DD217378A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR STARTING REMAINING CONVERTER WITH SELF-POWERING OF YOUR CONTROL CIRCUIT - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ruhende Umformer wie Gleichspannungswandler beliebigen Funktionsprinzips und Wechselrichter, deren elektronische Steuerschaltung waehrend des stationaeren Betriebes aus einer Hilfswicklung des eigenen Uebertragers unter Verwendung eines Speicherkondensators selbst gespeist wird und durch Zufuehren einer Anfangsladung zum Speicherkondensator aus der zum Betrieb des Umformers dienenden Eingangsgleichspannung gestartet wird. Die Erfindung, die in einem extrem grossen Variationsbereich der Eingangsgleichspannung eine kurze und stets gleich bleibende Anfangsladezeit ohne Verluste nach der Startphase sowie einen selbsttaetigen Anlauf nach dem Wegfall von Ueberlastungen gewaehrleisten soll, besteht aus der Anordnung einer Konstantstromquelle zwischen Eingangsgleichspannung und Speicherkondensator und aus einer elektronischen Schwellwert- und Schalteranordnung, mit der nach Erreichen des notwendigen Ladezustandes die Speisespannung der Steuerschaltung zugefuehrt und gleichzeitig die Konstantstromquelle gesperrt wird. Fig. 1The invention relates to stationary converters such as DC-DC converter any operating principle and inverter, the electronic control circuit is fed during stationary operation from an auxiliary winding of the own Uebertragers using a storage capacitor itself and is started by supplying an initial charge to the storage capacitor from the operating for the converter input DC voltage. The invention, which is intended to ensure a short and consistently constant initial charging time without losses after the starting phase as well as a self-starting after the elimination of overloads in an extremely large variation range of the DC input voltage, consists of the arrangement of a constant current source between input DC voltage and storage capacitor and an electronic threshold - And switch assembly, with the supplied after reaching the necessary state of charge, the supply voltage of the control circuit and at the same time the constant current source is blocked. Fig. 1

Description

Erfinders Dipl.-Ing. Siegfried Peckelsen Berlin, 29·06·1983Inventor Dipl.-Ing. Siegfried Peckelsen Berlin, 29 · 06 · 1983

P 1354-P 1354-

Zustellungsbevollou : r Delivery service: r

Institut; für RegelungstechnikInstitute; for control engineering

im Kombinat VEB EAW Berlin-Treptowin the combine VEB EAW Berlin-Treptow

"Friedrich Bbert""Friedrich Bbert"

1055 Berlin, Storkower Str· 1011055 Berlin, Storkower Str · 101

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H 02 M - 1/08H 02 M - 1/08

Schaltungsanordnung zum Starten ruhender Umformer mit Selbstspeisung ihrer SteuerschaltungCircuit arrangement for starting stationary converter with self-feeding their control circuit

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ruhende Umformer, die Steuer- und Regelschaltungen enthalten, deren elektronische Bauelemente im stationären Betrieb des Umformers aus dessen Übertrager selbst gespeist werden. Dies betrifft sowohl Gleichspannungswandler beliebigen Arbeitsprinzips als auch Wechselrichter·The invention relates to stationary converters containing control and regulating circuits, the electronic components are fed in stationary operation of the converter from the transformer itself. This applies to DC converters of any operating principle as well as inverters ·

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In ruhenden Umformern, die entweder mit sehr hohen oder an stark variablen Eingangsgleichspannungen betrieben werden, wird die Speisespannung für die Steuer- bzw· Regelschaltung während des stationären Betriebes üblicherweise nicht direkt aus der Einrgangsgleichspannung abgeleitet, wenn wegen der unterschiedlichen Spannungshöhen zu große Verluste in dem erforderlichen Vorwiderstand entstehen würden· Es ist bekannt, zur Selbstspeisung der elektronischen Baustufen einen Speicherkondensator vorzusehen, dessen Ladung aus einer Hilfswicklung des im Umformer verwendeten Übertragers aufrechterhalten wird.In stationary converters, which are operated either with very high or highly variable input DC voltages, the supply voltage for the control or regulating circuit during stationary operation is usually not derived directly from the DC input voltage, if due to the different voltage levels too large losses in the required It is known to provide for self-feeding of the electronic construction stages, a storage capacitor whose charge is maintained from an auxiliary winding of the transformer used in the converter.

Zum Starten des Umformers muß dem Speicherkondensator eine Anfangsladung zugeführt werden, weil die Hilfswicklung wegen derTo start the converter must be supplied to the storage capacitor an initial charge, because the auxiliary winding because of

H. JiIL 1983 *iü 1081H. Jiil 1983 * 1081

fehlenden Ansteuerung des oder der Leistungstransistoren noch keine Energie liefert· Diese Anfangsladung erfolgt aus der Eingangsgleichspannung und wird beendet;, sobald der Anlauf des Umformers stattgefunden hat. Startschaltungen, die nach diesem Prinzip arbeiten, sind bereits bekannt. _; lack of control of the power transistor (s) still provides no power · This initial charge takes place from the DC input voltage and is terminated as soon as the converter has started up. Starting circuits that operate on this principle are already known. _;

In der DD-PS I30 825 liegt der Speicherkondensator über einen hochohmigen Ladewiderstand an der Betriebsspannung, sodaß er sich nach dem Einschalten entsprechend der sich ergebenden Zeitkonstante zeitverzögert auflädt, wobei nach Erreichen der benötigten Spannung eine Triggerschaltung das Steuerteil mit dem Speicherkondensator verbindet. Hierbei wird jedoch der Ladewi- ^ derstand nicht abgeschaltet, sondern bleibt auch während des stationären Betriebes, wenn die Ladung des Speicherkondensators aus einer Hilfswicklung erfolgt, weiterhin angeschlossen· Deshalb muß ein Kompromiß geschlossen werden zwischen der Verlustleistung im Widerstand und der Zeitverzögerung, d.h. je kleiner die Verlustleistung, desto größer die Einschaltverzögerung· Das läßt sich nur in einem kleinen Variationsbereich der Betriebsspannung optimieren. Läßt man aber einen großen Väriationsbereich zu, z.B. im Verhältnis zehn zu eins, und optimiert die Zeitkonstante auf den unteren Spannungswert, so wird bei der zehnfachen Betriebsspannung die Verlustleistung auf ca. den hundertfachen Wert ansteigen. Optimiert man die Zeitkonstante auf den oberen Spannungswert, so nimmt bei unterer Spannung die Einschaltverzögerung eine untragbar große Dauer an.In DD-PS I30 825, the storage capacitor is connected via a high-impedance charging resistor to the operating voltage, so that it charges time after switching on according to the resulting time constant, after reaching the required voltage, a trigger circuit connects the control part with the storage capacitor. In this case, however, the charge resistance is not switched off, but remains connected even during stationary operation, when the charge of the storage capacitor is from an auxiliary winding. Therefore, a compromise must be made between the power loss in the resistor and the time delay, i. the smaller the power loss, the greater the turn-on delay · This can only be optimized in a small variation range of the operating voltage. But if one allows a large range of variation, e.g. in a ratio of ten to one, and optimizes the time constant to the lower voltage value, so at the tenfold operating voltage, the power loss will increase to approximately one hundred times the value. If the time constant is optimized to the upper voltage value, then the switch-on delay assumes an unacceptably high duration at low voltage.

' . \- . ' Auf demselben Prinzip beruht die Lösung in der DE-OS 24 45 032, wobei der Trigger anders gestaltet ist. Sie weist dieselben Nachteile wie die zuvor beschriebene auf. ,  '. \ -. 'On the same principle, the solution is based in DE-OS 24 45 032, wherein the trigger is designed differently. It has the same disadvantages as the one described above. .

Eine etwas vorteilhaftere Ausführungsform dieses Prinzips findet sich in der -DE-OS 30 11 540. Hier liegt in Reihe mit dem Vorwiderstand der Ruhekontakt eines Relais, dessen Wicklung in Reihe mit einem Thyristor liegt, der wiederum bedingt durch ein RC-Glied zeitverzögert über eine Triggerdiode gezündet wird. Bei Anlegen der Betriebsspannung wird der Speicherkondensator über den Vorwiderstand und den Relaiskontakt aufgeladen, wobeiA somewhat more advantageous embodiment of this principle can be found in the DE-OS 30 11 540. Here is in series with the series resistor of the normally closed contact of a relay whose winding is connected in series with a thyristor, which in turn due to an RC element time delay via a Trigger diode is ignited. When the operating voltage is applied, the storage capacitor is charged via the series resistor and the relay contact, wherein

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die Spannung über dem Kondensator durch eine Z-Diode begrenzt wird· Wach kurzer Zeitverzögerung zieht der Relaisanker an, so daß der Kontakt öffnet. Auf diese Weise tritt die zusätzliche Verlustleistung nur während der Startphase auf. Nachteilig ist hierbei das Vorhandensein mechanischer Kontakte mit ihrer Störanfälligkeit anzusehen. Außerdem benötigt das Relais einen HaI-testrom, der auf die' kleinste auftretende Betriebsspannung dlmensioniert werden muß· Ein großer Variationsbereich der Betriebsspannung erfordert einerseits eine Stabilisierung des dauernd fließenden Haltestroms, und bei¹ hohen Werten der Betriebsspannung treten dabei große Verluste auf. Ein weiterer Nachteil zeigt sich bei vorübergehenden Überlastungen oder infolge Hantierungsfehlern verursachten kurzzeitigen Kurzschlüssen des Umformers. Dabei sinkt die Spannung der Hilfswicklung vorübergehend ab, so daß der Speicherkondensator nicht mehr nachgeladen wird und wegen der fehlenden Ansteuerungder Umformer aussetzt. Da die Betriebsspannung nach wie vor vorhanden bleibt, läuft der Umformer nicht selbständig wieder an.The voltage across the capacitor is limited by a Zener diode · A short time delay causes the relay armature to pull open, causing the contact to open. In this way, the additional power dissipation occurs only during the startup phase. The disadvantage here is the presence of mechanical contacts with their susceptibility to look at. In addition, the relay requires a HaI test-current, which must be dlmensioniert to the 'smallest occurring operating voltage · A large range of variation of the operating voltage requires on the one hand stabilization of the constantly flowing holding current, and at ¹ high values of the operating voltage occur thereby large losses. Another disadvantage is shown by temporary overloads or short-circuiting of the converter due to handling errors. In this case, the voltage of the auxiliary winding temporarily decreases, so that the storage capacitor is no longer recharged and suspended because of the lack of driving the converter. Since the operating voltage still remains, the converter does not restart automatically.

Eine weitere Möglichkeit wird in der AT-PS 340 537 beschrieben. Hier liegt der Speiseeingang eines Taktgebers über einen Kondensator, einen Widerstand und eine Diode direkt an der Betriebsspannung. Parallel zu dem Speiseeingang liegt noch eine Z-Diode zur Spannungsbegrenzung. Beim Anlegen der Betriebsspannung fließt durch den Kondensator ein vom Widerstand begrenzter Ladestrom, der den Taktgeber speist, während von der Hilfswicklung der Speicherkondensator aufgeladen wird. Ist jedoch nach Verschwinden des Ladestroms der Wandler nicht angeschwungen oder tritt eine kürze Betriebsstörung auf, kann der Wandler ebenfalls nicht selbständig wieder starten.Another possibility is described in AT-PS 340 537. Here is the feed input of a clock via a capacitor, a resistor and a diode directly to the operating voltage. Parallel to the feed input is still a Zener diode to limit the voltage. When the operating voltage is applied, a charging current limited by the resistor flows through the capacitor and feeds the clock, while the storage capacitor is charged by the auxiliary winding. However, if, after the disappearance of the charging current, the transducer does not tarnish or a brief malfunction occurs, the converter can not restart automatically either.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung verfolgt das Ziel, nach dem StartVorgang Verlustleistungen zu vermeiden, die als Folge der Startschaltung anzusehen sind, unterschiedliche Verzögerungen für den Startvorgang zu vermeiden und von mechanischen Kontakten unabhängig au sein.The invention aims to avoid after the startup process losses that are to be regarded as a consequence of the starting circuit, to avoid different delays for the starting process and be independent of mechanical contacts au.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Starten ruhender Umformer zu schaffen, deren Steuerschaltung aus einem Speicherkondensator gespeist wird, dessen Ladung im stationären Betrieb aus einer Hilfswicklung vom Übertrager des Umformers erfolgt· Das Starten soll mit Hilfe der Eingangsgleichspannung in einen extrem großen Variationsbereich möglich sein, wobei die Aufladezeit für die Anfangsladung des Speicherkondensators klein und weitgehend unabhängig von der Höhe der Eingangsgleichspannung sein soll· Ferner soll die Verlustleistung klein und auf die Startphase beschränkt "bleiben» Nach dem Wegfall von Überlastungen oder Kurzschlüssen während des stationären Betriebes soll der Umformer selbsttätig wieder anlaufen·The invention has for its object to provide a circuit arrangement for starting quiescent converter whose control circuit is fed from a storage capacitor, the charge takes place in stationary operation from an auxiliary winding from the transmitter of the converter · The starting should be using the input DC voltage in an extremely wide range of variation be possible, wherein the charging time for the initial charge of the storage capacitor should be small and largely independent of the level of DC input voltage · Furthermore, the power loss should be small and limited to the starting phase "remain» After the elimination of overloads or short circuits during steady state operation of the converter restart automatically ·

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung gelöst, die die folgenden Merkmale aufweist: Zwischen dem Eingangsanschluß für die Eingangsgleichspannung und dein Speisespannungsanschluß am Speicherkondensator ist eine an sich bekannte Konstantstromquelle angeordnet· Dabei liegt die Kollektor-Emitter-Strecke eines Str„o;uquellentransistors in Reihe mit einem Emitterwiderstand zwischen dem Eingangsanschluß und dem Speisespannungsanschluß, ein Basiswiderstand ist zwischen Basis- und Kollektoranschluß angeordnet, und am Bäsisanschlüß ist eine Z-Diode angeschlossen· Zwischen dieser und dem Speisespannungsanschluß ist eine während der Anfangsladung des Speicherkondensators leitende Sperrdiode eingefügt· Am Anschlußpunkt zwischen Z-Diode und Sperrdiode ist ein elektronisches Einschalttor angeschlossen, dessen anderer Anschluß mit dem Anschluß für das Bezugspotential verbunden ist« Ein weiteres elektronisches Einschalttor'ist zwischen dem Speisespannungsanschluß und dem Speisespannungseingang der Steuerschaltung angeordnet· Ebenfalls mit dem Speisespannungsanschluß ist der Eingang eines Schwellwertschalters verbunden, dessen Ausgang an die Steuereingänge der beiden Einschalttore angeschlossen ist· Der Schwellwertschalter besitzt einen sehr weiten Hysteresebereich, wobei der obere Ansprechwert relativ weit oberhalb des Nennwerts der Speisespannung und der untere Ansprechwert unterhalb des Nennwerts liegt«This object is achieved with the invention, which has the following features: Between the input terminal for the input DC voltage and your supply voltage terminal on the storage capacitor, a constant current source known per se is arranged · Here, the collector-emitter path of a Str o; uquellentransistors in series with an emitter resistor between the input terminal and the supply voltage terminal, a base resistor is arranged between the base and collector terminal, and a Zener diode is connected to the Bäsisanschlüß · Between this and the supply voltage terminal is inserted during the initial charging of the storage capacitor blocking diode inserted · At the connection point between Z- Diode and blocking diode is connected to an electronic power-on gate whose other terminal is connected to the terminal for the reference potential "Another electronic power-on gate" is between the supply voltage terminal and the Speisespa The input voltage of a threshold value switch whose output is connected to the control inputs of the two switch-on gates below the nominal value «

