DE3206768C2

DE3206768C2 -

Info

Publication number: DE3206768C2
Application number: DE19823206768
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8176 Schaftlach De Wagner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-06-09
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1987-08-20
Also published as: DE3206768A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ansteuerschaltungen für Halbleiterschaltungen, z. B. Thyristo ren, sind bekannt. Als Steuerkriterium wird dabei in vielen Fällen ein Spannungsvergleich mit einer vorgegebenen Schwellen spannung verwendet. Bei der Schaltung gemäß dem vorliegenden Hauptpatent sind jedoch zwei Steuerkriterien wirksam, da die Steuerung des Halbleiterschalters auch zeitabhängig erfolgen soll. Die Ansteuerung wird dadurch komplizierter und aufwen diger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungs anordnung gemäß dem Hauptpatent 31 22 835 den Null-Spannungs Schalter und insbesondere die Steuerschaltung für die Ansteue rung des Halbleiterschalters im Null-Spannungs-Schal ter verlustleistungsarm, raumsparend und kostengünstig auszubilden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch gelöst.

Ein derartiger Aufbau der Steuerschaltung wird mit ge ringem Schaltungsaufwand der Anwendung beider Steuer kriterien gerecht.

Die Erfindung und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltungsprinzip einer Schaltungsanordnung zur Einschaltstrombegrenzung mit einem verzöger ten Null-Spannungs-Schalter,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Null-Spannungs- Schalters ohne den Schaltungsteil für die Er zeugung einer definierten Verzögerungszeit.

Die Einschaltstrombegrenzungsschaltung wird in Fig. 1 anhand eines Verbrauchers erläutert, der über eine Ladekondensatorschaltung gespeist ist. In die Verbin dung zwischen dem Ausgang einer Gleichrichterschaltung GL und einem Kondensator C bzw. dem Lastwiderstand R _L ist ein Strombegrenzungswiderstand R _V für den Ein schaltstrom fest eingeschaltet. Parallel zum Strombe grenzungswiderstand R _V ist über die Klemmen 1 und 2 ein Null-Spannungs-Schalter VNS angeschlossen, der seinerseits von einer Verzögerungsschaltung T über die Klemmen 5 und 6 gesteuert ist. Der Einschaltvorgang des Verbrauchers R _L erfolgt in zwei Schritten derart, daß beim ersten Schritt eine Betriebswechselspannung U an den Eingang des Gleichrichters GL angelegt wird und daß in einem zweiten Schritt der Strombegrenzungs widerstand R _V durch den Null-Spannungs-Schalter VNS kurzgeschlossen wird. Der erste Einschaltstromstoß wird durch die Vorwiderstände R _V und R _S begrenzt. Der Widerstand R _S steht stellvertretend für den Quellen widerstand und den Gleichrichterwiderstand.

Der zweite Einschaltstromstoß kann ein Minimum werden, wenn die Überbrückung des Vorwiderstandes R _V durch den Null-Spannungs-Schalter nach einer definierten Verzö gerung zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem der Augen blickswert der Netzspannung nahezu den Wert der Lade kondensatorspannung (Gegenspannung) erreicht hat. Die Differenz zwischen dieser Netzspannung und der Gegen spannung darf einen bestimmten Wert nicht unterschrei ten, damit die Arbeitsspannung für den Halbleiter schalter, der den Vorwiderstand R _V kurzschließen soll, nicht unterschritten wird.

Fig. 2 zeigt die Ansteuerschaltung für einen als Thy ristor Thy ausgebildeten Halbleiterschalter des Null- Spannungsschalters VNS. Die dazugehörige Verzögerungs schaltung T, die über die Klemmen 5 und 6 am Null- Spannungs-Schalter anliegt, ist für die eigene Strom versorgung über Klemmen 3 und 4 an den Ausgang des Stromversorgungsgerätes gelegt. Dem im Lastkreis des Stromversorgungsgerätes angeordneten Vorwiderstand R _V (Fig. 1) ist über die Eingangsklemmen 1 und 2 des Null-Spannungs-Schalters die Schalterstrecke des Thy ristors Thy parallel geschaltet. Die Durchsteuerung dieses Thyristors erfolgt mittels eines Hilfsthy ristors Thy 1, der seinerseits von einem Transistor Ts 1 angesteuert ist, dessen Kollektor-Emitterstrecke in Reihe mit einem Widerstand an der am Vorwiderstand R _V abfallenden Spannung (Thyristorspannung) liegt. Der Basisspannungsteiler des Transistors Ts 1 besteht aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes R 2, einer Zenerdiode ZD 1 und eines Widerstandes R 3, die ebenfalls an der Thyristorspannung liegt. Ist nach dem Anlegen der Netzspannung U die gleichgerichtete Wechselspannung am Thyristor Thy größer als die Zenerspannung U _Z der Zenerdiode ZD 1, so ist der Transistor Ts 1 leitend ge steuert. In diesem Zustand schließt die Kollektor- Emitterstrecke die Steuerstrecke des mit dem Thyristor Thy in Verbund geschalteten Hilfsthyristors Thy 1 kurz. Der Thyristor Thy und der Hilfsthyristor Thy 1 können bis zum Ende der anliegenden Halbperiode der Wechsel spannung nicht einschalten. Wird in einer folgenden Halbwelle der Wechselspannung die Spannung am Thyristor Thy kleiner als die Zenerspannung O _Z der Zenerdiode ZD 1, dann wird der Transistor Ts 1 hochohmig und die Thy ristoren Thy 1 und Thy werden über den Widerstand R 1 durchgeschaltet, was einem Kurzschließen des Vorwider standes R _V entspricht.

Die beschriebene Ansteuerung des Thyristors Thy kann nur dann tatsächlich erfolgen, wenn das zweite Ein schaltkriterium erfüllt ist, nämlich die in der Ver zögerungsschaltung T bewirkte definierte Zeitver zögerung. Dieses Schaltkriterium greift z. B. über einen elektronischen Schalter S, der als Optokoppler ausgebildet sein kann, in den beschriebenen Einschalt vorgang des Thyristors Thy ein, solange die vorgegebe ne Verzögerungszeit noch nicht verstrichen ist. Unter der Voraussetzung, daß vor Ablauf der vorgegebenen Verzögerungszeit die Leuchtdiode des Optokopplers stromlos und der Ausgang des Optokopplers hochohmig ist, befindet sich ein vom Optokoppler angesteuerter weiterer Transistor Ts 2 im leitenden Zustand. Der Ba sisspannungsteiler dieses Transistors Ts 2 liegt eben falls an der Thyristorspannung und der zu diesem Zeit punkt noch hochohmigen Ausgangskreis des Optokopplers ist als Bestandteil des Spannungsteilers im Basis- Emitterkreis des Transistors Ts 2 angeordnet. Die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors Ts 2 ist der Zenerdiode ZD 1 im Basisspannungsteiler des Tran sistors Ts 1 parallel geschaltet, so daß bei leitendem Transistor Ts 2 auch der Transistor Ts 1 leitend ist. Solange die vorgegebene Verzögerungszeit nicht abge laufen ist, kann somit die Zenerdiode ZD 1 keine Schaltfunktion in Abhängigkeit von der Thyristorspan nung übernehmen und den Transistor Ts 1 bei Unter schreiten der Zenerspannung U _Z sperren. Nach Ablauf der Verzögerungszeit wird mit dem Sperren des Tran sistors Ts 2 die Überbrückung der Zenerdiode ZD 1 auf gehoben und die Ansteuerschaltung kann entsprechend dem ersten Schaltkriterium ihre Schaltfunktion aus führen und den Vorwiderstand R _V mittels des Thyristors Thy kurzschließen.

Claims

Schaltungsanordnung zur Einschaltstrombegrenzung für Strom versorgungsgeräte mit oder ohne Netztransformator, bei der eine Ladekondensatorschaltung mit einem Verbraucher über einen Vor widerstand (R _V) an ein Wechselstromnetz angeschlossen sind, wobei der Vorwiderstand (R _V) durch einen elektronischen Schal ter (Thy) nach dem Einschaltzeitpunkt zeitverzögert kurzge schlossen wird, sobald die Spannung am Ladekondensator einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wobei der Schaltzustand des elektronischen Schalters (Thy) von zwei Steuertransistoren (Ts 1, Ts 2) bestimmt wird, von denen der erste Steuertransistor (Ts 1) mittels einer an der ungeglätteten Spannung am Vorwider stand (R _V) liegenden Reihenschaltung aus einer Z-Diode (ZD 1) und zwei Widerständen (R 2, R 3) die Zündung des elektronischen Schalters (Thy) bewirkt, (nach Hauptpatent DE-PS 31 22 835), dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektor-Emitterstrecke des zweiten Steuertransistors (Ts 2) der Z-Diode (ZD 1) für die Ansteuerung des elektronischen Schalters (Thy) parallel geschaltet ist.