Spannungsabhängiger Scheinwiderstand Bekanntlich sind einige ferromagnetische
Ferrite bzw. Mischferrite durch einen negativen Temperaturkoeffizienten des spezifischen
Widerstandes gekennzeichnet. Sie sind unter anderem auch als sogenannte Heißleiter
verwendbar. Andererseits sind Induktivitäten für Schwingkreis-, Filter-, Verstärker-
und Störschutzzwecke mit Ferrit- bzw. Mischferritkernen bekannt. Bei derartigen
Schaltanordnungen tritt oft das Problem auf, die charakteristischen Kenngrößen in
Abhängigkeit von der Spannung oder einer anderen Größe zu verändern.Voltage-dependent impedance As is known, some are ferromagnetic
Ferrites or mixed ferrites due to a negative temperature coefficient of the specific
Marked resistance. They are among other things also as so-called NTC thermistors
usable. On the other hand, inductances for resonant circuit, filter, amplifier
and interference protection purposes with ferrite or mixed ferrite cores are known. With such
Switching arrangements often the problem occurs, the characteristic parameters in
To change depending on the voltage or some other size.
Um mit einem selbsterregten Hauptschlußgenerator bei stark schwankender
Drehzahl an einer konstanten Last auch eine konstante Spannung erzeugen zu können,
ist bereits vorgeschlagen worden, parallel zur Feldwicklung einen Widerstand mit
negativem Temperaturkoeffizienten zu schalten. Dabei hat dieser Widerstand die Aufgabe,
bei steigender Drehzahl und damit steigender Spannung an der Feldwicklung einen
Teil des Magnetisierungsstromes parallel abzuleiten. Dadurch wird das Magnetfeld
geschwächt und die Klemmenspannung des Generators bei geeigneter Dimensionierung
konstant gehalten. .To with a self-excited main circuit generator with strongly fluctuating
Speed to be able to generate a constant voltage at a constant load,
has already been proposed to have a resistor in parallel with the field winding
negative temperature coefficient to switch. The task of this resistance is
with increasing speed and thus increasing voltage on the field winding
Part of the magnetizing current to be diverted in parallel. This creates the magnetic field
weakened and the terminal voltage of the generator with suitable dimensioning
kept constant. .
Weiterhin ist es bekannt, in den Steuerkreis eines Magnetverstärkers
einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten zu schalten, der seine Größe
einmal mit der Umgebungstemperatur und zum andern durch Anlegen einer zusätzlichen,
regelbaren Spannung verändert. Eine derartige
Schaltung ist beispielsweise
geeignet, einen Ofen auf eine beliebig regelbare Temperatur zu bringen und diese
dann konstant zu halten.It is also known in the control circuit of a magnetic amplifier
to switch a resistor with a negative temperature coefficient that corresponds to its size
on the one hand with the ambient temperature and on the other hand by applying an additional,
adjustable voltage changed. Such a one
Circuit is for example
suitable to bring an oven to any controllable temperature and this
then keep it constant.
Daneben ist es bei einer Entstördrosselspule bekannt, die einzelnen
Windungen in einen Masseeisenkern einzubetten, der gegebenenfalls eine gewisse Leitfähigkeit
aufweist. Dabei können die Windungen gegen den Kern isoliert sein oder mit ihm in
elektrisch leitender Verbindung stehen. Damit wird erreicht, daß neben einer Induktivitätserhöhung
der Drosselspule noch ein ohmscher Widerstand mit ausreichendem Widerstandswert
parallel geschaltet ist, um Resonanzstellen der Induktivität mit der Spulenkapazität
zu bedämpfen. Auch werden kapazitiv von den Windungen auf den Kern übergehende Ströme
bei einer gewissen Leitfähigkeit des an Masse angeschlossenen Kerns abgeleitet.In addition, it is known for a suppression choke coil, the individual
Embed turns in a ground iron core, which may have a certain conductivity
having. The turns can be isolated from the core or in with it
electrically conductive connection. This achieves that in addition to an increase in inductance
the choke coil still has an ohmic resistor with a sufficient resistance value
is connected in parallel to resonance points of the inductance with the coil capacitance
to dampen. Currents passing from the windings to the core also become capacitive
derived at a certain conductivity of the core connected to ground.
Die Erfindung betrifft einen spannungsabhängigen Scheinwiderstand
aus einer auf einem Kern aus ferromagnetischen Ferriten oder Mischferriten mit negativem
Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes isoliert angeordneten Spulenwicklung.
Gemäß der Erfindung wird der Kern als Ganzes, mit Stromzuführungen versehen, als
Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten der Spulenwicklung parallel geschaltet
und im Gebiet der temperaturabhängigen Permeabilitätsänderung betrieben.The invention relates to a voltage-dependent impedance
from one on a core of ferromagnetic ferrites or mixed ferrites with negative
Temperature coefficient of the electrical resistance insulated arranged coil winding.
According to the invention, the core is provided as a whole, with power supply lines
Resistor with negative temperature coefficient of the coil winding connected in parallel
and operated in the area of temperature-dependent change in permeability.
In Fig. i ist ein solches erfindungsgemäßes Schaltelement beispielsweise
dargestellt. Der konstruktive Aufbau entspricht praktisch vollkommen dem der bekannten
Induktivitäten mit magnetischem Kern; lediglich der ferromagnetische Kern i ist
über die Stromanschlußkappen 2 und 3 mit dem Anfang und Ende der Spulenwicklung
q. elektrisch leitend verbunden. Das Ersatzschaltbild (Fig.2) des erfindungsgemäßen
Schaltelementes ist eine Parallelschaltung aus dem spannungsabhängigen ohmschen
Widerstand R, und der in ihren magnetischen Eigenschaften spannungsabhängigen Induktivität
Lp. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Charakteristik einer mit einem
ferromagnetischen Kern versehenen Spule durch Änderung der relativen Permeabilität
(Sättigung) und ihrer Güte variiert werden kann. Die Sättigung wiederum und auch
der spezifische Widerstand vorbekannter Ferrite sind temperaturabhängig.Such a switching element according to the invention is shown, for example, in FIG
shown. The structural design corresponds practically completely to that of the known
Magnetic core inductors; only the ferromagnetic core i is
over the power connection caps 2 and 3 with the beginning and end of the coil winding
q. electrically connected. The equivalent circuit diagram (Fig.2) of the invention
Switching element is a parallel connection from the voltage-dependent ohmic
Resistance R, and the inductance, which is voltage-dependent in its magnetic properties
Lp. The invention is based on the knowledge that the characteristic of a with a
ferromagnetic core provided coil by changing the relative permeability
(Saturation) and its quality can be varied. The saturation in turn and also
the specific resistance of known ferrites are temperature-dependent.
Die prinzipielle Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Schaltelementes
sei an Hand einer in Fig. 3 als Ersatzschaltbild dargestellten Filterschaltung beispielsweise
näher erläutert. In die Doppelleitung zwischen einem Sender S und einem Empfänger
E ist ein Vierpol F geschaltet. Der Vierpol enthält unter anderem einen Parallelschwingkreis,
der aus einem erfindungsgemäßen Schaltelement Lp, Rp und einem Kondensator aufgebaut
ist. Die Dämpfungscharakteristik des Vierpols bei geöffnetem Schalter 5 verlaufe
beispielsweise nach der Kurve 7 in Fig. q.. Dabei sei angenommen, daß der Widerstand
Rp kalt, also sehr hoch ist. .Die Änderung der Dämpfungscharakteristik wird nun
dadurch bewirkt, daß mittels des Schalters 5 Impulse von Strömen, deren Frequenzen
außerhalb der Resonanzfrequenz der Filterschaltung liegen, gegebenenfalls auch Gleichstromimpulse,
erzeugt und ins Leitungssystem geschickt werden, die eine Veränderung des Widerstandswertes
Rp hervorrufen. Nach den bereits früher geschilderten Ausführungen ändern sich die
Induktivität L, sowie der Widerstand R, und damit auch die Güte des Schwingungskreises
6, wodurch eine Veränderung der Dämpfungscharakteristik des Vierpols F bewirkt wird.
Diese verläuft nunmehr etwa nach der Kurve 7 a in Fig. q.. Bei Öffnung des
Schalters 5 stellt sich wieder die ursprüngliche Charakteristik 7 ein. Die Zeitkonstante
des Umschaltvorganges von der einen Charakteristik auf die andere kann durch geeignete
Dimensionierung und Wahl der geometrischen Abmessungen des Ferritkernes sowie seiner
Zusammensetzung weitgehend variiert werden.The basic mode of operation of a switching element according to the invention will be explained in more detail using a filter circuit shown in FIG. 3 as an equivalent circuit diagram, for example. A four-pole F is connected in the double line between a transmitter S and a receiver E. The quadrupole contains, among other things, a parallel resonant circuit which is constructed from a switching element Lp, Rp according to the invention and a capacitor. The damping characteristics of the four-pole terminal with the switch 5 open run, for example, according to curve 7 in FIG. Q .. It is assumed that the resistance Rp is cold, that is to say very high. The change in the damping characteristics is now caused by the fact that by means of the switch 5 pulses of currents whose frequencies are outside the resonance frequency of the filter circuit, possibly also direct current pulses, are generated and sent into the line system, which cause a change in the resistance value Rp. According to the explanations already described earlier, the inductance L, as well as the resistance R, and thus also the quality of the oscillating circuit 6 change, whereby a change in the damping characteristics of the quadrupole F is effected. This now runs approximately according to the curve 7 a in FIG. Q .. When the switch 5 is opened, the original characteristic 7 is set again. The time constant of the switching process from one characteristic to the other can be varied to a large extent by suitable dimensioning and selection of the geometric dimensions of the ferrite core and its composition.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltelementes
ist an Hand der Fig.5 näher erläutert. Das Gehäuse 8 eines Elektromotors g ist über
die Schutzleitung io geerdet. Zur Herabsetzung der sogenannten unsymmetrischen Störungen
wird diese Leitung verdrosselt. Im Falle eines Gehäuseanschlusses liegt die volle
Netzspannung oder ein Teil von ihr am Gehäuse, was unzulässig hohe Berührungsspannungen
verursachen kann. Wird die Störschutzdrossel in der Erdleitung durch ein erfindungsgemäßes
Schaltglied L., R, ersetzt, so wird der bei normalem Betrieb sehr hohe Widerstand
R, verändert und auf Grund seines negativen Temperaturkoeffizienten sehr klein.
Praktisch stellt sich somit ein Erdkurzschluß ein, der ein sofortiges Auslösen einer
der beiden Sicherungen i i bewirkt. Die Gefahr unzulässig hoher Berührungsspannungen
ist damit ausgeschaltet.Another application example of the switching element according to the invention
is explained in more detail with reference to FIG. The housing 8 of an electric motor g is over
the protective line is earthed OK. To reduce the so-called asymmetrical interference
this line is choked. In the case of a housing connection, the full
Mains voltage or part of it on the housing, resulting in impermissibly high contact voltages
can cause. If the interference suppression choke in the ground line by an inventive
Switching element L., R, replaced, the resistance is very high during normal operation
R, changed and very small due to its negative temperature coefficient.
In practice, a short-circuit to earth occurs, which causes an immediate triggering of a
of the two fuses i i causes. The risk of inadmissibly high contact voltages
is thus switched off.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Schaltelementes ist nicht auf
die erläuterten Beispiele beschränkt. Es findet vielmehr in der Stark- und Schwachstromtechnik
überall dort mit Vorteil Anwendung, wo spannungsabhängige Schaltglieder benötigt
werden. Beispielsweise Anwendungsgebiete sind die Störschutztechnik, die Filtertechnik,
das Gebiet der Regelung und Steuerung, die Verstärkertechnik, insbesondere Nullstromverstärker,
und nichtlineare Brückenschaltungen.The use of the switching element according to the invention is not on
the examples explained are limited. Rather, it is found in high and low voltage technology
It can be used with advantage wherever voltage-dependent switching elements are required
will. Examples of application areas are interference protection technology, filter technology,
the field of regulation and control, amplifier technology, in particular zero-current amplifiers,
and non-linear bridge circuits.