DE1018515B

DE1018515B - Voltage stabilization circuit

Info

Publication number: DE1018515B
Application number: DEN8858A
Authority: DE
Inventors: Gerald Offley Crowther
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1953-05-08
Filing date: 1954-05-05
Publication date: 1957-10-31

Description

Spannungsstabilisationsschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannungsstabilisationsschaltung, die bei sich ändernden Belastungen und Eingangsspannungen am Ausgang eine stabilisierte, nahezu reine Gleichspannung ergibt. Die Schaltung enthält nach bekanntem Vorbild eine mit kalter Kathode versehene Gasentladungsröhre mit zwei Betriebslagen, und an die Ausgangsklemmen der Schaltung ist in ebenfalls an sich bekannter Weise ein über einen Reihenwiderstand aufladbarer Kondensator angeschlossen, während zwischen Anode und Kathode der Röhre, wie weiterhin bekannt, ein zweiter Kondensator angeo°dnet ist.Voltage Stabilization Circuit The invention relates to a Voltage stabilization circuit that works with changing loads and input voltages at the output results in a stabilized, almost pure DC voltage. The circuit contains a gas discharge tube provided with a cold cathode according to the known model with two operating positions, and to the output terminals of the circuit is also in In a manner known per se, a capacitor that can be charged via a series resistor connected, while between the anode and cathode of the tube, as is still known, a second capacitor is attached.

Eine solche Schaltun; ist z. B. zum Speisen von Elektronenstrahlröhren, Geiger-Müller-Zählern u. dgl. verwendbar.Such a circuit; is z. B. for feeding cathode ray tubes, Geiger-Müller counters and the like can be used.

Die Erfindung bezweckt, eine verbesserte Stabilisationsschaltung zu schaffen, wobei der Energieverbrauch im Stabilisationskreis verhältnismäßig niedrig sein kann.The invention aims to provide an improved stabilization circuit create, whereby the energy consumption in the stabilization circuit is relatively low can be.

Nach der Erfindung ist die Röhre in an sich bekannter Weise mit einer Steuerelektrode versehen, welche über eine Spannungsvergleichsquelle mit der positiven Ausgangsklemme verbunden ist, und die Röhre mit dem parallel geschalteten Kondensator liegt in Reihe mit einem zweiten Widerstand parallel zu dem Ausgangskondensator.According to the invention, the tube is in a known manner with a Provided control electrode, which via a voltage comparison source with the positive Output terminal is connected, and the tube with the capacitor connected in parallel is in series with a second resistor in parallel with the output capacitor.

Die bekannten Vorrichtungen, die sich einer Röhre mit zwei Elektroden bedienen, haben den Nachteil, daß die Zündspannung an den Hauptelektroden der Röhre für die stabilisierende Wirkung maßgeblich ist. Diese Zündspannung kann jedoch unter Umständen stark schwanken, so daß eine sichere Stabilisierung in Frage gestellt ist. Bei einer Röhre mit zusätzlicher Steuerelektrode und Spannungsvergleichsquelle ist dieser Nachteil beseitigt.The known devices, which are a tube with two electrodes operate, have the disadvantage that the ignition voltage on the main electrodes of the tube is decisive for the stabilizing effect. However, this ignition voltage can be below Circumstances fluctuate strongly, so that a safe stabilization is in question is. In the case of a tube with an additional control electrode and voltage comparison source this disadvantage is eliminated.

Bei dieser Schaltung kann eine Spannungsvergleichsquelle verwendet werden, die eine zweite solche Gasentladungsröhre mit kalter Kathode besitzt.A voltage comparison source can be used in this circuit which has a second such gas discharge tube with a cold cathode.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 ein einfaches Schaltbild eines Stabilisators nach der Erfindung und Fig. 2 eine mehr detaillierte Schaltung darstellt.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which Fig. 1 shows a simple circuit diagram of a stabilizer according to the invention and FIG. 2 shows a depicts more detailed circuit.

