DE1210913B - Bistabile Kippschaltung mit einem Steuergleichrichter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HO3k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/18

Nummer: 1 210 913

Aktenzeichen: M 60383 VIII a/21 al

Anmeldetag: 20. März 1964

Auslegetag:.. 17. Februar 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine bistabile Kippschaltung mit einem Steuergleichrichter, der durch Eingangsimpulse entgegengesetzter Polarität umschaltbar ist.

Bei bekannten bistabilen Kippschaltungen der vorstehend genannten Art werden die Eingangsimpulse durch eine aus Halbleitern bestehende Schaltungsanordnung erzeugt. Ein wesentlicher Nachteil einer derartigen Ausführung besteht in der schwierigen Impedanzanpassung der Halbleiter-Schaltungsanordnung. Ungünstig ist weiterhin, daß sich eine derartige bistabile Kippschaltung nur mit verhältnismäßig kleiner Leistung steuern läßt, was keine absolute Betriebssicherheit, insbesondere keine unbedingte Zündzuverlässigkeit, gewährleistet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bistabile Kippschaltung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die die aufgezeigten Mängel vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit der Steuerelektrode und der Kathode des Gleichrichters die Enden eines Widerstandes verbunden sind, der über entgegengesetzt gepolte Gleichrichter an die beiden Lastwicklungen eines aus zwei Halbwellen-Verstärkern bestehenden Magnet-Verstärkers angeschlossen ist, so daß der Widerstand von der Differenz der in den Lastwicklungen erzeugten Ströme durchflossen wird, wobei die Polarität des hierbei an den Enden des Widerstandes auftretenden, dem Steuergleichrichter als Eingangsimpuls zugeführten Spannungsimpulses von der Polarität der den Steuerwicklungen des Magnetverstärkers zugeführten Steuerspannung abhängt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt den Vorteil einer einfachen Impedanzanpassung; die Verwendung eines Magnetverstärkers ermöglicht es nämlich, von den verschiedenen, mit unterschiedlicher Windungszahl ausgeführten Steuerwicklungen des Magnetverstärkers jeweils diejenige auszuwählen, die eine optimale Anpassung ergibt.

Die erfindungsgemäße Kombination eines Steuergleichrichters mit einem Magnetverstärker ermöglicht ferner bei hoher Ansprechgeschwindigkeit eine Aussteuerung mit sehr großer Leistung, was zu einer absoluten Betriebssicherheit, insbesondere zu einer unbedingten Zündzuverlässigkeit führt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist einem sehr empfindlichen, galvanometrischen Relais vergleichbar. Sie kann entweder in Form einer offenen Schleife (als Meß- oder Schutzrelais) oder in Form einer geschlossenen Schleife (beispielsweise als Eingangsstufe eines Zweipunktreglers) Verwendung fin-Bistabile Kippschaltung mit einem
Steuergleichrichter

Anmelder:

Le Materiel Blectrique S. W., Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte, München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 27. März 1963 (929 457)

den, da sie die bistabile Funktion bis zu Leistungen von mehreren Kilowatt beibehält.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht.

Die Schaltung enthält einen Magnetverstärker 1, der die Aus- und Einschaltung eines Steuergleichrichters 2 steuert. Der Magnetverstärker 1 wird durch zwei Sättigungs-Halbwellen-Magnetverstärker 3 und 4 gebildet, die in Differenzschaltung angeordnet sind und jeweils einen sättigbaren Magnetkern 5 bzw. 6 enthalten. Der Magnetkern 5 trägt eine Lastwicklung 7 und eine induktiv hiermit gekoppelte Steuerwicklung T. Der Magnetkern 6 trägt eine Lastwicklung 8 und eine induktiv hiermit gekoppelte Steuerwicklung 8'.

Die Lastwicklungen 7 und 8 der Magnetverstärker 3 und 4 werden über einen Transformator 9 gespeist, der eine Primärwicklung 10 und zwei Sekundärwicklungen 11 und 12 mit gemeinsamem Mittelpunkt enthält. Die Wicklung 12 speist die Wicklungen 7 und 8 der Verstärker 3 und 4, während die Wicklung 11 einen Polarisationskreis versorgt.

Die Steuerwicklungen T und 8' werden von einer an ihren Klemmen liegenden Steuer-Gleichspannung gespeist.

Die Primärwicklung des Transformators 9 wird von einer Wechselspannungsquelle gespeist. Diese Spannungsquelle kann beispielsweise durch einen Wechselrichter O gebildet werden, der eine Gleichspannung in eine Wechselspannung von Industriefrequenz oder von mittlerer Frequenz, beispielsweise 10 kHz, umformt.

Die Magnetverstärker 3 und 4 werden durch einen parallel zu den Sättigungsdioden 14 und 15 liegenden Widerstand 13 polarisiert. Der Lastkreis des Magnetverstärkers 3 enthält die eine Hälfte der Sekundär-

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wicklung 12, die Wicklung 7, die Diode 14, eine Klemme 16, einen Widerstand 17 und. :eine -Klemme 18. Der Lastkreis des Magnetverstärkers 4 enthält die andere Hälfte, der Sekundärwicklung 12, die Wicklung 8, die DiodelS, die Klemme 16, den Widerstand 17 und die Klemme 18,- - - —— ■-->

Der Steuergleichriehter 2 enthält eine-Anode 19, eine Kathode 20 und eine. Steuerelektrode 21.. Die Elektroden 21 und 20 des GleichrichteES'Ä sind, mit den Klemmen 16" und 18_-an den Enden,:des,Widerstandes 17 verbunden. Die Anode 19 und die Kathode 20 sind an die Klemmen 22 und 23 einer die Last 24 speisenden Gleichstromquelle angeschlossen. Eine parallel, zu den Klemmen, d.er. Last.24. liegende. .Gleich.-richterdiode 25' stellt einen Schutz gegen Überspannungen dar,.die von,,der Last.möglicherweise hervorgerufen werden. Ein aus einer. Spule L und einem Kondensator C bestehender Filter gewährleistet ein einwandfreies Funktionieren der Schaltung in einer Umgebung mit starken industriellen Störungen, beispielsweise in metallurgischen Betrieben oder bei elektrischen Antrieben'.-'- - '^: - --■■ -■ - - -"-

Die Sekundärwicklung 11 des Transformators 9 polarisiert über die Gleichrichterdioden 25 und 26 negativ die Steuerelektrode 21, und zwar nach Filterung über,;de.n;Kondensator G₁ und den Widerstand R. Ein Kondensator 27 schützt die Steuerelektrode 21 gegen hochfrequente Störungen. .. . ; ■ .,...-.-.

Die Wirkungsweise der erläuterten Schaltung ist folgendermaßen: Der Steuergleichrichter 2 ist .beispielsweise ein Halbleiter, der bei Zuführung eines Impulses bestimmter Polarität an die Steuerelektrode in einen ersten .stabilen. Betriebszustand geführt wirdj in dem der Halbleiter stromleitend ist, während bei Zuführung eines Impulses umgekehrter Polarität ein zweiter stabiler Betriebszustand herbeigeführt wird, in dem die Stromleitung durch den Halbleiter unterbrochen ist.

Die Betriebsbedingungen eines derartigen Steuergleichrichters sind so, daß die Anode gegenüber der Kathode positiv sein muß, daß beim Zünden und während der stromleitenden Periode der den Gleichrichter durchfließende Strom im Lastkreis größer als der Haltestrom des Gleichrichters sein muß und daß ferner die Steuerelektrode beim Zünden einen gegenüber der Kathode positiven Impuls und beim Sperren einen gegenüber der Kathode negativen Impuls erhalten muß. Die beiden stabilen Betriebszustände des Steuergleichrichters 2 erhält man daher durch Zuführen positiver oder negativer Impulse an die Steuerelektrode 21. Diese Impulse werden durch den Magnetverstärker 1 geliefert.

Die Wirkungsweise eines derartigen Verstärkers ist bekannt. Die beiden Halbwellen-Magnetverstärker 3 und 4 besitzen die gleichen Kennwerte und werden durch den Widerstand 13 derart polarisiert, daß — wenn den Steuerwicklungen T, 8' keine Steuerspannung zugeführt wird — die Lastwicklungen 7 und 8 gleichzeitig bei 90° stromleitend werden. Die den iWjdejstäftdilf durchfließenden, Ströme, heben sich infolgedessen auf, soidaß.der Magnetverstärker 1 an seinen Ausgangsklemmen 16,18 kein Signal liefert.

Wird dagegen den Steuerwicklungen 7' und 8' eine

5-Steuerspannung foestimrnter^ Polarität zuggführt, _f§o wird JijätLasiwicklung 7,.de.sr.Ver'Stäri;eEs;.3 ,schon bei einem gewissen (von der Größe der Steuerspannung abhängigen) Winkel vor 90° stromleitend, während der Strom in .der. Lastwicklung 8 des Verstärkers 4

ίο erst um diesen Winkel gegenüber 90° später einsetzt. Es tritt infolgedessen an den Klemmen des Widerstandes 17 ein positiver Impuls auf, der den Steuergleichrichter 2 einschaltet.
Führt.man den Wicklungen T, 8' eine Steuerspannung umgekehrter Polarität zu, so wird die Lastwicklung 8 vor der Lastwicklung 7 stromleitend, so daß an den Klemmen des Widerstandes 17 ein negativerImpuls - auftritt,/,durch den der Steuergleiefrrichter 2 gesperrt-wird. ··.--. _;_

Der Polarisationskreis für die Steuerelektrode 21 des •.Gleichrichters. 2 . wird durch, einen in der SekundäE-Halbwicklung 11 des Transformators 9 erzeugten Strom (mit negativer Polarität), gespeist, der durch Jie Dioden 26 und,25 gleichgerichtet und über den Widerstand R und den Kondensator C₁ gefiltert wird-. Durch; diese Polarisation erreicht man bei höheren ;Umgebungstempera,turen eine .bessere Zündstabilität des Gleichrichters 2.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Bistabile .Kippschaltung mit einem - Steüerib!gleichrichter, der durch Eingangsimpulse entrgegengesetzter Polarität, umschaltbar ist, d a .d^:urch .g.ek einzeichnet, daß mit der. Steuerelektrode (21) und der Kathode (20) des - Gleichrichters (2) die Enden eines Widerstandes .'.-- (17). verbunden sind, der über entgegengesetzt gepolte Gleichrichter (14,15) an die beiden Lastwicklungen (7,8) ernes aus zwei Halbwellen-Verstärkern (3,4) bestehenden Magnetverstärkers

(1) angeschlossen ist, so daß der Widerstand (17) von der Differenz der in den Lastwicklungen (7, 8) erzeugten Ströme durchflossen wird, wobei die Polarität des hierbei an den Enden des Wider-.Standes (17) auftretenden, dem Steuergleichrichter

(2) als Eingangsimpuls zugeführten Spannungsimpulses von der Polarität der den Steuerwicklungen (T, 8') des Magnetverstärkers zugeführten Steuerspannung abhängt.

2. Kippschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetverstärker (1)

durch einen Wechselrichter (O) gespeist wird.

3. Kippschaltung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (21) des

Steuergleichrichters (2) negativ polarisiert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1137 077,
1131 269,1135 038.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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