DE957964C

DE957964C - Protective device for high-performance electron tubes

Info

Publication number: DE957964C
Application number: DE1954S0037526
Authority: DE
Inventors: Hahn Berlin Siemensstadt Wilhelm
Original assignee: Siemens Schuk kertwerke Aktiengesellschaft Berlin und Erlangen
Priority date: 1954-02-10
Filing date: 1954-02-10
Publication date: 1957-02-14

Description

AUSGEGEBEN AM 14. FEBRUAR 1957ISSUED FEBRUARY 14, 1957

S 37526 VIII c /21gS 37526 VIII c / 21g

Bei Hochleistungselektronenröhren, insbesondere Senderöhren, können im Betrieb innere Fehler in Form eines Überschlages od. dgl. auftreten, die zu einer Zerstörung der Röhre führen können, wenn die Stromquelle nicht rasch genug abgeschaltet wird. Da die Ansprechdauer üblicher Überlastschutzvorrichtungen verhältnismäßig lang ist, ist es bereits bekanntgeworden, Schutzvorrichtungen für derartige Hochleistungs-Elektronenröhren in Form eines parallel zur Spannungsquelle Hegenden, im störungsfreien Betrieb stromlosen Kurzschlußweges vorzusehen, der bei Auftreten eines Überstromfehlers in der Elektronenröhre geschlossen wird. Als Kurzschl'ußweg werden bei bekannten Anordnungen dieser Art Gasentladungsröhren verwendet, die durch geeignete zusätzliche Einrichtungen bei Auftreten eines Fehlens in der Röhre gezündet werden.With high-performance electron tubes, in particular Transmission tubes, internal errors in the form of a rollover or the like can occur during operation can lead to the destruction of the tube if the power source is not switched off quickly enough will. Since the response time of conventional overload protection devices is relatively long, is it has already become known, protective devices for such high-performance electron tubes in Form of a short-circuit path that is parallel to the voltage source and current-free in trouble-free operation provide, which is closed in the event of an overcurrent fault in the electron tube will. In known arrangements of this type, gas discharge tubes are used as the short-circuit path. which is ignited by suitable additional devices in the event of a failure in the tube will.

Die Ansprechzeit einer solchen Gasentladungsröhre ist äußerst kurz, wodurch ein einwandfreier Schutz der Röhre gewährleistet wird. Für ein solches unter Vakuum stehendes Gefäß ist aber eine recht umfangreiche Steuereinrichtung erforderlich, wenn nicht andere Nachteile (Energieverluste) in Kauf genommen werden sollen. Die Erfindung vermeidet die Nachteile dieser bekannten Anordnung, indem als Kurzschlußweg eine in atmosphärischer Luft liegende Funkenstrecke verwendet wird. Gemäß der Erfindung erfolgt die Zündung dieser Funkenstrecke durch eine Hilfsfunkenstrecke, die bei Störungen der zu schützenden Röhre Zündspannung erhält.The response time of such a gas discharge tube is extremely short, which makes it flawless Protection of the tube is guaranteed. For such a vessel under vacuum, however, there is one quite extensive control equipment required, if not other disadvantages (energy losses) in Should be bought. The invention avoids the disadvantages of this known arrangement, by using a spark gap in atmospheric air as a short-circuit path. According to the invention, these are ignited Spark gap through an auxiliary spark gap that generates ignition voltage in the event of faults in the tube to be protected receives.

Die einfachste Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Hilfsfunkenstrecke parallel zu einem im Röhrenstromkreis liegenden Widerstand geschaltet wird. Hierfür kann der in Senderanlagen in der Regel an sich stets vorhandene Röhrenschutzwiderstand oder ein Teil desselben verwendet werden. Man kann aber auch einen zusätzlichen Widerstand zu diesem Zweck in den Röhrenstromkreis einschalten.The simplest embodiment of the invention is that the auxiliary spark gap is parallel is switched to a resistor in the tube circuit. For this, the in transmitter systems as a rule, a protective tube resistor that is always present or a part of it be used. But you can also add an additional resistor for this purpose in the Switch on the tube circuit.

