DE1936924B2 - DC current dividing system - has switch in transverse arm and rectifier in inverse direction to output voltage and control device - Google Patents

DC current dividing system - has switch in transverse arm and rectifier in inverse direction to output voltage and control device

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DE1936924B2 DE19691936924 DE1936924A DE1936924B2 DE 1936924 B2 DE1936924 B2 DE 1936924B2 DE 19691936924 DE19691936924 DE 19691936924 DE 1936924 A DE1936924 A DE 1936924A DE 1936924 B2 DE1936924 B2 DE 1936924B2
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Abstract

The system has a switch in a transverse arm, and a rectifier is connected in inverse direction to the output voltage and control devices. The range of the output voltage extends from the input voltage towards higher values. The storage inductance lies in the longitudinal direction of the energy flow. The control device drives the switch with constant switching frequency and a changeable pulse-duty factor. The control device comprises a voltage source which produces a sawtooth voltage of constant frequency. The angle of voltage rise is adjustable according to the constant output voltage required. The sawtooth voltage is comared with a comparison D C voltage.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstromsteller mit einem sich von der Eingangsspannung nach höheren Werten hin erstreckenden Bereich der Aui.gangsspannung, mit einer in Längsrichtung des Energieflusses liegenden Speicherinduktivität, einem Schalter in einem Querzweig (Querschalter) dahinter, einem Gleichrichter in Sperrichtung zur Ausgangsspannung in einem Längszweig dahinter und einer Steuereinrichtung, die den Schalter mit konstanter Schaltfrequenz und mit änderbarem Tastverhältnis betreibt.The invention relates to a DC chopper with a depending on the input voltage The range of the output voltage extending towards higher values, with a range in the longitudinal direction of the Energy flow lying storage inductance, a switch in a cross arm (cross switch) behind it, a rectifier in reverse direction to the output voltage in a series branch behind it and a control device that controls the switch with constant Switching frequency and with a changeable duty cycle.

Ein solcher Gleichstromsteller ist bekannt (DT-AS 12 54 202). Dieser läßt sich nur langsam und dynamisch unbefriedigend regeln, denn seine Strecke hat Nichiminimalphasen- oder Allpaßverhalten: ändert man das Tastverhältnis des Schalters in dem Sinne, daß der Strom in der Speicherinduktivität ansteigt oder sinkt, so ändert sich die zum Ausgang gelangende mittlere Strom-Zeit-Fläche zunächst einmal gegensinnig, und die Ausgangsgröße weicht am Anfang jedes Regelvorganges verstärkt vom Sollwert ab. Ein etwa vorhandener Regler erhält ein falsches Eingangssignal. Er muß stark bedämpft sein, damit er nicht in selbsterregte Schwingungen gerät.Such a DC chopper is known (DT-AS 12 54 202). This can only be done slowly and dynamically regulate unsatisfactorily, because its route does not have minimal phase or all-pass behavior: one changes the duty cycle of the switch in such a way that the If the current in the storage inductance rises or falls, the mean value arriving at the output changes Current-time surface initially in opposite directions, and the At the beginning of each control process, the output variable increasingly deviates from the setpoint. An existing one Controller receives an incorrect input signal. It must be strongly damped so that it does not become self-excited device.

In der US-PS 34 53 521 wird dargestellt, wie man die Ausgangsspannung eines Gleichstrornstellers, bei dem ein Schalter im Längszweig und eine als Transformator ausgebildete Spaicherinduktivität im Querzweig liegt, durch Einstellung des Tastverhältnisses umgekehrt proportional zur Eingangsspannung steuern kann, um ohne Regelkreis eine von Schwankungen der Eingangsspannung unabhängige konstante Ausgangsspannung zu erhalten. Dazu wird ein Rechteckgenerator mit einem sättigungsfähigen Eisenkerntransformator verwendet. In US-PS 34 53 521 it is shown how to Output voltage of a DC power controller with one switch in the series branch and one as a transformer formed spa inductance lies in the shunt branch, reversed by setting the duty cycle can control proportional to the input voltage in order to achieve a constant output voltage independent of fluctuations in the input voltage without a control loop to obtain. A square-wave generator with a saturable iron-core transformer is used for this.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Gleichstromsteller der eingangs genannten Art die Steuereinrichtung so auszubilden, daß sie das Tastverhältnis des Querschalters unter Vermeidung eines Regelkreises ir Abhängigkeit von unmittelbar und nur am Eingang gemessenen Größen so einstellt, daß es eine wählbare konstante Ausgangsspannung erbringt.The object of the invention is to provide the control device in a DC chopper of the type mentioned at the beginning to train so that they ir the duty cycle of the cross switch while avoiding a control loop Dependence on quantities measured directly and only at the input so that it is a selectable one provides constant output voltage.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurcl· gelöst, daß die Steuereinrichtung eine eine Sägezahn spannung konstanter Frequenz erzeugende Kippspan nungsquelle aufweist, wobei der Spannungsanstiegswin kel entsprechend der gewünschten konstanten Aus gangsspannung des Gleichstromstellers einstellbar ist daß die Sägezahnspannung mit einer Vergleichs-Gleich spannung verglichen wird, die aus einer sich linear mi der Eingangsspannung des Gleichstromstellers ändernThis object is achieved according to the invention in that the control device has a sawtooth voltage having constant frequency generating Kippspan voltage source, wherein the voltage increase win Kel is adjustable according to the desired constant output voltage of the DC chopper that the sawtooth voltage is compared with a comparison DC voltage, which is a linear mi change the input voltage of the DC chopper

