DE1079162B

DE1079162B - Zweipunktregler

Info

Publication number: DE1079162B
Application number: DES54582A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Claus Kessler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-05-30
Filing date: 1957-08-01
Publication date: 1960-04-07

Description

DEUTSCHES

Die Hauptpatentanmeldung betrifft einen Zweipunktregler mit einem trägheitsarmen stetigen Verstärker, der eine überkritische trägheitsarme Mitkopplung und eine trägheitsbehaftete Gegenkopplung derartiger Bemessung aufweist, daß die Ausgangsgröße mit von der Eingangsgröße bestimmtem Tastverhältnis periodisch kippt.

In der Hauptpatentanmeldung sind bereits Endstufen für derartige Zweipunktregler angegeben worden, die die Angleichung des im Taktgeber vorhandenen Leistungsniveaus auf das des Verbraucherkreises vornehmen.

Eie Erfindung betrifft eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer solchen Endstufe für den Zweipunktregler nach der Hauptpatentanmeldung. Sie ist gekennzeichnet durch eine Kaskadenendstufe aus Transistoren in Kollektorverbundbetrieb und direkter Emitterbasiskopplung und durch eine Spannungsteilerschaltung, die für die Transistoren eine zur praktisch völligen Sperrung ausreichende Vorspannung erzeugt.

Durch die direkte Emitterbasiskopplung können beliebig lange Eingangsimpulse übertragen werden, wobei außerdem besondere Koppelelemente entbehrlich werden. Im Sinne der Vermeidung von Leistungsverlusten ist auch der Kollektorverbundbetrieb von Bedeutung, wobei die Kollektoren sämtlicher Transistoren auf gleichem Potential liegen. Die mit der Endstufe in Reihe geschaltete Belastung übernimmt die Funktion eines gemeinsamen Kollektorwiderstandes für alle Transistoren. Neben dem Fortfall leistungsverbrauchender Kollektorwiderstände wird außerdem noch der für den praktischen Betrieb sehr wichtige Vorteil erzielt, daß die Exemplarstreuung der Transistoren sich wesentlich geringer auf die Funktion der Endstufe auswirkt. Es geht nämlich nur das Produkt der Stromverstärkungsfaktoren, nicht aber jeder für sich in den Übertragungsfaktor der Endstufenschaltung ein.

Bei bekannten Transistorverstärkern in Kaskadenschaltung tritt auch bei Sperrung der Transistoren ein gewisser Reststrom auf, der zur Anfachung selbsterregter Schwingungen führen kann. Solche Schwingungen müssen jedoch unbedingt vermieden werden. Daher wird durch eine besondere Spannungsteilerschaltung für jeden Transistor eine Vorspannung erzeugt, die ihn in Sperrichtung stark übersteuert.

Um die Sperrsicherheit auch im erwärmten Zustand zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, den Innenwiderstand der Spannungsteilerschaltung hinsichtlich der Leckstromabfuhr um eine Größenordnung, beispielsweise um den Faktor 20, überzudimensionieren.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Zweipunktregler

Zusatz zur Patentanmeldung S 48895 VIIIb/21 c
(Auslegeschrift 1 074 127)

Anmelder:

Siemens-Sctmckertwerke

Aktienges ells chaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Dr. Claus Keßler, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

Zeichnung schematisch dargestellt ist. Es handelt sich um einen dreistufigen Endverstärker mit der Eingangsklemme 1, den drei Transistoren 2, 3 und 4 und dem Verbraucherwiderstand 5. Die von der Endstufe gesteuerte Spannung ist mit —U₁ bezeichnet.

Zur Erzeugung der Vorspannung für die Transistoren dient ein Spannungsteiler, der zwischen der Spannung + U₂ und Erde liegt und aus den Widerständen 6, 7 und 8 besteht. 9 ist ein Begrenzungswiderstand für den Strom des Transistors 2. Die Vorspannung für diesen Transistor wird durch geeignete Ankoppelwiderstände gebildet, denen die Impulse aus der Taktgeberstufe des Zweipunktreglers zugeführt werden. Diese Ankoppelwiderstände stellen eine Belastung des Taktgebers dar, die durch Änderung des Mitkoppelwiderstandes (R in Fig. 6 der Hauptpatentanmeldung) zu berücksichtigen ist.

Während bei Abwesenheit eines Eingangsimpulses der Transistor 2 völlig gesperrt ist, sinkt die Spannung an ihm beim öffnen so weit ab, daß der zum öffnen des nachfolgenden Transistors erforderliche Steuerstrom übertragen wird. Ähnliche Verhältnisse liegen auch beim Transistor 3 vor. Der Transistor 4 als eigentliches Steuerglied für den Verbraucher hat im Kollektor- und Emitterkreis überhaupt keinen besonderen Widerstand, so daß die Versorgungsspannung -U₁ bis auf den geringfügigen Spannungsabfall am geöffneten Transistor an den Verbraucher 5 gelangt.

Im Ausführungsbeispiel ist ein Verbraucher mit induktivem Charakter angedeutet. In diesem Fall ist es zur Vermeidung von Überbeanspruchungen der Transistoren angebracht, ihm eine Nullanode 10 par-

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allel zu schalten (vgl. auch Fig. 8 der Hauptpatentanmeldung). Wenn es sich bei dem Verbraucher um die Steuerwicklung eines Magnetverstärkers oder die Erregerwicklung eines Leonardgenerators handelt, so ist es vorteilhaft, diese Wicklungen in zwei Teilen auszuführen und die Wicklungshälften über zwei gleichartig aufgebaute Endstufen nach der Erfindung im Gegentakt zu betreiben. Dadurch erzielt man eine weitgehend oberwellenfreie Belastung der Stromversorgungsquelle und erleichtert die Funkentstörung des Reglers. Außerdem kann es zweckmäßig sein, die Speisespannungsquelle mit einem Siebkondensator von etwa 1000 μΈ abzuschließen.

Für die Endstufe nach der Erfindung gibt es neben der in der Zeichnung dargestellten Schaltung noch verschiedene andere Ausführungsmöglichkeiten. Insbesondere können statt der dargestellten NPN-Transistoren auch solche vom Typ PNP verwendet werden. Die Endstufe hat auch nicht nur in Verbindung mit dem Taktgeber nach der Hauptpatentanmeldung Be- ao deutung, sondern ist auch für den Anschluß an andere Taktgeber vorteilhaft geeignet.

Claims

Patentansprüche:

1. Zweipunktregler mit einem trägheitsarmen stetigen Verstärker, dessen Ausgangsgröße durch überkritische trägheitsarme Mitkopplung und trägheitsbehaftete Gegenkopplung mit von der Eingangsgröße bestimmtem Tastverhältnis periodisch kippt, nach Patentanmeldung S 48895 VIIIb/21c, gekennzeichnet durch eine Kaskadenendstufe aus Transistoren in Kollektorverbundbetrieb und direkter Emitterbasiskopplung und durch eine Spannungsteilerschaltung, die für die Transistoren eine zur praktisch völligen Sperrung ausreichende Vorspannung erzeugt.

2. Zweipunktregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung des Sperrbetriebes der Innenwiderstand der Spannungsteilerschaltung hinsichtlich der Leckstromabfuhr um eine Größenordnung überdimensioniert ist.

3. Zweipunktregler nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch zwei gleichartige Endstufen in Gegentaktschaltung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen