DE1101507B - AC voltage fed transistor amplifier for control purposes - Google Patents

Description

Wechselspannungsgespeister Transistorverstärker für Regelzwecke Die Erfindung bezieht sich auf einen wechselspannungsgespeisten Transistorverstärker zum Betrieb der Stellglieder in Steuerketten und Regelkreisen, der von einer mit der Speisewechselspannung gleichfrequenten Eingangswechselspannung gesteuert. wird und eine Ausgangsgleichspannung liefert, ;deren Größe von der Amplitude der Steuerwechselspannung und deren Richtung von der Phasenlage der Steuerwechselspannung in bezug auf die Speisewechselspannung abhängen, mit zwei parallelen Gegentaktverstärkern, von denen jeweils nur einer arbeitet, je nachdem ob die Steuerspannung in Phase oder in Gegenphase mit der Speisespannung ist.AC voltage fed transistor amplifier for control purposes The invention relates to an AC voltage-fed transistor amplifier for operating the actuators in control chains and control loops, which is controlled by a the AC supply voltage is controlled by the AC input voltage of the same frequency. will and supplies a DC output voltage, the magnitude of which depends on the amplitude of the AC control voltage and their direction of the phase position of the AC control voltage with respect to the AC supply voltage depend, with two parallel push-pull amplifiers, one of which only one works at a time, depending on whether the control voltage is in phase or in antiphase with the supply voltage.

Solche Steuerspannungen liefern unter anderem Folgeregelsysteme, die mit induktiven Drehmeldersystemen arbeiten und die Regelabweichung als elektrische Spannung abbilden. Dabei entspricht die in ihnen durch Induktion erzeugte Wechselspannung der Auslenkung bzw. der Verdrehung zwischen dem Sollwert- und dem Istwertsystem. Sie ändert bei Nulldurchgang, d. h. in Abhängigkeit von der Verstellrichtung des Gebers, ihre Phasenlage um 180°. Der Verstärker muß also in dem Sinne phasenabhängig arbeiten, daß er die von der Amplitude der Steuerung abhängige Ausgangsgröße einer Richtung liefert, die davon abhängt, ob seine Steuer- und Speisewechselspannung in Phase oder in Gegenphase liegen. Dazu ist erforderlich, daß die Speisewechselspannungen von Drehmeldersystem und Verstärker in Phase liegen, also der gleichen Quelle entnommen werden.Such control voltages supply, among other things, sequential control systems that work with inductive resolver systems and the control deviation as electrical Map tension. The alternating voltage generated in them by induction corresponds to this the deflection or rotation between the setpoint system and the actual value system. It changes at zero crossing, i.e. H. depending on the direction of adjustment of the Encoder, their phase position by 180 °. The amplifier must therefore be phase-dependent in this sense work that it depends on the amplitude of the control output variable Direction, which depends on whether its control and supply AC voltage are in phase or in opposite phase. This requires that the alternating supply voltages of the resolver system and amplifier are in phase, i.e. taken from the same source will.

Es sind z. B. bereits mit Röhren arbeitende Verstärker für Folgeregelungen bekannt, die aus einer doppelten Gegentaktstufe bestehen. Je nach Phase (0 oder 180°) der vom induktiven Drehgeber gelieferten Steuerwechselspannung in Bezug zur Anodenwechselspannung erhält die eine oder die andere Ausgangsseite die höhere Spannung; die Differenzspannung dient zur Speisung des Stellgliedes, z. B. zur richtungsabhängigen Erregung eines Leonardgenerators. Röhrenverstärker besitzen aber bekanntlich eine Reihe von Nachteilen. Ihrer begrenzten mechanischen Festigkeit wegen stellen Röhren in Systemen, die Erschütterungen und Stößen ausgesetzt sind, immer einen Unsicherheitsfaktor ,dar. Ferner benötigen Elektronenröhren im Bereitschaftszustand einen ständigen Leistungsbedarf zu ihrer Heizung. In den erwähnten Verstärkern ist außerdem die der Ausgangsspannun.gsdifferenz beider Stufen entsprechende Nutzleistung wesentlich geringer als die für die Röhren ständig benötigte Anodenleistung. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der mit verhältnismäßig hohem Anodenpotential arbeitende Verstärker einerseits einen aufwendigen Netztransformator mit vier getrennten Sekundärwicklungen, andererseits zwei Ausgangstransformatoren zur Abspannung der Netzausgänge auf die verhältnismäßig kleine Erregerspannung z. B. eines Leonardgenerators erfordern. Die bekannte Schaltung enthält somit einen überaus großen Anteil von Transformatorwicklungen und hat einen unerwünscht großen Raumbedarf.There are z. B. already working with tubes amplifier for follow-up controls known, which consist of a double push-pull stage. Depending on the phase (0 or 180 °) of the alternating control voltage supplied by the inductive rotary encoder in relation to the Anode alternating voltage receives one or the other output side the higher voltage; the differential voltage is used to feed the actuator, e.g. B. for directional Excitation of a Leonard generator. Tube amplifiers are known to have one Number of disadvantages. Due to their limited mechanical strength, tubes are made In systems that are exposed to vibrations and shocks, there is always an uncertainty factor , dar. Furthermore, electron tubes in the standby state require a steady one Power requirement for your heating. In the amplifiers mentioned there is also the The useful power corresponding to the output voltage difference of both stages is essential less than the anode power constantly required for the tubes. Another disadvantage is that the amplifier operating with a relatively high anode potential on the one hand a complex mains transformer with four separate secondary windings, on the other hand, two output transformers to disconnect the mains outputs on the relatively small excitation voltage z. B. require a Leonard generator. The known circuit thus contains an extremely large proportion of transformer windings and takes up an undesirably large amount of space.

Bei einer anderen bekannten Schaltung sind zwei Gegentaktverstärkerstufen mit Röhren hintereinandergeschaltet; sie dient insbesondere zur Steuerung eines Schaltmotors. Die steuernden Eingangssignale setzen sich aus einer Gleichspannung und einer überlagerten Wechselspannung zusammen; ihre Größe und ihr Vorzeichen bestimmen die Bewegung .des Schaltmotors. Die Schaltung ist dabei so ausgelegt, daß, solange die eine der beiden jeweils hintereinandergeschalteten Röhren arbeitet, die andere unwirksam ist und umgekehrt.Another known circuit has two push-pull amplifier stages with tubes connected in series; it is used in particular to control a Switching motor. The controlling input signals consist of a direct voltage and a superimposed alternating voltage together; determine their size and sign the movement of the switching motor. The circuit is designed so that as long as one of the two tubes connected in series works, the other is ineffective and vice versa.

Es sind auch bereits Regelverstärker mit phasenempfindlichen Endstufen bekannt, die mitTransistoren bestückt sind. Bei einer dieser Schaltungen ist die aus zwei Transistoren bestehende phasenempfindliche Endstufe über einen Transformator an den eigentlichen Steuerverstärker angekoppelt. Je nach Phasenlage des vorverstärkten Signals wird der eine oder der andere der Transistoren leitend. Je nach der Art des Stellgliedes wird der Endstufe die Netzwechselspannung unmittelbar oder über eine Vollweggleichrichterschaltung zugeführt. Diese Schaltung liefert Ausgangsspannungen für die Dauer der einen Halbwelle der Eingangsspannung an einem der Transistoren oder mit unterschiedlichen Vorzeichen für die Dauer der einen Halbwelle an dem einen und für die Dauer der anderen Halbwelle an dem anderen Transistor.There are already control amplifiers with phase-sensitive output stages known, which are equipped with transistors. One of these circuits is the Phase-sensitive output stage consisting of two transistors via a transformer coupled to the actual control amplifier. Depending on the phase position of the preamplified One or the other of the transistors becomes conductive. Depending on the species of the actuator is the output stage the AC voltage directly or via fed to a full-wave rectifier circuit. This circuit supplies output voltages for the duration of one half cycle of the input voltage at one of the transistors or with different signs for the duration of the a half-wave on one transistor and for the duration of the other half-wave on the other transistor.

Es ist auch bekannt, phasenempfindliche Gleichrichter mit vier Transistoren aufzubauen. Diese Anordnung läßt sich als Brückenschaltung auffassen, bei der in zwei benachbarten Brückenzweigen Widerstände und in den beiden anderen Brückenzweigen je zwei über ihre Kollektoren und Basen verbundene Transistoren liegen. Über die eine -Brückendiagonale wird die (gleichzurichtende) Steuerwechselspannung zugeführt, in der anderen Brückendiagonalen liegt die Last. Zwischen den Verbindungen der Kollektoren und der Basen beider Transistorpaare liegen die Sekundärwicklungen von Transformatoren, über die ihnen eine Speisewechselspannung zugeführt wird. In dieser Schaltung üben die Transistoren wiederum nur Schaltfunktionen aus und bewirken keine Verstärkung der Steuerspannung. In den meisten Anwendungsfällen bei Steuerungen und Regelungen ist eine Verstärkung jedoch erforderlich, da die Steuerspannungen meist aus einem Meßvorgang stammen.It is also known to use phase sensitive rectifiers with four transistors build up. This arrangement can be understood as a bridge circuit in which in two adjacent branches of the bridge and resistances in the other two branches of the bridge there are two transistors connected via their collectors and bases. About the the (to be rectified) control AC voltage is fed to a bridge diagonal, the load is on the other bridge diagonal. Between the connections of the collectors and the bases of both transistor pairs are the secondary windings of transformers, They are supplied with an alternating voltage supply. Practice in this circuit the transistors, in turn, only switch off switching functions and do not produce any amplification the control voltage. In most control and regulation applications However, amplification is required, as the control voltages usually come from one Measurement process originate.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg, die den bekannten Schaltungen anhaftenden Nachteile zu vermeiden und eine Anordnung zu schaffen, die Verstär-kung und phasenempfindliche Gleichrichtung in einer einzigen Baueinheit bewirkt. Der erfindungsgemäße wechselspannungsgespeiste Transistorverstärker für Stellglieder in Steuerketten und Regelkreisen, der von einer mit der Speisewechselspannung gleichfrequenten Eingangswechselspannung gesteuert wird und eine Ausgangsgleichspannung liefert, deren Größe von der Amplitude der Steuerspannung und deren Richtung von ihrer Phasenlage in bezug auf die Speisespannung abhängen, mit zwei parallelen Gegentaktverstärkern, von denen jeweils nur einer arbeitet, je nachdem ob die Steuerspannung in Phase oder in Gegenphase mit der Speisespannung ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung für jede Verstärkergruppe über den Eingangstransformator mit zwei getrennten Sekundärwicklungen an den Emitter-Basis-Strecken von Vortransistoren liegt, deren Emitter jeweils an die Basen der zugehörigen Leistungstransistoren geführt sind, und daß die Kollektoren der Vortransistoren mit der einen, die Emitter der zugehörigen Leistungstransistoren mit der anderen Sekundärklemme des Speisetransformators verbunden sind, mit dessen Mittelanzapfung ferner die Kollektoren aller Leistungstransistoren über zwei Lastwiderständen verbunden sind, so daß je nach der Phase der Steuerspannung entweder die Kollektorhalbwellenströme der Leistungstransistoren der einen Verstärkergruppe den einen oder die der anderen Verstärkergruppe den anderen Lastwiderstand in entgegengesetzter Richtung durchfließen. Zu den allgemein bekannten Vorzügen der Transistoren gegenüber Röhren kommt der weitere Vorteil, daß der Verstärker nach der Erfindung nur einen kleinen Netztransformator für eine Speisespannung von nur etwa 30 Volt mit einer Sekundärwicklung benötigt. Ferner können die Nutzströme, ohne daß besondere Ausgangstransformatoren nötig sind, direkt zur richtungsabhängigen Speisung eines Stellgliedes benutzt werden.The invention now shows the known circuits to avoid the inherent disadvantages and to provide an arrangement, the effect reinforce- and causes phase-sensitive rectification in a single unit a way. The AC voltage-fed transistor amplifier according to the invention for actuators in control chains and control loops, which is controlled by an input AC voltage of the same frequency as the supply AC voltage and supplies a DC output voltage, the magnitude of which depends on the amplitude of the control voltage and the direction of which depends on its phase position in relation to the supply voltage, with two parallel push-pull amplifiers , of which only one works, depending on whether the control voltage is in phase or in antiphase with the supply voltage, is characterized in that the control voltage for each amplifier group is via the input transformer with two separate secondary windings on the emitter-base paths of pre-transistors , the emitters of which are each led to the bases of the associated power transistors, and that the collectors of the pre-transistors with one, the emitters of the associated power transistors with the other secondary terminal of the feed etransformators are connected, with whose center tap the collectors of all power transistors are also connected via two load resistors, so that, depending on the phase of the control voltage, either the collector half-wave currents of the power transistors of one amplifier group flow through one amplifier group or those of the other amplifier group flow through the other load resistor in the opposite direction. In addition to the generally known advantages of transistors over tubes, there is the further advantage that the amplifier according to the invention only requires a small mains transformer for a supply voltage of only about 30 volts with a secondary winding. Furthermore, the useful currents can be used directly for the direction-dependent supply of an actuator, without the need for special output transformers.

Die Polung der Transistorelektroden ist hierbei so gewählt, daß während einer Halbwelle der Steuerspannung zwar in jeder Gegentaktgruppe eine der beiden Vortransistoren basisstromführend wird, jedoch in Abhängigkeit von der 0°- oder 180°-Phase zwischen Speisespannungshalbwelle undSteuerspannungshalbwelle nur jeweils einer dieser schaltbereiten Vortransistoren die richtige Emitter-Kollektor-Polarität erhält, so daß -nur jeweils in einer Gegentaktgruppe ein Vortransistor kollektorstromführend und damit der ihm zugeordnete Leistungstransistor basisstromführend wird. Dürch Halbleiterdioden zwischen den Sekundärklemmen des Eingangstransformators und den Basen der Leistungstransistoren erreicht man, daß die Basisströme der Leistungstransistoren nur über die Vortransistoren zur Sekundärwicklung des Speisetransformators, nicht aber über die Sekundärwicklungen des Eingangstransformators fließen können.The polarity of the transistor electrodes is chosen so that during a half-wave of the control voltage in each push-pull group one of the two Pre-transistors carry base current, but depending on the 0 ° - or 180 ° phase between supply voltage half-wave and control voltage half-wave only in each case one of these ready-to-switch pre-transistors has the correct emitter-collector polarity receives, so that -only in each push-pull group a pre-transistor carrying collector current and thus the power transistor assigned to it is carrying the base current. Through Semiconductor diodes between the secondary terminals of the input transformer and the Bases of the power transistors one reaches that the base currents of the power transistors only via the pre-transistors to the secondary winding of the supply transformer, not but can flow through the secondary windings of the input transformer.

Die in den Lastwiderständen erzeugten Halbwellenströme mit ,gegenüber der Netzfrequenz doppelter Frequenz können durch parallel geschaltete RC-Glieder geglättet werden, so daß insbesondere die negativen Spannungsspitzen nach demAbklingen der Halbwellen in induktiven Lastwiderständen kompensiert und ein rasches Absinken des Stromes bei schneller Spannungsänderung der Steuerwechselspannung bewirkt werden.The half-wave currents generated in the load resistors with, opposite the mains frequency can be doubled by means of RC elements connected in parallel be smoothed, so that in particular the negative voltage peaks after decay of half-waves in inductive load resistances are compensated and a rapid drop of the current can be effected in the event of a rapid voltage change in the control alternating voltage.

Die oben angedeutete Arbeitsweise des Verstärkers sowie weitere Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden.The above-indicated mode of operation of the amplifier and other details the invention should be based on an embodiment shown in the drawing are described in more detail.

Die Leistungstransistoren 1. und 2 mit den Vortransistoren 11 und 12 bilden die eine, die Leistungstransistoren 3 und 4 mit den Vortransistoren 13 und 14 die andere Gegentaktgruppe. An den Klemmen 5 und 6 wird dem Potentiometer 7 die Steuerwechselspannung zugeführt, die z. B. von einem (nicht gezeichneten) induktiven Drehmeldersystem bekannter Bauart erzeugt wird und die Abbildung der Differenz zwischen einem Winkelsollwert und dem momentanen Winkelistwert einer beliebigen Regelgröße darstellt-Das Potentiometer 7 erlaubt die Einstellung .der günstigsten Steueramplitude und damit eine Anpassung des Verstärkers an beliebige Sollwertgeber sowie eine Empfindlichkeitseinstellung. Über den Eingangstransformator 8 mit seinen beiden Sekundärwicklungen 9 und 10 werden .die Steuerspannungen für beide Gegentaktgruppen galvanisch getrennt. Die Wicklung 9 sowie die Emitter-Basis-Strecken der Transistoren 11 und 12 bilden den Steuerkreis der einen Gegentaktgruppe, die Wicklung 10 sowie die Emitter-Basis-Strecken der Transistoren 13 und 14 den der anderen Gegentaktgruppe. Die je aus zwei Gleichrichtern und einem Widerstand bestehenden Begrenzer beschneiden die Sekundärspannungen auf die zulässigen Basisspannungswerte der Vortransistoren 11, 12 bzw. 13, 14. Die Speisung der Leistungstransistoren 1 bis 4 und der Vortransistoren 11 bis 14, deren Emitter-Kollektor-Strecken von den Basisströmen .der zugehörigen Leistungstransistoren durchflossen werden, erfolgt über den Transformator 26 aus einem Netz, das an die Klemmen 23 und 24 angeschlossen ist. Die Betriebsspannung für das nicht gezeichnete Drehmeldersystem wird dem gleichen Netz entnommen, damit sie mit den Kolleltorspannungen der Transistoren in Phase liegt.The power transistors 1. and 2 with the pre-transistors 11 and 12 form the one, the power transistors 3 and 4 with the pre-transistors 13 and 14 the other push-pull group. The potentiometer is connected to terminals 5 and 6 7 the control AC voltage supplied, the z. B. from a (not shown) inductive resolver system of known type is generated and the mapping of the Difference between an angle setpoint and the current actual angle value of any The potentiometer 7 allows the setting of the most favorable Control amplitude and thus an adaptation of the amplifier to any setpoint generator as well as a sensitivity setting. About the input transformer 8 with his the two secondary windings 9 and 10 are .the control voltages for both push-pull groups galvanically isolated. The winding 9 and the emitter-base paths of the transistors 11 and 12 form the control circuit of a push-pull group, the winding 10 as well the emitter-base paths of transistors 13 and 14 those of the other push-pull group. Cut the limiters, each consisting of two rectifiers and a resistor the secondary voltages to the permissible base voltage values of the pre-transistors 11, 12 or 13, 14. The supply of the power transistors 1 to 4 and the pre-transistors 11 to 14, whose emitter-collector routes from the base currents .the associated Power transistors are flowed through, takes place via the transformer 26 a network connected to terminals 23 and 24. The operating voltage for the resolver system, not shown, is taken from the same network so that it is in phase with the collector voltages of the transistors.

Die Emitter der Transistoren 1 und 3 sowie die Kollektoren der Vortransistoren 12 und 14 liegen an der einen äußeren Klemme der Sekundärwicklung 28 des Netztransformators; .die Emitter der Transistoren 2 und 4 sowie die Kollektoren der Vortransistoren 11 und 13 liegen an der anderen äußeren Klemme. Die Kollektoren aller vier Leistungstransistoren sind mit der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Netztransformators verbunden, und zwar derart, daß die Kollektorströme der Transistoren 1 und 2 den Lastwiderstand 29, die Kollektorströme der Transistoren 3 und 4 den Lastwiderstand 30 durchfließen. Die Widerstände in den Kollektorkreisen der Vortransistoren 11 bis 14 dienen zur Einstellung der Kollektorströme dieser Vortransistoren und damit der Basisströme der Leistungstransistoren 1 bis 4. Die Ströme in den Lastwiderständen können zur Speisung eines Stellgliedes dienen. Im hier gewählten Beispiel sind die Widerstände 29 und 30 die beiden Feldwicklungen eines Leonardgenerators. Die parallel liegenden RC-Glieder kompensieren die negativen Spannungsspitzen an den Feldern 29 und 30 nach dem Abklingen der Spannungshalbwellen und bewirken ein rasches Absinken des Feldstromes bei schnellen Spannungs- und Vorzeichenänderungen der Steuerwechselspannung.The emitters of transistors 1 and 3 and the collectors of the pre-transistors 12 and 14 are connected to the one outer terminal of the secondary winding 28 of the mains transformer; .The emitters of transistors 2 and 4 and the collectors of the pre-transistors 11 and 13 are on the other outer clamp. The collectors of all four power transistors are connected to the center tap of the secondary winding of the mains transformer, in such a way that the collector currents of transistors 1 and 2, the load resistance 29, the collector currents of the transistors 3 and 4 flow through the load resistor 30. The resistances in the collector circuits of the pre-transistors 11 to 14 are used to set the collector currents of these pre-transistors and thus of the base currents of the power transistors 1 to 4. The currents in the load resistors can be used to feed an actuator. In the example chosen here, they are Resistors 29 and 30, the two field windings of a Leonard generator. The parallel lying RC elements compensate for the negative voltage peaks in the fields 29 and 30 after the voltage half-waves have subsided and cause a rapid drop of the field current in the event of rapid changes in voltage and sign of the control AC voltage.

Die in die Steuerkreise eingeschalteten Halbleiterdioden 41 bis 44 verhindern, daß die Basisströme der Leistungstransistoren 1 bis 4 über die Sekundärwicklungen des Eingangsspannungstransformators fließen können. Die vor die Emitter der Transistoren 1 und 2 bzw. 3 und 4 geschalteten Halbleiterdioden 45 bzw. 46 schützen die Leistungstransistoren 1 bis 4 vor Überlastung für den Fall, daß ein Transistor ausfällt.The semiconductor diodes 41 to 44 connected in the control circuits prevent the base currents of the power transistors 1 to 4 through the secondary windings of the input voltage transformer can flow. The front of the emitter of the transistors 1 and 2 or 3 and 4 connected semiconductor diodes 45 and 46 protect the power transistors 1 to 4 against overload in the event that a transistor fails.

Je nach den momentanen Vorzeichen der Steuerwechselspannung und der Speisewechselspannung sind vier verschiedene Betriebszustände des Verstärkers während einer Halbwelle möglich: a) Klemme 5 positiv, Klemme 6 negativ, Klemme 23 positiv, Klemme 24 negativ; b) Klemme 5 negativ, Klemme 6 positiv, Klemme 23 negativ, Klemme 24 positiv; c) Klemme 5 positiv, Klemme 6 negativ, Klemme 23 negativ, Klemme 24 positiv; d) Klemme 5 negativ, Klemme 6 positiv, Klemme 23 positiv, Klemme 24 negativ.Depending on the current sign of the AC control voltage and the AC supply voltage are four different operating states of the amplifier during a half-wave possible: a) Terminal 5 positive, terminal 6 negative, terminal 23 positive, Terminal 24 negative; b) Terminal 5 negative, terminal 6 positive, terminal 23 negative, terminal 24 positive; c) Terminal 5 positive, terminal 6 negative, terminal 23 negative, terminal 24 positive; d) Terminal 5 negative, terminal 6 positive, terminal 23 positive, terminal 24 negative.

Es soll zunächst die Arbeitsweise des Verstärkers im Falle a) betrachtet werden. Da dann die äußeren Klemmen der Sekundärwicklungen 9, 10 positives, ihre inneren Klemmen 56, 57 negatives Potential besitzen, sind die Vortransistoren 11 und 14 gesperrt, während die Vortransistoren 12 und 13 basisstromführend sind. Da gleichzeitig an der oberen Sekundärklemme des Netztransformators und damit am Kollektor von Vortransistor 12 ein positives Potential liegt, ist dieser Transistor auch gesperrt. Diese Polarität der Sekundärklemmen des Netztransformators bewirkt ferner, daß die Leistungstransistoren 2 und 4 ein gegenüber dem Einitter positives Kollektorpotential besitzen und damit gesperrt sind. Der Sperrzustand wird außerdem durch die Halbleiterdiode 45 stabilisiert. Aber auch wenn diese Diode, die nur als Überlastungsschutz vorgesehen ist, nicht vorhanden wäre, wird die Sperrung der Transistoren 2 und 4 durch die basisstromsperrenden Vortransistoren zusätzlich gesichert. Der Leistungstransistor 1 wird durch den weder kollektor- noch basisstromführenden Vortransistor 11 gesperrt. Damit ist nur der Leistungstransistor 3, gesteuert durch den von der Steuerspannung an der unteren Sekundärwicklung abhängigen Basisstrom .des Vortransistors 13, stromführend. Somit fließt durch den Lastwiderstand 30 eine Stromhalbwelle, die durch das RC-Glied geglättet wird und ein bestimmtes Gleichspannungserregerfeld für den Leonardgenerator erzeugt.The mode of operation of the amplifier in case a) should first be considered will. Since then the outer terminals of the secondary windings 9, 10 positive, their inner terminals 56, 57 have negative potential, the pre-transistors 11 are and 14 blocked, while the pre-transistors 12 and 13 are base current carrying. There at the same time on the upper secondary terminal of the mains transformer and thus on the collector there is a positive potential of pre-transistor 12, this transistor is also blocked. This polarity of the secondary terminals of the mains transformer also causes the Power transistors 2 and 4 have a positive collector potential compared to the one-emitter own and are therefore blocked. The blocking state is also activated by the semiconductor diode 45 stabilized. But even if this diode is only intended as overload protection is, would not be present, the blocking of transistors 2 and 4 by the Base current blocking pre-transistors additionally secured. The power transistor 1 is blocked by the pre-transistor 11, which carries neither the collector nor the base current. This means that only the power transistor 3 is controlled by the control voltage at the lower secondary winding dependent base current .des pre-transistor 13, current-carrying. Thus, a current half-wave flows through the load resistor 30, which through the RC element is smoothed and a certain DC excitation field for the Leonard generator generated.

