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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 13. Januar 1953 Bekanntgemaeht am 5. Juli 1956Date of registration: January 13, 1953 Published on July 5, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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

Es sind aus dem Wechselstromnetz gespeiste stabilisierte Gleichspaninungsquellen bekanntgeworden, deren Spannungskonstanz und Speisespannungsunabhängigkeit ausreicht, die für viele Meßaufgaben verwendeten Anodenakkumulatoren zu ersetzen. In Fig. ι der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer derartigen Gleichspannung.squelle schematisch dargestellt. Der Transformator ι wird über . die Anschlüsse 2 und 3 an eine Wechselspannung gelegt. Auf der Sekundärseite des Transformators sind die Wicklungen für die Anodenspannungen und Heizspannungen der Gleichrichterröhren 4 und 5 angeordnet, so daß an der Mittelanzapfung 6 der Heizwicklung der Gleichrichterröhre S und der Mittelanzapfung 7 der Anodenwicklung der Gleichrichterröhre 4 über einen Kondensator 8 eine Gleichspannung entsteht. Eine Siebkette, bestehend aus der Drossel 9 und dem Kondensator 10, dient zur Verringerung der überlagerten Wechselspannungskomponente. Durch Anwendung einer zweistufigen Glimmröhrenkaskadenschaltung, bestehend aus den Mehrfach-Glimmröhr ens trecken 11 bis 14111 Verbindung mit den Stromregelröhren 15 und 16 (Eisenwasserstoffwiderständen), wird an den Ausgangsklemmen 17 und 18 eine Gleichspannung mit für viele Zwecke ausreichender Konstanz und Unabhängigkeit von Speisespannungs- und Laständerun-Stabilized direct voltage sources fed from the alternating current network have become known, whose voltage constancy and supply voltage independence are sufficient for many measurement tasks used to replace anode accumulators. In Fig. Ι the drawing, an embodiment is a such DC voltage source shown schematically. The transformer ι is over. the connections 2 and 3 applied to an alternating voltage. On the secondary side of the transformer are those Windings for the anode voltages and heating voltages of the rectifier tubes 4 and 5 are arranged, so that at the center tap 6 of the heating winding of the rectifier tube S and the center tap 7 of the anode winding of the rectifier tube 4 via a capacitor 8, a DC voltage arises. A sieve chain, consisting of the throttle 9 and the capacitor 10, is used for Reduction of the superimposed alternating voltage component. By applying a two-stage Glow tube cascade circuit, consisting of the multiple glow tubes stretch 11 to 14111 connection with the flow control tubes 15 and 16 (ferrous hydrogen resistances), is a DC voltage with for at the output terminals 17 and 18 many purposes of sufficient constancy and independence from supply voltage and load changes

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gen erzeugt. Parallel zu den Klemmen 17 und 18 kann ein Widerstand 19 über einen Schaltkontakt 20 angeordnet werden, der bei Anschaltung eines Verbrauchers abgeschaltet wird.gen generated. Parallel to terminals 17 and 18 a resistor 19 can be arranged via a switching contact 20, which is activated when a consumer is switched on is switched off.

