DE1513917C - Schaltungsanordnung zur steuerbaren Speisung eines Verbrauchers aus einer Wechselstromquelle über eine mindestens einen steuerbaren Gleichrichter enthaltende Schalteinrichtung - Google Patents
Schaltungsanordnung zur steuerbaren Speisung eines Verbrauchers aus einer Wechselstromquelle über eine mindestens einen steuerbaren Gleichrichter enthaltende SchalteinrichtungInfo
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- DE1513917C DE1513917C DE1513917C DE 1513917 C DE1513917 C DE 1513917C DE 1513917 C DE1513917 C DE 1513917C
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dahingehend zu verbessern, daß über einen großen praktisch alle Wechselstromvollwellen bzw. -halbwel-
Regelbereich stufenlos die einem Verbraucher züge- len der Stromquelle ausgenutzt. Die Genauigkeit der
führte Leistung verändert werden kann. Regelung liegt darin begründet, daß die Frequenz des
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Impulsgenerators so geändert werden kann, daß eine
löst, daß die Steuereinrichtung eine bistabile Kipp- 5 Vollwelle oder Halbwelle bei hundert Voll- bzw.
stufe zur Abgabe jeweils eines Zündimpulses für die Halbwellen fehlt. Die Leistung kann durch mehr oder
Schalteinrichtung beim Übergang vom ersten auf den weniger fehlende Voll- bzw. Halbwellen somit konti-
zweiten stabilen Zustand und einen die bistabile nuierlich praktisch bis zur vollen Leistung geregelt
Kippstufe jeweils in den ersten stabilen Zustand steu- werden. Wegen dieser stufenlosen Regelung kann die
ernden Impulsgenerator, dessen Frequenz durch die io gewünschte Temperatur ohne Schwankungen gehalten
Steuergröße in einem die Frequenz der Voll- bzw. werden.
Halbwelle der Wechselstromquelle einschließenden Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer
Bereich verstellbar ist, sowie eine Einrichtung zur Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt
Ableitung von Impulsen von der Wechselstromquelle F i g. 1 ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsfür die Steuerung der bistabilen Kippstufe jeweils 15 beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, in dem etwa zu Beginn der Wechselstromvollwellen bzw. die vorliegende Schaltungsanordnung zur Steuerung -halbwellen in den zweiten stabilen Zustand enthält. der Temperatur eines elektrischen Ofens verwendet
Ableitung von Impulsen von der Wechselstromquelle F i g. 1 ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsfür die Steuerung der bistabilen Kippstufe jeweils 15 beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, in dem etwa zu Beginn der Wechselstromvollwellen bzw. die vorliegende Schaltungsanordnung zur Steuerung -halbwellen in den zweiten stabilen Zustand enthält. der Temperatur eines elektrischen Ofens verwendet
In einer vorzugsweisen Ausgestaltung einer erfin- wird,
dungsgemäßen Schaltungsanordnung, bei der die Fig. 2 ein Schaltdiagramm entsprechend der
Schalteinrichtung jeweils zu Beginn einer Wechsel- 20 Fig. 1,
stromvollwelle einen Zündimpuls erhält, besteht die Fig. 3 und 4 gleiche Darstellungen wie Fig. 1
Schalteinrichtung aus zwei antiparallelgeschalteten und 2, die ein zweites Ausführungsbeispiel zeigen,
steuerbaren Gleichrichtern, von denen der erste und
Zündimpulse von der bistabilen Kippstufe erhält, Fig. 5 eine Änderung der Schaltungsanordnung
während für die Lieferung von Zündimpulsen an den 25 nach F i g. 2.
zweiten steuerbaren Gleichrichter eine Einrichtung In F i g. 1 ist ein Impulsgenerator 11 vorgesehen,
von der Art vorgesehen ist, daß der zweite steuerbare der eine Steuergröße mit einer Frequenz erzeugt, die
Gleichrichter immer dann zu Beginn der zugehörigen von der Temperatur eines Ofens 12 abhängig ist.
Halbwelle einen Zündimpuls erhält, wenn in der un- Diese Abhängigkeit ist mit der gestrichelten Linie
mittelbar vorhergehenden Halbwelle der erste Steuer- 30 angedeutet. Die Steuergröße wird an eine bistabile
bare Gleichrichter leitend war. Diese Ausgestaltung Kippstufe 13 angelegt und dient dazu, die bistabile
ist in der bekannten Schaltungsanordnung der ein- Kippstufe 13 in einen ersten Zustand umzuschalten,
gangs beschriebenen Art (französische Patentschrift Die bistabile Kippstufe 13 wird in einen zweiten Zu-
1 354 318) ebenfalls vorhanden. stand durch von einer Wechselstromquelle 14 abge-
In einer alternativen Ausgestaltung einer erfin- 35 leitete Impulse zu Beginn einer Vollwelle dieser
dungsgemäßen Schaltungsanordnung, bei der die Wechselstromquelle 14 umgeschaltet. Jedesmal, wenn
Schalteinrichtung jeweils zu Beginn einer Wechsel- die bistabile Kippstufe 13 in den zweiten Zustand
stromhalbwelle einen Zündimpuls erhält, besteht die gebracht wird, zündet sie einen steuerbaren Gleich-
Schalteinrichtung aus zwei antiparallelgeschalteten richter in einer Schaltungseinrichtung 15, der den
steuerbaren Gleichrichtern, die beide von der bistabi- 40 Stromfluß von der Wechselstromquelle 14 zu dem
len Kippstufe Zündimpulse erhalten. Verbraucher, den Heizelementen des Ofens 12, für
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Dauer einer Vollwelle der Wechselstromquelle 14
der Erfindung kann der Einrichtung zur Ableitung durchleitet.
von Impulsen von der Wechselstromquelle für die Wenn im Betrieb die Temperatur des Ofens 12
Steuerung der bistabilen Kippstufe ein als Synchroni- 45 unter einen vorbestimmten, veränderbaren Wert fällt,
siereinrichtung dienendes Netzwerk zur Phasenver- ist die Frequenz des Impulsgenerators 11 größer als
Schiebung in Voreilrichtung vorgeschaltet sein, wobei diejenige der Wechselstromquelle 14. Daher treibt
der bistabilen Kippstufe eine monostabile Kippstufe der Impulsgenerator 11 während jeder Vollwelle der
nachgeschaltet ist, die ihrerseits die Zündimpulse lie- Wechselstromquelle 14 die bistabile Kippstufe 13 in
fert und für eine derartige Zündimpulsbreite bemes- 5° ihren ersten Zustand, so daß der Gleichrichter in der
sen ist, daß eine Zündung zu Beginn der jeweils Schalteinrichtung 15 sofort bei Beginn der nächsten
nächsten Wechselstromhalbwelle sichergestelltjst. Vollwelle der Wechselstromquelle 14 gezündet wird.
Die Funktionssicherheit der Schaltung kann weiter Wenn indessen der vorbestimmte Wert der Tempera-
dadurch verbessert werden, daß die von der Wechsel- tür im Ofen 12 überschritten wird, fällt die Frequenz
stromquelle abgeleiteten Impulse breiter als die Im- 55 des Impulsgenerators 11 unter die Frequenz der
pulse des Impulsgenerators sind. Wechselstromquelle 14. Es wird also mindestens eine
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eignet Vollwelle der Wechselstromquelle 14 vorhanden sein,
sich besonders für die Verwendung zur elektrischen während der die bistabile Kippstufe 13 noch nicht in
Beheizung eines Ofens, dessen Temperatur als Steuer- den ersten Zustand umgeschaltet wird. Das Ergebnis
größe die Speisung eines elektrischen Heizwiderstan- 60 hiervon ist, daß beim Beginn der nächsten Vollwelle
des steuert. der Wechselstromquelle 14 der steuerbare Gleich-
Der technische Fortschritt der Erfindung liegt in richter in der Schalteinrichtung 15 nicht gezündet
der außerordentlich genau einzustellenden Stromzu- wird und der Stromfluß zu dem Heizelement für minfuhr
zu dem Verbraucher entsprechend dem jeweili- destens eine Vollwelle unterbrochen wird. Somit
gen Wert der Steuergröße, beispielsweise der Tem- 65 können in Abhängigkeit von der Frequenz des Imperatur
des Ofens. Wenn beispielsweise die Tempe- pulsgenerators 11 eine oder mehrere aufeinanderfolratur
des Ofens unterhalb des vorbestimmten Wertes gende Wechselstromvollwellen der Wechselstromfällt
und die volle Leistung erforderlich ist, werden quelle 14 nicht zu dem Verbraucher gelangen.
