DE4336928B4 - Hochfrequenz-Leistungsschalter - Google Patents

Abstract

Hochfrequenz-Leistungsschalter, mit mindestens einem in einem Glaskolben eingeschmolzenen Reed-Kontakt und mit mindestens einer Steuerspule, wobei der mindestens eine Reed-Kontakt auf Hochspannungspotential liegt und wobei die mindestens eine Steuerspule den (ihr jeweils zugeordneten) mindestens einen Reed-Kontakt in einem Abstand ringförmig umgibt und mit ihm in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Reed-Kontakt (1) mit seinen beiden Enden an eine auf Hochspannungspotential liegende, als Doppeldrahtspule ausgebildete Hochfrequenzspule (8) angeschlossen ist, dass die Steuerspule (5) durch Verbindungsleitungen (4) an das Hochspannungspotential des Reed-Kontakts (1) angeschlossen ist und dass die Steuerspule (5) an die Hochfrequenzspule (8) angeschlossen ist, wobei durch die Verbindungsleitungen (4) das eine Ende der Steuerspule (5) mit einem Draht der Doppeldrahtspule (8) und das andere Ende der Steuerspule (5) mit dem anderen Draht der Doppeldrahtspule (8) verbunden ist, so dass die Steuerspule (5) durch die Hochfrequenzspule (8) gespeist ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenz-Leistungsschalter gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Hochfrequenz-Leistungsschalter ist bereits aus der DE 37 27 764 A1 bekannt.
• Hochfrequenz-Leistungsschalter werden beispielsweise in Antennenanpaßgeräten eingesetzt, um in diesen Geräten auf Hochspannung liegende Induktivitäten bzw. Kapazitäten zur Anpassung der Antenne an den Sender bzw. Empfänger zu- bzw. abschalten zu können.
• Der aus der DE 37 27 764 A1 bekannte Hochfrequenz-Leistungsschalter weist einen in einem Glaskolben einge schmolzenen Reed-Kontakt auf, der von einer Steuerspule angesteuert wird, die in einem geschlossenen elektrischen Abschirmgehäuse untergebracht ist und den Reed-Kontakt in einem Abstand ringförmig umgibt. Der Reed-Kontakt ist bei dieser Lösung über seine aus dem Glaskolben herausragenden Anschlußfahnen an den beiden Enden jeweils an einer mechanischen Vorrichtung befestigt, die aus zwei tellerartigen Metallscheiben mit abgerundeten wulstartigen Rändern besteht, zwischen denen Kontaktfedern angeordnet sind, zwischen denen die Anschlußfahnen des Reed-Kontaktes eingesteckt sind.
• Die beiden Befestigungsvorrichtungen ihrerseits sind über Hochspannungsisolatoren mit einer an Masse liegenden Trägerplatte verbunden.
• Zwischen der Innenringfläche der Ringöffnung des Steuerspulengehäuses und dem konzentrisch darin im Abstand gehaltenen Glaskolben des Reed-Kontaktes ist als Isolator Luft vorhanden, so daß der Reed-Kontakt auch bei hochfrequenten Hochspannungsanwendungen betrieben werden kann, wobei der Abstand zwischen dem Reed-Kontakt und der diesen umgehenden Ringfläche des Abschirmgehäuses der Steuerspule nach den Erfordernissen der gewünschten Hochspannnungsfestigkeit gewählt werden muß. Das Abschirmgehäuse der Spule liegt bei diesem Leistungsschalter an Masse, während der Reed-Kontakt auf Hochspannungspotential liegt.
• Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß der Schalter aus vielen Einzelteilen besteht, die eine aufwendige Montage und hohe Herstellungskosten zur Folge haben. Ferner kann der Reed-Kontakt bei dieser Lösung nicht direkt an dem zu schaltenden Bauteil (z.B. Spule oder Kondensator) befestigt werden und braucht daher isolierende hochspannungsfeste Stützträger. Die erreichbare Spannungsfestigkeit zwischen Reed-Kontakt und Steuerspule bzw. Masse ist bei dieser Lösung infolge der koaxialen Bauform des Schalters für viele Anwendungen nicht ausreichend.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Hochfrequenz-Leistungsschalter der eingangs genannten Art soweit abzuändern, daß mit einem solchen Schalter höhere Spannungsfestigkeitswerte bei gleichzeitig einfacherer Schalterarchitektur erzielt werden können.
• Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale aus Patentanspruch 1 wiedergegeben. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen.
• Ein wesentlicher Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß die Steuerspule nicht mehr, wie bei den bekannten Lösungen auf Masse liegt, sondern auf dem gleichen Hochspannungspotential wie das zu schaltende Hochfrequenz-Bauteil bzw. der anzusteuernde Reed-Kontakt und daß durch diese Entkopplung der Steuerspule von Masse (Bezugspotential) eine geringere Spannungsfestigkeit zwischen Reed-Kontakt und Steuerspule erforderlich ist.
• Ferner besteht der Schalter nur aus wenigen Teilen, die kostengünstig und einfach hergestellt und montiert werden können.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand der 1 näher erläutert. Die Figur zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Leistungsschalters.
• Der Schalter enthält (beispielhaft) einen in einem Glaskolben eingeschmolzenen Reed-Kontakt 1, der an seinen beiden Enden jeweils über einen hochspannungsfesten Lötanschluß 2 an eine auf Hochspannungspotential liegende HF-Luftspule 8 angeschlossen ist. Die beiden Lötanschlüsse 2 sind (beispielhaft) jeweils an den Spulenenden mit der Spule 8 verbunden, so daß durch Einschalten des Reed-Kontaktes 1 die gesamte Spule 8 überbrückt werden kann. Anstelle der Spule 8 kann selbstverständlich auch ein anderes elektrisches Bauteil (z.B. ein HF-Kondensator) oder eine andere elektrische Baugruppe vorgesehen werden. Auch kann vorgesehen werden, mit einem solchen Reed-Kontakt nur einen Teil einer solchen Spule zu überbrücken.
• Die Spule 8 kann beispielsweise auf einem Spannungspotential von 10–20 KV liegen und im MHz-Bereich betrieben werden. Die Spule 8 weist Anschlußklemmen 10 auf und ist in einem isolierenden hochspannungsfesten Träger 9 gehaltert, der auf einer Grundplatte 7 (z.B. aus Aluminium) befestigt ist.
• Die Steuerspule 5 ist im Längsschnitt gezeigt und umgibt den Reed-Kontakt 1 ringförmig. Im Spuleninneren 3 ist zwischen Reed-Kontakt 1 und Steuerspule lediglich Luft als Isolator vorgesehen. Die mechanische Halterung der Steuerspule 5 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Figur nicht gezeigt.
• Sowohl der Reed-Kontakt 1 als auch die Steuerspule 5 sind im Inneren der zu schaltenden Hochfrequenzspule 8 angeordnet und liegen auf dem gleichen Hochspannungspotential wie die Hochfrequenzspule 8. Die Spule 8 ist dabei zweckmäßgerweise als Doppeldrahtspule ausgebildet, an die die Steuerspule 5 über ebenfalls als Doppeldrahtleitung ausgelegte Verbindungsleitungen 4 angeschlossen ist.
• Die Entkopplung der Steuerspule 5 von Masse bewirkt bei diesem Schalter eine vergleichsweise höhere Spannungsfestigkeit zwischen Reed-Kontakt 1 bzw. Hochfrequenzspule 8 einerseits und Steuerspule 5 andererseits.
• Die Steuerspule 5 wird dabei auf das Potential der Hochfrequenz-Spule 8 gesetzt, indem sie durch die als Doppeldrahtspule ausgebildete Hochfrequenzspule 8 gespeist und damit nach Masse entkoppelt wird.
• Außerdem bewirkt der Einbau des Reed-Kontakts 1 mit der Steuerspule 5 in die Hochfrequenzspule 8 eine feldstärkeseitige Abschirmung des Reed-Kontakts 1 nach Masse. D.h. kritische Feldstärken an der Oberfläche des Reed-Kontakts 1 treten nach Masse nicht mehr auf.
• Diese Anordnung von Reed-Kontakt 1 und Steuerspule 5 in der Hochfrequenzspule 8 zeichnet sich dadurch aus,
• – daß der Reed-Kontakt 1 direkt an dem zu schaltenden Bauteil (hier beispielhaft: an der Spule 8) befestigt werden kann, was bei dem bekannten Leistungsschalter DE 37 27 764 A1 nicht möglich ist; (selbstverständlich kann der Leistungsschalter nach 1 bei Bedarf auch an isolierenden hochspannungsfesten Stützträgern befestigt werden);
• – daß die Spannungsfestigkeit des Reed-Kontaktes zum Massepotential (Bezugspotential) unabhängig von der Zahl der angesteuerten Reed-Kontakte ist.
• – daß insbesondere bei Verwendung von mehreren von derselben Steuerspule angesteuerten Reed-Kontakten dennoch die Außenmaße des Schalters klein gehalten werden können im Vergleich zur bekannten Lösung nach DE 37 27 764 A1 .
• Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern vielmehr auch auf andere übertragbar ist. So ist es z.B. möglich, mehrere in Serie (und gegebenenfalls parallel) geschaltete Reed-Kontakte über dieselbe Steuerspule anzusteuern, d.h. zu schalten.

Claims (4)

1. Hochfrequenz-Leistungsschalter, mit mindestens einem in einem Glaskolben eingeschmolzenen Reed-Kontakt und mit mindestens einer Steuerspule, wobei der mindestens eine Reed-Kontakt auf Hochspannungspotential liegt und wobei die mindestens eine Steuerspule den (ihr jeweils zugeordneten) mindestens einen Reed-Kontakt in einem Abstand ringförmig umgibt und mit ihm in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Reed-Kontakt (1) mit seinen beiden Enden an eine auf Hochspannungspotential liegende, als Doppeldrahtspule ausgebildete Hochfrequenzspule (8) angeschlossen ist, dass die Steuerspule (5) durch Verbindungsleitungen (4) an das Hochspannungspotential des Reed-Kontakts (1) angeschlossen ist und dass die Steuerspule (5) an die Hochfrequenzspule (8) angeschlossen ist, wobei durch die Verbindungsleitungen (4) das eine Ende der Steuerspule (5) mit einem Draht der Doppeldrahtspule (8) und das andere Ende der Steuerspule (5) mit dem anderen Draht der Doppeldrahtspule (8) verbunden ist, so dass die Steuerspule (5) durch die Hochfrequenzspule (8) gespeist ist.
2. Hochfrequenz-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reed-Kontakt (1) an seinen beiden Enden jeweils mit einem hochspannungsfesten Lötanschluß (2) versehen ist.
3. Hochfrequenz-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (4) von und zur Steuerspule (5) als Flachbandkabel mit zwei Litzen ausgeführt sind, die mit ihren freien Enden an einem der beiden Lötanschlüsse (2) des Reed-Kontakts (1) angeschlossen sind.
4. Hochfrequenz-Leistungsschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der zu schaltenden und auf Hochspannungspotential liegenden Hochfrequenzspule (8) die Steuerspule (5) zusammen mit dem Reed-Kontakt (1) im Inneren der zu schaltenden Hochfrequenzspule (8) angeordnet und an diese angeschlossen ist.