DE1236566B

DE1236566B - Transistor-Impulsverstaerker mit transformatorischer Ankopplung des Lastwiderstandes

Info

Publication number: DE1236566B
Application number: DE1965P0036028
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Juergen Schroeder
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1965-02-09
Filing date: 1965-02-09
Publication date: 1967-03-16

Description

Transistor-Impulsverstärker mit transformatorischer Ankopplung des Lastwiderstandes Wegen der relativ niedrigen Durchbruchspannung von Transistoren ist zur Erzeugung hoher Spannungsimpulse der Einsatz von Transformatoren notwendig. Während der Energieübertragung von der Primärseite zur Sekundärseite an den Verbraucherwiderstand wird in der Hauptinduktivität Energie gespeichert. Diese Energie muß vor Eintreffen des nächsten Impulses wieder abgebaut werden, da sich sonst der sekundärseitig auftretende Impuls gegenüber der Nulllage verschiebt, was besonders unerwünscht ist bei nicht regelmäßig aufeinanderfolgenden Impulsen.
Bekannte Schaltungsanordnungen verwenden häu-fig eine zum Verbraucher in Reihe geschaltete Diode. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß bei Parallelschaltung mehrerer Transformatorausgänge auf einen Verbraucher, wie es bei Koinzidenzschaltungen notwendig ist, ein sehr hoher Spannungsimpuls in Sperrrichtung an der Diode liegt, deren Transformator primärseitig nicht angesteuert wird. Sollen Impulse sehr großer Amplitude (z. B. 1000 V) und hoher Impulsfolgefrequenz (z. B. 50 kHz) übertragen werden, so können die bekannten Schaltungen nicht verwendet werden, da die Durchbruchspannung der zur Verfügung stehenden Dioden zu klein ist.
Die Erfindung bezieht sich nun auf einen Transistor-Impulsverstärker mit transformatorischer Ankopplung des Lastwiderstandes, bei dem eine definiert einstellbare Entmagnetisierung des Transformators erfolgt, und er ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine einschaltbare Erhöhung des Lastwiderstandes im Sinne einer Vergrößerung der Impulsrückschwingamplitude und Verkleinerung von deren zeitlichen Dauer.
Der neue Impulsverstärker hat den Vorteil, daß für den Schalter z. B. eine Diode in Sperrichtung nur eine Spannungsfestigkeit in Höhe des Überschwingimpulses verlangt zu werden braucht.
Die Erfindung wird an Hand der Figuren der Zeichnung näher beschrieben.
Den sekundärseitigen Spannungsverlauf des Impulses eines primärseitig mit idealer Spannungsimpulsquelle gesteuerten Übertragers zeigt F i g. 1. Das Prinzipschaltbild zur Erzeugung eines solchen Impulses zeigt F i g. 2. Der Schließungszeit des Schalters Sl entspricht näherungsweise die Impulsdauer tp. Während geschlossenen Schalters Sl steigt der Magnetisierungsstrom in der Hauptinduktivität LH des Transformators zeitlich linear an. Der Magnetisierungsstroin am Impulsende zur Zeit t,» ist gegeben zu und er bestimmt die Höhe des Rückschwingvorganges, also die Amplitude U, bzw. U, und dessen Dauer. Bei kleinem Verbraucherwiderstand ist die Rückschwingamplitude klein, der Vorgang dauert jedoch lange; bei größerem Verbraucherwiderstand wächst die Amplitude, wobei die Impulsdauer abnimmt. Da in den meisten Anwendungsfällen der Verbraucherwiderstand RI(), an den der Spannungsimpuls mit der Amplitude U., und Dauer tp abgegeben werden soll und die Hauptinduktivität Lii festliegen, kann ohne besondere Schaltungsmaßnahmen kein Einfluß auf die Form des Rückschwingimpulses genommen werden.
Verläuft die Spannung bei sekundärseitiger Belastung mit Rl, nach der in F i g. 1 gezeigten Kurve (D, so dauert die gesamte Impulsübertragungszeit etwa tp + t,. Eine Verkürzung dieser Zeit und damit eine Erhöhung der maximalen Impulsfolgefrequenz kann nur durch eine beschleunigte Entmagnetisierung der Hauptinduktivität erreicht werden. Durch Umschalten des Schalters S2 auf den Widerstand R", der größer ist als R", kann ein Spannungsverlauf gemäß Kurve (D in F i g. 1 erreicht werden. Die Amplitude des Rückschwingimpulses wächst auf die Amplitude U2, während sich seine Dauer auf t2 verkürzt. Mit Hilfe der freien Wahl des Widerstandes R, kann jede gewünschte Form des Rückschwingimpulses eingestellt werden.
Ausführungsbeispiele zur elektronischen Realisierung des Schalters S2 gemäß der Erfindung zeigen die F i g. 3 und 4. Es wird zunächst die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 3 erklärt. Als Schalter SI ist ein Transistor Tl vorgesehen. Durch negatives Potential an der Basis wird Tl in die Sättigung gesteuert und mit dem Übersetzungsverhältnis erscheint ein positiver Spannungssprung auf der Sekundärseite des Transformators ü. Die in Reihe mit dem Verbraucherwiderstand R, liegende Diode D ist während der Impulsdauer tp leitend. Nach der Zeit tp wird der Transistor Tl gesperrt. Da der Magnetisierungsstrom im Transformator auf Grund der Trägheit des Magnetfeldes seine Richtung beibehält, kehrt sich der Strom durch den Widerstand R, um, und der Spannungsabfall über den Widerstand in Reihe mit der Diode D wird negativ. Die Diode wird also durch den Rückschwingimpuls gesperrt. Daraufhin ist die Belastung des Transformators durch die Reihenschaltung R, + R, gegeben, und der Rückschwingvorgang erfolgt beschleunigt mit der kleineren Zeitkonstanten Durch Vergleich mit der Prinzipschaltung erkennt man, daß der Schalter S2 durch die Diode D, der Widerstand R,0 durch R, und der Widerstand R20 durch die Reihenschaltung Rj+R, dargestellt ist. Die gleiche Wirkung wie die Schaltung nach F i g. 3 hat die Schaltung nach F i g. 4, in der der Widerstand R, und die Reihenschaltung des Widerstandes R, mit der Diode D parallel liegen. lEer werden der Widerstand R» durch die Parallelschaltung und R2, durch R, realisiert.

Claims

Patentansprüche: 1. Transistor-Impulsverstärker mit transformatorischer Ankopplung des Lastwiderstandes, bei dem eine definiert einstellbare Entmagnetisierung des Transformators erfolgte g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h eine einschaltbare Erhöhung des Lastwiderstandes im Sinne einer Vergrößerung der Impulsrückschwingamplitude und Verkleinerung von deren zeitlichen Dauer.
2. Transistor-Impulsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Lastwiderstand eine durch den Rückschwingimpuls gesperrte Diode liegt, der ein Widerstand parallel geschaltet ist. 3. Transistor-Impulsverstärker nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Lastwiderstand eine durch den Rückschwingimpuls gesperrte Diode und der Reihenschaltung ein Widerstand parallel liegt.