CH384034A - Schaltungsanordnung mit einem Transistor, zur Erzeugung einer in ihrer Höhe begrenzten Impulsspannung - Google Patents

Description

  Schaltungsanordnung mit einem Transistor, zur Erzeugung einer in ihrer Höhe  begrenzten     Impulsspannung       Schaltungsanordnungen zur Impulserzeugung durch  aperiodische Rückkopplung mit einem Transistor,  welcher abwechslungsweise einen leitenden und einen  nichtleitenden Zustand aufweist, sind allgemein be  kannt. Sie dienen meist zur Erzeugung einer relativ  hohen aus einer relativ niedrigen Gleichspannung,  beispielsweise für die Speisung Elektronenröhren  enthaltender Geräte aus Akkumulatoren.

   Es entste  hen dabei zwei Arten von Impulsen mit je ver  schiedener Polarität, und zwar entstehen die einen,  die     Stromflussimpulse,    während der Zeit, während  welcher Strom im Transistor     fliesst    und die andern,  die     Unterbruchsimpulse,    während der Zeit, während  welcher kein Strom fliesst. Man kann nun aus den  einen oder den andern Impulsen durch anschliessende       Siebung    eine Gleichspannung gewinnen.

   Während  dem eine Gewinnung von Gleichspannung aus Unter  bruchsimpulsen einen kleineren Aufwand erheischt  als die Gewinnung aus     Stromflussimpulsen,    ist die  Ausgangsspannung bei der erstgenannten Art der  Gewinnung (mit     Unterbruchsimpulsen)    stark von der  Belastung abhängig, währenddem dies bei der zweit  genannten     Art    weniger der Fall ist. Dagegen weisen  beide Arten den Nachteil auf, dass die Ausgangs  spannung von der Speisespannung abhängig ist.

   Es  sind verschiedene Schaltungen mit     Unterbruchsim-          pulsen    bekanntgeworden, mit welchen die Lastab  hängigkeit dadurch verbessert werden kann, dass  durch Integrieren aus der erzeugten Impulsspannung  eine Gleichspannung erzeugt und diese zu Regel  zwecken verwendet wird. Die Abhängigkeit der Aus  gangsspannung von der Speisespannung wird dadurch  aber in keiner Weise verbessert.  



  Diese Mängel werden durch die erfindungsgemässe  Schaltungsanordnung beseitigt. Sie     betrifft    eine  Schaltungsanordnung mit einem abwechslungsweise  einen leitenden und einen nichtleitenden Zustand    aufweisenden Transistor zur Erzeugung einer in ihrer  Höhe begrenzten Impulsspannung während des lei  tenden Zustandes dieses Transistors, wobei eine  gleichartige, der erstgenannten proportionale Impuls  spannung in aperiodischer Rückkopplung der Basis  des Transistors zugeführt wird.

   Diese Anordnung ist  dadurch gekennzeichnet, dass der Basis ausser der  Rückkopplungsspannung eine zu dieser Spannung       entgegengerichtete,        mit    ihr in Phase     liegende    Impuls  spannung über einen Stromkreis zugeführt     wird,    in  welchem eine     Zenerdiode    und ein Gleichrichter in  Serie eingefügt sind. Die     Durchlassrichtung    des  Gleichrichters entspricht dabei der Sperrichtung der       Zenerdiode.     



  Das Schaltungsschema eines Ausführungsbeispiels  der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Anhand  dieses Schemas wird die Erfindung nun erklärt.  



  Die     Impulserzeugungsschaltung    weist als Haupt  teile einen Transistor mit Basis, Kollektor und     Emit-          ter    und einen Transformator mit den Wicklungen       WI-W4    auf. Sie wird aus der Batterie<I>B</I> gespeist.  Beim Einschalten erhält die Basis des Transistors  über die Wicklung W2 und den Widerstand R eine  negative     Vorspannung,    so dass der Transistor leitend  wird. Es fliesst daher ein Strom von der Batterie  über     Emitter    und Kollektor des Transistors und  die Wicklung W1.

   Während dieser Stromzunahme  entstehen in der Wicklung     W1    und dementsprechend  in den     andern    Wicklungen diesem Strom entgegen  gerichtete, miteinander proportionale Spannungen,  welche in der Folge als  Impulsspannungen  be  zeichnet werden. Ein Rückkopplungsstromkreis ver  läuft von der Basis des Transistors über die Wicklung  W2 und den Widerstand R nach der Batterie. Die  durch die Wicklung W2 in diesem     Kreis    erzeugte  Impulsspannung ist so gerichtet, dass dadurch die  negative     Vorspannung    der Basis gegenüber dem           Emitter    noch vergrössert wird. Der Strom in der  Wicklung     W1    nimmt deshalb zu, bis der Transistor  vollständig ausgesteuert ist.

   Sodann bleibt er sta  tionär, worauf die Induktionsspannungen im Trans  formator verschwinden. Die     Vorspannung    der Basis  und somit der Strom     in    der Wicklung W1 nehmen  dadurch wiederum ab, wodurch die Spannungen in  den Wicklungen gegenüber dem zuerst beschriebenen  Zustand ein     umgekehrtes    Vorzeichen annehmen.  Dadurch wechselt das Vorzeichen der     Vorspannung     der Basis ebenfalls. Der Transistor wird demzufolge  gesperrt, worauf die Spannungen in den Wicklungen  wiederum verschwinden und das Spiel von neuem  beginnt.  