Eingang gemessenen ersten Meßspannung undInput measured first measuring voltage and

^"'"von dieser subtrahierten, sich proportional mit^ "'" subtracted from this, become proportional with

ciner Eingangsstroir. ändernden, am Hingang gemesse- ciner a g an gsstroir. changing, measured at the entrance

zweiten Meßspannung zusammengesetzt ist, daßsecond measuring voltage is composed that

"f "steuereinrichtung ferner einen Schwellwertschalter"f" control device also has a threshold switch

thält der beim Überschreiten der Vergleiehs-Gleich-if he exceeds the comparison equality

en,nnu'ng durch die Sagezahnspannung anspricht und en , nnu 'ng responds through the saw tooth tension and

T^ Ouerseha'.ter in den leitenden Zustand Steuer1 undT ^ Ouerseha'.ter in the conductive state control 1 and

^" zum Beginn der nächsten Periode der Sägezahn-^ "at the beginning of the next period of the sawtooth

nnung in diesem Zustand halt, wobei die Sägezahn- ι s|). nnung und die Meßspannungen so bemessen sind, S|aß die Ausgangsspannung unabhängig von Schwankungen der Hingangsspannung und des l.aststromcs im wesentlichen konstant bleibt.In this state, the sawtooth ι s |) . nNow g and the measured voltages are so dimensioned S | ate the output voltage irrespective of fluctuations of Hingangsspannung and l.aststromcs remains substantially constant.

Pie Erfindung sorgt dafür, daß, wie es für die Stabilisierung der Ausgangsspannung erforderlich ist. hei konstanter Periodendauer die periodische Sperrzeit . s Querschalters proportional ist zur Differenz aus der Eine-mgsspannung und dem Produkt aus Sirom und Innenwiderstand des Gleichstromsteller.Pie invention ensures that, as is necessary for the stabilization of the output voltage. The periodic blocking time is the constant period duration. The cross switch is proportional to the difference between the unit voltage and the product of Sirom and the internal resistance of the DC chopper.

Ein vorteilhaft geringer Aufwanu ergibt sich nach einer Ausgestaltung der Erfindung, wenn dazu der Schwellwertschalter als monostabile Kippstufe nach Art eines Schmitt-Triggers ausgebildet ist und die Vereleichs-Gleichspannung an dem gemeinsamen Hmitterwiderstand abfallt. Auf diese Weise sind die Schalumgsmittcl zur Erzeugung der Vergleichs-Gleichspannung Bestandteile des Schwellwertschalters. An dem Schaltungsmittel zur Bildung der dem Eingangs:,! rom proportionalen zweiten Meßspannung läßt sich der Innenwiderstand des Gleichstromstellers in dem bis zur maximalen Belastungsgrenze gehenden Arbeitsbereich praktisch auf den Idealwert Null einstellen.An advantageously low expenditure arises after an embodiment of the invention, if for this purpose the threshold switch as a monostable multivibrator according to Art a Schmitt trigger and the comparison DC voltage drops at the common Hmitter resistance. In this way the Schalumgsmittcl Components of the threshold switch for generating the comparison DC voltage. At the circuit means to the formation of the entrance:,! Rom proportional second measuring voltage can be the Internal resistance of the DC chopper in the working range that goes up to the maximum load limit practically set to the ideal value zero.

Um den Gleichstromsteller überlastungssicher und mit beliebigen anderen Stromversorgungseinrichtungen gleicher Nennspannungsabgabe parallelschaltbar zu machen, enthält die Steuereinrichtung nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vom Eingangsstrom beeinflußte Schaltungsmittel zum Überlastungsschutz des Querschalters, die nach Erreichen eines durch ein Einstellglied vorgegebenen Stromgrenzwertes den Anstiegswinkel der Sägezahnspannung verringern.To the DC chopper overload-proof and with any other power supply devices To make the same nominal voltage output can be connected in parallel, the control device contains according to a further embodiment of the invention influenced by the input current circuit means for overload protection of the cross switch, which after reaching a predetermined current limit value by a setting element the Decrease the ramp angle of the sawtooth voltage.

