DD271791A1 - Schaltungsanordnung zum ausraeumen und abschalten eines leistungstransistors - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Ausraeumen und Abschalten eines Leistungstransistors. Erfindungsgemaess steht eine vom Impulsgenerator fuer die Ansteuerstufe des Leistungstransistors getaktete Konstantstromquelle ueber einen Uebertrager mit dem Eingang des Leistungstransistors in Verbindung. Fig. 1

Description

Entmagnetisierung der Induktivität eingeleitet wird. Die Entmagnetisierungsenergie der als Übertrager 5 ausgebildeten Induktivität wird der Basis des Leistungstransistors 3 zugeführt. Zu diesem Zweck steht die Sekundärwicklung 6 des Übertragers 5 über Dioden 7,8 entkoppelt mit der Basis des Leistungstransistors 3 In Verbindung. Der induktive Charakter der ,,Abschaltquelle" bewirkt daher hohe Stromanstiegsgeschwindigkeüen, die Stromamplitude ist über die Dimensionierung des Magnetisierungsstromes über die Konstantstromquelle 4 und über das Übersetzungsverhältnis des Übertragers 5 olmervionierbar. Unabhängig von den Lastbedingungen und unabhängig von den Einschaltzeiten des Leistungstransistors 3 wird der Leistungstransistor 3 mit stets der gleichen (dimensionierten) Abüchaltenergle abgeschaltet. In Fig. 2 ist eine konkrete Schaltungsanordnung zum Blockschaltbild gemäß Fig. 1 dargestellt, wobei der Übertrager 5 als Drossel mit Anzapfung zur Realisierung der Auskopplung ausgeführt ist. Die Konstantstromquelle 4 besteiht aus zwei Transistoren 9,10 sowie aus drei Widerständen 11,12,13. Ein Widerstand 14 im emitterzweig eines Transistors 15 zum Takten der Stromquelle 4 und der Ansteuerstufe 2 wirkt ebenfalls strombegrenzend. Die Ansteuerstufe 2 für den Leistungstran "istor 3 besteht In an sich bekannterWeise aus drei Transistoren 16,17,18, wobei die Transistoren 16,17 ebenfalls als Konstantstromquelle geschaltet sind, aus sieben Widerständen 19,20,21,22,23,24,25 aus einem Kondensator 26 in Reihe zum Widerstand 21 sowie aus einer Diode 27. Auch für diese Ansteuerstufe 2 besitzt der Widerstand 14 mit strombegrenzende Wirkung. Der Impulsgenerator 1 steuert den Transistor 15, der wiederum die Konstantstromquelle 4 und die Ansteuerstufe 2 schaltet. Ist Transistor 15 leitend, dann sind auch die Transistoren 9,17,18 und der Leistungstransistor 3 aufgesteuert. Die Widerstand!) 13 und 19 haben dabei zur Aufteilung des Steuerstromes des Transistors 15 entkoppelte Wirkung zwischen der Konstantstromquelle 4 und der Ansteuerstufe 2.

Während der Leitendphase des Transistors 9 („Ein"-Phase des erfindungsgemäß abzuschaltenden Leistungstransistors 3) wird der als Drossel ausgeführte Übertrager 5 in einer Zeit kleiner oder gleich der minimalen Einschaltzeit des Leistungstransistors 3 aufmagnetisiert. Danach wird der fließende Strom durch die strombegrenzende Wirkung des Transistors 10 gehalten. Mit dem Abschalten der Ansteuerstufe 2 durch den Impulsgenerator 1 und den Transistor 15 wird durch Sperren der Transistoren 17,18 der positive Basisstrom des Leistungstransistors 3 abgeschaltet. Gleichzeitig wird der Transistor 9 geuperrt, und der der Magnetisierungsenergie des Übertragers 5 entsprechende aus der Basis des Leistungstranoistors 3 über die Dioden 7,8 in den Übertrager 5 fließende Strom räumt den Leistungstransistor 3 aus und schaltet ihn schnell und funktionssicher ab.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung zum Ausräumen und Abschalten eines Leistungstransistors mit einer von einem Impulsgenerator gesteuerten Ansteuerstufe für den Leistungstransistor und mit einem Übertrager, dessen Sekundärwicklung ggf. diodenentkoppelt mit dem Eingang des Leistungstransistors in Verbindung steht, gekennzeichnet dadurch, daß an die Primärentwicklung des Übertragers eine von dem Impulsgenerator getaktete Konstantstromquelle angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung wird angewendet, um Leistungstransistoren (z.B. von Schattnetzteilen, Motorsteuerstufen, D-Verstärkern u.a.) schnell und funktionssicher auszuräumen und abzuschalten.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Es sind Schaltungsanordnungen zur Basisansteuerung von Hochvoltschalttransistoron bekannt, die zum schnellen Ausschalten dieses Transistors die in magnetischen Bauteilen (Drosseln und Übertrager) gespeicherte Energie nutzen. Ein Grundkonzept benutzt die In der Flußphase eines Ansteuerübertragers gespeicherte Energie, wobei die dadurch auftretende Rückscfilagspannung den Transistor ausschaltet (siehe 1.) Jakob/Schaltnetzteile MV-DDR 1987,2.) Base circuit design for high-voltage switching transistors in power converters/Mullard technical communications N⁰124/74 oder 3.) Wüstehube J./Schaltnetzteile). Der Nachteil dieses Konzeptes ist der von der Länge des Ein-Ansteuerlmpulses abhängige Energieinhalt für den Ausschaltvorgang.

   Ein weiteres Konzept sieht eine im Basiskreis angeordnete Induktivität vor, welche von dem während der Speicherzeit fließenden A-jsräumstrom gespeist wird und die dabei gespeicherte Energie zum Abschalten genutzt wird. (Literatur 1.), 2.) und 3.)) Dieses Konzept besitzt den Nachteil, daß bei Anwendung der vorteilhaften Schaltung mit Antisättigungsdiode am Transistor und der damit verbundenen kurzen Speicherzeiten desselben die Abschaltenergie oft zu gering ist. Ein weiterer Nachteil ist die schwierige Dimensionierung dieser Drossel fürdie unterschiedlichen Betriebsbedingungen (Impulsbreite, Kollektorstrom,Temperatur) und Exemplarsiieuungen.

   Ziel de* Erfindung

   Ziel der Erfindung ist die Verbesserung des Schaitverhaltens des Leistungstransistors, insbesondere soll dieser schnell, funktionssicher und definiert ausgeräumt und abgeschaltet werden.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für jede Lastbedingung des Leistungstransistors eine von der Einschaltzeit des Leistungstransistors unabhängige Speicher- und Abschaltzeit des Leistungstransistors zu schaffen. Erfindungcgemäß wird diese Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung zum Ausräumen und Abschalten eines Leistungstransistors mit einer von einem Impulsgenerator gesteuerten Ansteuerstufe für den Leistungstransistor und mit einem Übertrager dessen Sekundärwicklung ggf. diodenentkoppelt mit dem Eingang des Leistungstransistors in Verbindung steht, dadurch gelöst, daß an die Primärwicklung des Übertragers eine von dem Impulspenerator getaktete Konstantstromquelle angeschlossen ist. Das Schaltverhalten des Leistungstransistors wird funktionssicherer, da auch für kleine Einschaltzeiten des Leistungstransistors die erforderliche Energie zum sicheren Abschal an des Leistungstransistors über die getaktete Konstantstromquelle bereitgestellt wird. Der Einfluß einer Betriebes; annungsänderung, die sich als eine Veränderung der Einschaltzeit des Leistungstransistors zeigt, auf die Speicher- und Abschaltzeit des Leistungstransistors wird eliminiert.

   Ausfuhrungsbeispiel

   Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

   Fig. 1: Blockschaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
   Fig. 2: Schaltungsanordnung

   In Fig. ist das Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels dargestellt. Ein Impulsgenerator 1 taktet oine Ansteuerstufe 2 für einen beispielsweise in einem Schaltnetzteil eingesetzten Leistungstransistor 3. Synchron mit der Taktung der Ansteuerstufe 2 wird eine Konstantstromquelle 4 vom Impulsgenerator 1 getaktet, durch welche periodisch mit der Schaltfrequenz des Leistungstransistors 3 eine Induktivität aufmagnetisiert wird. Dieser Vorgang wird zu den Ausschaltvorgang des Leistungstransistors 3 steuernden getakteten Ansteuerstufe 2 derart synchronisiert, daß zu diesem Zeitpunkt zwangsweise die