DE2513471A1 - Schaltungsanordnung zum abschalten eines zerhackers - Google Patents
Schaltungsanordnung zum abschalten eines zerhackersInfo
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Description
Braun Aktiengesellschaft, 6000 Prankfurt (Main)
Rüsselsheiner Straße 22
PT/Schickedanz/Hii 17. März 1975 63/72, 92/74
Schaltungsanordnung zum Abschalten eines Zerhackers
Schaltungsanordnung zum Abschalten eines Zerhackers
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Abschalten
eines Zerhackers, der zum Aufladen des Blitzkondensators eines Elektronenblitzgeräts vorgesehen ist.
Bei batteriebetriebenen Elektronenblitzgeräten werden oft Zerhacker
verwendet, um eine möglichst effektive Hochtransformierunr:;
der Batteriegleichspannung zu erreichen. Als Zerhacker kommen hierfco:
hauptsächlich mechanische Zerhacker und Transistorzerhacker in
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Frage. Die Verwendung von Zerhackerschaltungen ist besonders vorteilhaft,
da die Abnutzung mechanischer Kontakte entfällt, woraus sich ein wartungsfreier Betrieb und eine lange Lebensdauer ergeben.
Bei Gleichspannungswandlern, d.h. bei Zerhackern, bei denen die transformierte Wechselspannung wieder gleichgerichtet wird, läßt
sich die Schwingfrequenz in weiten Grenzen wählen. Mit steigender Frequenz kann das Volumen des Transformators verringert werden.
Ihrer Wirkungsweise entsprechend unterscheidet man zwischen Eintakt-Sperrwandlern
und Eintakt-Durchflußwandlern auf der einen Seite und Gegentaktzerhackern auf der anderen Seite. Gemeinsam
ist allen Schaltungen, daß sie im wesentlichen aus einem oder zwei Transistoren und einem Schwingungsüberträger bestehen. Mit Hilfe
"dieser Transistoren wird eine Gleichspannungsquelle periodisch an die Primärwicklung des Schwingungsüberträgers an - und wieder
abgeschaltet. Die so gewonnene Wechselspannung ist im allgemeinen rechteckförmig und kann transformiert werden.
Es sind bereits zahlreiche Zerhacker und Oszillatoren vorgeschlagen
worden, die sich für den Betrieb von Läutwerken, Leuchtstofflampen,'
Hochspannungsblinkern, Rundfunkempfängemund Blitzgeräten eignen
(Siemens - Halbleiter - Schaltbeispiele, Ausgabe April 1962, Seite
21 bis 35; H. Pitsch, Lehrbuch der Funkempfangstechnik II, 1J. Auflage,
1964, S. 965; G. Bender, Das elektronische Fotoblitzgerät,
2. Auflage, I962, S. 57). Diese Zerhacker und Oszillatoren sind indessen
bei Elektronenblitzgeräten deshalb nicht optimal einsetzbar, sie fortwährend im Betrieb sind und somit unnötig viel Energie
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f ·
verbrauchen. Eine Schaltungsanordnung, die den Aufladevorgang
eines Blitskondensators unterbricht und somit den unnötigen Energieverbrauch einschränkt, ist indessen ebenfalls bereits bekannt
(F. Eberhard, Ein Netzgerät für Profiblitzgeräte, Funkschau 1975, Heft 5» S. 64-66). Diese als Spannungsregelschaltung ausgelegte
Anordnung unterbricht bei Erreichen der geforderten Ausgangsspannung am Blitzkondensator den Ladevorgang durch Abschalten des
den Aufladestrom steuernden Thyristors. Sie ist allerdings für netzgespeiste Energieversorgungseinrichtungen vorgesehen und kann bei
batteriebetriebenen Blitzgeräten nicht optimal eingesetzt werden, weil dort selbst bei Abschalten eines Lade-Thyristors immer noch
der Zerhacker Energie verbrauchen würde.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung
für batteriebetriebene Elektronenblitzgeräte mit Zerhacker zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Primärwicklungen
des Zerhacker-Wandlers mit Wandler-Transistoren verbunden sind, die dann sperren, wenn die Sollspannung des Blitzkondensators
erreicht ist. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung schalten die Wandler-Transistoren dann wieder durch, wenn die Spannung am Blitzkondensator
eine untere Grenzspannung unterschreitet. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Abschaltung der
Wandler-Transistoren in der Sperrphase diese Transistoren erfolgt.
