DE1463679A1 - Regulated inverter - Google Patents

Description

Geregelter WechselrichterRegulated inverter

Die Erfindung bezieht sich auf eine geregelte Stromversorgungsanlage für Gleichstrom. Bei einer Anwendung wird der geregelte Gleichstrom an einen statischen Wechselrichter angeschlossen, der einen Wechselstrom konstanter Spannung liefert, um eine Last zu versorgen, die über einen weiten Bereich veränderlich ist, wobei der geregelte Gleichstrom von einer· Gleichstromquelle geliefert wird, die wesentlichen Schwankungen unterworfen sein kann. Die Gleichstromquelle ist meist eine Batterie oder eine Primärzelle, deren Spannung innerhalb von weiten Grenzen schwanken kann, z.B. von 1,6 bis 1 Volt, wenn sie entladen wird.The invention relates to a regulated power supply system for direct current. In one application, the regulated direct current is connected to a static inverter, which supplies an alternating current of constant voltage to supply a load which is variable over a wide range where the regulated direct current is supplied by a direct current source, the main fluctuations may be subject to. The direct current source is usually a battery or a primary cell whose voltage is within can fluctuate within a wide range, e.g. from 1.6 to 1 volt, when it is discharged.

Es ist bereits bekannt, die Ausgangsspannung eines solchen Wechselrichtersystems dadurch zu regeln, daß eine vormagnetisierte Spule oder ein Magnetverstärker verwendet wird, jedoch haben diese den Nachteil, daß dadurch die Vorrichtung sehr schwer wird, daß der Wirkungsgrad gering ist, und daß sie eine große Einstellzeit haben.It is already known to regulate the output voltage of such an inverter system that a premagnetized Coil or a magnetic amplifier is used, but these have the disadvantage that they make the device very it becomes difficult that the efficiency is low and that they have a long settling time.

Durch die vorliegende Erfindung werden diese Nachteile behoben. The present invention overcomes these disadvantages.

Der geregelte Wechselrichter arbeitet vollkommen ruhig und mit hohem Wirkungsgrad, Andere Lösungen, um die oben genannten Nachteile zu vermeiden, sind nicht so anpassungsfähig und haben einen sehr beschränkten Regelbereich. Die AnordnungThe regulated inverter works perfectly quietly and with high efficiency, other solutions to the above Avoid disadvantages are not as adaptable and have a very limited control range. The order

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gemäß der Erfindung ist sehr anpassungsfähig, hat einen großen Regelbereich und arbeitet vollkommen ohne bewegliche Teile, mit Ausnahme von Potentiometern, und insbesondere werdenaccording to the invention is very adaptable, has a large control range and works completely without moving parts, with the exception of potentiometers, and in particular will be

keine elektromagnetischen Relais benötigt, welche unter den Bedingungen, unter denen ein /Wechselrichter arbeitet, unstabile Zustände annehmen können.does not require electromagnetic relays which are unstable under the conditions under which an / inverter operates Can assume states.

Gemäß der Erfindung besteht die automatisch geregelte Gleichstromversorgung, deren Ausgang gesteuert ist, aus einer Gleichstromquelle, einem statisch geregelten Gleichstromzerhacker, der von der Gleichstromquelle mit Strom versorgt wird. Der Gleichstromzerhacker ist so aufgebaut, daß die Impulslänge seines Ausgangs umgekehrt proportional der Eingangsgleichspannung ist« Die Vorrichtung enthält weiter Mittel, durch welche die Ausgangsgleichspannung proportional zu dem zu regelnden Ausgang gemacht wird und Mittel, um die zuletzt genannte Spannung mit einer Sollspannung zu vergleichen, wobei Steuerimpulse erhalten werden, deren Frequenz ansteigt, wenn die Ausgangsspannung fällt.Die Steuerimpulse werden an den Gleichstromzerhacker angelegt, um ihn zu betätigen.According to the invention there is the automatically regulated DC power supply, whose output is controlled, from a direct current source, a statically regulated direct current chopper, which is powered by the DC power source. The DC chopper is constructed so that the pulse length its output is inversely proportional to the input DC voltage. by which the output DC voltage is made proportional to the output to be regulated and means to reduce the last to compare the said voltage with a nominal voltage, whereby control pulses are obtained, the frequency of which increases, when the output voltage drops. The control pulses are applied applied the DC chopper to operate it.

