-
Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer
Wechselspannung Zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung
ist bereits eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der eine aus einem Kondensator
in Reihe mit einem Gleichrichter bestehende Gruppe an die Wechselspannung angeschlossen
und die nach Aufladung des Kondensators am Gleichrichter entstehende erhöhte Spannung
zur Ladung eines weiteren Kondensators über einen weiteren Gleichrichter benutzt
wird. Zwecks mehrfacher stufenweiser Steigerung der Spannung können in dieser Weise
mehrere Gruppen von Kondensatoren und Gleichrichtern vereinigt werden, so daß eine
Reihe von gleichsinnig hintereinandergeschalteten Gleichrichtern entsteht, von denen
immer zwei aufeinanderfolgende von einem Kondensator überbrückt werden. Diese bekannte
Schaltungsanordnung ist in der Abb. i der Zeichnung dargestellt. Sie hat den Na@ch'teil:,
daß die an der Hochspannungsklemme H abzunehmende hohe Gleichspannung starke Pulsationen
aufweist, die dadurch bedingt sind, daß die ersten Kondensatoren alle weiteren Kondensatoren
mit speisen müssen. Eine von G re i n ache r angegebene Schaltungsanordnung, bei
der mehrere Grundgruppen, bestehend aus zwei Kondensatoren und zwei in Reihe geschalteten
Ventile-n, verwendet werden und bei der alle Ventile in Reihe, alle mit dem Verbindungspunkt
zweier Ventile ,derselben Grundgruppe verbundenen Kondensatoren
in
Reihe und alle mit dem Verbindungspunkt verschiedener Grundgruppen verbundenen Kondensatoren
in Reihe geschaltet sind, weist zwar eine viel geringere Welligkeit der erzeugten
Gleichspannung -auf, benötigt aber zur Erzeugung hoher Gleichspannungen eine sehr
große Zahil von Hochspannungstransformatoren und Isoliertransformatoren. Gemäß einem
weiteren Vorschlag kann man die Zahl der Hochsp@annungs- und Isoliertransformatoren.
herabsetzen, wenn man die in Abb. 2 gezeichnete Schaltungsanordnung benutzt. Diese
besteht aus mehreren, beispielsweise drei, Gliedern A, B, C, die zu einer Staffelschaltung
miteinander verbunden sind; jedes Glied besteht aus vier paarweise in Reiche geschalteten
Kondensatoren, vier gleichsinnig in Reihe geschalteten Ventiilen und einem zwischen,
die Verbindungspunkte der beiden Kondensatoren jedes Paares geschalteten Transformator.
Die drei Glieder sind derart zu einer Staffelschaltung verbünden, .daß eine Gleichspannung
führende Kondensatorreihe entsteht, aus der lediglich der Verbraucherstrom zwischen
Erde und der Hochspannungsklemme H entnommen wird. Auch diese Schaltungsanordnung
weist aber immer noch eine verhältnismäßig starke Welligkeit der abgenommenen Gleichspannung
auf.
-
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer
hohen Gleichspannung aus einer Wechselspannung mittels einer aus mindestens zwei
Gliedern bestehenden Staffelschaltung, deren jedes Glied aus einem Transformator,
mindestens einem Kondensator und mindestens einem Gleichrichter besteht. Erfindungsgemäß
kann die Welligkeit .der abgenommenen Gleichspannung dadurch wesentlich herabgesetzt
werden, daß die Glieder unter Zwischenschaltung eines Kopplungskondensators derart
miteinander verbunden werden, daß eine Reihe gleichsinnig hintereinandergeschalteter
Gleichrichter, von denen immer zwei aufeinanderfolgende von einem Kondensator überbrückt
sind, und zwei Reihen von Kondensatoren entstehen, die über die Gleichrichter von
den an den beiden Enden der Reichen liegenden Transformatoren aufgeladen werden
und, bei Belastung über .dieTransformatoren parallel geschaltet sind. Durch die
Anordnung des Kopplungskondensators wird die Welligkeit der abgenommenen Gleichspannung
halb so groß, als wenn man die gleichen Glieder ohne Kopplungskondensator dm Sinne
der in Abb. 2 dargestellten-Sehaltungsanordnung zu einer Staffelschaltung verbindet.
Man kann also ohne Vermehrung der Hochspannungs- und Isoliertransformatoren die
Welligkeit der abgenommenen Gleichspannung lediglich durch Anordnung eines oder
bei .mehr als zwei Gliedern durch Anordnung einer entsprechenden Anzahl vonKopplungskondensatoren
auf dieHälfte verringern.
-
In den Abb. 3 bis 7 sind einige Ausführungsbeispiele für Schaltungsanordnungen
gemäß der Erfindung dargestellt.
-
Bei dem in Abb. 3 dargestellten Beispiel besteht die Staffelschaltung
aus zwei, Gliedern, von denen jedes einen Hochspannungstransformator Ti bzw. T:2,
zwei Gleichrichter G i, G 2 bzw. G 3, G 4 und zwei Kondensatoren K i, K 2 bzw.
