DE3502135A1

DE3502135A1 - Schaltungsanordnung eines schaltverstaerkers

Info

Publication number: DE3502135A1
Application number: DE19853502135
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 1000 Berlin Junge; Johannes Dr.-Ing. Nestler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Sendertechnik GmbH
Priority date: 1985-01-19
Filing date: 1985-01-19
Publication date: 1986-07-24

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH
Theodor-Stern-Kai 1
D-6000 Frankfurt 70

Krn/schb B 84/52 Krn

Schaltungsanordnung eines Schaltverstärker

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

Es ist bekannt, eine analoge Funktion, in Form eines NF-Signals mit einer Frequenz im HF-Bereich abzutasten und die gewonnenen Abtastsignale dazu zu benutzen, eine Reihe von Spannungsquellen auf eine gemeinsame Ausgangsleitung durchzuschalten. Die Ausgangsspannung wird also durch
eine Addition von Teilspannungen erzeugt. Zum Stand der Technik sei auf die DE-OS 30 44 956 und die EP-OS 0 025 verwiesen.

Da die Schalter im Rhythmus der Abtastfrequenz geschaltet werden, ist es notwendig, zur Ausfilterung der HF-Komponenten ein Tiefpaßfilter vorzusehen. Dieses Filter besteht bei dem genannten Stand der Technik darin, daß in eine Ausgangsleitung eine Drosselspule und zwischen die Ausgangsleitungen ein Kondensator angeordnet ist, deren Induktivität respektive Kapazität so gewählt sind, daß

ihre Resonanzfrequenz unterhalb der abzutastenden Hochfrequenz liegt.

3 B 84/52 Krn

Der bestehende Sachverhalt sei an Hand der Fig. 1 erläutert:

In der Fig. 1 sind mit 11, 12, ... In Spannungsquellen bezeichnet. Die Spannungsquellen liegen in Reihe in einer Ausgangsleitung, die zu den Klemmen A und B führt. Es sind Schalter 21, 22, ... 2n vorgesehen, die in Abhängigkeit des Abtastens der analogen Funktion ein- und ausschalten. Es sind ferner Dioden 31, 32, ... 3n vorgesehen, die parallel zu den Spannungsquellen liegen und die dazu dienen, daß bei einer nicht eingeschalteten Spannungsquelle, zum Beispiel 12, die Spannung, die durch die vorhergehende Spannungsquelle 11 eingeprägt wird (Schalter 21 geschlossen) einen Strom durch den Ausgangskreis treiben kann. Die Diode 32 überbrückt also den Stromfluß bei nicht eingeschalteter Spannungsquelle 12.

In eine Ausgangsleitung ist eine Drosselspule 4 und paral-IeI zu den Ausgangsleitungen ein Kondensator 5 eingeschaltet, die den Tiefpaßfilter bilden. Die Bestimmung ihrer Induktivität respektive Kapazität erfolgt im oben genannten Sinne.

In der Fig. 1 werden zum Schalten Leistungshalbleiter verwendet, die nicht nur über den Steuerkreis einschaltbar, sondern auch ausschaltbar sind. Hierzu eignen sich zum Beispiel Gate-turn-off-Thyristoren, sogenennte GTO-Thyristoren, Leistungstransistoren oder Feldeffekttransistoren.

Damit diese Leistungshalbleiter auch bei einem .auftretenden Kurzschluß den Kurzschlußstrom unterbrechen können, ist es erforderlich, daß bis zum Ausschaltzeitpunkt der Strom in den Leistungshalbleiter durch eine Drossel auf einen Stromwert begrenzt wird, der von dem Leistungshalbleiter noch mit Sicherheit ausgeschaltet werden kann.

In der zum Stand der Technik genannten EP-OS 0 025 234 ist in der dortigen Fig. 4 ein Schaltverstärker angegeben,

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dem jeder Teilspannungsstufe am Ausgang ein eigenes Tiefpaßfilter zugeordnet ist. Es ist in der Fig. 2 der vorliegenden Anmeldung wiedergegeben:

In der Fig. 2 sind gleiche Bezugszeichen wie in der Fig. verwendet worden. Im Unterschied zur Fig. 1 ist auf die
Drosselspule 4 in Fig. 1 und auf den Kondensator 5 in
Fig. 1 verzichtet worden. Dafür sind parallel zu den
Dioden 31, 32, ... 3n Kondensatoren 51, 52, ... 5n angeordnet worden und ferner zwischen jeden Schalter-Dioden-Verbindungspunkt und dem jeweiligen Kondensator Drosselspulen 41, 42, ... 4n. Diese Drosselspulen begrenzen in
einem Kurzschlußfall den Kurzschlußstrom.

Ein Nachteil dieser bekannten Anordnung ist jedoch, daß
die vorgesehenen Teiltiefpaßfilter bezüglich der Filterung der Ausgangsspannung nicht wirksam sind. Sie erfordern vielmehr zusätzlich einen noch höheren Filteraufwand, weil bei ihnen bei jedem Einschaltvorgang die Kondensatoren bis zu dem doppelten Wert der Spannung der
Spannungsquellen aufschwingen können. Diese Spannungsspitzen müßten durch ein nachgeschaltetes Filter herausgefiltert werden. Die an den Ausgängen der Teilspannungsquellen angeordneten Drosseln und Kondensatoren können

für den Ausgang des Schaltverstärkers nicht als lineares Tiefpaßfilter wirken. Sie rufen vielmehr erhöhte Verzerrungen hervor.

Beim Einschalten einer Spannungsstufe kann sich der Ausgangskondensator bis zur doppelten Spannung der. Teilspannungsquelle aufladen. Die Entladung auf die Spannung der Teilspannungsquellen ist dann anschließend vom fließenden Laststrom abhängig. Je größer dieser ist, desto schneller entlädt sich der Kondensator. Beim Ausschalten entlädt
sich der Kondensator durch den Laststrom, das heißt also auch der Ausschaltvorgang einer Schaltstufe ist laststromabhängig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für einen Schaltverstärker zu schaffen, bei dem die Oberschwingungen wirksam gefiltert werden und bei dem außerdem die Leistungshalbleiterschalter Kurzschlußströme beherrsehen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist es, daß bei Kurzschluß zwischen einer Teilspannungsquelle oder mehreren Teilspannungsquellen (d.h. zum Beispiel zwischen den Leistungspunkten Bl und B2 oder den Verbindungspunkten Bl und Bn in Fig. 3) oder bei Kurzschluß am Ausgang des Schalt-Verstärkers die Leistungshalbleiter, die Teilspannungsquellen zu- und abschalten, vor Überstrom geschützt werden. Sie begrenzen den Stromanstieg derart, daß die Leistungshalbleiter am Ende ihrer Ausschaltzeit den angestiegenen Strom noch abzuschalten vermögen und dieser abzuschaltende .Strom unterhalb des zulässigen abschaltbaren Stromes liegt.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß das Tiefpaßfilter auch bei sich ändernden Schaltzuständen der Teilspannungsquellen in seiner Wirkung nicht verändert wird. Das Tiefpaßfilter mit den Teildrosselspulen ist in seiner Wirkung identisch mit einem Tiefpaßfilter mit einer Drossel am Ausgang.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung wird im nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In der Fig. 3, die dieses Ausführungsbeispiel zeigt, sind, wie in den Figuren 1 und 2 die Teilspannungsquellen mit 11, 12, ... In bezeichnet. Mit 21, 22, ... 2n sind Leistungshalbleiterschalter bezeichnet, die die Spannungs-

INSPECTED

quellen auf die Ausgangsleitungen (Klemmen A und B) durchschalten. Parallel zu jeder Spannungsquelle und zugehörigem Schalter liegen die schon beschriebenen Stromführungsdioden 31, 32, ...3n. 5 Jeder aus einer Spannungsquelle, einem Leistungshalbleiter-Schalter und einer Stromführungsdiode gebildeten Spannungsstufe ist eine Drosselspule 41, 42, ... 4n nachgeschaltet, die jeweils nach dem Verbindungspunkt eines Schalters für eine Spannungsquelle mit der diese Spannungsquelle überbrückenden Diode in die Ausgangsleitung eingefügt ist. Zwischen den Ausgangsleitungen liegt ein Kondensator

Die Gesamtinduktivität aller Drosselspulen 41, 42, ... 4n wird so gewählt, daß sie zusammen mit der Kapazität des Kondensators 5 ein Tiefpaßfilter für die Hochfrequenzkomponenten, die auf Grund der Schalterbetätigungen im Rhythmus der HF-Abtastung der Eingangsspannung entstehen, ergeben.

- Leerseite

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH

Theodor-Stern-Kai 1

D-6000 Frankfurt 70 t

Krn/schb

B 84/52 Krn

Schaltungsanordnung eines Schaltverstärkers

Patentanspruch

Schaltungsanordnung eines Schaltverstärkers, bei dem die Ausgangsspannung durch Addition von Teilspannungen erzeugt wird, wobei je nach der Höhe des zu verstarkenden NF-Eingangssignals das mit ei-ner im HF-Bereich liegenden Abtastfrequenz abgetastet wird, eine entsprechende Zahl von durch Dioden überbrückbaren Spannungsstufen über Schalter in Reihe geschaltet wird, und bei dem ein Tiefpaßfilter zur Eliminierung der Hochfrequenzkomponenten, die durch die Schaltschritte der Schalter verursacht werden, vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß jedem in Form eines Leistungshalbleiters ausgebildeten Schalter (21, 22, ... 2n) eine Drosselspule (41, 42, ... 4n) nachgeschaltet ist, die jeweils nach dem Verbindungspunkt eines als Schalter dienenden Leistungshalbleiters für eine Spannungsquelle (11, 12, ... In) mit der diese Spannungsquelle überbrükkenden Diode (31, 32 ... 3n) in die Ausgangsleitung (Klemmen A, B) eingefügt ist, und daß die Gesamtindukti-5 vität aller Drosselspulen so gewählt wird, daß sie zusammen mit der Kapazität eines parallel zur Ausgangsleitung liegenden Kondensators (5) ein Tiefpaßfilter für die Hochfrequenzkomponenten ergibt.

BAO ORIGINAL