DE2647958B2 - Schaltungsanordnung für einen fremdgesteuerten Wechselrichter - Google Patents
Schaltungsanordnung für einen fremdgesteuerten WechselrichterInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
für einen fremdgesteuerten Wechselrichter, bei dem an einer Gleichspannungsquelle mindestens zwei
Halbleiterschalter liegen, die im Gegentakt angesteuert werden und wechselweise Strom führen, wobei die
Halbleiterschalter mit ihren Steuerstrecken an Sekundärwicklungen eines Steuertransformators liegen, der
über eine Primärwicklung eine primäre Steuerspannung wechselnder Polarität bekommt und wobei ein zeitliches
Überschneiden der Stromführungszeit der beiden Halbleiterschalter durch eine Steuereinrichtung verhindert
wird, die die Ansteuerung eines Halbleiterschalters solange verhindert wie der im Gegentakt angesteuerte
Halbleiterschalter noch Strom führt.
Das Problem eines zeitlichen Überschneidens des gleichen Schaltzustandes der beiden Gegentaktschalter
+5 tritt insbesondere dann auf, wenn als Schalter
Leistungstransistoren verwendet werden und wenn die beiden Leistungstransistoren in Reihe geschaltet sind. In
dieser Schaltung liegt dann die Reihenschaltung an der Gleichspannungsquelle; der Verbindungspunkt der
beiden Leistungstransistoren führt ein Wechselpotential. Wird ein solcher Leistungstransistor abgeschaltet,
d. h. gesperrt, dann ist er für die sog. Ausräumzeit der Basis, oder auch Speicherzeit genannt, noch weiter
leitend. Wenn gleichzeitig mit dem Sperren des einen Leistungstransistors der andere Leistungstransistor
leitend gesteuert wird, dann sind für eine kurze Zeit beide Leistungstransistoren der Reihenschaltung leitend.
Dadurch können Ströme fließen, die bis zur Zerstörung der beiden Transistoren führen. Damit nun
sichergestellt ist, daß der eine Leistungstransistor erst dann leitend gesteuert wird, wenn der andere
Leistungstransistor mit Sicherheit gesperrt ist, gibt es die eine Möglichkeit, während der Ansteuerimpulse
Pausen einzulegen. Diese Pausen müssen jedoch so groß sein wie die größtmögliche Speicherzeit der Leistungstransistoren.
Angesichts des durch die Toleranzen bedingten Sicherheitsabstandes wird der Wirkungsgrad
der Wechselrichtung sehr ungünstig.
Eine bessere Lösung ist beispielsweise aus der DD-PS
74 571 bekannt Danach setzt sich die Steuerspannung für die Wechselrichtertransistoren aus einer Fremdsteuerspannung
und aus einer Hilfsspannung zusammen, die dem Verlauf der Ausgangsspannung des Wechselrichters
entspricht Damit wird erreicht, di:0 der zeitliche
Abstand aufeinanderfolgender Steuerimpulse nur so groß ist wie unbedingt erforderlich, nämllich so groß wie
die Sperrverzugszeit der Wechselrichtei transistoren.
Eine andere bessere Möglichkeit ist beispielsweise aus der Zeitschrift »Electronic Design«,, Nr. 11, 24. Mai
1975, S. 82 bis 86, insbesondere aus der dortigen Figur 6 bekannt und besteht darin, über eine Logik zu
verhindern, daß ein Leistungstransistor I eitend geschaltet wird, solange der andere innerhalb der Speicherzeit
noch leitend ist, obwohl er an sich üi:hon für seine
Sperrung angesteuert worden ist. Als Indikator für den Schaltzustand der Leistungstransistoren ist bei der
bekannten Schaltung die Ausgangsspannung des die Leistungstransistoren enthaltenden Schaltverstärkers
verwendet, die der Kollektor-Emitterspannung der Leitungstransistoren entspricht. Bei hoher Leistung ist
dieser Indikator unzuverlässig und kann ein zeitliches Überschneiden der Stromführung nicht garantiert
verhindern.
