DE1803886C - Elektronische Schaltvorrichtung zum wahlweisen Anschalten einer Hochspannungsquelle an einen hochohmigen Verbraucher - Google Patents

Description

schrift 1 117 168) bekannt, bei der der Steuerstrom- über. Um diesen Entladevorgang zu beschleunigen,

kreis vom Schaltstromkreis dadurch galvanisch ge- ist es vorteilhaft, daß an Stelle des Entladewider-

trennt ist, daß eine gleichgerichtete, dem Auskopp- Standes oder ihm parallel ein steuerbarer Schalter

lungstransformator eines durch eine Tastspannung vorgesehen ist, vorzugsweise ein Schalttransistor, der

steuerbaren Wechselstromgenerators entnommene 5 von dem Steuerimpulsgenerator galvanisch und ka-

Wechselspannung einen Schalttransistor steuert, der pazitiv. entkoppelt gesteuert ist.

in den Gleichstromzweig über eine Gleichrichter- An Hand von in der Zeichnung dargestellten

brücke aus vier Gleichrichtern geschaltet ist, an deren Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgen-

Wechselstromzweig ein eine Gleichspannungsquelle den näher erläutert werden. Es zeigt

enthaltender Laststromkreis angeschlossen ist. Die io Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemä-

bekannten Anordnungen unterscheiden sich bereits ßen Schaltanordnung,

gattungsmäßig wesentlich vom Erfindungsgegenstand. Fig. 2 ein Ausführenesbeispiel nach der Er-

Sie lassen auch keinen unmittelbaren Vergleich mit findung.

diesem zu, zumal sie ihrer Schaltungskonfiguration Wie in F i g. 1 dargestellt, liegt die Hochspannach jeweils lediglich nur ein Detail aufweisen, das 15 nungsqueUe 1 über der als Schalter wirkenden Hochbei der vorliegenden Erfindung unter anderem zur vakuumröhre 3 in Reihe zum Verbraucher 4. Wird Anwendung gelangt, und zwar auch nur dem Prinzip die Hochvakuumröhre 3 geöffnet und gleichzeitig die nach. Hochvakuumröhre 2 gesperrt, dann liegt die Hoch-

Das unmittelbare Schalten der Hochspannungs- spannung am Verbrauche; 3. Die Steuerung der beiquelle beseitigt die bei Verwendung von Ladekon- ao den Hochvakuumröhren übernimmt ein Steuerimpulsdensatoren gegebenen geschilderten Beschränkungen generator 5. Eine direkte kapazitive wie auch eine hinsichtlich des Tastverhältnisses der Impulse und galvanische Kopplung des Steuerimp'ilsgenerators 5 der Impulsbreite. Es wird aber auch dadurch eine mit dem Gitter der Hochvakuumröhre 3 muß, wie Anordnung erzwungen, bei der wenigstens ein Schal- bereits ausgeführt worden ist, vermieden werden, weil ter in Reihe mit dem Verbraucher und diese Reihen- 35 hierdurch die störende Kapazität ,arallel zum Verschaltung der Hochspannungsquelle parallel ange- braucher in unerwünschter Weise vergrößert würde, schaltet ist. Dieser Schalter, nämlich die zweite Hoch- Dies zu verhindern ist, wie ebenfalls erwähnt, Aufvakuumröhre, muß weitgehend erdpotentialfrei ange- gäbe des Gittervorspannungserzeugers 6, der zwischen steuert werden, d. h., es muß darauf geachtet wurden, dem Steuerimpulsgenerator 5 und dem Steuergitter daß die kapazitive Kopplung der Steuereinrichtung 30 der Hochvakuumröhre 3 angeordnet ist. Der Gittergegen Erde die Parallelkapazität ium Verbraucher Vorspannungserzeuger 6 entkoppelt den Steuerimpulsim Hinblick auf eine große F.ankensteilheit der Im- generators vom Steuergitter der Hochvakuumröhre 3 pulse nicht in unerwünschter Weise vergrößert. galvanisch und weitgehend kapazitiv. Zur Erzeugung Durch die erfindungsgemäße Einfügung des sowohl der Rückflanke des Impulses am Verbraucher 4 wird eine galvanische als auch kapazitive Entkopplung 35 die Hochvakuum röhre 3 gesperrt und die Hochherbeiführenden Gittervorspannungserzeugers zwi- vakuumröhre 2 gleichzeitig geöffnet. Durch das öffschen Jem Steuerimpulsgenerator und dem Steuer- nen der Hochvakuumröhre 2, die so einen niedereineang der zweiten Hochvakuumröhre wird diese ohmigen Widerstand darstellt, wird erreicht, daß die Vergrößerung der Parallelkapazitä* jedoch in vor- auf die Hochspannung aufgeladene Kapazität 13 teilhafter Weise praktisch unterbunden. Durch die 40 rasch entladen wird.

