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Einrichtung zur Entnahme gleichbleibender Gleich- oder Wechselspannungen
aus Netzen mit schwankender Spannung Zur Entnahme gleichbleibender Gleich- oder
Wechselspannungen aus Netzen mit schwankender Spannung bedient man sich vielfach
eines Halbleiterkörpers mit waagerechter Stromspannungskennlnnie, an dessen Enden
die Nutzlast, etwa eine Glühkathodenröhre, angeschlossen wird. Arbeiten solcheHalbleiterkörper
bei annäherndgleichbleibender Umgebungstemperatur, so genügen sie den an sie gestellten
Ansprüchen. Bei größeren Schwankungen der Umgebungstemperatur verschiebt sich jedoch
die waagerechte Stromspannungskennlinie zu größeren oder kleineren Spannungswerten,
je nachdem ob die Temperatur tiefer oder höher liegt. Aus dem Diagramm nach Abb.
i ist beispielsweise ersichtlich, wie die bei normaler Umigebunigstempe Tatur von
+:2o' C verlaufende Stromspannungskennlinie ca bei Anstieg der Temperatur auf -I-
50° C nach Linie b, beim Fallen der Umgebungstemperatur auf -2o° C dagegen nach
Linie c verläuft. Bei tiefer Umgebungstemperatur kann es vorkommen., daß der Widerstandswert
des Halbleiterkörpers so groß wird, daß die zur Verfügung stehende Klemmenspannung
nicht mehr ausreicht, um den Halbleiterkörperauf seineArbeitstemperatur zu bringen.
Liegt beispielsweise die schwankende Eingangsspannung zwischen 22 und
30 Volt bei einer konstant zu haltenden; Spannung von 20 Volt, so würde bei
einer Umgebungstemperatur von -2o° C der Halbleiterkörper nicht mehr anlaufen können,
da, wie die Stromspannungskennlinie c in der Abb. i
zeigt, der höchste
Punkt der Kennlinie, der zum Anlaufen überschritten werden muß, oberhalb von
30 Volt liegt.
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Dies wird verhindert, wenn der Halbleiterkörper in bekannter Weise
zusätzlich geheizt wird, indem eine Heizwendel entweder isoliert im Innern eines
rohrförmigen Halbleiterkörpers untergebracht oder aber isoliert um einen stabförmägen
oder rohrförmigen Halbleiterkörper herumgewickelt wird. Die in der Heizwendel bei
Stromeinschaltung auftretende Wärme sorgt dann gleichzeitig auch dafür, daß der
Halbleiterkörper selbst bei tiefen Umgebungstemperaturen schon nach kurzer Zeit
betriebsbereit wird. Dies ist besonders dann der Fall, wenn der Halbleiterkörper
samt der zusätzlichen Heizung in einem entlüfteten oder gasgefüllten Glasgefäß untergebracht
ist.
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Die die Betriebsbereitschaft des Halbleiterkörpers bei tiefer Außentemperatur
verbürgende und seine Anlaufzeit herabsetzende zusätzliche Heizung bedeutet jedoch
in vielen Fällen einen unerwünschten hohen Wattverlust. Außerdem ist die Trägheit
zusätzlich geheizterHalbleiterkörper beimeigentlichen Regelvorgang größer als die
von Halbleiterkörpern ohne zusätzliche Heizung. Diese Nachteile bekannter, in einem
Glasgefäß untergebrachter Halbleiterkörper mit zusätzlicher Heizung werden vermieden,
wenn erfindungsgemäß im Heizkreis des Halbleiterkörpers ein Bimetallschalter liegt,
der nach dem Anlaufen des Halbleiterkörpers die zusätzliche Heizung desselben ganz
abschaltet oder auf einem Bruchteil des ursprünglichen Heizwertes herabsetzt. Man
ist dann sogar in der Lage, die Heizwendel für besonders hohe Heizleistungen auszubilden
und so eine sehr kurze Anheizzeit des Halbleiterkörpers zu erreichen.
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Eine sehr einfache Ausbildung der Einrichtung ergibt sich hierbei,
wenn der Bimerallschalter einen der Heizwendel vorgeschalteten Festwiderstand überbrückt.
Sobald sich der Bimetallschalter durch Wärmestrahlung des. erhitzten Halbleiterkörpers
und Wärmeleitung einer im umschließenden Glasgefäß etwa vorhandenen Gasfüllung geöffnet
hat, setzt der dann zur Wirkung kommende Festwiderstand den Heizstrom selbsttätig
auf einen bestimmten Wert herab, der durch den Ohm-#vert des Festwiderstandes bestimmt
ist.
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In der Zeichnung ist in der Abb. 2 eine nach der Erfindung ausgelbildeteEinrichtung
zur Spannungskonstanthaltmg schematisch dargestellt.
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Mit den Stromanschlußklemmen z ist unter Vorschaltung eines üblichen,
zur Aufnahme der Spannungsschwankungen und zurBegrenzung desStromwertes dienenden
Widerstandes 2 ein Halbleiterkörper 3 mit waagerechter Stromspannungskennlinie,
etwa. aus Magnesiumtitanat, verbunden. An den Halbleiterkörper ist der Verbraucher
q. angeschlossen, zu dem parallel ein Voltmeter 5 liegt. Der Halbleiterkörper 3
steht unter der Einwirkung einer Heizwendel 6, die gleich dem Halbleiterkörper mit
den beiden Stromanschlußklemmen i verbunden ist. Die Heizwendel 6 kann, wie. dargestellt,
im Innern eines rohrförmigen Halbleiterkörpers untergebracht werden; sie kann aber
auch einen stabförmigen oder rohrförmigen Halbleiterkörper umschließen. In der einen
Stromzuleitung der Heizwendel ist ein Festwiderstand 7 eingebaut, der aus einer
Drahtwendel, zweckmäßig jedoch aus einem kleinen Halbleiterkörper ohneTemperaturkoeffizienten
besteht. Dieser der Heizwendel vorgeschaltete Festwiderstand 7 ist von einem Bimetallschalter
8 überbrückt. DerHalbleiterkörper, seineHeizwendel, der Festwiderstand und der Bnmetallschalter
sind in einem nicht dargestellten, zweckmäßig mit indifferentem Gas gefüllten Glasgefäß
untergebracht. Im Nichtgelbrauchszustand der Einrichtung ist der Bimetallschalter
B. geschlossen. Bei Gebrauch der Einrichtung öffnet sich der Bimetallschalter durch
die vom geheizten Halbleiterkörper ausgehende Wärme; er bleibt auch während der
ganzen Gebrauchsdauer in der Offenstellung, da nach dem Anlaufen des Halbleiterkörpers
und Fortfall oder Verminderung der zusätzlichen Heizung der Halbleiterkörper genügend
durch den ihn unmittelbar durchfließenden Strom geheizt wird.
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Bei ungewöhnlich tiefer Außentemperatur kann nach Abschalten der Heizung
die vom stromdurchflossenen Halbleiterkörper ausgestrahlte Wärme unter Umständen
nicht ausreichen, um eine unerwünschte Verschiebung der Stromapannungskennlinie
zu höheren Spannungswerten auszuschließen. Dem kann dadurch vorgebeugt werden, daß
der Bimetallschalter B. so durchgebdldet wird, daß er sich bei sehr starkem Sinken
der Umgebungstemperatur, z. B. bei -25° C, selbsttätig wieder schließt und die Heizwendel
wieder einschaltet, wodurch eine stärkere Verschiebung der Stromspannungskennlinie
vernliedeh wird.