DE955167C

DE955167C - Rectifier arrangement with means for keeping the voltage constant

Info

Publication number: DE955167C
Application number: DEL14400A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Werner Jaskula
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-01-14
Filing date: 1953-01-14
Publication date: 1956-12-27

Description

Gleichrichteranordnung mit Mitteln zur Spannungskonstanthaltung Die Erfindung bezieht sich auf :eine Gleichrichteranordnung mit Mitteln zur Spannungskonstanthaltung.Rectifier arrangement with means for keeping the voltage constant The invention relates to: a rectifier arrangement with means for keeping the voltage constant.

Es sind aus dem Wechselstromnetz gespeiste stabilisierte Gleichspanmungsquellen bekanntgeworden, dexen Spannungskonstanz und Speisespannungsunabhängigkeit ausreicht, die für viele Meßaufgaben verwendeten Anodenakkumulatoren zu ersetzen. in Fig. i der Zeichnung .ist eine A-usfähr-ungsform einer derartigen GIeichspannungsquelle .schematisch dargestellt. Der Transformator i wird über die Anschlüsse a und 3 an eine Wechselspannung gelegt. Auf der Sekundärseite des Tränsformators sind die Wicklungen für die Anodenspannungen und Heizspannungen der. Gleichrichterröhren 4 und 5 angeordnet, so daß an der Mittelanzapfung 6 der Heizwicklung der Gleichrichterröhre 5 und der MittelanzaPfung 7 der Anodenwicklung der Gleichrichterröhre 4. über einen Kondensator 8 eine Gleichspannung -entsteht. Eine Siebkette, bestehend aus der Drossel 9 und dein Kondensator j o, dient zur Verringerung der überlagerten Wechselspannungskomponente. Durch Anwendung einer zweistufigen Glimmröhrenkaskadenschaltung, bestehend aus den Mehrfach-Glimmröhrenstrecken i i bis 14 in Verbindung mit den Stromregelröhren 15 und 16 (Eisenwassemstoffwiderständen), wird an den Ausgangsklemmen 17 und 18 eine Gleichspannung mit für viele Zwecke ausreichender Konstanz und Unabhängigkeit vön Speisespannungs- und Laständerungen erzeugt. Parallel zu den Klemmen 17 und 18 kann ein Widerstand 19 über einen Schaltkontakt 2o angeordnet werden, der bei Anschaltung eines Verbrauchers abgeschaltet wird.They are stabilized direct voltage sources fed from the alternating current network it became known that voltage constancy and supply voltage independence are sufficient, to replace the anode accumulators used for many measurement tasks. in Fig. i of the drawing .is an embodiment of such a DC voltage source .shown schematically. The transformer i is connected to the terminals a and 3 an alternating voltage is applied. The windings are on the secondary side of the impregnation transformer for the anode voltages and heating voltages of the. Rectifier tubes 4 and 5 arranged, so that at the center tap 6 of the heating coil of the rectifier tube 5 and the Center connection 7 of the anode winding of the rectifier tube 4. via a capacitor 8 a DC voltage is generated. A sieve chain, consisting of the throttle 9 and The capacitor j o serves to reduce the superimposed alternating voltage component. By using a two-stage glow tube cascade circuit, consisting of the Multiple glow tube sections i i to 14 in connection with the current control tubes 15 and 16 (ferrous hydrogen resistors), at the output terminals 17 and 18 a DC voltage with sufficient constancy and independence for many purposes Supply voltage and load changes generated. Parallel to the terminals 17 and 18 a resistor 19 can be arranged via a switching contact 2o, which is switched off when a consumer is switched on.