Π 9 Q. 1 7 / Π ? 8 Π
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Synchronisation der Abschaltung mit der
Sperrphase eines Transistors nicht die während der Stromflußphase der V/andlertransistoren fließenden hohen Steuerströme geschaltet
werden müssen. Dadurch ist die Verwen dung billiger Transistoren möglich. '
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
Zunächst soll die Zerhackerschaltung beschrieben werden; danach
Wird die eigentliche Steuerschaltung erläutert.
Wird der Schalter 1 geschlossen, so kann der an der Gleichspannung
ü liegende und im wesentlichen aus den Transistoren 2 und 4 sowie aus den Transformatoren-Primärwicklungshälften 3,5 bestehende Gezentaktdurchflußwandler
anschwingen. Die Batteriespannung U wird über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 2 an die erste Primärwicklungshälfte 3 und über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors
1I an die zweite Primärwicklungshälfte 5 des Schwingtransformators
gelegt. Der dabei durch die Primärwicklung 3,5 fließende Kollektor-Emitter-Reststrom induziert eine Spannung in der Sekundärwicklung
6, die einen Stromfluß bewirkt, der die Basis der Transistoren 2,1I auf steuert. Bei stromgesteuerten Gegentaktdurchflußwandlern wird
derjenige Transistor zuerst aufgesteuert, der den höheren Reststrom
hat und die kleinere Emitter-Basis-Spannung zum Ansteuern braucht.
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Nimmt man an, daß dies der Transistor 2 ist, so induziert der durch den Primärwicklungsteil 3 fließende Reststrom eine Spannung.
Diese Spannung bewirkt einen Stromfluß von dem während dieser Phase positiven unteren Ende der Sekundärwicklung 6 über die
Diode 7, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 2, die Rückkopplungswicklung 8, die Diode 9 und den Verdoppler-Kondensator
zum oberen Ende der Sekundärwicklung 6.
Dieser Strom ist der Ladestrom des Spannung-Verdoppler-Kondensators
Io und gleichzeitig Basisstrom des Transistors 2. Durch diesen rückgekoppelten Ladestrom wird der Transistor 2 vollständig
leitend und schaltet die Batteriespannung U an den Pri-"märwicklungsteil
3· Der in diesem Primärwicklungsteil 3 fließende Magnetisierungsstrom, der etwa linear mit der Zeit ansteigt,
magnetisiert den Transformator in die Sättigung. Wird die Sättigungsmagnetisierung
des Transformators erreicht, findet keine Stromänderung mehr statt, und aufgrund des Rückkopplungseffekts
sperrt der Transistor 2.
Der jetzt unbelastete Transformator bildet mit seiner Wicklungskapazität einen Schwingkreis, der mit der gespeicherten Magnetisierungsenergie
durchschwingt. Die Spannungen am Transformator wechseln ihr Vorzeichen. Die jetzt an der Sekundärwicklung 6 auftretende
Spannung liegt in Reihe mit der Spannung am Verdoppler-Kondensator Io. übersteigt die Summe beider Spannungen die Spannung
am-Blitzlichtelektrolytkondensator 11, werden die Dioden 12 und
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leitend. Es fließt also ein Strom vom jetzt positiven oberen Ende der Sekundärwicklung 6 über den Verdoppler-Kondensator Io,
die Dioden 12, 13 den Blitzlichtelektrolytkondensator 11, die Rückkopplungswicklung 8 und die Emitter-Basis-Strecke des Transistors
1I zum jetzt negativen unteren Ende der Sekundärwicklung 6.
Dieser Basisstrom steuert den Transistor 4 so weit auf, daß ein Teil der Batteriespannung U an den Primärwicklungsteil 5 gelangt.
Die dadurch in der Sekundärwicklung 6 induzierte Spannung verstärkt den Basisstrom, der Transistor wird voll leitend und
schaltet die Batteriespannung U an den Primärwicklungsteil 5· Der Transformator wird in die Sättigung magnetisiert, und der darauffolgende
Sperr- und Anschwingvorgang macht wieder den Transistor leitend. Es wechseln sich also die Ladephasen von Verdoppler-Kondensator
Io und Blitzlichtelektrolytkondensator 11 ab.
Der Aufladestrom der Kondensatoren lo, 11 ist gleichzeitig Basisstrom
der Transistoren 2 und 4. Diese Stromsteuerung bewirkt, daß
bei entladenen Kondensatoren der durch die Transistoren gesteuerte Strom .aus der Batterie einen Maximalwert hat. Der Aufladestrom des
Verdopplerkondensators Io genügt jedoch nicht, um den Transistor 2
immer voll aufzusteuern. Durch die Rückkopplungswicklung 8 wird
deshalb eine zusätzliche Spannungssteuerung durchgeführt, um die Verluste im Transistor zu verringern. Bei der Stromflußphase des
Transistors 2 wird in der Rückkopplungswicklung 8 eine Spannung
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Induziert, die die Basis gegenüber den Emitter noch stärker negativ
ansteuert, so daß am Transistor 2 nur noch die Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung
ansteht. Hierbei ist das obere Ende der Wicklung 8 negativ, während ihr unteres Ende positiv ist.
Der Rückkopplungswiderstand I^ verringert den durch die kombinierte
Strom/Spannungssteuerung hohen Basisstrom derart, daß ein optimaler
Wirkungsgrad erreicht wird, d.h. es treten nur geringe Transformatorverluste auf. In der Sperrphase des Transistors 2 wird durch den
Stromfluß In dem Primärwicklungsteil 5 in der Rückkopplungswicklung
8 ebenfalls eine Spannung Induziert. Der obere Teil der Wicklung R
wird positiv. Durch die Diode 15 wird ein Kurzschluß der Rückkopplungsspannung während dieser Phase über die Diode 16 verhindert
und damit die Belastung des Transformators verringert.
Während der Ladephase des Blitzlichtelektrolytkondensators 11 wird
der Verdoppler-Kondensator Io entladen. Durch die Diode 17 wird eine
Umladung des Verdopplerkondensators Io verhindert. Hierdurch wird eine Verbesserung des Wirkungsgrads erreicht, was sich besonders
in ,einer Verkürzung der Blitzfolgezeit auswirkt.
Durch die Stromsteuerung wird der Basisstrom, der gleich Ladestrom
der K sadensatoren ist, besonders beim Blitzlichtelektrolytkondensator
11 mit zunehmender Aufladung immer geringer. Wird das Blitzgerät bei fast vollständig aufgeladenem Blitzlichtelektrolytkondensator
11 eingeschaltet, ergeben sich durch den geringen Steuerstrom Schwierigkeiten beim Anschwingen. Der Kondensator lR verbessert
das Anschwingverhalten bei aufgeladenem Blitzlichtelektrolyt-■ >
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kondensator 11, da er kurzzeitig eine niederohmige Steuerstrecke darstellt, über das obere Ende der Sekundärvricklung 6, die Diode 17,
den Kondensator 18, die Rückkopplungswicklung 8 und die Diode 16
wird der Emitter-Basis-Strecke des Transistors k ein kurzzeitiger
Ansteuerimpuls zugeführt, der zum sicheren Anschwingen genügt.Der Widerstand 19 dient zum Entladen des Verdopplerkondensators Io beim
Umstellen der Batterie auf Netzbetrieb. Dadurch wird verhindert, daß die Kondensatorspannung am Stift 2o wirksam wird. Die.Spannung des
Blit21ichtelektrolytkondensators 11 wird durch die Diode 13 vom Stift 2o abgetrennt.
Im folgenden soll nun die eigentliche Steuei- bzw. Abschaltautomatik
des Zerhackers bzw. Gegentaktdurchflußwandlers beschrieben werden.
Beim Gegentaktdurchflußwandler wird der Blitzlichtelektrolytkondensator
11 auf die doppelte an der Sekundärwicklung 6 des Wandlertransformators anstehende Spannung aufgeladen. Um kurze Blitzfolgezeiten
zu erreichen, wird das übersetzungsverhältnis des Wandlertrafos so gewählt, daß die Sekundärspannung die Aufladung des Blitzlichtelektrolytkondensators
11 auf eine wesentlich höhere Spannung als die Sollspannung erlaubt. Bei Erreichen der Sollspannung von
360 Volt am Blitzlichtelektrolytkondensator 11 schaltet eine erfindungsgemäße elektronische Regelautomatik den Wandler ab und unterbricht
die v/eitere Aufladung des Kondensators 11. Beim Absinken der Kondensatorspännung durch Reststrom und Belastung wird beim Unterschreiten
einer unteren Grenzspannung der Wandler wieder eingeschaltet.
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Damit wird die Stromaufnahme aus der Batterie nach Aufladung des Kondensators 11 auf kurze Nachladeintervalle reduziert.
'über'den Spannungsteiler 21,22,23 wird eine der Spannung am
Elektrolytkondensator 11 proportionale"Spannung abgegriffen.
