DE1811048A1

DE1811048A1 - Hochfrequenz-Stromversorgungsschaltung

Info

Publication number: DE1811048A1
Application number: DE19681811048
Authority: DE
Inventors: Nuckolls Joe Allen
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-11-30
Filing date: 1968-11-26
Publication date: 1969-07-24
Also published as: US3555302A; FR1593870A; NL6816626A; ES360710A1

Description

Patentanwalt

g. Wilhelm BeicheJ

Fiankfurf/Mcdn-l

Parkstraße· 13 5747

General Electric Company, Schenectady N.Y., U.S.A.

Hochfrequenz-Stromversorgungsschaltung

Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Stromversorgungsschal tung mit einer Wechselstromquelle und einem aus der Wechselstromquelle zu speisenden Verbraucher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungsschaltung zu schaffen, mit deren Hilfe insbesondere solche Verbraucher wie Gasentladungslampen gezündet, gespeist und gesteuert oder geregelt werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Wechselst romwellenzerhackerschaltung zur Speisung des Verbrauchers J mit hochfrequenten Wechselstromimpulsen in gesteuerter oder geregelter Weise zum Zünden oder Anlassen oder Einschalten und/ oder Steuern oder Regeln des Betriebs des Verbrauchers.

Bei einer typischen Anordnung der beschriebenen Schaltung enthält der Verbraucher eine Gasentladungslampe in Reihe mit einer Strombegrenzungsimpedanz und die Wellenzerhackerschaltung eine Thyristorschaltvorrichtung mit einer RG-Zündvorrichtung und eine Impulsdauer-Regelvorrichtung zur Erzeugung hochfrequenter Impulse geregelter Impulsfolgefrequenz und Dauer.

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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden im folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehenden Einzelheiten zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden.

Pig. 1 zeigt ein Schaltbild einer Schaltung nach der Erfindung.

Pig. 2 zeigt ein Schaltbild einer abgewandelten Schaltung nach Pig. 1.

Pig. 3 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung mit einer anderen Zündvorrichtung.

Pig. 4 ist ein Schaltbild einer abgewandelten Ausführung nach Pig. 3.

Pig. 5 ist ein Schaltbild einer Ausführung der Erfindung mit einer anderen Schaltvorrichtung.

Pig. 1 zeigt im einzelnen einen Verbrauchor 1, bei dem eo sich um eine Gasentladungslampe handeln kann, z.B« eine Metalldampflampe, z.B. eine Quecksilberdampflampe, die gewöhnlich mit einer Strombegrenzungs- oder Vorschaltvorrichtung und einer Höchstlastimpedanz versehen ist und über Leitungen 3 und 4 mit Anschlüssen 2 einer 110 oder 220 Volt Wechselstromquelle verbunden ist. Ein mit dem Verbraucher 1 in Reihe liegender Schaltkreis enthält antiparallel geschaltete Thyristoren 7 und 8, die auch als steuerbare Gleichrichter bezeichnet werden, gewöhnlich Silicium als Halbleitermaterial enthalten und Steueranschlüsse 7' und 8' haben, mit deren Hilfe die !Thyristoren in

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den leitenden Zustand gesteuert werden, wenn ihnen über ihren Steueranschluß ein Zünd- oder Einschaltsignal zugeführt wird.

Me Zündsignale werden von einer Zündschaltung oder Einschaltsteuervorrichtung derart erzeugt, daß die Thyristoren in jeder Halbwelle der Speisewechselspannung gezündet werden können. Diese Schaltung enthält eine Diode 9, die in Reihe mit einem veränderbaren Widerstand 10 und einem Ladekondensator 11 , parallel zum Thyristor 7 liegt. Zwischen dem Verbindungspunkt von Kondensator 11 und Widerstand 10 und dem Steueranschluß 7^! des Thyristors 7 liegt ein spannungsempfindIieher Schalter 12, z.B. eine Shockley-Diode oder eine Neon-GlimmrÖhre, über den % sich der Kondensator 11 zur Zündung des Thyristors 7 in den Steuerkreis des Thyristors 7 entladen kann. Parallel zum Kondensator 11 liegt eine Diode 13, die in ähnlicher Weise wie die Diode 9 in Reihe mit dem Widerstand 10 und einem Ladekondensator 14 parallel zum Thyristor 8 liegt. Auch hier ist der Verbindungspunkt von Kondensator 14 und Widerstand 10 über eine Shockley-Diode 15 mit dem Steueranschluß. 8' des Thyristors 8 zum Zünden des Thyristors 8" verbunden.

Ein mit dem veränderbaren Widerstand 10 in Reihe liegender Widerstand 16 bildet gewünschtenfalls einen Mindestwiderstand in diesem Zweig. Die Widerstände 17 und 18 in den Steuerkreisen g der Thyristoren 7 und 8 dienen zur Steuerstrombegrenzung. Die Widerstände 16, 17 und 18 sind nicht immer notwendig und können unter günstigen Umständen weggelassen werden.

Um ein symmetrisches Pulsieren, d.h. eine gleiche Anzahl von Impulsen in beiden Halbwellen zu gewährleisten, kann die Kapazität des Kondensators 14 etwas kleiner als die des Kondensators 11 gewählt und ein veränderbarer Widerstand 19 parallel zum Kondensator 14 geschaltet und so eingestellt werden, daß Unterschiede in den Zündkennlinien der Thyristoren 7 und 8 oder unterschiedliche Durchbruchseigenschaften der Shockley-

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Dioden 12 und 15 kompensiert werden. Anstelle des veränderbaren' Widerstands 19 können auch andere Arten von veränderbaren Impedanzen, z.B. ein Kondensator oder eine Spule, verwendet werden.

Die in Pig. 1 gezeigte Wechselstromwellen-Zerhackeranordnung enthält einen Reihenresonanzkreis parallel zum Thyristor-Schaltnetzwerk, um das Kommutieren, d.h. Sperren und Umschalten der Thyristoren, und das Zerhacken der sinusförmigen Speisewechselspannung in Impulse vorbestimmter Dauer zu bewirken.

α Dieser Zweig enthält eine Induktivität 20 und einen Kondensator 21, die in Reihe geschaltet sind, und bildet beim Zünden des Thyristors einen Resonanzkreis mit hoher Güte Q der in der Sperrspannungshalbwelle denjenigen Thyristor sperrt, der ge-• zündet war. Die Impedanz dieses LC-Kommutierungszweiges ist so niedrig bemessen, daß die Kommutierung bei der niedrigsten Augenblicksstoßspannung, bei der der Thyristor gezündet wird, und bei maximalen Verbraucherstrom gewährleistet ist. Die Verbraucherimpedanz sollte jedoch einen Mindestwert haben, um die Kommutierung zu gewährleisten. Die Dauer der von der beschriebenen Schaltung erzeugten Impulse läßt sich durch entsprechende Wahl der Größen von Induktivität 20 und Kondensator 21 einstellen. Wenn die Wechselstromquelle beispielsweise eine Span—„

P nung von 120 Volt abgibt, dann kann die Induktivität 20 etwa 150 Mikrohenry, der Kondensator 21 etwa 0,25 Mikrofarad und. die Verbraucherimpedanz etwa 25 bis 30 0hm haben.

Ein zwischen den Leitungen 3 und 4 liegender PiIterkondensator 22 sorgt für eine starre Quelle hochfrequenter Energie für die von der Zerhackerschaltung erzeugten Impulse.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung näher beschrieben. Angenommen das Potential der Leitung 3 sei positiv und der Thyristor 7 gesperrt, dann fließt Strom von der Leitung 3 über die Diode 9 und die Widerstände 6 und 10,

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der den Kondensator 11 auflädt. Diese Aufladung wird durch die RC-ladezeitkonstante verzögert, die ihrerseits durch Verändern der Größe des Widerstands 10 steuerbar und einstellbar ist. Wenn die Spannung am Kondensator 11 die Durchbruchsspannung der Shockley-Diode 12 erreicht, wird diese leitend, so daß sich der Kondensator 11 über diese in den Steueranschluß 7' entlädt, wodurch der Thyristor 7 gezündet, d.h. in den leitenden Zustand gesteuert wird und zum Verbraucher 1 Leistung aus der Wechsel-Stromquelle übertragen wird. Gleichzeitig wird die Resonanzkommutierungsschaltung, bestehend aus der Induktivität 20 und dem Kondensator 21, wirksam und sperrt den Thyristor 7 nach einer ^ vorbestimmten Dauer zur Erzeugung eines Impulses vorbestimmter Dauer, wie bereits beschrieben. Der Thyristor 7 wird dann in derselben Halbwelle wieder durch wiederholte Aufladung des Kondensators 11 eingeschaltet und durch den beschriebenen LC-Resonanzzweig wieder gesperrt, und dieser Vorgang wiederholt sich, um Impulse mit hoher Frequenz zu erzeugen. In der nächsten Halbwelle wird der Thyristor 8 wiederholt über die Diode 13 und die Widerstände 10 und 16 und mit Hilfe des Ladekondensators 14 und der Shockley-Diode 15 in derselben Weise wie der Thyristor gezündet und mit Hilfe der aus der Induktivität 20 und dem Kondensator 21 bestehenden Kommutierungsschaltung in der beschriebenen Weise wiederholt gesperrt. Die sinusförmige Wechselstromwelle wird auf diese Weise in Impulse vorbestimmter Dauer und % Folgefrequenz zerhackt, und diese Impulse werden dem Verbraucher zu dessen Zündung und Stromversorgung zugeführt.

Pig. 2 zeigt eine Abwandlung der Anordnung nach Mg. 1, bei der der LG-Kommutierungszweig, bestehend aus Induktivität 20a und Kondensator 21a, parallel zum Verbraucherzweig (der mit einem Verbraucher 1 und einer Vorreaktanz 1a dargestellt ist) und nicht parallel zum Thyristor-Schaltkreis liegt, wie es in Fig.1 gezeigt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Verbraucher und die Stromquelle vollständig getrennt sind, wenn die Schaltvorrichtung 5 offen ist. Die Schaltvorrichtung 5 kann die

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gleiche Thyristor-Anordnung nach Pig. 1 oder einen symmetrischen Hochfrequenzwechseistromharbleiterschalter mit einem einzigen Steueranschluß (auchals "bidirektionale Thyristor-Triode oder Triac "bezeichnet) enthalten. Obwohl es nicht in Pig. 2 gezeigt ist, versteht sich, daß auch eine Zündschaltung, z.B. die in Pig. 1 gezeigte, in der Schaltung nach Pig. 2 vorgesehen sein kann, um den Schalter 5 steuerbar zu zünden, oder andere Zündschaltungen, z.B. die in den Pig. 3 und 4 gezeigten, verwendet werden können.

Der Verbraucher ist vorzugsweise eine Gasentladungslampe, doch sind auch andere Verbraucher möglich. So kann es sich bei dem Verbraucher beispielsweise um einen Hochfrequenztransformator zur Spannungstransformation im Hochfiiquenzimpulsbetrieb handeln. Der Hochfrequenztransformator würde entweder parallel zum Kondensator 21a oder sowohl zum Kondensator 21a als auch zur Induktivität 20a geschaltet werden, da es vorteilhaft ist, die Ladung des Kondensators dem Verbraucher zuzuführen.

Pig. 3 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung, die eine andere Kommutierungsschaltung und eine andere Zündschaltung enthält. Diese Ausführung enthält ein Hochfrequenz-Mitnahmenetzwerk 27, das einen Widerstand 28 und einen Kondensator 29 parallel zu einer Drosselspule 26 in Reihe mit einem eine Lampe enthaltenden Verbraucher 1 umfaßt] Das Mitnahmenetzwerk 27 dient zum Synchronisieren der Zündschaltung mit dem hochfrequenten Strom und zum Stabilisieren des VerbraucherStroms und kann eine Stromsymmetrie erzwingen. Dieses Mitnahmenetzwerk (slaving network) ist auch in der USA-Patentschrift 3 344 311 der Anmelderin beschrieben. Die Zündschaltung 23, die über das Mitnahmenetzwerk 27 an der Speisespannung liegt, enthält einen · veränderbaren Widerstand 30 in Reihe mit einem Ladekondensator 31 sowie einen Entladekreis für die Entladung des Konden-. sators 31· Dieser Entladekreis enthält die Primärwicklung eines Transformators 39 und einen spannungsempfindlichen symmetrischen

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Schalter 32, z.B. zwei antiparaHelgeschaltete Shoekley-Dioden, wie dargestellt, oder eine äquivalente Vorrichtung. Die Zündschaltung kann auch einen Dämpfungswiderstand 34 in der dargestellten Anordnung enthalten. Die Steueranschlüsse 7' und 8' der Thyristoren 7 und 8 sind jeweils mit den Sekundärwicklungen 39b, 39a des Transformators 39 verbunden und werden von Impulsen angesteuert, die dem Transformator 39 ^von der Zündschaltung 23 derart zugeführt werden, daß die Thyristoren abwechselnd in aufeinanderfolgenden Halbwellen gezündet werden. Der Aufbau und die Wirkungsweise dieser Zünd- und Schaltanordnung sind in der oben erwähnten Patentschrift ausführlicher beschrieben. Wie dort beschrieben ist, ist in jeder Halbwelle der Speisewechselspannung abwechselnd die Anode des einen und die Katode des anderen Thyristors 7 und 8 positiv. Deshalb wird in jeder Halbwelle nur einer der Thyristoren durch ein den Steueranschlüssen 7' und 8' zugeführtes Zündsignal gezündet bzw. durchgesteuert. In den Steuerkreisen der Thyristoren 7 und 8 können außerdem kleine Dioden 49,50 liegen, die so gepolt sind, daß nur der Steueranschluß desjenigen Thyristors einen Zündimpuls erhält, dessen Anodenpotential positiv ist. Eine Verzögerung des Zeitpunkts in jeder Halbwelle der Speisewechselspannung, in dem der Zündimpuls zugeführt wird, um den Thyristor in den leitenden Zustand zu steuern, d.h. zu zünden, ist als Phasenanschnittsteuerung bekannt. Wenn der spannungsempfindliche Schalter 32 bei der Aufladung des Kondensators 31 leitend wird, entlädt sich der Kondensator 31, so daß der Transformator-Primärwicklung 39c ein Impuls zugeführt wird, der in den Sekundärwicklungen einen Impuls vorbestimmter Dauer und in einem vorbestimmten Zeitpunkt innerhalb der Halbwelle induziert. Derjenige Thyristor 7 oder 8, dessen Anodenpotential gegenüber seinem Katodenpotential positiv ist, wird dann von dem dem entsprechenden Steueranschluß 7¹ oder 8^! zugeführten Impuls gezündet, und die Spannung zwischen den Hauptanschlüssen des Thyristors fällt praktisch auf null ab. Der leitende Thyristor 7 oder 8 läßt dann so lange Strom zum' Verbraucher

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durch, bis die Speisewechselspannung wieder durch Null geht. In der nächsten Halbwelle wird die Anodenspannung dann negativ, so daß derjenige Thyristor 7 oder 8, der leitend war, gesperrt wird und dem Verbraucher so lange kein Strom" mehr zu-' geführt wird, bis die Zündschaltung den anderen Thyristor zün-"" det. Der Zündzeitpunkt des Thyristors läßt sich mit Hilfe des"' Widerstands 30 einstellen. ' .

Durch diese Anordnung wird die Zündschaltung 23 starr mit der Speisewechselspannung und dem hochfrequenten Zustand der ''" '

£ Schalt- und Kommutierungskreise mitgenommen' bzw; synchronisiert Der Kommutierungszweig in der Anordnung nach Pig. 3 enthält einen Kondensator 40 und einen sättigbareh Strömtfansformator 41, die in Reihe am Thyristor-Schaltkreis 5a liegen. Die Thyristoren 7 und 8 sind mit einem Abgriff des Transformators 41 verbunden, so daß dieser als Spartransformator wirkt, dessen Primärwicklung 4ia auf der Verbraucherseite und desseifSekundärwicklung 41b neben dem Kondensator 40 liegt. Der am Ve r-" ' braucher 1 liegende Kondensator 24 hat eine verhältnismäßig kleine Kapazität, die eine Maximalbelastüngsimpedanz bildet und einen den Thyristörstromkreis vor dem Zünden der Lampe und der Stroroaufnahme durch den Verbraucher schließenden Stfomhaltezweig bildet. In Reihe mit dem die Lampe enthaltenden Ver-

W braucher 1 liegen Induktivitäten 26 und 1b, die den impulsartigen Lampenstrom während der Dauer dieses Stromimpuls'es begrenzen, wobei die Induktivität 1b auch den Spitzenstrom begrenzt, den der Kondensator 24 beim Zünden der Lampe mit jedem Impuls abgibt. ^ ;-, ^ . - ...... · .. . ■

Im folgenden wird die Wirkungsweise dieser Schaltung näher beschrieben. \Ierm das Potential der Leitung 3 gegenüber dem der ' Leitung 4 positiv ist, führt die Zündschaltung 23 dem Thyristor 7 einen Zündimpuls zu, so daß dieser· gezündet wird,'wo- ' durch ein Strom über den Thyristor 7 in den Abgriff desTrans^- formato.rs 41 und über die Primärwicklung 41a zum Verbraucher

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fließt. In dieser Zeit ist das Übertragungsverhalten des Transformators 41 linear, d.h. er führt der Verbraucherseite des Kondensators 40 einen durch das Windungsverhältnis des Transformators bestimmten Strom zu. Der Kondensator 30 lädt sich dan her auf der Verbraucherseite positiv auf. Nach einem vorbestimmten Spannungszeitintervall wird der Transformator 41 in dieser Halbwelle in die Sättigung getrieben, so daß seine Impedanz sprungartig abnimmt, was zur Folge hat, daß der Kondensator 40 direkt an den leitenden Thyristor 7 gelegt wird. Der Spannungsabfall an diesem Thyristor 7 ist im leitenden Zustand verhältnismäßig gering, z.B. 1,5 Volt, wohingegen die Spannung am Kondensator 40 wesentlich größer ist, z.B. 20 Volt, so daß % die Spannung des Kondensators 40 so lange einen Strom entgegen der Durchlaßrichtung des Thyristors 7 durch den Thyristor 7 treibt und eine Sperrspannung am Thyristor aufbaut, bis der Thyristor kommutiert bzw. gesperrt ist. Der Thyristor 7 bleibt dann so lange gesperrt, bis er wieder von der Zündschaltung 23 gezündet wird. Dieser Vorgang wiederholt sich viele Male innerhalb der positiven Halbwelle, in der die Spannung am Thyristor in Durchlaßrichtung gepolt ist. In der nächsten Halbwelle werden die sich wiederholenden Schaltvorgänge auf den anderen Thyristor 8 übertragen, um die sinusförmige Speisewechselspannung zu zerhacken.

Im leitenden Zustand des Thyristors bilden die Induktivität 26 und der Kondensator 24 einen Reihenresonanz-Schwingkreis hoher Güte Q. Durch den Schwingvorgang erscheint eine Hochspannung am Kondensator 24, die eine schnelle Ionisation und Zündung der Lampe bewirkt. Der Kondensator 24 kann durch einen Widerstand geshuntet oder ersetzt werden, um die maximale Belastungsimpedanz des Schaltkreises zu schaffen.

Der in Pig. 3 gezeigte Kommutierungszweig kann auch in der in Pig. 1 gezeigten Schaltung anstelle des dort gezeigten entsprechenden LC-Zweiges verwendet werden.

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Pig. 4 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Pig. 3. Die Schaltung nach Pig. 4 enthält eine Hochfrequenzsynchronisationsrückführung in die Zündschaltung, um die Zündschaltung mit dem tatsächlichen augenblicklichen Schaltzustand zu synchronisieren und dadurch zu gewährleisten, daß die Zündschaltung die Zündimpulse stets im richtigen Zeitpunkt abgibt. Bei dieser Schaltung liegt ein Widerstand 45 zwischen dem Verbraucher am Ausgang des Schaltkreises und der Zündschaltung 23 in Reihe mit einem Hilfskondensator 33. Durch diese Anordnung wird der Kondensator 33 so aufgeladen, daß seine Ladespannung der nor- £| malen Ladespannung entgegengerichtet ist und dem resultierenden Durchbruch des spannungsempfindliehen Schalters 32 entgegenwirkt, derart, daß die Zündschaltung 23 während der Dauer des dem Verbraucher zugeführten Stromimpulses ein nicht synchronisiertes Zünden der Thyristoren verhindert.

Die Anordnung nach Pig. 4 ist nur ein Beispiel für die Ausbildung eines Rückführzweiges von der Verbraucherseite der Thyristoren zur Rückführung elektrischer Größen in die Zündschaltung, um die Ausgangsimpulse dieser Zündschaltung mit den hochfrequenten Schaltvorgängen zu synchronisieren und die Schaltung dennoch aus der Wechselstroraquelle zu speisen. Der Punkt der Abtastung dieser Schaltzu3tandsinformation und der Punkt P der Eingabe in die Zündschaltung können jedoch gegenüber den dargestellten geändert werden, ohne daß sich das gewünschte Ergebnis ändert.

Es können auch verschiedene andere Rückführungsanordnungen in den beschriebenen Schaltungen vorgesehen sein, um das gewünschte Zünden des Verbrauchers, dessen Stromversorgung, Stabilisierung, Regelung und andere Zwecke, z.B. die in der erwähnten Patentschrift angegebenen, zu erzielen.

Eine in der Stromzuleitung liegende Spule 46 dient als Hochfrequenz-Drosselspule, die verhindert, daß während des Betriebs

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der Stromversorgungsschaltung auftretende Störsignale im Stromversorgungsne.tz erscheinen.

Ein in,Pig. 4 gezeigter fester Widerstand 37, der mit einem veränderbaren Widerstand 30 in .Reine liegt, sorgt für einen Mindestrestwiderstand in dieser Sclialtung.

Der spannungsempfindliche Widerstand 32a, der in .der Zünd-¹· schaltung nach Pig. A gezeigt ist, ist als Neon-Glimmröhre dargestellt, doch können auch andere Arten von Schaltern stattdessen verwendet werden. _

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Pig. 5 zeigt eine andere Schaltvorrichtung, die anstelle des Thyristor-Schaltkreises und des Kommutierungszweiges, die in" den Pig. 3 und 4 gezeigt sind, verwendet werden kann. Bei dieser Ausführung enthält der Schaltkreis 5b Leistungs schalt transistoren, die das Schalten und Kommutieren und die Steuerung bzw. Regelung des Verbraucherstroms bewirken. Wie man sieht, liegen die Transistoren 47 und 48 antiparallel geschaltet.in der Stromzuleitung 3 und in jedem Basiskreis jeweils eine Sekundärwicklung 39d und 39e des Transformators 39c (siehe Pig.3). Kleine Dioden 53,54, deren Punktion der der Dioden 59, 50 nach Pig. 3 entspricht, können ebenfalls im Basiskreis der Transistoren liegen, um zu gewährleisten, daß nur der in Durchlaß- J richtung gepolte Transistor einen Zündimpuls von der Zündschaltung erhält. Als Zündschaltung kann die in Pig. 23 gezeigte Zündschaltung 23 verwendet werden und den Transistoren über die Sekundärwicklungen 39d und 39° Zündiinpulse zuführen, oder es können andere Arten von Zündsehaltungen verwendet werden, die für Leistungstransistoren und diesen Zweck geeignet sind. In den Transistorzweigen liegen· entgegengesetzt gepolte Dioden 51 und 52, die verhindern, daß Sperrspannungen an den Transistoren erscheinen.

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Der Schaltkreis nach Fig. 5, der beispielsweise anstelle des" Schaltkreises 5a und des zugehörigen Kommutierungszweiges nach den Fig. 3 und 4 verwendet werden kann, hat den Vorteil, daß die Transistoren nicht durch besondere Energiespeicherbauelemente, wie im Falle der zuvor beschriebenen Schaltungen, auskommutiert oder gesperrt zu werden brauchen. Wenn der der Basis zugeführte Treiberstrom schnell entfernt wird, hört der Transistor auf zu leiten, und er bleibt solange nichtleitend, bis wieder ein Treiber- oder Zündimpuls der Basis zugeführt wird. Auf diese Weise läßt sich die Einsehaltdauer und das Tastverhältnis mit Hilfe der Zündschaltung steuern. Der Transistor-Schaltkreis stellt also einen anderen wirksamen hochfrequenten Wechselstromwellenzerhacker zur Steuerung oder Regelung von Lampen oder anderer Verbraucher dar. In diesen Transistorschaltanordnungen können auch Rückführschaltungen der oben beschriebenen Art vorgesehen sein.

Durch die Erfindung werden also Schaltungsanordnungen geschaffen, die zum Zerhacken von Wechselstromsinuswellen j;n hochfrequente Komponenten, die sich leicht steuern lassen, dienen und die durch sehr geringe Verluste einen großen Aussteuerbereich, einen hohen Wirkungsgrad und. geringe Energie gleicher Kapazität der Schaltungsbauelemente, z.B. der' Vorschalt- oder Grundlastbauelemente, gekennzeichnet sind. Die Erfindung kann auch für andere Verbraucher als Beleuchtungskörper verwendet werden, z.B. für Induktionsheizgeräte, Schweißgeräte, drehzahlgesteuerte oder geregelte Motoren usw.

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Claims

Pat ent ans pr ü c he

1. Hochfrequenz-StromVersorgungsschaltung mit einer Wechselstromquelle und einem aus der Wechseistromquelle zu speisenden Verbraucher, gekennzeichnet durch eine Wechselstromwellenzerhackerschaltung (7, 18 Fig. 1; 5 in Fig.2; 5a in den Fig. 3 und 4) zur Speisung des Verbrauchers (1) mit hochfrequenten Wechselstromimpulsen in gesteuerter oder geregelter Weise zum Zünden oder Anlassen oder Einschalten und/oder Steuern oder Regeln des Betriebs des Verbrauchers.

2. Schaltung nach Anspruch 1,dadurch
gekennzeichnet , daß die Wellenzerhackerschaltung eine steuerbare Schaltvorrichtung (7,8) und eine Einschaltsteuervorrichtung (9, 13, 12, 15, 10, 11, 16 in Fig. 1; 23 i-n den Fig. 3 und 4) enthält, die an die Schaltvorrichtung angeschlossen ist und deren Schaltvorgänge derart steuert, daß hochfrequente Impulse mit vorbestimmter Impulsfolgefrequenz
erzeugt werden.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet , daß an die Schaltvorrichtung eine die Dauer der Impulse steuernde Kommutierungsνorrichtung

(20,21 in Fig. 1; 40,41 in den Fig. 3 und 4) angeschlossen ist. ™

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet , daß die Kommutierungsvorrichtung einen Kondensator (21 in Fig. 1; 40 in den Fig. 3 und 4) und eine zu dem Kondensator in Reihe geschaltete Induktivität (22, 41) enthält.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet , daß die Kommutierungsvorrichtung parallel zur steuerbaren Schaltvorrichtung geschaltet ist.

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6. Schaltung nach Anspruch 4, -dadurch gekennzeichnet, daß die Koramutierungsvorrichtung auf der Ausgangsseite der steuerbaren Schaltvorrichtung parallel zum Verbraucher geschaltet ist.

7. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Einschalteteuervorrichtung eine Widerstandsvorrichtung (10) und eine Kondensatorvorrichtung (11, 14, Pig. 1; 31 in den Pig. 3 und 4), die in Reihe geschaltet sind, und eine spannungsempfindliche Schaltvorrichtung (12, 15, 32) enthält, die mit der Kondensatorvorrichtung zur Serienentladung verbunden sind, und daß die steuerbare Schaltvorrichtung eine steuerbare Thyristorvorrichtung mit einem Steueranschluß (7',8') zum Einschalten der Schaltvorrichtung enthält, wobei der Steueranschluß mit der Einschaltsteuervorrichtung verbunden ist.

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, · daß die steuerbare Thyristorvorrichtung antiparallel geschaltete Thyristoren mit je einem Steueranschluß enthält, daß die Kondensatorvorrichtung zwei Kondensatoren (11, 14) enthält, die jeweils zwischen der Widerstandsvorrichtung und dem jeweils gesteuerten Thyristor liegt, und daß die spannungsempfindliche Schaltvorrichtung zwei unidirektionale Halbleiter-Schalter (12, 15) enthält, die jeweils zwischen den Kondensatoren und den Steueranschlüssen liegen.

9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Stromquelle und der Einschaltsteuervorrichtung, eine Diodenvorrichtung (49,50) liegt, die den Steueranschlüssen in abwechselnden Halbwellen abwechselnd Strom zuführt.

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10. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß parallel zu einem der Kondensatoren ein veränderbarer Widerstand (19) geschaltet ist.

11. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein Hochfrequenz-Kondensator (22) auf der Eingangsseite der Wellenzerhackerschaltung an der Wechselstromquelle liegt.

12. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Induktivität (20 in Pig. 1; 39 in den Pig. 3 und 4) der Kommutierungsvorrichtung einen sättigbaren Transformator enthält und daß die steuerbare Schaltvorrichtung (Pig. 3 und 4) mit einem Abgriff des sättigbaren Transformators verbunden ist und der Transformator einen Spartransformator (41) bildet, dessen Primärwicklung (41a) mit dem Verbraucher (1) und dessen Sekundärwicklung mit dem Kondensator (40) verbunden ist.

13. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die steuerbare Schaltvorrichtung antiparallel geschaltete steuerbare Thyristoren oder Gleichrichter enthält, die jeweils mit dem Abgriff verbunden sind (Pig. 3 und 4).

14. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zur Synchronisierung des Ausgangssignals der steuerbaren Schaltvorrichtung mit der Betätigung der Einschaltsteuervorrichtung eine Rückführvorrichtung (45) zwischen der Ausgangsseite der steuerbaren Schaltvorrichtung und der Einschaltsteuervorrichtung liegt.

15. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die steuerbare Schaltvorrichtung eine zwischen der Wechselstromquelle (2) und dem Verbraucher liegende Transistorvorrichtung (47,48) enthält.

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16. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die steuerbare Schaltvorrichtung anti-· parallel geschaltete Transistoren (47,48) enthält, die zwischen der Wechselstromquelle und dem Verbraucher liegen.

17. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die steuerbare Schaltvorrichtung zwei antiparallel geschaltete unidirektionale Halbleiter-Schalter (53,54) enthält.

18. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen jedem Halbleiter-Schalter und der Einschaltsteuervorrichtung eine unidirektionale Sperrvorrichtung (49,50,51,52) liegt, die den jeweiligen Halbleiter-Schaltern Auslöse- oder Zündimpulse von der Einschaltsteuervorrichtung zuführt.

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