K3, K 4 aufweist. Die beiden Glieder sind unter Zwischenschaltung eines Kopplungskondensators
K 5 so miteinandrer verbunden, daß die Gle-ichri@chter G i-G 4 gleichsinnig in Reihe
geschaltet sind und zwei Reichen von Kondensatoren K 2, K 4 bzw. K i, K 5, K3 entstehen,
die über die Gleichrichter von den an. den beiden Enden der Reihen liegenden Transformatoren
T i und T 2 aufgeladen werden und bei Belastung über die Transformatoren.
parallel geschaltet sind. Der Kopplungskondensator K 5 erhält zweckmäßig die gleiche
Kapazität wie die Kondensatoren K2 und' K4. Die Kondensatoren K i und K3 haben dabei
zweckmäßig .die doppelte Kapazität wie .die Kondensatoren K2 und K4, da an ihnen
nur die !halbe Spannung liegt. Wenn die untere Klemme des Kondensators K i geerdet
wird,, so wird die Gleichspannung an der Klemme H des Kondensators K3 abgenommen.
Es ist aber ohne weiteres auch möglich, die untere Klemme des kondensators K2 zu
erden und die Hochspannung an der oberen Klemme .des Kondensators K4 .acbzunehmen.
Auch kann man die elektrische Mitte der Sekundärwicklung :des Transformators T i
erden und dann die Gleichspannung an der elektrischen Mitte der Sekundärwicklung
des Transformators T 2 abnehmen. Konstruktiv wird man die Einrichtung zweckmäßig
so aufbauen, daß die Kondensatoren K i, K 5, K 3 und die Kondensatoren
K 2,
K4 zwei Säulen .bilden, zwischen denen die Gleichrichter G i bis G 4
:liegen. Der Isoliertransformator, über den der obere Transformator T,- gespeist
werden muß, ist in der Abbildung der Einfac'h'heit halber nicht dargestellt.
-
Zur Erzeugung höherer Gleichspannungen kann die in Abb. 4 dargestellteAusführungsform
mit Vorteil verwendet werden. S iebesteht aus drei Gliedern I, II, III, von denen
das oberste II und das unterste I ebenso aufgebaut sind wie die beiden Glieder der
in Abb. 3 dargestellten Staffelschaltung. Das mittlere Glied III besteht aus vier
paarweise in Reihe geschalteten Kondensatoren K 6 bis K g, vier
gleichsinnig in Reihe geschalteten Gleichrichtern G 5 bis G 8 und einem zwischen
düe Verbindungspunkte der Kondensatoren K 6 und: K 7 .bzw. K 8 und,
K g geschalteten Transformator T3. Dieses Glied III ist mit den beiden anderen
Gliedern I und II über je einen Kopplungskondensator K io bzw. K i i derart verbunden,
daß wieder eine Reihe gleichsinnig hintereinandergeschalteter Ventile und zwei Kondensatorreihen
oder -säulen entstehen, die an den beiden Enden und in der Mitte von den drei Transformatoren
T i, T2 und T 3 gespeist werden. Die Kopplungskondensatoren K io und
K i i haben auch hier zweckmäßig die gleiche Kapazität wie die Kondensatoren, an
denen die doppelte Scheitelspannung des Transformators liegt. Für den konstruktiven
Aufbau .dieser Staffelsch:al'tung gilt das zu der Abb. 3 Gesagte sinngemäß.
-
Das in Abb. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel, das für die Erzeugung
noch höherer Spannungen bestimmt ist, weist ebenso wie das in Abb. 4 dargestellte
drei
unter Zwischenschaltung zweier Kopplungskondensatoren K i2, K13 miteinander verbundene
Glieder ,auf. Das obere Glied besteht hier ebenso wie das untere Glied aus einem
Transformator, vier Kondensatoren und vier Gleichrichtern, während das mittlere
Glied die doppelte Anzahl, von Kondensatoren und Gleichrichtern besitzt.
-
Wenn man die Zahl der Kondensatoren und Gleichrichter des oberen und
des unteren Gliedes noch größer macht, dann empfiehlt es sich, .die Zahl der Kondensatoren
und Gleichrichter des mittleren Gliedes entsprechend um das Doppelte zu vermehren.
-
Die Erfindung ist auch mit Vorteil für Staffelschailtungen .anwendbar,
deren jedes Glied nur einen Kondensator und ein Ventil aufweist. Die Abb. 6 zeigt
eine derartige Staffelschaltung. Sie unterscheidet sich von der in Abb. 3 gezeichneten
lediglich. dadurch, daß die Kondensatoren K2 und K4 sowie die Ventile G 2 und G
3 in Fortfall gekommen sind und daß der Kopplungskondensator K5 dementsprechend
nicht die Ventile G 2 und G 3, sondern die Ventile G i und G 4 überbrückt.
-
Es ist auch möglich; die beiden in Abb. 6 :benutzten. Gfieder mit
einem mittleren Glied zu einer Staffelschaltung zu verbinden; 'hierfür zeigt die
Abb. 7 ein Beispiel. Das mittlere Glied weist hier zwei in Reihe gesch.al'tete Kondensatoren
K6 und K 7 sowie zwei gleichsinnig in Reihe geschaltete Gleichrichter G 6 und G
7 auf; der Transformator T3 liegt zwischen dem Verbindungspunkt dieser beiden Kondensatoren
und' dem Verbindungspunkt dieser beiden Gleichrichter. Die zwischen den drei Gliedern
angeordneten zwei Kopplungskondensatoren sind, wie in der Abb. 4, mit K io und K
i i bezeichnet. Ebenso wie :bei den in den Abb. 4 und 5 dargestellten Staffelschaltungen
ist auch hier also die Zahl der Kondensatoren und. Gleichrichter des mittleren Gliedes
doppelt so. groß wie die Zahl der Kondensatoren und Gleichrichter jedes der beiden
anderen Glieder der Staffelschaftung.