Das Ansprechen der Hilfsfunkenstrecke kann dadurch unterstützt werden, daß in ihrem Stromkreis ein Kondensator eingeschaltet wird. An Stelle eines Kondensators kann aber unter Umständen auch ein Widerstand Verwendung finden, oder es können beide Mittel gleichzeitig parallel angewendet werden.The response of the auxiliary spark gap can be supported by the fact that in its circuit a capacitor is switched on. Instead of a capacitor, however, a Resistance can be used, or both means can be used in parallel at the same time will.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, wobei auf verschiedene Einzelheiten besonders eingegangen werden soll. Die Zeichnung zeigt drei Schaltbilder, die drei verschiedene Ausführungsmögliohkeiten für eine Anordnung nach der Erfindung wiedergeben.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, with various details should be specially entered. The drawing shows three circuit diagrams, the three different ones Show execution possibilities for an arrangement according to the invention.

In. jedem Fall ist die Senderröhre mit 1 bezeichnet, die von einer Gleichstromquelle, beispielsweise einem elektronischen Gleichrichter oder einem Trockengleichrichter, gespeist wird, deren Pole mit ■f und —· bezeichnet sind. Zur Glättung des von der Spannungsquelle gelieferten Gleichstromes sind in üblicher Weise eine Glättungsdrossel 2 und ein Glättungskondensator 3 vorgesehen. Zum Schutz der Röhre 1 gegen Beschädigung beim Auftreten innerer Fehler dient eine Funkenstrecke 4, die ■ parallel zu der Röhre 1 an die Spannungsquelle angeschlossen ist und im Normalbetrieb stromlos ist.In. in each case the transmitter tube is designated with 1, from a DC power source, such as an electronic rectifier or a Dry rectifier, is fed, the poles of which are denoted by ■ f and - ·. To smooth out the the voltage source supplied direct current are in the usual way a smoothing choke 2 and a Smoothing capacitor 3 is provided. To protect the tube 1 against damage if it occurs internal fault is a spark gap 4, which ■ connected parallel to the tube 1 to the voltage source and is de-energized in normal operation.

Die Zündung der Funkenstrecke 4 erfolgt nun erfindungsgemäß über Hilf si unkenstrecken, für deren Anordnung in den drei Schaltbildern verschiedene Möglichkeiten angegeben sind.The ignition of the spark gap 4 is now carried out according to the invention via auxiliary si spark gaps, for their Arrangement in the three circuit diagrams different possibilities are given.

Bei den Schaltbildern nach Fig. 1 und 2 ist jeweils einer Elektrode der Funkenstrecke 4 eine Hilfselektrode 5 derart zugeordnet, -daß die Hilfsfunkenstrecke parallel zu einem Widerstand im Röhrenstromkreis liegt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dient hierzu der übliehe Schutzwiderstand 6; während die positive Elektrode der Funkenstrecke an den Pluspol der Spannungsquelle angeschaltet ist, liegt die Hilfselektrode 5 an der Anode der Röhre 1, so diaß die Hilfsfunkenstrecke parallel zu dem Widerstand 6 geschaltet ist. Im ordnungsgemäßen Betrieb der Senderröhre liegt also an der Hilfsfunkenstrecke nur eine verhältnismäßig geringe, dem Spannungsabfall in dem Schutzwiderstand 6 entsprechende Spannung. Sobald aber in der Röhre 1 ein Fehler auftritt, der einen Kurzschluß zur Folge hat, erhält die Hilfselektrode 5 negatives Potential, und die volle Betriebsspannung liegt an der Hilfsfunkenstrecke, so daß hier ein Überschlag erfolgt, der durch Ionisierung der Funkenstrecke 4 einen Kurz-Schluß der Hauptfunkenstrecke zur Folge hat, so daß die Röhre 1 von dem Kurzschluß strom entlastet wird. Der Überschlag an der Hilfsfunkenstrecke kann durch Einschaltung eines Kondensators 7 in die Leitung der Hilfselektrode 5 unterstützt werden. Man kann aber an Stelle des Kondensators 7 oder parallel zu ihm auch einen Widerstand 8 in den Stromkreis der Hilfselektrode 5 einschalten. In the circuit diagrams of FIGS. 1 and 2, respectively an auxiliary electrode 5 is assigned to one electrode of the spark gap 4 in such a way that the auxiliary spark gap parallel to a resistor in the tube circuit. In the case of the one shown in FIG The exemplary embodiment is used for this purpose by the usual protective resistor 6; while the positive Electrode of the spark gap is connected to the positive pole of the voltage source, the auxiliary electrode is located 5 at the anode of the tube 1, so the auxiliary spark gap parallel to the resistor 6 is switched. Correct operation of the transmitter tube is therefore due to the auxiliary spark gap only a relatively small one, corresponding to the voltage drop in the protective resistor 6 Tension. But as soon as an error occurs in the tube 1 which results in a short circuit the auxiliary electrode 5 negative potential, and the full operating voltage is applied to the auxiliary spark gap, so that a flashover takes place here, which by ionizing the spark gap 4 causes a short circuit the main spark gap, so that the tube 1 is relieved of the short-circuit current will. The flashover at the auxiliary spark gap can be caused by switching on a capacitor 7 are supported in the line of the auxiliary electrode 5. But you can instead of the capacitor 7 or also connect a resistor 8 in parallel to it in the circuit of the auxiliary electrode 5.

Die Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Hilfselektrode 5 der negativen Elektrode der Funkenstrecke 4 zugeordnet ist. Die Hilfsfunkenstrecke liegt hier parallel zu einem in den Röhrenstromkreis eingeschalteten Widerstand 9. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.Fig. 2 shows another embodiment in which the auxiliary electrode 5 of the negative electrode the spark gap 4 is assigned. The auxiliary spark gap lies here parallel to an in the tube circuit switched on resistor 9. The mode of operation of this arrangement is in essentially the same as in the embodiment of FIG. 1.

Die Möglichkeiten der Schaltung der Hilfsfunkenstrecke sind aber durch diese beiden Beispiele nicht erschöpft. Insbesondere ist es auch möglich, beiden Elektroden der Funkenstrecke 4 eine Hilfselektrode zuzuordnen. Weiter kann es sich empfehlen, den Schutzwiderstand 6 derart zu teilen, daß zwischen dem positiven Pol der Spannungsquelle und der Hauptfunkenstrecke 4 ein kleiner Teil, beispielsweise ein Viertel des GesamtwideT-Standes liegt, während der größere, dem die Hilfsfunkenstrecke parallel geschaltet wird, zwischen Funkenstrecke und Röhre 1, entsprechend also dem Widerstand 6 der Fig. 1, angeordnet ward.The possibilities of switching the auxiliary spark gap are, however, through these two examples not exhausted. In particular, it is also possible for both electrodes of the spark gap 4 to be one Assign auxiliary electrode. It can also be advisable to divide the protective resistor 6 in such a way that that between the positive pole of the voltage source and the main spark gap 4 a small Part, for example a quarter of the total WideT stand lies, while the larger one, to which the auxiliary spark gap is connected in parallel, between Spark gap and tube 1, thus corresponding to the resistor 6 of FIG. 1, was arranged.

In Fig. 3 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß der' Erfindung dargestellt, bei dem beiden Elektroden der Funkenstrecke 4 Hilfselektroden, und zwar in Form von Kugelkalotten, zugeordnet sind. Das hat den Vorteil, daß die als Ringspalt ausgebildete Hilfsfunkenstrecke sehr klein gehalten werden kann, so daß die Sicherheit des Ansprechens bedeutend erhöht wird. Die der positiven Elektrode 4' zugeordnete Hilfselektrode 5' ist hier wieder zwischen dem Schutzwiderstand 6 und der Anode der Röhre 1 über einen Kondensator 7 mit parallelem Widerstand 8 angeschlossen. Die zweite, der negativen Elektrode 4" zugeordnete Hilfselektrode 5" ist einerseits über einen Kondensator 10 an die Anode und über einen Widerstand 11 an die Kathode der Röhre 1 angeschlossen. Dadurch wird erreicht, daß auch der im ordnungsgemäßen Betrieb mit der Betriebsspannung aufgeladene Kondensator 10 bei einem Fehler in der Röhre sich plötzlich, mit voller Betriebsspannung über die Hilfsfunkenstrecke entlädt und damit eine sichere Zündung der Hauptfunkenstrecke einleitet.In Fig. 3, a further embodiment of an arrangement according to the 'invention is shown, at the two electrodes of the spark gap 4 auxiliary electrodes, in the form of spherical caps, assigned. This has the advantage that the auxiliary spark gap designed as an annular gap can be kept very small, so that the reliability of the response is significantly increased. the The auxiliary electrode 5 'assigned to the positive electrode 4' is here again between the protective resistor 6 and the anode of the tube 1 via a capacitor 7 with a parallel resistor 8. The second auxiliary electrode 5 "assigned to the negative electrode 4" is on the one hand above a capacitor 10 is connected to the anode and via a resistor 11 to the cathode of the tube 1. This ensures that even the normal operation with the operating voltage charged capacitor 10 in the event of a fault in the tube suddenly, with full operating voltage discharges via the auxiliary spark gap and thus a safe ignition of the main spark gap initiates.