Um eine möglichst große Stromentnahme zu erhalten, wird man den durch die Glimmröhrenstrecke 13-14 fließenden Querstrom auf den Maximalwert einstellen. Bei Belastung der Gleichspaiinungsquelle ist dann die höchste Stromentnahme durch den zur sicheren Zündung der Glimmstrecke 13-14 benötigten Minknalquerstrom und den Wert des durch den bei Belastung abgeschalteten Widerstand 19 fließenden Strom bestimmt. Derartige Einrichtungen erzeugen eine konstante Spannung von etwa 400 V bei einer Stromentnahme von etwa 20 bis 90 mA. Nachteilig ist, daß die Stromentnahme nicht unter den durch den Widerstand 19 bestimmten Stromwert sinken darf, da sonst leicht eine Beschädigung 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, one is through the glow tube section 13-14 flowing cross current to the maximum value to adjust. When the source of the same voltage is loaded is then the highest current consumption by the required for the safe ignition of the glow path 13-14 Minal cross current and the value of the resistor 19, which is switched off under load flowing current determined. Such devices generate a constant voltage of about 400 V with a current consumption of around 20 to 90 mA. The disadvantage is that the current draw is not may drop below the current value determined by the resistor 19, otherwise damage is easy the glow tubes 13, 14 due to overload can occur. 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. Bei diesen sogenannten magnetischen Spannungskonstanthalter η sind in Reihe mit der Sekundär - wicklung des gesättigten Transformators vom ungesättigten Transformator abgegriffene Teilspannungen geschaltet.To increase the constancy of the output voltage, the Rectifier through a saturated transformer, the primary side with an unsaturated Transformer connected in series is carried out. These so-called magnetic voltage stabilizers η are in series with the secondary - winding of the saturated transformer partial voltages tapped by the unsaturated transformer switched.

Eine Erhöhung der Konstanz der Ausgangsspannung läßt sich auch mit einer bekannten Schaltungsanordnung unter Verwendung einer oder mehrerer Glimmentladu'njgSiStrecken, 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.A known circuit arrangement can also be used to increase the constancy of the output voltage using one or more glow discharge lines, to which one grid-controlled discharge path is connected in parallel, achieve in which the discharge path on their grid by a control voltage dependent on the operating state of the glow discharge path is controlled.

Mit der vorliegenden Erfindung wird nun ein Weg gezeigt, der, ausgehend von den beschriebenen bekannten Einrichtungen, eine noch bessere Konstanthaltung der Ausgangsspannung ermöglicht. Die erfinderischen Merkmale dieser Gleichrichteranordnung" 'mit· Mitteln zur Spannungskonstanthaltung, bei der die Gleichrichter über einen aus primärseitig in Reihe geschalteten und sekundärseitig gegeneinandergesehalteten gesättigten und ungesättigten Transformatoren bestehenden magnetischen Spannungsgleichhalter gespeist werden und ausgangs seitig auf den Verbraucher über Stromregelwiderstände als Längsglieder und mit gittergesteuerten Röhren in Wechselwirkung stehenden Glimmröhremstrecken als Querglieder wirken, bestehen darin, daß die bei Änderung des Belastungsstromes und/oder der Eingangsspannung auftretende Querstromänderung der parallel zum Gleichspannungsausgang angeordneten Glimmröhrenstrecke an eimern mit dieser in Reihe geschalteten ohmschen Widerstand eine Spannungsänderung erzeugt, die das Gitter eimer vorzugsweise als Triode geschalteten Elektronenröhre beaufschlagt, so daß deren Aniodenspannungsänderung das negativ vorgespannte Steuergitter einer der Glimmröhrenstrecke parallel geschalteten, vorzugsweise als Leistungspentode ausgebildeten Elektronenröhre derart beeinflußt, daß der Querstrom der Glimmröhrenstrecke innerhalb . des durch den differentiellen Minimalwiderstand bestimmten Arbeitsbereiches gehalten wird.With the present invention, a way is now shown, which, based on the described known devices, enables an even better keeping of the output voltage constant. The inventive features of this rectifier arrangement "'with · means for keeping the voltage constant, in which the rectifier has a series-connected primary side and a secondary side juxtaposed saturated and unsaturated transformers existing magnetic Voltage equalizers are fed and on the output side to the consumer via current regulating resistors act as longitudinal links and with grid-controlled tubes interacting glow tube lines as transverse links exist in that that occurs when there is a change in the load current and / or the input voltage Cross-current change of the glow tube section arranged parallel to the DC voltage output buckets creates a voltage change with this ohmic resistor connected in series, which the grid bucket preferably acted as a triode-connected electron tube, so that their Aniode voltage change the negatively biased control grid of one of the glow tube lines in parallel switched electron tube, preferably designed as a power pentode, is influenced in such a way that that the cross flow of the glow tube line within. des by the differential minimum resistance specific work area.

