DE967777C

DE967777C - Wechselstromgeneratorschaltung mit Konstanthaltevorrichtung und Gleichrichterteil

Info

Publication number: DE967777C
Application number: DEN6366A
Authority: DE
Inventors: Leendert Johan Van De Polder
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1951-11-20
Filing date: 1952-11-16
Publication date: 1957-12-12
Also published as: US2784367A; GB723720A; NL80429C; FR1066687A; BE515653A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselstromgeneratorschaltung mit Konstanthaltevorrichtung und Gleichrichterteil zur Erzeugung einer Gleichspannung, insbesondere zum Speisen einer Elektronenstrahlröhre, bei der der Generatorschaltung eine von der Belastung abhängige Regelspannung zugeführt wird, um die konstante Gleichspannung bei sich ändernder Belastung annähernd konstant zu halten.

Bekanntlich wird zum Erzeugen der Gleichspannung für die Speisung z. B. einer Elektronenstrahlröhre häufig ein gesonderter Generator verwendet.

Dieser Generator kann z. B. bestehen aus einem Oszillator zum Erzeugen einer sinusförmigen Wechselspannung verhältnismäßig hoher Frequenz, die z. B. 20 bis 300 kHz betragen kann.

Auch wird häufig ein Oszillator verwendet zum Erzeugen einer Sägezahn- oder Impulsspannung, die an eine Steuerelektrode einer Entladungsröhre geführt wird, in deren Ausgangskreis eine Selbstinduktionsspule liegt, die zusammen mit der Eigenkapazität der Spule oder mit einem zur Spule parallel geschalteten Kondensator einen Schwingungskreis bildet. Mittels der Sägezahn- oder Impulsspannung wird die Röhre periodisch gesperrt, wobei über die Spule Spannungsimpulse erzeugt werden, die gleichgerichtet werden.

Wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen werden, ändert sich bei Schaltungen der vorgenannten Arten die erzeugte Gleichspannung bei Belastungsänderungen.

Dies wirkt sich besonders störend aus, wenn die Belastung aus einer zum Wiedergeben von Fernseh-

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bildern bestimmten Elektronenstrahlröhre besteht da bei solchen Röhren die Stromstärke des Elektronenstrahlbündels sich als Funktion der wiederzugebenden Helligkeit der Bildpunkte ändert.

Aus diesem Grunde wird der Generatorschaltung eine von der Belastung abhängige Regelspannung zugeführt, um die erzeugte Gleichspannung trotz Belastungsänderungen annähernd konstant zu halten.

Diese Regelspannung kann z. B. bei Verwendung

ίο eines Oszillators zum Erzeugen einer sinusförmigen Wechselspannung in bekannter Weise einem Steuergitter einer Entladungsröhre des Oszillators zugeführt werden, um die dem Schwingungskreis des Oszillators zugeführte Energie zu regeln.

Auch ist es möglich, die Frequenz der erzeugten Schwingung unter Zuhilfenahme dieser Regelspannung zu regeln.

Wenn eine von einem Sägezahn- oder Impulsgenerator gesteuerte Entladungsröhre benutzt wird, wobei im Ausgangskreis eine Selbstinduktionsspule liegt, kann die Regelspannung in bekannter Weise verwendet werden zum Regeln der Frequenz des Sägezahn- oder Impulsoszillators oder zum Regeln der Amplitude oder Dauer der vom Oszillator erzeugten Spannung oder aber zum Regeln der Vorspannung desjenigen Steuergitters der Entladungsröhre, dem die erzeugte Sägezahn- oder Impulsspannung zugeführt wird.

Zum Erzeugen der Regelspannung sind bereits zwei Verfahren vorgeschlagen worden:

1. Die Regelspannung ist durch die Größe der erzeugten Gleichspannung bedingt.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es keine !Instabilität der Schaltung herbeiführt, jedoch den Nachteil, daß die erzeugte Gleichspannung nicht ganz unabhängig von der Größe der Belastung ist.

2. Die Regelspannung ist durch die Größe des abgegebenen Belastungsstromes bedingt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß man die erzeugte Gleichspannung zwar unabhängig von der Größe der Belastung machen kann, jedoch den Nachteil, daß Unstabilität auftreten kann.

Der Schaltung nach der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Kombination dieser Verfahren zum Erzeugen der Regelspannung die erzeugte Gleichspannung praktisch unabhängig von der Größe der Belastung ist und keine Gefahr auftretender Unstabilität besteht.
Die Wechselstromgeneratorschaltung gemäß der Erfindung weist das Merkmal auf, daß die Leistungserzeugung des Generators durch eine aus vom Belastungsstrom und von der Höhe der erzeugten Gleichspannung abhängigen Teilen zusammengesetzte Regelspannung so gesteuert wird, daß die gleichgerichtete Ausgangsspannung konstant bleibt.

