DE2103091C3 - Zerhacker-Modulator mit Feldeffekttransistoren - Google Patents

Description

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Schalter, weil mit ihren Sttiuer-Elektrodeu je einu werk vorgeschaltet. Zweckmüßigerwe'ise ist einer der Diode IS, 16 in Reihe geschaltet ist, die einen StTom- beiden Widerstände einstellbar, damit die 90° Phaflwß durch die Diodenstrecke der Feldeffekttransisto- senverschiebung zwischen der Netzspannung und der ren verhindern. Wird eine negative Spannung über Sieuerspannung U.si genau einjustiert werden kann,
die Diode an die Gate-Elektrode des zugehörigen 5 In Abhängigkeit von der Polarität der Eingangs-Feldeffekttransistors gelegt, so sperrt dieser. Wird gleichspannung U_E ändert sich die Phase der Aushingegen versucht, dftr Gate-Elektrode eine positive gangsspannung U_A des Ausgangstransformators 12 Spannung zuzuführen, so verhindert dies die ent- um 180° und damit auch die verstärkte Wechselsprechende Diode, weil diese dann in Sperrichtung spannung U._st, die ihrerseits die Drehrichtung des wirksam ist. Sobald die mit der Steuer-Elektröuc des io Zweiphasen-Motors 26 ändert.
Feldeffekttransistors in Reihe geschaltete Diode ihren Die Ansteuerung der Feldeffekttransistoren mit der Sperrzustand annimmt, überführt der zwischen die Netzwechselspannung hat. den Vorteil, daß die an der Steuer- und Quellen-Elektrode eingeschaltete Wider- Primärwicklung des Steuertransfonnators anliegende stand 13 bzw. 14 den Feldeffekttransistor schnell in Steuerwechselspannung direkt aus dem Netzteil, das den Leitzustand, in dem er die Steuer-Quellen-Span- 15 für die Betriebsspannungsversorgung des gesamten nung auf Null absenkt. Die abwechselnd in der. Leit- Modulators benötigt wird, entnommen werden kann, zustand gesteuerten Feldeffekttransistoren 6 bzw. 7 Es wird also kein zusätzlicher Generator zur Erzeuschalten das Eingangssignal U_E im Takt der steuern- gung der Steuerspannungen für die Transistoren verden Wechselspannung jeweils auf eine der beiden wendet, wie das bei bekannten Modulatoren mit symmetrischen Teilwicklungen des Ausgangstransfor- 20 Redneckansteuerung der F' 'J ist.
mators 12, so daß an der Sekundärwicklung 9 ein Die gegenphasige Ansteuerung der Feldeffekttran-Wechselspannungssignal entsteht. sistoren durch eine Wechselspannung mit endlicher

Dem Steuertransformator 20 wird auf der Primär- Flankensteilheit hat ferner den Vorteil, daß sich die seite 22 die sinusförmige Wechselspannung U— zu- durch kapazitive Einflüsse entstehenden Störsignale geführt. Seine Sekundärwicklung 21 besitzt zwei sym- 35 Ja der Primärwicklung des Ausgangstransformators metrisch aufgebaute, miteinander verbundene Teil- gegenseitig aufheben. Weist die Steuerspannung beim wicklungen, die die um 180° phasenverschobenen Nulldurchgang eine im Vergleich zu einer Rechteck-Steuerwechselspannungen für die Steuer-Elektroden spannung geringere Flankensteilheit auf, so entliefern, wobei der Mittelabgriff 19 mit den (Juellen- stehen Überlappungszeiten, bei denen sich beide Elektroden und die beiden äußeren Spulenans"hlüsse 30 Transistoren zeitweilig gleichzeitig im leitenden Zu-17 und 18 über die Diode 15 bzw. 16 mit jeweils einer stand befinden. Dies wird ausgenutzt, um Störspan-Steuer-Elektrode der Transistoren 6 und 7 verbun- nungsspitzen, die durch parasitäre Kapazitäten und den ist. die EMK der Selbstinduktion des Ausgangsiransfor-

Dem Modulator ist ein Wechselspannungsverstär- mators verursacht werden, während dieser Kurz-

ker 25 nachgeschaltet, der zur Ansteuerung eines 35 t.chlußzsit abzubauen. Bei entsprechender Dirrensio-

Zweiphasen-Servo-Motors 26 mit der Steuerwick- nierung der Amplitude der Steuer-Spannung in Ver-

Iung27 und der Erregerwicklung 28 dient. Beide bindung mit der vom Hersteller vorgegebenen Ab-

Motorwicklungen werden mit Wechselspannung be- schnür-(»Pinch off*-)-spannung der Feldeffekttran-

trieben, und zwar liegt die Erregerwicklung 28 direkt sistoren lassen sich die Kurzschlußzeiten so wählen,

an der Netzspannung U_n,._tz, während die Steuerwick- 40 daß eine optimale Unterdrückung der kapazitiven

lung 27 mit der vom Wechselspannungsverstärker 25 Störspannungen erreicht wird.

angebotenen Wechselspannung Usi versorgt wird. Der Die F i g. 2 zeigt den Stelltransformator 20 mit

Motor kann beispielsweise in einem Kompensations- einer anderen Anordnung der als Phasenschieber

schreiber eingesetzt sein, wo er den Schleifer eines wirkenden RC-Glieder. Die hier gewählte Schaltung

Meßpotentiometers verstellt und damit eine Meß- 45 unterscheidet sich von der des Ausführungsbeispieles

brücke abgleicht, deren Brückenspannung dem Ein- nach Fig. 1 dadurch, daß die RC-Glieder nicht vor

gang des Modulatorsverstärkers zugeführt wird. die Primärwicklung geschaltet, sondern der Sekundär-

Für den Betrieb eines Zweiphasen-Servo-Motors wicklung des Steuertransformators nachgeschaltet ist es notwendig, daß die an seiner Steuerwicklung sind. Und iwar sind an der Teilwicklung mit den Ananlifcgende Spannung um 90° phasenverschoben ist 50 sutiüssen 17 und 19 die beiden RC-Glieder 35,37 gegenüber der an seiner Erregerwicklung anliegenden und 39, 41 so*ie an der Teilwicklung mit den AnNetzspannung. Erfindungsgemäß ist deshalb die sinus- Schlüssen 28 und 19 die RC-Glieder 36,38 und 40, förmige Steuerspannung U~ für die Feldeffekttran- 42 angeschlossen. Dieses Ausfühninssbeispiel besistoren 6,7 aus der Netzspannung U_n,.,,, die auch die nötigt zwar die doppelte Anzahi von Widerständen Erregerwicklung des Motors speist, entnommen und 55 und Kondensatoren; es bietet jedoch den Vorteil, daß um 90" in der Phase gedreht. Zu diesem Zweck ist hiermit =uich Phasenverschiebungen, die durch eine der Primärwicklung 22 des Steuertransfnrmators 20 oder beide der Teilwicklungen verursacht werden ein aus zwei hintereinandergeschalteten RC-Gliedern können, ausgleichbar sind. Zu diesem Zweck sind 29, 31 und 30,32 bestehendes Phasenschiebernetz- beispielsweise die Widerstände 39 und 40 einstellbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnung( η

Claims (5)

geschalteter Wechselstromverstärker liefert einen ein- Patentansprüchc: geprägten Wechselstrom, der mindestens zwei mit ihren Primärwicklungen in Reibe liegenden Strom-

1. Zerhacker-Modulator mit zwei im Gegen- wandlern zugeführt ist. Die Sekundärwicklungen des takt arbeitenden Feldeffekttransistoren als Serien- S Stromwandlers sind galvanisch voneinander getrennt schalter, deren Steuerelektroden mit getrennten und mit jeweils einem phasenabhängigen Gleichrich-Sekundärwicklungen eines Steuertransformators ter verbunden, so daß mehrere galvanisch voneinverbunden sind, sowie mit einem dem Modulator ander getrennte Gleichstromausgänge zur Verfugung nachgeschalteten und durch einen Ausgangs- stehen. Ein derartiger Modulatorverstärker ist jedoch transformator getrennten Wechselspannungsver- io zur Erzeugung einer für den Betrieb eines Zweistärker zur. Speisung der Steuerwicklung eines . phasenmotors erforderlichen Steuerwechselspannung Zweiphasen-Servo-Motors, dessen Erregerwick- nicht geeignet;

lung mit einer gegenüber der vom Wechselspan- Auf dem Gebiet der nach dem Zerhackerprinzip nungsverstärker gelieferten Spannung um 90° arbeitenden Meßverstärker ist es bekannt, eine rechtphasenverschobenen Wechselspannung gespeist 15 eckförmige Steuerspannung für die im Schalterwird, dadurch gekennzeichnet, daß die betrieb arbeitenden Transistoren zu verwenden. Hier-Steuerelektroden der Feldeffekttransistoren und bei treten jedoch am Ausgang des Verstärkers die Erregerwicklung des Motors von der Reichen Schaltspitzen auf, da die im Basisraurn gespeicherten Wechselsp.nnungsquelle gespeist sind und daß Ladungen der geschalteten Transistoren nicht schnell zwischen der Wechselspannungsquelle und den ao genug abfließen können. Man ist daher bestrebt, Steuerelektroden der Transistoren als Phasen- solche Einschaltspitzen durch Ausgleichsschaltungen schieber wirkende hintereinander geschaltete RC- mit Kondensatoren und Widerständen zu unterdrük-Glieder angeordnet sind. ken oder die wechselseitige Umschaltung der Tran-

2. Zerhacker-Modulator nach Anspruch 1, da- sistoren so zu verlangsamen, daß die störenden Basisdurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode 35 ladungen abfließen können (deutsche Patentschrift der Feldeffekttransistoren (6,7) über eine Diode 1 129 998).

(15,16) mit der Sekundärwicklung (21) des Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Zer-

Steuertransformators (20) verbunden ist und daß hacker-Modulator zu entwickeln, der zur Aussteue-

die Sekundärwicklung eine Mittelanzapfung (19) rung der Steuerwicklung eines Zweiphasen-Servo-

besitzt, die an die mit den Kanalstrecken der Feld- 30 Motors verwendet werden kann unter der Bedingung,

effekttransistoren (6 7) in Verbindung stehende daß die an der Steuerwicklung anliegende Spannung

Eingangsklemme (2) abgeschlossen ist. um 90° phasenverschoben ist gegenüber der an der

3. Zerhacker-Modulator usch Anspruch i und Erregerwicklung des Motors anliegenden Wechsel-Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als spannung.

Phasenschieber wirkenden RC-GIieder zwischen 35 Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Zerhackerder Primärwicklung (22) des Steuertransformators Modulator der eingangs genannten Art vorgeschla-(20) und der Wechselspannungsquelle (U —) an- gen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuergeordnet sind (21,31 und 30,32). elektroden der Feldeffekttransistoren und die Erreger-

4. Zerhacker-Modulator nach Anspruch 1 und wicklung des Motors von der gleichen Wechselspan-Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als 40 nungsquelle gespeist sind und daß zwischen Wechsel-Phasenschieber wirkenden RC-Glieder zwischen spannungsquelle und den Steuerelektroden der Tranden Dioden (15,16) und den beiden Teilwicklun- sistoren als Phasenschieber wirkende hintereinandergen der mittelangezapften Sekundärwicklung (21) geschaltete RC-Glieder angeordnet sind.

des Steuertransformators (20) angeordnet sind Im folgenden wird die Erfindung an Hand der in den

(35,37 und 39,41 bzw. 36,38 und 40,42). 45 F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele

5. Zerhacker-Modulator nach Anspruch 1, da- näher erläutert.

durch gekennzeichnet, daß zwischen die Steuer- Die Fig. 1 zeigt einen Transistor-Zerhackerund Quellen-Elektrode der Feldeffekttransistoren Modulator mit zwei η-Kanal Feldeffekttransistoren 6 (6,7) ein hochohmiger Widerstand (13,14) ge- und 7, einem Augangstransformator 12 und einem schaltet ist. 50 Steuertransformator 20, der die Steuerspannung für

die gegenphasig im Schalterbetrieb arbeitenden I ran-

sistoren liefert. An den Eingangsklemmen 1 und 2

des Modulators liegt die zu messende Gleichspannung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zerhacker- Uk- Die zerhackte Gleichspannung U.\ wird an den Modulator mit zwei im Gegentakt arbeitenden Feld- 55 Klemmen 10 und 11 der Sekundärwicklung 9 des effekttransistoren als Serienschalter, deren Steuer- Ausgangstransformators 12 abgenommen,
elektroden mit getrennten Sekundärwicklungen eines Die Quellen-Elektroden der beiden Feldeffekt-Steuertransformators verbunden sind, sowie mit einem transistoren 6 und 7 liegen an der einen Eingangsdem Modulator nachgeschalteten und durch einen klemme 2, während ihre Senken-Elektroden je an Ausgangstransformator get renn ten Wechselspannungs- 60 einem der beiden äußeren Anschlüsse 3 und 4 der verstärker zur Speisung der Steuerwicklung eines mittelangezapften Primärwicklung 8 des Ausgangs-Zweiphasen-Servo-Motors, dessen Erregerwicklung transformators 12 angeschlossen ist. Die andere Einmit einer gegenüber der vom Wechselspannungsver- gangsklemme 1 ist mit der Mittelanzapfung 5 des stärker gelieferten Spannung um 90° phaaenverscho- Ausgangstransformators verbunden,
benen Wechselspannung gespeist wird. 65 Die η-Kanal Feldeffekttransistoren 6 und 7 werden Ein Modulator mit zwei im Gegentakt arbeitenden über ihre Steuer-Elektroden mit einer um 180° pha-PeldefTekttransistoren ist aus der deutschen Auslege- senverschobenen sinusförmigen Wechselspannung anichrift 1 947 420 bekannt. Ein dem Modulator nach- gesteuert. Die Feldeffekttransistoren arbeiten als