Einem weiteren Erfindungsgedanken entsprechend, wird die Anodenspannung der durch den Steuerwiderstand direkt beeinflußten Elektronenröhre (Triode) als Teilspannung der parallel zum Gleichspannungsausgang angeordneten Glimmstrecke entnommen. Die Schirmgitter spannung der parallel zum Gleichspaiinungsausgang angeordneten Elektronenröhre wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung von einem dieser Glimmstrecke gegenüber 'einen geringeren Stabilisationsgrad aufweisenden Potentialpunkt abgenommen. Nach der Erfindung wird die Schirmgitterspannung von der ersten Kaskadenglimmstrecke abgenommen. Um einen veränderlichen Stabilisationsgrad zu erhalten, wird vorgeschlagen, zwischen den beiden Stufen der Glimmröhrenkaskadenschaltung einen . Spannungsteiler vorzusehen, der mit seinen beiden Anschlußpunkten auf gleichem Potential liegt, so daß über den einstellbaren Schleifer die Schirmgitterspanhung für die Leistungspentode abnehmbar ist.According to a further idea of the invention, the anode voltage is determined by the Control resistor directly influenced electron tube (triode) as partial voltage of the parallel to DC voltage output arranged glow path removed. The screen grid voltage of the parallel electron tube arranged to the equipotential output is, according to a development of the invention, from one of these glow paths 'Reduced potential point having a lower degree of stabilization. According to the invention the screen grid voltage is taken from the first cascade glow path. To a changeable one To obtain the degree of stabilization, it is suggested to switch between the two stages of the Glow tube cascade circuit a. Provide voltage divider with its two connection points is at the same potential, so that the screen grid voltage via the adjustable wiper for the power pentode is removable.

Ein weiterer Erfindungsgedanke besteht darin, daß die Glimmröhremstrecken der Kaskadenschaltung aus einer Reihenschaltung von 'mehreren mit zwei Elektroden ausgebildeten Stabilisatoren bestehen. Zweckmäßig ist die zur Kompensation der Anodemspannung der ersten Verstärkerstufe benötigte Hilfsgleichspannung mittels eines wechselspamnungsseitig geregelten separaten Gleichrichters erzeugt und nochmals durch eine Glimmstreckenkaskadenschaltung stabilisiert.Another idea of the invention is that the glow tube lines of the cascade circuit consist of a series connection of 'several stabilizers formed with two electrodes. The one required to compensate for the anodem voltage of the first amplifier stage is expedient Auxiliary DC voltage by means of an alternating voltage side regulated separate rectifier and again 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 Transf ormatoren 23 und 24. bestehenden magnetischen Spannungsgleichhalter zugeführt. Die an dem ungesättigten Transformator 24 entstehenden Sekundärspannungen 25 bis 31 werden mit sämtlichen Sekundärspannungen 2 5'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 3 5 gespeist, dessen Primärwicklung gleichfalls an die Klemmen 32, 33 angeschlossen ist. Die Siiebkette ist mit 36 bezeichnet. Es schließt sich an die aus dem Eisemwasserstoff widerstand 37, den einzelnen Stabilisatoren 38, 39, dem Eisenwasserstoffwiderstand 40 und den Stabilisatoren 41, 42 bestehenide 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 Mehrstrecken-A schematic exemplary embodiment according to the invention is explained in more detail with reference to FIG. 2. The supply voltage for the circuit is supplied to one of the transformers via terminals 21, .22 23 and 24 existing magnetic voltage equalizer supplied. The one on the unsaturated Transformer 24 resulting secondary voltages 25 to 31 are with all secondary voltages 2 5 'to 31' of the saturation transformer 23 connected against one another. From terminals 32, 33 the heating voltages for the rectifier and amplifier tubes are removed. the The heating of the tube 34 is fed via a transformer 35, whose primary winding is likewise is connected to terminals 32, 33. The sieve chain is denoted by 36. It joins in the resistance from hydrogen ferric acid was 37, the individual stabilizers 38, 39 and hydrogen ferric resistance 40 and the stabilizers 41, 42 are both cascaded. The number of in Series-connected stabilizers is at both stages through the required DC output voltage definitely. For the sake of simplicity, only two stabilizers each are indicated in FIG. It was found that the use of multi-line

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Stabilisatoren bei der verlangten Konstanz nicht zweckmäßig ist, da die Spannungs- und Stronrwierte diesier Stabilisatoren bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen unzulässig hohe Streuungen aufweisen. Außerdem ist die Einbrenndauer sehr erheblich. Glirnmstrecken mit zwei Elektroden haben nun einen bestimmten günstigen, vom Querstrom abhängigen Arbeitsbereich, wie Fig. 3 zeigt. Die Zeichnung stellt ein ^/-/-Diagramm dar, in welchem eine Arbeitskennlinie eingezeichnet ist. Die Ordinate stellt die Spannung und die Abszisse den Querstroim von Null bis Maximalwert dar. Das Kreuz auf der Ordinate kennzeichnet den Sollspannungswert. Die weiteren aufgetragenen Punkte sind Abweichungen von diesem Wert von 1 bis 3 0/0 bei Änderung des Querstromes. Wie ersichtlich, gibt es einen Strombereich, bei dem die Spannungsanderung und damit der differentielle rnnenwiderstand am geringsten sind. Nach der Erfindung werden nun Mittel vorgesehen, die selbsttätig und trägheitslois dafür sorgen, daß dieser Arbeitsbereich auch bei Speisespannungs- und Lastschwankungen immer 'eingehalten wird, so daß außer der Unabhängigkeit von Speisespannungisschwankungen eine Stroimentnahme von Null bis zum Maximalwert bei konstanter Ausgangsspannung erreicht wird. Zur Regelung wird der Querstrom der Glimmstrecke 41-42 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 ist. Der Widerstand 44 dient also zur Einstellung einer festen Vorspannung für die ElektronenröhreStabilizers with the required constancy is not useful because the voltage and current rwiert These stabilizers show inadmissibly high scatter under different working conditions. In addition, the burn-in time is very considerable. Glow sections with two electrodes now have a certain favorable, dependent on the cross current Work area as shown in Fig. 3. The drawing shows a ^ / - / - diagram in which a Working curve is drawn. The ordinate represents the voltage and the abscissa represents the transverse flow from zero to maximum value. The cross on the ordinate indicates the nominal voltage value. the further points plotted are deviations from this value from 1 to 3 0/0 when changing the Cross flow. As can be seen, there is a current range in which the voltage change and thus the differential internal resistance are the lowest. According to the invention, means are now provided which automatically and without inertia ensure that this working area even with supply voltage and load fluctuations are always observed, so that apart from the independence of Supply voltage fluctuations mean a current consumption from zero to the maximum value with a constant output voltage is achieved. For regulation, the cross flow of the glow path 41-42 is used according to Fig. 2 used. A resistor 43 is connected in series with this glow path. Resistance 44 is flowed through once by the load current and secondly by the anode current of the power tube 45, where the sum of these currents is always constant. The resistor 44 is therefore used for adjustment a fixed bias for the electron tube

46. Die Anode der Röhre 46 ist über einen Widerstand 47 an eine Teilspannung der Glimmstrecke 41-42 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 Gleiehrichterteii 51, von dem sich eine Beschreibung erübrigt, da die Wirkungsweise aus der Zeichnung ersichtlich ist.46. The anode of the tube 46 is connected to a partial voltage of the glow path via a resistor 47 41-42 switched. The power tube 45 is parallel to the output terminals 48 and 49 arranged. The control grid of this tube 45 is via a The glow path 50 is connected to the anode of the tube 46. By switching on this DC voltage results in the required grid bias for the tube 45. The generation of this DC voltage 'happens through the separate rectifier 51, from which a description superfluous, since the mode of operation can be seen in the drawing.

Die Elektronenröhrenanordnung arbeitet nun in folgender Weise: Treten Speisespannungs- und/oder Laständerungen auf, so wird an dem Widerstand 43 durch die QueTstromänderung der Glimmstrecke 41-42 eine Spännungsänderung auftreten, wodurch sich der Anodenstrom der Röhre 46 ändert und damit auch das Potential an dar Anode dieser Röhre. Die Potentialäniderung 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 derThe electron tube assembly now works in the following way: step supply voltage and / or Load changes on the resistor 43 due to the change in current of the glow path 41-42 a voltage change occur, whereby the anode current of the tube 46 changes and thus also the potential at the anode of this tube. The potential change affects the control grid the downstream power tube 45, so that their current also changes, the substantially is proportional to the input or load fluctuations. This change makes the cross flow the

■So Glimmstrecke 41-42 beeinflußt. Die Elektronenröhrenanordnung ist so getroffen, daß bei den verlangten Speisespannungs- und Laststromänderungen der Querstrom der Glimmstrecke 41-42 die Grenzen des festgelegten 'Arbeitsbereiches nicht überschreitet. Zur weiteren Vergrößerung der Stabidisation ist das Schirmgitter der Röhre 45 an ein Potentiometer 52 gelegt, das zwischen zwei gleichen Potentialpunkten der Glimms'treeken 38-39 und 41-42 angeordnet ist. Mittels des Schleifers wird die Spannung auf den günstigsten Stabilisationsgrad eingestellt.■ Affected glow path 41-42. The electron tube assembly is made so that the required changes in supply voltage and load current the cross current of the glow path 41-42 does not exceed the limits of the specified 'working range. To further increase the stabilization, the screen grid of the tube 45 is on Potentiometer 52 placed between two equal potential points of Glimms'treeken 38-39 and 41-42 is arranged. The Tension adjusted to the most favorable degree of stabilization.

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 is also suitably arranged can be that it is only traversed by the changing load current.

Claims

Patent claims:

1. Rectifier arrangement with means for Constant voltage maintenance, in which the rectifier is connected in series via a primary side and saturated and unsaturated ones connected against each other on the secondary side Transformers existing magnetic voltage equalizers are fed and output side on the consumer via current control resistors as series links and with grid-controlled Tubes interacting glow tube lines as. Cross links act, characterized in that when the load current changes and / or the input voltage Occurring cross-current change arranged parallel to the DC voltage output Glow tube line (41-42) on an ohmic resistor connected in series with it (43) generates a voltage change that the grid bucket preferably switched as a triode Electron tube (46) applied, so that their anode voltage change the negative prestressed control grid of one of the incandescent tube sections connected in parallel, preferably designed as a power pentode electron tube (45) influenced in such a way that the cross current the glow tube path (41-42) within the range determined by the differential minimum resistance Working area is held.

2. rectifier arrangement according to claim 1, characterized in that the anode voltage the electron tube (46) influenced by the control resistor has a partial voltage the glow tube section (41-42) connected in parallel to the DC voltage output is used.

3. Rectifier arrangement according to claim 1, characterized in that the screen grid voltage is parallel to the DC voltage output switched electron tube (45), preferably designed as a power pentode, is removed from a potential point having a lower degree of stabilization will.

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

5. rectifier arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that on one with both connection points on the same

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Potential lying potentiometer (52) between two levels of. Glirnröhrenkaskadenschalturug (38-39 and 41-42) is connected over the wiper of the potentiometer adjusts the screen grid voltage for the tube (45) with variable Degree of stabilization is decreased.

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

7. Rectifier arrangement according to claim 1 or the following, characterized in that the Heating voltages of the rectifier tubes used to generate direct voltage and of the Amplifier tube !! be managed.

8. Rectifier arrangement according to claim 1 or the following, characterized in that the Auxiliary DC voltage required to compensate for the anode voltage of the first amplifier stage (46) (50) a special equalizer part regulated on the AC voltage side (51) is taken, the generated DC voltage through glow tube lines in cascade connection is stabilized.

Considered publications:
German patent specifications No. 719226, 830816.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings