DE915371C

DE915371C - Gleichstromquelle mit sehr konstanter, aber regelbarer Spannung

Info

Publication number: DE915371C
Application number: DEC5022A
Authority: DE
Inventors: Jean Carton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-06-11
Filing date: 1951-11-28
Publication date: 1954-07-22

Description

Gleichstromquelle mit sehr konstanter, aber regelbarer Spannung Die Erfindung betrifft eine Gleichstromquelle, deren Spannung einen bemerkenswert stabilen Wert besitzt. Diese Stromquelle soll so ausgebildet werden, daß sie erheblich größere Ströme abgibt als die gegenwärtig bekannten stabilisierten Stromquellen. Außerdem soll sie einen äußerst kleinen inneren Widerstand haben.
Bekanntlich werden stabilisierte Gleichstromquellen in großem Maße benutzt, insbesondere zur Speisung von Meßgeräten. Bisher wurde die Konstanthaltung mit Schaltungen mit Elektronenröhren oder Vorrichtungen mit magnetischer Sättigung durchgeführt; die diese Mittel zur Konstanthaltung benutzenden Vorrichtungen sind jedoch im allgemeinen kompliziert und kostspielig. Außerdem besitzen sie meistens einen verhältnismäßig hohen inneren Widerstand, so daß ihre Klemmenspannung sehr von der Stromlieferung abhängt. Aus diesem Grund besitzt die Stromlieferung der durch die bekannten Vorrichtungen stabilisierten Stromquellen stets einen kleinen Wert. Zur Erläuterung der Erfindung ist nachstehend eine Anwendung auf die Stabilisierung der Lichtstärke einer Lichtquelle beschrieben, wobei jedoch dieses in der einzigen Abbildung der Zeichnung dargestellte Beispiel hinsichtlich der Ausübung und der Anwendung der Erfindung keine Beschränkung darstellt.
Die Akkumulatorenbatterie i ,weist so viele Elemente auf, daß deren Zahl gleich dem auf die nächsthöhere ganze Zahl abgerundeten Quotienten aus der gewünschten stabilisierten Spannung und der Größe der Spannung eines Elements in der Nähe des waagerechten Teils der Spannungskurve der betreffenden Akkumulatorart ist, z. B. etwa i,2 Volt für eine Cadmium-Nickel-Batterie.
2 ist ein Erzeuger von Gleichstrom oder gleichgerichtetem Strom, welcher einen größeren Strom als die höchste Stromstärke IM liefern kann, welche man der Stromquelle r zur Speisung des Nutzapparats 3, z. B. einer Photometerlampe, zu entnehmen wünscht. Widerstände ,4 und 5 sind zwischen dem Stromerzeuger 2 und der Stromquelle i eingeschaltet und haben solche Werte, daß der Stromerzeuger 2 in die Stromquelle i über den Widerstand q. allein einen Strom liefert, der größer als Im ist, während er über die in Reihe geschalteten Widerstände q. und 5 einen Strom liefert, der kleiner als Im ist, wobei Im die kleinste Stromstärke ist, welche die Stromquelle i abgeben soll; der Wert des Widerstands 5 ist z. B. unendlich, wenn Im gleich Null ist.
Die Batterie i speist ferner einen Spannungsteiler 6.
Schließlich ist zwischen einem Ende 7 des Spannungsteilers 6 und einem regelbaren Punkt 8 desselben in Gegenschaltung ein Bezugselement 9, z. B. ein Normalelement, unter Zwischenschaltung eines empfindlichen Relais io eingeschaltet, wobei das Relais einen einzigen Kontakt besitzt, der auf die Nähe der Gleichgewichtsstellung im Leerlauf des Relais io eingestellt ist.
Dieser Kontakt i i schließt, sobald die Spannung der Batterie i so weit abgesunken ist, daß die Potentialdifferenz an den Klemmen des der elektromotorischen Kraft des Elements 9 entgegengeschalteten Teils des Spannungsteilers 6 kleiner geworden ist als die Bezugsspannung des Elements 9, den Stromkreis für ein Sekundärrelais 12, welches entweder von einer anderen Stromquelle oder von der Batterie i gespeist wird. Dieses Sekundärrelais steuert einen Kontakt 13, welcher den Widerstand 5 kurzschließt. Der Stromerzeuger :2 liefert dann in die Batterie i einen Strom, der größer als der von dem Nutzapparat 3 verbrauchte Strom ist, wodurch die Spannung der Batterie i erhöht wird, so daß die Potentialdifferenz an den Klemmen des der elektromotorischen Kraft des Elements 9 entgegengeschalteten Teils des Spannungsteilers 6 größer wird als die -Spannung des Elements 9. Das empfindliche Relais io unterbricht dann den Stromkreis des Relais 12, was die Öffnung des Kontakts 13 bewirkt.
Hierzu ist zu bemerken, daß infolge des inneren Widerstands der Batterie i die Spannung derselben sofort sinkt, wenn sich dieselbe entlädt, und sofort steigt, wenn sie sich lädt.
Ferner kann bei 14 ein Ende 7 des Spannungsteilers 6 mit einer Klemme der Batterie i unter Zwischenschaltung eines Widerstands 15 geeigneter Größe verbunden werden, der von dem Ladestrom der Batterie durchflossen wird.
Durch Verstellung der Anzapfung 8 auf dem Spannungsteiler 6 kann die verfügbare Spannung der Gleichstromquelle i in gewissen Grenzen mit großer Genauigkeit verändert werden, vorausgesetzt, daß man in den Benutzungsgrenzen der verwendeten Akkumulatoren bleibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gleichstromquelle mit sehr konstanter, aber regelbarer Spannung, welche einen Strom beträchtlicher Stärke liefern kann, gekennzeichnet durch eine Akkumulatorenbatterie (i), deren Spannung und Kapazität der gewünschten Stromlieferung entsprechen, einen der Batterie parallel geschalteten Erzeuger für Gleichstrom oder gleichgerichteten Strom (2), welcher einen Strom abgeben kann, der größer als die höchste Stromstärke ist, welche man der Gleichstromquelle zu entnehmen wünscht, unterteilte Strombegrenzungsmittel, welche zwischen den Stromerzeuger (2) und die Akkumulatorenbatterie (i) geschaltet und so bemessen sind, daß der von dem Stromerzeuger in die Batterie gelieferte Strom auf einen Wert begrenzt wird, der entweder größer als der höchste Stromwert oder kleiner als der kleinste Stromwert ist, den man der Stromquelle zu entnehmen wünscht, und Betätigungsmittel, welche auf den Unterschied zwischen der Spannung der Akkumulatorenbatterie (i) oder einem bestimmtem Bruchteil derselben und einer elektromotorischen Normalkraft ansprechen und auf die Begrenzungsmittel so einwirken, daß je nach dem Sinndieses Unterschieds entweder der untere Wert oder der obere Wert,derselben eingestellt wird.
2. Gleichspannungsquelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungsmittel durch Widerstände (¢, 5) gebildet werden, welche in die den Stromerzeuger (2) mit der Akkumulatorenbatterie (i) verbindende Leitung eingeschaltet und so bemessen sind, daß das gleichzeitige Vorhandensein dieser Widerstände in dem Stromkreis den von dem Stromerzeuger gelieferten Ladestrom auf einen seiner gewünschten Grenzwerte begrenzt, während die Ausschaltung eines Teils dieser Widerstände diesen Ladestrom auf seinen anderen gewünschten Grenzwert begrenzt.
3. Gleichstromquelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel einen Spannungsteiler (6) umfassen, welcher an die Klemmen der Akkumulatorenbatterie (i) angeschlossen ist, wobei eine an diesem Spannungsteiler abgenommene Teilspannung der Spannung einer elektromotorischen Normalkraft (9) entgegengeschaltet wird, wobei die so erhaltene Differentialspannung auf ein Relais (io) wirkt, welches entweder unmittelbar oder mittels eines zweiten, kräftigeren Relais (i2) die eine oder die andere Kombination der die Strombegrenzungsmittel bildenden Widerstände (q., 5) herstellt. q.. Gleichspannungsquelle nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzwiderstand (1s) in die den Stromerzeuger (2) mit der Akkumulatorenbatterie (i) verbindende Leitung eingeschaltet ist, wobei dann der Spannungsteiler (6) zum Vergleich der Spannungen der Betätigungsmittel an die Klemmen der durch die Akkumulatorenbatterie und den Zusatzwiderstand gebildeten Anordnung angeschlossen ist.