DE1088550B - Magnetverstaerker in Selbstsaettigungsschaltung, insbesondere fuer Spannungssteuerung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Magnetverstärker in Selbstsättigungsschaltung mit Spannungssteuerung (Ramey-Schaltung) werden vorteilhaft wegen der erforderlichen, relativ hohen Steuerspannung in Verbindung mit einer Transistorvorstufe betrieben. Durch diese Vorstufe sind bei den bekannten Schaltungen eine eigene Hilfsspannungsquelle und gewöhnlich weitere Schaltmittel, wie z. B. Widerstände, Ventile und Steuerwicklungen, auf den Verstärkerkernen bedingt. Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diesen Aufwand zu verringern.

Es ist nun bekannt, bei einem Magnetverstärker in Selbstsättigungsschaltung, insbesondere mit Spannungssteuerung, die Selbstsättigungsventile durch Transistoren zu überbrücken, wobei an letztere eine . veränderbare Steuerspannung angeschlossen ist. Die Steuerung des magnetischen Verstärkers wird hierbei durch die Veränderung des über die Transistoren fließenden Rückmagnetisierungsstromes vorgenommen.

Gegenüber dieser einfachsten Anordnung weisen zusammengesetzte Schaltungen, wie die Doubler- oder die Brückenschaltung, eine Reihe von Vorzügen auf, auf die deren vielfältige praktische Verwendung zurückzuführen ist. Es ist deshalb erwünscht, die zuvor erwähnte Methode der Steuerung von Transduktoren auch auf solche zusammengesetzte Schaltungen zu übertragen. Eine solche Übertragung ist auch durchführbar, jedoch ergibt sich dabei eine Schaltung, die keinesfalls eine Optimallösung darstellt. So sind z.B. zur Steuerung der beiden in den Antiparallelzweigen liegenden Transistoren zwei erdpotentialfreie Spannungsquellen notwendig, deren Spannung in den meisten Fällen durch weitere Maßnahmen auf gleicher Höhe gehalten werden muß.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß bei Speisung eines Verbrauchers über zwei antiparallel geschaltete Zweige, bestehend aus je einem Selbstsättigungsventil und einer Transduktorarbeitswicklung, wie z. B. bei Anwendung einer Brücken- oder Doublerschaltung, die zwei mit vertauschter Durchlaßrichtung zwischen die beiden Verstärkerdrosseln und dem einen Pol der Wechselspannungsquelle geschalteten Ventile durch die Kollektor-Emitter-Strecke eines n-p-n- bzw. durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines p-n-p-Transistors in der Weise überbrückt werden, daß die Durchlaßrichtung der der parallel liegenden Ventile entgegengerichtet ist, und daß die Steuerspannung direkt zwischen die Basen der beiden Transistoren geschaltet wird.

Man kann die beiden Transistoren stetig erneuern, d. h. Steuerzustände wählen, die auf der Steuerkennlinie des Transistors zwischen den Zuständen der vollständigen Sperrung und der maximalen Leitfähigkeit liegen. Man kann aber auch in an sich bekannter Weise die Transistoren als Schalttransistoren be-Magnetverstärker

in Selbstsättigungsschaltung,

insbesondere für Spannungssteuerung

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Paul Marhold, Berlin,
ist als Erfinder genannt worden

treiben, d. h. im wesentlichen nur die Zustände der völligen Sperrung und der maximalen Leitfähigkeit wählen, wobei die Zwischenzustände sehr schnell durchlaufen werden. Hierzu ist eine S teuer spannung in Form einer Folge von vorzugsweise rechteckförmigen Impulsen erforderlich, wobei das Verhältnis zwischen Impulsbreite und Impulsabstand (das sogenannte Taktverhältnis) veränderbar ist. Diese Betriebsweise hat den Vorteil, daß die Eigenverluste der Transistoren sehr gering bleiben, da fast ständig entweder der Strom oder die Spannung am Transistor und damit auch die Verlustleistung des Transistors praktisch gleich Null ist. Die Rückmagnetisierung der Verstärkerdrosseln erfolgt hierbei schrittweise, wobei die Schrittgröße von der Taktfrequenz der Transistorsteuerung abhängt, die entsprechend den Erfordernissen gewählt werden kann. Hierbei ist aber nur eine einzige Spannungsquelle erforderlich, so daß keinerlei zusätzliche Einrichtungen benötigt werden, die die Gleichheit der sonst erforderlichen zwei Steuerspannungen nach Größe und/oder Phase gewährleisten.

Fig. 1 zeigt die bekannte Anordnung eines Transistors parallel zum Selbstsättigungsventil einer einfachen Transduktorschaltung mit Spannungssteuerung; Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist 1 die Arbeitswicklung des Verstärkers, 2 die Arbeitsspannungsquelle, 3 der Verbraucher und 4 das Selbstsättigungsventil. Das Ventil 4 ist durch einen p-n-p-Transistor 5 überbrückt, zwischen dessen Basis 6 und Emitter 7 eine Steuerspannung 10 liegt. Während der Arbeitshalbwelle, in der die Wechselspannungsquelle 2 eine Polarität hat, bei der das Ven-

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til 4 durchlässig ist, hat der Transistor 5 auf die Vorgänge keinen wesentlichen Einfluß. Während der Rückmagnetisierungshalbwelle, in der das Ventil 4 sperrt, wird durch den Transistor 5 ein Nebenweg gebildet, dessen Widerstand durch den Betrag der Steuerspannung 10 bestimmt ist. Ist der Transistor 5 auf hohe Leitfähigkeit gesteuert, so wird der Kern des Verstärkers über die Arbeitswicklung 1 weitgehend rückmagnetisiert, während bei Sperrung des Transistors 5 keine Rückmagnetisierung stattfindet. Bei höherer Rückmagnetisierung ergibt sich in den Arbeitshalbwellen in bekannter Weise eine geringere Spannung am Verbraucher und entsprechend bei kleinerer Rückmagnetisierung eine hohe Verbraucherspannung.

In Fig. 2 ist die Anwendung der Erfindung bei einem Magnetverstärker in Brückenschaltung dargestellt. Die beiden Verstärkerdrosseln sind mit 11 und 12, die Arbeitsspannungsquelle mit 13 und der Verbraucher mit 14 bezeichnet. Die Selbstsättigungsventile 15 und 16 sind durch Transistoren überbrückt, und zwar das Ventil 15 durch einen n-p-n-Transistor 17 und das Ventil 16 durch einen p-n-p-Transistor 18. Die veränderbare Steuerspannung 21 liegt zwischen der Basis des Transistors 17 und der Basis des Transistors 18. Bei dieser Schaltungsanordnung liegen die Basis-Emitter-Strecken beider Transistoren im richtigen Sinn in Reihe, so daß sie gleichzeitig durch die einzige Spannungsquelle 21 gespeist werden können. Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 2 ist derart, daß während der Rückmagnetisierungshalbwelle der Arbeitswicklung 11 bzw. des ihr zugeordneten Drosselkernes der Transistor 17 bei sperrendem Ventil 15 die Rückmagnetisierung steuert, während in der anderen Halbwelle bei sperrendem Ventil 16 der Transistor 18 die Rückmagnetisierung des der Arbeitswicklung 12 zugeordneten Kernes steuert.

In Reihe mit den Transistoren 17 und 18 können Schutzwiderstände 19 bzw. 20 angeordnet sein.

Claims (2)

PatentANSPBUCHE:

1. Magnetverstärker in Selbstsättigungsschaltung, insbesondere für Spannungssteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Speisung eines Verbrauchers

ίο über zwei antiparallel geschaltete Zweige, bestehend aus je einem Selbstsättigungsventil und einer Transduktorarbeitswicklung, wie z. B. bei Anwendung einer Brücken- oder Doublerschaltung, die zwei mit vertauschter Durchlaßrichtung zwischen die beiden Verstärkerdrosseln und dem einen Pol der Wechselspannungsquelle geschalteten Ventile durch die Kollektor-Emitter-Strecke eines n-p-n- bzw. durch die Emitter-Kollektor-Strecke eines p-n-p-Transistors in der Weise überbrückt werden, daß die Durchlaßrichtung der der parallel liegenden Ventile entgegengerichtet ist, und daß die Steuerspannung direkt zwischen die Basen der beiden Transistoren geschaltet wird.

2. Verfahren zum Betrieb eines Magnetverstärkers nachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren als Schalttransistoren gesteuert werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »Funk & Ton«, 1954, Nr. 2, S. 107 bis 109;

Zeitschrift »Electronics«, August 1953, S. 136 bis 140; September 1953, S. 140 bis 143;

Zeitschrift »Proceedings of the IRE«, Juni 1953, S. 717 bis 724.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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