[go: up one dir, main page]

DE2311833A1 - Konstantstromquelle - Google Patents

Konstantstromquelle

Info

Publication number
DE2311833A1
DE2311833A1 DE2311833A DE2311833A DE2311833A1 DE 2311833 A1 DE2311833 A1 DE 2311833A1 DE 2311833 A DE2311833 A DE 2311833A DE 2311833 A DE2311833 A DE 2311833A DE 2311833 A1 DE2311833 A1 DE 2311833A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winding
voltage
constant current
output
center tap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2311833A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenneth A Wallace
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North Electric Co
Original Assignee
North Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North Electric Co filed Critical North Electric Co
Publication of DE2311833A1 publication Critical patent/DE2311833A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5383—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a self-oscillating arrangement
    • H02M7/53846—Control circuits
    • H02M7/53862—Control circuits using transistor type converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/338—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement
    • H02M3/3385—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement with automatic control of output voltage or current
    • H02M3/3387—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement with automatic control of output voltage or current in a push-pull configuration
    • H02M3/3388—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement with automatic control of output voltage or current in a push-pull configuration of the parallel type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5383—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a self-oscillating arrangement
    • H02M7/53846—Control circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

Unser Zeichen; N 617
North Electric Company
553 So. Market Street,
Galion. Ohio 44 833 , V.St.A.
Konstantstromquelle
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbst erregte, einen Wechselstrom ergebende Konstantstromquelle für Lasten mit kleiner Leistungsaufnahme, die eine variable Widerstandskennlinie aufweisen.
In bestimmten Anwendungsfällen wird eine einstellbare, einen Wechselstrom liefernde Konstantstromquelle zur Speisung von Lasten benötigt, die eine variable Widerstandskennlinie und einen relativ niedrigen Leistungsbedarf bei hohen Spannungen aufweisen. Elektrostatische Kopiergeräte, in denen als Strahlungsquelle für den Kopiervorgang Koronaentladungsvorrichtungen verwendet werden, stellen einen solchen Anwendungsfall dar. Das bedeutet, daß die gewünschte Ausgabequalität bei solchen elektrostatischen Kopiergeräten nur dann erhalten wird, wenn die Abstrahlung der Strahlungsquelle des Kopiergeräts auf einem verhältnismäßig konstanten Wert gehalten wird. Eine Koronaentladungsvorrichtung hat Jedoch einen Widerstandswert, der sich mit den
309839/0885
Umgebungsbedingungen beträchtlich ändert, so daß es bei sich ändernden Umgebungsbedingungen mit einem derartigen elektrostatischen Kopiergerät schwierig ist, eine gute Kopierqualität zu erzielen.
Es ist bekannt, daß solche Schwankungen der Kopierqualität durch Zuführen eines konstanten Stroms zu der Koronaentladungsvorrichtung auf ein Minimum verringert werden können, wodurch Schwankungen der Umgebungsbedingungen, die zu variablen Widerstandswerten der Koronaentladungsvorrichtung führen, die Stromzufuhr zu dieser Vorrichtung nicht wesentlich beeinflussen. Die Schaffung einer billigen, zuverlässigen Konstantstromquelle für derartige Geräte stößt jedoch auf mancherlei Probleme.