Als Vergleichsspannung dient die Arbeitsspannung der Zenerdiode
24. Der Einstellregler 22 wird so eingestellt, daß bei einer Spannung von 360 Volt am Blitzlichtelektrolytkondensator 11 die am
Teilwiderstand 22, dem Widerstand 23 und an den Dioden 25,26 anstehende Spannung die Referenzspannung um die zum Aufsteuern des
Transistors 27 erforderliche Basis-Emitter-Spannung übersteigt. Der Transistor 27 wird also etwas aufgesteuert. Die Dioden 25, 26
dienen zur Temperaturkompensation, wobei durch eine leichte Überkompensation erreicht wird, daß mit steigender Temperatur bei einer
niedrigeren Spannung des Elektrolytkondensators 11 abgeschaltet wird.. Um eine bessere Langzeitstabilität zu erreichen, wird der
Zenerdiode 24 bereits vor dem Abschalten ein Arbeitsstrom von ca. 7oo Mikroampere aufgeprägt. Dieser Strom wird zu einem Teil von der
Batterie über den Widerstand 28, die Diode 29 und den Widerstand und zum anderen Teil beim Ansteigen der Spannung des Blitzlichtelektrolytkondensators
11 Über die Widerstände 31 und 3o der Zenerdiode 24 zugeführt. Die Diode 29 verhindert,daß beim Absinken der
Batteriespannung unter die an der Zenerdiode 24 anstehende Spannung ein Teil des vom Blitzlichtelektrolytkondensator 11 aufgebrachten
Stromes über den Widerstand 28 abfließt.
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Der durch die Ansteuerung des Transistors 27 fließende Kollektorstrom
bewirkt eine Ansteuerung der Basis des Transistors 32; es fließt ein Kollektorstrom, der über den Widerstand 31 auf die
Basis des Transistors 27 zurückgekoppelt wird. Dadurch wird ein schlagartiges Schalten erreicht.
Das Schalten des Transistors 33 bewirkt einen Basisstrom an den Äbschalttransistoren 3**, 35. Diese Abschalttransistoren 32I, 35
wer'den soweit aufgesteuert, daß die Kollektor-Emitter-Restspannung
die zum Anschwingen erforderliche Basis-Emitterspannung der Wandlertransistoren
2,4 unterschreitet: der Wandler ist abgeschaltet.
Um die während der Stromflußphase der Wandlertransistoren 2,4
fließenden hohen Steuerströme nicht mit den Abschalttransistoren 34,35 schalten zu müssen, wird eine Synchronisation der Abschaltung
mit der Sperrphase eines Transistors durchgeführt. Das wird erreicht, indem die Kollektor-Emitter-Versorgungsspannung des Transistors
von der Primärwicklung 3 des Wandlertransformators gesteuert wird.
Befindet sich der Transistor 2 in der Sperrphase, so wird in der Wicklung 3 durch den Stromfluß im Transistor 4 eine Spannung induziert,
die'mit der Batteriespannung die Kollektor-Emitter-Versorgungsspannung
des Transistors 33 darstellt. Bei positiver Ansteuerung der Basis des Transistors 33 wird jetzt der Transistor 34
aufgesteuert, was bewirkt, daß der Transistor 2 nicht mehr anschwingt.
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Der Verdopplerkondensator Io wird nicht mehr aufgeladen, wodurch
die beim Anschwingen des Transistors 4 an der Sekundärwicklung anstehende
Spannung ohne die Spannung am Verdopplerkondensator Io
nicht mehr die am Blitzlichtelektrolytkondensator 11 anstehende Spannung übersteigt; es fließt also kein Basisstrom. Der Transistor
4 schwingt nicht mehr an, d.h. der Wandler ist abgeschaltet.