Wird die eben betrachtete Phasenlage von 0° zwischen Steuerspannung und Speisespannung nicht verändert, so stellt sich in der folgenden Halbperiode der Fall b) ein. Damit vertauschen die Vor- und Leistungstransistoren 13 und 3 sowie 14 und 4 ihre Rollen gegenüber dem Fall a), während Vor- und Leistungstransistoren 11 und 1 sowie 12 und 2 weiterhin gesperrt bleiben. Vortransistor 11 wird zwar basisstromführend, bleibt aber wegen seines nun positiven Kollektorpotentials gesperrt und stabilisiert den Sperrzustand des Leistungstransistors 1. DerLeistungstransistor 2 kann trotz seines gegenüber seinem Emitter negativen Kollektorpotentials nicht stromführend werden, da sein Basisstrom durch den Vortransistor 12 gesperrt ist. Der Stromlauf über den einzigen geöffneten Leistungstransistor 4 führt jetzt ebenfalls über die Erregerwicklung 30 des Leonardgenerators, aber es entsteht in ihr eine um 180° gegenüber dem Fall a) verschobene Spannungshalbwelle.Is the phase position just considered of 0 ° between the control voltage and supply voltage does not change, this is the case in the following half-cycle the case b) a. Thus swap the pre and power transistors 13 and 3 as well 14 and 4 their roles compared to case a), while pre- and power transistors 11 and 1 as well as 12 and 2 remain blocked. Pre-transistor 11 is carrying base current, but remains blocked and stabilized because of its now positive collector potential the blocking state of the power transistor 1. The power transistor 2 can despite its negative collector potential compared to its emitter not carrying current because its base current is blocked by the pre-transistor 12. The circuit over the only open power transistor 4 now also leads over the Excitation winding 30 of the Leonard generator, but it creates a 180 ° opposite the case a) shifted voltage half-wave.

Die bei dieser Phase zwischen Steuer- und Speisespannung arbeitende Gegentaktgruppe, bestehend aus den Transistoren 3, 4, 13 und 14, erzeugt also über die als Widerstand 30 gezeichnete Wicklung ein Erregerfeld mit gleichgerichteten Halbwellen der doppelten -Netzfrequenz nach Art einer Vollweggleichrichtung.The one working between control and supply voltage in this phase Push-pull group, consisting of transistors 3, 4, 13 and 14, thus generates over the winding drawn as resistor 30 has an excitation field with rectified Half-waves of double the mains frequency in the manner of full-wave rectification.

In den Fällen c) und d) ist die Phase zwischen Steuerspannung und Speisespannung um 180° verschoben, und es arbeitet in diesem Falle nur die andere Gegentaktgruppe, bestehend aus den Transistoren 1, 2, 11 und 12. Es wird .dann in der als Widerstand 29 dargestellten Erregerwicklung des Leonardgenerators eine Spannungshalbwelle doppelter Netzfrequenz in umgekehrter Richtung induziert, die einen gegenüber den Fällen a) und b) umgekehrt gerichteten Ankerstrom im Leonardgenerator erzeugt.In cases c) and d) the phase between control voltage and Supply voltage shifted by 180 °, and in this case only the other one works Push-pull group, consisting of transistors 1, 2, 11 and 12. It is then in the excitation winding of the Leonard generator shown as resistor 29 a voltage half-wave double the mains frequency in the opposite direction, which one compared to the Cases a) and b) reversed armature current generated in the Leonard generator.

Liegt an den Eingangsklemmen 5 und 6 keine Steuerwechselspannung, befindet sich der Verstärker also im stationären Zustand, so ist die Stromaufnahme des Verstärkers nur etwa gleich dem kleinen L eerlaufstrom des Netztransformators 26. Der Verstärker nach der Erfindung hat also im Unterschied zu Röhrenverstärkern einen sehr geringen Leistungsbedarf im Bereitschaftszustand.If there is no control AC voltage at input terminals 5 and 6, if the amplifier is in the steady state, the current consumption is of the amplifier is only roughly equal to the small no-load current of the mains transformer 26. The amplifier according to the invention thus has, in contrast to tube amplifiers a very low power requirement in standby mode.