weiterhin bei der Schaltvorrichtung nach der Erfin- " Fig. 2 zeigt den Aufbau des Cittervorspannungsdung vorgesehene, parallel zum Verbraucher ange- erzeuge" 6. Ein von dem Steuerimpulsgenerator 5 ordnete weitere Hochvakuumröh e wird bei der an- steuerbarer Hochfrequenzgenerator 7 lädt über den gegebenen Steuerung neben einer steilen Anstiegs- Übertrager 8 und die Diode 9 den Kondensator 10 flanke Jer Impulse am Verbiaucher auch eine steile 45 auf die zum Sperren der Hochvakuumröhre 3 nötige Rückflanke gewährleistet, da hierdurch eine rasche Gittervorspannung auf. Wird der Hochfrequenz-Entladung der Parallelkapazität ermöglicht wird. generator 7 abgeschaltet, dann entlädt sich der Kon-

Be^; einem bevorzugten A-sführungsbeispiel be- densator 10, abgesehen von dem ihm mit seiner

steht der Gittervorspannungserzeuger aus der Ketten- Schaltstrecke parallel angeschalteten Schalttransistor

schaltung eines steuerbaren Hochfrequenzgenerator 3, 50 12 über den Widerstand 11, und die Röhre geht wie-

dessen Steuereingang den Eingang des Gittervor- der in den leitenden Zustand über. Mit Hilfe des

snannungserzeugers darstellt, einem kapazitätsarmen Schalttransistors 12 läßt sich der Entladevorgang da-

Übertrage.· und einer Gleichrichterschaltung, die durch beschJf nigen, daß mit dem Abschalten des

sich aus der Reihenschaltung einer Diode und der Hochfrequenzgenerators 7 gleichzeitig der Schalt-

sich anschließenden Parallelschaltung eines Ladekon- 55 transistor 12 vom gesperrten in den leitenden Zu-

densators und eines Entladewiderstandes zusammen- stand übergeführt v/ird. Der Schalttransistor 12 wird

setzt. Die beiden Anschlüsse des Ladekondensators wie der Hochfrequenzgenerator 7 vom Steuerimpüls-

geben die Ausgangsspannung des Gittervorspan- generator 5 gesteuert. Damit die kapazitive und gal-

nungserzeugers ab. vanische Entkopplung der Hochvakuumröhie 3 vom

Zur Erzeugung der Rückflanke wird der Hoch- 60 Erdpotential auch im Hinblick auf die Steuerung des frequenzgeneiator abgeschaltet. Der Ladekonden- Schalttransistors 12 gewährleistet bleibt, wird der sator entlädt sich über den ihm parallelliegenden Schaittransistor über einen vom Steuerimpulsgene-Entladewiderstand, und die zweite Hochvakuumröhre rator 5 gesteuerten zweiten Hochfrequenzgenerator in Reihe zum Verbraucher geht in den Sperrzustand 14 und einen Übertrager 15 angesteuert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

einem Thyratron zwar jederzeit geliefert werden, je- Patentansprüche: doch sind danri) ^6 beispielsweise die Literaturstelle »The Review r>f Scientific Instruments«, Bd. 25,

1. Elektronische Schaltvorrichtung zum wahl- Nr. 5, 1954, S. 454 bis 484, erkennen läßt, zusätzweisen Anschalten einer Hochspannungsquelle an 5 liehe Schaltungen nötig, um die Rückflanke der Imeinen hochohmigen Verbraucher, dadurch ge- pulse zu erzeugen, da das Gitter des Thyratrons nach kennzeichnet, daß die Hochspannungsquelle dem Zünden seine Steuerwirkung verloren hat. Ein (1) parallel zu zwei in Serie geschalteten Schaltern weiterer Nachteil bei der Verwendung von Thyraangeordnet ist, von denen der eine aus wenigstens trons liegt in der von Parametern, wie der Zündeiner ersten Hochvakuumröhre (2) bestehende io impulsspannung und der Anodenspannung, abhängi-Schalter dem hochohmigen Verbraucher (4) paral- gen Zündverzögerungszeit (Zeitschrift für angewandte IeI und der andere aus wenigstens einer zweiten Physik, 7. Band, Heft 12, 1955, S. 575 bis 582).
Hochvakuumröhre (3) bestehende Schalter dem . Die bei Thyratronen auftretenden Schwierigkeiten hochohmigen Verbraucher (4) in Serie liegt, daß können durch die Verwendung von Hochvakuumferner ein Steuerimpulsgenerator (S) für . ein 15 röhren behoben werden. Durch die Literaturstelle gegensinniges Schalten der beiden Hochvakuum- sMTT, Radiation Laboratory Series«, 1548, Bd. 5, röhren (2, 3) vorgesehen ist, der ausgangsseitig S. 5 bis 17 und 160 bis 165, sind solche Schaltuneinerseits mit dem Steuereingang der ersten gen bekannt, die zur Erzeugung steiler Impulse an Hochvakuumröhre (2) und <\ndererseits mit dem hochohmigen Verbrauchern vorgesehen sind. Die Steuereingang eines steuerbaren Gittervorspan- 20 Funktionsweise diener Schaltungen setzt einen oder nungserzeugers (6) für die zweite Hochvakuum- mehrt»e Ladekondensatoren voraus, die während der röhre (3) in Verbindung steht, und daß der Gitter- Impulspausen von der Hochspannung aufgeladen Vorspannungserzeuger (6) für : ine sowohl gal- werden und mittels einer in einem Fntladekreis lievanische als auch kapazitive Entkopplung des genden Schaltröhre während der Impulszeiten über Gitterkreises der zweiten Hochvakuumröhre (3) »5 den Verbraucher entladen oder umgeladen werden, von dem Steuerimpulsgonerator (5) ausgeführt ist. Schaltungen dieser Art haben grundsätzlich den

2. Elektronische Schaltvorrichtung nach An- Nachteil, daß dci Impulsbreite durch die endliche spruch 1, dadurcn gekennzeichnet, daß der Gitter- Ladung des oder der Kondensatoren Grenzen gesetzt "orspannungserzeugc. (6; aus d,r Kettenschaltung sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß man sines steuerbaren Hochirequenzgeneraturs (7), 30 dem Ladekondensator zwischen zwei Impulsen gedessen Steuereingang den Eing.ji» des Gitter- nügend Zeit zur Verfugung stellen muß, sich wieder Vorspannungserzeugers (8) darstellt, eines kapa- aufzuladen.

zitätsa.men Übertragers (8) und einer Gleich- Der Erfindung liegt cie Aufgabe zugrunde, eine

richterschaltung (9, 10, 11) besteht, daß sich fer- einfache elektronische Schaltvorrichtung zum wahlner die Gleichrichterschaltung (9, 10, 11) aus der 35 weisen Anschalten einer Hochsfannungsquelle an Reihenschaltung einer Diode (9) mit der Parallel- einen hochohmigen Verbraucher anzugeben, die die schaltung eines Ladekondensators (10) und eines oben angeführten Nachteile der geschilderten be-Entladewiderstandes (11) zusammensetzt, daß die kannten Anordnungen beseitigt,
beiden Anschlüsse dieser Parallelschaltung den Ausgehend von einer elektronische: Schaltvorrich-

Ausgang des Gittervorspannungserzeugers (6) ab- 40 tung zum wahlweisen Anschalten einer Hochspangeben, nungsquelle an einen hochohmigen Verbraucher.

3. Elektronische Schaltvorrichtunj nach A.i- wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurchspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle gelöst, daß die Hochspannungsquelle parallel zu zwei des Entladewiderstandes (11) oder ihm parallel in Serie geschalteten Schaltern angeordnet ist, von ein steuerbarer Schalter vorgesehen ist, Vorzugs- 45 denen der eine aus wenigstens einer ersten Hochweise ein Schaittr?nsistor (11), der von dem vakuumröhre bestehende Schalter dem hochohmigen Steuerimpulsgenerator (5) galvanisch und kapazi- Verbraucher parallel und der andere aus wenigstens tiv entkoppelt gesteuert ist. einer zweiten Hochvakuumröhre bestehende Schalter

dem hochohmigen Verbraucher in Serie liegt, daß 5» ferner ein Steuc rimpulsgenerator für ein gegensinni-

ges Schalten der beiden Hochvakjumröhren vorgesehen ist, der ausgangsseitig einerseits mit dem Steuereingang der ersten Hochvakuumröhre und andererseits mit dem Steuereingang eines steuerbaren Gitter-

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische 55 Vorspannungserzeugers für die zweite Hochvakuum-Schahvorrichtung zum wahlweisen Anschalten einer röhre in Verbindung steht, daß ferner der Gittervor-Hochspannungsquelle an einen hochohmigen Ver- Spannungserzeuger für eine sowohl galvanische als braucher. auch kapazitive Entkopplung des Gitterkreises der

Durch die jedem Verbraucher anhaftende Parallel- zweiten Hochvakuumröhre von dem Steuerimpulskapazität stellt sich bei hochohmigen Verbrauchern, 60 generator ausgeführt ist.

die mit Hochspannungsimpulsen hoher Flankensteil- Durch das deutsche Patent 1148 259 ist eine

heit gespeist werden sollen, das Problem, den zur Schaltung zur Tastung eines Signalwechselstroms in Speisung der Parallelkapazität zusätzlich zum Ver- zwei Pegelstufen unter Verwendung eines Signalbraucherstrom nötigen kapazitiven Strom auf- generators bekannt, bei der zwei gegensinnig gezubringen. Für eine Anstiegszeit von I (ts bei einer 65 steuerte, einander in Reihe geschaltete elektronische Impulsspannung von 10 kV benötigt man, um eine Schalter vorgesehen sind, von denen einem die Last Kapazität von 200 pF vmzuladen, bereits einen in Serie mit einem Widertand parallel liegt. Auch ist mittleren Strom von 2 A. Dieser Strom kann von eine Transistorrelaisschaltung (deutsche Auslege-