DD288944A5 - LOSS-RELIABLE DISCHARGE NETWORK FOR TRANSISTOR INVERTERS WITH INVERTER FREQUENCIES OF ABOUT 20 KHZ - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verlustarmes Entlastungsnetzwerk fuer Transistorwechselrichter mit Wechselrichterfrequenzen von etwa 20 kHz. Erfindungsgemaesz besteht die Induktivitaet des Entlastungsnetzwerkes aus der Reihenschaltung einer nichtsaettigbaren linearen Induktivitaet von etwa 50-100 Mikrohenry und einer saettigbaren nichtlinearen Induktivitaet mit einer Anfangsinduktivitaet von etwa 300-700 Mikrohenry, die bei einem Strom von etwa 0,5 bis 1 Ampere in den gesaettigten Zustand uebergeht, bei dem der Induktivitaetswert etwa noch ein Zehntel betraegt. Mit der erfindungsgemaeszen Loesung gelingt es, bei vergroeszertem Anwendungsbereich und gesenktem schaltungstechnischem Aufwand die hohe Verlustleistung in den Entlastungsnetzwerken ueblicher Transistorwechselrichter auf nahezu Null zu senken. In besonders vorteilhafter Weise werden durch Anwendung der erfindungsgemaeszen Loesung nicht nur die Verluste im Entlastungsnetzwerk selbst verringert, sondern auch das Ausschaltverhalten der Wechselrichtertransistoren erheblich verbessert. Die erfindungsgemaesz eingesetzten Induktivitaeten sind mit geringem Aufwand und bei geringem Bauelementevolumen fertigbar.{Entlastungsnetzwerk; Transistorwechselrichter; Induktivitaet, linear; Induktivitaet, nichtlinear; Verlustleistung}The invention relates to a low-loss relief network for transistor inverters with inverter frequencies of about 20 kHz. According to the invention, the inductance of the relieving network consists of the series connection of a nondetachable linear inductance of about 50-100 microhenry and a settable nonlinear inductance having an initial inductance of about 300-700 microhenry, which at a current of about 0.5 to 1 ampere in the gesaettigten state uebergeht, wherein the Induktivitaetswert be about one tenth. With the solution according to the invention, it is possible to reduce the high power loss in the relieving networks of conventional transistor inverters to almost zero in the case of enlarged applications and reduced circuit complexity. In a particularly advantageous manner, by using the solution according to the invention not only the losses in the relief network itself are reduced, but also the turn-off behavior of the inverter transistors is significantly improved. The inductances used in accordance with the invention can be manufactured with little effort and with a low component volume {discharge network; Transistor inverter; Inductance, linear; Inductance, nonlinear; Power loss}

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein verlustarmes Entlastungsnetzwerk für Transistorwechselrichter mit Wechselrichterfrequenzen von etwa 2OkHi:, die zur Speisung elsktrotechnologischer Prozesse unter stark wechselnden Lastbedingungen eingesetzt werden.The invention relates to a low-loss relief network for transistor inverters with inverter frequencies of about 2OkHi :, which are used for supplying elsktrotechnologischer processes under widely varying load conditions.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Transistorwechselrichter werden in vielfältiger Welse zur Speisung elektrotechnologischer Prozesse eingesetzt. Der Betrieb eines derartigen Wechselrichters am gleichgerichteten 380-V-Drehstromnetz erfordert zulässige Kollektor-Emltter-Spannungen der Transistoren von 1000-1200V bei abschaltbaren Strömen von einigen 10A bis etwa 100A. Die Schaltfrequenz des Transistorwechselrichters beträgt üblicherweise 20 bis 3OkHz. Zur Begrenzung der dabei auftretenden Schaltverlustleistung auf zulässige Werte ist eine Reduzierung der Stromanstiegsgeschwindigkeit beim Einschalten bzw. der Spannungsanstiegsgeschwindigkeit beim Ausschalten der Transistoren unbedingt erforderlich.Transistor inverters are used in a variety of catfish for supplying electrotechnical processes. The operation of such an inverter on the rectified 380V three-phase network requires allowable collector-to-emitter voltages of the transistors of 1000-1200V with turn-off currents of from about 10A to about 100A. The switching frequency of the transistor inverter is usually 20 to 30 kHz. To limit the occurring switching power loss to allowable values, a reduction of the current slew rate at power up or the voltage slew rate when turning off the transistors is essential.