Claims (5)

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Wechselspannungsgespeister Transistorverstärker für Stellglieder in Steuerketten und Regelkreisen, der von einer mit der Speisewechselspannung gleichfrequenten Eingangswechselspannung gesteuert wird und eine Ausgangsgleichspannung liefert, deren Größe von der Amplitude der Steuerspannung und deren Richtung von ihrer Phasenlage in bezug auf die Speisespannung abhängen, mit zwei parallelen Gegentaktverstärkern, von denen jeweils nur einer arbeitet, je nachdem ob die Steuerspannung in Phase oder in Gegenphase mit der Speisespannung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung für jede Verstärkergruppe über den Eingangstransformator (8) mit zwei getrennten Sekundärwicklungen (9, 10) an den Emitter-Basis-Strecken von Vortransistoren (11 bis 14) liegt, deren Emitter jeweils an die Basen der zugehörigen Leistungstransistoren (1 bis 4) geführt sind, und daß die Kollektoren der Vortransistoren mit der einen, die Emitter der zugehörigen Leistungstransistoren (1 bis 4) mit der anderen Sekundärklemme des Speisetransformators (26) verbunden sind, mit dessen Mittelanzapfung ferner die Kollektoren aller Leistungstransistoren über zwei Lastwiderstände (29, 30) verbunden sind, so daß je nach der Phase der Steuerspannung entweder die Kollektorhalbwellenströme der Leistungstransistoren der einen Verstärkergruppe den einen oder die der anderen Verstärkergruppe den anderen Lastwiderstand in entgegengesetzter Richtung durchfließen. P A TEN TAN S P R Ü C H E 1. AC voltage-fed transistor amplifier for actuators in control chains and control loops, which is controlled by an input AC voltage at the same frequency as the supply AC voltage and which supplies a DC output voltage, the size of which depends on the amplitude of the control voltage and the direction of its phase position in relation to the supply voltage, with two parallel push-pull amplifiers, of which only one works, depending on whether the control voltage is in phase or in antiphase with the supply voltage, characterized in that the control voltage for each amplifier group via the input transformer (8) with two separate secondary windings (9, 10) on the emitter-base paths of pre-transistors (11 to 14), the emitters of which are each led to the bases of the associated power transistors (1 to 4), and that the collectors of the pre-transistors with one , the emitters of the associated power transistors ( 1 to 4) are connected to the other secondary terminal of the supply transformer (26), with whose center tap the collectors of all power transistors are also connected via two load resistors (29, 30) so that, depending on the phase of the control voltage, either the collector half-wave currents of the power transistors of the one Amplifier group flow through one or the other amplifier group through the other load resistor in the opposite direction. 2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz der Transistoren gegen Überlastung bei Ausfall eines der Transistoren Sperrdioden (45, 46) vor die Emitter der Leistungstransistoren (1 bis 4) geschaltet sind. 2. Amplifier according to claim 1, characterized in that to protect the transistors against overload in the event of failure of one of the transistors, blocking diodes (45, 46) in front of the emitters of the power transistors (1 to 4) are switched. 3. Verstärker nach Ansprüchen 1 und 2,: dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Sekundärspannung des Eingangstransformators (8) auf die zulässigen Basisspannungen der Vortransistoren (11 bis 14) zwei Begrenzungsglieder zu den. Sekundärwicklungen (9, 10) parallel .geschaltet sind. 3. Amplifier according to Claims 1 and 2: characterized in that that to limit the secondary voltage of the input transformer (8) to the permissible Base voltages of the pre-transistors (11 to 14) two limiting elements to the. Secondary windings (9, 10) are connected in parallel. 4. Verstärker nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Lastwiderständen (29, 30) entstehenden Spannungsspitzen der Halbwellen durch RC-Glieder ausgeglichen werden. 4. Amplifier according to claims 1 to 3, characterized in that those arising in the load resistors (29, 30) Voltage peaks of the half-waves are compensated for by RC elements. 5. Verstärker nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastwiderstände Teile des Stellgliedes, z.. B. die Feldwicklungen eines Leonardgenerators, sind. In. Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 872 358; USA.-Patentschrift Nr: 1921982; britische Patentschrift Nr. 612898; Elektrotechnische Zeitschrift, Ausgabe A, 1957, Heft 18, S. 649 bis 65:1;. Regelungstechnik, 1957; Heft 10; S. 342 bis 345; Proc. of the IEE, Part. B, 1957, Heft 18, S. 573.5. Amplifier according to claims 1 to 4, characterized in that the load resistors are parts of the Actuator, e.g. the field windings of a Leonard generator. In. Consideration printed publications: German Patent No. 872 358; U.S. Patent No: 1921982; British Patent No. 612898; Electrotechnical magazine, Edition A, 1957, issue 18, pp. 649 to 65: 1 ;. Control engineering, 1957; Booklet 10; S. 342 to 345; Proc. of the IEE, Part. B, 1957, issue 18, p. 573.