  Die Wicklung W4 ist Bestandteil eines Sekundär  kreises, in welchem mit     Hilfe    des Gleichrichters G2  die während des Stromanstieges in der Wicklung W1       induzierte    Impulsspannung gleichgerichtet, mit dem  Kondensator C2 geglättet und als Ausgangsspannung  einem nicht gezeichneten Verbraucher     zugeführt     wird. Der Kondensator C1 nimmt während der       Verminderung    des Stromes in der Wicklung W1 die  freiwerdende Energie auf und     verhindert    damit die  Entstehung hoher Spannungen an den Wicklungen.  



  Sofern eine Schaltung zur Impulserzeugung aus  schliesslich die bis     jetzt    beschriebenen Elemente ent  hält, ist die Ausgangsspannung der Batteriespannung  proportional. Durch Anordnung eines weiteren auf  die Basis des Transistors wirkenden Stromkreises,  welcher die Wicklung W3, die     Zenerdiode        ZD    und  den Gleichrichter G1     enthält,    gelingt es nun, die       Ausgangsspannung    in ihrer Höhe zu begrenzen und  somit von der     Batteriespannung    nahezu unabhängig  zu gestalten, sofern die Batteriespannung einen be  stimmten Mindestwert überschreitet.

   In diesem  Stromkreis ist der Gleichrichter     G1    derart angeord  net, dass seine     Durchlassrichtung    der Sperrichtung  der     Zenerdiode    entspricht, und die Wicklung W3 ist       derart    angeschlossen, dass die darin erzeugte Impuls  spannung der     Spannung    im vorher beschriebenen  Rückkopplungskreis in bezug auf die Basis des  Transistors     entgegengerichtet    ist und daher als     Ge-          genkopplungsspannung    wirkt.

   Gleichrichter und     Ze-          nerdiode    bewirken, dass eine an der Wicklung W3  gegenüber dem     Emitter    entstehende negative Span  nung keinen Einfluss auf die Basis des Transistors  ausüben kann, dass dagegen eine gegenüber dem       Emitter    positive Spannung,     sofern    sie die     Zener-          spannung    der     Zenerdiode    überschreitet, auf die Basis  des Transistors einwirkt.

   Gegenüber dem durch die  Wirkung des Widerstandes R relativ     hochohmigen     Rückkopplungskreis ist der     Gegenkopplungskreis      ohne Berücksichtigung der     Zenerdiode    und des  Gleichrichters -     niederohmig.    Er ist auch unter Be  rücksichtigung der     Zenerdiode        niederohmig,    sofern  diese leitend ist.

   Die Spannung zwischen Basis und       Emitter    des Transistors ist daher unter den zuletzt  erwähnten Voraussetzungen, d. h., wenn die     Zener-          diode    leitend ist, ausschliesslich durch die Differenz  zwischen der Spannung an der Wicklung W3 und    der     Zenerspannung    der     Zenerdiode        ZD    bestimmt,  währenddem die Spannung an der Wicklung W2 nur  dann einen Einfluss auf die Basis des Transistors  hat, wenn die zuletzt beschriebenen Voraussetzungen  nicht zutreffen.  



  Solange die Batteriespannung unterhalb einer be  stimmten Grenze liegt, übersteigt die an der Wicklung  W3 entstehende Spannung die     Zenerspannung    der       Zenerdiode        ZD    nicht, so dass der     Gegenkopplungs-          kreis    keine Wirkungen auslöst und somit die Aus  gangsspannung zur Batteriespannung proportional ist.

    Bei einer Batteriespannung, welche die genannte  Grenze übersteigt, d. h. bei welcher die Spannung  an der Wicklung W3 die     Zenerspannung    der Diode       ZD    überschreitet, erhält jedoch die Basis des Tran  sistors eine positive Spannung gegenüber dem     Emit-          ter,    was eine Gegenkopplung bewirkt und zur so  fortigen Sperrung des Transistors     führt,    worauf dann,  infolge des abnehmenden Stromes, die Wicklung W2  mit der in ihr induzierten Spannung die Sperrung  des Transistors aufrechterhält.

   Die Wirkung des     Ge-          genkopplungsstromkreises    besteht demnach darin,  dass der Strom in der Wicklung W1 und im Kollektor  des Transistors am Anstieg auf den bei der be  treffenden Batteriespannung möglichen Höchstwert  verhindert wird, indem der Strom begrenzt wird. Die  Begrenzung findet dabei in direkter Abhängigkeit  von den durch die     Zenerdiode    bestimmten Absolut  werten der in den Wicklungen induzierten Spannun  gen statt, so dass diese Spannungen unabhängig von  den übrigen massgebenden Faktoren konstant bleiben.  



  Die Arbeitspunkte der ganzen Anordnung werden  dabei vorzugsweise derart gewählt, dass diejenige  Speisespannung, bei deren Unterschreiten die Impuls  spannung nicht mehr auf einem unveränderlichen       Wert    gehalten wird, unterhalb des niedrigsten     Wertes     der Speisespannung liegt, welcher während des Be  triebes auftreten kann, so dass die Impulsspannung  und damit die erzeugte Gleichspannung in allen  Betriebsfällen     unverändert    gehalten wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schaltungsanordnung mit einem abwechslungsweise einen leitenden und einen nichtleitenden Zustand aufweisenden Transistor zur Erzeugung einer in ihrer Höhe begrenzten Impulsspannung während des lei tenden Zustandes dieses Transistors, in welcher An ordnung eine gleichartige, der erstgenannten pro portionale Impulsspannung in aperiodischer Rück kopplung der Basis des Transistors zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Basis ausser der Rückkopplungsspannung eine zu dieser Spannung entgegengerichtete, mit ihr in Phase liegende Impuls spannung über einen Stromkreis zugeführt wird, in welchen eine Zenerdiode und ein Gleichrichter in Serie eingefügt sind,

   wobei die Durchlassrichtung des Gleichrichters der Sperrichtung der Zenerdiode ent spricht.