Zusätzlich zu dem sich ändernden Laststrom, der als Folge einer sich bei der Änderung der Umgebungsbedingungen einstellenden Widerstandsänderung der Koronaentladungsvorrichtung auftritt, erfolgt ein weiterer Stromfluß über die äquivalente Leitungskapazität. Bei der Schaffung einer Konstantstromquelle ist es natürlich notwendig, die Stromerfordernisse für solche Bedingungen festzustellen. Da jedoch der von der Leitungskapazität verursachte Strom und der Laststrom über eine gemeinsame Masseverbindung zurückfliessen, kann der Strombedarf der Schaltung nicht einfach abgetastet werden.
Das Problem wird dadurch noch erschwert, daß die Koronaentladungsvorrichtung eine Hochspannungsvorrichtung ist und daß der Wert der Leitungskapazität daher von bedeutender Größe ist. Da der Wert der Leitungskapazität von den Verdrahtungseinrichtungen u.dgl. abhängt, ist Überdies die Toleranz ziemlich groß. Dieser ziemlich große Wert der Kapazitätstoleranz macht es seinerseits
309839/0885
sehr schwierig, den durch die Leitungskapazität fliessenaen Strom aus Messungen der Ausgangsspannung vorauszusagen.
Das Problem des sich mit den Umgebungsbedingungen ändernden Widerstandswerts der Koronaentladungsvorrichtung und die Schwierigkeiten, den zur Berücksichtigung der Leitungskapazität der Schaltung erforderlichen Strom festzustellen (zusammen mit der Notwendigkeit, eine Grundschaltung zu entwickeln, die für die Verwendung bei verschiedenen Leitungskapazitäten der hergestellten Kopiergeräte eingestellt werden können), erschwerte die Schaffung einer zuverlässigen und billigen Schaltung, die eine konstante Stromzufuhr zur Koronaentlcidungsvorrichtung eines elektrostatischen Kopiergeräts aufrechterhalten kann.
Mit Hilfe der Erfindung soll eine Energiequelle für Anwendungsfälle geschaffen werden, in denen eine konstante Stromzufuhr bei einer relativ niedrigen Leistungsabgabe mit annehmbaren Drift- und Regelerfordernissen erfolgen soll, wobei die Quelle zuverlässig, billig und unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Bauelementen aufgebaut sein soll. Insbesondere soll mit Hilfe der Erfindung eine solche Schaltung zur Abgabe eines konstanten Stroms bei einer relativ hohen Spannung geschaffen werden.
Nach der Erfindung enthält eine derartige Anordnung einen Transformator mit einer in der Mitte angezapften Primärwicklung, einer: in der Mitte angezapften Ruckkopplungswicklung und einer Sekundärwicklung. Die Kollektoranschlüsse eines ersten und eines zweiten Transistors
309839/0885
sind an die entgegengesetzten Enden der zwei Abschnitte der Primärwicklung zur Erzielung eines Oszillatorbetriebs angeschlossen, wobei die Schwingungsfrequenz von einem Schwingkreis bestimmt wird, der die Magnetisierungsinduktivität Ln des Transformators und einen parallel zur Primär- oder zur Sekundärwicklung des Transformators angeschlossenen Festkondensator C0 enthält. In Hochspannungsanwendungsfällen müssen auch die Eigenkapazität C-j der Transformatorwicklungen und der Ausgangsverdrahtung zusammen mit dem Festkondensator C berücksichtigt werden, so daß gilt:
Außerdem liefert die RUckkopplungswicklung an die Basisanschlüsse des Transistors eine Rückkopplungsspannung mit einem derartigen Wert, daß die Schwingung der Transistoren aufrecht erhalten wird und daß die Kernverluste des Transformatorkerns kompensiert werden. Der Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung wird eine Steuerspannung E. zugeführt; die Ausgangsspannung der Rückkopplungswicklung ist an die Basisansdiüsse der beiden Transistoren angelegt. Der Ausgangsstrom der Transistoren wird auf diese Weise grundsätzlich vom Wert der Steuerspannung, dem Basis-Emitter-Spannungsabfall der Transistoren, der Rückkopplungsspannung und dem Wert des Widerstandes R0 im Emitterkreis der Transistoren bestimmt. Eine Einstellung des Werts der Steuerspannung E-bewirkt eine entsprechende Einstellung der Amplitude des Ausgangssignals der Oszillatorschaltung, also eine Einstellung des Werts des der Last zugeführten konstanten Stroms.