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F i g. 2 zeigt das vollständige Schaltungsdiagramm. rators 11 den Transistor 31 in den leitenden Zustand
Die Wechselstromquelle 14 liefert Energie an die und den Transistor 35 in den nichtleitenden Zustand
Leitungen 16,17, und außerdem sind ihre Ausgangs- versetzt, was als erster Zustand der bistabilen Kippklemmen
über eine Diode 18, einen Widerstand 19 stufe 13 bezeichnet wird. Die Halbwellen der Wech-
und einen Kondensator 20 in Reihe geschaltet, wo- 5 selstromquelle 14 werden durch die Zenerdiode 41
bei der Kondensator 20 durch eine Reihenschaltung in Rechteckimpulse umgeformt und dann durch den
aus einem Widerstand 22 und einer Zenerdiode 23 Kondensator 42 und den Widerstand 43 differenziert,
überbrückt ist. Diese Bauelemente 18, 19, 20, 22, 23 Die positiven differenzierten Impulse gelangen an die
liefern eine stabilisierte Gleichspannung an die Lei- Basis des Transistors 35 und versetzen den Trantungen
24, 25. xo sistor 35 in den leitenden Zustand und den Transistor
Der Impulsgenerator 11 ist ein Relaxations-Oszil- 31 in den nichtleitenden Zustand, was als zweiter
lator, der einen veränderbaren Widerstand 26, dessen Zustand der bistabilen Kippstufe 13 bezeichnet wird.
Widerstandswert von der Temperatur des Ofens 12 Die Wechselstromquelle 14 dient als Hauptversorabhängt,
und einen Kondensator 27 enthält, die in gungsquelle.
Reihe zwischen den Leitungen 24, 25 geschaltet sind. 15 Die bistabile Kippstufe 13 wird in ihren zweiten
Ein Punkt zwischen dem Widerstand 26 und dem Zustand zu Beginn jeder Vollwelle der Wechselstrom-Kondensator
27 ist an den Emitter eines Unijunction- quelle 14 umgeschaltet, es sei denn, daß sie sich beTransistors
28 angeschlossen, dessen Sekundärbasis reits in dem zweiten Zustand befindet. Wenn daher
an der Leitung 24 anliegt und dessen Primärbasis mit die Frequenz des Impulsgenerators 11 über einem
der Leitung 25 über einen Widerstand 29 verbunden 20 vorbestimmten Wert liegt, wird die bistabile Kippist.
Im Betrieb wird der Kondensator 27 über den stufe 13 stets in ihren ersten Zustand während der
Widerstand 26 aufgeladen, bis der Transistor 28 lei- Vollwelle der Wechselstromquelle 14 umgeschaltet,
tend wird. An diesem Punkt wird der Kondensator so daß eine Ausgangsspannung von der bistabilen
27 über den Widerstand 29 entladen. Die Höhe der Kippstufe 13 zu Beginn jeder Vollwelle der Wechsel-Aufladung
des Kondensators 27 und demzufolge die 25 stromquelle 14 erhalten wird. Wenn indessen die
Frequenz des Impulsgenerators 11 ist somit von dem Frequenz des Impulsgenerators 11 unter dem vorbe-Widerstandswert
des Widerstandes 26 abhängig, der stimmten Wert liegt, wird die bistabile Kippstufe 13
sich mit der erhöhten Temperatur im Ofen 12 erhöht, nicht in den ersten Zustand während einer Vollwelle
wodurch die Frequenz des Impulsgenerators 11 redu- umgeschaltet, und die Ausgangsspannung erscheint zu
ziert wird. 30 Beginn der nächsten Vollwelle, da die bistabile Kippln
einer anderen Ausführungsform ist der Wider- stufe 13 nicht in ihren zweiten Zustand umgeschaltet
stand 26 ein lichtempfindlicher Widerstand, dessen wurde.
Wert durch die Stellung eines Galvanometerannes Die Schalteinrichtung 15 zur Steuerung des Strombestimmt wird, der den Lichtstrahl unterbricht, der fiusses in dem Verbraucher, Ofenheizelemente 46,
auf den Widerstand 26 fällt. Die Stellung des Armes 35 enthält einen steuerbaren Gleichrichter 45, dessen
wird durch zwei entgegengesetzt gerichtete Ströme Kathode an der Leitung 17 anliegt und dessen Anode
bestimmt, von denen einer veränderbar ist, um die mit der Leitung 16 über die Ofenheizelemente 46 vergewünschte
Ofentemperatur einzustellen, und der an- bunden ist. Die Leitungen 16, 17 sind ferner miteindere
von der wirksamen Ofentemperatur abhängig ist. ander durch eine Reihenschaltung verbunden, die eine
Die bistabile Kippstufe 13 enthält einen n-p-n- 40 Diode 47, einen Kondensator 48 und einen zweiten
Transistor 31, dessen Emitter an der Leitung 25 an- steuerbaren Gleichrichter 49 enthält. Ein Punkt zwiliegt
und dessen Kollektor mit der Leitung 24 über sehen dem Kondensator 48 und dem steuerbaren
einen Widerstand 32 verbunden ist und dessen Basis Gleichrichter 49 ist mit der Anode des steuerbaren
mit der Leitung 24 über eine Diode 33 und einen Gleichrichters 45 verbunden, und ein Punkt zwischen
Widerstand 34 in Reihe geschaltet ist. Ein Punkt zwi- 45 der Diode 47 und dem Kondensator 48 ist über einen
sehen der Diode 33 und dem Widerstand 34 ist mit Widerstand 51 mit der Steuerelektrode des steuerdem
Kollektor eines zweiten n-p-n-Transistors 35 ver- baren Gleichrichters 49 verbunden,
bunden, dessen Emitter an der Leitung 25 anliegt und Die Ausgangsspannung der bistabilen Kippstufe 13
dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors 31 wird von dem Kollektor des ersten Transistors 31 abüber
eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 36 5° genommen und an eine Seite eines Kondensators 52
und einem Kondensator 37 verbunden ist. gelegt, dessen andere Seite mit der Steuerelektrode
Die bistabile Kippstufe 13 empfängt Eingangs- des steuerbaren Gleichrichters 45 und über eine Diode
signale vom Impulsgenerator 11 und der Wechsel- 53 mit der Leitung 17 verbunden ist. Angenommen,
stromquelle 14. Die Steuergröße des Impulsgenerators daß zu Beginn einer positiven Vollwelle der Wech-11
wird über eine Diode 38 zugeführt, deren Anode 55 selstromquelle 14 die bistabile Kippstufe 13 in ihren
an der Sekundärbasis des Transistors 28 angeschlos- zweiten Zustand umgeschaltet wurde, dann zündet
sen ist und dessen Kathode mit der Basis des Tran- die Ausgangsspannung der bistabilen Kippstufe 13
sistors 31 verbunden ist. Um Impulse von der Wech- den steuerbaren Gleichrichter 45, so daß Strom zu
selstromquelle 14 zu erhalten, ist ein Widerstand 39 den Heizelementen 46 fließt und der Kondensator 48
und eine Zenerdiode 41 an den Leitungen 16, 17 60 über die Diode 47 und den steuerbaren Gleichrichter
angeschlossen und die Zenerdiode 41 durch eine 45 aufgeladen wird. Nach der ersten Hälfte der posi-Reihenschaltung
eines Kondensators 42 und eines tiven Halbwelle beginnt der Kondensator 48 sich zu
Widerstandes 43 überbrückt. Ein Punkt zwischen dem entladen, und bei der Beendigung der positiven HaIb-Kondensator
42 und dem Widerstand 43 ist mit der welle wird der steuerbare Gleichrichter 45 durch die
Basis des Transistors 35 über eine Diode 44 verbun- 65 umgekehrte Spannung abgeschaltet, die an dem
den. Gleichrichter 45 anliegt. Der Kondensator 48 wird
Die bistabile Kippstufe 13 arbeitet in einer be- weiter über den Widerstand 51 und die Steuerelekkannten
Art, wobei die Steuergröße des Impulsgene- trode und die Kathode des steuerbaren Gleichrichters
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49 entladen, so daß dieser Gleichrichter 49 gezündet Kippstufen 56, 13 α und 57. Der Zweck der Verwenwird
und Strom weiterhin durch die Heizelemente 46 dung getrennter stabilisierter Spannungen besteht darüber
den steuerbaren Gleichrichter 49 fließt. Am in, die Gefahr eines unerwünschten Schaltens bei
Ende der negativen Halbwelle wird der steuerbare zwei oder mehr Schaltungen, die von derselben
Gleichrichter durch die umgekehrte Spannung abge- 5 Wechselstromquelle 14 α zwischen den Klemmen 61
schaltet, und die Anordnung ist derart, daß zu dieser und 62 gespeist werden, zu verringern.
Zeit der Kondensator 48 vollständig entladen ist. Das Netzwerk 54 liefert eine Eingangsspannung an
Zeit der Kondensator 48 vollständig entladen ist. Das Netzwerk 54 liefert eine Eingangsspannung an
Die bistabile Kippstufe 13 kann zeitweise einen den Rechteckgenerator 55, der eine Tunneldiode 67
Zustand einnehmen, bei dem beide Transistoren 31, enthält, die die erforderliche Ausgangsspannung
35 leitend sind, und zwar dann, wenn zwei Impulse io rechteckiger Wellenform liefert. Diese Ausgangsspangleichzeitig
eintreffen. Da indessen die Ausgangsspan- nung wird an die Basis eines Transistors 68 in der
nung vom Transistor 31 abgenommen wird, ist die Differenzierschaltung 56 angelegt, die in einer be-Ausgangsspannung
die gleiche, als ob die bistabile kannten Art wirkt und negative und positive Aus-Kippstufe
13 in ihrem ersten Zustand wäre. Darüber gangsimpulse zu Beginn und zum Ende jeder Rechthinaus
ist die Anordnung so, daß die Impulse vom 15 eckwelle erzeugt. Die positiven Impulse werden durch
Impulsgenerator 11 kürzer sind als diejenigen von eine Diode 69 geleitet, während die negativen Impulse
der Wechselstromquelle 14. Wenn zwei Impulse an die Basis eines Transistors 71 in der bistabilen
gleichzeitig eintreffen, wird die bistabile Kippstufe 13 Kippstufe 13 α angelegt werden. Die bistabile Kippzuerst
in ihren ersten Zustand umgeschaltet und dann stufe 13 α enthält einen zweiten Transistor 72. Sie
in ihren zweiten Zustand, in dem die Ausgangsspan- 20 kann zwei Schaltzustände annehmen, und zwar sind
nung erzeugt wird. entweder beide Transistoren 71, 72 ein- oder ausge-
Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 und 2 schaltet. Die Basis des Transistors 72 empfängt die
arbeitet befriedigend, jedoch eine weitergebildete, Steuergröße vom Impulsgenerator 11 α. Bei ausgeverbesserte
Schaltungsanordnung ist in den F i g. 3 schalteten Transistoren 71, 72 und beim Empfang
und 4 gezeigt. Die Bauelemente, die denjenigen von 25 eines negativen Signals von der Differenzierschaltung
Fig. 1 und 2 entsprechen, haben gleiche Bezugs- 56 wird die bistabile Kippstufe 13a in ihren ersten
zeichen mit dem Zusatz a. In diesem Ausführungs- Zustand geschaltet, bei dem die Transistoren 71, 72
beispiel werden die von der Wechselstromquelle 14 α eingeschaltet werden. Dabei wird mittels eines Konabgeleiteten
Impulse einer bistabilen Kippstufe 13 α densators 73 und eines Widerstandes 74 ein negativer
über ein Filternetzwerk 54 zugeführt, das die Phase 30 Impuls erzeugt, der die monostabile Kippstufe 57
der Impulse leicht in Voreilrichtung verschiebt. Ein steuert.
Rechteckgenerator 55 formt die Ausgangsspannung Die Zündimpulse der Kippstufe 56 sind breiter als
des Netzwerkes 54 in eine rechteckige Wellenform die Steuerimpulse des Impulsgenerators 11 a. Falls
um. An dem Rechteckgenerator 55 ist eine Differen- gleichzeitig zwei Impulse ankommen sollten, wird
zierschaltung 56 angeschlossen. Darüber hinaus trig- 35 eine Ausgangsspannung bei Beendigung des Steuergert
die bistabile Kippstufe 13 α die steuerbaren impulses wie in F i g. 2 erhalten.
Gleichrichter in der Schalteinrichtung 15 α nicht Die Zündimpulse der bistabilen Kippstufe 13 a direkt, sondern es ist eine monostabile Kippstufe 57 werden an die Basis eines Transistors 75 in der vorgesehen, die ihrerseits die Schalteinrichtung 15 α monostabilen Kippstufe 57 angelegt, so daß Strom in mit den steuerbaren Gleichrichtern triggert. Die zu- 4° der Primärwindung 76 eines Transformators fließt, sätzlichen Bauelemente dienen dazu, die bistabile der in den Kollektorstromkreis des Transistors 75 ge-Kippstufe 13 α kurz vor dem Ende einer negativen schaltet ist. Eine Rückkopplungswindung 77 ist in Halbwelle der Wechselstromquelle 14 α zu triggern, dem Basisstromkreis des Transistors 75 enthalten, so so daß ein Zündimpuls an die Schalteinrichtung 15 α daß der Stromfluß in der Primärwindung 76 schnell mit den Gleichrichtern durch die monostabile Kipp- 45 durch die regenerative Wirkung aufgebaut wird, bis stufe 57 während der negativen Halbwelle angelegt entweder der Transformator gesättigt ist oder der wird. Dieser Zündimpuls hat jedoch keine Wirkung Transistor 75 nicht länger einen anwachsenden Strom bis zum Beginn der nächsten positiven Halbwelle. Die zu der Windung 76 liefern kann. Wie vorstehend aus-Vollwelle der monostabilen Kippstufe 57 muß länger geführt, ist die Schalteinrichtung 15 α identisch der sein als die Verzögerung, die durch das Netzwerk 54 50 Schalteinrichtung 15 in F i g. 2. Die Ausgangsspaneingeführt wird. Diese Änderung in der Schaltungs- nung der Sekundärwindung 78 des Transformators anordnung stellt sicher, daß die steuerbaren Gleich- wird zwischen die Steuerelektrode und die Kathode richter unmittelbar am Beginn einer positiven Halb- des steuerbaren Gleichrichters 45 angelegt,
