DE2408381C3 - Schaltungsanordnung zur pulsbreitenmodulierten Ansteuerung von Leistungstransistoren - Google Patents
Schaltungsanordnung zur pulsbreitenmodulierten Ansteuerung von LeistungstransistorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche
Schaltungsanordnung ist durch die DE-AS 15 88 718 bekannt.
Die Ansteuerung von Leistungstransistoren in Reglern mit geschaltetem Stellglied erfolgt nach dem
Prinzip der Pulsbreitenmodulation mit üblicherweise konstanter Frequenz. Derartige Transistoren können
bei entsprechender Ausbildung des Leistungsteils das Stellglied eines Schaltreglers oder eines pulsbreitengeregelten
Wechselrichters sein. Sie benötigen nach dem aufsteuernden Impuls eine Sperrspannung an der Basis,
um eine schnelle Abschaltung des Kollektorstromes durch Ausräumen der Basisladung zu erreichen. Dies
kann beispielsweise durch eine bei Aufsteuerimpulsende angeschaltete Sperrspannung erzielt werden. Zur
Anschaltung dieser Basissperrspannung dienten bisher Transistoren oder Thyristoren. Bei der Anordnung nach
der deutschen Auslegeschrift 15 88718, die einen Gleichspannungswandler beschreibt, wird die Sperrspannung
für einen als steuerbarer elektronischer Schalter eingesetzten Transistor über einen Transistor
angelegt. Diese Sperrspannung wird ebenso wie die aufsteuernde Spannung an einer Sekundärwicklung
eines einen Hilfswechselrichter mitbildenden Transformators abgenommen. Der Ansteuerimpuls für den
genannten Thyristor wird aus einem Steuerteil geliefert, das in bestimmter Weise anzusteuernde Sättigungsdrosseln
enthält.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art die
pulsb^eitenmodulierte Ansteuerung der Leistungstransistoren zu vereinfachen, ohne daß eine Verminderung
der Zuverlässigkeit bzw. eine Erhöhung der Störanfälligkeit dabei auftritt.
Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 erreicht.
Erfindungsgemäß findet somit anstelle eines Transistor- oder Thyristorschalters im Basiskreis des Leistungstransistors
ein Diodenschalter Verwendung. Die Öffnungszeit des Schalters wird unmittelbar durch
bestimmte Flanken zweier rechteckförmigen Spannungen beeinflußt. Es entsteht dabei während der durch die
Phasenverschiebung definierten Zeitspanne Aufsteuerspannung für den jeweiligen Leistungstransistor.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Schaltungsbeispiel einer einfachen Pulsbreitenmodulation
nach der Erfindung mit Leistungstransistoren in Gegentaktanordnung,
F i g. 2 ein Diagramm über den Spannungsverlauf am Übertrager und an den Basis-Emitterstrecken der
Leistungstransistoren,
F i g. 3 entsprechend F i g. 1 die Leistungstransistoren in Darlington-Anordnung und
Fig.4 die Lösung nach der Erfindung für komplementäre
Leistungstransistoren in Gegentaktschaltung.
In der Fig. 1 sind mit Uo 1 und Uo2 die beiden
phasenverschobenen rechteckförmigen Wechselspannungen bezeichnet, die durch die Übertrager 1 und 2
galvanisch getrennt sind. In Reihe mit der Übertragerwicklung, an der die Spannung Ui anliegt, ist ein
ohmscher Widerstand 3 im Basiskreis eines Leistungstransistors 4 vorgesehen. In Reihe mit der Übertragerwicklung,
an der die Spannung t/2 anliegt, ist eine Diode 5 geschaltet. Im Basiskreis des in der Gegentaktanordnung
vorhandenen Leistungsfränsistors 7 liegt ein Widerstand 6 sowie eine Diode 8. An den Wicklungen,
die für die Ansteuerung dieses Leistungstransistors bestimmt sind, treten die Spannungen i/3 und 1/4 auf.
Der Wicklungsanfang der jeweiligen Übertragerwicklungen ist durch einen Punkt gekennzeichnet
Mit UBE(4) bzw. UBE(J) sind die Basis-Emitterspannungen
des Transistors 4 bzw. des Transistors 7 bezeichnet
Bei dem in der F i g. 2 dargestellten Diagramm ist in der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die
Spannung aufgetragen.
Die F i g. 3 unterscheidet sich nur insofern vom linken
Teil der F i g. 1, daß statt eines Leistungstransistors eine Darlingtoii-Anordnung von zwei Transistoren 4 und 10
und eine weitere Diode 9 vorgesehen sind. Die Primärwicklungen der Übertrager 1 und 2 sind ebenso
wie die in gleicher Weise erweiterte Ansteuerung des Transistors 7 nicht dargestellt
Nach der Darstellung in der F i g. 4 handelt es sich um komplementäre Leistungstransistoren 4 und 11 und
einen weiteren Widerstand 12 und eine zusätzliche Diode 13. F i g. 4 stellt ebenso wie F i g. 1 eine
Gegentaktschaltung dar, die in gleicher Weise wie in Fig.3 durch Darlington-Transistoren und zusätzliche
Dioden erweitert werden kann. Die Primärwicklungen der Übertrager 1 und 2 sind nicht dargestellt.
F i g. 2 dient zur Erläuterung der F i g. 1 und sinngemäß der F i g. 3 und 4. Die beiden Spannungen
i/l und t/2 treten im Ansteuerkreis des Transistors 4
mit der durch die Differenz der Zeitpunkte f 1 und iO vorgegebenen Phasenverschiebung auf. Während der zu
den Zeitpunkten <0 bis f2 anstehenden ersten
Halbwelle der Spannung U1 wird über den Widerstand
3 bis zum Zeitpunkt 11 eine den Transistor 4 aufsteuernde Spannung an seine Basis angelegt. Mit
dem durch die Phasenverschiebung definierten Zeitpunkt 11 entsteht durch den Einfluß der negativen
Halbwelle der Spannung t/2 eine Sperrspannung an der Basis des Transistors 4, da die Diode 5 für die negative
Halbwelle durchlässig geschaltet ist. Diese bleibt bis zum Zeitpunkt i3 bestehen. Während der zwischen den
Zeitpunkten f2 und r4 gegebenen zweiten Halbwelle
der Spannung Ui ist der Transistor 4 gesperrt Eine
aufsteuernde Wirkung der Spannung U2 während der durch die Zeitpunkte 13 und 14 bestimmten Zeitspanne
ist nicht gegeben, da infolge der Sperrwirkung der Diode sich der betreffende Spannungsanteil nicht
basisseitig auswirken kann.
Die Gegentaktansteuerung des zweiten Leistungstransistors
7 erfolgt bei Bedarf entsprechend um eine Halbwelle verschoben über den Widerstand 6 und die
Diode 8, wenn die Rechteckspannung U 3 gegenüber i/l und die Rechteckspannung ί/4 gegenüber U2 um
180 Grad phasenverschoben sind.
Wie aus der F i g. 3 zu ersehen ist können statt eines Leistungstransistors eine Darlington-Anordnung von
zwei Transistoren so angesteuert werden, daß sowohl der Basisanschluß des Treibertransistors als auch der
Leistungstransistor über je eine Diode an die Sperrspannung i/2 bzw. i/4 angeschlossen werden, wobei
die zweite Diode 9 antiparallel zur Basis-Emitterstrecke des Treibertransistors 10 liegt. Es ist auch möglich, die
beiden Dioden jeweils zwischen Basisanschluß des Treiber- bzw. Leistungstransistors und die Spannung
t/2 zu legen.
Bei der weiteren Ausgestaltung nach der F i g. 4 werden komplementäre Leistungstransistoren, die auch
durch eine Darlington-Anordnung ersetzt sein könnten, mit Hilfe einer weiteren Diode 13 und eines weiteren
Widerstandes 12 mittels der Spannungen t/l und U2
im Gegentakt angesteuert. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. So können beispielsweise die Übertrager 1 und 2 auch mit mehreren Ausgangswicklungen
versehen sein, um mehrere Leistungstransistoren getrennt anzusteuern.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Schaltungsanordnung zur pulsbreitenmodulierten
Ansteuerung eines als schaltendes Stellglied in einem elektronischen Spannungs- oder Stromregier
eingesetzten Leistungstransistors, wobei der über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors verlaufende
Steuerstromkreis eine Parallelschaltung von zwei Stromzweigen enthält, von denen der erste Stromzweig
aus der Reihenschaltung einer ersten transformatorisch eingekoppelten rechteckförmigen Wechselspannung
und eines Widerstandes besteht und der zweite Stromzweig die Reihenschaltung einer
zweiten transformatorisch eingekoppelten rechteckförmigen Wechselspannung gleichartigen Verlaufs
und gleicher Frequenz wie die erste rechteckförmige Wechselspannung und einer Diode aufweist, mit
derartiger Polung der zweiten rechteckförmigen Wechselspannung und der Diode, daß während
mindestens eines Teils der in aufsteuerndem Sinne für den Transistor gerichteten Halbwelle der ersten
rechteckförmigen Wechselspannung die Reihenschaltung aus der zweiten rechteckförmigen Wechselspannung
und der Diode eine an die Basis-Emitter-Strecke des Transistors anlegbare Sperrspan- r->
nungliefert, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stromzweig außer der zweiten rechteckförmigen
Wechselspannung (U 2) ausschließlich die Diode (5) enthält und die beiden rechteckförmigen
Wechselspannungen (Ui, U2) um einen durch die
Regelabweichung gesteuerten Winkel gegeneinander phasenverschoben sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt eines Leistungstransistors
eine Darlington-Anordnung von zwei Transistoren (4, 10) vorgesehen ist, bei denen sowohl der
Basisanschluß des Treibertransistors als auch der Leistungstransistor über je eine Diode (5, 9) an die
genannte andere Wechselspannung (U 2) angeschlossen sind (F i g. 3). w
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (9) antiparallel zur
Basis-Emitterstrecke des Treibertransistors (4) angeordnet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch 4
gekennzeichnet, daß komplementäre Leistungstransistoren (4, 11) in Gegentaktschaltung verwendet
werden, die mit Hilfe einer weiteren Diode (13) und eines weiteren Widerstandes (12) im Gegentakt
angesteuert werden (F i g. 4). v>
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine
komplementäre Darlington-Anordnung verwendet wird.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Übertrager (1,2) mit mehreren Ausgangswicklungen versehen sind, die zur synchronen, pulsbreitenmodulierten
Ansteuerung mehrerer Leistungstransistoren dienen. &o
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742408381 DE2408381C3 (de) | 1974-02-21 | 1974-02-21 | Schaltungsanordnung zur pulsbreitenmodulierten Ansteuerung von Leistungstransistoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742408381 DE2408381C3 (de) | 1974-02-21 | 1974-02-21 | Schaltungsanordnung zur pulsbreitenmodulierten Ansteuerung von Leistungstransistoren |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2408381A1 DE2408381A1 (de) | 1975-09-04 |
DE2408381B2 DE2408381B2 (de) | 1980-09-25 |
DE2408381C3 true DE2408381C3 (de) | 1981-05-14 |
Family
ID=5908088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742408381 Expired DE2408381C3 (de) | 1974-02-21 | 1974-02-21 | Schaltungsanordnung zur pulsbreitenmodulierten Ansteuerung von Leistungstransistoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2408381C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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NL7711083A (nl) * | 1977-10-10 | 1979-04-12 | Philips Nv | Schakeling voorzien van een hoogspannings- vermogenstransistor. |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL261610A (de) * | 1960-02-24 | |||
FR1527578A (fr) * | 1966-06-17 | 1968-05-31 | Marconi Co Ltd | Stabilisateurs de commutation |
-
1974
- 1974-02-21 DE DE19742408381 patent/DE2408381C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2408381A1 (de) | 1975-09-04 |
DE2408381B2 (de) | 1980-09-25 |
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Legal Events
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