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Vorrichtung zum Aufladen eines Kondensators für Impulsschaltungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine zum Aufladen eines Kondensators aus einer Wechselstromquelle
über einen Gleichrichter bestimmte Vorrichtung mit einem Meßkreis, der beim Erreichen
einer bestimmten Kondensatorspannung das Abschalten der Ladestromquellc bewirkt.
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Außen bei Schweißschaltungen finden solche Vorrichtungen weitverbreitete
Anwendung, unter anderem auf dem Gebiete der Photographie, wobei sich der Kondensator
über eine Gasentladungslampe entlädt, die den aufzunehmenden Gegenstand beleuchtet.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der Meßkreis in Form
eines Widerstandsspannungsteilers parallel zum Kondensator geschaltet, so daß dieser
nach dem Aufladen vom stromverbrauchenden Spannungsteiler allmählich nutzlos entladen
wird. Deshalb muß der Kondensator entweder praktisch unmittelbar nach dem Erreichen
der gewünschten Spannung zur Impulsabgabe geschaltet oder nach einiger Zeit aufs
neue aufgeladen werden.
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Man hat bereits versucht, diesem Übelstand dadurch abzuhelfen, daß
beim Abschalten der Ladestromquelle außerdem der parallel zum Kondensator liegende,
stromverbrauchende Spannungsteiler unterbrochen wird. Hierbei liegt aber die volle
Kondensatorspannung an den Unterbrecherkontakten, was insbesondere bei großen, z.
B. rooo V übersteigenden Spannungen bauliche Schwierigkeiten bereitet.
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Gemäß der Erfindung wird die Unterbrechung des Meßkreises vermieden
und trotzdem verhütet, daß der aufgeladene Kondensator vom Meßkreis entladen wird.
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Nach der Erfindung ist in Reihe mit dem Kondensator (Hauptkondensator)
und dem Gleichrichter (Hauptgleichrichter) ein Hilfskondensator und außerdem, parallel
zu der Reihenschaltung des
Hauptkondensators und des Hauptgleichrichters,
ein Hilfsgleichrichter angeordnet, dessen Durchlaßrichtung in dem den Hauptkondensator
überbrückenden, die Gleichrichter in Reihe enthaltenden Kreis die gleiche wie die
des Hauptgleichrichters ist, wobei der Meßkreis an einen der Gleichrichter, gegebenenfalls
über die Wechselstromquelle, angeschlossen ist. Der Hilfskondensator und der Hilfsgleichrichter
sind Teile einer an sich bekannten Spannungsverdopplerschaltung. EineEntladung des
I-3:auptkondensators über den Meßkreis wird durch den Gleichrichter verhütet, an
den der Meßkreis nicht angeschlossen ist.
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An den Meßkreis kann ein Stromkreis angeschlossen sein, der die Wicklung
eines die Stromzufuhr zur Ladevorrichtung steuernden Relais enthält, wobei ein.
Pudkt, vorzugsweise ein Ende dieser Wicklung an einem Pol des Hauptkondensators
liegt. Bei dieser Vorrichtung braucht kein unterbrochener Meßkreis geschlossen zu
werden, denn der Meßkreis ist gar nicht unterbrochen, und daher kann die Ladevorrichtung
nach der Entladung des Hauptkondensators über den Verbraucher selbsttätig wieder
in den Ladezustand gebracht werden, indem ein anderer Punkt, zweckmäßig das andere
Ende der Relaisspule über die Reihenschaltung eines weiteren Hilfskondensators und
eines Widerstandes mit dem anderen Pol des Hauptkondensators verbunden wird.
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Die .Erfindung wird: an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Mit i ist eine Wechselstromquelle bezeichnet, d. h. die Sekundärwicklung
eines Transformators 2. An die Wicklung i ist in Reihe mit einem -Gleichrich=. ter
3 ein Kondensator 4 von etwa o,o5 ,uF angeschlossen. Der Gleichrichter 3 ist mit
der Reihenschaltung eines Gleichrichters 5 und eines Kondensators 6 von etwa 6,uF
überbrückt. In dem dieTeile3, 5 und 6 enthaltenden Kreis ist die Durchlaßrichtung
der Gleichrichter die gleiche. Während der einen Halbperiode wird der Kondensator
4 über den Gleichrichter 3, in der darauffolgenden Halbperiode der Kondensator 6
über den Kondensator 4 und den Gleichrichter 5 aufgeladen. Der Kondensator 6 stellt
den Hauptkondensator dar, an dessen Klemmen 7, 8 ein Verbraucher, z. B. eine Gasentladungslampe,
angeschlossen werden kann. Der Gleichrichter 3 ist ein Hilfsgleichrichter, der Kondensator
4 ein Hilfskondensator oder ein Spannungsverdopplerkondensator. Durch Verwendung
der Teile 3 und 4 kann der Kondensator 6 bis zur doppelten Scheitelspannung der
Wicklung i aufgeladen werden. Die Teile. sind derart bemessen, daß der Kondensator
bis zu etwa 4000V aufgeladen wird.
