DE1588601A1 - Gleichspannungsstabilisator mit Vorregulator - Google Patents

Description

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Carl Olof Olsson, Bromma, Schweben

Gleichspannungsstabilisator mit Vorregulator

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Gleichspannungsstabilisatoren und insbesondere Stabilisa·*· toren mit Vorregulator.

Gleichspannungsstabilisatoren mit Vorregulatoren sind schon bekannt, sind jedoch relativ teuer und kompliziert. Die eine Type enthält einen einstellbaren Transformator mit Servomotorsteuerung, er kann auch nach einer anderen Möglichkeit von Hand gesteuert werden, doch ist eine solche Type sehr ungewöhnlich. Zurzeit sind gesteuerte Gleichrichter am üblichsten, oder man verwendet ein sogenanntes Schalten, d.h. es wird eine !»pulszeitmodulation vor der Drosselspule erzeugt, um eine veränderliche Gleichspannung für den Vorregulator zu erhalten»

Ziel des Vorregulatore ist es zu verhindern, daß das Reihenelement der Stabilisatoranordnung bu viel Leietung verbraucht, und den Wirkungegrad dee Stabilisator· auf vernünftiger Höhe zu halten.

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Die Anordnung gemäß der Erfindung betätigt das Reihenelement oder die Elemente, um ein Schalten auf der stabilisierten Gleichspannungsseite auszuführen, wodurch so ein Abschalten derjenigen Teile von der Gleichspannung erhalten wird, die nicht benötigt werden„ Die Reihenelemente können entweder Röhren oder Transistoren sein. Es ist nur notwendig, die einzelne Kopplung des Stabilisatore an die verwendete Elemententype anzupassen. Das Abschalten geschieht nacheinander, indem die Reihenelemente eins nach dem anderen abgetrennt werden, sobald die Spannung ihren entsprechenden Spannungsbereich verläßt.

Die Erfindung wird genauer in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen

Pig. 1 eine Anordnung gemäß der Erfindung mit zwei Reihenelementen zeigt und

Pig. 2 die Erfindung mit drei Reihenelementen darstellt.

Pig. 1 zeigt eine Gleichrichterbrücke mit Dioden D1 und D4, wobei der eine Diagonalzweig die Sekundärwicklung L eines Hetztransformatorβ enthält. Der eine Diagonalpunkt der Brücke liegt an der Anode der Röhre 71, die als Reihenelement in der Kopplung wirkt· Ein zweites Reihenelement V2 liegt mit der Anode an einer Anzapfung der Transformatorwicklung L. Die Kathoden der Röhren sind im Funkt ρ miteinander verbunden, werden jedoch mit Hilfe einer Zenerdiode Z im Kathodenkrti· der Röhre V1 auf verschiedenen Spannungepegeln gehalten« Der Punkt ρ ist mit dem Ausgang UT

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der Anordnung verbunden*

Eine Bezugsspannungsquelle RS ist mit einem Potentiometer P1, P2 zwischen dem Ausgang und dem Basispotential, das hier durch den Punkt 0 dargestellt wird, in Reihe geschaltet. Eine Anzapfung des Potentiometers liegt an einem Verstärker F, der wiederum mit den miteinander verbundenen Gitterelektroden der Röhren Y1 und V2 verbunden ist. Die Anordnung enthält weiterhin notwendige Kopllungskondensatoren 01 - C3 , vorzugsweise Elektrolytkondensatoren· Die

dargestellte Anordnung wird der Einfachheit halber mit zwei Reihenelementen gezeigt, doch können selbstverständlich mehr als zwei Elemente leicht in der Anordnung untergebracht werden, die so an die tatsächlichen Anforderungen und die Anwendung angepaßt werden kann.

Die Fig. 1 zeigt die Anordnung gemäß der Erfindung mit Gittersteuerungo Selbstverständlich ist auch eine Kathodensteuerung möglich, und diese wird in Verbindung mit der Ausführungsform der Fig. 2 gezeigt, die einen typischen Leistungsgleichrichter darstellt, in dem die Brücke die Form einer Spannungsverdopplungsanordnung hat. Die Dioden D und die Kondensatoren C sind hier in Bezug auf die Spannung ausgeglichen, wodurch die dargestellte Wicklungsanordnung möglich wird mit dem Eingang über die Sekundärwicklungen L1 - L3 zwischen jeder zweiten Diode bzw. Kapazität. Drei Reihenelemente V1 - V3 werden hier als Röhren gezeigt, deren