Der Gleichstromzerhacker kann einen gesteuerten Gleichrichter enthalten, der durch schmale Steuerimpulse eingeschaltet wird, und durch einen Kommutator-Resonanzkreis ausgeschaltet wird. Zwischen der Impulsquelle für die Steuerimpulse und dem Gleichstromzerhacker kann eine Torschaltung angeordnet sein als Schutz gegen eine Fehlfunktion des Kommutatorkreises und gegen Überlastungen.The DC chopper can contain a controlled rectifier that is switched on by narrow control pulses, and is switched off by a commutator resonance circuit. Between the pulse source for the control pulses and the DC chopper can have a gate circuit as protection against a malfunction of the commutator circuit and against overloads.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher beschrieben werden.The invention is to be described in more detail with the aid of the figures.

Figur 1 stellt ein Blockdiagramm für einen statischen und automatisch geregelten Wechselrichter gemäß der Erfindung dar. Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm mit mehr Einzelheiten für einen Wechselrichter gemäß Figur 1. Figur 3 zeigt die Schal-Figure 1 represents a block diagram for a static and automatic regulated inverter according to the invention. Figure 2 shows a block diagram with more details for an inverter according to Figure 1. Figure 3 shows the switching

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tungsanordnung für einen Gleichstromzerhackerkreis sowie einen ./echselrichter und einen Filterkreis, welche bei der Anordnung von Figur 2 verwendet werden können. In Figur 4 ist eine Schaltungsanordnung für den Steuerstromkreis dargestellt, der bei der Anordnung nach Figur 2 verwendet werden kann.processing arrangement for a DC chopper circuit as well as a ./inverter and a filter circuit, which in the arrangement of Figure 2 can be used. In Figure 4, a circuit arrangement for the control circuit is shown, the can be used in the arrangement according to FIG.

Der automatisch geregelte statische Wechselrichter nach Figur 1 bildet einen geschlossenen Kreis mit drei Hauptteilen, nämlich dem Regler 1, dem Wechselrichter 2 und dem Filter 3. Der Strom wird zugeführt von einer Gleichstromquelle, und an die Last wird Wechselstrom geliefert. Die Wechselspannung, die konstant gehalten werden soll, wird auf den Regler zurückgegeben. The automatically regulated static inverter according to Figure 1 forms a closed circuit with three main parts, namely, the controller 1, the inverter 2 and the filter 3. The power is supplied from a DC power source, and AC power is supplied to the load. The alternating voltage, which should be kept constant is returned to the controller.

Das System arbeitet folgendermaßen : Im Regler 1 wird der Gleichstrom in Impulse zerhackt, deren Frequenz so gesteuert wird, daß ein Ansteigen der Frequenz ein Ansteigen des Gleichstroinausganges des Heglers ergibt. Der Reglerausgang ist an einen i'/echselrichter angeschlossen, aer beispielsweise von einem stabilen Oszillator betrieben wird und die Gleichspannung in eine Rechteckwechselspannung umwandelt, die dann durch den Filterstromkreis in eine sinusförmige Wechselspannung umgewandelt wird, welche an die Last abgegeben wird. Die sinusförmige Ausgangswechselspannuhg wird wieder dem Regier zugeführt, wo sie frieichgerichtet wird und mit einer Normalspannung verglichen wird. Die Differenz wird zur Steuerung der Zerhaekerfrequenz in solcher Äfeise verwendet, dali ein Absinken aer Aus^angsspannung bewirkt, daß die Frequenz ansteigt und damit auch die Ausgangsgleichspannung des Reglers ansteigt, so daß die Ausgangswechselspannung konstant gehalten wird. Außerdem ist die Impulsbreite des Gleichatromserhackers umgekehrt proportional der Eingangsgleichspannung, so daß ein Ansteigen der Eingangsgleichspannung eine Verminderung der Impulsbreite bewirkt, so daß auch dadurch die Ausgangs spannung konstant gehalten wird.The system works as follows: In controller 1, the direct current is chopped into pulses, the frequency of which is controlled in this way that an increase in frequency increases the DC output of the Hegler results. The controller output is connected to a converter, for example from a stable oscillator is operated and converts the DC voltage into a square wave AC voltage, which then is converted by the filter circuit into a sinusoidal alternating voltage, which is delivered to the load. The sinusoidal output alternating voltage is returned to the governor fed, where it is frieichstraighted and with a normal voltage is compared. The difference is used to control the chopper frequency in such a way that a decrease The output voltage causes the frequency to increase and thus the output DC voltage of the controller increases, so that the output AC voltage is kept constant will. Also is the pulse width of the DC chopper inversely proportional to the DC input voltage, so that an increase in the DC input voltage causes a decrease the pulse width causes, so that the output voltage is kept constant as a result.

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Bei der Anordnung nach Figur 2 ist eine ungeregelte Gleich-, stromquelle an den Gleichstromzerhacker 4 angeschlossen, dessen Ausgang an den Wechselrichter 2 angeschlossen ist, und dieser über den Filterkreis 3 an die Last, Der Ausgang vom Filter 3 liegt an einer Komparator- und Stabilisierungsschaltung 5, wo sie mit der Normalspannung aus der Spannungsquelle 6 verglichen wird. Die Bezugsspannung kann eine Gleichspannung aus der Stromquelle 6 sein, und der Vergleich kann zwischen dieser Spannung und der gleichgerichteten Ausgahgsspannung der Filterschaltung 3 vorgenommen werden. Eine Stabilisierungsspannung kann weiter vom Ausgang des Gleichstromzerhackers über die Leitung 13 zugeführt werden, die dem Anschluß 13 von Fi-In the arrangement according to Figure 2, an unregulated equal, power source connected to the DC chopper 4, the output of which is connected to the inverter 2, and this via the filter circuit 3 to the load, the output from the filter 3 is connected to a comparator and stabilization circuit 5, where it is compared with the normal voltage from the voltage source 6. The reference voltage can be a DC voltage the current source 6, and the comparison can be made between this voltage and the rectified output voltage of the filter circuit 3 can be made. A stabilizing tension can further be fed from the output of the direct current chopper via line 13 which connects to terminal 13 of fi

^ gur 3 und 4 entspricht. Die Ausgangsspannung des Komparators wird in dem Gleichspannungsverstärker 7 verstärkt, und der ■ Ausgang von 7 ist an den Impulsgenerator 8 angeschlossen, der Impulse erzeugt, deren Frequenz ansteigt, wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 7 ansteigt. Die Impulse werden über die Torschaltung 9 an den Gleichstromzerhacker angelegt, wobei die Torschaltung 9 eine Überlastungsbegrenzung entweder für eine Überlastung am Ausgang oder eine Überlastung das Zerhackers bildet und einen Schutz gegen einen Durchgangskontakt des Zerhackers während der kritischen Umschaltzeit des gesteuerten Gleichrichters des Zerhackers und mittels eines Impulsverstärkers 10. Der Überlastungsschutz für den Ausgang wird durch eine Überlast-Bezugsspannungsquelle 11 erzielt,^ gur 3 and 4 corresponds. The output voltage of the comparator is amplified in the DC voltage amplifier 7, and the output of 7 is connected to the pulse generator 8, which generates pulses whose frequency increases when the output voltage of the amplifier 7 increases. The pulses are applied to the DC chopper via the gate circuit 9, the gate circuit 9 forming an overload limit either for an overload at the output or an overload of the chopper and a protection against a through contact of the chopper during the critical switching time of the controlled rectifier of the chopper and by means of a Pulse amplifier 10. The overload protection for the output is achieved by an overload reference voltage source 11,

w deren Ausgang an einen Eingang der Torschaltung angeschlossen ist. Ein Spannungssignal des Gleichstromzerhackers wird weiter an einen anderen Eingang der Torschaltung über die Leitung 19 angelegt, welche den Anschlüssen 19 und Figur 3 und 4 entspricht, so daß sich ein Schutz gegen eine Fehlfunktion des Zerhacker-Kommutatorkreises ergibt. w whose output is connected to an input of the gate circuit. A voltage signal from the direct current chopper is also applied to another input of the gate circuit via line 19, which corresponds to connections 19 and FIGS. 3 and 4, so that there is protection against a malfunction of the chopper commutator circuit.

Bei der Schaltungeanordnung nach Figur 3 ist die veränderliche Gleichspannungsquelle an die Eingangsanschlüsse + und - angeschlossen. Der Gleichstromzerhackerkreis verwendet einen In the circuit arrangement according to FIG. 3, the variable DC voltage source is connected to the input connections + and -. The DC chopper circuit uses a

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gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR1, der auf Durchgang geschaltet wird mit Impulsen von kurzer Dauer, welche an die Anschlüsse 12 und 13 von einem Steuerkreis angelegt werden, der später anhand von Figur 4 im einzelnen beschrieben wird. Der steuerbare Siliziumgleichrichter SCH1 wird gesperrt, indem der Laststrom durch einen Resonanzkreis C1 und T1 überbrückt wird, wodurch der gesteuerte Siliziumgleichrichter SGR1 eine Spannung in Sperrichtung für eine genügend lange Zeit erhält, um in den Sperrzustand zurückzukehren. Bevor SOR1 auf Durchgang geschaltet wird, wird der Kondensator C1 von der Gleichstromquelle aufgeladen. Wenn SCR1 auf Durchgang geschaltet wird, bilden der Kondensator G1 und die vormagnetisierte Drossel T1 über SCR1 einen Resonanzkreis, und die Gleichspannungsquelle ä ist außerdem mittels des steuerbaren Gleichrichters SCR1 an das Zerhackerfilter angeschlossen, das aus der Induktivität L2 und dem Kondensator G2 besteht. Der Strom im Resonanzkreis fließt zuerst in Durchlaßrichtung durch den gesteuerten Gleichrichter« Wenn der 3-tromfluß sich umkehrt, ist er dem Laststrom entgegengesetzt gerichtet, bis der Strom, der durch den gesteuerten Gleichrichter fließt, auf Null fällt. Zu gleicher Zeit erhält der steuerbare Gleichrichter für eine genügend lange Zeit eine Spannung in Sperrichtung, so daß er in den gesperrten Zustand übergeht. Die Zeit, die dazu nötig ist, damit sich der Strom im Resonanzkreis umkehrt, bestimmt also die Impulsbreite des Gleichstromzerhackers und ist durch die Grenzen der Induktion (VoltSekunden) in der vormagnetisierten " Drossel T1 begrenzt.controlled silicon rectifier SCR1, which is switched to continuity with pulses of short duration, which are applied to the connections 12 and 13 by a control circuit which will be described in detail later with reference to FIG. The controllable silicon rectifier SCH1 is blocked by bridging the load current through a resonance circuit C1 and T1, whereby the controlled silicon rectifier SGR1 receives a voltage in the reverse direction for a sufficiently long time to return to the blocking state. Before SOR1 is switched to continuity, the capacitor C1 is charged by the direct current source. When SCR1 is switched to continuity, the capacitor G1 and the premagnetized choke T1 form a resonance circuit via SCR1, and the DC voltage source ä is also connected to the chopper filter, which consists of the inductance L2 and the capacitor G2, by means of the controllable rectifier SCR1. The current in the resonant circuit first flows in the forward direction through the controlled rectifier. When the 3-current flow is reversed, it is opposite to the load current until the current flowing through the controlled rectifier drops to zero. At the same time, the controllable rectifier receives a voltage in the reverse direction for a sufficiently long time so that it changes to the blocked state. The time it takes for the current to reverse in the resonance circuit determines the pulse width of the direct current chopper and is limited by the limits of induction (volt seconds) in the premagnetized "choke T1".

Die an die Drossel T1 angelegte Spannung bleibt für eine große Zeitdauer, während deren der steuerbare Gleichrichter leitend ist, konstant und entspricht der Kondensatorspannung des Kondensators C1, insbesondere der Spannung der Gleichspannungsquelle. Daher ist die Impulsbreite des Zerhackers umgekehrt proportional der Spannung der Gleichspannungsquelle, und die mittlere Ausgangsspannung des Zerhackers vor dem PiI-terkreis ist unabhängig von der Eingangsgleichspannung.The voltage applied to the choke T1 remains for one long period of time during which the controllable rectifier is conductive, constant and corresponds to the capacitor voltage of the capacitor C1, in particular the voltage of the DC voltage source. Therefore the pulse width of the chopper is inversely proportional to the voltage of the DC voltage source, and the mean output voltage of the chopper before the PiI-terkreis is independent of the DC input voltage.

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Beim Ausgang des Zerhackers ist die Diode D1 parallel geschaltet, wodurch verhindert wird, dat; die Ausgangsspannung durch die Induktionsströme in den Stromkreisen, welche die Zerhackerlast darstellen, insoesondere in dem Filter L2 und C2 und im Wechselrichter, umgekehrt wird. Die Widerstands -Kapazitätsschaltungen R3 C8, R2 C7 und R4 C9 bilden einen Überspannungsschutz.At the output of the chopper, the diode D1 is connected in parallel, which prevents dat; the output voltage by the induction currents in the circuits which represent the chopper load, in particular in the filter L2 and C2 and in the inverter, is reversed. The resistance-capacitance circuits R3 C8, R2 C7 and R4 C9 form one Overvoltage protection.

Die am Ausgang des Reglers erhaltene gesteuerte und geglättete Gleichspannung wird dem wechselrichter zugeführt, der den üblichen Aufbau hat. Zwei gesteuerte Gleichrichter SCR2 und SCR3 werden abwechselnd geöffnet und gesperrt mittels einer ^ Rechteckspannung von einem stabilen Oszillator, der in Gegentakt an die Steuerelektroden 14, 15 und 16 angeschaltet ist. Die Rechteckausgangsspannung des tYechselrichters passiert dann das Filter 3_} bestehend aus der Induktivität L4 und den Kapazitäten C4 und C5, so daß am Ausgang eine Sinusspannung erhalten wird.The controlled and smoothed DC voltage obtained at the output of the regulator is fed to the inverter, which has the usual structure. Two controlled rectifiers SCR2 and SCR3 are alternately opened and blocked by means of a square wave voltage from a stable oscillator which is connected to the control electrodes 14, 15 and 16 in push-pull. The square wave output voltage of the inverter then passes through the filter 3 _} consisting of the inductance L4 and the capacitances C4 and C5, so that a sinusoidal voltage is obtained at the output.

Bei der Schaltungsanordnung nach Figur 4 ist die an den Anschlüssen 17 und 18 auftretende Ausgangswechselspannung, die gesteuert werden soll, an den Transformator 13 angelegt, wo die Spannung vermindert und durch den Brückengleichrichter D5 gleichgerichtet und mit dem Glättungskreis C11, R6, C12 geglättet wird. Die erhaltene geglättete Gleichspannung ist ™ proportional dem Wert der Ausgangsweehselspannung und liegt an einem Potentiometer P2, welches ein Mittel darstellt, mit dem die Spannungsgröße, die gemessen werden soll, verändert werden kann, und mit dem also die Größe der Ausgangsweehselspannung verändert werden kann. Diese Spannung wird mit einer Bezugsgleichspannung an der Zenerdiode D9 verglichen, und wenn hier eine Differenz auftritt, wird eine Fehlerspannung an dem Potentiometer P1 in solcher Weise erzeugt, daß wenn die Größe der gesteuerten Variablen größer ist als die Bezugsspannung, die positive Vorspannung am Eingang des Transistors Q1 des Gleichspannungsverstärkers 7 ansteigt. Die Schaltung besteht aus den Potentiometern P1, P3 und P4, denIn the circuit arrangement according to FIG. 4, that is at the connections 17 and 18 occurring output alternating voltage, which is to be controlled, applied to the transformer 13, where the voltage is reduced and rectified by the bridge rectifier D5 and smoothed with the smoothing circuit C11, R6, C12 will. The smoothed DC voltage obtained is proportional to the value of the output alternating voltage and lies on a potentiometer P2, which represents a means, with with which the voltage that is to be measured can be changed, and with which the size of the output alternating voltage can be changed. This voltage is compared with a DC reference voltage at the Zener diode D9, and if there is a difference here, it becomes an error voltage generated on the potentiometer P1 in such a way that if the size of the controlled variable is greater than the reference voltage, the positive bias voltage at the input of the transistor Q1 of the DC voltage amplifier 7 increases. the The circuit consists of the potentiometers P1, P3 and P4, the

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Widerständen R9 bis R15 und den Kondensatoren C13t C14 und C15» welche eine otabilisierungsschaltung bilden, wobei eine Punktion der Fehlerspannung gebildet wird, welche proportionale, integrale und differentielle Teile enthält, welche an den Gleichspannungsverstärkerkn solcher Weise angelegt werden, daß das ganze geschlossene System gegen Störungen von innen und außen stabil ist, wie z.B. bei einer plötzlichen Belastungsschwankung oder einer Schwankung der Eingangsgleichspannung. Die potentiometer P1, P3 und P4 sind die Mittel, mit denen diese Punktion verändert werden kann, um das Wechselrichtersystem oder auch andere Systeme in einem weiten Bereich zu stabilisieren, wobei der Regler zur Steuerung verwendet wird. Der Kondensator C15 verzögert die Erzeugung und vermindert die Anstiegsrate der Impulsfrequenz, die durch den Impulsgenerator erzeugt wird, wenn das ganze System eingeschaltet wird, so daß die Überspannung beim Einschalten begrenzt wird.Resistors R9 to R15 and the capacitors C13t C14 and C15 » which form a stabilization circuit, whereby a puncture of the error voltage is formed, which is proportional, contains integral and differential parts which are applied to the DC voltage amplifiers in such a way that the entire closed system is stable against internal and external disturbances, e.g. in the event of a sudden load fluctuation or a fluctuation in the DC input voltage. The potentiometers P1, P3 and P4 are the means by which this puncture can be changed to the inverter system or other systems in a wide range stabilize using the regulator for control. The capacitor C15 delays the generation and reduces the Rate of increase of the pulse frequency generated by the pulse generator when the whole system is switched on, so that the overvoltage is limited when switching on.

.Venn die positive Vorspannung an der Basis des Transistors Q1 ansteigt, wird der Transistor Q1 besser leitend, wodurch die Vorspannung an der Basis des Transistors Q2 vermindert wird, und wodurch dieser Transistor schlechter leitend wird. Dadurch wird die negative Vorspannung an der Basis des Transistors 43 vermindert, wodurch dieser Transistor weniger leitend «ird, so daß ein geringerer Strom an den Emitter des Unijunction-Transistors w4 gelangt. Zwischen den Emittern von v,3 bis -i1 besteht eine Rückkopplung in der Weise, daß der Ausgangsstrom aea SleichstromverstärKers beim Kollektor von ^3 gleich der Einganjjsspannun? an der Basis von Q1 multipliziert mit einer negativen Konstanten ist, die größtenteils eine PunKtion der Widerstände R23_f R22 und R18 und in geringerem Maße der Verstärkung der Transistoren Q1, Q2 und Q3 ist, die sich ändern kann.As the positive bias at the base of transistor Q1 increases, transistor Q1 will conduct better, thereby reducing the bias at the base of transistor Q2, and making that transistor less conductive. This reduces the negative bias voltage at the base of the transistor 43, which makes this transistor less conductive, so that a lower current reaches the emitter of the unijunction transistor w4. There is a feedback between the emitters of v, 3 to -i1 in such a way that the output current of a direct current amplifier at the collector of ^ 3 is equal to the input voltage? at the base of Q1 multiplied by a negative constant is, for the most part a puncture of the resistors R23 _f R22 and R18 and to a lesser extent the gain of the transistors Q1, Q2 and Q3 is, can change.

Die Diode D10 im Emitterkreis des Transistors Q1 ist ein Mittel, mit dem der Gleichspannungsverstärker gegen Temperaturschwankungen stabilisiert wird,The diode D10 in the emitter circuit of the transistor Q1 is a means with which the DC voltage amplifier is stabilized against temperature fluctuations,

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In dem Impulsgenerator 8 wird ein Unijunction-Transistor Q4 verwendet. Der Strom aus dem G-leichspannungsverstärker lädtden Kondensator C16 auf. Wenn die Emitterspitzenspannung erreicht ist, springt der Widerstand zwischen Emitter undIn the pulse generator 8, a unijunction transistor Q4 used. The current from the DC voltage amplifier charges capacitor C16. When the emitter peak voltage is reached, the resistance jumps between the emitter and

: Basis B2 von einem hohen Wert auf einen sehr niedrigen Wert. So kann die Ladung des Kondensators C16 über den leitenden Transistor Q6 dem Impulsverstärker Q5 zugeführt werden, wobei der Kondensator C16 schnell entladen wird, so daß sich ein Stromimpuls von kurzer Dauer ergibt. Wenn C16 entladen: Base B2 from a high value to a very low value. So the charge of the capacitor C16 can be transferred to the conductive Transistor Q6 are fed to the pulse amplifier Q5, the capacitor C16 is quickly discharged so that results in a current pulse of short duration. When C16 discharged

■ ist, steigt der Emitterbasiswiderstand B2 wieder auf seinen hohen Wert, und C16 lädt sich wieder auf. Angenommen der Transistor Q6 bleibt leitend, dann hängt die Zeit, in der sich dieser Zyklus von selbst wiederholt, von dem Strom ab, den P der Gleichspannungsverstärker liefert. Wenn daher der vom Verstärker gelieferte Strom absinkt, infolge eines Ansteigens der Wechselstromausgangsspannung des Wechselrichters, so fällt die Frequenz des Impulsgenerators ab.■ is, the emitter base resistance B2 rises again to its high value, and C16 recharges. Assuming the transistor Q6 remains conductive, then the time depends on the this cycle repeats by itself, depending on the current that P is supplied by the DC voltage amplifier. Therefore, if the dated Current supplied to the amplifier decreases as a result of an increase in the AC output voltage of the inverter, so the frequency of the pulse generator drops.

Die Torschaltung 9 besteht aus den Transistoren Q6 und Q7, welche einen Schmitt-Trigger bilden und ist zwischen den Ausgang des Impulsgenerators und den Impulsverstärker eingeschaltet, so daß der Ausgang des Impulsgenerators übersteuert wird. Wenn die Basis von Q7 eine positive Spannung von einigen Volt erhält, wird Q6 nichtleitend. Zweck der Torschaltung ist ein Schutz gegen einige begrenzende Bedingungen, die innerhalb oder außerhalb des Wechselrichtersystems auftreten " können, wie z.B. eine Überlastung des Zerhackers oder eine Überlastung am Ausgang. Sie bildet außerdem einen Schutz gegen eine Durchschaltung des Zerhackers während der kriti schen Umschaltzeit des gesteuerten Gleichrichters. Dies wird dadurch erreicht, daß der kommutierende Kondensator C1 und die Induktivität T1 mittels des Anschlusses 19, der Diode D17 und dem Widerstand R30 an die Basis von Q7 angeschlossen ist. Wenn daher die untere Platte des Kondensators C1 positiv wird, wird Q6 nichtleitend, und es kann kein Impuls durch den Impulsverstärker Q5 an die Steuerelektrode des steuer- The gate circuit 9 consists of the transistors Q6 and Q7, which form a Schmitt trigger and is connected between the output of the pulse generator and the pulse amplifier, so that the output of the pulse generator is overdriven. When the base of Q7 receives a positive voltage of a few volts, Q6 becomes non-conductive. Purpose of the gate is a protection against some limiting conditions that occur inside or outside the inverter system "can, such as overloading of the chopper or an overload at the output. It also provides protection against switching through the chopper during the kriti rule switching time of the controlled rectifier. This is achieved in that the commutating capacitor C1 and the inductance of T1 is connected to the base of Q7 via the terminal 19, the diode D17 and the resistor R30. therefore, when the lower plate of the capacitor C1 is positive, Q6 not conducting , and no pulse can be sent through the pulse amplifier Q5 to the control electrode of the

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baren Gleichrichters gelangen. Die untere Platte von C1 wird nicht negativ, bis die Umschaltung von SCR1 erfolgreich beendet ist. Durch diese Verbindung wird auch sichergestellt, daß zu Beginn des Einsehaltzyklus des Zerhackers der Kondensator C1 auf die Spannung der Gleichspannungsquelle voll aufgeladen ist, was nötig ist für eine erfolgreiche Kommutierung, so daß das maximale Verhältnis von Durchschaltzeit zu Sperrzeit verfügbar ist. Dieses wird benötigt, da die Pulsbreite infolge der Änderung der Gleichspannungsquelle oder der Parameter des Umschaltkreises sich ändern kann. Eine Überlastung des Ausgangs wird durch die gleiche Torschaltung 9 verhindert, wobei der Laststrom, der durch den Transformator T5 fließt, durch den Brückengleichrichter D20 gleichgerichtet und durch C21, R38 und C22 geglättet wird. Dieser geglättete Ausgangsstrom wird an den Transistor Q7 über die Diode D19 und den Isolationswiderstand R29 angelegt.reachable rectifier. C1's bottom plate does not go negative until SCR1's toggle successfully completes is. This connection also ensures that the capacitor C1 is fully charged to the voltage of the DC voltage source, which is necessary for successful commutation, so that the maximum ratio of switching time to blocking time is available. This is required because the pulse width is due to the change the DC voltage source or the parameters of the switching circuit can change. An output overload is prevented by the same gate circuit 9, the load current flowing through the transformer T5 through the Bridge rectifier D20 is rectified and smoothed by C21, R38 and C22. This smoothed output current is to transistor Q7 through diode D19 and the insulation resistor R29 created.

Der beschriebene Wechselrichter stellt jedoch nur eine Anwendung des Reglers 1 nach Figur 1 dar. Der Wechselrichter 2 und der Filterkreis 3 in Figur 2 können durch jede andere Vorrichtung ersetzt werden, die aus einer geregelten Gleichstromquelle gespeist werden muß, um eine Regelung am Ausgang zu erhalten. Die Ausgangsvariable, welche geregelt werden soll, wird in eine Gleichspannung verwandelt, die einem Komparator und Stabilisierungskreis 5 .über die Zuleitung 20 zugeführt wird.The inverter described, however, represents only one application of the controller 1 according to FIG. 1. The inverter 2 and the filter circuit 3 in Figure 2 can be through any other device which must be fed from a regulated direct current source in order to obtain regulation at the output. The output variable that is to be regulated is converted into a direct voltage that is used by a comparator and Stabilization circuit 5. Is supplied via the supply line 20.

Solche geregelten Gleichstromausgänge werden beispielsweise für die Regelung von Gleichstrommotoren benötigt, wo die geregelte Variable z.B. die Rotationsgeschwindigkeit oder das Drehmoment darstellt oder bei Gleichspannungswandlern, wo die geregelte Variable die Spannung oder der Strom sein kann.Such regulated DC outputs are required, for example, for the regulation of DC motors, where the regulated Variable e.g. represents the speed of rotation or the torque or, in the case of DC / DC converters, where the regulated variable can be voltage or current.

Anlagen ;Investments ;

7 Patentansprüche
3 Bl. Zeichnungen7 claims
3 sheets of drawings

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Claims (7)

- IU -- IU - i_SB/H.g. 2881 H63679i _SB / Hg 2881 H63679 Patentansprüche ιClaims ι Schaltungsanordnung zur Gleichstromversorgung mit geregeltem Ausgang, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Gleichstromquelle ein Zerhacker gespeist wird, daß die Impulslänge der Zerhackerimpulse umgekehrt proportional der Spannung der Gleichstromquelle ist, daß der Zerhacker seinerseits mit Impulsen gesteuert wird, deren frequenz Ton dem Ausgangsstrom und/oder der Auegangsspannung des Zerhaokere oder einer variablen Größe der ron der Anordnung gespeisten Vorrichtung abhängt.Circuit arrangement for direct current supply with regulated output, characterized in that from one DC power source a chopper is fed that the pulse length of the chopper pulses is inversely proportional the voltage of the direct current source is that the chopper is in turn controlled with pulses, their frequency Ton the output current and / or the output voltage of the Zerhaokere or a variable size of the device fed by the arrangement depends. 2.) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhacker mit einem gesteuerten Halbleitergleichrichter arbeitet.2.) Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the chopper works with a controlled semiconductor rectifier. 3«) Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum gesteuerten Halbleitergleichrichter ein Resonanzkreis aus einer Eeihensehaltung einer Induktivität und einer Kapazität parallel geschaltet ist.3 «) Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the controlled semiconductor rectifier a Resonant circuit from a series arrangement of an inductance and a capacitance is connected in parallel. 4«) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Zerhaoker von Impulsen eines Impulsgenerators gesteuert wird und die Impulsfrequenz sowohl von der Abweichung der Ausgangsspannung des Zerhackers als auch τοη der Abweichung der Auegangsspannung einer an den Zerhacker angeschlossenen Vorrichtung τοη einer Beaugespannung abhängt.4 «) Circuit arrangement according to claim 1 to 3», characterized in that the Zerhaoker is controlled by pulses from a pulse generator and the pulse frequency both of the deviation of the output voltage of the chopper as well as τοη the deviation of the output voltage of a connected to the chopper device τοη one Load voltage depends. 5.) Schaltungsanordnung naoh Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zerhaoker und der daran angeschlossenen Vorrichtung eine Glättungasohaltung angeordnet ist.5.) Circuit arrangement naoh claim 1 to 4, characterized in that a smoothing obstruction is arranged between the Zerhaoker and the device connected to it. 909834/0345 - 11 -909834/0345 - 11 - H63679H63679 ISE/Reg. 2ΘΘ1ISE / Reg. 2ΘΘ1 6.) Weohselriohteraohaltung unter Verwendung einer Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bie 5, dadurch gekenneeiohnet, da£ der Zerhaokerauagang an einen mit steuerbaren Halbleiterglelchriohtern arbeitenden Weohaelriohter angeschlossen iat·6.) Weohselriohteraohaltung using a circuit arrangement according to claim 1 bie 5, thereby gekenneeiohnet, since £ the Zerhaokerauagang to a controllable with Weohaelriohter working with semiconductors connected iat · 7.) Weoheelrichterachaltung naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß xwischen dem äeohselriohter und des Verbraucher eine Qlättungsschaltung angeordnet ist·7.) Weoheelrichterachaltung naoh claim 6, characterized in that x between the äeohselriohter and the consumer, a smoothing circuit is arranged · . - 30.4.1964. - April 30, 1964 909834/0346909834/0346 LeerseiteBlank page