Die Austastung des Nachladestroms geschieht auf folgende Weise: nach Entladen des Blitzlichtelektrolytkondensators 11 über die
nicht dargestellte Blitzröhre .schwingt der Wandler sofort an, und
eine starke Aufladung des Kondensators 11 setzt ein. Durch die Blitzröhre fließt weiterhin ein Strom und die Lichtabstrahlung
hält an. Dieser Effekt führt neben Fehlbelichtungen zur Zerstörung der Blitzröhre und des Wandlers. Um dies zu vermeiden, wird die
Nachladung um ca. o,3 Sekunden unterbrochen. Im einzelnen geschieht dies dadurch, daß der Kondensator 36 während der Aufladung über die
Widerstände 37 und 3o, die Diode 24, die Batterie, die Emitter-Basis -Strecke des Transistors 2 und die Rückkopplungswicklung 8 auf dieam
Kondensator 11 anstehende Spannung aufgeladen wird. Beim Entladen dieses Blitzlichtlektrolytkondensators 11 wird der Kondensator
36 über die Widerstände 23 und 31 entladen. Dieser Entladestrom
lädt den Kondensator 38 auf. Die Basis des Transistors 32 wird negativ
angesteuert. Der Kondensator 38 entlädt sich über die Widerstände
37 und 39 bis die am Transistor 32 anstehende Emitter-Basis-Spannung
nicht mehr ausreicht, um den Transistor 32 aufzusteuern. Hierauf
schwingt der Wandler an, und die Aufladung des Blitzlichtelektrolytkondensa-cors
il setzt ein. Als Kollektor-Emitter-Versorgungs-Spannun^·
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ORIGINAL INSPECTED
des Transistors 33 dient die Batteriespannung, die voll wirksam ist, da der Wandler nicht schwingt und damit an der Primärwicklung
3. keine Gegenspannung aufgebaut wird. Die Dauer der Unterdrückung ist von der Spannung des Elektrolytkondensators 11 abhängig. Bei
vollständiger Entladung des Kondensators 11 wird die Austastung am stärksten. Infolge der Stromsteuerung setzt auch in diesem
Fall vom Wandler die stärkste Nachladung ein.
Die Drosselspule 46 hat die Aufgabe, die Stromansti'egssteilheit
zu Beginn der Ionisierung der Blitzröhre zu verzögern und den Spitzenstrom herabzusetzen, während die Diode 51 das Auftreten einer
zu hohen Gegen-EMK verhindert.
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Schaltungsanordnung zum Abschalten eines Zerhackers, der zum Aufladen des Blitzkondensators eines Elektronenblitzgeräts vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen (3,5) des Zerhacker-Wandlers mit Wandler-Transistoren (2,4) verbunden sind, die dann sperren, wenn „die Sollspannung des Blitzkondensators (11) erreicht ist.2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler-Transistoren (2,4) dann wieder durchschalten, wenn die Spannung am Blitzkondensator (11) eine untere Grenzspannung unterschreitet.3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Spannung am Blitzkondensator (11) proportionale Spannung an einem Spannungsteiler (22,23,25,26) abgegriffen und mit einer an einer Zener-Diode (24) anstehenden Referenz- * spannung verglichen wird, wobei dann, wenn die am Spannungsteiler, (22,23,25,26) anstehende Spannung die Spannung der Zener-Diode (24) übersteigt, ein Transistor (27) aufgesteuert wird, der über weitere Transistoren (32,33) zwei Abschalttransistoren (34,35) durchschaltet, welche die Wandler-Transistoren (2,4) sperren.98 17/0280ORiGSNAL INSPECTED-4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (22,23,25,26) temperaturkompensierende Dioden (25,26) enthält.«* V5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der Wandler-Transistoren (2,4) in der Sperrphase dieser Transistoren (2,1O erfolgt.6. _ Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der die Abschalt-Transistoren (34,35) unmittelbar steuernde Transistor (33)von der Primärwicklung (3) des Wandlertransformators gesteuert wird.t-7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß die Nachladung des Blitzkondensators (11) nach der Entladung erst nach einer vorgebbaren Zeit wieder einsetzt.8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verzögerung der Nachladung des Blitzkondensators (11) ein Kondensator (36) vorgesehen ist, der sich nach der Entladung des Blitzkondensators (11) entlädt und mit dieser Entladung einen weiteren Kondensator (38) auflädt, dessen Aufladepotential die Sperrung des Zerhackers so lange bewirkt, bis sich der weitere Kondensator (38) seinerseits auf einen bestimmten Spannungswert entladen hat.609817/0280-ORIG8NÄL. INSPECTED
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752513471 DE2513471A1 (de) | 1975-03-26 | 1975-03-26 | Schaltungsanordnung zum abschalten eines zerhackers |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752513471 DE2513471A1 (de) | 1975-03-26 | 1975-03-26 | Schaltungsanordnung zum abschalten eines zerhackers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2513471A1 true DE2513471A1 (de) | 1976-04-22 |
Family
ID=5942507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752513471 Withdrawn DE2513471A1 (de) | 1975-03-26 | 1975-03-26 | Schaltungsanordnung zum abschalten eines zerhackers |
Country Status (2)
| Country | Link |
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|---|---|
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