welle gezündet werden; in den Fig. 1 und 2 kann In den beiden oben beschriebenen Ausführungsunter gewissen Umständen eine leichte Verzögerung 55 beispielen steht die Zeit einer vollen Periode für die in der Zündung des Gleichrichters 45 wegen der Stromzufuhr zum Verbraucher zur Verfügung. Falls Schaltzeit der Schaltungsanordnung eintreten. es jedoch erwünscht ist, kann die Stromzufuhr so
Gleichrichter in der Schalteinrichtung 15 α nicht Die Zündimpulse der bistabilen Kippstufe 13 a direkt, sondern es ist eine monostabile Kippstufe 57 werden an die Basis eines Transistors 75 in der vorgesehen, die ihrerseits die Schalteinrichtung 15 α monostabilen Kippstufe 57 angelegt, so daß Strom in mit den steuerbaren Gleichrichtern triggert. Die zu- 4° der Primärwindung 76 eines Transformators fließt, sätzlichen Bauelemente dienen dazu, die bistabile der in den Kollektorstromkreis des Transistors 75 ge-Kippstufe 13 α kurz vor dem Ende einer negativen schaltet ist. Eine Rückkopplungswindung 77 ist in Halbwelle der Wechselstromquelle 14 α zu triggern, dem Basisstromkreis des Transistors 75 enthalten, so so daß ein Zündimpuls an die Schalteinrichtung 15 α daß der Stromfluß in der Primärwindung 76 schnell mit den Gleichrichtern durch die monostabile Kipp- 45 durch die regenerative Wirkung aufgebaut wird, bis stufe 57 während der negativen Halbwelle angelegt entweder der Transformator gesättigt ist oder der wird. Dieser Zündimpuls hat jedoch keine Wirkung Transistor 75 nicht länger einen anwachsenden Strom bis zum Beginn der nächsten positiven Halbwelle. Die zu der Windung 76 liefern kann. Wie vorstehend aus-Vollwelle der monostabilen Kippstufe 57 muß länger geführt, ist die Schalteinrichtung 15 α identisch der sein als die Verzögerung, die durch das Netzwerk 54 50 Schalteinrichtung 15 in F i g. 2. Die Ausgangsspaneingeführt wird. Diese Änderung in der Schaltungs- nung der Sekundärwindung 78 des Transformators anordnung stellt sicher, daß die steuerbaren Gleich- wird zwischen die Steuerelektrode und die Kathode richter unmittelbar am Beginn einer positiven Halb- des steuerbaren Gleichrichters 45 angelegt,
welle gezündet werden; in den Fig. 1 und 2 kann In den beiden oben beschriebenen Ausführungsunter gewissen Umständen eine leichte Verzögerung 55 beispielen steht die Zeit einer vollen Periode für die in der Zündung des Gleichrichters 45 wegen der Stromzufuhr zum Verbraucher zur Verfügung. Falls Schaltzeit der Schaltungsanordnung eintreten. es jedoch erwünscht ist, kann die Stromzufuhr so
F i g. 4 zeigt ein Schaltungsdiagramm, das demjeni- geregelt werden, daß der Strom für die Dauer einer
gen von Fig. 3 entspricht, bei dem jedoch die Halbwelle zugeführt wird. Dieses kann ausgeführt
Schalteinrichtung 15 α fortgelassen ist. Sie ist identisch 60 werden in einer sehr einfachen Weise, indem die
mit derjenigen der Fig. 2. Die Klemmen 58, 59 sind Wechselstromquelle 14 die bistabile Kippstufe 13 am
an die Wechselstromquelle 14 α angeschlossen. An Beginn jeder Halbwelle an Stelle jeder Vollwelle
den Klemmen 61, 62 liegt eine gleichgerichtete, ge- steuert und indem der eine oder der andere steuerglättete
Spannung der Wechselstromquelle 14 a. Ein bare Gleichrichter 45, 49 hierbei leitend wird. Die
Widerstand 63 und eine Zenerdiode 64 liefern eine 65 zum Zünden des Gleichrichters 49 dienenden Baustabilisierte
Spannung zum Impulsgenerator 11 α. Ein elemente werden nicht mehr benötigt, wenn der
getrennter Widerstand 65 und eine Zenerdiode 66 steuerbare Gleichrichter 45 abgeschaltet wird,
liefern eine stabilisierte Spannung an die bistabilen In F i g. 5 ist eine Änderung der Schaltungsanord-
liefern eine stabilisierte Spannung an die bistabilen In F i g. 5 ist eine Änderung der Schaltungsanord-
nung gemäß F i g. 2 gezeigt, die mit einer Halbwellensteuerung versehen ist. Die Bauelemente 47,48, 51
sind fortgelassen. Der Zündimpuls wird von der bistabilen Kippstufe 13 an die Steuerelektroden der
beiden Gleichrichter 45, 49 angelegt. An Stelle der Bauelemente 39, 41, 42, 43 sind die Leitungen 16,17
an eine Primärwicklung 81 eines Transformators angelegt. Die Sekundärwicklung 82 liegt an den Anoden
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von Dioden 83, 84, deren Kathoden über einen Widerstand 85 und einen Kondensator 86 in Reihe
mit der Basis des Transistors 33 verbunden sind. Ein Punkt zwischen dem Widerstand 85 und dem Kondensator
86 ist über eine Zenerdiode 87 mit der Mittelanzapfung der Sekundärwindung 82 verbunden.
Die bistabile Kippstufe 13 empfängt eine Eingangsspannung zu Beginn jeder Halbwelle.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zur steuerbaren Spei- generators (11) sind.
sung eines Verbrauchers aus einer Wechselstrom- 6. Schaltungsanordnung nach einem der Anquelle
über eine mindestens einen steuerbaren 5 sprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die VerGleichrichter
enthaltende Schalteinrichtung mit Wendung zur elektrischen Beheizung eines Ofens,
einer derartigen Steuereinrichtung, daß die Schalt- dessen Temperatur als Steuergröße die Speisung
einrichtung jeweils zu Beginn einer Wechselstrom- eines elektrischen Heizwiderstandes steuert,
vollwelle oder -halbwelle einen Zündimpuls zum
vollwelle oder -halbwelle einen Zündimpuls zum
Einschalten erhält, jedoch entsprechend dem je- io
weiligen Wert einer Steuergröße periodisch für
eine oder mehrere Wechselstromvollwellen bzw. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs-
-halbwellen der Zündimpuls ausbleibt, dadurch anordnung zur steuerbaren Speisung eines Verbraugekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung chers aus einer Wechselstromquelle über eine mindeeine
bistabile Kippstufe (13; 13«) zur Abgabe je- 15 stens einen steuerbaren Gleichrichter enthaltende
weils eines Zündimpulses für die Schalteinrichtung Schalteinrichtung mit einer derartigen Steuereinrich-(15;
15«) beim Übergang vom ersten auf den tung, daß die Schalteinrichtung jeweils zu Beginn
zweiten stabilen Zustand und einen die bistabile einer Wechselstromvollwelle oder -halbwelle einen
Kippstufe (13; 13«) jeweils in den ersten stabilen Zündimpuls zum Einschalten erhält, jedoch entspre-Zustand
steuernden Impulsgenerator (11; 11«), 2° chend dem jeweiligen Wert einer Steuergröße periodessen
Frequenz durch die Steuergrüße in einem disch für eine oder mehrere Wechselstromvollwellen
die Frequenz der Voll- bzw. Halbwelle der Wech- bzw. -halbwellen der Zündimpuls ausbleibt,
selstromquelle (14; 14«) einschließenden Bereich Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt verstellbar ist, sowie eine Einrichtung (39, 41 bis (französische Patentschrift 1 354 318). Die bekannte 44; 54 bis 56; 81 bis 87) zur Ableitung von Im- 25 Schalteinrichtung besitzt zwei parallelgeschaltete, pulsen von der Wechselstromquelle (14; 14«) für steuerbare Gleichrichter, die in Reihe mit dem Verdie Steuerung der bistabilen Kippstufe (13; 13«) braucher an der Wechselstroinquelle liegen. Zur Erjeweils etwa zu Beginn der Wechselstromvollwel- zeugung der Zündimpulse für den einen Gleichrich-Ien bzw. -halbwellen in den zweiten stabilen Zu- ter bei Beginn einer jeden Vollwelle ist ein an einer stand enthält. 3° steuerbaren Gleichstromquelle angeschlossener Kon-
selstromquelle (14; 14«) einschließenden Bereich Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt verstellbar ist, sowie eine Einrichtung (39, 41 bis (französische Patentschrift 1 354 318). Die bekannte 44; 54 bis 56; 81 bis 87) zur Ableitung von Im- 25 Schalteinrichtung besitzt zwei parallelgeschaltete, pulsen von der Wechselstromquelle (14; 14«) für steuerbare Gleichrichter, die in Reihe mit dem Verdie Steuerung der bistabilen Kippstufe (13; 13«) braucher an der Wechselstroinquelle liegen. Zur Erjeweils etwa zu Beginn der Wechselstromvollwel- zeugung der Zündimpulse für den einen Gleichrich-Ien bzw. -halbwellen in den zweiten stabilen Zu- ter bei Beginn einer jeden Vollwelle ist ein an einer stand enthält. 3° steuerbaren Gleichstromquelle angeschlossener Kon-
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei densator mit einer dazu in Reihe liegenden und an
der die Schalteinrichtung (15; 15«) jeweils zu Be- der Wechselstromquelle angeschlossenen Induktivität
ginn einer Wechselstromvollwelle einen Zünd- vorgesehen. Die impulsförmige Spannung an der Inimpuls
erhält, dadurch gekennzeichnet, daß die duktivität wird von der Ladespannung des Konden-Schalteinrichtung
(15; 15«) aus zwei antiparallel- 35 sators überlagert. Das auf diese Weise erhaltene
geschalteten steuerbaren Gleichrichtern (45, 49) Signal ist der Ziindimpuls für den steuerbaren Gleichbesteht,
von denen der erste (45) Zündimpulse richter. Bei jeder Zündung entlädt sich der Kondenvon
der bistabilen Kippstufe (13; 13«) erhält, sator. Der andere steuerbare Gleichrichter wird in
während für die Lieferung von Zündimpulseii an Abhängigkeit von dem ersten steuerbaren Gleichrichden
zweiten steuerbaren Gleichrichter (49) eine 40 ter jeweils in der auf die Zündung dieses Gleichrich-Einrichtung
(47, 48, 51) von der Art vorgesehen ters folgenden Halbwelle gezündet.
ist, daß der zweite steuerbare Gleichrichter (49) Wegen des konstanten Wechselspannungsanfalls an
immer dann zu Beginn der zugehörigen Halbwelle der Induktivitäf bestimmt der zeitliche Anstieg der
einen Zündiinpuls erhält, wenn in der unmittelbar Ladespannung des Kondensators jeweils die Vollvorhergehenden
Halbwelle der erste steuerbare 45 welle, bei deren Beginn der erste steuerbare Gleich-Gleichrichter
(45) leitend war. richter gezündet wird. Bei dieser bekannten Schal-
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei tungsanordnung ist die Regelung des Stromflusscs
der die Schalteinrichtung (15; 15«) jeweils zu Be- durch den Verbraucher nur sehr grob möglich; denn
ginn einer Wechselstromhalbwelle einen Zünd- bei einer nur geringfügigen Verringerung des Ladeimpuls
erhält, dadurch gekennzeichnet, daß die 50 stromes des Kondensators gegenüber dem für eine
Schalteinrichtung (15; 15«) aus zwei antiparallel- Zündung bei jeder Vollwelle nötigen Ladestrom wird
geschalteten steuerbaren Gleichrichtern (45, 49) der Gleichrichter nur bei jeder zweiten Vollwelle gebesteht,
die beide von der bistabilen Kippstufe zündet. Dies entspricht einer sprunghaften Verminde-(13;
13«) Zündinipulse erhalten. rung der dem Verbraucher zugeführten Leistung um
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 55 50 "/0. Zwischen der Maximalleistung und der dar-3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung unterliegenden Leistung gibt es also einen großen
(56) yur Ableitung von Impulsen von der Wech- I.eistungssprung.
selstromquelle (14«) für die Steuerung der bista- Es ist zwar bekannt, die Leistung auch zwischen
l)ilcii Kippstufe (13«) ein Netzwerk (54) zur 100 und 50"/u bei einer ähnlichen Wechselstrom-Phasenverschiebung
in Voreilrichtung enthält und fio Steuerschaltung stufenlos dadurch zu regeln, daß bei
daß der bistabilen Kippstufe (13«) eine mono- einer bestimmten Zahl von Vollwellen, z.B. drei,
stabile Kippstufe (57) nachgeschaltet ist, die ihrer- eine bestimmte Anzahl, z.B. eine, nicht dem Verseits
die Zündinipulse liefert und für eine der- braucher zugeführt wird (britische Zeitschrift »Direct
artige Zündimpulsbreite bemessen ist, daß eine Current«, Januar 1°62, Seite 20,21), doch ist es
Zündung zu Beginn der jeweils nächsten Wechsel- 65 nicht bekannt, mit welchen Schaltungsanordnungen
stronihalbwelle sichergestellt ist. dies erreicht werden soll.
5. Schaltungsanordnung nach einem der An- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
sprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art
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