In Fig. 1 ist an den Ausgangsklemmen 1, 1, an denen die stabilisierte Spannung auftritt, ein Kondensator 2 angeschlossen. Eine urstabilisierte Spannung wird an die Eingangsklemme 3, 3 gelegt, und ein Widerstand 4 liegt zwischen der positiven Eingangsklemme 3 und der positiven Ausgangsklemme 1. Dieser Widerstand kann in gewissen Fällen die innere Impedanz der urstabilisierten Spannungsquelle sein. Parallel zum Kondensator 2 ist eine mit kalter Kathode versehene Gasentladungsröhre 5 mit zwei Betriebslagen in Reihe mit einem Anodenwiderstand 7 angeschlossen. Ein Kondensator 8 liegt zwischen der Anode und der Kathode der Röhre 5. Eine Spannungsvergleichsquelle 9 liegt zwischen der positiven Ausgangsklemme und der Steuer- oder Zündelektrode 6 der Röhre 5. Die Spannungsquelle 9 kann eine Batterie oder eine Schaltung enthalten, die eine stabile Vergleichsspannung ergibt.In Fig. 1 is at the output terminals 1, 1, where the stabilized Voltage occurs, a capacitor 2 is connected. A primordially stabilized tension is applied to input terminals 3, 3, and a resistor 4 lies between the positive input terminal 3 and the positive output terminal 1. This resistor in certain cases the internal impedance of the originally stabilized voltage source be. Parallel to the capacitor 2 is a gas discharge tube provided with a cold cathode 5 connected in series with an anode resistor 7 with two operating layers. A Capacitor 8 lies between the anode and the cathode of the tube 5. A voltage comparison source 9 lies between the positive output terminal and the control or ignition electrode 6 of the tube 5. The voltage source 9 can contain a battery or a circuit, which results in a stable equivalent voltage.

Wenn die urstabilisierte Spannung an die Klemmen 3, 3 gelegt ist. so lädt sich der Kondensator 2 über den Widerstand 4 auf, und die Spannung am Kondensator 2 und die an die Klemmen 1, 1 angeschlossene Belastung nehmen zu. Der Kondensator 8 lädt sich über den Widerstand 7 gleichfalls bis auf nahezu die Spannung am Kondensator 2 auf, da die Zeitkonstante des Widerstandes 7 und des Kondensators 8 gegenüber der Zeitkonstante des Widerstandes 4 und des Kondensators 2 kurz ist.When the originally stabilized voltage is applied to terminals 3, 3. so the capacitor 2 charges through the resistor 4, and the voltage across the capacitor 2 and the load connected to terminals 1, 1 increase. The condenser 8 is also charged via the resistor 7 up to almost the voltage on the capacitor 2, since the time constant of resistor 7 and capacitor 8 are opposite the time constant of resistor 4 and capacitor 2 is short.

Die Spannungszunahme über den Kondensator 2 wird über die Spannungsvergleichsquelle 9 an die Elektrode 6 gelegt, und wenn die Spannung am Kondensator 2 einen durch die Spannungsvergleichsquelle und die Zündspannung der Steuerelektrode bedingten Wert erreicht, so wird die Röhre 5 von der Elektrode 6 gezündet, wodurch der Kondensator 8 bis zur Anodenlöschspannung der Röhre 5 entladen wird, worauf diese Röhre erlischt.The voltage increase across the capacitor 2 is via the voltage comparison source 9 placed on the electrode 6, and when the voltage on the capacitor 2 a through the voltage comparison source and the ignition voltage of the control electrode When the value is reached, the tube 5 is ignited by the electrode 6, whereby the capacitor 8 is discharged to the anode extinction voltage of the tube 5, whereupon this tube goes out.

Beim erneuten Aufladen des Kondensators 8 wird die Ladung dem Kondensator 2 entnommen, und die Spannung am Kondensator 2 nimmt infolge der Entnahme einer festen Ladung ab. Der Kondensator 2 lädt sich allmählich wieder auf, bis die Röhre 5 wieder gezündet wird, worauf sich der Zyklus wiederholt. Die stabilisierte Spannung hat daher eine kleine Rippelspannung gleichbleibender Amplitude, wobei der obere Spannungspegel durch die Summe des Zündpotentials der Steuerelektrode und der Spannung der Spannungsvergleichsquelle 9 bedingt wird. Der Wert der stabilisierten Spannung kann daher durch Änderung der Spannung der Vergleichsquelle 9 zwischen gewissen Grenzen geändert werden. Die stabilisierte Spannung ist der Mittelwert der oberen und der unteren Spitze der Rippelspann.ung.When the capacitor 8 is recharged, the charge is transferred to the capacitor 2 removed, and the voltage across capacitor 2 increases as a result of the removal of a solid charge. The capacitor 2 gradually recharges itself until the tube 5 again is ignited, whereupon the cycle repeats. The stabilized Voltage therefore has a small ripple voltage of constant amplitude, where the upper voltage level by the sum of the ignition potential of the control electrode and the voltage of the voltage comparison source 9 is conditioned. The value of the stabilized Voltage can therefore by changing the voltage of the comparison source 9 between certain limits are changed. The stabilized voltage is the mean the upper and lower peaks of the ripple tension.

Wenn die unstabilisierte Spannung der Quelle zunimmt oder die Belastung abnimmt, so kann sich der Kondensator 2 schneller aufladen, und es wird daher ein größerer Energiebetrag entnommen, da in einem gegebenen Zeitintervall die Röhre 5 häufiger entladen und der Kondensator 8 häufiger wieder aufgeladen wird. Der umgekehrte Zustand tritt auf, wenn die unstabilisierte Spannung abnimmt oder die Belastung zunimmt.When the unstabilized voltage of the source increases or the load decreases, the capacitor 2 can charge faster, and it therefore becomes a larger amount of energy removed, because the tube in a given time interval 5 discharged more frequently and the capacitor 8 is charged again more frequently. The reverse Condition occurs when the unstabilized voltage or the load decreases increases.

Durch Anwendung einer Spannungsvergleichsquelle 9 an Stelle eines Spannungsteilers für die Spannung an der Elektrode 6 kann die .ganze Spannungsänderung am Kondensator 2, an Stelle eines Teiles derselben, an die Elektrode 6 gelegt werden, wodurch sich eine bessere Stabilität ergibt. Auch wird eine Änderung des Zündpotentials hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Ausgangsklemmen nicht mit dem Potentiometerverhältnis multipliziert.By using a voltage comparison source 9 instead of one The voltage divider for the voltage at the electrode 6 can change the whole voltage on the capacitor 2, instead of a part thereof, are placed on the electrode 6, which results in better stability. There is also a change in the ignition potential not with the potentiometer ratio in terms of their effect on the output terminals multiplied.

Fig. 2 zeigt eine mehr ins einzelne gehende Schaltanordnung nach der Erfindung, in der die Spannungsvergleichsquelle wie eine Schaltung mit einer zweiten ebensolchen Gasentladungsröhre mit kalter Kathode ausgebildet ist. Wo möglich, sind Teile in Fig. 2, die denjenigen in Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen.FIG. 2 shows a more detailed circuit arrangement according to FIG Invention in which the voltage comparison source like a circuit with a second just such a gas discharge tube is designed with a cold cathode. Where possible, are Parts in Fig. 2 which correspond to those in Fig. 1 have the same reference numerals Mistake.

Eine Gasentladungsröhre 10 mit kalter Kathode liegt in Reihe mit einem Widerstand 12, und die beiden zusammen liegen parallel zum Kondensator 2. Parallel zur Röhre 10 liegt die Reihenschaltung von Kondensatoren 13 und 14, und die Elektrode 11 ist an dem Verbindungspunkt dieser Kondensatoren angeschlossen.A cold cathode gas discharge tube 10 is in series with one Resistor 12, and the two together are parallel to capacitor 2. Parallel to the tube 10 is the series connection of capacitors 13 and 14, and the electrode 11 is connected to the connection point of these capacitors.

Die Kondensatoren 13 und 14 werden über den Widerstand 12 aufgeladen, wobei die Spannung an der Kathode der Röhre 10 abnimmt und gleichzeitig die Spannung der Elektrode 11 dementsprechend abnimmt. Diese Abnahme wird durch das Verhältnis zwischen den Impedanzen der Kondensatoren 13 und 14 bedingt. Wenn die Spannung der Steuerelektrode das Zündpotential erreicht, so wird die Röhre 10 g@ezündet, und die Kondensatoren 13 und 14 werden bis zur Anodenlöschspannung entladen. Die Röhre 10 schwingt daher mit gleichbleibender Amplitude und mit gleichbleibenden Spitzenspannungswerten gegenüber der Spannung zwischen der Kathode und der Anode. Diese gleichbleibende Spitzenspannung lädt den Kondensator 15 über den Gleichrichter 16 auf und hält dabei den Verbindungspunkt 17 auf eine gleichbleibende negative Spannung gegenüber der positiven Klemme der stabilisierten Ausgangsspannung.The capacitors 13 and 14 are charged via the resistor 12, wherein the voltage at the cathode of the tube 10 decreases and at the same time the voltage the electrode 11 decreases accordingly. This decrease is due to the ratio between the impedances of the capacitors 13 and 14 conditional. When the tension of the When the control electrode reaches the ignition potential, the tube 10 is ignited, and the capacitors 13 and 14 are discharged to the anode extinction voltage. The tube 10 therefore oscillates with a constant amplitude and with constant peak voltage values versus the voltage between the cathode and the anode. This consistent Peak voltage charges the capacitor 15 via the rectifier 16 and holds it the connection point 17 to a constant negative voltage with respect to the positive terminal of the stabilized output voltage.