In Abweichung von den dargestellten Beispielen, die verschiedentlich abgewandelt werden können, kann es beispielsweise unter Umständen vorteilhaft sein, an Stelle des bei dem Beispiel nach Fig. 3 in dem Stromkreis der Hilfselektrode liegenden Widerstandes 11 eine Drosselspule zu verwenden. Weiter können dadurch Vorteile erreicht werden, daß die Elektroden der Funkenstrecke als Laufelektroden ausgebildet werden, entlang denen der Lichtbogen durch elektrodynamische Kräfte im Kreise getrieben wird, so daß auch große Stromstärken für längere Zeit damit bewältigt werden können. Die Erfindung ist sowohl bei Senderröhren, die von elektronischen Gleichrichterainlagen, alsIn deviation from the examples shown, which can be modified in various ways, For example, it may be advantageous under certain circumstances to replace the in the example according to FIG. 3 in the circuit of the auxiliary electrode lying resistor 11 to use a choke coil. Further advantages can be achieved in that the electrodes of the spark gap act as running electrodes are formed along which the arc is generated by electrodynamic forces in the Is driven in circles, so that even large currents can be handled for a long time can. The invention is applicable to both transmitter tubes, which are used by electronic rectifier systems

auch solchen, die von Trockengleichrichtern gespeist werden, anwendbar. Die Erfindung gibt in jedem Fall die Gewähr, daß eine Beschädigung der Röhre durch den Entladestrom -des Glättungskondensators und durch den von der Spannungsquelle gelieferten Kurzschlußstrom vermieden-wird, bevor die Abschaltung erfolgt ist.also applicable to those fed by dry rectifiers. The invention gives in In any case, the guarantee that the tube will not be damaged by the discharge current of the smoothing capacitor and is avoided by the short-circuit current supplied by the voltage source, before the shutdown has occurred.

Claims

Patent claims:

1. Protection device for high-performance electron tubes in the form of a short circuit connected in parallel and without current in fault-free operation path that occurs when an overcurrent fault occurs in the electron tube by a Auxiliary electrode is closed, characterized in that the short circuit is gone in the form an atmospheric spark gap is ignited by an auxiliary spark which is triggered in the event of faults receives ignition voltage in the tube.

2. Protection device according to claim i, thereby marked that the auxiliary spark

'. stretch is connected in parallel to a resistor in the tube circuit.

3. Protection device according to claim 2, characterized in that the auxiliary spark gap parallel to the tube protection resistor.

4. Protection device according to claim 2, characterized characterized in that a capacitor and / or a capacitor in the circuit of the auxiliary electrode Resistance lies.

5. Protection device according to claim 2, characterized in that the auxiliary electrode assigned to the positive electrode of the spark gap and connected to the anode of the tube is.

6. Protection device according to claim 2, characterized in that an auxiliary electrode assigned to the negative electrode of the spark gap and via a capacitor to the Anode and connected to the cathode of the tube via the resistor.

7. Protection device according to claim 2, characterized in that for the auxiliary spark gap split electrodes are used.

8. Protection device according to claim 2, characterized in that the electrodes of the Spark gaps are designed as running electrodes.

9. Protection device according to claim 6, characterized in that instead of the resistor a choke coil is used.

10. Protection device according to claim 1, characterized characterized in that both electrodes of the spark gap each have an auxiliary spark gap assigned.

Considered publications:
German patent specification No. 869 101.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings