DE1219525B - Magnetischer Verstaerker - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03f

Deutsche KL: 21 a2-18/08

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

N 24392 VIII a/21 a2
4. Februar 1964
23.Juni 1966

Die. Erfindung betrifft einen magnetischen Verstärker — manchmal als magnetischer Modulator bezeichnet —, und zwar einen neuen Basiselektrodenkreis für einen magnetischen Verstärker, der ebenso wie di^e bekannten Basiselektrodenkreise für bestimmte Zwecke einfach verwendet, aber auch mehrfach in doppelseitigen, zweiphasigen, dreiphasigen, inj allgemeinen mehrphasigen, Gegentakt- und Ausgleichsschaltungen Anwendung finden kann und dessen Ausgang zum Liefern einer Gleichstromleistung, ίο Wechselstromleistung oder einer Kombination beider eingerichtet sein kann.

Ein wichtiger Einzelteil magnetischer Verstärker ist der Transduktor: Ein Kern aus ferromagnetischem Material mit bestimmten Eigenschaften, der eine oder mehrere Wicklungen trägt, die Ströme führen, deren gemeinsamer Einfluß den Kern in den Zustand magnetischer Sättigung bringen kann. Ist dieser Zustand erreicht, so. kann die im Belastungskreis liegende Wicklung keine Spannung mehr aufnehmen, ao und der Strom in dieser Wicklung wird dann durch den Augenblickswert der Wechselspannung der Speisequelle und die Impedanz der Belastung bedingt.

Der von einer Signalquelle herrührende Strom, der auch den Augenblick des Eintretens des Sättigungszustandes bestimmt, wird als Steuerstrom bezeichnet und meist, aber nicht notwendigerweise, einer getrennten Wicklung auf dem Kern zugeführt. Bei den älteren. Formen magnetischer Verstärker ist die Zahl der Amperewindungen dieses Steuerstromes von gleicher Größenordnung wie die Zahl der Arnperewindungen des Belastungsstromes. Bei modernen magnetischen Verstärkern ist der Steuerstrom auf die Größenordnung des Magnetisierungsstromes für den gegebenen Kern, auf die Steuerwicklung bezogen» herabgesetzt. Dieses Ergebnis entstand durch den Zusatz eines Gleichrichterelementes in Reihe mit der Wicklung, durch die der Belastungsstrom fließen muß. Die Einheit Transduktor plus Gleichrichter (in der englischen Literatur: Self saturating reactor) kann auf zwei Weisen Spannung aufnehmen, nämlich an der Wicklung, wenn der, Kern ungesättigt ist, und am Gleichrichter, wenn dieser gegenüber der Polarität der angelegten Spannung in der Sperrichtung steht

Der Wert des Zusatzes des Gleichrichters liegt im Umstand, daß in dem Teil der Periode der Speisewechselspannung im Belastungskreis, in dem der Gleichrichter, gesperrt ist, der Transduktor keine oder nahezu keine Spannung aufzunehmen braucht und auch in den Steuerkreis keine Spannung eingeleitet wird: Diese Spannung würde sich beim Erzielen der Steuerwirkung störend ausgewirkt haben, die eine Magnetischer Verstärker

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. H. Scholz, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Marinas Pieter Breedveld, Den Haag;

Cornells Josephus Maria Huijben, Eindhoven

(Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 8. Februar 1963 (288 713)

solche Einstellung der Magnetisierung des Kernes bezweckt, daß in der nächsten Halbwelle, in der dagegen ein; Belastungsstrom! fließen könnte, die Spannung während eines Teiles dieser Halbwelle zunächst vom Transduktor aufgenommen wird, und zwar bis zu dem Augenblick, in dem der Kern gesättigt wird. Dieser Augenblick ist somit bestimmt durch und daher in Abhängigkeit von der Magnetisierungseinstellung (reset), regelbar durch den Steuerkreis.

Logan machte im Jahre 1931 zum ersten Male von dieser Möglichkeit Gebrauch in der nach ihm genannten Schaltung· (F i g. 1), in der die Belastungswicklung, und die Steuerwicklung entweder zusammenfallen oder auch aus zwei Parallelwicklungen;, gegebenenfalls mit verschiedenen Windungszahlen, bestehen können.

F i g. 2 zeigt den Verlauf der Ströme und Spannungen im vereinfachten Falle, wenn das Kernmaterial eine ideale Hysteresekurve B-H nach F i g. 3 a aufweist.

Der Speisestrom der Quelle 1 durchläuft dabei den Transduktor 2, den Gleichrichter 3 und die Belastung 4, und die Magnetisierung des Transduktor 2 wird· von einem Steuerstromkreis, gesteuert, der die Quelle 5 mit einem inneren Widerstand 6, der gewünschtenfalls mittels eines äußeren Widerstandes erhöht werden kann, enthält.

Während der Halbweüe ί₃-ί₆ des Speisewechselstromes i, in der die Diode 3 stromleitend ist, fließt

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ein Strom von der Speisequelle 1 durch den Trans- Leistungsverstärkung nur auf Kosten einer großen

duktor2, die Diode 3 und die Belastung 4. Solange Ansprechzeit. Im Ramey-Verstärker dagegen können

der Transduktor 2 noch nicht gesättigt ist, wird die gleichzeitig eine hohe Leistungsverstärkung und eine

Speisespannung u der Quelle 1 praktisch völlig am geringe Ansprechzeit erreicht werden, vorausgesetzt,

Transduktor 2 liegen. Sobald aber der Transduktor 2 5 daß das Magnetmaterial des Transduktor gleichzeitig

gesättigt ist, wird praktisch die ganze Speisespannung ein dem Wertl sehr nahe kommendes Verhältnis

an der Belastung 4 liegen. zwischen der Remanenz Z?; und der Sättigungsinduk-

Während der Zeit t₂-t_s, in der die Diode 3 gesperrt tion B_s aufweist (F i g. 3 b). Ein solches Material mit ist, bedingt der Steuerstrom ^ den Magnetisierungs- einer sogenannten »rechtwinkligenHystereseschleife«, zustand des Kernmaterials und demnach den An- io wie das unter dem Namen »Deltamax« bekannte fangsfluß im Zeitpunkt t₃ der nächsten Halbwelle. Die Material, ist aber teuer und muß vorsichtig behandelt Zeitdauer, die notwendig ist, um von diesem Anfangs- werden, wodurch dessen Anwendung für größere fluß ab das Kernmaterial wieder in die Sättigung zu Leistungen nahezu ausgeschlossen ist.
bringen, wird daher durch den Steuerstrom i_c bedingt. Die Erfindung bezweckt, einen magnetischen Ver-· Wird angenommen, daß die Sättigung im Zeitpunkt i₄ 15 stärker zu schaffen, der nicht nur eine hohe Leistungserreicht wird, so wird entsprechend dem Vorher- verstärkung bei geringer Ansprechzeit liefert, sondern gehenden nur während des Zeitintervalls ^t₆ die darüber hinaus auch kein Kernmaterial mit recht-Speisespannung u praktisch, völlig von der Belastung 4 winkliger Hystereseschleife benötigt, sondern voraufgenommen. Dieses Zeitintervall und demnach die zugsweise ein Material mit geringer Remanenz. Darn der Belastung 4 verbrauchte Energie ist also mittels 20 durch weist er gegenüber den oben besprochenen des Steuerstromes i_c einstellbar. Verstärkern erhebliche Vorteile auf.

Bei dieser Schaltung ist die Rückwirkung des Be- Die Erfindung betrifft einen magnetischen Verlastungskreises auf den Steuerkreis zwar durch den stärker, der einen Transduktor mit einem Kern aus Gleichrichter 3 teilweise beseitigt, aber die Rück- sättigbarem magnetischem Material besitzt, auf dem wirkung im Zeitintervall ί₃-ί₄, in dem der Transduktor 25 wenigstens eine Wicklung angebracht ist, die in Reihe die Speisespannung aufnimmt, ist geblieben. Diese mit einem ersten Gleichrichter und einer Belastung Spannung ist dann völlig im Steuerkreis wirksam. Zur an eine Speisewechselspannungsquelle angeschlossen Herabsetzung des aus dieser Spannung resultierenden ist, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stromes müßte der Widerstand 6 einen hohen Wert erwähnte Wicklung mit einem Kondensator gekoppelt haben, wodurch aber die zugeführte Steuerleistung 30 ist, der mit der effektiven. Induktivität dieser Wicktrotz des geringen erforderlichen Steuerstromes wie- lung einen Parallelschwingkreis mit einer Eigender groß wird. Würde man statt des Widerstandes 6 frequenz in der Größenordnung der Speisefrequenz eine Induktivität in Reihe mit der Steuerquelle 5 bildet, und daß über einen zweiten Gleichrichterkreis schalten, so würde die Ansprechzeit der Vorrichtung ein Steuerkreis mit dem Schwingkreis gekoppelt ist, sehr beträchtlich werden. Mit »Ansprechzeit« ist der 35 durch den die Dämpfung dieses Schwingkreises ver-Zeitverlauf gemeint zwischen dem Augenblick, in änderbar ist, und daß die Gleichrichter derart gepolt dem man die Steuerspannung der Quelle 5 eine sind, daß die von ihnen durchgelassenen Ströme dersprungweise Änderung erfahren läßt, und dem Augen- selben Magnetisierungsrichtung im Transduktorkreis blick, in dem die dadurch verursachte Stromänderung entsprechen.

." , τ, , _A λ ■ ττί χ U 1 \ j j. 40 Dabei sei bemerkt, daß es an sich bekannt ist, par-

m der Belastung 4 emen Wert (l - -) der gesamten ^_{1 zu effler Transduktorspule einen} Kondensator

Stromänderung erreicht hat, wobei e die Basis der zu schalten, z. B., um eine höhere Harmonische der

natürlichen Logarithmen darstellt. Speisefrequenz zur Auswirkung kommen zu lassen.

Ramey war sich dessen bewußt, daß der Steuer- Die bekannten Verstärkervorrichtungen weisen aber

kreis überhaupt nicht zwischen den Zeitpunkten t₃ 45 nicht die oben aufgeführten Merkmale auf; erst durch

und Z₄ oder sogar zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₆ alle diese Merkmale ist es möglich, die besonderen

an den Transduktor angeschlossen zu sein brauchte. Effekte zu verwirklichen, wie sie nachstehend näher

In der nach ihm benannten, in vereinfachter Weise beschrieben werden.

in Fig. 4 dargestellten Schaltung (siehe z.B. die Der Verstärker nach der Erfindung hat neben dem

USA.-Patentschrift 2 719 885) wird das periodische 50 Vorteil einer äußerst kurzen Ansprechzeit eine sehr

Lösen des Steuerkreises während der erwähnten Zeit geringe Rückwirkung, und teueres Magnetmaterial

durch den Zusatz eines Gleichrichters 7 zum Steuer- mit rechtwinkliger Hystereseschleife braucht nicht

kreis und die Aufnahme der Speisewechselspannungs- mehr verwendet zu werden. Daher können auch

quelle 1 in den Belastungskreis als auch in den größere Leistungen mittels dieses Verstärkers mit

Steuerkreis verwirklicht. Die Steuerspannungsquelle 5, 55 einer kurzen Ansprechzeit und in wirtschaftlicher

die gegebenenfalls von einem Transistor gebildet Weise gesteuert werden. Die Ansprechzeit braucht

werden kann, ist also nur während eines Teiles einer dabei nicht länger als die Dauer nur einer Periode

Periode an den Transduktor 2 angeschlossen. der Speiseschwingung zu betragen.

Von großer Wichtigkeit bei diesen beiden Formen Die Erfindung wird an Hand des in Fig. 5 darmagnetischer Verstärker ist die Form der Magneti- 60 gestellten Prinzipschemas erläutert,
sationskurve. Eine nähere Betrachtung lehrt, daß F i g. 9 und 10 zeigen Verstärkungscharakterimagnetisches Material mit einem scharfen Übergang stiken, die mit einem Verstärker nach Fig. 5 erzielt vom ungesättigten in den gesättigten Zustand und sind.

mit einem möglichst stellen Verlauf in den ungesättig- In den Fig. 6 bis 8 und 11 bis 15 sind näher

ten Zweigen, die außerdem einander möglichst nahe 65 ausgearbeitete Ausführungsbeispiele bzw. Varianten

liegen müssen, die günstigsten Ergebnisse hinsichtlich der F i g. 5 dargestellt.

der Leistungsverstärkung ergibt. Der Logan-Verstär- In Fig. 5 ist die Speisewechselspannungsquelle

ker ermöglicht aber, wie oben angegeben, eine hohe wiederum mit 1, der Transduktor mit 2, der Gleich-

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richter im Speisekreis mit 3 und die Belastung mit 4 kernes im dritten Quadrant seiner Hysteresekurve

bezeichnet. Die Speisewechselspannung hat für (F i g. 3 c) hinreichend sein.

optimale Wirkung etwa einen Wert von ω ΝΦ₈, wobei Die erwähnte Fläche sei daher vorzugsweise so

ω die Kreisfrequenz der Speisewechselspannung, N groß _r wie möglich, oder, mit anderen Worten, die

die Windungszahl und Φ₃ den Sättigungsfluß des 5 Remanenz B_r sei so gering wie möglich, z. B. weniger

Kernmaterials des Transduktors 2 darstellen. als 0,7 B_s. Diese Fläche kann auch dadurch künst-

Im Gegensatz zum Ramey-Verstärker ist der lieh vergrößert werden, daß ein zusätzliches Feld

Gleichrichter 7 entgegengesetzt zum Gleichrichter 3 entgegengesetzt zu dem, das dem Strom durch den

gepolt (und gestattet daher einen Stromdurchgang Gleichrichter 3 entspricht, im Kern wirksam gemacht

entsprechend derselben Magnetisierungsrichtung im 10 wird, z. B. dadurch, daß außer dem Speisewechsel-

Transduktorkern wie der Gleichrichter 3), braucht strom (Quelle 1) noch ein Gleichstrom entgegen-

keine Speiseschwingung dem Steuerkreis zugeführt gesetzt zu dem der Durchlaßrichtung des Gleich-

zu werden, ist für den Transduktor 2 ein Kern- richters 3 entsprechenden Strom (Quelle 10 in F i g. 6)

material mit einer in F i g. 3 a schematisiert dargestell- z. B. einer getrennten Wicklung 11 zugeführt wird,

ten Hysteresekurve verwendet und ist der Transduk- 15 Für die Steuerung genügt bereits das Anbringen

tor 2 von einem Kondensator 8 überbrückt, der mit einer veränderbaren Dämpfung, die den negativen

der effektiven Transduktorinduktivität einen auf die Stromwert und demnach den Wert des Flusses im

Speisefrequenz abgestimmten Resonanzkreis bildet. Transduktor 2 im Zeitpunkt t_s bestimmt. Damit diese

Der Kern des Erfindungsgedankens liegt in der Dämpfung nur während der Zeitdauer Z₁-^₃ wirksam Art und Weise, wie der Anfangsfluß am Anfang t_z 20 wird, ist der Gleichrichter 7 vorgesehen. Diese Dämpder Leitungsperiode des Gleichrichters 3 im Speise- fung kann eine große Zahl von Formen haben, z. B. kreis zustandekommt. Bei der Logan-Schaltung muß die eines Regelwiderstandes, eines licht- bzw. temdie Steuerquelle selbst die Leistung dafür liefern. Bei peraturempfindlichen Widerstandes, einer veränderder Ramey-Schaltung bewirkt die Speisewechsel- liehen Steuerspannung (Quelle 12) gegensinnig in spannung diesen Anfangsfluß z.B. in Abhängigkeit 25 Reihe mit dem Gleichrichter 7 (F i g. 7), einer Triode, von einer Steuerspannung oder einem veränderlichen einer Pentode (im allgemeinen eine Hochvakuum-Widerstand im Steuerkreis. Ohne diesen würde der oder gasgefüllte Röhre), eines Transistors (gegebenen-Fluß gerade von der positiven bis zur negativen falls mit einer Vorspannung zwischen der Kollektor-Sättigung laufen; das Steuerelement wirkt der Fluß- elektrode und der Emitterelektrode oder zwischen änderung in einem Maße entsprechend seiner Größe 30 der Kollektorelektrode und der Basiselektrode), entgegen. einer Photozelle usw.

Der Verstärker nach der Erfindung geht von dem In F i g. 5 ist als bevorzugte Lösung ein Tran-Gedanken aus, daß im Transduktorkern am Ende des sistor 9 als Dämpfungselement in Reihe mit dem Belastungsstromimpulses (Zeitpunkt*,, bzw. Z₁ in Gleichrichter7 dargestellt. Zur Herabsetzung der F i g. 2) noch magnetische Energie vorhanden ist und 35 Verlustleistung im Transistor 9 braucht die Stromdaß diese im Prinzip in dielektrische Energie und quelle 5 nicht notwendigerweise einen konstanten dann wieder in magnetische Energie übergeführt wer- Strom zu liefern, sondern es kann auch ein pulsieden kann, wobei aber am Ende einer Halbwelle des render Steuerstrom verwendet werden, der den Tranvon dem Transduktor 2 und dem Kondensator 8 ge- sistor jeweils kurzzeitig bis in die Sättigung ausbildeten Resonanzkreises (Zeitpunkt t₃) die Strom- 40 steuert. Ein geeignet gewählter Kollektorwiderstand richtung jener am Anfang dieser Halbwelle gerade (13 in Fig. 6) sorgt dann für die Aufnahme der entgegengesetzt ist. Für ein gutes Funktionieren als Kreisenergie.

Schwingungskreis ist notwendig, erstens die Be- Wird nach F i g. 8 eine Röhre 20 als Dämpfungs-

lastung 4 zu entkoppeln, was mittels des vorhandenen element verwendet, so kann gleichzeitig von deren

Gleichrichters 3 selbsttätig erfolgt, zweitens einen 45 Gleichrichterwirkung, nämlich von der Nichtdurch-

Kondensator 8 geeigneten Wertes parallel zum Trans- lässigkeit für einen positiven Strom von der Katode

duktor 2 zu schalten; dieser Kondensator muß wäh- zur Anode einer solchen Röhre, Gebrauch gemacht

rend der Periode t_t-t₃ mit dem Transduktor 2 einen werden, so daß sich dann ein besonderer Gleich-

Schwingungskreis bilden, an dem eine Spannung ν richter 7 erübrigt.

auftritt, die kleiner ist als die Speisespannung u, so 50 Die Dämpfung kann an der Hauptwicklung des daß der Gleichrichter 3 gesperrt bleibt; und drittens Transduktors stehen, aber auch an einem Teil desein Magnetmaterial zu verwenden, das im ungesättig- selben oder an einer zweiten Spule auf demselben ten Zustand der Transduktorspule eine gute An- Kern. Dasselbe gilt für den Kondensator 8.
näherung an eine ideale Induktanz bildet (F i g. 3 c). Obwohl das Magnetmaterial sich der idealen Kurve Während der Halbwelle t_s-t_e der Speiseschwingung, 55 in F i g. 3 a annähern müßte, ergibt sich, daß die norin der der Gleichrichter 3 leitend ist, wird vom Trans- malen als Kernmaterial verwendeten Materialien bei duktor 2 ein Energiebetrag proportional zu ¹J₁HdB Prüfungen bereits günstige Ergebnisse liefern, wie aus aufgenommen, wobei H die Feldstärke und B die den in F i g. 9 und 10 dargestellten Kennlinien er-Induktanz im Transduktorkern darstellen. Während sichtlich ist, welche den durch die Belastung 4 nieder Zeit, in der die Speisespannung u abnimmt und 60 ßenden mittleren Strom i_L als Funktion des Basisdas Kernmaterial wieder aus der Sättigung kommt, stromes i_b des Transistors 9 in F i g. 5 bzw. die in der kann diese magnetische Energie an den Konden- Belastung 4 verbrauchte Leistung P_L als Funktion sator 8 abgegeben werden. Diese Energie ist, unter der Basissteuerleistung P_b des Transistors 9 für die Berücksichtigung weiterer Verluste, höchstens gleich als »Mu-Metall« (Kurve ä), als »Trafoperm N₂« einem Betrag entsprechend der schraffierten Fläche 65 (Kurve b) bzw. als Trafobleche (Kurve c) im Handel in F i g. 3 c. Im Zeitpunkt ^₁ bzw. t_e, in dem der erhältlichen Materialien darstellen. Die Steuerquelle 5 Gleichrichter 3 gesperrt wird, muß diese Energie im ist dabei zwischen die Basiselektrode und die Emitter-Kondensator 8 zum Aussteuern des Transduktor- elektrode des Transistors 9 geschaltet. Die erwähnten

Materialien sind beträchtlich billiger als »rechtwinkliges« Material» Eine Leistungsverstärkung von 60; db, τ—, die Maximalyerstärkung, die gemäß der Literatur mit dem R*amey-Ver.stärker erreichbar ist— ist: durchaus; venyirklicljjb.ar.. Gegenüber dem Logan-Verstärker isj die Leistungsverstärkung bei im übriden. gleich bernessenen .Sahaltelementen mehr als A,oc% mal so groß, wobei a_£ö> den Kollektor-Basis-Steomverstäijpngsgrad des Transistors 9 darstellt.

Folgende Schaltelemente werden dabei benutzt:

Transduktor 2; mi^ effektiLyer, Induktivität = 58 H,.

Ke.rnmaterialMu-Metall,
Kondensator 8,= 0,.2^F,
Transisljtpr 9= ASZ 15, Gleichrichter 3 bzw.

7 = OA 3iL bzw. OA 214,
Speisespannung·= 50 V_e//? Speisefrequenz 50Hz.

Die Eigenfrequenz des. gebildeten Schwingungsk^eises ist nichjt besonders: kritisch, wenn auch optir rn^le Resultate bei einer Eigenfrequenz gleich: der Speisefrequenz erziglt wurden, oder, mit anderen Worten, bei., demjenigen Wert des Kondensators 8, bei dem bei Abwesenheit von, Steuerdämpfung der Strom, im Belastungskreis, minimal, ist. Es ergab sich,, daß. eine Wahl der erwähnten^ Eigenfrequenz zwischen dem 0,5- und. l,3fachen, der Speisefrequenz ia jeder Hinsicht noch zulässig war. Bei größeren Abr weichungen wurden die Ergebnisse allmählich schlechter. Es kommt nur darauf an, daß einerseits die Eigenfreqpenz des Kreises 2-8- nicht so hoch gewähjt werden, darf, daß die. Spannung ν in F i g. 2 negativer wird, als die Spannung u, wodurch, der Gleichrichter 3, leitend werden würde, andererseits nicht so niedrig, daß ein unerwünschter. Magnetisar tionsgrad: im Zeitpunkt i₃ im Kern zurückgeblieben ist. Wird; ein-. Hilfsgleichstrom. nach. Fig. 6 verwendet,, so ist die Verwendung größerer Kondensatoren noch zulässig.

Die stets vorhandenen Verluste machen es unmöglich, den negativen Sättigungswert zu. erreichen. Eine Ergänzung dieser Verluste ist möglich, jedoch nicht notwendig. Die Einfachheit der Schaltung würde dann teilweise verlorengehen. Andererseits kann z. B, durch Verwendung einer Kollektorspeisegleichstromquelle 14 und.Einschalten, eines Teiles der Spe.isewechselspannung der Quelle 1 im Basiskreis des Steuertransistors9 (Fig. 11) erreicht werden, daß die Spannung ν in, F i g. 2 künstlich auf nahezu die Spannung M erhöht wird, so daß der negative Sättigungswert besser, angenähert wird.

Die Basiselektrodenschaltung nach. Fig. 5 kann weiterhin noch auf verschiedene Weise mehrfach verwendet? oder abgeändert werden, Fig. 12 zeigt ein Beispiel, in dem zur· Steuerung in Abhängigkeit von verschiedenen; Eingangssignalen- (i_b, i_b') parallelgeschaltete Transistoren"9 und>9', z.B. an_:einen gemeinsamen Gleichrichter 7 angeschlossen, verwendet werden. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß zwischen den Steuereingängen der Basis- und Emitterelektroden nahezu keine Kopplung vorhanden ist; im Gegensatz dazu müssen bei der Ramey-Schaltung die Steuerspannungen zu demselben Zweck in· Reihe geschaltet werden, so daß eine sehr große gegenseitige Kopplung, entsteht. Der Transistor 9 bzw. die- Tran_r sistoren 9 und 9' können gewünschtenfalls wieder mit einer (gemeinsamen) Kollektorgleichspannungsspeis.equelle 14 versehen werden.

In F i g. 13 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die Ausgangskr_:eise. zweier Schaltungen nach Fig..5 derart parallel zu ejner Belastung 4 liegen, daß ein Gleichstrom mit weniger »Brumm« entsteht. Die

S Stromimpulse 40 durch die Belastung 4 fließen im dargestellten. Ausführungsbeispiel zweimal pro Periode des. Speisestromes der Quelle 1. Auch kann die Quelle. 1 einen Mehrphasen-Speisewechs.elstrom liefern, wie in Fig. 14 dargestellt,, wobei; jeder dieser

ίο Phasen eine Schaltung nach Fig. 5 speist und diese. Schaltungen dann wieder parallel mit. der Belastung 4; verbunden sind. Die Dämpfung kann grundsätzlich von z.B. einen*Transistor9, über. Dioden7 und-7' (s. Fig. 13), an die Schwingkreise 8-2 bzw. 8'-2' angeschlossen, geliefert werdejj, vorausgesetzt, daß. die. Dämpfungsstxomimpulse einander nicht überdecken. Mit Rücksicht auf die Verlustleistung ist die Verwendung getrennter Transistoren. (Fig. 14) jedoch empfehlenswert

Auch kann durch Verwendung, z. B. zweier Schaltungen nach Fig. 5 eine, regelbare Wechselstrom^-· leistung in: der Belastung 4 erzielt werden.

Grundsätzlich ist es. auch möglich,, eine regelbare. Reihendämpfung in dem von dem Transduktor?

und dem Kondensator 8- gesteuerten. Resonanzkreis wirksam zu machen (F ig. 15), Während eines Teiles der Periode ^t₃, in der der Gleichrichter 3. gesperrt ist, wird die Induktionsspannung des.Transduktors-2 den Gleichrichter 7 öffnen,, darauf wird das Vorzeichen des den Transduktor 2 durchfließenden Stromes umgekehrt und- eine Ausschwingspannung ν (Fig. 2) erzielt, deren. Größe vom einstellbaren Dämpfungswiderstand 5" abhängt. Diese Schaltweise ist jedoch beträchtlich kritischer als bei den_: im vorhergehenden beschriebenen. Verstärkern, wodurch, man, schwerer zur gewünschten hohen Leistungssteuerung gelangt. Wird, der Gleichrichter 7 in dieser Schaltung weggelassen, sq. wird auch, die Rückwirkung des. Speisekreises, auf das. Steuerelements'' erheblich; zunehmen,