Die Steuerelektrode 6 der Röhre 5 ist über einen Widerstand 18 mit der positiven Klemme der stabilisierten Ausgangsspannung, über einen Kondensator 19 mit der negativen Klemme der stabilisierten Ausgangsspannung und über einen Gleichrichter 20 mit dem Verbindungspunkt 17 verbunden.The control electrode 6 of the tube 5 is connected to a resistor 18 the positive terminal of the stabilized output voltage, via a capacitor 19 to the negative terminal of the stabilized output voltage and via a rectifier 20 connected to the connection point 17.

Die Spannung an der Zündelektrode 6 hat die Neigung, bis auf die stabilisierte Gesamtspannung gegenüber der Kathode der Röhre 5 zuzunehmen, kann aber infolge des Vorhandenseins des Gleichrichters 20 nicht über die Spannung des Verbindungspunktes 17 hinausgehen. Wenn die Röhre 5 erloschen ist, folgt die Zündelektrode daher der Spannung des Verbindungspunktes 17.The voltage at the ignition electrode 6 has the tendency to be stabilized Total voltage to increase with respect to the cathode of the tube 5, but can as a result of the Presence of the rectifier 20 does not exceed the voltage of the connection point 17 go out. When the tube 5 is extinguished, the ignition electrode therefore follows the Tension of the connection point 17.

Der Gleichrichter 20 verhütet gleichfalls, daß die Elektrode 6 beim Zünden der Röhre 5 eine unerwünscht hohe Belastung für den Spannungsvergleichskreiswird.The rectifier 20 also prevents the electrode 6 when Igniting the tube 5 will place an undesirably high load on the voltage comparison circuit.

Die Spannungszunahme an den Klemmen 1, 1 infolge des Aufladens des Kondensators 2 über den Widerstand 4 wird an die Elektrode 6 gelegt, und bei einem vorherbestimmten Wert wird die Röhre 5 gezündet, und es entlädt sich der Kondensator B. Darauf wird der Kondensator 8 erneut aufgeladen, wobei ein fester Ladungsbetrag dem Kondensator 2 entnommen wird. Es tritt also eine Stabilisation auf, wie an Hand von Fig.l beschrieben.The increase in voltage at terminals 1, 1 as a result of the charging of the Capacitor 2 across the resistor 4 is placed on the electrode 6, and at one The tube 5 is ignited at the predetermined value and the capacitor discharges B. The capacitor 8 is then charged again, with a fixed amount of charge is taken from the capacitor 2. So there is a stabilization, like on hand of Fig.l described.

Die stabilisierte Spannung an den Klemmen 1, 1 kann geändert werden durch Änderung der Spannung der Spannungsvergleichsquelle, was durch eine Änderung im Verhältnis zwischen den Kapazitäten der Kondensatoren 13 und 14 erreicht werden kann.The stabilized voltage at terminals 1, 1 can be changed by changing the voltage of the voltage comparison source, which is caused by a change in the ratio between the capacities of the capacitors 13 and 14 can be achieved can.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Voltage stabilization circuit with a with cold cathode provide gas discharge tubes with two operating positions, with the Output terminals of the circuit are a capacitor that can be charged via a series resistor is connected and a second capacitor between the anode and cathode of the tube is arranged, dadmrch characterized in that the tube (5) in a known manner with a control electrode (6) ve_-see, which via a voltage comparison source- (9) is connected to the positive output terminal, and that the tube (5) is connected to the capacitor (8) connected in parallel in series with a second resistor (7) parallel to the output capacitor (2).

2. Voltage stabilization circuit according to claim 1, characterized in that a voltage comparison source is used which also has a gas discharge tube provided with a cold cathode with two operating positions. Documents considered: German Patent No. 721811.