Eine einfache, allgemein bekannte Lösung besteht im Einsatz verlustbehafteter Entlastungsnetzwerke. Offenkundiger Nachteil derartiger Anordnungen ist die Verlagerung der Verlustleistung aus dem zu schützenden Halbleiterbauelement in die Widerstände der Entlastungsnetzwerke. Der Wirkungsgrad des Gesamtgerätes ist gering, der Aufwand zur Abführung der Verlustleistung ist hoch. In jedem Falle ist die höchste erreichbare Wechselrichterfrequenz vermindert. Mit Entlastungsnetzwerken, die keine ohmschen Widerstände enthalten, werden wesentlich günstigere Ergebnisse erzielt. Durch eine geeignete Struktur dieser Schaltungen wird die beim Ein- und Ausschalten der Transistoren auftretende Energie in den Gleichspannungszwischenkreis zurückgespeist- d. h., es treten keine Energieverluste durch die ungewollte Umwandlung in Wärme auf. Derartige zumeist dreipolige Netzwerke werden zum Beispiel in den DE-OSen 2639589 und 2641183 sowie in der Dissertation Knoell, H.: „Transistoren als schnelle Schalter in Gleichstromstellern hoher Leistung", Universität Stuttgart, 1981 beschrieben. Als wesentlichen 3estandteil enthalten diese auch verlustfrei oder verlustarm genannten Entlastungsnetzwerke mindestens einen Reihenschwingkreis, der aus einem Kondensator C und einer Induktivität L besteht. Um ein Umladen in einer Stromflußrichtung zu gewährleisten, ohne dsß eine Entladung in der anderen Richtung möglich ist, enthält der Umladekreis neben dem beschriebenen Reihenschwingkreis auch eine in Reihe geschaltete Diode. Unter der Annahme, daß diese Diode ideales Schaltverhalten aufweist, treten die vorteilhaften Wirkungen der Schaltentlastung auf. Dieses ideale Schaltverhalten ist bei den gebräuchlichen Diodentypen, auch bei solchen, die vom Hersteller ausdrücklich als für höhere Frequenzen geeignet ausgewiesen werden, nicht vorhanden.A simple, well-known solution is to use lossy relief networks. Obvious disadvantage of such arrangements is the shift of the power loss from the semiconductor device to be protected in the resistors of the discharge networks. The efficiency of the entire device is low, the effort to dissipate the power loss is high. In any case, the highest achievable inverter frequency is reduced. With relief networks that contain no ohmic resistors, significantly better results are achieved. By means of a suitable structure of these circuits, the energy occurring when the transistors are switched on and off is fed back into the DC intermediate circuit. h., There are no energy losses due to the unwanted conversion to heat. Such mostly three-pole networks are described, for example, in DE-OSs 2639589 and 2641183 and in the dissertation Knoell, H .: "Transistors as fast switches in high-power DC controllers", University of Stuttgart, 1981. As essential components, these also contain lossless or low-loss said relieving networks comprise at least one series resonant circuit consisting of a capacitor C and an inductance L. In order to ensure reloading in a current flow direction without allowing discharge in the other direction, the reloading circuit also includes a serially connected diode in addition to the described series resonant circuit Assuming that this diode has ideal switching characteristics, the beneficial effects of the switching discharge occur.This ideal switching behavior is common for diode types, even those explicitly designated by the manufacturer as being suitable for higher frequencies , unavailable.

Untersuchungen mit verechiedensten Diodentypen zeigten, daß aufgrund der Sperrverzugsladung der Diode der Umladestrom des Reihenschwingkreises nicht nach einer halben Periode, d. h. nach dem Stromnulldurchgang, den Wert Null annimmt, sondern solange weiterfließt, bis die Sperrverzugsladung abgebaut ist. Diese Zeit kann im ungünstigsten Fall mehrere Mikrosekunden betragen. Nach dem Erreichen der Rückstromspitze steigt die Spannung über der Diode von nahezu Null auf den Wert der Sperrspannung, in der Regel der negativen Zwischenkreisspannung an, während der Rückstrom nur relativ langsam abnimmt. Infolgedessen tritt an tücaom Ventil eine hohe Verlustleistung auf. Versuche ergaben, daß die Diode mit einem großen Kühlkörper versehen bzw. erheblich überdimensioniert werden muß. Der Aufwand für die Schaltentlastung wächst dadurch erheblich und ihre Wirksamkeit wird in Frage gestellt. Als weiterer Nachteil derartiger Entlastungsnetzwerke tritt in der Phase des Rückstromes der Diode eine Entladung des Kondensators C auf, wodurch beim Ausschalten eines Transistors des Wechselrichters seine Kollektor-Emitter-Spannung Uce sprunghaft auf einen Wert ansteigt, der der Differenz von Zwischenkreisspannung und Kondensatorspannung entspricht. Damit ist die Wirksamkeit des Entlastungsnetzwerkes eingeschränkt und es treten erhöhte Schaltverluste am Transistor auf.Investigations with verechiedensten diode types showed that due to the flyback charge of the diode, the charge current of the series resonant circuit is not after half a period, d. H. after the current zero crossing, the value assumes zero, but continues to continue until the reverse charge delay is reduced. This time may be several microseconds in the worst case. After reaching the reverse current peak, the voltage across the diode increases from almost zero to the value of the blocking voltage, as a rule the negative DC link voltage, while the return current decreases only relatively slowly. As a result, a high power dissipation occurs at the valve. Experiments have shown that the diode must be provided with a large heat sink or must be considerably oversized. The effort for the shift relief grows considerably and their effectiveness is called into question. As a further disadvantage of such relief networks, a discharge of the capacitor C occurs in the phase of the reverse current of the diode, whereby its collector-emitter voltage Uce increases abruptly to a value that corresponds to the difference between the intermediate circuit voltage and capacitor voltage when turning off a transistor of the inverter. Thus, the effectiveness of the relief network is limited and there are increased switching losses on the transistor.

Die beschriebenen Nachteile von Entlastungsnetzwerken, dlo eine Reihenschaltung einer Induktivität, einer Kapazität und einer Diode enthalten, gelangen um so stärker zur Geltung, je größer die Frequenz des Umschwingkreises und die Steilheit des abkommutlerenden Stromes ist. Eine Verringerung der Eigenfrequenz beispielsweise durch Vergrößerung der Induktivität L Ist bei möglichst hoher Arbeitsfrequenz des Wechselrichters nur In engen Grenzen möglich, well der Unischwingvorgang bei der kleinsten möglichen Einschaltdauer der Transistoren tonmln abgeschlossen sein muß. Die Zelt tonmln liegt In der Größenordnung von einigen Mikrosekunden.The described disadvantages of relief networks, dlo a series connection of an inductance, a capacitance and a diode included, are more pronounced, the greater the frequency of the Umschwingkreises and the slope of the commutating current. A reduction of the natural frequency, for example, by increasing the inductance L is possible at very high operating frequency of the inverter only within narrow limits, because the Unischwingvorgang must be completed tonmln at the smallest possible duty cycle of the transistors. The tent tonn is on the order of a few microseconds.

Die Nachteile der bekannten technischen Lösungen bestehen also indereingeschränkten Anwendbarkeit für Wechselrichter mit hoher Arbeitsfrequenz, einem hohen Aufwand an Bauelementen undzu hohen Verlusten beim Einsatz üblicher Bauelemente mit nichtidealen elektrischen Eigenschaften.The disadvantages of the known technical solutions are therefore limited applicability for inverters with high operating frequency, a high expenditure on components and high losses when using conventional components with non-ideal electrical properties.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ea, ein verlustarmes Entlastungsnetzwerk für Transistorwechselrichter mit Wechsitlrichterfrequenzen von etwa 20kHzzu schaffen, das bei vergrößertem Anwendungsbereich geringere Verlustleistung mit gesenktem schaltungstechnischem Aufwand gewährleistet.The aim of the invention is ea to provide a low-loss relief network for transistor inverter with Wechsittrichterfrequenzen of about 20kHz, which ensures lower power loss with reduced circuit complexity with increased application.

Darlegung des Webens der ErfindungPresentation of the weaving of the invention

Es besteht die Aufgabe, ein verlustarmes Entlastungsnetzwerk für Transistorwechselrichter mit Wechselrichterfrequenzen von etwa 2OkHz zu entwickeln, das mit wenigen einfachen Bauelementen ein sicheres Arbeiten der Transistorwechselrichter mit hohen Arbeitsfrequenzen bei schnell veränderlichen Belastungen gestattet. Die Schaltverlustleistung in den Transistoren und den Elementen der Entlastungsnetzwerkes soll gering sein.The object is to develop a low-loss relief network for transistor inverters with inverter frequencies of about 2OkHz, which allows a few simple components safe working of the transistor inverter with high operating frequencies with rapidly varying loads. The switching power dissipation in the transistors and the elements of the relieving network should be low.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Induktivität des Entlastungsnetzwerkes aus der Reihenschaltung einer nichtsättlgbaren linearen Induktivität mit einem Induktivitätswert von etwa 50 bis 100 Mikrohenry und olner sättigbaren nichtlinearen Induktivität, die eine Anfangsinduktivität von etwa 300 bis 700 Mikrohenry besitzt und die bei ei nem Strom von etwa 0,5 bis 1 Ampere in den gesättigten Zustand übergeht, bei dem der Induktivitätswert etwa 30 bis 70 Mikrohenry beträgt, besteht.According to the invention the object is achieved in that the inductance of the relieving network of the series connection of a nichtättlgbaren linear inductor having an inductance of about 50 to 100 Mikrohenry and olner saturable nonlinear inductance having an initial inductance of about 300 to 700 microhenry and the egg at a current from about 0.5 to 1 ampere in the saturated state, in which the inductance value is about 30 to 70 microhenry exists.

Dabei bestimmt die lineare nichtsättigbare Induktivität im wesentlichen die Amplitude des Umschwingstromes und die Eigenfrequenz des Umschwingkreises bzw. die Periodendauer des Umschwingvorganges.In this case, the linear non-saturable inductance substantially determines the amplitude of the Umschwingstromes and the natural frequency of the Umschwingkreises or the period of the Umschwingvorganges.

Die nichtlineare sättigbare Induktivität Ist der Sperrerholzeit der In Reihe gescheiteten Dioden des Entlastungsnetzwerkes angepaßt und bewirkt einen sehr langsamen Stromanstieg bis zu ihrer Sättigung. Ebenso nimmt der Strom nach dem Umschwingen sehr langsam ab. Wegen der außerordentlich geringen Stromänderungsgeschwindigkeit ist der Sperrstrom der Diode des Entlastungsnetzwerkes gering. Seine Dauer ist unkritisch, da der Umladevorgang bereits abgeschlossen ist. Mit der erfindungsgemäßen Lösung gelingt es, die bei der Verwendung nur einer linearen Induktivität während der Sperrverzugszelt der Seriendiode auftretende hohe Verlustleistung auf nahezu Null zu senken. Dadurch ist es möglich, anstelle einer relativ teuren, auf einen Kühlkörper montierten Diode wesentlich kleinere und billigere Dioden einzusetzen. Es können sogar solche Dioden verwendet werden, die ein schlechteres Ausschaltverhalten, d. h., eine größere Sperrverzugsladung besitzen.The non-linear saturable inductor is adapted to the blocking recovery time of the series-wound diodes of the relief network and causes a very slow increase in current up to their saturation. Likewise, the current decreases very slowly after the swing. Because of the extremely low rate of change of current, the reverse current of the diode of the discharge network is low. Its duration is not critical as the transshipment process is already completed. With the solution according to the invention, it is possible to reduce the high power dissipation occurring when using only one linear inductance during the Sperrverzzugszelt the series diode to almost zero. This makes it possible to use much smaller and cheaper diodes instead of a relatively expensive, mounted on a heat sink diode. Even those diodes can be used which have a worse turn-off behavior, ie. h., Have a larger locking warp load.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird weiterhin der Strom in Sperrichtung der Diode während ihres Ausschaltens wesentlich verringert- damit erfolgt keine Entladung des Kommutierungskondensators. Beim Ausschalten des Transistors in einem Wechselrichterzwoig sind folglich Zwischenkreisspannung und Kondensatorspannung gleich, so daß die Kollektor-Emitter-Spannung des Transistors von Null beginnend linear ansteigt.With the solution according to the invention, the current in the reverse direction of the diode is further substantially reduced during its turn-off - thus no discharge of the commutation capacitor takes place. Consequently, when the transistor is turned off in one inverter, the intermediate circuit voltage and the capacitor voltage are equal, so that the collector-emitter voltage of the transistor increases linearly from zero.

In besonders vorteilhafter Weise werden so durch Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung nicht nur die Verluste im Entlastungsnetzwerkselbst verringert, sondernzusätzlich auch das Ausschaltverhalten derWechselrichtertransistoren erheblich verbessert. Dio erfindungsgemäß eingesetzten Induktivitäten sind mit geringem Aufwand und bei geringem Bauelementevolumen fertigbar.In a particularly advantageous manner, by using the solution according to the invention, not only the losses in the relief network itself are reduced, but in addition, the turn-off behavior of the inverter transistors is also improved considerably. Dio inductors used in the invention can be manufactured with little effort and with low component volume.

AusführungsbelsptelAusführungsbelsptel

Die Erfindung soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen die zugehörigen Zeichnungen inThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show in FIG

Fig. 1: eine Anordnung zur Anwendung des erfindungsgemäßen verlustarmen Entlastungsnetzwerkes in einem1 shows an arrangement for application of the low-loss relief network according to the invention in one

TransistorwechselrichterTransistor inverter

Fig. 2: charakteristische Verläufe von Strömen, Spannungen und Leistung in einem sogenannten verlustarmen Fig. 2: characteristic curves of currents, voltages and power in a so-called low-loss

Entlastungsnetzwerk entsprechend des Standes der Technik, Fig. 3: charakteristische Verläufe von Strömen, Spannungen und Leistung bei Anwendung des erfindungsgemäßenRelief network according to the prior art, Fig. 3: characteristic curves of currents, voltages and power when using the inventive

verlustarmen Entlastungsnetzwerkes in einem Transistorwechselrichter und Fig.4: die konstruktive Ausführung und die Stromabhängigkeit der einzelnen erfindungsgemäß angeordneten Induktivitätensowie ihrer Reihenschaltung.low-loss discharge network in a transistor inverter and Figure 4: the structural design and the current dependence of the individual inductors arranged according to the invention and their series connection.

Gemäß Fig. 1 besteht die Anordnung im wesentlichen aus einer Gleichspannungsquelle 1, die mit zwei gleichgroßen Kondensatoren 2 und 3 sowie den Wechselrichterzweigen 4 und 5 verbunden ist. Jeder Wechselrichterzweig besteht aus einer Reihenschaltung eines Transistors 6 und einer Diode 7. An den Verbindungspunkt des Transistors 6 mit der Diode 7 ist eine Last 8 sowie ein dreipoliges verlustarmes Entlastungsnetzwerk 9 angeschlossen. Das dreipolige verlustarme Entlastungsnetzwerk 9 besteht aus einem Kondensator 10, einer Diode 11 und einem Umschwingkreis aus der Reihenschaltung1, the arrangement consists essentially of a DC voltage source 1, which is connected to two equal capacitors 2 and 3 and the inverter branches 4 and 5. Each inverter branch consists of a series connection of a transistor 6 and a diode 7. At the connection point of the transistor 6 to the diode 7, a load 8 and a three-pole low-loss discharge network 9 is connected. The three-pole low-loss relief network 9 consists of a capacitor 10, a diode 11 and a ring circuit of the series circuit

einer Diode 12, einer linearen nichtsättigbaren Induktivität 13 und einer nichtlinearen sättigbaren Induktivität 14, die am Verbindungspunkt 16 sternförmig verknüpft sind. Weiterhin sind der Kondensator 10 mit seinem zweiten Anschluß mit dem Verbindungspunkt von Transistor 6 und Diode 7 des Wechäelrlchterzwelges 4, die Diode 11 mit dem negativen Pol der Spannungequelle 1 und der Umschwlngkrels durch den zweiten Anschluß seiner Reihenschaltung mit dem Mittenpotential zwischen den Kondensatoren 2 und 3 verbundena diode 12, a linear non-saturable inductance 13 and a non-linear saturable inductance 14, which are connected in a star shape at the connection point 16. Further, the capacitor 10 with its second terminal to the junction of transistor 6 and diode 7 of Wechselrlchterzwelges 4, the diode 11 with the negative pole of the voltage source 1 and the Umschwlngkrels through the second terminal of its series circuit with the center potential between the capacitors 2 and 3 connected

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: The mode of operation of the arrangement is as follows:

Gemäß Flg.2 erfolgt nach Einschalten des Transistors 6 des Wechselrlchterzwel&es 4 zum Zeitpunkt tO eine Aufladung des Kondensators 10 von der Spannung Null beginnend auf die doppelte Spannung des Kondensators 2 zum Zeitpunkt t3, also auf die Spannung E (Signalverlauf D). Der Aufladestrom Ist sinusförmig und geht zum Zeitpunkt t3 durch Null. Anschließend flic ßt der Strom - bedingt durch die nichtidealen Eigenschaften der Diode 12 - in entgegengesetzter Richtung bis zum Zeitpunkt t4 weiter. Die Spannung über der Diode 12 erreicht nach dem Zeitpunkt t4 in wenigen Mlkrosekunden den Wert - E/2 (Signalverlauf E). Das Produkt Iv · uv ergibt den zeitlichen Verlauf der Verlustleistung, die in diesem Falle beträchtliche Werte erreicht (Signalverlauf C). Darüber hinaus entlädt sich der Kondensator 10, beginnend vom Stromnulldurchgang zum Zeitpunkt t3. Dadurch ist beim Ausschalten des Transistors β zum Zeitpunkt 15 die Summe der Spannungen in der von Kondensator 10, Transistor 6, Diode 11 und Spannungsquelle 1 gebildeten Masche ungleich Null und die Spannung am Transistor β ändert sich sprunghaft, wodurch Schaltverluste am Transistor 6 entstehen. Die Signalverläufe gem. Fig. 2 zeigen deutlich die nachteiligen Wirkungen der bisher bekannten technischen Lösungen, die schließlich zu einer Verringerung der Arbeitsfrequenz des Transistorwechselrichters oder zu seiner Überdimensionierung, verbunden mit erhöhtem Aufwand und einer Verringerung des Wirkungsgrades der Stromquelle, führen.According to Flg. 2, after the transistor 6 of the inverter 15 is switched on, the capacitor 10 is charged from the voltage zero beginning at the voltage zero to twice the voltage of the capacitor 2 at the time t3, ie to the voltage E (signal curve D). The charging current is sinusoidal and goes through zero at time t3. Subsequently, due to the non-ideal properties of the diode 12, the current continues in the opposite direction until time t4. The voltage across the diode 12 reached after the time t4 in a few microseconds the value - E / 2 (waveform E). The product Iv · uv gives the time course of the power loss, which in this case reaches considerable values (signal curve C). In addition, the capacitor 10 discharges, starting from the current zero crossing at time t3. As a result, when turning off the transistor β at the time 15, the sum of the voltages in the mesh formed by the capacitor 10, transistor 6, diode 11 and voltage source 1 is not equal to zero and the voltage across the transistor β changes abruptly, resulting in switching losses at the transistor 6. The waveforms acc. Fig. 2 clearly show the adverse effects of the previously known technical solutions that eventually lead to a reduction in the operating frequency of the transistor inverter or its oversizing, associated with increased effort and a reduction in the efficiency of the power source.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich die vorteilhaften Signalverläufe gem. Fig. 3. Der Umschwlngstrom durch dan Kondensator 10, die Induktivitäten 13 und 14 und die Diode 12 steigt zunächst bis zur Sättigung der nichtlinearen sättigbaren Induktivität 14 bis zum Zeitpunkt ti langsam an. Wie Signalverlauf E zeigt, wird dadurch der Verlauf des Kollektorstromes im Moment des Einschaltens des Transistors 6 nicht ungünstig beeinflußt. Der eigentliche Umschwingvorgang erfolgt in der Zeit bis t2, bestimmt durch die lineare nichtsättigbare Induktivität 13 und den Kondensator 10. Erreicht der Strom kleine Werte, so wirkt wieder die Reihenschaltung der Induktivitäten 13 und 14 und der Strom nimmt langsam ab und erreicht zum Zeitpunkt t3 den Wert Null (Signalverlauf A). Die Stromamplitude in negativer Richtung ist äußerst gering, so daß praktisch nur vernachlässigbare Verluste (Signalverlauf C) an der Diode 12 und keine Entladung des Kondensators 10 (Signalverlauf E) auftreten. So kann sich auch die Spannung am Transistor 6 beim Ausschalten nicht sprunghaft ändern. Gemäß Flg.4 lassen sich din Induktivitäten 13 und 14 in besonders vorteilhafterweise und mit geringem Aufwand fertigen. Die nichtsättigbare lineare Induktivität 13 ist beispielsweise günstig mit einem Ferrit-Rohrkern und die nicht'neare sättigbare Induktivität 14 mit einem Ferrit-Ringkern herzustellen. Die Induktivitäten 13 und 14 besitzen die ebenfalls in Fig.4 dargestellten Stromabhängigkeiten. Eine Dimensionierung im Bereich von Induktivitätswerten von 70 bis 80 Mikrohemy für die nichtsättigbare lineare Induktivität 13 und von 400 bis 500 Mikrohenry als Anfangsinduktivität bzw. 40 bis 50 Mikrohenry als Sättigungsinduktivität für die nichtlineare sättigbare Induktivität 14 führt zu einer besonders vorteilhaften Wirkung des erfindungsgemäßen Entlastungsnetzwerkes.With the solution according to the invention, the advantageous waveforms gem. Fig. 3. The Umschwlngstrom by dan capacitor 10, the inductors 13 and 14 and the diode 12 rises slowly until the saturation of the non-linear saturable inductor 14 until the time ti. As signal waveform E shows, the course of the collector current at the moment of turning on the transistor 6 is not adversely affected thereby. The actual Umschwingvorgang takes place in the time to t2, determined by the linear nichtättigbare inductor 13 and the capacitor 10. If the current reaches small values, then the series circuit of the inductors 13 and 14 acts again and the current decreases slowly and reaches the time t3 the Value zero (waveform A). The current amplitude in the negative direction is extremely low, so that practically only negligible losses (signal curve C) occur at the diode 12 and no discharge of the capacitor 10 (signal curve E). Thus, the voltage at the transistor 6 when switching off can not change abruptly. According to Flg. 4 inductances 13 and 14 can be manufactured in a particularly advantageous manner and with little effort. The non-saturable linear inductance 13 is, for example, favorable to produce with a ferrite core tube and the nicht'neare saturable inductance 14 with a ferrite ring core. The inductors 13 and 14 have the current dependencies also shown in FIG. A dimensioning in the range of inductance values of 70 to 80 microhemy for the non-saturable linear inductance 13 and of 400 to 500 microhenry as initial inductance or 40 to 50 microhenry as saturation inductance for the non-linear saturable inductance 14 leads to a particularly advantageous effect of the relief network according to the invention.

Es sind auch andere als die o. a. Kernformen zur Herstellung der Induktivitäten 13 und 14 denkbar - ebenso die gleichfalls sehr vorteilhaft denkbare Fertigung als ein Bauelement mit einer stromabhängigen Gesamtinduktivität. Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich weiterhin auch vorteilhaft in anderen als dem angegebenen verlustarmen Entlastungsnetzwerk anwenden, sofern diese eine Reihenschaltung eines Reihenschwingkreises mit einer Diode mit nichtidealen Eigenschaften enthalten.There are also other than the o. A. Core shapes for the production of the inductors 13 and 14 conceivable - as well as the likewise very advantageous conceivable manufacturing as a device with a current-dependent Gesamtinduktivität. The solution according to the invention can also be used advantageously in other than the specified low-loss relief network, provided that they contain a series connection of a series resonant circuit with a diode with non-ideal properties.

Claims (3)

1. Verlustarmes Entlastungsnetzwerk für Transistorwechselrichter mit Wechselrichterfrequenzen von etwa 2OkHz, gekennzeichnet dadurch, daß die Induktivität des Entlastungsnetzwerkes aus der Reihenschaltung einer nichtsättigbaren linearen Induktivität (13) mit einem Induktivitätswert von etwa 50 bis 100 Mikrohenry und einer sättigbaren nichtlinearen Induktivität (14), die eine Anfangsinduktivität von etwa 300 bi3 700 Mikrohenry besitzt und die bei einem Strom von etwa 0,5 bis 1 Ampere in den gesättigten Zustand übergeht, bei dem der Induktivitätswert etwa 30 bis 70 Mikrohonry beträgt, besteht.1. Low-loss relief network for transistor inverter with inverter frequencies of about 2OkHz, characterized in that the inductance of the relieving network of the series connection of a non-saturable linear inductor (13) having an inductance value of about 50 to 100 microhenry and a saturable nonlinear inductance (14), the one Initial inductance of about 300 bi3 has 700 microhenry, and which passes at a current of about 0.5 to 1 ampere in the saturated state, in which the inductance value is about 30 to 70 microhonry exists. 2. Verlustarmes Entlastungsnetzwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die nichtsättigbare lineare Induktivität (13) einen Induktivitätswert von 70 bis 80 Mikrohenry und die sättigbare nichtlineare Induktivität (14) einen Anfangsinduktivitätswert von 400 bis 500 Mikrohenry besitzen, wobei der Induktivitätswert der sättigbaren nichtlinearon Induktivität (14) im gesättigten Zustand 40 bis 50 Mikrohenry beträgt.2. Low-loss relief network according to claim 1, characterized in that the non-saturable linear inductor (13) has an inductance value of 70 to 80 microhenry and the saturable non-linear inductance (14) an initial inductance value of 400 to 500 microhenry, wherein the inductance value of the saturable nonlinear inductance (14) in the saturated state is 40 to 50 microhenry. 3. Verlustarmes Entlastungsnetzwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die nichtsättigbare lineare Induktivität (13) und die sättigbare nichtlineare Induktivität (14) in einem Bauelement vereinigt sind.3. Low-loss relief network according to claim 1, characterized in that the non-saturable linear inductance (13) and the saturable non-linear inductance (14) are combined in one component.