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Messungen haben ergeben, daß die Gleichspannungskomponenten der Spannung
am Hilfsgleichrichter 3, am Hauptgleichrichter 5 und auch an den Teilen 3 und i
(d. h. die Gleichspannung am Hilfskondensator 4) oder an den Teilen 5 und i (d.
h. der Unterschied zwischen der Gleichspannung am Hauptkondensator 6 und derjenigen
am Hilfskondensator 4) der Spannung am Hauptkondensator 6 im wesentlichen proportional
sind, und zwar näherungsweise die Hälfte derselben betragen.
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Parallel zum Hilfskondensator 4 ist ein Meßkreis in Form eines Spannungsteilers
geschaltet, der aus der Reihenschaltung von Widerständen 9, io und ii besteht, deren
Werte etwa 2o, 15 bzw. 5 Megohm betragen. Der Widerstand i i ist als veränderlicher
Widerstand ausgebildet.
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An die Reihenschaltung der Widerstände io und i i ist ein Kondensator
12 von etwa o,o5 ,uF und an diesen Kondensator die Reihenschaltung einer Funkenstrecke
13 und einer Relaiswicklung 14 angeschlossen. Diese Wicklung steuert die Kontakte
15, 16 je nach der Richtung des die Wicklung 14 durchfließenden Stromes. Wenn die
mittels des Regelwiderstandes i i einstellbare Spannung des Kondensators 12 die
Durchschlagsspannung von etwa ioooV der Funkenstrecke i3 erreicht, wird diese leitend,
und die Wicklung 14 öffnet die Relaiskontakte 15 und 16.
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Der Kontakt 15 ist über einen Hauptschalter 17 an eine Klemme einer
Gleichstrombatterie 18 von etwa 6V, der Kontakt 16 über eine weitere Relaiswicklung
19 an die .andere Klemme dieser Batterie angeschlossen. Die Kontakte 15 und 16 können
auch durch einen Dxuckknopfschalter 20 überbrückt werden. Die Relaiswicklung ig
ist an die Eingangsklemmen eines Zerhackers 21 angeschaltet, mit dessen Ausgangsklemmen
die Primärspule 22 des Transformators 2 verbunden ist.
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Bei geschlossenem Hauptschalter 17 wird durch Eindrücken des Druckknopfschalters
2o der Zechacker 21 an die Batterie angeschaltet, so daß der Hauptkondensator 6
über den Transformator 2 und die Teile 3, 4 und 5 aufgeladen wird. Die an den Eingangsklemmen
des Zechackers liegende Relaiswicklung i9 bewirkt, daß hierbei die Kontakte 15 und
16 unmittelbar miteinander verbunden werden, so daß der Zechacker auch nach dem
Loslassen des Druckknopfschalters 2o angeschlossen bleibt. Sobald die Funkenstrecke
13 durchschlägt, unterbricht die Relaiswicklung 14 die Verbindung zwischen den Kontakten
15 und 16; infolgedessen wird die Batterie 18 und der von ihr über den Zechacker
21 gespeiste Transformator 2 abgeschaltet.
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Der aufgeladene Kondensator 6 ist durch den Hauptgleichrichter 5 vor
einer unerwünschten Entladung über irgendeinen Teil der Ladevorrichtung geschützt.
Lediglich der kleine Spannungsverdopplerkondensator 4 wird vom Spannungsteiler 9,
io, i i entladen, jedoch ohne daß dem Hauptkondensator hierbei Energie entzogen
wird.
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Die Ladevorrichtung kann bei der Entladung des Hauptkondensators 6
ohne Verwendung des Druckknopfschalters 20 selbsttätig geschaltet werden, indem
das mit der Funkenstrecke 13 verbundene Ende der Relaiswicklung 14 über einen Umschalter
23, einen Widerstand 24 und einen Kondensator 25 mit der Klemme 7 des Hauptkondensators
6 verbunden wird. Der Kondensator 25 ist hierbei über den Widerstand 24 und die
Relaisspule 14 parallel zum Hauptkondensator 6 geschaltet. Bei einer Entladung des
Kondensators 6 über die Klemmen 7, 8 entlädt
sich somit auch der
Kondensator 25, wobei in der Relaiswicklung 1d. ein Stromimpuls solcher Richtung
auftritt, daß die Kontakte 15 und 16 miteinander verbunden werden. Der Widerstand
24 dient dazu, den Stromkreis des Kondensators 25 von anderen Stromkreisen der Ladevorrichtung
zu entkoppeln. In der gestrichelten Stellung des Umschalters 23 liegt die Spule
1q. nicht mehr im Stromkreis des Kondensators 25.