309839/0885
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung besteht das Ausgangssignal an den Kollektoren der Transistoren aus einem Signal mit zwei sinusförmigen Komponenten. Die erste Komponentey die von der Steuerspannung bestimmt wird, hat einen konstanten Wert, der die normalen Laststrom* erfordernisse versorgt. Die zweite sinusförmige Komponente des Stroms ist der Ausgangsspannung proportional, die an der Sekundärwicklung des Transformators erscheint; die Amplitude dieser zweiten Komponente ist so ausgewählt worden, daß der Kernverlustwiderstand des Transformators kompensiert wird. Eine Änderung der an der Sekundärwicklung des Transformators abgegebenen Spannung wird mit Hilfe der mit einer Mittelanzapfung versehenen RUckkopplungswicklung abgetastet, die in Abhängigkeit davon den Wert der Rückkopplungsspannung ef an die Basisanschlüsse der Transistoren einstellt, damit auf diese Weise der Wert des Ausgangsstroms der zwei Transistoren eingestellt wird, so daß der über die Last fliessende Ausgangsstrom auf einem konstanten Wert gehalten wird.
AusfUhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:
Fig.1 eine AusfUhrungsform einer Konstantstromquelle . nach der Erfindung,
Fig.2A den Verlauf ausgewählter Signale, die in der Schaltung von Fig.1 auftreten,
Fig.2B die Ersatzschaltung der in Fig.1 dargestellten Konstantstromquelle,
Fig.3 eine andere Ausführungsform der Grundschaltung von Fig.1, die einen geregelten Gleichstrom abgibt, und
309839/0885
Fig.4 eine andere AusfUhrungsform der Grundßchaltung von Fig.1, in der ein Rückkopplungskreis enthalten ist, der ein Rückkopplungssteuersignal vom Ausgangskreis ableitet.
In Fig.1 ist eine "beispielsweise aus einer Batterie mit einer Ausgangsspannung von 45 V bestehende Gleichspannungsquelle 10 dargestellt, deren positive und negative Klemmen über Leiter 12 bzw. 14 an den Eingangskreis eines Sättigungsstromoszillators 16 angeschlossen sind. Der Ausgang des Oszillators 16 liefert einen konstanten Strom an eine Last 18, die in einer Ausführungsform aus einer Koronaentladungsvorrichtung der Art besteht, die in elektrostatischen Kopiergeräten der Firma Xerox Company, Rochester, New York kommerziell verwendet wird und einen Widerstand R-aufweist, der sich mit den Umgebungsbedingungen ändert. Das Ausgangssignal des Oszillators 16 bei einer derartigen Last lag in einer Ausführungsform in der Größenordnung von 100 bis 400 iiA bei einer Spannung von 4 bis 6,8 kV und 600 Hz.
Wie in Fig.1 dargestellt ist, enthält der Oszillator einen Hochspannungstransformator 26 mit einer Primärwicklung 20 aus 143 Windungen eines Drahts mit einem Durchmesser von 0,28 mm (Draht Nr. 29), einer Hochspannungs-Sekundärwicklung 22 aus 35 385 Windungen eines Drahts mit einer Dicke von 0,09 mm (Draht Nr. 39 ) und einer mit einer Mittelanzapfung versehenen primären Rückkopplungswicklung 22 aus fünf Windungen eines Drahts mit der Dicke von 0,28 mm (Draht Nr.29). Die Primärwicklung 20 besitzt eine Mittelanzapfung, die über den Leiter 12 an die positive Klemme der
309839/0885
Gleichspannungsquelle 10 angeschlossen ist. Die Enden der Primärwicklung 20 sind Über Leiter 28A bzw. 19 an die Kollektorelektrode eines ersten Leistungstransistors 28 bzw. an die Kollektorelektrode eines zweiten Leistungstransistors 30 angeschlossen. Die Emitterelektroden der Transistoren 28, 30 sind ihrerseits über einen gemeinsamen Widerstand 31 (Rg) mit dem Masseanschluss der Batterie verbunden. Der Widerstand 31 hat in der hier beschriebenen Ausführungsform einen Widerstandswert in der Größenordnung von 10 0hm. Die Transistoren 28 und 30 können npn-Transistoren vom Typ 2N3767 sein, die .von der Firma Motorola Corporation, Phoenix, Arizona im Handel erhältlich sind.
Parallel zum oberen und zum unteren Abschnitt der Primärwicklung 20 können Siebkondensatoren 32 bzw. 33 liegen, damit mögliche Störschwingungen der Transistoren 28, eliminiert werden.
Die Enden der Rückkopplungswicklung 21 des Hochspannungstransformators 26 sind über Leiter 27, 29 an die Basiselektroden der Transistoren 28 bzw. 30 angeschlossen. Die Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung 21 ist mit dem Ausgang einer Steuerschaltung 34 · verbunden, die ihr über den Leiter 13 eine konstante Spannung ΕΛ zuführt. ν .
Die Steuerschaltung 34 , die aus einer herkömmlichen einstellbaren KonstantSpannungsquelle bestehen kann, enthält eine Serienschaltung aus einem Widerstand 35 und einer Zenerdiode 36 (beispielsweise vom Typ IN4372A), die parallel zum 45-Volt-Ausgang der Gleichspannungsquelle 10 liegt, sowie eine Serienschaltung aus einem
309839/0885
-B-
Widerstand 37 und einer Diode 38, die parallel zur Zenerdiode 36 liegt. Der Sohleifarm des einstellbaren Widerstandes 37 ist über den Leiter 13 an die Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung 21 und über einen Kondensator 39 an Masse angeschlossen. Der Kondensator 39 bewirkt in dieser Schaltung die Ausfilterung unerwünschter Frequenzen von der Rückkopplungswicklung.
Die Sekundärwicklung 22 des Hochspannungstransformators ist an die Last 18 angeschlossen. Wie bereits oben erwähnt wurde, kann die Last 28 eine Koronaentladungsvorrichtung sein.
Wenn der Kondensator 23 parallel zur Sekundärwicklung liegt, kann sein Wert in der Größenordnung von 150 pF liegen. Wenn der Kondensator 23 dagegen, wie mit gestrichelten Linien angegeben ist, parallel zur Primärwicklung 20 liegt, kann sein Wert etwa 1uF betragen. Die zwei vertikalen Linien zwischen den Primär- und den Sekundärwicklungen 20 bzw. 22 stellen schematisch den Kern des Transformators 26 dar.
Die Phasehbeziehung zwischen der Primärwicklung 20 und der Rückkopplungswicklung 21 ist mit Hilfe der Punkte in Fig.1 angegeben. Die Rückkopplungswicklung 21 liefert über die Leiter 27 und 29 eine positive Rückkopplungsspannung an die Transistoren 28 bzw. 30, und sie veranlaßt den Oszillator 16, mit einer Frequenz zu schwingen, die sich aus der folgenden Beziehung ergibt:
2t
wobei C der Wert des Kondensators 23 1st, wenn er
309839/0885
parallel zur Sekundärwicklung 22 liegt, während Ln die Magnetisierungsinduktivität des Transformators 26 bezogen auf die Sekundärwicklung 22 ist. Bei Hochspannungsanwendungsfallen enthält der Wert C auch den Kapazitätswert der Sekundärwicklung 22 des Transformators 26 sowie die Leitungskapazität zwischen den Leitern 24 und 25. Die Magnetisierungsinduktivität kann durch Einstellen des Luftspalts des Transformatorkerns verändert werden. Der Wert des Kondensators 23 und/oder der Magnetisierungsinduktivität Ln können zur Erzielung der gewünschten Betriebsfrequenz verändert werden.
Sobald derOszillator 16 schwingt, bewirkt die von der Rückkopplungswicklung 21 gelieferte RUckkopplungsspannung, daß die Transistoren 28 und 30 in abwechselnden Halbperioden Strom leiten. Der Stromfluß erfolgt dabei von der positiven Klemme der Gleichspannungqquelle 10 über den Leiter 12 zur Mittelanzapfung der Primärwicklung 20 und über eine Hälfte der Primärwicklung zum Kollektor des eingeschalteten Transistors. Wenn einmal angenommen wird, daß der Transistor 28 eingeschaltet ist, dann fließt der Strom durch den Leiter 28A vom Kollektor zum Emitter des Transistors 28 und über den Widerstand 31 und den Leiter 14 zur negativen Klemme der Gleichspannungsquelle 10. Wenn der Transistor 30 eingeschaltet ist, fließt der Strom durch den Leiter 19f vom Kollektor zum Emitter des Transistors 30 und über den Widerstand 31 und den Leiter 14 zur negativen Klemme der Gleichspannungsquelle 10. Als Folge davon wird der Stromfluß zwischen den Transistoren 28 und 30 mit der von der Gleichung (1) wiedergegebenen Frequenz hin und her geschaltet.
309839/0885
Während jeder Halbperiode hat der Kollektorstrom des eingeschalteten Transistors etwa den Wert
ΕΛ ei = -£ + -1 (2)
P Re Re
Der Kollektor- oder Primärstrom ist in Fig.2A zusammen mit seiner Beziehung zur Rückkopplungsspannung ef dargestellt. Wie aus der Darstellung hervorgeht, besteht der Primärstrom aus zwei Komponenten. Eine Komponente ist durch die Einstellung der Steuerspannung Ec festgelegt, die von der Steuerschaltung 34 geliefert wird, während die andere Komponente der Rückkopplungsspannung e^ proportional ist, die an der Rückkopplungswicklung_21 auftritt, und die ihrerseits der Spannung an der Primärwicklung 20 und an der Sekundärwicklung 22 des Transformators 26 proportional 1st. Die Auswirkung der abwechselnd durch die zweiphasige Primärwicklung 20 Strom führenden Transistoren 28 und 30 ist der Strom i , der in Pig.2A dargestellt ist und durch N Windungen fließt, wobei N die Zahl der Windungen zwischen der Mittelanzapfung und einem Ende der Primärwicklung 20 ist. Der Verlauf des Stroms i von Fi£"2A ergibt sich aus der Summe einer Rechteckschwingung mit der Amplitude E„/R. und einer Sinusschwingung mit der Amplitude e^/RQ.
An dieser Stelle sei auf die Ersatzschaltung des Oszillators Bezug genommen, die in Fig.2B dargestellt ist. Der Primärstrom von Fig.2B ist mit Hilfe des Windungsverhältnisses N /Ng auf die Sekundärwicklung 22 bezogen worden. Die Magnetisierungsinduktivität L1n und der äquivalente Kernverlustwiderstand R_ sind ebenfalls auf die Sekundär- " wicklung 22 bezogen worden. Die Magnetisierungsinduktivität L^n und der Kondensator C bilden einen Parallelresonanzkreis, der bei der durch die Gleichung (1) ge gebenen Frequenz einen unendlichen Scheinwiderstand für
309839/0885
den Strom i_ darstellt. Der vom Kernverlustwiderstand R verbrauchte Strom ist der Spannung eQ von Fig.2B proportional.Durch Gleichsetzen der spannungsproportionalen Komponente des Stroms i mit dem vom Widerstand Rc benötigten Strom können die Kernverluste kompensiert werden, so daß der verbleibende Laststrom i^ von der Spannung eQ oder vom Widerstand R1 unabhängig wird. Es kann gezeigt werden, daß das konstante Stromverhalten realisiert werden kann, wenn die folgende Gleichung erfüllt ist:
ReNs2 s Np¥c (3)
Da der abgestimmte Transformator ferner alles mit Ausnahme der Grundkomponente des Stroms I überbrückt, steht der Laststrom durch die folgende Gleichung mit der Steuerspannung in Beziehung:
2 V2" N^
π Re Ns
Wie in Fig.3 dargestellt ist, kann die einen konstanten Strom bei hoher Spannung an eine Wechselstromlast liefernde Grundschaltung von Fig.1 auch zur Abgabe eines konstanten Gleichstroms verwendet werden. Gemäß der Darstellung kann an den Ausgang des Oszillators 16 zur Abgabe eines konstanten Gleichstroms eine Gleichrichterschaltung 40 (oder ein Vervielfacher) angeschlossen sein.
Wenn ein höchst wirksam geregelter Ausgangsgleichstrom erwünscht ist, ist eine Abtastschaltung 42 (für Strom oder Spannung) gemäß der Darstellung von Fig.4 so angeschlossen, daß sie das Ausgangs signal der Gleich»
309839/0885
richterschaltung 40 abtastet, und das abgetastete Signal wird als ein Eingangssignal an einen Rückkopplungsverstärker 44 angelegt. Eine Bezugsspannung Ep, die einstellbar sein kann, ist an einen zweiten Eingang des Rückkopplungsverstärkers 44 angelegt, dessen Ausgang über den Leiter 13 mit der Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung 21 im Oszillator 16 verbunden ist.
Für einen Wechselstromanwendungsfall, bei dem Stromregelungen mit einem höheren Regelungsgrad erwünscht sind, ist die Schaltung von Fig.4 durch Weglassen der Gleichrichterschaltung 40 verändert worden.
Patentansprüche
309839/0885