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Gitter mit Widerständen R1 - R3 verbunden sij^d, um eine Einstellung auf verschiedene Spannungspegel möglich zu machen,, Diese Widerstände v/erden hier als einstellbare Widerstände gezeigt, die mit der Bezugsspannung RS verbunden sind, welche wiederum über eine Potentiometerkopplung P1,P2 mit dem Basispotential verbunden ist, das hier durch den Punkt 0 dargestellt wird,. Eine Anzapfung am Potentiometer ist mit dem Verstärker F verbunden, der wiederum über einen Transistor T mit den miteinander verbundenen Kathoden der Röhren V1 - V3 in Verbindung steht»

Die Verbindung der Reihenelemente in der Anordnung geschieht durch Einführung einer Spannungsdifferenz zwischen zwei Elektroden, im dargestellten Beispiel zwischen Gitter und Kathode. Diese Spannungsdifferenz muß unterschiedlich für die verschiedenen Reihenelemente sein_o Wenn eine Steuerung an allen Kathoden erwünscht ist, und wenn Plus oben in Figo 2 liegt, wird der niedrigste Spannungspegel an das Gitter des obersten Elementes V1 angelegt, und zunehmend höhere Spannungspegel werden dann an die folgenden Gitter der Reihe nach angelegt.

Ausgehend von einer vollen Eingangsspannung wird zu Beginn nur das oberste Element leitend sein, alle anderen Elemente sind gesperrt. Dann nimmt die Spannung allmählich ab, bis der Strom gerade durch das nächste Reihenelement zu fließen beginnt« Im ersten Augenblick wird die Tendenz dazu bestehen, daß die Potentialdifferenz zwischen Gitter und Ka-

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thode verhältnismäßig niedrig ist, da das Potential der Gitter etwas oberhalb zu Beginn eingestellt war. Dies bedeutet einen hohen Stromfluß, auf den das Regulatorsystem automatisch reagiert, indem es an der Kathode über den Verstärker Y auf solche Weise reguliert, daß der Strom auf einen richtigen Wert eingestellt wird, und dadurch wiederum wird das obere Element abgeschaltete Die oben beschriebene Arbeitsweise wird dann wiederholt, und ein Abschalten der Reihenelemente nacheinander kann erreicht werden« Ein zu großer Strom ergibt eine Erhöhung der Ausgangsspannung auf nicht erwünschte Pegel, und dies wird durch diek.nordnung gemäß der Erfindung festgestellt, die gemäß dem beschriebenen Reguli erverfahi'en reagierte

Die Anordnung gemäß der Erfindung ermöglicht eine schrittweise Regulierung (nicht eine kontinuierliche) und deshalb auch eine genauere Regulierung. Sie ist jedoch nicht geeignet zur Verwendung in Verbindung mit sehr teuren Einrichtungen hoher Leistungswerte« Die Verwendung wird deshalb hauptsächlich in Verbindung mit Hochleitstungsgleichrichtern für niedrige Leistungswerte stattfinden, wo eine Aufteilung der Primärspannung aktuell ist, und in Verbindung mit kleineren Transistorregulatoren, wo ein billiges Schalten zweckmäßig ist.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. O 350

   Patentansprüche

   1« Gleichspannungsstabilisator mit Vorregulator und mit mindestens zwei elektronischen Schaltelementen, von denen jedes zwischen Eingangs- und Ausgangsklemmen der Anordnung in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der elektronischen Schaltelemente mindestens zwei Elektroden aufweist, die so vorgespannt sind, daß eine Potentialdifferenz dazwischen entsteht, die für die ver schiedenen Elemente unterschiedlich ist, wobei die eine der Elektroden in jedem Element mit einem Steuergerät verbunden ist und die Elemente durch das Steuergerät auf solche Weise gesteuert werden, daß nur eines von ihnen zu jeder Zeit leitend ist, d.h. während des Zeitraumes, in dem die Eingangsspannung im Arbeitsspannungsbereich des entsprechenden Elementes liegt.

   2_e Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Eingang über Transformatorwicklungen in Verbindung mit einer Gleichrichteranordnung angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenelemente Trioden sind, deren Anoden mit verschiedenen Punkten der Transformatorwicklung verbunden sind und deren Kathoden mit unterschiedlichen Potentialpegeln durch geeignet gewählte und miteinander verbundene Kopplungseiemente vorgespannt sind, wobei die Gitter der Trioden gemeinsam mit dem Steuergerät verbunden sind.

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   3·. Anordnung nach Anspruch 1, "bei der der Eingang über Transformatorwicklungen in Verbindung mit einer Gleichrichteranordnung angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterschaltungen der Röhren Spannungssteuervorrichtungen enthalten, um verschiedene Spannungspegel für die verschiedenen Gitter zu erzeugen, und die Kathoden der Röhren gemeinsam mit dem Steuergerät verbunden sind_e

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