Das läßt sich mit einfachen Mitteln erreichen, wenn die Kippspannungsquelle aus einer zur Wahl der abzugebenden Ausgangsspannung einstellbaren Konstantstromquelle, einem dazu in Reihe liegenden, mit kurzen Impulsen angesteuerten Schalter und einem zum Schalter oder zur Konstantstromquelle parallelhegenden Kondensator besteht und wenn die weiteren Schaltungsmittel zum Überlastungsschutz des Querschalters aus einer Widerstands-Transistoranordnung bestehen deren schwellwertabhängiger Steuereingang vom Eingangsstrom beeinflußt wird und deren Ausgang im wesentlichen parallel zu dem zur Kippspannungsquelle gehörenden Schalter liegt.This can be achieved with simple means if the breakover voltage source from one to the choice of output voltage adjustable constant current source, one in series with it short pulses controlled switch and one parallel to the switch or constant current source There is a capacitor and if the other circuit means for overload protection of the cross switch The threshold-dependent control input consists of a resistor-transistor arrangement is influenced by the input current and its output is essentially parallel to that of the breakover voltage source belonging switch is located.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin daß in die - zur Erzielung eines am Emitterwiderstand auftretenden Spannungssprungs vorzugsweise lastunsymmetrischen - Kollektorzweige der aus zwei Transistoren aufgebauten monostabilen Kippstufe Schaltungsmittel mit Konstantspannungsyerhalten eingefügt sind, die derart bemessen sind, daß sie den Einfluß der Schwellenspannungen des Querschalter= und des Gleichrichters im wesentlichen kompensieren. Another embodiment of the invention is that in the - to achieve an am Emitter resistance occurring voltage jump, preferably load asymmetrical - collector branches the monostable multivibrator built up from two transistors circuit means with constant voltage are inserted, which are dimensioned such that they essentially compensate for the influence of the threshold voltages of the cross switch and the rectifier.

Zur Erläuterung der Erfindung soll nun ein durch zwei Figuren belegtes Beispiel beschrieben werden: F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild und ig. 2 cmc sich aiii' das Blockschaltbild abstützende mögliche Schaltungsausluhrung.To explain the invention, an example will now be described with two figures: F i g. 1 shows a block diagram and ig. 2 cmc aiii 'based on the block diagram possible circuit design.

Die Bedeutung der in I' i g. I enthaltenen Schalumgseinheiien. ihre Funktion und ihr Fiinktionszusammenhaiig sind wie folgt:The meaning of the in I 'i g. I included formwork units. their function and their fiction together are as follows:

A 1 stellt die die Hingangsspunnung i'l liefernde Gleichspaniumgsquelle dar; A 1 represents the DC voltage source supplying the input voltage i'l;

( I ist der als Kondensator ausgebildete Hingungsspeicher — er fangt die aul A 1 wirkenden BelaMungsMöße auf —; ( I is the hunging storage device designed as a capacitor - it collects the load quantities acting on A 1 -;

Ai) ist ein Kontrollglied für die Hingangsspannung i'l und den Hingangsstrom / — es liefert in Verbindung mit einer sich /.eitproportional ändernden Vergleichsgröße die das Tastverhältnis bestimmenden Stellgrößen K 1 und K2 — \ I- stellt die Speicherinduktivitat dar — die Anschlußpunkte 2, 3, 4 deuten auf die Möglichkeil einer Wicklungsteilbeschallung hin --: Ai) is a control element for the Hingangsspannung i'l and Hingangsstrom / - it provides in conjunction with itself /.eitproportional changing the size comparison, the duty cycle determining manipulated variables K1 and K2 - \ I is the Speicherinduktivitat - the connection points 2, 3, 4 indicate the possibility of a partial winding sound system -:

A 8 kennzeichnet allgemein den den Querzweig schaltenden Schalter (Querschalter) — anstelle der zur Induktivität führenden gezeichneten Verbindung Λ 8/1 mit L/2 kann auch die Verbindung A 8/1 mit L/i treten. Neben dem Querschalter ist die Abwicklung einer Tasiperiodc A 8 generally designates the switch that switches the cross arm (cross switch) - instead of the connection Λ 8/1 with L / 2 that leads to the inductance, the connection A 8/1 with L / i can also be used. In addition to the cross switch is the processing of a Tasiperiodc

T dargestellt. Der innerhalb der Zeitperiode liegende Abschnitt ι gibt die nichtleitende Zeitspanne für den Querschalter an. Unterhalb der Zeitabwicklung für die Tastung isi durch ein Diagramm auf die An der Bildung ties Tastzeitabschnittes 1 durch die einzelnen Hinstellkomponenten K O, K 3 und K 1, K 2 hingewiesen — ; Cj ist der im Längszweig liegende Gleichrichter — er wird bei leitendem Querschalter A 8 gesperrt. Y-) Anstelle der zur Induktivität /. führenden T shown. The section ι lying within the time period indicates the non-conductive time period for the cross switch. Below the timing for the keying is indicated by a diagram on the formation of the keying time segment 1 by the individual setting components K O, K 3 and K 1, K 2 -; Cj is the rectifier in the series branch - it is blocked when the cross switch A 8 is conductive. Y-) Instead of the inductance /. leading

gezeichneten Verbindung G/6 mit L/l kann auch die Verbindung G6//-3 treten. Die vom Querschalter Λ 8/1 nach L/2 gezeichnete Verbindung bleibt in diesem Fall bestehen —;The connection G / 6 shown with L / l can also be used to connect G6 // - 3. The connection drawn by the cross switch Λ 8/1 to L / 2 remains in this case -;

C2 ist der als Kondensator ausgebildete Ausgangsspeicher — seine Aufgabe ist die Überbrückung der durch die Ladezeiten der Speicher-Induktivität /.ausfallenden Energielieferung —; R 2 stellt einen Vorlastwiderstand dar — er soll die zur Aufre.-hierhaltung der Steuerungsvorgänge notwendige Minimallast sicherstellen —: A 2 kennzeichnet mit ftßdie Ausgangslast — sie kann konstant oder variabel sein — ; C2 is the output memory designed as a capacitor - its task is to bridge the energy supply that is lost due to the charging times of the memory inductance /. R 2 represents a pre-load resistance - it is intended to ensure the minimum load necessary to maintain the control processes -: A 2 denotes the output load with ftß - it can be constant or variable -;

A 3 ist eine Konstant-Spannungsquelle — sie stellt das zeitkonstante Arbeiten der sich zeitproportional ändernden Vergleichsgröße für die Bildung der Stellgrößen sicher —;
A 4 ist ein Zeitgenerator — er bildet die konstante Tastperiode T—; A 3 is a constant voltage source - it ensures that the time-constant operation of the comparative variable, which changes proportionally to time, is used to generate the manipulated variables -;
A 4 is a time generator - it forms the constant duty cycle T— ;

A 5 ist ein Kippspannungserzeuger — der Anstiegwinkcl (j1 der Kippspannung ist einstellbar, er liefert die Bezugstellgrößenkomponente K 0 —; R 52 dient zur Einstellung der Ausgangsspannung U — die Einstellung erfolgt durch Festlegung eines ° Bczugansticgwinkels (/' für die durch A 5 erzeugte A 5 is a breakover voltage generator - the rise angle (j 1 of the breakover voltage is adjustable, it provides the reference manipulated variable component K 0 -; R 52 is used to set the output voltage U - the setting is made by specifying a rise angle (/ 'for the value generated by A 5

Kippschaltung —;Toggle switch -;

A 6 ist ein Schaltungsgi.ed zur Maximalstrombegrenzung — es bewirkt eine lastenabhängige Verkleinerung des Ansliegwinkels φ der durch A erzeugten Kippspannung. Von diesem Stellglied A 6 is a circuit element for maximum current limitation - it effects a load-dependent reduction in the angle φ of the breakover voltage generated by A. From this actuator

wird die Komponente K 3 abgeleitet — ; A 7 ist eine monostabile Kippstufe — ihr Schalteingang wird von einer den vorgenannten Schal-component K 3 is derived -; A 7 is a monostable multivibrator - its switching input is from one of the aforementioned switching

tungsgruppen entnommenen resultierenden Stellgröße K 4 beeinflußt. Ihr Schaltiuisgang wirkt auf den Querschaltcr 4 8—; The resulting manipulated variable K 4 taken from the groups is influenced. Your switching output acts on the cross switch 4 8-;

BX ist im wesentlichen ein Funktionskomplex. der das Entstehen, die Abhängigkeit und das Zusammenwirken der einzelnen Stellgrößenkomponcnten K 0, K 1, K 2, K 3 wiedergibt: BX is essentially a functional complex. which reproduces the emergence, the dependency and the interaction of the individual manipulated variable components K 0, K 1, K 2, K 3:

B I kennzeichnet den Einfluß der Eingangsspannung U 1 auf die nichtleitende Zeit t des Querschalters A 8 — eine Vergrößerung der Eingangsspannung το UX hat eine Verlängerung der nichtleitenden Zeit / zur Folge. Die erhaltene Stellgrößenkomponente ist Ki-; B I characterizes the influence of the input voltage U 1 on the non-conductive time t of the cross switch A 8 - an increase in the input voltage το UX results in an increase in the non-conductive time /. The manipulated variable component obtained is Ki-;

Bl kennzeichnet den Einfluß des Durchgangsstromes /auf die nichtleitende Zeit /des Querschalters A 8 — eine Vergrößerung des Durchgangsstromes hat eine Verringerung der nichtleitenden Zeil t zur Folge. Die erhaltene Stellgrößenkomponente ist K 2 —; Bl characterizes the influence of the through current / on the non-conductive time / of the cross switch A 8 - an increase in the through current results in a decrease in the non-conductive zone t . The manipulated variable component obtained is K 2 -;

R7i dient zu einer den Innenwiderstand der Anordnung unwirksam machenden Einstellung der Stellgrößenkomponentenbildung; R7i is used to set the manipulated variable component formation which makes the internal resistance of the arrangement ineffective;

Bi kennzeichnet den durch das Strombeg . ,/.ungsglied A 6 gegebenen Einfluß der Stellgrößenkomponente K 3 — eine Vergrößerung der Ausgangslast führt durch Verkleinerung des Anstiegwinkels der Kippspannung zur Verlängerung der nichtleitenden Zeit t, die erhaltene Stellgrößenkomponente ist die durch K 3 korrigierte Bezugsstellgröße KO-; Bi denotes that through the Strombeg. A 6 given influence of the manipulated variable component K 3 - an increase in the output load leads to a lengthening of the non-conductive time t by reducing the angle of rise of the breakover voltage, the manipulated variable component obtained is the reference manipulated variable KO- corrected by K 3;

B 23 kennzeichnet die durch die Maximalstromgrenze /m,„ gegebene Funktionstrennung für die Bildung der Stellgrößenkomponenten K 2 und K 3; B 23 identifies the functional separation given by the maximum current limit / m , “for the formation of the manipulated variable components K 2 and K 3;

R 6 dient zur Einstellung der Strombegrenzung; R 6 is used to set the current limit;

B4 kennzeichnet die Bildung der resultierenden Stellgröße K 4 aus den Stellgrößenkomponenten KO. K 3, Ki, K 2. B 4 characterizes the formation of the resulting manipulated variable K 4 from the manipulated variable components KO. K 3, Ki, K 2.

Die Beschreibung der Gesamtfunktion soll nun mit Hilfe der durch F i g. 2 gegebenen Schaltungsausführung erfolgen.The description of the overall function should now be carried out with the aid of the FIG. 2 given circuit design take place.

Die in Fig. 1 dargestellten Schalteinheitcn kehren in der Fig. 2 mit der gleichen Bezeichnung wieder. Der Eingang für die ausführliche Anordnung nach F i g. 2 ist durch die Bezeichnungen - U1 und + U!, der Ausgang durch die Bezeichnungen — U 2 und +U 2 gegeben. Ausgang der Betrachtung sei der nichtleitende Zustand des Querschalters, der hier durch den Transistor Γ83 gebildet wird. Während dieses Schaltzustandcs hat die im Schaltkomplex A 7 liegende monostabile Kippstufe so für den durch den Transistor T72 gekennzeichneten Zweig durchgcschaltct. An dem durch die Widerstände R72 und R7i gebildeten Emitter-Widerstand steht ein von der Eingangsspannung (71 und vom Durchgangsstrom / abhängiger Spannungsabfall 117—UG an. ss Dieser Spannungsabfall setzt sich aus zwei gegencinanderwirkenden Tcilspannungsabfällcn an dem Widerstand R 72 und dem entsprechenden Teilabgriff des Widerstandes R7i zusammen. Der Beginn des nichtleitenden Zustandcs 1 für den Transistor Γ83 wird durch <v> die Beendigung der impiilsartigen Durchschaltung tics über den durch die Schaltungseinheit A 41 angesteuerten Transistors Γ51 in der Schaltungscinheit A 5 bestimmt. Die Durchschaltung des Transistors 7"51 führt zur Entladung des Kippkondensators (\5. (><, Nachdem der Transistor 7'51 wieder nichtleitend geworden ist. kann sich tier Kondensator (5 über den durch den Transistor 7 52 gegebenen KonstantMrom aufladen. Die Ladestromstärke wird durch Einstellung des Widerstandes R 52 bestimmt, der Einstellwerl ergib sich aus der gewünschten Ausgangsspannung (72.The switching units shown in FIG. 1 return in FIG. 2 with the same designation. The input for the detailed arrangement according to FIG. 2 is given by the designations - U 1 and + U !, The output by the designations - U 2 and + U 2 . The outcome of the observation is the non-conductive state of the cross switch, which is formed here by the transistor Γ83. During this switching state, the monostable multivibrator in the circuit complex A 7 has switched through for the branch identified by the transistor T72. To the space formed by the resistors R72 and R7i emitter resistor is on, from the input voltage (71 and the through-current /-dependent voltage drop 117-UG. Ss This voltage drop is made up of two gegencinanderwirkenden Tcilspannungsabfällcn across the resistor R 72 and the corresponding Teilabgriff of resistance R7i together. the start of the non-conductive Zustandcs 1 for the transistor Γ83 is <v> the completion of the impiilsartigen through-connection tics on the driven by the circuit unit A 41 transistor Γ51 in the Schaltungscinheit A 5 determined. the through-connection of the transistor 7 "51 leads to the Discharge of the breakover capacitor (\ 5. (><, After the transistor 7'51 has become non-conductive again. The capacitor (5) can be charged via the constant current given by the transistor 7 52. The charging current is determined by setting the resistor R 52, the setting results from the desired output voltage (72.

Die vom Entladezeitpunkt an sich kontinuierlicl vergrößernde Kippspannung U5—LJO steht also den an den Widerständen R 72 und R 71 erzeugter Spannungsabfall U7—U0 entgegen. Erreicht die Kippschaltung einen um die Schwellspannung de; Transistors Γ71 größeren Wert als den der entgegenstehenden Meßspannung, dann wird der mit seinei Steuerstrecke dazwischenliegende Transistor 7"71 leitend. The breakover voltage U5-LJO , which increases continuously from the time of discharge, thus opposes the voltage drop U7-U0 generated across the resistors R 72 and R 71. If the trigger circuit reaches a by the threshold voltage de; If the value of the transistor Γ71 is greater than that of the opposing measurement voltage, the transistor 7 ″ 71 which is in between with its control path becomes conductive.

Da die Schaltung in der Schaltungseinhcit A 7 nach Art eines Schmitt-Triggers aufgebaut ist. wechseil die Schalllage dieser Kippstufe schlagartig. Der durch den Transistor Γ72 gekennzeichnete Zweig wird nichtleitend. Damit wird auch der von diesem Zweig abhängige Eingangstransistor Γ81 der Schalteinheit stromlos, so daß die Folgetransistoren Γ82 und 7"83 in den leitenden Zustand übergehen. Die Induktivität L speichert über den nun mit 7~83 durchlässigen Querzweig Energie ein und zwar so lange, bis der Ladezeitabschnitt durch einen erneuten Entladcimpuls für den Kippspannungskondensator C5 beendet » ird.Since the circuit in the circuit unit A 7 is constructed in the manner of a Schmitt trigger. change the sound level of this tilting stage suddenly. The branch marked by the transistor Γ72 becomes non-conductive. Thus also dependent on this branch input transistor Γ81 the switching unit is de-energized, so that the follower transistors Γ82 and 7 "83 go into the conducting state. The inductor L stores via the now-permeable 7 ~ 83 transverse branch energy and for as long until the charging period is ended by a renewed discharge pulse for the breakover voltage capacitor C5.

Die Aufrechterhaltung des Schaltzustandes für den Ladezeilraum ist dadurch gegeben, daß beim Wechsel der Schaltlage der monostabilen Kippstufe A 7 infolge der lastunsymmetrischen Einstellung ihrer Kollektorzweige der am Emitter-Widerstand anstehende Spannungsabfall um so viel herabgesetzt wird, daß die gegenstehende Kondensatorspannung (75—(70 bis zum Ablauf der Tastperiode ausreichend größer bleiben kann.The maintenance of the switching state for the load cell space is given by the fact that when the switching position of the monostable multivibrator A 7 changes due to the load-asymmetrical setting of its collector branches, the voltage drop across the emitter resistor is reduced by so much that the opposing capacitor voltage (75- (70 to can remain sufficiently larger at the end of the scanning period.

Mit den in den Kollektorzweigen der Schaltungseinheit A 7 liegenden Zcner-Dioden Z71, Z72 wird der in dieser Schaltungseinheit liegende Spannungsmeßkreis so auf den Energieschaltkreis abgestimmt, daß der mit diesen Schaltungsgliedern erzeugte Konstant-Spannungsabfall mit dem bei Ladung der Induktivität /. entstehenden Konstant-Spannungsabfall, der im wesentlichen durch den Transistor Γ83 gegeben ist, im vergleichsrichtigcn Verhältnis steht. Auf das auch die Verluste berücksichtigende Bild der Energieglcichung bezogen, kann damit das die spannungsabhängigen Eingangsverlusle kennzeichnende konstante Glied eliminiert werden.With the Zcner diodes Z71, Z72 in the collector branches of the circuit unit A 7 , the voltage measuring circuit in this circuit unit is matched to the power circuit in such a way that the constant voltage drop generated by these circuit elements corresponds to that when the inductance /. resulting constant voltage drop, which is essentially given by the transistor Γ83, is in a comparatively correct ratio. In relation to the image of the energy equation, which also takes into account the losses, the constant element characterizing the voltage-dependent input losses can thus be eliminated.

Die Berücksichtigung der variablen Verluste, die durch den Durchgangsstrom / entstehen, findet durch eine entsprechende Einstellung des Widerstandes R 71 statt. Damit kann der hieran erzeugte Meßspannungsabfall so eingeregelt werden, daß die damit gegebene Slcllgrößenkomponente K 2 so viel inneren Spannungsüberhang bewirkt, daß der Innenwiderstand für den Verbraucher praktisch zu Null wird.The variable losses caused by the through current / are taken into account by setting the resistor R 71 accordingly. In this way, the measurement voltage drop generated can be regulated in such a way that the resulting signal variable component K 2 causes so much internal voltage overhang that the internal resistance for the consumer is practically zero.

Gleichfalls vom durchfließenden Strom /abhängig isi die Schaltungscinheit A b. Der parallel zu dem Meßort-Widerstand RO liegende Widerstand Rti ist Quellpunkt für den Steuerstrom des Transistors Tb. Dieser Transistor wird, beginnend von seinem Schwellwerk analog zu dem durchfließenden Strom ausgesteuert. Dabei zweigl er einen Teil ties auf den Kippkondensator (\5 gelirlc-rk-n Ladeströme«, ab. so daß damit der Ansiiegwinkel für die Kippspanniing (/5 — CO entsprechend verkleinert wird. Bei Erreichen ties durch die Einstellung Rb bestimmten, durch den Meßort-Widerstand WO gehenden Maximalstromcs /,„.,, hat die Abzweigung des Ladestromes einen so großen Wert erreicht, daß die bis d:ihin mil ucipriiilcn] The circuit unit A b is also dependent on the current flowing through. The resistor Rti lying parallel to the measuring point resistor RO is the source point for the control current of the transistor Tb. This transistor, starting from its swell, is controlled analogously to the current flowing through it. In doing so, a part of it falls down on the tilting capacitor (\ 5 gelirlc-rk-n charging currents ", so that the angle of increase for the tilting voltage (/ 5 - CO is correspondingly reduced. When this is reached, it is determined by the setting Rb Maximum current going to the measuring point resistance WO /, ". ,, the branching of the charging current has reached such a large value that the up to d: ihin mil ucipriiilcn]

Durchgangsstrom / kleiner weidende nichtleitende Zeit feine rückläufige Verstellung erfahrt.Through current / less grazing non-conductive time experience fine retrograde adjustment.

Die nur bei Überlastung eintretende stromabhüngige, rückläufige Verstellbewegung führt zur Absenkung der bis dahin konstant bleibenden Ausgangsspannung iV2 bis zu dem durch die Eingangsspannung IVI gegebenen Wert. Endzustand ist ein ständig nichtleitender Qiierschaller A 8.The current-dependent, retrograde adjustment movement that occurs only in the event of an overload leads to a reduction in the output voltage iV2, which has remained constant until then, to the value given by the input voltage IVI. The final state is a permanently non-conductive noise sounder A 8.

Mit dieser einfachen, in die gesamte Stcllgrößenbildung einbezogenen Schakmaßnahme wird ein vollkommener Überlastungsschutz für den den Querschalter bildenden Transistor 783 erreicht.With this simple, in the entire size formation The shak measure included is a complete overload protection for the cross switch forming transistor 783 is reached.

Die weiteren, in der Anordnung nicht beschriebenen Schalteinhcitcn und Schaltelemente führen dem Fachmann bekannte Funktionen durch. Auf sie wird daher nicht weiter eingegangen.The further switching units and switching elements not described in the arrangement will guide those skilled in the art known functions. They will therefore not be discussed further.

Erwähnt werden soll jedoch noch im Hinblick auf Fig. 1, daß die Unterteilung der Wicklung denIt should be mentioned, however, with regard to FIG. 1 that the subdivision of the winding is the

Speiehcrinduklivität L, wie sie aus der DT-AS 1 2 54 2O2J Fig. 5, bekannt ist. auch in Verbindung mit dei erfindungsgemäßen Steuerung geeignet ist, das durch das Tastverhältnis gegebene Übersetzungsverhältni; der Spannung zu ändern.Speiehcrinduklitäts L, as it is known from DT-AS 1 2 54 2O2J Fig. 5. is also suitable in connection with the control according to the invention, the transmission ratio given by the duty cycle; to change the tension.

ίο Da sich davon abhängig im umgekehrten Sinn aucr der durch die Bauelemente A 8 und C fließende Stron ändert, kann entsprechend den für diese Bauelemente^ gegebenen Belastungsgrenzwcrten eine Verschiebung ihrer Fluß- oder Spcrrbelastung vorgenommen werdenίο Since the current flowing through the components A 8 and C also changes depending on this in the opposite sense, a shift in their flow or flow load can be carried out in accordance with the load limit values given for these components

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Gleichstromsteller mit einem sich von der Eingangsspannung nach höheren Werten hin erstreckenden Bereich der Ausgangsspannung, mit einer in Längsrichtung des Energieflusses liegenden Speicherinduktivität, einem Schalter in einem Querzweig (Querschalter) dahinter, einem Gleichrichter in Sperrichtung zur Aiisgangsspannung in einem Längszweig dahinter und einer Steuereinrichtung, die den Schalter mit konstanter Sehaltfrequen/ und mit änderbarem Tastverhältnis betreibt, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß die Steuereinrichtung eine eine Sägezahnspannung konstanter Frequenz erzeugende Kippspannungsquelle (A 5) aufweist, wobei der Spannungsanstiegswinkel entsprechend der gewünschten konstanten Ausgangsspannung des Gleichstromsteller einstellbar ist, daß die Sägezahnspannung mit einer Vergleichs-Gleichspannung verglichen wird, die aus einer sich linear mit der Eingangsspannung des Gleichstromstellers ändernden, am Eingang gemessenen ersten Meßspannung und einer von dieser subtrahierten, sich proportional mit dem Eingangsstrom ändernden, am Eingang gemessenen zweiten Meßspannung zusammengesetzt ist, daß die Steuereinrichtung ferner einen Schwellwertschalter (A 7) enthält, der beim Überschreiten der Vergleichs-Gleichspannung durch die Sägezahnspannung anspricht und den Querschalter (A 8) in den leitenden Zustand steuert und bis zum Beginn der nächsten Periode der Sägezahnspannung in diesem Zustand hält, wobei die Sägezahnspannung und die Meßspannungen so bemessen sind, daß die Ausgangsspannung unabhängig von Schwankungen der Eingangsspannung und des Laststromes im wesentlichen konstant bleibt.1. DC chopper with an output voltage range extending from the input voltage towards higher values, with a storage inductance lying in the longitudinal direction of the energy flow, a switch in a cross arm (cross switch) behind it, a rectifier in the reverse direction to the output voltage in a series branch behind and a control device , which operates the switch with constant holding frequencies / and with changeable duty cycle, thereby geke η η ζ eich net that the control device has a breakover voltage source (A 5) generating a sawtooth voltage of constant frequency, the voltage rise angle being adjustable according to the desired constant output voltage of the DC chopper that the sawtooth voltage is compared with a comparison DC voltage, which consists of a first measurement voltage that changes linearly with the input voltage of the DC chopper and is measured at the input, and one that is subtracted from this is composed proportionally with the input current changing, second measuring voltage measured at the input, that the control device also contains a threshold switch (A 7), which responds when the comparison DC voltage is exceeded by the sawtooth voltage and controls the cross switch (A 8) in the conductive state and The sawtooth voltage remains in this state until the beginning of the next period, the sawtooth voltage and the measuring voltages being dimensioned so that the output voltage remains essentially constant regardless of fluctuations in the input voltage and the load current. 2. Gleichstromsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (A 7) als monostabile Kippstufe nach Art eines Schmitt-Triggers ausgebildet ist und daß die Vergleichs-Gleichspannung an dem gemeinsamen Emitter-Widerstand (R7\,R 72)abfällt.2. DC chopper according to claim 1, characterized in that the threshold switch (A 7) is designed as a monostable multivibrator in the manner of a Schmitt trigger and that the comparison DC voltage drops across the common emitter resistor (R7 \, R 72). 3. Gleichstromsteller nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung vom Eingangsstrom beeinflußte Schaltungsmittel (A 6) zum Überlastungsschutz des Querschalters (A 8) enthält, die nach Erreichen eines durch ein Einstellglied (Widerstand R 6) vorgegebenen Stromgrenzwertes den Anstiegswinkel der Sägezahnspannung verringern.3. DC chopper according to claim I, characterized in that the control device is influenced by the input current and contains circuit means (A 6) for overload protection of the cross switch (A 8) which reduce the rise angle of the sawtooth voltage after reaching a current limit value predetermined by an adjusting element (resistor R 6) . 4. Gleichstromsteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippspannungsquelle (A 5) aus einer einstellbaren Konstantstromquelle (Transistor T52), einem dazu in Reihe liegenden, mit kurzen Impulsen angesteuerten Schalter (Transistor 751) und einem zum Schalter (Transistor 751) oder zur Konstantstromquelle (Transistor 752) parallel liegenden Kondensator (C5) besteht und daß die weiteren Schaltungsmittel (A 6) zum Überlastungsschutz des Querschallers (A 8) aus einer Widerstands-Transistoranordnting (R 6, 76) bestehen, deren schweüwcrtabhängiger Stcuereingang vom Eingangsstrom beeinflußt wird und deren Ausgang im wesentlichen parallel zu dem zur Kippspannungsquelle (A 5) gehörenden Schalter (Transistor 751) liegt.4. DC chopper according to claim 3, characterized in that the breakover voltage source (A 5) consists of an adjustable constant current source (transistor T52), a series connected thereto, controlled with short pulses switch (transistor 751) and a switch (transistor 751) or to the constant current source (transistor 752) parallel capacitor (C5) and that the further circuit means (A 6) for overload protection of the transverse sounder (A 8) consist of a resistor transistor arrangement (R 6, 76), whose weight-dependent control input is influenced by the input current and the output of which is essentially parallel to the switch (transistor 751) belonging to the breakover voltage source (A 5). 5. Gleichstromsteller nach Anspruch 4, dadurch5. DC chopper according to claim 4, characterized gekennzeichnet, daß die Wahl der abzugebenden Ausgangsspannung durch die Einstellung der Konstantstromquelle (Transistor 752) vorgenommen wird.characterized in that the choice of the output voltage to be outputted by the setting of the constant current source (Transistor 752) is made. 6. Gleichstromsteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die vorzugsweise lastungssymmetrischen Kollektorzweige der aus zwei Transistoren (Ύ7Ι, 772) aufgebauten monostabilen Kippstufe Schaltungsmittel (Z72, Z71) mit Konstantspannungsverhalten eingefügt sind, die derart bemessen sind, daß sie den Einfluß der .Schwellenspannungen des Querschalters (A 8) und des Gleichrichters (GVim wesentlichen kompensieren.6. DC chopper according to claim 2, characterized in that in the preferably load-symmetrical collector branches of the two transistors (Ύ7Ι, 772) built up monostable multivibrator circuit means (Z72, Z71) with constant voltage behavior are inserted, which are dimensioned such that they have the influence of. Compensate essentially for the threshold voltages of the cross switch (A 8) and the rectifier (GV.
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