DE3104965A1 - DC pulse transformer - Google Patents
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Abstract
Description
Gleichstrompulswandler DC pulse converter
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstrompulswandler zur Umwandlung einer zwischen zwei Eingangsklemmen anliegenden Gleichspannung in eine zwischen zwei Ausgangsklemmen abgreifbare Gleichspannung anderer Spannungshöhe, mit mindestens einem zünd- und löschbaren Halbleiterventil, einem Kondensator, einer Drosselspule und einer Diode.The invention relates to a DC pulse converter for conversion a DC voltage applied between two input terminals into an between two output terminals that can be tapped off DC voltage with a different voltage level, with at least an ignitable and erasable semiconductor valve, a capacitor, a choke coil and a diode.
Ein derartiger Gleichstrompulswandler ist bekannt aus Heumann/Stumpe, "Thyristoren", Teubner-Verlag Stuttgart, 1974, Seite 147, Bild 147.1. Der erfindungsgemäße Gleichstrompulsandler findet insbesondere Anwendung zur Ladung einer Batterie aus einem Wechselspannungsnetz.Such a DC pulse converter is known from Heumann / Stumpe, "Thyristors", Teubner-Verlag Stuttgart, 1974, page 147, picture 147.1. The inventive DC pulse converter is used in particular for charging a battery an alternating voltage network.
Der aus Heumann,/Stumpe, "Thyristoren'*, Teubner-Verlag Stuttgart, 1974, Seite 147, Bild 147.lb bekannte Gleichstrompulswandlel-,in der Ausliihrunalsform nach Bild 147 .lbnach- stehend stets Hochsetz-Steller genannt, kann zur Ladung einer Batterie aus einem Wechselspannungsnetz eingesetzt werden, falls der Scheitelwert der Netzwechselspannung kleiner als die Spannung der entladenen Batterie ist. Bei vielen praktischen Anwendungen ist dies jedoch nicht der Fall, da die Batteriespannung häufig wesentlich kleiner als die Netzwechselspannung ist. Zur Abhilfe kann die Netzwechselspannung mit Hilfe von Transformatoren herab -gesetzt werden. Wenn der als Batterie-Ladegerät dienende Gleichstrompulswandler jedoch auf Fahrzeugen mitgeführt werden soll, ist das zusätzliche Transformatorgewicht von Nachteil.The one from Heumann / Stumpe, "Thyristors' *, Teubner-Verlag Stuttgart, 1974, page 147, Fig. 147.lb known direct current pulsed converter, in the Ausliihrunalsform according to Fig. 147 .lbnach- standing always called boost converter, can can be used to charge a battery from an AC voltage network, if the peak value of the AC mains voltage is less than the voltage of the discharged one Battery is. However, in many practical applications this is not the case, because the battery voltage is often much lower than the AC mains voltage. To remedy this, the AC mains voltage can be reduced with the help of transformers will. However, if the DC pulse converter serving as a battery charger is on Vehicles are to be carried, the additional weight of the transformer is Disadvantage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gleichstrompulswandler zu entwickeln, die zur Ladung einer Batterie aus einem Wechselspannungsnetz dienen, wobei der Scheitelwert der Netzwechselspannung kleiner oder größer als die Spannung der zu ladenden Batterie sein kann.The invention is based on the object of providing direct current pulse converters develop that are used to charge a battery from an AC voltage network, wherein the peak value of the mains AC voltage is smaller or larger than the voltage the battery to be charged.
Diese Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen erster Eingangsklemme und erster Ausgrngsklemme eine erste Diode angeordnet ist, daß jeweils zwischen erster und zweiter Eingangsklemme sowie zwischen erster und zweiter Ausgangsklemme ein Kondensator vorgesehen ist, daß zwischen zweiter Eingangsklemme und zweiter Ausgangsklemme die Reihenschaltung eines Transistors mit einer Drosselspule liegt, daß erste Eingangsklemme und zweite Ausgangsklemme über einen Thyristor miteinander verbunden sind und daß an den Verbindungspunkt zwischen Transistor und Drosselspule eine zweite Diode geschaltet ist, die andererseits an der ersten Ausgangsklemme liegt.This object is achieved in a first embodiment according to the invention solved in that between the first input terminal and the first output terminal a first diode is arranged that in each case between the first and second input terminal and a capacitor is provided between the first and second output terminal, that between the second input terminal and the second output terminal the series connection of a transistor with a choke coil, the first input terminal and the second Output terminal are connected to each other via a thyristor and that to the connection point A second diode is connected between the transistor and the choke coil, which on the other hand is at the first output terminal.
Eine zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erster wingangsklemme und erster Ausgangsklemme ein erster Thyristor vorgesehen ist, daß zwischen zweiter Eingangsklemme und zweiter Ausgangsklemme die Reihcnschaltung eines zweiten Thyristors, einer Drosselspule und einer ersten Diode liegt, daß zweite Eingangsklemme und zweite Ausgangsklemme desweiteren über eine zweite Diode verbunden sind, daß an den Verbindungspunkt zwischen zweitem Thyristor und Drosselspule eine dritte Diode geschaltet ist, die andererseits an der ersten Ausgangsklemme liegt und daß an die erste Eingangsklemme ein Transistor und ein Kondensator angeschlossen sind, wobei der Transistor andererseits am Verbindungspunkt zwischen Drosselspule und erster Diode liegt und der Kondensator mit der zweiten Ausgangsklemme verbunden ist.A second embodiment is characterized in that between first output terminal and first output terminal a first thyristor it is provided that between the second input terminal and the second output terminal Series connection of a second thyristor, a choke coil and a first diode lies that the second input terminal and the second output terminal also have a second diode are connected to that at the connection point between second thyristor and choke coil is connected to a third diode, the other hand to the first Output terminal and that to the first input terminal a transistor and a Capacitor are connected, with the transistor on the other hand at the connection point between the choke coil and the first diode and the capacitor with the second Output terminal is connected.
Eine dritte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen erster Eingangsklemme und erster Ausgangsklemrne die Reihenschaltung einer ersten Drosselspule, einer ersten Diole und eines ersten Thyristors liegt, daß zweite Eingangsklemme und zweite Ausgangsklemme direkt miteinander verbunden sind, daß zwischen erster Ausgangsklemme die Reihenschaltung einer ersten Drosselspule, einer ersten Diode und eines ersten Thyristors liegt, daß zweite Eingangsklemme und zweite Ausgangsklemme direkt miteinander verbunden sind, daß zwischen erster und zweiter Ausgangsklemme die Reihenschaltung einer zweiten Drosselspule und einer zweiten Diode liegt, daß an den Verbindungspunkt zwischen erster Drosselspule und erster Diode ein Transistor angeschlossen ist, der andererseits über einen zweiten Thyristor mit der zweiten Eingangsklemme verbunden ist sowie direkt an den Verbindungspunkt zwischen zweiter Drosselspule und zweiter Diode geschaltet ist und daß ein Kondensator am Verbindungspunkt zwischen erster Diode und erstem Thyristor liegt sowie andererseits an die zweite Eingangsklemme angeschlossen ist.A third embodiment is characterized in that between first input terminal and first output terminal the series connection of a first Choke coil, a first diole and a first thyristor is that second input terminal and the second output terminal are directly connected to each other, that between the first The output terminal is the series connection of a first choke coil, a first diode and a first thyristor is connected to the second input terminal and the second output terminal are directly connected to each other that between the first and second output terminal the series connection of a second choke coil and a second diode is that a transistor at the connection point between the first choke coil and the first diode is connected, the other hand via a second thyristor with the second Input terminal is connected and directly to the connection point between the second Choke coil and second diode is connected and that a capacitor at the connection point between the first diode and the first thyristor and on the other hand to the second Input terminal is connected.
Eine vierte .Rusführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erster 1i n'i tnqsk rmrn< mlnf llnr erster Ausgangsklemme emme die Reihenschaltung einer ersten Drosselspule, eine ersten ? unri einer zweiten Drosselspule liegt, a zweite Eingangsklemme und zweite Ausgangsklemme über einen ersten Transistor miteinander verbunden sind, dap an den Verbindungspunkt zwischen erster Drosselspule und erster Diode ein @@@@@@@ Transistor angeschlossen rs, der andererseits an der zweiben Eingangsklemme liegt, daß an den Verbindungspunk zwischen erster Diode und zweiter Drosselspule ein Kondensator und eine zweite Diode geschaltet sind, nabei der Kondensator andererseits mit der zweiten Eingangsklemme und die zweite Diode mit der zweiten Ausgangsklemme verbunden sind.A fourth .Rusführungsform is characterized in that between first 1i n'i tnqsk rmrn <mlnf llnr first output terminal emme die Series connection a first choke coil, a first? unri of a second choke coil, a second input terminal and second output terminal with each other via a first transistor are connected, dap to the connection point between the first inductor and the first Diode a @@@@@@@ transistor connected rs, the other on the two input terminal is that at the connection point between the first diode and the second inductor a capacitor and a second diode are connected, while the capacitor is on the other hand to the second input terminal and the second diode to the second output terminal are connected.
Eine fünfte Ausführungsform zeichnet sich dadurch, daß zwischen erster Eingangsklemme und erster Ausgangsklemme die Reihenschaltung einer Drosselspule und einer ersten Diode liegt, daß zweite Eingangsklemme und zweite Ausgangsklemme über einen ersten Transistor miteinander verbunden sind, daß zwischen erster und zweiter Eingangsklemme sowie zwischen erster und zweiter Ausgangsklemme jeweils ein Kondensator geschaltet ist, daß zwischen erster Eingangsklemme und zweiter Ausgangsklemme eine zweite Diode angeordnet ist, und daß am Verbindungspunkt zwischen Drosselspule und erster Diode ein zweiter Transistor liegt, der andererseits mit der zweiten Ausgangsklemme verbunden ist.A fifth embodiment is characterized in that between the first The input terminal and the first output terminal are the series connection of a choke coil and a first diode is connected to the second input terminal and the second output terminal are connected to one another via a first transistor, that between the first and second input terminal and between the first and second output terminal, respectively a capacitor is connected that between the first input terminal and the second output terminal a second diode is arranged, and that at the connection point between the choke coil and the first diode is a second transistor, which is connected to the second Output terminal is connected.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Gleichstrompulswandler einfach aufgebaut sind, wirtschaftlich hergestellt werden können und ihr geringes Gewicht bei Verwendung als Batterieladegerät und ?7Mitführung auf einem Fahrzeug günstig ist. Es ist vorteilhaft ein Laden der Batterie mit sinusförmigem Netzstrom unabhängig vom Verhältnis der Eingangs- zur Ausgangsspannung möqlich.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the DC pulse converters are simple, manufactured economically and their light weight when used as a battery charger and ? 7 Carrying on a vehicle is cheap. It is advantageous to charge the battery with sinusoidal mains current independent of the ratio of the input to the output voltage possible.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnunyen erläutert.Embodiments of the invention are shown below with reference to the drawings explained.
Es zeigen: Fig. 1 einen bekannten Hochsetz-Steller, Fig. 2 einen bekannten Tiefsetz-Steller, Fig. 3 eine Reihenschaltung Mochsetz-Tiefsetz-Steller, Fig. 4 eine Reihenschaltung Tiefsetz-Hochsetz-Steller, Fig. 5 eine Kombination Tiefsetz-Hochsetz-Steller, Fig. 6 eine Kombination Hochsetz-Tiefsetz-Steller, Fig. 7 eine weitere Hochsetz-Tiefsetz-Steller-Kombination, Fig. 8 ein Spannungsdiagramm.The figures show: FIG. 1 a known step-up converter, FIG. 2 a known one Buck converter, FIG. 3 a series connection of high-set buck converter, FIG. 4 a series connection of step-down-step-up converters, FIG. 5 a combination step-down-step-up converters, FIG. 6 shows a combination of step-up / step-down converter, FIG. 7 shows a further step-up / step-down converter combination, Fig. 8 is a voltage diagram.
In Fig. 1 ist ein auch aus Heumann/Stumpe, "Thyristoren", Teubner-Verlag, Stuttgart, 1974, Seite 147, Bild 147.lb bekannter Hochsetz-Steller dargestellt. Zwischen seiner positiven Eingangsklemme E1 und seiner positiven Ausgangsklemme A1 liegt die Reihenschaltung einer Drosselspule L und einer Diode D1. Die negative Eingangsklemme E2 ist direkt mit der negativen Ausgangsklemme A2 verbunden. Am Verbindungspunkt zwischen Drosselspule L1 und Diode D1 ist ein Leistungstransistor T1 mit seinem Kollektor angeschlossen, während sein Emitter an den Klemmen E2/A2 liegt. Zwischen den Ausgangsklemmen A1 und A2 ist ein Kondensator cl geschaltet. Zwischen den Eingangsklemmen E1 und E2 liegt die Eingangs-Gleichspannung Ud an, während die Ausgangsgleiçhspannung zwischen den Ausgangsklemmen A1 und A2, die gleich der Batteriespannung ist, mit E bezeichnet ist.In Fig. 1 is a also from Heumann / Stumpe, "Thyristors", Teubner-Verlag, Stuttgart, 1974, page 147, Fig. 147.lb of the well-known step-up converter shown. Between its positive input terminal E1 and its positive output terminal A1 is the series connection of a choke coil L and a diode D1. The negative Input terminal E2 is directly connected to the negative output terminal A2. At the connection point between inductor L1 and diode D1 is a power transistor T1 with his Collector connected while its emitter is connected to terminals E2 / A2. Between a capacitor cl is connected to the output terminals A1 and A2. Between the input terminals E1 and E2 are the input DC voltage Ud, while the output DC voltage between the output terminals A1 and A2, which is equal to the battery voltage E is designated.
An den Ausgangsklemmen A1 A2 ist eine zu ladende Batterie geschaltet, während die Eingangsklemmen E1, E2 im Normalfall über einen Brückengleichrichter mit einem Wechselspannungsnetz verbunden sind, Die Netzwechselspannung ist mit uL bezeichnet, der Scheitelwert der Netzwechselspannung beträgt UL. Diese Beschaltung der Eingangs- und Ausgangs- klemmen E1, E2, A1, A2 gilt in gleicher Weise für die nachfolgend beschriebenen Anordnungen der Figuren 2 bis 7.A battery to be charged is connected to output terminals A1 A2, while the input terminals E1, E2 are normally via a bridge rectifier are connected to an AC voltage network, the network AC voltage is with uL denotes, the peak value of the mains alternating voltage is UL. This wiring the entrance and exit terminals E1, E2, A1, A2 apply equally Way for the arrangements of Figures 2 to 7 described below.
Der in die Batterie fließende Strom ist dabei jeweils mit I bezeichnet.The current flowing into the battery is denoted by I in each case.
Mit dem bekannten Hochsetz-Steller gemäß Fig. 1 kann eine an die Ausgangsklemmen A1, A2 angeschl.ossene Batterie direkt aus einem über einen Brückengleichrichter an die Eingangsklemmen E1, E 2 angeschlossenen Wechselspannungsnetz geladen werden, wenn der Scheitelwert uL der Netzwechselspannung kleiner als die Spannung E der entladenen Batterie ist.With the known step-up converter according to FIG. 1, one can be connected to the output terminals A1, A2 connected battery directly from a bridge rectifier AC voltage network connected to input terminals E1, E 2 are charged, if the peak value uL of the mains alternating voltage is less than the voltage E of discharged battery.
In Fig. 2 ist ein auch aus Heumann/Stumpe, "Thyristoren", Teubner-Verlag, Stuttgart, 1974, Seite 147, Bild 147.pa bekannter Tiefsetz-Steller dargestellt. Zwischen den Eingangsklemmen E1 und E2 ist ein Kondensator C2 geschaltet.In Fig. 2 is a also from Heumann / Stumpe, "Thyristors", Teubner-Verlag, Stuttgart, 1974, page 147, Fig. 147.pa known buck converter is shown. A capacitor C2 is connected between the input terminals E1 and E2.
Die negative Eingangsklemme E2 ist mit dem Emitter eines Leistungstransistors T2 verbunden, dessen Kollektor an die negative Ausgangsklemme R2 sowie an eine Diode D2 angeschlossen ist. Die Diode D2 liegt andererseits an der postiven Eingangsklemme E1 und über eine Drosselspule L2 an der positiven Ausgangsklemme A1. Die zwischen den Klemmen E1, E2 anliegende Spannung ist mit Ud, die zwischen den Klemmen A1, A2 anliegende Spannung mit E bezeichnet.The negative input terminal E2 is connected to the emitter of a power transistor T2 connected, its collector to the negative output terminal R2 and to a diode D2 is connected. The diode D2, on the other hand, is connected to the positive input terminal E1 and via a choke coil L2 to the positive output terminal A1. The between the voltage applied to the terminals E1, E2 is with Ud, the voltage between the terminals A1, A2 applied voltage is designated by E.
Mit dem bekannten Tiefsetz-Steller gemäß Figur 2 kann eine an den Ausgangsklemmen A1, A2 angeschlossene Batterie direkt aus einem über einen Brückengleichrichter an die Eingangsklemmen E1, E2 angeschlossenen Wechselspannungsnetz geladen werden, wenn der Scheitelwert uAL der Netzwechselspannung größer als die Spannung F, der entladenen Batterie ist.With the known buck converter according to FIG. 2, one can be connected to the Output terminals A1, A2 directly from a battery connected via a bridge rectifier AC voltage network connected to input terminals E1, E2 are charged, if the peak value uAL of the AC mains voltage is greater than the voltage F, the discharged battery.
In Fig. 3 ist eine Psihenschaltung Hochsetz-Tiefsetz-Steller dargestellt. Zwischen rositiver Eingangsklemme E1 und posi- tiver Ausgangsklemme A1 ist die Reihenschaltung einer Drosselspule L1, einer Diode D1 sowie einer Drosselspule L2 angeordnet. An der negativen Eingangsklemme E2 liegt ein Leistungstransistor T mit seinem Emitter, während 2 sein Kollektor an die negative Ausgangsklemme A2 angeschlossen ist. Mit dem Verbindungspunkt zwischen Drosselspule L1 und Diode D1 ist der Kollektor eines Leistungstransistors T1 verbunden, dessen Emitter an Klemme E2 liegt. An den Verbindungspunkt zwischen Diode D1 und Drosselspule L2 sind ein Kondensator C1/2 angeschlossen, wobei der Kondensator C1/2 andererseits mit Klemme E2 und die Diode D2 andererseits mit Klemme A2 verbunden sind.In Fig. 3, a phase circuit of step-up-step-down converter is shown. Between positive input terminal E1 and positive tive output terminal A1 is the series connection of a choke coil L1, a diode D1 and a choke coil L2 arranged. A power transistor is connected to the negative input terminal E2 T to its emitter, while 2 its collector to the negative output terminal A2 connected. With the connection point between inductor L1 and diode D1 the collector of a power transistor T1 is connected, the emitter of which is connected to terminal E2 is located. At the connection point between diode D1 and inductor L2 are a Capacitor C1 / 2 connected, the capacitor C1 / 2 on the other hand with terminal E2 and the diode D2, on the other hand, are connected to terminal A2.
Die Spannung zwischen den Klemmen E1 und E2 ist mit Ud und die Spannung zwischen den Klemmen A1 und A2 ist mit E bezeichnet.The voltage between terminals E1 and E2 is Ud and the voltage between the terminals A1 and A2 is designated by E.
In Fig. 4 ist eine Reihenschaltung Tiefsetz-Hochsetz-Steller dargestellt. Zwischen positiver Eingangsklemme E1 und positiver Ausgangsklemme A1 ist die Reihenschaltung einer Drosselspule L1/2 und einer Diode D1 angeordnet. Ein Leistungstransistor T2 ist mit seinem Emitter an die negative Eingangsklemme E2 sowie mit seinem Kollektor an die negative Ausgangsklemme A2 angeschlossen. Zwischen den Eingangsklemmen E1, E2 liegt ein Kondensator C2 sowie zwischen den Ausgangsklemmen A1, A2 ein Kondensator C1.4 shows a series connection of step-down-step-up converters. There is a series connection between the positive input terminal E1 and the positive output terminal A1 a choke coil L1 / 2 and a diode D1 arranged. A power transistor T2 its emitter is connected to the negative input terminal E2 and its collector connected to the negative output terminal A2. Between the input terminals E1, E2 is a capacitor C2 and a capacitor between the output terminals A1, A2 C1.
Eine Diode D2 ist einerseits an die Klemme ES, andererseits an Klemme A2 angeschlossen. Am Verbindungspunkt zwischen Drosselspule L 1/2 und Diode D1 liegt ein Leistungstransistor C1 mit seinem Kollektor, während sein Emitter an Klemme A2 angeschlossen ist. Die Spannung zwischen den Klemmen E1, E2 beträgt Ud, die Spannung zwischen den Klemmen A1, A2 beträgt E.A diode D2 is connected to terminal ES on the one hand and to terminal on the other A2 connected. Located at the connection point between the choke coil L 1/2 and diode D1 a power transistor C1 with its collector, while its emitter with terminal A2 is connected. The voltage between terminals E1, E2 is Ud, the voltage between terminals A1, A2 is E.
In Fig. 5 ist eine Kombination Tiefsetz-Hochsetz-Steller dargestellt. Zwischen positiver Eingangsklemme E1 und positiver Ausgangsklemme A1 liegt eine Diode D1. Zwischen negativer Eingangsklemme E2 und negativer Ausgangsklemme A2 ist eine Reihenschaltung eines Leistungstransistors T2 über dessen Emitter-Kollektor-Strecke und einer Drosselspule L1/2 angeordnet. Zwischen den Eingangsklemmen E1, E2 liegt ein Kondensator C2 sowie zwischen den Ausgangsklemmen A1, A2 ein Kondensator C1. An den Verbindungspunkt zwischen Kollektor des Transistors T2 und Drosselspule All/2 ist eine Diode D2 angeschlossen, die andererseits mit Klemme A1 verbunden ist. Zwischen den Klemmen E1 und A2 ist ein Thyristor Thl angeordnet. Die Spannung zwischen den Klemmen E1, E2 beträgt Ud, die Spannung zwischen den Klemmen A1, A2 beträgt E.In Fig. 5, a combination buck-boost converter is shown. Between positive input terminal E1 and positive output terminal A1 is connected to a diode D1. Between negative input terminal E2 and negative output terminal A2 is a series connection of a power transistor T2 across its emitter-collector path and a choke coil L1 / 2. Located between the input terminals E1, E2 a capacitor C2 and a capacitor C1 between the output terminals A1, A2. At the connection point between the collector of the transistor T2 and the choke coil All / 2 a diode D2 is connected, which on the other hand is connected to terminal A1. Between the terminals E1 and A2 a thyristor Thl is arranged. The tension between the Terminals E1, E2 is Ud, the voltage between terminals A1, A2 is E.
In Fig. 6 ist eine Kombination Hochsetz-Tiefsetz-Steller dargestellt. Zwischen der positiven Eingangsklemme E1 und der positiven Ausgangsklemme A1 ist ein Thyristor Th2 angeordnet. Zwischen der negativen Eingangsklemme E2 und der negativen Ausgangsklemme A2 liegt eine Reihenschaltung eines Thyristors Thl, einer Drosselspule L und einer Diode D1.6 shows a combination of step-up / step-down converters. Between the positive input terminal E1 and the positive output terminal A1 is a thyristor Th2 arranged. Between the negative input terminal E2 and the negative Output terminal A2 is a series connection of a thyristor Thl, a choke coil L and a diode D1.
1/2 An den Verbindungspunkt zwischen Thyristor Thl und Drosselspule L1/2 ist eine Diode D2 angeschlossen, die andererseits mit Klemme A1 verbunden ist. Am Verbindungspunkt zwischen Drosselspule L1/2 und Diode D1 liegt der Emitter eines Leistungstransistors T1, der über seinen Kollektor mit Klemme E1 verbunden ist. Zwischen den Klemmen E2 und A2 ist desweiteren eine Diode D3 geschaltet, während zwischen den Klemmen E1 und A2 ein Kondensator C1/2 angeordnet ist. Die Spannung zwischen den Klemmen E1, E2 ist mit Ud, die Spannung zwischen den Klemmen A1, A2 ist mit E bezeichnet. 1/2 At the connection point between the thyristor Thl and the choke coil A diode D2 is connected to L1 / 2, the other side being connected to terminal A1. At the connection point between inductor L1 / 2 and diode D1 there is an emitter Power transistor T1, which is connected to terminal E1 via its collector. Furthermore, a diode D3 is connected between terminals E2 and A2 while A capacitor C1 / 2 is arranged between the terminals E1 and A2. The voltage between terminals E1, E2 and Ud, the voltage between terminals A1, A2 is denoted by E.
In Fig. 7 ist eine weitere Hochsetz Tiefsetz-Kombination dargestellt. Zwischen positiver Eingangsklemme E1 und positiver Ausgangsklemme A1 ist eine Reihenschaltung einer Drosselspule L1, einer Diode D1 und eines Thyristors Thl angeordnet. Die negative Eingangsklemme E2 ist direkt mit der negativen Ausgangsklemme A2 verbunden. Am Verbindungspunkt zwischen Drosselspule L1 und Diode D1 liegt ein Leistungstransistor T1 mit seinem Kollektor, während sein Emitter über einen Thyristor Th2 mit den Klemmen E2/#2 verbunden ist. Am Vcrhinc4unqspunkt zwischen Diode D1 und Thyristor Thl ist ein Kondensator C1/2 angeschlossen, der andererseits an den Klemmen E2/A2 liegt. Zwischen den Ausgangsklemmen R A2 ist eine Reihenschaltung einer Drosselspule L2 und einer Diode D2 angeordnet. Die Verbindungspunkte zwischen Drosselspule L2 und Diode D2 einerseits sowie zwischen Emitter des Transistors T1 und Thyristor Th2 andererseits sind miteinander verbunden. Die Spannung zwischen den Klemmen E1, E2 beträgt Ud, die Spannung zwischen den Klemmen A1, A2 beträgt E.A further step-up step-down combination is shown in FIG. 7. There is a series connection between the positive input terminal E1 and the positive output terminal A1 one Choke coil L1, a diode D1 and a thyristor Thl arranged. The negative input terminal E2 is directly connected to the negative output terminal A2 connected. At the connection point between choke coil L1 and diode D1 there is a Power transistor T1 with its collector, while its emitter via a thyristor Th2 is connected to terminals E2 / # 2. At the connection point between diode D1 and thyristor Thl, a capacitor C1 / 2 is connected to the other hand Terminals E2 / A2. There is a series connection between the output terminals R A2 a choke coil L2 and a diode D2. The connection points between Choke coil L2 and diode D2 on the one hand and between the emitter of transistor T1 and thyristor Th2 on the other hand are connected to each other. The tension between the terminals E1, E2 is Ud, the voltage between the terminals A1, A2 is E.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Schaltungsanordnungen gemäß Figuren 5 und 6 beschrieben. In Fig. 8 sind in einem Spannungsdiagramm hierzu die zeitlichen Verläufe von Eingangsgleichspannung Ud und Ausgangsgleichspannung (= Batteriespannung) E dargestellt. Die Spannung Ud entsteht durch Gleichrichtung der Netzwechselspannung uL mit Hilfe eines Brückengleichrichters und besteht aus Sinushalbschwingungen. Die Batteriespannung E ist zeitlich konstant.The mode of operation of the circuit arrangements according to FIG Figures 5 and 6 described. In Fig. 8 are in a voltage diagram for this purpose Time curves of input DC voltage Ud and output DC voltage (= Battery voltage) E. The voltage Ud is created by rectifying the Mains AC voltage uL with the help of a bridge rectifier and consists of half sine waves. The battery voltage E is constant over time.
In den Bereichen t0 t t < tl, t2 d t ( t3 usw., in denen die Eingangsgleichspannung Ud kleiner als die Batteriespannung E ist, wird der Thyristor Thl bei der Kombination Tiefsetz-ochsetz-Steller gemäß Figur 5 dauernd eingeschaltet. Der Transistor T2 schließt periodisch die Span.In the ranges t0 t t <tl, t2 d t (t3 etc., in which the input DC voltage Ud is less than the battery voltage E, the thyristor Thl is used in the combination Step-down converter according to FIG. 5 is switched on continuously. The transistor T2 periodically closes the span.
nung Ud, die von dem Kondensator C2 gestützt wird, kurz.voltage Ud, which is supported by the capacitor C2, briefly.
Wenn der Strom durch den Transistor T2 einen vorgegebenen Wert überschritten hat, öffnet der Transistor T2. Der Strom, der in der Drosselspule L gespeichert ist, fließt dann über die Diode D2 zum Kondensator C1 und aus dem Konden-C1 sator C1 zu einer an den Ausgangsklemmen A1/A2 angeschlossenen Batterie. Der Thyristor Thl verlöscht. Der Thyristor Th1 wird wieder leitend, wenn der Transistor T2 eingeschaltet wird.When the current through the transistor T2 exceeded a predetermined value the transistor T2 opens. The current stored in the inductor L. is then flows via the diode D2 to the capacitor C1 and from the Condenser C1 to a battery connected to output terminals A1 / A2. The thyristor Thl goes out. The thyristor Th1 becomes conductive again when the transistor T2 is switched on.
In den Bereichen t1<t<t2, t3<t<t4, in denen die Eingangsgleichspannung Ud größer als die Batteriespannung E ist, wird der Thyristor Thl gesperrt. Der Strom aus dem an den Eingangsklemmen E1, E2 liegenden tHechselspannungsnetz und aus dem Kondensator C2 fließt nun über die Diode D1 zur Batterie, wenn der Transistor T2 eingeschaltet wird. Nach Sperren des Transistors T2 fließt der Strom wie im ersten Fall, also über Diode D2, weiter zur Batterie.In the areas t1 <t <t2, t3 <t <t4, in which the input DC voltage Ud is greater than the battery voltage E, the thyristor Thl is blocked. The current from the AC voltage network connected to the input terminals E1, E2 and from the Capacitor C2 now flows through diode D1 to the battery when transistor T2 is switched on. After blocking the transistor T2, the current flows as in the first Case, via diode D2, on to the battery.
Die Funktionsweise der Kombination Hochsetz-Tiefsetz-Steller gemäß Figur 6 ist wie folgt. In den Bereichen t0<t<t1, t2<t<t3 usw., in denen die Eingangsgleichspannung Ud kleiner als die Batteriespannung E ist, liegt an den Dioden D3 und D2 Sperrspannung, während die Thyristoren Thl und Th2 leitend sind. Die Kombination Hochsetz-Tiefsetz-Steller arbeitet im Hochsetzbetrieb (siehe Hochsetz-Steller Fig. 1). Am aesperrten Transistor T1 liegt die Batteriespannung E.The mode of operation of the boost / buck converter combination according to Figure 6 is as follows. In the areas t0 <t <t1, t2 <t <t3 etc., in which the DC input voltage Ud is less than the battery voltage E, is due to the Diodes D3 and D2 reverse voltage, while the thyristors Thl and Th2 are conductive. The combination of step-up and step-down converters works in step-up mode (see step-up converters Fig. 1). The battery voltage E.
In den Intervallen tal 4 t t2, t34 t C t4, in denen die Eingangsgleichspannung Ud größer als die Batteriespannung E ist, werden die beiden Thyristoren Thl, Th2 blockiert, während die Dioden D3 und D2 leitend sind. Struktur und Betriebsweise entsprechen nun denen eines Tiefsetzstellers gemäß Fig. 2.In the intervals tal 4 t t2, t34 t C t4, in which the input DC voltage Ud is greater than the battery voltage E, the two thyristors Thl, Th2 blocked while the diodes D3 and D2 are conductive. Structure and mode of operation now correspond to those of a buck converter according to FIG. 2.
Für den Fall E/Ud < 1 wird die Schaltleistung des Transistors T1 ausschließlich durch den Tlefsetzbetrieb und für den Fall E/Ud größer 1 ausschließlich durch den Hochsetzbetrieb bestimmt.For the case E / Ud <1, the switching capacity of the transistor T1 exclusively by the Tlefsetzbetrieb and for the case E / Ud greater than 1 exclusively determined by the step-up operation.
Die Schaltleistung des Transistors der Kombination Tiefsetz-Hochsetz-Steller gemäß Fig. 5 bzw. Hochsetz-Tiefsetz-Steiler gemein Fig 6 ist geringer als bei einer Reihenschaltung der beiden einzelnen Steller gemäß Fig. 3 und 4, jedoch ist bei Beurteilung der Schaltungen der Aufwand für die zusätzlichen Thyristoren und Dioden mit zuberücksichtigen, auch wenn diese nur mit doppelter Netzfrequenz betrieben werden. In jedem der Gleichstrompulswandler werden Leistungstransistoren mit hoher Schaltfrequenz eingesetzt. Gegebenenfalls sind hierzu ersatzweise auch Frequenzthyristoren verwendbar. Die Thyristoren Thl und Th2 brauchen lediglich mit doppelter Netzfrequenz geschaltet zu werden.The switching capacity of the transistor of the combination buck-boost converter according to FIG. 5 or the step-up-step-down steeper common to FIG. 6 is less than in the case of one Series connection of the two individual controllers according to FIGS. 3 and 4, however, is at Assessment of the circuits of the effort for the additional thyristors and diodes must also be taken into account, even if these are only operated at twice the mains frequency will. In each of the DC pulse converters, power transistors with high Switching frequency used. If necessary, frequency thyristors are also used as a substitute for this usable. The thyristors Thl and Th2 only need twice the mains frequency to be switched.
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