Um eine möglichst große Stromentnahme zu erhalten, wird man den durch die Glimmröhrenstrecke 13-14 fließenden Querstrom auf den Maximalwert einstellen. Bei Belastung der Gleichspannungsquelle ist dann die höchste Stromentnahme durch den zur sicheren Zündung der Glimimstrecke 13-14 benötigten Minimalquerstrom und den. Wert des durch den bei Belastung abgeschalteten Widerstand r9 fließenden Strom bestimmt. Derartige Einrichtungen erzeugen eine konstante Spannung von etwa 400 V bei einer Stromentnahme von etwa 2o bis 9o niA. Nachteilig ist, daß die Stromentnahme nicht unter den durch den Widerstand t9 bestimmten Stromwert sinken darf, da sonst leicht eine Be-Schädigung der Glimmröhren. 13, 14 durch Überlastung auftreten kann. Außerdem hat sich gezeigt, daß in vielen Fällen die Konstanz der Ausgangsgleichspannung nicht ausreichend ist.In order to obtain the greatest possible current draw, the cross-current flowing through the glow tube section 13-14 will be set to the maximum value. When the DC voltage source is loaded, the highest current consumption is then due to the minimum cross-current and the minimum cross-current required for the reliable ignition of the glow path 13-14. The value of the current flowing through the resistor r9, which is switched off under load, is determined. Such devices generate a constant voltage of about 400 V with a current draw of about 20 to 90 niA. The disadvantage is that the current consumption must not drop below the current value determined by the resistor t9, otherwise the glow tubes can easily be damaged. 13, 14 can occur due to overload. It has also been shown that in many cases the constancy of the DC output voltage is not sufficient.

Zur Erhöhung der Konstanz der Ausgangsspannung hat man auch .schon die Speisung des Gleichrichters durch einen gesättigten Transformator, der primärseitig mit einem ungesättigten Transformator in Reihe geschaltet ist, durchgeführt.To increase the constancy of the output voltage one also has .schon the feeding of the rectifier through a saturated transformer, the primary side connected in series with an unsaturated transformer.

Bei diesen sogenannten magnetischen Spannungskonstanthaltern sind in Reihe mit der Sekundärwicklung des gesättigten Transformators vom ungesättigtenTransformator abgegriffene Teilspannungen geschaltet.These so-called magnetic voltage stabilizers are in series with the secondary winding of the saturated transformer from the unsaturated transformer tapped partial voltages switched.

Eine Erhöhung der Konstanz der Ausgangsspannung läßt sich auch mit einer bekannten Schaltungsanordnung unter Verwendung einer oder mehrerer Glimmentladungsstrecken, zu welchen eine gittergesteuerte Entladungsstrecke parallel geschaltet ist, erreichen, bei der die Entladungsstrecke an ihrem Gitter durch eine vom Betriebszustand der Glimmentladungsstrecke abhängige Regelspannung gesteuert wird.The constancy of the output voltage can also be increased with a known circuit arrangement using one or more glow discharge paths, to which a grid-controlled discharge path is connected in parallel, achieve in which the discharge path at its grid through one of the operating status of the Glow discharge path dependent control voltage is controlled.

