DE1246023B

DE1246023B - Impulsgenerator-Schaltung mit einem schaltbaren Halbleitergleichrichter und einer Vierschichtdiode

Info

Publication number: DE1246023B
Application number: DEL42951A
Authority: DE
Inventors: Maurice James Wright; Frederick Herbert Laishley
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1961-09-18
Filing date: 1962-09-13
Publication date: 1967-08-03
Also published as: NL283356A; GB1031453A; US3197716A; JPS3915166B1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

IntCl.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al-36/02

Nummer: 1246 023

Aktenzeichen: L 42951 VIII a/21 a

Anmeldetag: 13. September 1962

Auslegetag: 3. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Impulsgenerator-Schaltung.

Als Schaltungselemente sind sogenannte Thyratron-Transistoren bekanntgeworden. Ein Thyratron-Transistor wird in den leitenden Zustand versetzt, indem ein positiver Impuls an dessen Emitter angelegt wird. Durch Anlegung eines negativen Impulses an den Emitter, wird "der Thyratron-Transistor abgeschaltet. Es tritt jedoch bei Verwendung dieses Schaltelementes eine gewisse Schwierigkeit auf, die darin besteht, daß bei diesem Transistor der Hauptstrom über die Emitter- und Kollektorklemmen fließt. Dieser Strom muß sehr sorgfältig gesteuert werden, um eine unbeabsichtigte plötzliche Spannungsänderung am Emitter zu vermeiden, da der Thyratron-Transistor hierdurch leicht ungewollt abgeschaltet werden kann, wodurch Störungen in der Schaltung auftreten könnenr -

Weiterhin sind steuerbare Halbleiter-Gleichrichter bekanntgeworden, die die Eigenschaft besitzen, daß sie durch Anlegung eines positiven Impulses an ihre Steuerelektrode (Tor) in den leitenden Zustand versetzt werden und in dem leitenden Zustand verbleiben, auch wenn der Impuls aufgehoben wird, bis der Anoden-Kathodenstrom praktisch auf Null abfällt.

Gegenüber diesen beiden bekannten Schaltelementen wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung ein an sich bekannter »schaltbarer Gleichrichter« verwendet, der eine zusätzliche Eigenschaft aufweist, indem er durch einen positiven Impuls, der an die Steuerelektrode angelegt wird, in den leitenden Zustand versetzt wird und durch einen negativen Impuls sofort abgeschaltet wird. Alle Spannungsänderungen in dem Anoden-Kathodenstromkreis haben auf den Zustand der Leitfähigkeit des schaltbaren Gleichrichters keinerlei Einfluß, so daß er sowohl dem Thyratron-Transistor , als auch dem steuerbaren Gleichrichter technisch weit überlegen ist.

Ferner werden bei der vorliegenden Schaltung noch Vierschichtdioden verwendet, von denen es in der Hauptsache zwei Arten gibt. Die eine Art ist eine sogenannte Shockley-Vierschichtdiode, die die Eigenschaft hat, daß sie bei ansteigender positiver Spannung zwischen deren Anoden und Kathode zündet und dann leitend wird. Bei negativer Spannung wird diese Diode überhaupt nichtleitend, sondern bleibt abgeschaltet.

Die zweite Art ist eine sogenannte Dynistor-Vierschichtdiode, deren Merkmal es ist, daß sie bei einer gewissen negativen Spannung zündet, jedoch bei einer positiven Spannung zwischen deren Anode und Kathode leitend wird.

Impulsgenerator-Schaltung mit einem
schaltbaren Halbleitergleichrichter
und einer Vierschichtdiode

Anmelder:

Joseph Lucas (Industries) Limited,
Birmingham (Großbritannien)

Vertreter:^-

DipL-Ing. W. Cohausz, Dipl.-Ing. W. Florack
und Dipl.-Ing. K.-H. Eissel, Patentanwälte,
Düsseldorf, Schumannstr. 97

Als Erfinder benannt:

Maurice James Wright, HarHorne, Birmingham;

Frederick Herbert Laishley,

Solihull, Warwickshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 18. September 1961
(33 321), ,"
vom 3. September 1962

Gemäß der vorhegenden Erfindung wird eine Impulsgenerator-Schaltung vorgeschlagen, die dadurch ausgezeichnet ist, daß ein bekannter mit einer Steuerelektrode versehener schaltbarer Gleichrichter mit seiner Anode über einen Widerstand an einer positiven Klemme und mit seiner Kathode an einer negativen Klemme anliegt und ferner ein erster Kondensator vorgesehen ist, der derart geschaltet ist, daß er aufgeladen wird, wenn sich der schaltbare Gleichrichter in seinem nichtleitenden Zustand befindet und eine Dynistor- bzw. Shockley-Vierschichtdiode derart zwischen dem Kondensator und der Steuerelektrode geschaltet ist, daß sie zündet, wenn die Spannung am ersten Kondensator einen vorbestimmten Wert erreicht hat, so daß der Kondensator entladen und der schaltbare Gleichrichter in seinen leitenden Zustand versetzt wird und ferner dadurch ausgezeichnet ist, daß ein zweiter Kondensator vorgesehen ist, der so geschaltet ist, daß er aufgeladen wird, wenn der schaltbare Gleichrichter sich in seinem leitenden Zustand befindet und eine zweite Dynistor- bzw. Shockley-Vierschichtdiode derart

709 619/575

Claims

zwischen dem zweiten Kondensator und der Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters geschaltet ist, daß sie zündet, wenn der zweite Kondensator eine vorbestimmte Spannungshöhe erreicht hat und hierdurch der schaltbare Gleichrichter abgeschaltet wird. Die Zeichnung zeigt an Hand von Schaltskizzen drei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 sind zwei Klemmen 4 und 5 vorgesehen, die an den positiven bzw. negativen Pol einer Spannungsquelle angeschlossen sind. Die Klemme 5 ist zweckmäßigerweise geerdet. Sie ist mit der Kathode eines schaltbaren Gleichrichters 6 verbunden, dessen Anode über eine Belastung 7 an die Klemme 4 angelegt ist. Die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters 6 ist über zwei parallele Stromkreise mit der KlemmeS verbunden; der eine dieser Stromkreise weist eine Dynistor-Vierschichtdiode 8 und einen in Reihe geschalteten Kondensator 9 auf, während der andere Stromkreis in Reihe eine Dynistor-Vierschichtdiode 10 und einen Kondensator 11 enthält. Eine Stelle zwischen der Dynistor-Vierschichtdiode 8 und dem Kondensator 9 ist über einen Widerstand 12 mit der Anode verbunden, während eine Stelle zwischen der Dynistor-Vierschichtdiode 10 und dem Kondensatorll über einen Widerstand 13 und einen in Reihe liegenden Kondensator 14 an die Anode angeschlossen ist. Eine Stelle zwischen dem Widerstand 13 und dem Kondensator 14 ist an die Klemme 5 über einen WiderstandlS angelegt, der auch durch eine Diode ersetzt werden könnte. Wenn der Multivibrator im Betrieb an einer Spannungsquelle angelegt ist und der-schaltbare Gleichrichter 6 nichtleitend ist, wird der Kondensator 9 aufgeladen, bis seine Spannung einen Wert erreicht, bei dem die Dynistor-Vierschichtdiode 8 zündet. In diesem Augenblick entlädt sich der Kondensator 9 und versetzt den schaltbaren Gleichrichter 6 in seinen leitenden Zustand. Während der Periode, in der der schaltbare Gleichrichter 6 nichtleitend ist, wird der Kondensator 14 auch aufgeladen. Sobald der schaltbare Gleichrichter 6 leitend wird, entlädt sich der Kondensator 14 in den kleineren Kondensator 11. Die Spannung des Kondensators 11 steigt an, bis ein Wert erreicht ist, bei dem die Dynistor-Vierschichtdiode 10 zündet. In diesem Augenblick wird durch die Entladung des Kondensators 11 der schaltbare Gleichrichter 6 in den nichtleitenden Zustand versetzt. Der Zyklus setzt sich fort,, bis die Spannungsquelle entfernt bzw. abgeschaltet wird. Die Spannung des frei schwingenden Multivibrators wird an den Klemmend und B abgenommen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist ein Widerstand 17 zwischen den Widerstand 12 und der Anode zwischengeschaltet. Eine Zener-Diode 18 liegt zwischen'der KlemmeS und einem Punkt, der sich zwischen den Widerständen 12 und 17 befindet. Ein Widerstand 19 ist zwischen den Widerstand 13 und den Kondensator 14 geschaltet, während eine zweite Zenerdiode 20 zwischen der Klemme 5 und eine Stelle zwischen den Widerständen 13 und 19 angeordnet ist. Die zusätzlichen Komponenten bestimmen die Ladespannungen der Kondensatoren 9 und 11, so daß die Schwingungsdauer des Multivibrators durch Schwankungen der Speisespannung nicht beeinflußt wird. Die Steuerelektrode des schalt- baren Gleichrichters 6 ist vorzugsweise über einen Widerstand 16 mit der KlemmeS verbunden. Auch hier wird die Spannung an den Klemmen A und B abgenommen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind Klemmen 21 und 22 sowie ein schaltbarer Gleichrichter 23 vorgesehen, dessen Anoden- und Kathodenverbindungen mit der ersten Ausführungsform übereinstimmen. Die Belastung ist mit 24 bezeichnet. ίο Die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters 23 ist über parallele Stromkreise an die Klemme 22 angeschlossen; der eine dieser Stromkreise enthält einen Widerstand 25, während der andere eine Shockley-Vierschichtdiode 26 und einen damit in Reihe liegenden Kondensator 27 umfaßt. Eine Stelle zwischen der Vierschichtdiode 26 und dem Kondensator 27 ist über einen veränderbaren Widerstand 28 mit der Anode verbunden. Die Steuerelektrode des schaltbaren Gleichrichters ist ferner über einen Kondensator 29 und einen in Reihe liegenden Widerstand 30 an die Klemme 21 angeschlossen, während eine Stelle zwischen dem Kondensator 29 und dem Widerstand 30 über eine Dynistor-Vierschichtdiode 31 o und einen damit in Reihe liegenden Kondensator 32 mit der Klemme 21 verbunden ist. Eine Stelle zwischen der Dynistor-Vierschichtdiode 31 und dem Kondensator 32 ist über einen veränderbaren Widerstand 33 an die Anode des schaltbaren Gleichrichters angeschlossen. Wenn im Betrieb der schaltbare Gleichrichter 23 nichtleitend ist, wird der Kondensator 27 aufgeladen, bis die Shockley-Vierschichtdiode 26 zündet. In diesem Augenblick wird durch Entladung des Kondensators 27 der schaltbare Gleichrichter 23 leitend. Der Kondensator 32 wird jetzt aufgeladen, bis die Dynistor-Vierschichtdiode 31 zündet. In diesem Augenblick erfolgt eine Entladung des Kondensators 32, wodurch der schaltbare Gleichrichter 23 in seinen nichtleitenden Zustand versetzt wird. Die Länge der Perioden der Leitfähigkeit und Nichtleitfähigkeit kann mittels der veränderbaren Widerstände 28 und 33 geregelt werden. Die Impulse des Multivibrators werden an den Klemmen A und B abgenommen. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sind so dargestellt, daß in F i g. 1 und 2 nur Dynistor-Vierschichtdioden vorgesehen sind und in Fig. 3 eine Dynistor- und eine Shockley-Vierschichtdiode verwendet werden. Indessen ist es einem Fachmann leicht möglich, die Schaltungen ohne jede erfinderische Maßnahme so zu verändern, daß entweder nur Dynistor- oder nur Shockley-Vierschichtdioden anwendbar sind. Insbesondere, da Shockley-Dioden leichter erhält-Hch sind. Patentansprüche:

1. Impulsgenerator-Schaltung mit einem schaltbaren Halbleitergleichrichter und einer Vierschichtdiode, dadurch gekennzeichnet, daß ein bekannter mit einer Steuerelektrode versehener schaltbarer Gleichrichter (6, 23) mit seiner Anode über einen Widerstand (7, 24) an einer positiven Klemme (4, 21) und mit seiner Kathode an einer negativen Klemme (5,22) anliegt und ferner ein erster Kondensator (9) vorgesehen ist, der derart geschaltet ist, daß er aufgeladen wird, wenn sich der schaltbare Gleich-