Eine technische Realisierung dieses Logik-Prinzips ist
aus der DE-AS 20 19 779 bekannt. Danach wird mit dem Fremdsteuersignal nur gesperrt. Der jeweils andere
Wechselrichtertransistor erhält sein Steuersignal, das ihn leitend steuern soll, von der Kollektor-Emitter-Spannung
des gesperrten Transistors, also erst, wenn dieser gesperrt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für einen Wechselrichter
anzugeben, die ausgehend von dem bekannten Prinzip, mit einer Logik das zeitliche Überschneiden des
Schaltzustandes der beteiligten Gegeni:aktschalter zu verhindern, eine zuverlässig arbeitende Steuereinrichtung
enthält Dabei ist insbesondere an die Realisierung bei einem Wechselrichter in Brückenschaltung für hohe
Leistungen gedacht, bei dem nicht nur an die Sicherheit der Gegentaktschalter hohe Anforderungen gestellt
werden, sondern bei dem auch die bekannten Lösungen nicht brauchbar sind. Die Wechselrichter-Brückenschaltung
ist dabei an sich beispielsweise aus der CH-PS 394 373 bekannt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß als Stellglieder der Steuereinrichtung parallel zu der Primärwicklung für beide
Polaritäten jeweils die Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke eines Steuertransisitors mit einer
Diode gleicher Leitungsrichtung und mit einem ohmschen Widerstand liegt, daß zum Erfassen der
Stromführung jedem Halbleiterschalter die Primärseite jeweils eines Wandlers zugeordnet ist, dessen Sekundärseite
mit der Emitter-Basis-Strecke jeweils eines der beiden Steuertransistoren verbunden ist, und daß die
Zuordnung der Halbleiterschalter zu den Steuertransistoren in der Weise vorgesehen ist, daß der Ausgangsstrom
des Wandlers am jeweils tromfiiilhrenden Halbleiterschalter
denjenigen Steuertransistor leitend steuert, dessen Emitter-Kollektor-Strecke durch die
primäre Steuerspannung in Sperrichtung gepolt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen vorzugsweise den Fall, wo die Gegentaktschalter
Leistungstransistoren sind, und sehen zu in Erfassen der für den geschalteten Strom möglichst ohne zeitliche
Verschiebung repräsentativen Größe vor, daß die Wandler entweder in Reihe jeweils zur Emitter-Kollektor-Strecke
des zugehörigen Leistungstransistors liegen, also den Kollektorstrom vorteilhaft direkt erfassen,
oder daß nie parallel zur Emitter-Basis-Strecke liegen,
wobei der durch die Emitter-Basis-Spannung fließende Strom als repräsentative Größe genommen wird. Die
Basis-Emitter-Spannung ist mit dem geschalteten Kollektorstrom über die Sättigung des Leistungstransistors
einschließlich der Speicher- bzw. Ausräumzeit der Basis weitgehend verkoppelt und kann zuverlässiger
den Schaltzustand angeben als die Kollektor-Emitter-Spannung.
Andere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung betreffen die Ansteuerung des
Steuertransformators selbst, der entweder eine einfache Primärwicklung oder eine Primärwicklung mit Mittelanzapfung
hat. Im Fall der Mittelanzapfung liegen dann die beiden Steuertransistoren symmetrisch zur Mittelanzapfung
und zu den beiden Hälften der Primärwicklung ausgehend von der Mittelanzapfung parallel.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung betrifft die Ausführung
des Wechselrichters als Brückenschaltung aus zwei Paaren von Halbleiterschaltern, bei denen jeweils
einander gegenüberliegende Halbleiterschalter gleichsinnig gesteuert sind. Die Wandler gleichsinnig gesteuerter
Halbleiterschalter sind dann jeweils mit der Steuerelektrode eines der beiden Steuertransistoren
verbunden. Eine Möglichkeit besteht darin, diese Verbindung mit der Funktion eines ODER-Gatters für
je zwei Halbleiterschalter über eine Diode pro Halbleiterschalter herzustellen. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, die Steuertransistoren jeweils durch Parallelschalten eines weiteren Steuertransistors zu je
einem Paar zu erweitern. Die Ansteuerung eines Paares durch die gleichsinnig gesteuerten Halbleiterschalter
erfolgt dann jeweils an den Basen der beiden zusammengeschalteten Steuertransistoren.
Ferner sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung die Erweiterung
zu einer Regelschaltung vor für den Fall, wo dem Wechselrichter ein Gleichrichter nachgeschaltet ist, wo
also eine Gleich-Gleich-Wandlung bewerkstelligt werden soll. In diesem Fall können die Steuertransistoren
zur Regelung der Gleichspannung hergezogen werden. Zu diesem Zweck ist eine weitere Steuerung der
Steuertransistoren über einen Regler vorgesehen, der die Höhe der gewonnenen Gleichspannung ausregelt.
Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung stellt mit einfachen Mitteln eine praktikable Lösung der
gestellten Aufgabe dar, insbesondere für einen Wechselrichter hoher Leistung, bei dem wegen der erforderlichen
hohen Schaltströme die Ansteuerung der Gegentaktschalter über einen Transformator erfolgt und von
Vorteil ist, die Gegentaktschalter durch Leistungstransistoren zu realisieren und die Gegentaktschaltung in
einer Brückenschaltung auszuführen. Durch die Steuereinrichtung wird garantiert, daß ein für die Schalter bzw.
für die Leistungstransistoren schädliches und Verlustleistung erzeugendes Überlappen ihres leitenden Zustandes
verhindert wird.
Anhand der Figuren der Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
näher erläutert werden. Dabei zeigt die
Fig. 1 als Ausführungsbeispiel einen Wechselrichter,
bei dem vier Leistungstransistoren als Gegentaktschalter in einer Brückenschaltung angeordnet sind. Die
Ansteuerung erfolgt über einen Transformator mit Mittelanzapfung. Die
Fig.2 zeigt als Variante die Ansteuerung über einen
Transformator ohne Mittelanzapfung, die
Fig.3 die Erweiterung der Steuertransistoren zu Steuertransistorpaaren. In der
Fig.4 ist die zweite Möglichkeit zur Erfassung des
Schaltzustandes der Leistungstransistoren dargestellt, wo die Wandler parallel zu den Basis-Emitter-Strecken
der Leistungstransistoren liegen. Die
F i g. 5 zeigt die Erweiterung eines Wechselrichters mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung zu
einem Gleichspannungswandler, bei dem die Höhe der gewonnenen Gleichspannung über die Steuertransistoren
ausgercgelt wird.
In der F i g. 1 sind mit 1 bis 4 vier Leistungstransistoren vom npn-Typ bezeichnet, die in einer Brückenschaltung
angeordnet sind. Dazu liegen die Kollektoren der beiden Leistungstransistoren 1 und 2 über die
Primärseiten jeweils eines Wandlers 5 bzw. 6 an einer Klemme 9, die gegenüber einem Bezugspotential eine
Gleichspannung + Ub führt. Die Emitter der beiden Leistungstransistoren 1 und 2 führen jeweils über die
Primärseite eines Wandlers 7 bzw. 8 und über die Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 3
bzw. 4 zum Bezugspotential. Die Emitter der beiden Leistungstransistoren 1 und 2 sind mit einem Ausgang
10 verbunden, der eine Wechselspannung führt. Die Sekundärseiten der Wandlers 5 bis 8 haben jeweils zwei
Ausgangsklemmen, die in der Reihenfolge der Wandler 5 bis 8 mit a bis Λ bezeichnet sind. Zur Ansteuerung sind
die Emitter-Basis-Strecken der Leistungstransistoren 1 bis 4 jeweils über einen ohmschen Widerstand 11 bzw.
12 bis 114 an je eine Sekundärwicklung 15 bzw. 16 bis 18 eines Steuertransformators 19 angeschlossen.
Eine Primärwicklung 20 des Steuertransformators 19 besitzt zwei Anschlußklemmen, die zu zwei Ausgängen
χ und ζ eines Steuerteils 21 führen, und eine Mittelanzapfung, die zu einem Ausgang ydes Steuerteils
21 führt. Parallel zu dem einen Teil der Primärwicklung
20 und zwischen den Klemmen y und χ des Steuerteiles
21 liegt die Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke eines Steuertransistors 22 mit einer Diode 23
und mit einem ohmschen Widerstand 24. Parallel zu dem anderen Teil der Primärwicklung 20 und zwischen den
Klemmen y und ζ des Steuerteils 2! liegt die Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke eines
Steuertransistors 25 mit einer Diode 26 und mit einem ohmschen Widerstand 27. Beide Steuertransistoren 22
und 25 sind vom pnp-Typ. Die Basen der beiden Steuertransistoren 22 und 25 sind mit dem Ausgang y
des Steuerteils 21 jeweils über einen ohmschen Widerstand 28 bzw. 29 verbunden. Die Basis des
Steuertransistors 22 führt über eine Diode 30 zur Klemme e des Wandlers 7 und über eine Diode 31 zur
Klemme c des Wandlers 6. Die Basis des Steuertransistors 25 führt über eine Diode 32 zur Klemme g des
Wandlers 8 und über eine Diode 33 zur Klemme a des Wandlers 5. Die Mittelanzapfung ist mit den Klemmen
d, f, h und Λ der Wandler 5 bis 8 verbunden. Die Leitungsrichtung der Diode 23 ist dieselbe wie die der in
Reihe geschalteten Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 22, entsprechend die der Diode 26 zum
Steuertransistor 25. Die Leitungsrichtung der Dioden 30
bis 33 ist dieselbe wie die der Emitter-Basis-Dioden der angeschlossenen Steuertransistoren 22 und 25. Durch
Einzeichnung von Punkten bei den Wicklungen des Steuertransformators 19 ist gekennzeichnet, daß bei
positiver Polarität des an dem Ausgang ζ des Steuerteili
21 liegenden Anschlusses der Primärwicklung 20 die beiden Leistungstransistoren 1 und 4 leitend gesteuer
werden, bei positiver Polarität des am Ausgang χ de!
Steuerteils 21 liegenden Anschlusses der Primärwick lung 20 die beiden Leistungstransistoren 2 und 3.
Es sei angenommen, daß die beiden Leistungstransi stören 1 und 4 leitend gesteuert sind und die beider
Leistungstransistoren 2 und 3 gesperrt. Dann sind irr
ίο Steuerteil 21 der Ausgang χ auf Bezugspotentia
geschaltet, der Ausgang y positiver als χ und dei
Ausgang ζ positiver als y. Es fließt dann ein Strom durch die Wandler 5 und 8, die über die beiden Dioden 32 unc
33 den Steuertransistor 25 leitend zu steuern versuchen Durch die in Sperrichtung vorgespannte Diode 26 bleib
jedoch der Steuertransistor 25 ohne Strom. Dei Steuertransistor 22 wäre durch die leitend vorgespannte
Diode 23 leitend, ist jedoch wegen der fehlender Ansteuerung der beiden Dioden 30 und 31 gesperrt. Di«
beiden Wandler 6 und 7 führen keinen Strom.
Wird nun die Ansteuerung umgeschaltet, d. h. dei Ausgang zdes Steuerteils 21 auf Bezugspotential gelegt
der Ausgang y positiver als der Ausgang ζ und dei
Ausgang χ positiver als der Ausgang y, so kehren sich die Spannungen am Steuertransformator 19 um. Di«
Diode 23 wird gesperrt, die Diode 26 leitend. Führer nun die beiden Leistungstransistoren 1 und 4 trotz dei
sie sperrenden Ansteuerung aufgrund ihrer Speicherzeil wieder Strom, dann bleibt der Steuertransistor 25 weitei
leitend angesteuert und führt wegen der leitendmachen
den Vorspannung der Diode 26 nun Strom. Durch Dimensionierung des ohmschen Widerstandes 27 —
entsprechend des ohmschen Widerstandes 24 — wire erreicht, daß die Sekundärwicklungen 16 und 17 des
Steuertransformators 19 nur eine solche Spannung bekommen, daß die Leistungstransistoren 2 und 3 noch
nicht leitend werden. Solange noch ein Kollektorstrorr durch die beiden Leistungstransistoren 1 und 4 fließt
bleibt der Steuertransistor 25 leitend, und die Sekundärspannungen in den Wicklungen 16 und 17 können der
Wert von beispielsweise 0,5 V nicht übersteigen. Die Leistungstransistoren 2 und 3 bleiben solange gesperrt
Erst wenn die Kollektorströme der beiden Leistungstransistoren 1 und 4 auf einen so kleinen Wen
abgesunken sind, daß der Steuertransistor 25 gespem wird, können die Sekundärspannungen in den Sekundärwicklungen
16 und 17 über 0,5 V ansteigen und die Leistungstransistoren 2 und 3 leitend steuern. Da;
Entsprechende gilt bei dem nächsten Umschalten, wc
so das Leitendsteuern der beiden Leistungstransistoren 1 und 4 entsprechend verzögert wird. Die magnetische
Energie des Steuertransformators 19, die sich als Stromeinprägung bemerkbar macht, wird während dei
Strompausen in den ohmschen Widerständen 24 und 27 verbraucht und kann die Sekundärspannungen nicht
über 0,5 V anheben.
Wird bei dem Steuertransformator 19 keine Primärwicklung 20 mit Mittelanzapfung verwendet, so sind die
Steuertransistoren 22 und 25 zwischen die Anschluß klemmen der Primärwicklung 20 geschaltet. Dieses
Detail ist in der F i g. 2 dargestellt. Ein Steuertransformator 19 hat wieder die Primärwicklung 20, diesma
ohne Mittelanzapfung, und vier Sekundärwicklungen Ii
bis 18. Das Steuerteil 21 hat nur die Ausgänge χ und ζ
die mit den beiden Anschlüssen der Primärwicklung 2*
verbunden sind. Die Reihenschaltung der Emitter-Kol lektor-Streckc des Steuertransistors 25 mit der Diode 2f
und mit dem ohmschen Widerstand 27 liegt danr
parallel zu den Anschlüssen der Primärwicklung 20;
entsprechend für den Steuertransistor 22. Als Variante sind diesmal keine pnp-Transistoren dargestellt, sondern npn-Transistoren für die beiden Steuertransistoren
22 und 25. Dementsprechend kehren sich die Polaritäten der Dioden 23 und 26 um und die der an den Basen
liegenden ansteuernden Dioden 30 bis 33. Weiter liegt hier die Diode 26 am Kollektor des Steuertransistors 25
und die Diode 23 am Kollektor des Steuertransistors 22. Der Emitter des Steuertransistors 25 ist mit den
Klemmen b und Λ des Wandlers 5 bzw. 8, die Emitter des Steuertransistors 22 mit den Klemmen d und / des
Wandlers 6 bzw. 7 verbunden.
In der Fig.3 ist eine andere Ansteuerung der
Steuertransistoren 22 und 25 dargestellt Wieder ist ein Steuertransformator 19 mit einer Primärwicklung 20
und mit Sekundärwicklungen 15 bis 18 verwendet Die Primärwicklung 20 ist mit ihrer Mittelanzapfung mit
einem Ausgang y und mit den beiden äußeren Anschlüssen mit den Ausgängen χ und ζ des Steuerteils
21 verbunden. Zwischen den Ausgängen y und ζ liegen wie beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 die Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 25 mit der Diode 26 und mit dem ohmschen
Widerstand 27. Zwischen den Ausgängen y und χ liegt die Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke des
Steuertransistors 22 mit der Diode 23 und mit dem ohmschen Widerstand 24. Parallel zu der Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 22 ist diejenige
eines Steuertransistors 34 und parallel zu der Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors 25 diejenige
eines Steuertransistors 35 geschaltet Dadurch werden Steuertransistorpaare gebildet, die die bei den vorigen
Ausführungsbeispielen durch die Dioden 30 bis 33 gebildeten ODER-Gatter ersetzen. In diesem Fall sind
die Klemmen der Wandler 5 bis 8 direkt mit den Basen der Steuertransistoren 22,25,34 und 35 verbunden. Und
zwar liegen die Klemme a des Wandlers 5 an der Basis des Steuertransistors 35, die Klemme g des Wandlers 8
an der Basis des Steuertransistors 25, die Klemme cdes
Wandlers 6 an der Basis des Steuertransistors 22 und die Klemme e des Wandlers 7 an der Basis des
Steuertransistors 34. Alle Steuertransistoren sind von demselben Typ. Die Klemmen b, d, /und h der Wandler
5 bis 8 sind wie beim Ausführungsbeispiel nach der F i g. 1 mit dem Ausgang y und mit der Mittelanzapfung
der Primärwicklung 20 verbunden. Der Vorteil dieser direkten Ansteuerung der Steuertransistoren nach
diesem Ausführungsbeispiel gegenüber der Ansteuerung über Dioden liegt darin, daß von den Wandlern 5
bis 8 geringere Ausgangsspannungen verlangt werden und dadurch der Wirkungsgrad des Wechselrichters
verbessert wird.
Eine weitere Möglichkeit, die Steuertransistoren 22
und 25 bzw. nach der Variante der Fig.3 auch die
Steuertransistoren 34 und 35 anzusteuern, besteht darin, die Wandler 5 bis 8 nicht in den Kollektorstromkreis der
Leistungstransistoren 1 bis 4 zu schalten, sondern in deren Steuerkreis. Dies ist in der Fig.4 dargestellt
Wieder enthält der Steuertransformator 19 die Primärwicklung 20 und Sekundärwicklungen 15 bis 18, die mit
den Emittern und über jeweils einen der ohmschen Widerstände 11 bis 14 mit den Basen eines der
Leistungstransistoren 1 bis 4 verbunden sind. Die Primärseiten der Wandler 5 bis 8 sind hier zwischen die
Basis und den Emitter jeweils eines der Leistungstransistoren 1 bis 4 geschaltet Dabei wird die Tatsache
ausgenutzt, daß die Basis-Emitter-Spannung erst nach
Ablauf der Speicherzeit von etwa +0,7 V auf einen negativen Wert absinkt
Eine vorteilhafte Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist in der Fig.5 dargestellt Dort ist ein erfindungsgemäßer Wechselrichter
mit Steuereinrichtung erweitert zu einem Gleichspannungswandler. Die primäre Gleichspannung entspricht
der Gleichspannungsquelle 9. Sie wird über die blockmäßig dargestellte Wechselrichterschaltung 36
wechselgerichtet und steht über eine Gleichrichterschaltung 37 in der gewünschten Höhe an einem
Ausgang 38 für eine Last 39 zur Verfügung. Die Ansteuerung des Wechselrichters 36 ist dieselbe wie
nach der F i g. 1 über den Steuertransformator 19 mit den entsprechenden Wicklungen und mit den Steuertransistoren 22 und 25 sowie mit dem Steuerteil 21. Die
Höhe der am Ausgang 38 stehenden Gleichspannung wird in einem Differenzverstärker 40 mit einem
Sollwert verglichen. Eine Abweichung führt über einen Regler 41 zu einer entsprechenden Stellgröße. Diese
wird über jeweils eine Diode 42 bzw. 43 auf die Basis des Steuertransistors 25 bzw. 22 gegeben. Auf diese Weise
läßt sich die Höhe der gewonnenen Gleichspannung über die bereits vorhandene Steuereinrichtung ausregeln. Ist die Ausgangsgleichspannung größer als der
Sollwert, so bleiben die Steuertransistoren 22 und 25 durchgeschaltet, auch wenn die entsprechenden Wandler 6, 7 und 5, 8 die Steuertransistoren 22 und 25
freigegeben hätten. Dadurch sinkt die Ausgangsgleichspannung, bis sie ihren Sollwert unterschreitet Ist dies
der Fall, werden die Steuertransistoren 22 und 25 über die Dioden 43 und 42 gesperrt; der Wechselrichter 36
schaltet wieder ein und vergrößert die Ausgangsgleichspannung wieder. Eine solche Schaltung entspricht
einem Gleichspannungswandler mit Impulsbreitensteuerung.
Claims (7)
1. Schaltungsanordnung für einen fremdgesteuerten Wechselrichter, bei dem an einer Gleichspannungsquelle
mindestens zwei Halbleiterschalter liegen, die im Gegentakt angesteuert werden und
wechselweise Strom führen, wobei die Halbleiterschalter mit ihren Steuerstrecken an Sekundärwicklungen
eines Steuertransformators liegen, der über eine Primärwicklung eine primäre Steuerspannung
wechselnder Polarität bekommt und wobei ein zeitliches Überschneiden der Stromführungszeit der
beiden Halbleiterschalter durch eine Steuereinrichtung verhindert wird, die die Ansteuerung eines
Halbleiterschalters solange verhindert wie der im Gegentakt angesteuerte Halbleiterschalter nach
Strom führt, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglieder der Steuereinrichtung parallel zu der
Primärwicklung (20) für beide Polaritäten jeweils die Reihenschaltung der Emitter-Kollektor-Strecke
eines Steuertransistors (22 bzw. 25) mit einer Diode (23 bzw. 26) gleicher Leitungsrichtung und mit einem
ohmschen Widerstand (24 bzw. 27) liegt, daß zum Erfassen der Stromführung jedem Halbleiterschalter
(1 bzw. 2 bis 4) die Primärseite jeweils eines Wandlers (5 bzw. 6 bis 8) zugeordnet ist, dessen
Sekundärseite mit der Emitter-Basis-Strecke jeweils eines der beiden Steuertransistoren (22 und 25)
verbunden ist, und daß die Zuordnung der Halbleiterschalter (1 bis 4) zu den Steuertransistoren
(22 und 25) in der Weise vorgesehen ist, daß der Ausgangsstrom des Wandlers (5 bzw. 6 bis 8) am
jeweils stromführenden Halbleiterschalter (1 bzw. 2 bis 4) denjenigen Steuertransistor (22 bzw. 25)
leitend steuert, dessen Emitter-Kollektor-Strecke durch die primäre Steuerspannung in Sperrichtung
gepolt ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Leistungstransistoren (1 bis
4) als Halbleiterschalter mit der Emitter-Kollektor-Strecke als Laststrecke und mit der Emitter-Basis-Strecke
als Steuerstrecke die Primärseiten der Wandler (5 bis 8) jeweils in Reihe zur Emitter-Kollektor-Strecke
des zugehörigen Leistungstransistors (1 bzw. 2 bis 4) liegen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Leistungstransistoren (1 bis
4) als Halbleiterschalter mit der Emitter-Kollektor-Strecke als Laststrecke und mit der Emitter-Basis-Strecke
als Steuerstrecke die Primärseiten der Wandler (5 bis 8) jeweils parallel zu der Emitter-Basis-Strecke
des zugehörigen Leistungstransistors (1 bzw. 2 bis 4) liegen.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Steuertransformator (19) primärseitig eine Mittelanzapfung hat, zu der die beiden Steuertransistoren
(22,25) symmetrisch liegen.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare
von Halbleiterschaltern (I, 3 und 2, 4) in einer Brückenschaltung angeordnet sind, deren einander
gegenüberliegende Halbleiterschalter (I, 4 und 2, 3) gleichsinnig gesteuert sind, und daß die Wandler (5,8
und 6, 7) gleichsinnig gesteuerter Halbleiterschalter (1,4 und 2,3) über je eine Diode (JJ bzw. 32 und 31
bzw. JO) mit der Steuerstrecke des zugeordneten Steuertransistors (25 bzw. 22) verbunden sind.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare
von Halbleiterschaltern (1, 3 und 2, 4) in einer Brückenschaltung angeordnet sind, deren einander
gegenüberliegende Halbleiterschalter (1,4 und 2,3) gleichsinnig gesteuert sind, und daß jeweils parallel
zu der Emitter-Kollektor-Strecke eines Steuertransistors (22 bzw. 25) diejenige eines weiteren
Steuertransistors (34 bzw. 35) liegt und daß die Wandler (5, 8 bzw. 6, 7) gleichsinnig gesteuerter
Halbleiterschalter (1, 4 bzw. 2, 3) jeweils mit den Steuerstrecken der so gebildeten Steuertransistorpaare
(35,25 bzw. 22,34) verbunden sind.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu einer
Regelschaltung für einen nachgeschalteten Gleichrichter (37) derart ausgestaltet ist, daß Abweichungen
der gewonnenen Gleichspannung von einem Sollwert für eine übergeordnete Steuerung der
Steuertransistoren (22, 25) ausgewertet werden und daß zu diesem Zweck die Steuerstrecken der
Steuertransistoren (22, 25) zusätzlich mit einem Regler (41) verbunden sind.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19762647958 DE2647958C3 (de) | 1976-10-22 | 1976-10-22 | Schaltungsanordnung für einen fremdgesteuerten· Wechselrichter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19762647958 DE2647958C3 (de) | 1976-10-22 | 1976-10-22 | Schaltungsanordnung für einen fremdgesteuerten· Wechselrichter |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2647958A1 DE2647958A1 (de) | 1978-04-27 |
| DE2647958B2 true DE2647958B2 (de) | 1978-08-10 |
| DE2647958C3 DE2647958C3 (de) | 1979-04-12 |
Family
ID=5991171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19762647958 Expired DE2647958C3 (de) | 1976-10-22 | 1976-10-22 | Schaltungsanordnung für einen fremdgesteuerten· Wechselrichter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2647958C3 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3007553A1 (de) * | 1980-02-26 | 1981-09-03 | Licentia Gmbh | Anordnung bei einem fremdgesteuerten transistorwechselrichter |
| DE4016286A1 (de) * | 1990-05-21 | 1991-11-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur impulsbreitenmodulation fuer einen umrichter |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4758941A (en) * | 1987-10-30 | 1988-07-19 | International Business Machines Corporation | MOSFET fullbridge switching regulator having transformer coupled MOSFET drive circuit |
-
1976
- 1976-10-22 DE DE19762647958 patent/DE2647958C3/de not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3007553A1 (de) * | 1980-02-26 | 1981-09-03 | Licentia Gmbh | Anordnung bei einem fremdgesteuerten transistorwechselrichter |
| DE4016286A1 (de) * | 1990-05-21 | 1991-11-28 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur impulsbreitenmodulation fuer einen umrichter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2647958C3 (de) | 1979-04-12 |
| DE2647958A1 (de) | 1978-04-27 |
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