Mit der vorliegenden Erfindung wird nun ein Weg gezeigt, der, ausgehend von den beschriebenen bekannten Einrichtungen, eine noch bessere Konstanthaltung der Awsgangsspannung ermöglicht. Die erfinderischen Merkmale dieser Gleichrichteran:ordnung nit Mitteln zur Spannungskonstanthaltung, bei der die Gleichrichter über einen aus primärseitig in Reihe geschalteten und sekundärseitig gegeneinandergeschalteten gesättigten und ungesättigten Transformatoren bestehenden magnetischen Spannungsglenchlialter gespeist werden und ausgangsseitig auf den Verbraucher über Stromregelwiderstände als Längsglieder und mit gittergesteuerten Röhren i11 Wechselwirkung stehenden Glirnrnröhrernstrecken als Querglieder wirken, bestehen darin, daß die bei Änderung des Belastungsstromes und/oder der Eingangsspannung auftretende Querstromändertuig der parallel zum Gleichspannungsausgang angeordneten Glimmröhrenstrecke an einem mit dieser in Reihe -geschalteten ohmschen Widerstand eine Spannungsänderung erzeugt, die das Gitter einer vorzugsweise als Triode geschalteten Elektronenröhre beaufschlagt, so daß deren Anodenspannungsänderung das negativ vorgespannte Steuergitter einer der Glimmröhrenstrecke parallel geschalteten, vorzugsweise als Leistungspentode ausgebildeten Elektronenröhre derart beeinflußt, da.ß der Querstrom der Glimmröhrenstrecke innerhalb des durch den differentiellen Minimalwiderstand bestimmten Arbeitsbereiches gehalten wird.With the present invention, a way is now shown that, starting of the known facilities described, an even better constant maintenance the output voltage allows. The inventive features of this rectifier arrangement nit means to keep the voltage constant, in which the rectifier has a connected in series on the primary side and oppositely connected on the secondary side saturated and unsaturated transformers are fed and on the output side to the consumer via current control resistors as longitudinal members and with grid-controlled tubes i11 interacting segments of the cerebral tube act as cross members, consist in the fact that the change in the load current and / or the input voltage occurring cross-currents parallel to the DC voltage output arranged glow tube path on an ohmic one connected in series with this Resistance creates a voltage change that the grid is preferably called a Triode-switched electron tube applied, so that their anode voltage change the negatively biased control grid of one of the glow tube lines connected in parallel, preferably designed as a power pentode electron tube influenced in such a way, da.ß the cross current of the glow tube path within the through the differential Minimum resistance is maintained in a certain working range.

Einem weiteren Erfindungsgedanken entsprechend, wird die Anodenspannung der durch den Steuerwiderstand direkt beeinflußten Elektronenröhre (Triode) als Teilspannung der parallel zum Gleich:spanmungsausgang angeordneten Glimmstrecke entnommen. Die Schirmgitterspannung der parallel zum Gleichspannungsausgang angeordneten Elektronenröhre wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung von einem dieser Glimmstrecke gegenüber -einen ,geringeren Stabilisathnsgrad aufweisenden. Potentialpunkt abgenommen. Nach der Erfindung wird die Schirmgitterspannung von der ersten Kaskadenglünmstrecke abgenommen. Um einen veränderlichen Stabillsationsgrad zu erhalten, wird vorgeschlagen, zwischen den beiden Stufen der Gliznmröhrenkaskadenschaltung einen Spannungsteiler vorzusehen, der mit seinen beiden Anschlußpunkten auf gleichem Potential liegt, so daß über den einstellbaren Schleifer die Schirmgitterspannung für die Leistungspentode abnehmbar ist.According to a further idea of the invention, the anode voltage the electron tube (triode) directly influenced by the control resistor as Partial voltage of the glow path arranged parallel to the DC voltage output taken. The screen grid voltage of the arranged parallel to the DC voltage output According to a further development of the invention, an electron tube is provided with one of these glow pathways compared to a, lower degree of stabilization. Potential point removed. According to the invention, the screen grid voltage is from the first cascade path removed. In order to obtain a variable degree of stabilization, it is suggested that a voltage divider between the two stages of the Gliznmröhrenkascade circuit to be provided, which is at the same potential with its two connection points, so that the screen grid voltage for the power pentode via the adjustable slider is removable.

Ein weiterer Erfindungsgedanke besteht darin, daß die Glimmröhrenstrecken der Kaskadenschaltung aus :einer Reihenschaltung von mehreren mit zwei Elektroden ausgebildeten Stabilisatoren bestehen. Zweckmäßig ist die zur Kompensation der Anodenspannung der ersten Verstärkerstufe benötigte Hilfsgleichspannung mittels eines wechselspannungsseitig geregelten separaten Gleichrichters erzeugt und nachmals durch eine Glimmstreckenkaskadenschaltung .stabilisiert.Another idea of the invention is that the glow tube lines the cascade connection: a series connection of several with two electrodes trained stabilizers exist. It is useful to compensate for the anode voltage the auxiliary DC voltage required for the first amplifier stage by means of an AC voltage side regulated separate rectifier and then generated by a glow path cascade circuit .stabilized.