Claims (10)

  1. Patentansprüche
    (i·jKonstantstromquelle zur Zuführung eines konstanten Stroms zu einer Last mit einem variablen Y/iderstandsverlauf» gekennzeichnet durch eine Eingangsschaltung zum Verbinden der Stromquelle mit der ersten und der zweiten Klemme einer Gleichspannungsquelle, einem ersten und einem zweiten Transistor mit jeweils einem Kollektor, einer Basis und einem Emitter, einem Transformator mit mit einer Mittelanzapfung versehenen Primärwicklung, einer mit einer Mittelanzapfung versehenen Rückkopplungswicklung und einer Ausgangswicklung, einen an eine der Transformatorwicklungen angeschlossenen Kondensator, eine die Mittelanzapfung der Primärwicklung über die Eingangsschaltung mit der ersten Klemme der Gleichspannungsquelle verbindende Verbindungseinrichtung, eine die Kollektoren der Transistoren mit der Primärwicklung auf beiden Seiten der Mittelanzapfung verbindende Verbindungseinrichtung, eine die Basisanschlüsse mit der Rückkopplungswicklung auf beiden Seiten der Mittelanzapfung verbindende Verbindungseinrichtung, einen die Emitter der Transistoren mit der zweiten Klemme der Gleichspannungsquelle verbindenden gemeinsamen Widerstand, eine Steuereinrichtung zum Anlegen einer Steuerspannung an die Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung und eine die Ausgangswicklung enthaltende Ausgangsschaltung zum Abgeben eines Ausgangssignals an die Last, wobei der Kondensator und die Magnetisierungsinduktivität des Transformators wenigstens einen Teil eines Schwingkreises zum Betreiben der Transistoren in einem Oszillatorbetrieb bilden.
    309839/0885
  2. 2. Konstantstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zum Zuführen einer konstanten Spannung an die Mittelanzapfung der primären Rückkopplungsvicklung eine Konstantbezugsspannungsquelle und eine Einrichtung zum Einstellen der Grundausgangssteuerspannung zu der Mittelanzapfung auf einen gewünschten Wert enthält, so daß der Wert des der Last zugeführten Stroms einstellbar ist.
  3. 3. Konstantstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente derart ausgewählt sind, daß folgende Beziehung gilt:
    ReNs2 = VA
    wobei R der Wert des gemeinsamen Widerstandes ist, N_ die Windungszahl der Ausgangswicklung des Transformators ist. N die Windungszahl der mit einer Mittelanzapfung versehenen Primärwicklung ist, R der Wert des äquivalenten Kernverlustwiderstandes des Transformators ist und Nf die Windungszahl der Rückkopplungswicklung ist.
  4. 4. Konstantstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung an die Mittelanzapfung der Rückkopp lungswicklung eine Steuerspannung anlegt, die den
    •Ti
    hat, wobei R der Wert des gemeinsamen Widerstandes ist, Ng die Windungszahl der Sekundärwicklung ist, N die Windungszahl der Primärwicklung ist und i-, der Wert des Laststroias ist.
    309839/0885
  5. 5. Konstantstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformatorwicklungen Hochspannungswicklungen sind, und daß der Schwingkreis die zusammengefaßte äquivalente Kapazität der Hochspannungsverdrahtungskapazität gegen Masse enthält, wobei die Schwingungsfrequenz sich aus der Gleichung