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Magnetischer Verstärker, der einen Transduktor mit einem Kern aus sättigbarem magnetischem Material besitzt, auf, dem wenigstens eine Wicklung angebrachtrist·, die. in Reihe..mit einem ersten Gleichrichter und einer Belastung an eine Speisewechselspannungsquelle angeschlossen ist,

d_:adur.ch gekennzeichnet, daß die erwähnte Wicklung (2) mit einem Kondensator (8) gekoppelt ist, der mit der. effektiven Induktivität dieser Wicklung einen Parallelschwingkreis mit einer Eigenfrequenz in, der Größenordnung der-Speisefrequenz bildet, und. daß über einen zweiten Gleichrichterkreis (7) ein Steuerkreis (5, 9). mit dem Schwingkreis (2, 8) gekoppelt ist, durch den die_: Dämpfung dieses Schwingkreises veränderbar ist, und daß die Gleichrichter derart gepolt sind, daß die von ihnen durchgelassenen Ströme der^ selben Magnetisierungsrichtung im. Transduktor kern entsprechen (Fig. 5).

2. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. ein einstellbares Dämpfungs-

- 65 element. (S") in Reihe zwischen dem Transduktor (2) und dem Kondensator (8).liegt (Fig. 15).

3. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis ein dem

Schwingkreis parallelgeschaltetes Dämpfungselement (9) enthält (Fig. 13).

4. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gleichrichter von einer elektrischen Entladungsröhre (20) gebildet wird, deren Steuergitter mit einer Steuerspannungsquelle verbunden ist (Fig. 8).

5. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkreis die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors (9) in Reihe mit dem erwähnten zweiten Gleichrichter (7) liegt, wobei zwischen der Basiselektrode und der Emitterelektrode des Transistors (9) eine Steuerstromquelle (5) angeschlossen ist (Fig. 5).

6. Verstärker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstromquelle (5) einen pulsierenden Strom liefert.

7. Verstärker nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung in Abhängigkeit von mehreren Steuersignalen diese Signale zwischen den Basis- und Emitterelektroden einer entsprechenden Zahl von Transistoren (9, 9') zugeführt werden, deren Emitter-Kollektor-Strecken parallel geschaltet sind, und diese Parallelschaltung in Reihe mit dem erwähnten zweiten Gleichrichter (7) in den Kreis aufgenommen ist (F ig. 12).

8. Verstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Dämpfung von einer gegensinnig in Reihe mit dem zweiten Gleichrichter angelegten veränderbaren Steuerspannung (10) gebildet wird (Fig. 6).

9. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transduktor ein solches Kernmaterial besitzt und derart gesteuert wird, daß beim Sperren des zuerst genannten Gleichrichters ein solcher Energiebetrag im Kondensator gesammelt ist, daß diese Energie den Transduktorkern während der gesperrten Periode des zuerst genannten Gleichrichters auszusteuern vermag.

10. Verstärker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Transduktorkern ein zusätzliches* Magnetfeld entgegengesetzt zu demjenigen, das dem Strom durch den erstgenannten Gleichrichter entspricht, wirksam gemacht wird.

11. Verstärker nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Speisewechselspannung zur Erhöhung der Aussteuerung des Transduktorkerns im Steuerkreis wirksam gemacht wird.

12. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator einen Wert besitzt, bei dem bei Abwesenheit der Steuerdämpfung der Strom im Belastungskreis minimal ist.

13. Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisequelle eine Mehrphasenspeisespannung liefert, deren Phasen je einen in den vorhergehenden Ansprüchen definierten Verstärker speisen, und diese Verstärker gemeinsam mit der Belastung verbunden sind (F i g. 14).

14. Verstärker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die darin erwähnten Verstärker mit einem gemeinsamen Element zur Regelung der Verlustleistung ausgebildet sind und dieses Element in Reihe mit dem zweiten Gleichrichter jedes Verstärkers in dessen Steuerkreis eingeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 815 200, 890 667.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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