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Zur Sicherheit gegen Fehlfunktionen kann- eine Ableitdiode, ebenfalls in der Ausführung als Z-Diode, parallel zu dem Einschalttor angeordnet werden, das vom Anschlußpunkt zwischen Sperrdiode und der anderen Z-Diode zum Anschluß für das Bezugspotential führt.For safety against malfunctions can be arranged in parallel to the Einschalttor a Ableitdiode, also in the execution as Z-diode, which leads from the connection point between the blocking diode and the other Z-diode to the terminal for the reference potential.

Wenn infolge sehr hoher Eingangsgleichspannungen der Stroraquellentransistor überbeansprucht würde, kann die Konstantstromquelle mit zwei Strornquellentransistoren ausgestattet werden, deren Kollektor-Emitter-Strecken in Reihe geschaltet werden. Es werden ebenfalls zwei Basiswiderstände eingesetzt, wovon der eine zwischen Basis- und Kollektoranschluß des einen Stromquellen-· transistors und der andere zwischen den beiden Basisanschlüssen angeordnet ist·If, due to very high input DC voltages, the current source transistor would be overstressed, the constant current source can be equipped with two current source transistors whose collector-emitter paths are connected in series. Two base resistors are also used, one of which is arranged between the base and collector terminals of one current source transistor and the other between the two base terminals.

Durch den Einsatz einer Konstantstromquelle fließt während der Anfangsladung stets ein konstanter Strom, durch dessen fahl die Aufladezeit auf einen zulässigen Wert begrenzt werden kann und die weitgehend unabhängig von der Höhe der Eingangsgleichspannung ist· Weiterhin steigt die Verlustleistung im Stromquellentransistor nur linear mit der Eingangsgleichspannung an und nicht quadratisch wie bei einem einfachen Widerstand·Through the use of a constant current source always flows during the initial charge, a constant current, by whose pale the charging time can be limited to a permissible value and which is largely independent of the magnitude of the DC input voltage · Furthermore, the power loss in the current source transistor increases only linearly with the DC input voltage and not square like a simple resistance ·

Die Verwendung der Speisespannungshöhe als Ansprechkriterium für den Schwellwertschalter hat zur Folge, daß kurzzeitige ebenso wie langanhaltende Betriebsunterbrechungen des Umformers sofort erfaßt werden und stets zu einer erneuten Anfangsladung des Speicherkondensators führen,. Unmittelbar nach dem Fortfall der Ursache einer Betriebs,unterbrechung_ä erfolgt dadurch ein einwandfreier Neuanlauf des Umformers·The use of the supply voltage level as a response criterion for the threshold value has the consequence that short-term as well as long-lasting interruptions in the operation of the converter are detected immediately and always lead to a renewed initial charge of the storage capacitor. Immediately after the elimination of the cause of the operation, without _{interruption, etc.} characterized a perfect restart of the converter takes place ·

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbetspiels näher erläutert» In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to a Ausführungsbetspiels »In the accompanying drawings show

Fig. 1 s die erfindungsgemäße Startschaltung in einem ruhenden Umformer nach dem Sperrwandlerprinzip,   1 s the starting circuit according to the invention in a stationary converter according to the flyback converter principle,

Fig, 2: eine Ausgestaltung der in der Startschaltung ver- : wendeten Konstantstromquelle«FIG. 2 shows an embodiment of the constant current source used in the starting circuit. FIG.

Anwendbar ist die erfindungsgemaße Startschaltung in Jedem Typ von ruhenden umformern, die Steuer- und Regelschaltungen enthalten, deren elektronische Bauelemente eine Speisespannung benötigen. Dies betrifft sowohl Gleichspannungswandler beliebigen Arbeitsprinzips als auch Wechselrichter,Applicable is the inventive starting circuit in each type of stationary converters containing control and regulating circuits whose electronic components require a supply voltage. This applies to DC converters of any operating principle as well as inverters,

Als Beispiel ist in Mg, 1 ein Sperrwandler dargestellt, dem zwischen dem Eingangsanscbluß E und dem Anschluß M für das Bezugspotential eine Eingangsgleichspannung üe zugeführt wird. Aus der Steuerschaltung SS, üblicherweise im.Zusammenwirken mit einer Regelschaltung RS, wird der Leistungstransistor Tl periodisch mit Ansteuerimpulsen beaufschlagt, so daß durch die Primärwicklung Wp des Übertragers Ü Stromimpulse fließen und an _ ' allen Wicklungen Spannungsimpulse auftreten· Gemäß dem Sperrwandlerprinzip wird aus den in den Sperrphasen 'an der Sekundärwicklung Ws auftretenden Spannungsirapulsen mit dem Lastgleichrichter S und dem Glättungskondensator Cg die Verbrauchergleichspannung Uv erzeugt und dem Verbraucher V zugeführt·As an example, in FIG. 1, a flyback converter is shown, to which an input DC voltage üe is supplied between the input terminal E and the terminal M for the reference potential. From the control circuit SS, usually im.Zusammenwirken with a control circuit RS, the power transistor Tl is periodically supplied with drive pulses, so that flow through the primary winding Wp of the transformer Ü current pulses and _ all windings voltage pulses occur · According to the flyback converter principle from the in the blocking phases' at the secondary winding Ws occurring voltage pulses with the load rectifier S and the smoothing capacitor Cg generates the consumer DC voltage Uv and the consumer V supplied ·

Wenn die Eingangsgleichspannung Ue viel größer ist als die für die Steuerschaltung SS benötigte Speisespannung Us, dann wird, um die Verluste klein zu halten, die Speisespannung Us bekannterweise vom Umformer selbst erzeugt· Hierzu dient eine Hilfswicklung Wh, deren Spannungsimpulse über eine Ladediode LD auf einen Speicherkondensatör Cs gelangen,, an dem sich eine entsprechende Gleichspannung als Speisespannung Us ausbildet·If the input DC voltage Ue is much larger than the supply voltage Us required for the control circuit SS, then the supply voltage Us is generated by the converter itself to keep the losses low. This is done by an auxiliary winding Wh, whose voltage pulses are applied to a supply diode LD Speicherkondensatör Cs get ,, in which forms a corresponding DC voltage as supply voltage Us ·

Diese Art der Speisung kann jedoch nur im stationären Betrieb des Umformers erfolgen., wenn die Hilfswicklung Wh Energie liefert und den Speicherkondensator Cs ständig nachlädt. Wird der Umformer eingeschaltet, so läuft er ohne zusätzliche Maßnahmen nicht an, weil der Speicherkondensator Cs noch nicht geladen ist und damit eine Speisespannung zur Ansteuerung des Leistungstransistors Tl fehlt«, 'However, this type of power supply can only take place in stationary operation of the converter when the auxiliary winding Wh supplies energy and constantly charges the storage capacitor Cs. If the converter is switched on, it will not start without additional measures because the storage capacitor Cs is not yet charged and thus a supply voltage for driving the power transistor T1 is missing.

Beim Einschalten eines derartigen Umformers mit selbsterzeugter Speisespannung Us muß deshalb dem Speicherkondensator Cs eine Anfangsladung zugeführt werden, die ausreichen muß, die Steuerschaltung SS so lange zu speisen, bis der Anlauf des Umformers abgeschlossen und der stationäre Zustand eingetreten ist· Diese Anfangsladung des Speicherkondensators Cs erfolgt in bekannter Weise aus der Eingangsgleichspannung Ue.When switching on such a converter with self-generated supply voltage Us must therefore the storage capacitor Cs an initial charge to be supplied, which must be sufficient to power the control circuit SS until the start of the converter completed and the stationary state occurred · This initial charge of the storage capacitor Cs occurs in a known manner from the DC input voltage Ue.

Die erfindungsgemäße Startschaltung besteht aus einer Konstantstromquelle'und einer elektronischen Schalteinrichtung· Die Konstantstromquelle enthält in an sich bekannter Ausführung einen Stromquellentransistor Tq mit einem Emitterwiderstand Re, der zusammen mit einer Z-Diode ZD die Höhe des Ladestroms bestimmt« Ein hochohmiger Basiswiderstand Rb schafft das erforderliche Basispotential· Die Schalteinrichtung besteht aus einem Schwellwertschalter SW, der zwei elektronische Einschalttore ITI und ET2 steuert· Eine Sperrdiode SD verhindert das unerwünschte Entladen- des Speicherkondensators Cs beim Umschalten«The starting circuit according to the invention consists of a constant current source and an electronic switching device. The constant current source includes a current source transistor Tq with an emitter resistor Re, which together with a Zener diode ZD determines the magnitude of the charging current. A high-resistance base resistor Rb provides the required Basic potential · The switching device consists of a threshold value switch SW, which controls two electronic switch-on gates ITI and ET2 · A blocking diode SD prevents the unwanted discharging of the storage capacitor Cs when switching «

Mit dem Einschalten des Schalters S beginnt die Anfangsladung des Speicherkondensators Cs aus der Eingangsgleichspannung Ue· Unabhängig von deren Höhe und dem jeweiligen Ladezustand fließt infolge des Stromquellentransistors Tq ein konstanter Ladestrom, der einen linearen Spannungsanstieg am Speicherkondensator Cs bewirkt. Die beiden Einschalttore .STI und ET2 bleiben dabei- noch im Ausschaltzustand. Die ansteigende Spannung gelangt also noch nicht zur Steuerschaltung SS, so daß der Umformer noch nicht anläuft. Erst wenn der Ansprechwert des Schwellwertschalters SW erreicht ist, erzeugt dieser ein Schaltsignal, mit dem die beiden Einschalttore ET1 und ET2 in den Einschaltzustand versetzt werden. Über das Einschalttor ET2 wird die Speisespannung Us der Steuerschaltung SS zugeführt, und der Umformer läuft an·With the switching on of the switch S, the initial charge of the storage capacitor Cs starts from the DC input voltage Ue. Regardless of their level and the respective state of charge, a constant charging current flows as a result of the current source transistor Tq, causing a linear voltage increase at the storage capacitor Cs. The two switch-on gates .STI and ET2 remain in the switch-off state. The rising voltage thus does not reach the control circuit SS, so that the converter does not start yet. Only when the threshold value of the threshold SW is reached, this generates a switching signal, with which the two turn-on gates ET1 and ET2 are put into the on state. The supply voltage Us is fed to the control circuit SS via the switch-on gate ET2, and the converter starts up.

Das gleichzeitig in den Einschaltzustand gelangte Einschalttor ET1 verbindet das Bezugspotential mit der Z-Diode ZD. /unter der Voraussetzung, daß deren Z-Spannung kleiner ist als die Speisespannung Us, wird dabei das Basispotential des Stromquellentransistors Tq unter das Potential des Speisespannungsanschlusses AsThe switch-on state ET1 which has reached the switch-on state at the same time connects the reference potential to the Zener diode ZD. / assuming that their Z voltage is smaller than the supply voltage Us, while the base potential of the current source transistor Tq is below the potential of the supply voltage terminal As

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und damit unter das Emitterpotential gesenkt· Dadurch sperrt der Stromquellentransi'stor Tq und beendet somit die Anfangsladung des Speienerkondensators Cs. Das unerwünschte Entladen des Speicherkondensators Cs über das geschlossene Einschalttor ET1 zum Bezugspotential des Anschlusses M hin wird durch die Sperrdiode SD verhindert.and thus lowered below the emitter potential. As a result, the current source transistor Tq blocks and thus terminates the initial charge of the common capacitor Cs. The unwanted discharging of the storage capacitor Cs via the closed switch-on gate ET1 to the reference potential of the terminal M is prevented by the blocking diode SD.

Beim Anlauf des Umformers bilden sich an der Hilfswicklung Wh nicht sofort Spannungsimpulse in der erforderlichen Höhe aus, weil der Glättungskondensator Cg und eventuelle weitere angeschlossene Kondensatoren während ihrer Aufladung eine zusätzliche Last darstellen. Aus diesem Grunde muß die Kapazität des Speicherkondensators Cs so groß gewählt werden, daß seine Ladung ausreicht, die Steuerschaltung so lange zu speisen, bis die Hilfswicklung Wh ausreichend hohe Spannungsimpulse liefert, mit denen die Nachladung und damit die Selbsterzeugung der Speisespannung TJs gesichert ist. Aus demselben Grund muß auch der Ansprechwert des Schwellwertschalters SW in einer angemessenen Höhe über dem Hennwert der Speisespannung Us liegen, damit die Spannung am Speicherkondensator Cs während des Anlaufs nicht unter diesen Nennwert absinkt.When starting the converter form on the auxiliary winding Wh not immediately voltage pulses in the required height, because the smoothing capacitor Cg and any other connected capacitors represent an additional load during their charging. For this reason, the capacitance of the storage capacitor Cs must be chosen so large that its charge is sufficient to feed the control circuit until the auxiliary winding Wh provides sufficiently high voltage pulses with which the recharging and thus the self-generation of the supply voltage TJs is secured. For the same reason, the threshold value of the threshold SW must also be above the Hennwert value of the supply voltage Us, so that the voltage at the storage capacitor Cs does not drop below this nominal value during startup.

Es ist erforderlich, daß der zum Einsatz kommende Schwellwertschalter SW eine relativ große Hysterese aufweist. Der obere Ansprechwert muß, wie begründet, beträchtlich oberhalb des Speisespannungsnennwerts liegen, und der untere Ansprechwert muß unterhalb dieses Nennwerts mit einem ausreichenden Sicherheitsabstand festgelegt sein.It is necessary that the used threshold switch SW has a relatively large hysteresis. The upper threshold must, as justified, be well above the supply voltage rating, and the lower threshold must be set below this rating with a sufficient safety margin.

