DE913801C - Geraet zum Aufladen einer Kapazitaet - Google Patents

Geraet zum Aufladen einer Kapazitaet

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Publication number
DE913801C
DE913801C DE1952913801D DE913801DA DE913801C DE 913801 C DE913801 C DE 913801C DE 1952913801 D DE1952913801 D DE 1952913801D DE 913801D A DE913801D A DE 913801DA DE 913801 C DE913801 C DE 913801C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
relay
charging
capacitor
voltage converter
Prior art date
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Expired
Application number
DE1952913801D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Erich Walther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Original Assignee
Philips Patentverwaltung GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Philips Patentverwaltung GmbH filed Critical Philips Patentverwaltung GmbH
Application granted granted Critical
Publication of DE913801C publication Critical patent/DE913801C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/30Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/26Storage discharge welding
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/30Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp
    • H05B41/32Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp for single flash operation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

  • Gerät zum Aufladen einer Kapazität Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Aufladen einer Kapazität mit hoher Spannung, die vorzugsweise unter Zuhilfenahme eines Spannungsumsetzers einer Speisequelle niedriger Spannung entnommen wird, wobei die Entladung diskontinuierlich, insbesondere mit unregelmäßigen Pausen erfolgt. Die Kondensatorladung kann z. B. für Meßzwecke, zur Anregung für eine Funkenstrecke, zur Speisung eines Ionisationsimpulszählers oder eines Kondensatorschweißgerätes od. dgl., insbesondere zur Auslösung eines Hochspannungsblitzes (Elektronenblitzes) für photographische Zwecke verwendet werden.
  • Derartige Geräte «erden bei nicht stationärer Verwendung meist von einem Akkumulator niedriger Spannung über einen Spannungsumsetzer, z. B. eine Zerhackeranordnung, gespeist. Wenn der Kondensator längere Zeit betriebsbereit sein soll, ohne daß zunächst eine Nutzentladung stattfindet, kann nach beendeter Auf ladung, auf z. B. aooo Volt, der Spannungsumsetzer ausgeschaltet werden. Dann tritt der Übelstand auf, daß sich der Kondensator über seinen eigenen Isolationswiderstand und über den Isolationswiderstand der angeschlossenen Schaltungsteile allmählich entlädt, so daß für den Betriebsfall nach einer längeren Zeitspanne ohne Nutzentladung nur eine ungenügende Energiemenge zur Verfügung steht, wodurch z. B. bei einem Elektronenblitzgerät eine Unterbelichtung der photographischen Aufnahme bewirkt' werden kann.
  • Läßt man, um das zu vermeiden, die Speisung z. B. durch eine Zerhackeranordnung weiterlaufen, so daß der Kondensator, wenn auch nur gering im Maße der Isolationsverluste, dauernd nachgeladen wird, so wird ständig der für den Zerhacker erforderliche, meist recht beträchtliche Leerlaufstrom verbraucht, wodurch es geschehen kann, daß die Batterie vorzeitig entladen und das ganze Gerät damit betriebsunfähig wird. Dann kann also die an sich auf Grund der Kapazität des Akkumulators erreichbare maximale Anzahl von Kondensatorentladungen zu einem merklichen Teil nicht ausgenutzt werden. Da vielfach der verwendete Akkumulator, der -an sich beispielsweise hundert oder mehr Hochspannungsentladungen züläßt, nach etwa 1f2 Stunde ununterbrochenen Zerhackerleerlaufes entladen sein kann, ist es erforderlich; zur Erzielung einer erwünschten und auch möglichen, wesentlich längeren Betriebsbereitschaft den Zerhackerbetrieb auf die unbedingt notwendige Aufladungszeit mit verhältnismäßig großer Stromstärke für den Hochspannungskondensator zu beschränken. Ähnliches gilt natürlich auch bei der Verwendung eines rotierenden Umformers als Spannungsumsetzer allgemein. immer dann, wenn der Speiseteil, vorzugsweise ein Spannungsumsetzer, auch dann in merklichem Umfang Energie -verbraucht, wenn der Kondensator auf die vorgesehene Betriebsspannung aufgeladen ist und praktisch keine weitere Ladung mehr aufnimmt.
  • Man hat daher Anordnungen verwendet, deren Speisung bei einem oberen und unteren Grenzwert der Kondensatorspannung eingeschaltet bzw. abgeschaltet wird durch ein Relais unter Verwendung von Elektronenröhren, von denen wenigstens eine von der Hochspannung her gesteuert wird. Da jedoch nicht die volle Kondensatorspannung von beispielsweise 2ooo Volt an das Steuergitter einer Elektronenröhre gelegt werden kann, ist ein Spannungsteiler erforderlich, der auch bei einer Gesamtgröße von z. B. 2o Megohm über längere Dauer einen durchaus merklichen und störenden Energieverbrauch bewirkt, abgesehen von der Heizung für die Elektronenröhre (n) und der meist erforderlichen gesonderten Anodenspannung sowie der verhältnismäßig komplizierten zugehörigen Schaltungsanordnung.
  • Es wurde auch bereits vorgeschlagen, ein Gerät zum Aufladen einer Kapazität, der diskontinuierlich Energie entnommen wird, mit Mitteln, vorzugsweise unter Verwendung einer Funkenstrecke, zu versehen, die das Aufladen selbsttätig beenden, sobald die Spannung an der Kapazität einen bestimmten Wert erreicht hat, wobei außerdem bewirkt wird, daß danach der Speisebatterie und auch dem Kondensator keine weitere Energie entnommen wird. Die Entladung des Kondensators erfolgt also nur über die Isolationswiderstände und kann zwar sehr langsam vor sich gehen, doch wird bei einer solchen Anordnung die durch Ableitung verlorengegangene Ladung nicht selbsttätig und rechtzeitig wieder ersetzt, so daß nach einer längeren Betriebsbereitschaft nicht mehr die volle Ladung zur Verfügung steht.
  • Bei einem Gerät zum Aufladen einer Kapazität mit hoher Spannung, die vorzugsweise unter Zuhilfenahme eines Spannungsumsetzers einer Speisequelle niedriger Spannung entnommen wird, wobei die Entladung diskontinuierlich, insbesondere mit unregelmäßigen Pausen erfolgt, werden die obenerwähnten Nachteile vermieden, und bei sparsamstem Energieverbrauch treten während der Betriebsbereitschaft nur geringe Schwankungen der Kondensatorspannung auf, wenn das Gerät gemäß der Erfindung ein an der Hochspannung liegendes, äußerst hochohmiges, beispielsweise elektrostatisches; piezoelektrisches oder elektrostriktives Grenzwertrelais enthält, durch das die Ein-bzw. Ausschaltung des Speisegerätes (Spannungsumsetzers) beim Unter- oder Überschreiten eines bestimmten Toleranzbereiches der Hochspannung bewirkt wird.
  • Unter einem Grenzwertrelais ist dabei ein solches zu verstehen, das bestimmte, verhältnismäßig eng beieinander liegende Werte für die An-Zugs- und Abfallserregun!g hat, das also im vorliegenden Fall seine Kontakte bei bestimmten Werten der angelegten Spannung schließt bzw. öffnet.
  • Piezoelektrische Materialien, wie z. B. Bariumtitanat, haben einen hohen spezifischen Widerstand von roll Ohm - cm und mehr, so daß ein aus solchem Material hergestelltes Relaiseinen Widerstand auf der Erregungsseite von iooo Megohm und mehr haben kann.
  • Vorzugsweise ist außer dem Grenzwertrelais noch ein Hilfsrelais (Hilfsschütz) zum Schalten des verhältnismäßig starken Stromes niedriger Spannung angeordnet, da bei langsamer Kontaktbewegung des vorzugsweise piezoelektrischetl Hochspannungsrelais dessen Kontakte mit Rücksicht auf die Genauigkeit und die Betriebssicherheit möglichst nur gering belastet werden sollen. Aus den gleichen Gründen ist es vorteilhaft, wenigstens an einem Schaltkontakt (Relaiskontakt) an sich bekannte Mittel zur Funkenlöschung anzuordnen.
  • Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Ein Spannungsumsetzer i in Form einer Zerhackeranordnung üblicher Art mit Transformator und Gleichrichter lädt einen Hochspannungskondensator 2 auf, an dessen Klemmen ein Verbraucher angeschlossen sein kann, beispielsweise eine Elektronenblitzröhre, die durch eine bekannte Vorrichtung im gewünschten Augenblick zur Zündung gebracht wird und -dann die Ladung des Kondensators 2 wenigstens großenteils verbraucht. Eine Batterie q. liefert die Energie niedriger Spannung zum Betrieb des Spannungsumsetzers i. Ein piezoelektrisches Grenzwertrelais 5, dessen Beläge direkt an der Spannung des Kondensators 2 bzw. der Klemmen g liegen, betätigt einen Ruhekontakt 5, der im Erregerkreis eines Hilfsrelais üblicher Art, z. B. eines elektromagnetischen Relais, liegt. Zwischen der einen Eingangsklemme B des Spannungsumsetzers i und dem Pluspol der Batterie q. liegt ein einpoliger Schalter io (Hauptschalter), während zwischen der anderen Eingangsklemme 9 des Spannungsumsetzers i und dem Minuspol der Batterie q. ein Arbeitskontakt i i des Hilfsrelais 7 eingeschaltet ist. In der dargestellten Lage der Kontakte ist das Gerät ausgeschaltet. Beim Einschalten des Hauptschalters io wird der Pluspol der Batterie q. an die Eingangsklemme 8 des Spannungsumsetzers i gelegt, und das Hilfsrelais wird erregt im Kreis vom Minuspol der Batterie ,4 über die Wicklung des Hilfsrelais 7, den Ruhekontakt 6 und den Schalter 1o zum Pluspol der Batterie q.. Das Hilfsrelais 7 schließt seinen Arbeitskontakt i i und legt den Minuspol der Batterie q. an die andere Eingangsklemme 9 des Spannungsumsetzers i, der dadurch in Tätigkeit tritt und den Kondensator 2 auflädt.
  • Beim Erreichen der gewünschten Spannung an den Klemmen 3, z. B. nach einer Aufladezeit von io Sekunden, öffnet das entsprechend eingestellte piezoelektrische Grenzwertrelais 5 seinen Kontakt 6, wodurch der Erregerkreis des Hilfsrelais 7 unterbrochen und nach Abfallen des Hilfsrelais 7 der Spannungsumsetzer i über den wieder geöffneten Arbeitskontakt i i von der Batterie q. getrennt wird. Der Spannungsumsetzer i verbraucht keine Energie, insbesondere auch keine Leerlaufenergie mehr, der Batterie q. wird kein Strom mehr entnommen, und der Kondensator entlädt sich, sofern die an den Klemmen 3 etwa angeschlossene Blitzlampe nicht gezündet wird, nur über die hohen Isolationswiderstände, von denen der Isolationswiderstand des piezoelektrischen Relais 5 so groß gewählt werden kann, daß sich zusammen mit der Kapazität 2 eine in der Größenordnung von Stunden liegende Zeitkonstante der Selbstentladung ergibt.
  • Wenn durch diese Isolationsentladung oder auch durch eine Nutzentladung (Blitzlampe) die Spannung des Kondensators 2 unter den unteren Grenzwert, beispielsweise um mehr als ioo/o, gefallen ist, schließt das Relais 5 den Kontakt 6 und mittels des Hilfsrelais 7 auch den Kontakt i i, so daß der Spannungsumsetzer wieder in Tätigkeit tritt, bis die Spannung am Kondensator 2 den oberen Grenzwert wieder erreicht hat und die bereits oben beschriebene Abschaltung des Spannungsumsetzers erfolgt.
  • Vorzugsweise wird für das Hilfsrelais 7 ein solches mit Anzugs- und Abfallverzögerung, beispielsweise in der Größenordnung von o,i bis i;5 Sekunden, gewählt, damit z. B. bei starken Erschütterungen, durch die der Kontakt 6 kurzzeitig geöffnet oder geschlossen werden könnte, der Kontakt i i und damit der Eingangskreis des Spannungsumsetzers i mit verhältnismäßig hoher Stromstärke ungestört bleiben.
  • Es kann vorteilhaft sein, einen oder alle Kontakte in an sich bekannter Weise mit Anordnungen zur Funkenlöschung, vorzugsweise Kombinationen, wie Reihen- und/oder Parallelschaltungen von Widerständen und Kondensatoren; zu versehen, was insbesondere wichtig für den Kontakt 6 sein kann, weil dessen Kontaktbewegung entsprechend der Auf- bzw. Entladung des Kondensators 2 verhältnismäßig langsam vor sich geht.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gerät zum Aufladen einer Kapazität mit hoher Spannung, die vorzugsweise unter Zuhilfenahme eines Spannungsumsetzers einer Speisequelle niedriger Spannung entnommen wird, wobei die Aufladung diskontinuierlich, insbesondere mit unregelmäßigen Pausen erfolgt, z. B. Elektronenblitzgerät, gekennzeichnet durch ein an der Hochspannung liegendes, äußerst hochohmiges, beispielsweise elektrostatisches, piezoelektrisches oder elektrostriktives Grenzwertrelais, durch das die Ein- bzw. Ausschaltung des Speisegerätes (Spannungsumsetzers). beim Unter- oder Überschreiten eines bestimmten Toleranzbereiches der Hochspannung bewirkt wird.
  2. 2. Aufladegerät nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein von dem Hochspannungsrelais gesteuertes Hilfsrelais, das den Speisekreis ein- bzw. ausschaltet.
  3. 3. Aufladegerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Hilfsrelais mit Einschalt-und/oder Ausschaltverzögerung, q.. Aufladegerät nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an einem Schaltkontakt (Relaiskontakt) an sich bekannte Mittel zur Funkenlöschung angeordnet sind.
DE1952913801D 1952-04-27 1952-04-27 Geraet zum Aufladen einer Kapazitaet Expired DE913801C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publications (1)

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