Betracht die Trägerfrequenztelefonie und -telegrafie, ferner Meßinstrumente mit
Brücken- und Differenzschaltungen, Verstärker mit Modulations- und anderen Symmetrieschaltungen.
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Bei der praktischen Durchführung des.Verfahreus gemäß der Erfindung
wird etwa wie folgt vorgegangen: _ . .Gleichr ichterscheiben, z. B. vom Kupferoxydultyp,
werden nach Aufbringung der Gegenelektrode, bei aufgedampfter metallischer Gegenelektrode
evtl. nach einer kurzen Temperung zu ihrer Kristallisation, nach genügend engen
Vorstrombereichen sortiert, z. B. 3 bis 5 % der Absolutwerte. In dieser Ordnung
werden die Gleichrichter, wie üblich, thermisch gealtert, normalerweise auf die
Hälfte des ursprünglichen Vorstromes. Nach Abschlüß der Alterung werden nur solche
Gleichrichter zu Modulatorsätzen kombiniert, die 1. aus einem gleichen Bereich der
angealterten Gleichrichter stammen und _2. deren Vorströme nach der thermischen
Alterung praktisch noch in gleicher Weise oder besser in noch engeren Grenzen übereinstimmen
wie vor der Alterung. -Diesen Gleichlauf der thermisch bedingten Vor-. stromänderungen
werden mit ziemlicher Sicherheit nur Gleichrichter mit übereinstimmendem Aufbau
aufweisen. Damit ist gewährleistet, daß sowohl die weitere thermisch bedingte zeitliche
Alterung im Betrieb als auch der Temperaturbeiwert (wichtig für Temperaturschwankungen)
bei diesen Gleichrichtern übereinstimmen.
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Umgekehrt werden danach z. B. auch .Gleichrichten, die nach übereinstimmendem
Temperaturbeiwert sortiert sind, auch gleiche Änderungen anderer Bezugswerte bei
gleichen äußeren Einflüssen, z. B. gleiche irreversible.And.erungen-mitTemperatuf
und
Zeit, aufweisen. Der Erfolg ist um so größer, je enger die Unterteilung der Bereiche
nach der Lage der Temperaturbeiwerte vorgenommen wird: Zweckmäßig wird der Streubereich
der Temperaturbeiwerte in ebenso viele Intervalle aufgeteilt wie der Streubereich
der Bezugswerte selbst, so daß ein quadratisches Ordnungsschema entsteht.
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Für Schaltungen mit Gleichrichtern, bei denen die zugeordneten Bezugswerte
unter irgendwelchen Betriebseinflüssen in konstantem, von i verschiedenem Verhältnis
stehen sollen, wäre das Aussuchverfahren sinngemäß wie folgt zu modifizieren: Gleichrichter,
die Formierungseigenschaften zeigen, d. h. deren Bezugswerte nach dem Anlegen einer
Spannung erst allmählich konstanten Endwerten zustreben, werden zunächst nach genügend
engen Bereichen der Bezugswerte sortiert, z. B. Selengleichrichter nach Vorströmen
bei -f- o, i V mit maximalen Abweichungen von 5 % der Absolutwerte, die nach Anlegen
der Meßspannung zu einer beliebigen, aber für alle Gleichrichter gleichen Zeit zu
ermitteln sind. Man erzwingt nun durch für alle Gleichrichter gleich langes Anlegen
einer geeigneten Formierspannung, im Fall des Selengleichrichters mit Vorteil der
höchstzulässigen Sperrspannung, eine Änderung der Bezugswerte, die mindestens so
groß ist, daß die Absolutwerte aus dem ursprünglichen Sortierbereich herausfallen.
Danach werden die Gleichrichter erneut nach 'den veränderten Bezugswerten sortiert
und für Ähnlichkeitssc'.laltungen nur diejenigen Exemplare kombiniert, bei welchen
vor und nach der Formierung das gewünschte Verhältnis der Bezugswerte vorhanden
ist. Tritt bereits bei der Messung eine Formierung auf, so kann man auch so verfahren,
daß für die Ähnlichkeitsschaltung nur Gleichrichter kombiniert werden, deren Bezugswerte
nach zwei verschiedenen, aber jeweils für alle Gleichrichter gleichen Zeiten nach
Anlegen der Meßspannung die geforderte Übereinstimmung zeigen.