Es ist vorteilhaft, parallel zum Einschalttor ET1 eine Ableitdiode AD einzusetzen, die ebenfalls als Z-Diode ausgeführt ist. Sie stellt eine Sicherheit gegen Fehlfunktionen des Schwellwertschalters SW oder des Einschalttors ET1 dar, weil das Ansteigen der Speisespannung Us durch eine entsprechende Wahl der Z-Spannung der Ableitdiode AD verhindert wird.It is advantageous to use parallel to the switch-ET1 a Ableitdiode AD, which is also designed as a Zener diode. It represents a security against malfunction of the threshold SW or the Einschalttors ET1, because the increase of the supply voltage Us by an appropriate choice of the Z voltage of the Ableitdiode AD is prevented.

Bei der Dimensionierung eines Umformers mit selbsterzeugter Speisespannung Us wird davon ausgegangen, daß die Hilfswicklung Wh bis zur maximal zulässigen Belastung durch den Verbraucher V noch genügend hohe Spannungsimpulse liefert, urn die erforderliche Nachladung des Speicherkondensators Cs zu gewährleisten. Tritt jedoch eine Überlastung oder ein durch Hantierungsfehler verursachter vorübergehender Kurzschluß auf, dann werden die Spannungsimpulse zu klein oder bleiben völlig aus. Als Folge davon sinkt die Speisespannung Us unter den unteren Ansprechwert des Schwellwertschalters SW, Dieser versetzt dann die beiden Einschalttore ET1 und ET2 wieder iin den Ausschaltzustand. Dadurch erhält einerseits die Steuerschaltung SS überhaupt keine Speisespannung Us mehr und der Umformer setzt aus, andererseits wird der Stromquellentransistor Tq wieder leitend, und der Speicherkondensator Cs wird wie bei ' der Anfangsladung nachgeladen, bis wieder die obere Ansprechschwelle des Schwellwertschalters SW erreicht ist. Damit beginnt, wie oben beschrieben, ein erneuter Anlauf des Umformers, der, falls die Überlast oder der Kurzschluß nur vorübergehend war, wieder zum normalen, stationären Betriebszustand führt>When dimensioning a converter with self-generated supply voltage Us, it is assumed that the auxiliary winding Wh supplies up to the maximum allowable load by the consumer V still sufficiently high voltage pulses in order to ensure the required recharging of the storage capacitor Cs. If, however, there is an overload or a transient short-circuit caused by a handling error, the voltage pulses become too small or are completely lost. As a result, the supply voltage Us falls below the lower threshold value of the threshold switch SW, This then puts the two turn-on ET1 and ET2 again in the off state. As a result, on the one hand, the control circuit SS receives no supply voltage Us more and the converter stops, on the other hand, the current source transistor Tq again conductive, and the storage capacitor Cs is charged as in 'the initial charge until the upper threshold of the threshold SW is reached again. This starts, as described above, a restart of the converter, which, if the overload or short circuit was only temporary, back to the normal, steady-state operating state>

Tritt an einem Umformer mit dieser Startschaltung ein Dauerkurzschluß auf, dann erfolgt entsprechend den vorangegangenen Erläuterungen ein ständiger Wechsel zwischen Anlauf und Stillstand des Umformers. Wird der Kurzschluß beseitigt, dann führt der nächste Anlauf selbsttätig zum stationären Betriebszustand.If a permanent short circuit occurs at a converter with this starting circuit, then a constant change takes place between startup and standstill of the converter in accordance with the preceding explanations. If the short circuit is eliminated, then the next start-up automatically leads to the stationary operating state.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausgestaltung der Konstantstromquelle kann zum Einsatz kommen, wenn die Eingangsgleichspannung Ue so große Werte annimmt, daß der Stromquellentransistor Tq bezüglich Verlustleistung oder zulässiger Kollektor-Emitter-Spannung überbeansprucht wird .⁷In diesem Fall werden zwei Stromquellentransistoren Tq1 und Tq2 oder auch eine größere Anzahl in Reihe geschaltet. Die an diesen beiden Transistoren entstehenden Kollektor-Emitter-Spannungen teilen sich entsprechend dem Verhältnis der beiden Basiswiderstände Rb1 und Rb2 auf. Im gleichen Verhältnis verteilt sich auch die Verlustleistung auf die beiden Stroraquellentransistoren Tq1 und Tq2. DieThe embodiment of the constant current source shown in FIG. 2 can be used when the DC input voltage Ue assumes values that are so great that the current source transistor Tq is overstressed in terms of power loss or permissible collector-emitter voltage. ⁷ In this case, two current source transistors and Tq1 Tq2, or even a greater number are connected in series. The resulting collector-emitter voltages at these two transistors are divided according to the ratio of the two base resistors Rb1 and Rb2. In the same ratio, the power loss is distributed to the two current source transistors Tq1 and Tq2. The

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Anschlußpunkte dieser Konstantstroraquelle im Umformer der Fig. 1 sind durch den Eingangsanschluß E und den Speisespannungsanschluß As gekennzeichnet.Connection points of this constant current source in the converter of FIG. 1 are characterized by the input terminal E and the supply voltage terminal As.

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Claims (2)

ErfinäungsanspruchErfinäungsanspruch 1. Schaltungganordnung zum Starten ruhender Umformer mit Selbstspeisung ihrer Steuerschaltung aus einem Speicherkondensator, der zwischen einem Speisespannungsanschluß und dem Anschluß für das Bezugspotential angeordnet ist, und dessen Ladung im stationären Betrieb aus dem Übertrager des Umformers' aus einer Hilfswicklung über eine Ladediode erfolgt und dem zum Starten eine Anfangsladung aus der zwischen dem Eingangsänsehluß und dem Anschluß für das Bezügspotential anliegenden Eingangsgleichspannung zugeführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Eingangsanschluß (E) und dem Speisespannungsanschluß (As) eine an sich bekannte Konstantstromquelle angeordnet ist, mit der Kollektor-Emitter-Strecke eines Stromquellentransistors (Tq) in. Reihe mit einem Emitterwiderständ (Re) zwischen dem Eingangsanschluß (E) und dem Speisespannungsanschluß (As), mit einem Basiswiderstand (Rb) zwischen ' < Basis- und Kollektoranschluß des Strornquellentransistors (Tq) und mit an den Basisanschluß angeschlossener Z-Diode (ZD), daß zwischen dieser und dem Speisespannungsanschluß (As) eine während der Anfangsladung im Leitzustand befindliche Sperrdiode (SD) eingefügt ist, daß vom Anschlußpunkt zwischen Z-Diode (ZD) und Sperrdiöde (SD) ein elektronisches Einschalttor (ET1) zum Anschluß (M) für das Bezugspotential führt, daß ein weiteres elektronisches Einschalttor (ET2) zwischen dem Speisespannungsanschluß (As) und dem Speisespannungseingang (Es) der Steuerschaltung (SS) angeordnet ist, daß mit dem Speisespannungsanschluß (AS) der Eingang eines Schwellwertschalters (SW) verbunden ist und daß dessen Ausgang an die Steuereingänge der Einschalttore (ET1; ET2) angeschlossen ist.1. Circuit arrangement for starting stationary converter with self-feeding its control circuit of a storage capacitor which is arranged between a supply voltage terminal and the terminal for the reference potential, and whose charge is carried out in stationary operation from the transformer of the converter 'from an auxiliary winding via a charging diode and the Starting an initial charge is supplied from the voltage applied between the Eingangsänsehluß and the terminal for the Bezügspotential DC input voltage, characterized in that between the input terminal (E) and the supply voltage terminal (As) a per se known constant current source is arranged, with the collector-emitter path a current source transistor (Tq) in series with an emitter resistor (Re) between the input terminal (E) and the supply voltage terminal (As), with a base resistor (Rb) between the < base and collector terminals of the current source transistor (Tq) and with at d s base terminal connected Zener diode (ZD), that between this and the supply voltage terminal (As) inserted during the initial charge in the conducting state blocking diode (SD) is inserted, that from the connection point between the Z-diode (ZD) and Sperrdiöde (SD) an electronic Einschalttor (ET1) to the connection (M) for the reference potential that another electronic Einschalttor (ET2) between the supply voltage terminal (As) and the supply voltage input (Es) of the control circuit (SS) is arranged that with the supply voltage terminal (AS) of the Input of a threshold switch (SW) is connected and that its output to the control inputs of the switch-on (ET1; ET2) is connected. 2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß-parallel zu dem vom Anschlußpunkt zwischen Z-Diode (ZD) und Sperrdiode (SD) zum Anschluß (M) für das Bezugspotential führenden Einschalttors (ET1) eine Ableitdiode (AD) angeordnet ist, die ebenfalls als Z-Diode ausgeführt ist.2. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that-parallel to the connection point between Zener diode (ZD) and blocking diode (SD) to the terminal (M) leading to the reference potential Einschalttors (ET1) a Ableitdiode (AD) is arranged, which is also designed as a Zener diode. Schaltungsanordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Konstantstromquelle aus zwei Stromquellentransistoreh (Tq1 und Tq2) besteht, deren Kollektor-Emitter-Strecken in Reihe geschaltet sind und daß zwei Basiswiderstände (Kb 1 und Rb2) so angeordnet sind, daß ein Basiswiderstand (Rb1) zwischen Basis- und Kollektoranschluß des zugehörigen Stromquellentransistors (Tq1) und der andere Basiswiderstand (Kb2) zwischen beiden Basisanschlüssen angeordnet ist«Circuit arrangement according to items 1 and 2, characterized in that the constant current source consists of two current source transistors (Tq1 and Tq2) whose collector-emitter junctions are connected in series and in that two base resistors (Kb 1 and Rb2) are arranged so that a base resistance (Rb1) between the base and collector terminals of the associated current source transistor (Tq1) and the other base resistor (Kb2) between both base terminals is arranged « Hierzu 1 Seite Zeichnung·For this 1 page drawing ·