Eine Ausführungsform einer Schaltung nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Im Anodenkreis der Röhre 1 liegt ein Schwingungskreis, der eine Spule 2 enthält, die eine der Wicklungen eines Transformators 3 bildet. Einer Spule 4 des Transformators wird die Rückkopplungsspannung für eine Röhre 1 entnommen, die über den Kondensator 5 und Widerstand 6 dem Steuergitter 7 der Röhre 1 zugeführt wird.

Die über der Spule 2 auftretende Wechselspannung wird mittels des Transformators 3 her auf transformiert, und die dabei über der Spule 8 entstehende Wechselspannung wird einer Gleichrichtschaltung zugeführt, die den Kondensator 9 und den Gleichrichter 10 enthält. In Reihe mit dem Gleichrichter 10 ist ein Widerstand 11 geschaltet.

Die erzeugte Gleichspannung wird über die Ausgangsklemmen 12 an die nicht dargestellte Belastung geführt. Wenn die Belastung von einem Strom i durchflossen wird, durchsetzt dieser ebenfalls den Widerstand 11 in der in der Zeichnung mit einem Pfeil angegebenen Richtung.

Die dabei über dem Widerstand 11 auftretende Spannung wird dem Steuergitter 13 der Röhre 14 zugeführt, in dessen Anodenkreis ein Widerstand 15 und in dessen Kathodenkreis ein Widerstand 16 liegt. Der Transformator 3 besitzt eine vierte Wicklung, von dem ein Ende mit der Kathode einer Diode 18 und das andere Ende mit der Anode der Röhre 14 verbunden ist. Zwischen die Anoden der Diode 18 und der Röhre 14 ist ein Widerstand 19 geschaltet, und die Anode der Röhre 14 ist weiter über einen Kondensator 20 mit Erde verbunden.

Die Anode der Diode 18 ist über die Diode 21 mit dem Steuergitter 7 der Röhre 1 verbunden, wobei dieses Steuergitter mit der Anode dieser Diode 21 gekoppelt ist. Die Kathode der Diode 21 ist über einen Widerstand 22 mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes 6 und des Kondensators 5 verbunden.

Nimmt bei dieser Schaltung der den Widerstand 11 durchsetzende Belastungsstrom i zu, so sinkt das Potential des Steuergitters 13 der Röhre 14, so daß die Anodenspannung der Röhre und infolgedessen die Spannung über dem Kondensator 20 zunimmt.

Die über dem Kondensator 20 auftretende Spannung ist also geeignet zur Verwendung als eine von dem Belastungsstrom abhängige Regelspannung. Würde diese Spannung unmittelbar dem Steuergitter 7 der Röhre 1 zugeführt, so würde das Potential dieses Steuergitters bei wachsendem Belastungsstrom erhöht werden, wodurch dem die Spule 2 enthaltenden Oszillatorkreis mehr Energie zugeführt werden würde. Bei Verwendung einer großen Regelspannung könnte dies Unstabilität zur Folge haben, so daß infolge der größeren Energiezufuhr die erzeugte Gleichspannung wachsen und der Belastungsstrom i weiter ansteigen würde.

In diesem Fall nimmt aber auch die über der Spule 17 auftretende Spannung zu, wodurch das Anodenpotential der Diode 18 mehr negativ wird in bezug auf das in der Figur untere Ende des Widerstandes 19.

Über dem Widerstand 19 tritt also eine spannungsabhängige Regelspannung auf, die im betrachteten Fall der stromabhängigen Regelspannung über dem Kondensator 20 entgegenwirkt.

Wenn die stromabhängige Regelung nicht sehr stark gemacht wird, so daß bei wachsendem Belastungsstrom i trotz dieser Regelung eine Verringerung der erzeugten Gleichspannung stattfindet,

sinkt auch die Spannung über der Spule 17, so daß das Anodenpotential der Diode 18 weniger negativ wird in bezug auf das untere Ende des Widerstandes ig. In diesem Fall unterstützt die spannungsabhängige Regelspannung über dem Widerstand 19 also die Wirkung der stromabhängigen Regelspannung über dem Kondensator 20.

Bei richtiger Wahl der Größe der beiden Regelspannungen wird die erzeugte Gleichspannung bei veränderlicher Belastung praktisch konstant sein, was der Tatsache zu verdanken ist, daß die spannungsabhängige Regelspannung eine Gegenkopplung für die Änderungen der erzeugten Gleichspannung bewirkt, was zur Stabilität der Schaltung beiträgt. Beim Einstellen der Schaltung wird dafür gesorgt, daß bei voller Belastung, also beim Auftreten des Maximalwertes des Belastungsstromes i, die Anode der Diode 18 gerade Erdpotential hat, so daß die Gesamtregelspannung über dem Widerstand 19 und ao dem Kondensator 20 gerade Null ist.

Bei Leerlauf, wenn kein Strom abgenommen wird, soll das Anodenpotential der Diode 18 genauso weit abgesunken sein, daß dem Schwingungskreis der Spule 2 noch eine hinreichende Menge Energie zugeführt wird, um die gewünschte Hochspannung zu liefern.

Diese Einstellung kann durch richtige Wahl der Größe der Widerstände 11, 15, 16 in einfacher Weise erhalten werden.

Die Diode 21 bewirkt zusammen mit den Widerständen 6 und 22, daß die positiven Scheitelwerte der von der Spule 4 stammenden Rückkopplungsspannung am Steuergitter 7 das Anodenpotential der Diode 18 annehmen. Hierdurch wird erreicht, daß das letztgenannte Potential, das also durch die Größe der kombinierten Regelspannung über dem Widerstand 19 und dem Kondensator 20 bedingt ist, maßgebend ist für die dem Schwingungskreis des Oszillators zugeführte Leistung.

Der Widerstand 6 bewirkt außerdem, daß die Wechselspannung am Steuergitter 7 nicht sinusförmig ist, sondern abgeplattete positive Spitzen aufweist, was im Zusammenhang mit der Form des Anodenstroms der Röhre 1 günstig ist. Vollständigkeitshalber sei bemerkt, daß bei der dargestellten Schaltung der Steuergitterkreis der Röhre 1 keine feste Vorspannungsquelle enthält, was dem Umstand zu verdanken ist, daß die Regelspannung entweder negativ oder Null ist, da der Absolutwert der spannungsabhängigen Regelspannung am Widerstand 19 größer als der Absolutwert der stromabhängigen Regelspannung am Kondensator 20 gewählt ist.

Wird ausschließlich eine stromabhängige Regelung verwendet, so läßt sich, abgesehen von der Unstabilitätsgefahr, erreichen, daß die erzeugte Hochspannung bei Leerlauf und Vollast die gleiche Größe hat. Bei einem zwischenliegenden Belastungswert treten dann aber wegen der Nichtlinearität der Röhre charakteristische Abweichungen auf. Da aber zugleich spannungsabhängige Regelung Anwendung findet, werden diese Abweichungen durch die auftretende Spannungsgegenkopplung sehr stark herabgesetzt.

Claims

65 Patentansprüche:

1. Wechselstromgeneratorschaltung mit Konstanthaltevorrichtung und Gleichrichterteil zur Erzeugung einer Gleichspannung, insbesondere zum Speisen einer Elektronenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungserzeugung des Generators durch eine aus vom Belastungsstrom und von der Höhe der erzeugten Gleichspannung abhängigen Teilen zusammengesetzte Regelspannung so gesteuert wird, daß die gleichgerichtete Ausgangsspannung konstant bleibt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, bei der die gleichzurichtende Wechselspannung über einen Transformator dem Ausgangskreis einer Entladungsröhre entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtschaltung einen Widerstand enthält, der vom Belastungsstrom durchflossen wird, und die über diesem Widerstand auftretende Spannung an das Steuergitter einer zweiten Entladungsröhre geführt wird, wobei mit dem Transformator ein zweiter Gleichrichtkreis gekoppelt ist und die Ausgangsspannungen der zweiten Entladungsröhre und des zweiten Gleichrichtkreises in Reihe an dem Steuergitter der ersten Entladungsröhre wirksam gemacht werden.

3. Schaltung nach Anspruch 2, bei der der Generator als ein die erste Entladungsröhre enthaltender Oszillator ausgebildet ist, wobei die Rückkopplungsspannung an das Steuergitter dieser Röhre geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung über die Reihenschaltungen zweier Widerstände, zu denen ein Gleichrichter parallel geschaltet ist, dem Steuergitter der Röhre zugeführt wird, wobei einer dieser Widerstände einerseits mit dem Steuergitter, andererseits über einen Kondensator mit der Impedanz, über der die Rückkopplungsspannung auftritt, verbunden ist.

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In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentanmeldungen P 10927 VIII a/21 a⁴, N 1787 VIII a/21 a⁴;
Wireless World, 1938, S. 341.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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