An Hand der Fig. 2 wird -ein schematisches Ausführungsbeispiel nach der Erfindung näher erläutert. Die Speisespannung für die Schaltung wird über die Klemmen 21, 22 einem aus den Transformatoren 23 und 24 bestehenden magnetischen Spannungsgleichhalter zugeführt. Die an dem ungesättigten Transformator 24 entstehenden Sekundärspannungen 25 bis 31 werden mit sämtlichen Sekundärspannungen 25' bis 31' des Sättigungstransformators 23 gegeneinandergeschaltet. Von den Klemmen 32, 33 werden die Heizspannungen für die Gleichrichter- und VErstärkerröhren abgenommen. Die Heizung der Röhre 34 wird über -einen Transformator 35 gespeist, dessen Primärwicklung gleichfalls an die Klemmen 32, 33 angeschlossen ist. Die Siebkette ist mit 36 bezeichnet. Es schließt sich an die aus dem Eisenwasserstoffwiderstand 37, den einzelnen Stabilisatoren 38, 39, dem Eisenwasserstoffwiderstand 40 und den Stabilisatoren 41, 42 bestehende Kaskadenschaltung. Die Anzahl der in Reihe geschalteten Stabilisatoren ist bei beiden Stufen durch die verlangte Ausgangsgleichspannung bestimmt. Der Einfachheit halber sind in Fig.2 nur je zwei Stabilisatoren angedeutet. Es wurde festgestellt, daß die Verwendung von Mehrstreckenstabilisatoren bei der verlangten Konsfanz nicht zweckmäßig ist, da die Spannungs- und Stromwerte dieser Stabilisatoren bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen unzulässig hohe Streuungen aufweisen. Außerdem ist die Einbrenndauer sehr erheblich.A schematic exemplary embodiment according to the invention will be explained in more detail with reference to FIG. The supply voltage for the circuit is fed via terminals 21, 22 to a magnetic voltage equalizer consisting of transformers 23 and 24. The secondary voltages 25 to 31 arising at the unsaturated transformer 24 are switched against one another with all of the secondary voltages 25 ′ to 31 ′ of the saturation transformer 23. The heating voltages for the rectifier and amplifier tubes are taken from terminals 32, 33. The heating of the tube 34 is fed via a transformer 35, the primary winding of which is also connected to the terminals 32, 33. The sieve chain is denoted by 36. This is followed by the cascade circuit consisting of the ferrous hydrogen resistor 37, the individual stabilizers 38, 39, the ferrous hydrogen resistor 40 and the stabilizers 41, 42. The number of stabilizers connected in series is determined in both stages by the required DC output voltage. For the sake of simplicity, only two stabilizers are indicated in FIG. It has been found that the use of multi-range stabilizers is not expedient with the required consistency, since the voltage and current values of these stabilizers have inadmissibly high scatter under different working conditions. In addition, the burn-in time is very considerable.

Glimmstrecken mit zwei Elektroden haben nun einen bestimmten günstigen, vom Querstrom abhängigen Arbeitsbereich, wie Fig. 3 zeigt. Die Zeichnung stellt ein U-J-Diagramm dar, iri welchem eine Arbeitskennlinie eingezeichnet ist. Die Ordinate stellt die Spannung und die Abszisse den Querstrom. von Null bis Maximalwert dar. Das Kreuz auf der Ordinate kennzeichnet den Sollspannungswert. Die weiteren aufgetragenen Punkte sind Abweichungen von diesem Wert von i bis 3 % bei Änderung des Querstromes. Wie ersichtlich, gibt es einen Strombereich, bei dem die Spannungsänderung und damit der differentielle Innenwiderstand am geringsten sind. Nach der Erfindung, werden nun Mittel vorgesehen, die selbsttätig und trägheitslos dafür sorgen, daß dieser Arbeitsbereich auch bei Speisespannungs- und Lastschwankungen immer eingehalten wird, so daß außer .der Unabhängigkeit von Speisespannungsschwankungen eine Stromentnahme von Null bis zum Maximalwert bei konstanter Ausgangsspannung erreicht wird. Zur Regelung wird der Querstrom der Glimmstrecke 4i-42 nach Fig.2 herangezogen. In Reihe mit dieser Glimmstrecke ist ein Widerstand 43 geschaltet. Der Widerstand 44 wird einmal vom Laststrom und zweitens vom Anodenstrom der Leistungsröhre 45 durchflossen, wobei die Summe dieser Ströme immer konstant isst. Der Widerstand 44 dient also zur Einstellung einreT festen Vorspannung für .die Elektronenröhre 46. Die Anode der Röhre 46 ist über einen Widerstand 47 an .eine Teilspannung der Glitmmstrecke 4i-42 geschaltet. Die Leistungsröhre 45 ist Parallel zu den Ausgangsklemmen 48 und 49 angeordnet. Das Steuergitter dieser Röhre 45 ist über eine Glimmstrecke 50 mit der Anode der Röhre 46 verbunden. Durch die Einschaltung dieser Gleichspannung ergibt sich die benötigte Gittervorspannung für die Röhre 45. Die Erzeugung dieser Gleichspannung geschieht durch den separaten Gleichrichterteil 5 i, von dein sich eine Beschreibung erübrigt, da die Wirkungsweise aus der Zeichnung ersirhtlich ist.Glow paths with two electrodes now have a certain favorable working range that is dependent on the cross current, as FIG. 3 shows. The drawing shows a UJ diagram in which a working characteristic is drawn. The ordinate represents the voltage and the abscissa represents the cross flow. from zero to maximum value. The cross on the ordinate indicates the nominal voltage value. The other points plotted are deviations from this value of i to 3% when the cross current changes. As can be seen, there is a current range in which the voltage change and thus the differential internal resistance are lowest. According to the invention, means are now provided that automatically and without inertia ensure that this working range is always maintained even with supply voltage and load fluctuations, so that apart from the independence of supply voltage fluctuations, a current draw from zero to the maximum value is achieved at a constant output voltage. The cross-flow of the glow path 4i-42 according to FIG. 2 is used for regulation. A resistor 43 is connected in series with this glow path. The resistor 44 is flowed through once by the load current and secondly by the anode current of the power tube 45, the sum of these currents always being constant. The resistor 44 is used to set a fixed bias voltage for the electron tube 46. The anode of the tube 46 is connected to a partial voltage of the gliding path 4i-42 via a resistor 47. The power tube 45 is arranged in parallel with the output terminals 48 and 49. The control grid of this tube 45 is connected to the anode of the tube 46 via a glow path 50. Switching on this direct voltage results in the grid bias voltage required for the tube 45. This direct voltage is generated by the separate rectifier part 5 i, of which a description is superfluous, since the mode of operation can be seen from the drawing.

Die Elektronenröhrenanordnung arbeitet nun in folgender Weise: Treten Speisespannungs- und/oder Laständerungen auf, so wird an dwn Widerstand 43 durch die Quergtromänderung der Glimmstrecke 4i-42 eine Spannungsänderung auftreten, wodurch sich der Anodenstrom der Röhre 46 ändert und damit auch das Potential an der Anode. dieser Röhre. Die Potentialänderung beeinflußt das Steuergitter der nachgeschalteten Leistungsröhre 45, so daß sich auch deren Strom ändert, der im wesentlichen proportional den Eingangs- bzw. Lastschwankungen ist. Durch diese Änderung wird der Querstrom. der Glimmstrecke 4i-42 beeinflußt. Die Elektronenröhrenanordnung ist .so getroffen, daß bei den verlangten Speisespannungs- und Laststromänderungen der Querstrom der Glimmstrecke 4i-42 die Grenzen des festgelegten Arbeitsbereiches nicht überschreitet. Zur weiteren Vergrößerung der Stabh, sation ist das Schirmgitter der Röhre 45 an ein: Potentiömeter 52 gelegt, das zwischen zwei gleichen Potentialpunkten der Glimmstrecken 38-39 und 4t-42 angeordnet ist. Mittels des Schleifers wird die Sparmung auf den günstigsten Stabilisationsgrad eingestellt.The electron tube assembly now works in the following way: Pedaling If supply voltage and / or load changes occur, resistor 43 is passed through the transverse current change of the glow path 4i-42 a voltage change occur, whereby the anode current of the tube 46 changes and thus also the potential at the anode. this tube. The change in potential affects the control grid of the downstream Power tube 45, so that the current also changes, which is essentially proportional the input or load fluctuations. This change makes the cross flow. the glow path 4i-42 influenced. The electron tube arrangement is made so that with the required supply voltage and load current changes, the cross current of the Glow path 4i-42 does not exceed the limits of the specified working range. The screen grid of the tube 45 is on to further enlarge the rod height a: Potentiömeter 52 placed between two equal potential points of the glow lines 38-39 and 4t-42 is arranged. Using the grinder, the savings are made on the the most favorable degree of stabilization is set.

Abschließend sei bemerkt, daß der steuernde Widerstand 43 auch in geeigneter Weise so angeordnet werden kann, daß er nur von dem sich ändernden Belastungsstrom durchflossen wird.Finally it should be noted that the controlling resistor 43 also in can be suitably arranged so that it is only affected by the changing load current is traversed.

Claims

PATENT CLAIM: i. Rectifier arrangement with means for keeping the voltage constant, in which the rectifier has a series-connected and primary side Saturated and unsaturated transformers connected against each other on the secondary side existing magnetic voltage equalizers are fed and on the output side on the. Consumers via electricity; -Tegelwide-rstands as longitudinal links and with grid-controlled Tubes. ' stand in interaction-, the glow tube lines as. Cross links act, characterized in that the change, the load current and / or the Input voltage change occurring across the current parallel to the DC voltage output arranged glow tube line (4i-42) on one connected in series with this Ohmic resistance (43) generates a voltage change which the grid .einer preferably as a triode connected electron tube (46), so that their anode voltage change the negatively biased control grid of one of the glow tube lines connected in parallel, preferably designed as a power pentode electron tube (45) influenced in such a way that that the cross-current of the glow tube line (4i-42) is within the range through the differential Minimum resistance to the wind in a certain working area.

2. Rectifier arrangement according to claim i, characterized in that the anode voltage generated by the control resistor influenced electron tube (46) a partial voltage of the parallel to the DC voltage output switched. Glow tube line (4i-42) is used.

3. Equal: judge order according to Claim i, characterized in that the screen grid voltage is parallel to the DC voltage output switched, preferably designed as a power pentode Electron tube (45) with a lower degree of stabilization Potential point is removed.

4. Rectifier arrangement according to claim 3, characterized characterized in that the screen grid voltage from the first cascade glow tube section (38-39) is removed.

5. Gliding judge arrangement according to Anspruc'_i 3 or 4, thereby characterized that at one with both connection points on the same potential lying potentiometer (52) between two stages. the glow tube cascade circuit (38-39 and 4i-42) is arranged, the screen grid voltage via the wiper of the potentiometer for the tube (45) with a variable degree of stabilization is removed.

6. Rectifier arrangement according to claim i or following, characterized in that the first (38-39) "and the DC voltage: output parallel connected glow tube line (41-42) from a series connection of several stabilizers formed with two electrodes consists.

7. Rectifier arrangement according to Claim i or the following, characterized in that the heating voltages of the rectifier tubes used for generating direct voltage and the amplifier tubes are regulated. B. rectifier arrangement according to claim i or the following, characterized in that the auxiliary direct voltage (5o) required to compensate for the anode voltage of the first amplifier stage (46) is taken from a special, alternating voltage side controlled glass rectifier part (51), the generated direct voltage being stabilized by incandescent tube sections in a cascade connection is. Considered publications: German Patent Specifications No. 719 226, 830 816.