DE895010C

DE895010C - Einrichtung zur Konstanthaltung der einer Gleichspannungsquelle hohen Innenwiderstandes entnommenen Gleichspannung

Info

Publication number: DE895010C
Application number: DET5221D
Authority: DE
Inventors: Hans Rehder
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1941-04-04
Filing date: 1941-04-04
Publication date: 1953-10-29

Description

Einrichtung zur Konstanthaltung der einer -Gleichspannungsquelle hohen Innenwiderstandes entnommenen Gleichspannung Es ist bekannt, zur Konstanthaltung einer Gleichspannung an diese die Reihenschaltung einer Glimmstrecke und eines Ohmschen Widerstandes zu schalten und die konstante Gleichspannung von der Glimmstrecke abzunehmen. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß mindestens ein Drittel der Gleichspannung an dem Widerstand verlorengeht und ferner in diesem Widerstand eine Verlustleistung verbraucht wird. Es ist auch bekannt, zwischen die Gleichspannungsquelle und den Verbraucher in Reihe eine Röhre zu schalten, deren Gitter von den Spannungsschwankungen über eine Gleichspannungsverstärkerstufe im Sinne einer Spannungskonsta.nthaltung gesteuert wird. Hierbei treten dieselben, Nachteile des Spannungs- und Leistungsverlustes auf.
Es ist auch bekannt, zur Vermeidung dieses Spannungsverlustes die von den Spannungsschwankungen gesteuerte Röhre parallel statt in Reihe zur Gleichspannungsquelle zu schalten. Die Anode dieser Röhre liegt dabei am positiven Pol der Gleichspannungsquelle. Diese Schaltung ist dann wirksam, wenn der Innenwiderstand der Gleichspannungsquelle genügend hoch ist, da nur dann Belastungsänderungen Spannungsänderungen zur Folge haben. Eine solche Gleichspannungsquelle liegt z. B. dann vor, wenn die Gleichspannung durch Gleichstrom-Gleichstromumformung, z. B. Pendel- Umformer, aus einer Batterie z. B. von einigen Volt gewonnen wird.
Bei dieser bekannten Schaltung ist das Gitter mit einem Abgriff eines Spannungsteilers verbunden, der mit dem einen Ende am positiven Pol der Gleichspannungsquelle und mit dem anderen Ende zur Vermeidung einer positiven Gittervorspannung über eine konstante Hilfsspannung mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist. Wegen des Spannungsteilers ist nur ein Teil der Spannungsschwankungen am Gitter wirksam.
Die Erfindung vermeidet diesem Nachteil dieser bekannten Schaltung und bewirkt dadurch eine bessere Regelwirkung. Sie bezieht sich auf eine Einrichtung zur Konstanthaltung der einer Gleichspannungsquelle hohen Innenwiderstandes entnommenen Gleichspannung mittels einer von den Spannungsschwankungen gitterseitig geregelten, parallel zur Gleichspannungsquelle geschalteten Röhre, deren Anode am positiven Pol der Gleichspannungsquelle liegt. Die Erfindung besteht darin, daß das Gitter mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle über eine konstante Hilfsgleichspannung von der ungefähren Größe und umgekehrten Polarität der schwankenden Gleichspannung und mit dem negativen Pol über einen Gitterableitwiderstand verbunden ist, an dem die volle Differenz der schwankenden Gleichspannung und der Hilfsgleichspannung wirksam ist.
An Hand der als Beispiel dienenden Abbildungen wird die Erfindung nachstehend näher erklärt.
In Abb. i ist die Gleichspannungsquelle hohen Innenwiderstandes mit G und der Verbraucher mit V bezeichnet. Der Verbraucher möge ein Oszillator sein, dessen Frequenz von den Betriebsspannungen wesentlich abhängt, z. B. ein Magnetronoszillator. Erfindungsgemäß ist eine Hilfsröhre R vorgesehen, deren Gitter von der Differenz der Gleichspannung U und der gegengeschalteten Spannung der Hilfsspannungsquelle H gesteuert wird. Diese Differenzspannung tritt an dem Gitterableitwiderstand Rg auf. Die Hilfsspannung@squelle H, z. B. eine Batterie, wird wegen des großen Gitterableitwiderstandes Rg nur sehr gering belastet und behält deshalb ihre Spannung bei: Damit die Röhre R im negativer. Gitterspannungsbereich arbeitet, ist ein Spannungsteiler R1, R2 vorgesehen, von dem eine negative Gittervorspannung abgegriffen wird. Dieser Spannungsteiler bewirkt eine Gegensteuerung des Gitters, die jedoch vernachlässigbar ist, da von dem Widerstand R2 nur eine kleine Teilspannung und daher auch nur ein kleiner Teil der Spannungsschwankungen abgegriffen wird. -Erhöht sich z. B. die Gleichspannung U, so steigt die Gitterspannung der Röhre R in positiver Richtung an, so daß sie einen größeren Strom aufnimmt, der die Gleichspannungsquelle mehr belastet und dadurch wegen ihres großen inneren Widerstandes ihre Spannung absenkt. Eine geringe Gleichspannungserhöhung muß natürlich noch bestehenbleiben, da am Gitter der Röhre R eine Regelspannung vorhanden sein muß. Wegen der Verstärkerwirkung der Röhre R ist die erforderliche Regelspannung jedoch nur sehr klein, so daß sich die Gleichspannung U nur in sehr geringem Maße ändert. Das Umgekehrte tritt bei einer Spannungserniedrigung auf. Auch wenn die Belastung sich ändert, wirkt die Anordnung im Sinne einer Spannungskonstanthaltung.
In Abb. a ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in welchem eine besondere Hilfsspannungsquelle fortfällt. Die Hauptgleichspannung xU wird in diesem Beispiel gewonnen, indem die Gleichspannung der Batterie B von z. B. 2,4 V mittels des Zerhackers Z und des Transformators T in eine Wechselspannung umgewandelt wird, welche mittels des Gleichrichters Gl gleichgerichtet und in der Siebkette S gesiebt wird. Die Gleichrichtung kann auch dann in' bekannter Weise durch zusätzliche Kontakte am Zerhacker Z bewirkt werden.
Zur Gewinnung der Hilfsgleichspannung UH wird die Wechselspannung des Transformators über die Kondensatoren Ci und C2 eines Gleichrichtersa,tzes G zugeführt und die erhaltene Gleichspannung mittels des Kondensators C vorgeglättet und mittels des Widerstandes W und der Glimmstrecke GS weiter geglättet und stabilisiert. Da diese Glimmstrecke GS nur mit den hochohmigen Gitterableitwiderstand Re belastet ist, kann eine sehr kleine Glimmlampentype verwendet werden, welche nur -eine minimale Leistung verbraucht. Im übrigen ist die Schaltung genauso wie in Abb. i.
An Hand der Abb. 3 und 4 wird nun eine zweckmäßige Einstellung der Schaltungen nach Abb. i und a erklärt. Gemäß -Abb. 3 möge die Gleichspannung U infolge zunehmenden Verbrauchs der Batterie B in Abb. a im Laufe der Zeit absinken. Die Hilfsspannung UH wird z. B. auf einen mittleren Wert, wie gestrichelt eingezeichnet, eingestellt. Bei hoher Spannung U im Punkt i erhält das Gitter der Röhre R eine positive Spannung-I. Durch Einstellung des Potentiometers R2 wird dem Gitter eine so große negative Gegenspannung zugeführt, daß der Arbeitspunkt der Röhre gerade im negativen Gitterspannungshereich liegt. Dieser Punkt ist in Abb. 4, welche die Abhängigkeit des Anodenstromes 1, von der negativen Gitterspannung U, darstellt, mit i bezeichnet.
Erreicht die Spannung U im Punkt z in Abb. 3 dieselbe Größe wie die Hilfsspannung, sa verschwindet die Differenzspannung, und es ist nur die am Potentiometer R2 abgegriffene negative Gittervorspannung wirksam. Der Anodenstrom der Röhre R ist infolgedessen bis zum Punkt :2 in Abb. 4 gesunken. Wegen der geringeren Belastung der Stromquelle durch die Röhre R wird die Gleichspannung nun weniger abgesenkt. Bei weiterer Abnahme der Gleichspannung U bis zum Punkt 3 -in Abb. 3 wird die Differenzspannung negativ, und daher erhöht sich die negative Gittervorspannung der Röhre R bis zum Punkt 3 in Abb. 4.

Claims

.PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Konstanthaltung der einer Gleichspannungsquelle hohen. Innenwiderstandes entnommenen Gleichspannung mittels einer von den Spannungsschwankungen gitterseitig geregelten, parallel zur Gleichspannungsquelle geschalteten Röhre, deren Anode am positiven Pol der Gleichspännungsquelle liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter mit dem positiven Pol der Gleichspa.nnungsquelle über eine konstante Hilfsgleichspannung von der ungefähren Größe und umgekehrten Polarität der. schwankenden Gleichspannung und mit dem negativen Pol über einen Gitterableitwiderstand verbunden ist, an dem die volle Differenz der schwankenden Gleichspannung und der Hilfsgleichspannung wirksam ist. z. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgleichspannung gleich der mittleren Größe der schwankenden Gleichspannung ist und an das Gitter mittels eines an der Gleichspannung liegenden Spannungsteilers, an dessen Abgriffpunkt die Kathode liegt, eine so große negative Vorspannung gelegt ist, daß der Arbeitspunkt auch bei positiver Differenzspannung gerade im negativen Gitterspannüngsbereich liegt (Abb. 3 und 4). 3. Einrichtung zur Konstanthaltung einer aus einer Wechselspannung, die insbesondere aus einer Gleichspannung durch Umformung gewonnen ist, erhaltenen schwankenden Gleichspannung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsgleichspannung aus der Wechselspannung durch Gleichrichtung in einem besonderen Gleichrichter und durch nachfolgende Stabilisierung gewonnen ist: