DE2613896C3 - Impulsbreitengesteuerter Gleichstrom-Transistordurchflußumrichter mit einer Strombegrenzungsschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einc.i impulsbreitengesteuerten Gleichstrom-Trariiistordurchflußumrichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schaltung ist bekannt (Siemens-Zeitschrift 45 [1971], Beiheft »Nachrichten-Übertragungstechnik«, Seite 164, Bild 4).

Um die Schalttransistoren in solchen Gleichstromumrichtern besonders bei Belastung bis an die Grenzwerte gegen Überlastung wirksam zu schützen, ist eine verzögerungsfreie Momentanwertstrombegrenzung erforderlich. Das Kriterium für eine derartige Strombegrenzung wird durch einen Vergleich der Transistorstromimpulse mit einem Schwellenwert gewonnen und durch Beeinflussung der Impulsbreitensteuerung des Schalttransistors im Gleichstromumrichter durch Verringerung der Steuerimpulsbreite zu seiner vorzeitigen oder nahezu vollständigen Sperrung benutzt. Bedingt durch den endlichen Wert der Speichcrinduktivität im Ausgangskreis von solchen Gleichstromumrichtern ist der Transistorstromimpuls nicht rechteckförmig, sondern mit einer Dachschräge versehen. Diese ermöglicht eine stetige Verkleinerung der Stromimpulsdauer, beginnend vom Einsatzpunkt der Strombegrenzung bis zum KurzschJußfall. Dieses Prinzip hat einen für manche Anwendungen störenden Nachteil. Die Transistorstromimpulse können alternierend kurze oder lange Impulsdauern aufweisen. Dadurch entstehen Bruchteile der über der Hörgrenze liegenden Taktfrequenz. Die Nachteile sind störendes Pfeifen und größere Welligkeit.

Arbeiten mehrere dieser Gleichstromumrichter ohne Stromsymmetrierregelung im Parallelbetrieb, dann sind diese Nachteile besonders störend, da der Strombegrenzungseinsatz hier als regulärer Betriebsfail auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem impulsbreitengesteuerten Gleichstrom-Transistordurchflußumrichter der eingangs genannten Art eine Momentanwertstrombegrenzung anzugeben, bei der der Einfluß der Dachschräge der Transistorstromimpulse auf die Stromimpuisdauer weitgehend behoben ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Weise gelöst Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Amplitude der Sägezahnspannung etwa um den Faktor 2 größer als die Amplitude der Dachschräge der Stelltransistorstromimpulse. in

Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen impulsbreitengesteuerten Eintaki-Durchflußumrichters im Prinzip dargestellt.

F i g. 2 zeigt Impulsverläufe des Durehflußumrichters ohne und mit Benutzung einer Sägezahnspannung.

Der Leistungsteil des Eintakt-Durchflußumrichters (Fig. 1) ist in bekannter Ausführung dargestellt. Eine Eingangsspannung Ue wird mittels eines gesteuerten Stelltransistors Tr auf einen Übertrager O geschaltet, der sekundärseitig über eine Gleichrichterdiode D 1, eine Freilaufdiode D 2 und ein Z.C-Siebglied LC eine geregelte Ausgangsspanp.ung Us liefert. Der Stcütransistor Tr wird in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung Ua über einen Regelverstärker mit Regelumsetzer Rg und einer Ansteuerschaltung St gesteuert.

Zur Erzielung einer Momentanwertstrombegrenzung ist im Längszweig des Eintakt-Durchflußumrichters zwischen einer Eingangsklemme und dem Emitter des Stelltransistors Tr ein Strommeßwiderstand Rm vorgesehen, dessen Spannungsabfall Uist nach Vergleich mit einer Sägezahnspannung USZin einem Komparator K ein Abschaltkriterium liefert, das den Stelltransistor Tr über die Ansteuerschaltung Λ steuert Im Eingangskreis des Komparators sind der Meßwiderstand R_M und ein Sägezahngenerator Gs mit einer Gleichspannungsquel-Ie in Reihe geschaltet, deren Spannung UsoII eine dem Spannungsabfall Uist entgegengesetzte Polung aufweist

In Fig.2 sind die Stromimpulse /1 des Stelltransistors Tr sowie die Spannungen am BLv und Ausgang des Komparators K wiedergegeben. Die Darstellung a zeigt die Steuerimpulsfolge UStr bei fehlender Sägezahnspannung. In der Darstellung b ist die Wirkung der Sägezahnspannung als zusätzlich eingeführtes Abschaltkriterium ersichtlich.

Jeweils in den Schnittpunkten der Differenzspannung von UsoII und Uist mit der Sägezahnspannung USZ wird durch den Komparator K ein Abschaltimpuls ausgelöst. Diese Impulse UStr erscheinen mit konstanter Periode Tund bewirken Transistorstromimpulse /1 mit konstanter Breite. Störendes Pfeifen und größere Welligkeit können nicht mehr auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Impulsbreitengesteuerter Gleichstrom-Transistordurchflußumrichter mit einer Strombegrenzungsschaltung, dfe in Abhängigkeit von den Stromimpulsen, die eine Dachschräge aufweisen, durch einen Steiltransistor des Durchflußumrichters gesteuert ist,dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Steuerkriteriums für eine Momentanwertstrombegrenzung durch Abschalten des Stelltransistors (Tr) ein Komparator (K) den Vergieich einer Differenzspannung mit einer in einem Sägezahngenerator (Gs) erzeugten periodischen Sägezahnspannung (USZ) konstanter Flankensteilheit durchführt, wobei die Differenzspannung die Differenz aus einer fester. Gleichspannung (UsoII) und einer von den über die Schaltstrecke des Stelltransistors (Tr) fließenden Stromimpulsen (; 1) abgeleiteten Meßsparvcing (Uist) ist und die Flankensteilheit der Sägezahnspannung (USZ) größer bemessen ist als die Steilheit der Dachschräge der Stromimpulse (H).

2. Gleichstrom-Transistordurchflußumrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Sägezahnspannung (USZ) etwa um den Faktor 2 größer ist als die Amplitude der Dachschräge der Stelltransistor-Stromimpulse.