    Lm <CD + C1>
    ergibt, wobei Lffi die Magnetisierungsinduktivität des Hochspannungstransformators ist, C der Wert des Kondensators ist und C1 der Wert der Kapazität der Hochspannungswicklungen des Transformators und der Verdrahtung gegen Masse ist.
  6. 6. Konstantstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Fühler zum Abtasten eines sich ändernden Merkmals der Ausgangsschaltung enthält und daß zwischen den Fühler und die Mittelanzapfungen der Rückkopplungswicklung ein Rückkopplungsverstärker eingefügt ist.
  7. 7. Konstantstromquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung zwischen der Ausgangswicklung und der Last einen Gleichrichter enthält und daß der Fühler in der Steuereinrichtung das von dem Gleichrichter an die Last abgegebene Gleichspannungssignal abtastet.
  8. 8. Konstantstromquelle zur Zuführung eines konstanten Stroms zu einer Last mit variablem Widerstandsverlauf, gekennzeichnet durch Eingangseinrichtungen zum Verbinden der Konstantstromquelle mit den ersten und zweiten Klemmen einer Gleichspannungsquelle, einen ersten und einen zweiten Transistor, eine Schaltungsanordnung zum Betreiben
    30983 9/0885
    der Transistoren im Oszillatorbetrieb mit einem Transformator, der eine mit einer Mittelanzapfung versehene Primärwicklung, eine mit einer Mittelanzapfung versehene Rückkopplungswicklung und eine Ausgangswicklung auf v/eist, eine Verbindungseinrichtung zum Anschliessen der ersten Klemme der Gleichspannungsquelle an die Mittelanzapfung der Primärwicklung, eine Verbindungseinrichtung zum Anschliessen der Ausgangsklemme der Transformatorausgangswicklung an die Last, eine Steueranordnung zum Anlegen einer Steuerspannung an die Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung, eine Anordnung zum Zuführen einer Rückkopplungsspannung an die Steuerelektroden der Transistoren, die von der Rückkopplungswicklung hergeleitet ist, und eine Verbindungseinrichtung zwischen den Transistoren und der zweiten Klemme der Gleichspannungsquelle .
  9. 9. Konstantstromquelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung eine Abtasteinrichtung zum Abtasten des von der Ausgangswicklung zu der Last abgegebenen Ausgangssignals enthält und daß zwischen die Abtasteinrichtung und die Mittelanzapfung der Rückkopplungswicklung ein Rückkopplungsverstärker eingefügt ist.
  10. 10. Konstantstromquelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichtereinrichtung zum Gleichrichten des von der Ausgangswicklung zur Last abgegebenen Ausgangssignals vorgesehen ist und daß die Abtasteinrichtung deitart angeschlossen ist, daß sie das der Last zugeführte gleichgerichtete Ausgangssignal abtastet.
    309839/0885
DE2311833A 1972-03-16 1973-03-09 Konstantstromquelle Ceased DE2311833A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US23533572A 1972-03-16 1972-03-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2311833A1 true DE2311833A1 (de) 1973-09-27

Family

ID=22885061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2311833A Ceased DE2311833A1 (de) 1972-03-16 1973-03-09 Konstantstromquelle

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3775702A (de)
JP (1) JPS492041A (de)
CA (1) CA976610A (de)
DE (1) DE2311833A1 (de)
GB (1) GB1414222A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2927837A1 (de) * 1979-07-10 1981-01-15 Peter Kreutzer Transistorwechselrichterschaltung
FR2498131A1 (fr) * 1981-01-22 1982-07-23 Lecluse Jean Francois Dispositif d'alimentation des auxiliaires sur un vehicule a traction electrique

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4020310A (en) * 1975-03-20 1977-04-26 Souder Jr James J Container for inductively heating food
US5214356A (en) * 1978-12-28 1993-05-25 Nilssen Ole K Dimmable fluorescent lamp ballast
US4339732A (en) * 1980-07-25 1982-07-13 Xerox Corporation Closed loop constant current tuned oscillator
EP0051179B1 (de) * 1980-11-03 1984-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Integrierbare-Oszillatorschaltung
HU190567B (en) * 1984-05-10 1986-09-29 Budapesti Mueszaki Egyetem,Hu Circuit arrangement for generating alternating current, for transferring thereof between circuits with different voltage and for stabilizing thereof
GB2343065A (en) * 1998-10-01 2000-04-26 Tunewell Technology Ltd Improved power supply for series connected lamps
DE102015102727A1 (de) * 2015-02-25 2016-08-25 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Verfahren zum Ändern der aktiven Windungszahl einer Regelwicklung in einer elektrischen Anlage und elektrische Anlage mit einer Regelwicklung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2919412A (en) * 1956-05-29 1959-12-29 Gen Electric Co Ltd Electric oscillator systems
US3305760A (en) * 1963-01-16 1967-02-21 Larry L Davis Automatic line and battery operated power supply system
US3327199A (en) * 1963-08-23 1967-06-20 Westinghouse Electric Corp Transistorized high voltage regulated power supply system with temperature compensating means
US3284724A (en) * 1963-10-14 1966-11-08 Robertshaw Controls Co Oscillator with feedback bias amplitude stabilization

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2927837A1 (de) * 1979-07-10 1981-01-15 Peter Kreutzer Transistorwechselrichterschaltung
FR2498131A1 (fr) * 1981-01-22 1982-07-23 Lecluse Jean Francois Dispositif d'alimentation des auxiliaires sur un vehicule a traction electrique

Also Published As

Publication number Publication date
US3775702A (en) 1973-11-27
GB1414222A (en) 1975-11-19
JPS492041A (de) 1974-01-09
CA976610A (en) 1975-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3243316C2 (de) Elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen zum Steuern der Leistungsaufnahme derselben
DE3407067A1 (de) Steuerschaltung fuer gasentladungslampen
EP0813306A1 (de) Temperaturstabilisierter Oszillator und Verwendung desselben in einem Näherungsschalter
DE69411447T2 (de) Gleichstromversorgung mit verbessertem Leistungsfaktor
DE69108163T2 (de) Vorrichtung für den Betrieb einer Entladungslampe.
DE2835075A1 (de) Einrichtung zur nachbildung grosser elektrischer lasten in wechselstromsystemen
DE716809C (de) Frequenzabhaengige Steueranordnung
DE2311833A1 (de) Konstantstromquelle
DE2642872A1 (de) Stabilisierte wechselspannungs-versorgungsschaltung fuer hochspannungen mit stabilisiertem gleichstrom als vorstrom
DE2144092A1 (de) Kapazitäts-Meßgerät
EP0744118B1 (de) Geregelte stromversorgungseinheit mit einem elektronischen transformator
EP0118396B1 (de) Messverfahren für ein elektrisches Signal, serie-parallel-gegengekoppelter Messkreis sowie Verwendung des Verfahrens oder des Messkreises zur Messung von Spannungsquellen mit höchstohmigen Innenimpedanzen
EP0476075B1 (de) Auswerteschaltung für einen differentialdrossel-weggeber und anwendung einer solchen schaltung
DE69920583T2 (de) Sollwertsendung über ein Wechselstromversorgungsnetz
EP0259256B1 (de) Astabiler, magnetisch gekoppelter Multivibrator
DE2623398C2 (de) Sinusoszillator mit veränderbarer Frequenz aus einer Transistor-Verstärkerschaltung
DE3204573A1 (de) Schaltungsanordnung zur erzeugung eines pulsierenden magnetischen feldes in der erregerspule eines induktiven durchflussmessers
DE2826536B1 (de) Schaltungsanordnung zur erdfreien UEbertragung von Signalen ueber Trennstellen in Fernmeldeanlagen
EP0439558B1 (de) Messschaltung und anwendung derselben, insbesondere mit induktiven weggebern
EP4312032A1 (de) Messvorrichtung für wechselströme und -hochspannungen von physikalischen plasmen
DE3232237C2 (de) Elektronisches Schaltnetzteil
DE2423601B2 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur ansteuerung der steuerbaren hauptventile zweier wechselrichter
EP1218761A1 (de) Phasendetektor
DE3735199C2 (de)
DE2326399C3 (de) Schaltung zur Stabilisierung der Betriebsspannung für den Zeilenendstufen-Transistor in einem Fernsehempfänger

Legal Events

Date Code Title Description
OGA New person/name/address of the applicant
OD Request for examination
8131 Rejection