DE1099580B - Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher ueber Schalttransistoren - Google Patents

Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher ueber Schalttransistoren

Info

Publication number
DE1099580B
DE1099580B DEL30312A DEL0030312A DE1099580B DE 1099580 B DE1099580 B DE 1099580B DE L30312 A DEL30312 A DE L30312A DE L0030312 A DEL0030312 A DE L0030312A DE 1099580 B DE1099580 B DE 1099580B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
switching
transistors
control
switching transistors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEL30312A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Wilfried Fritzsche
Dipl-Ing Johannes Noeller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DEL30312A priority Critical patent/DE1099580B/de
Publication of DE1099580B publication Critical patent/DE1099580B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

  • Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher über Schalttransistoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher über Schalttransistoren, deren Schaltzustände nach Schaltabschnitten wechseln, deren Dauer entsprechend dem einzusteuernden Gleichstrommittelwert eingestellt ist. Mit derartigen Schalttransistoren ist es beispielsweise möglich, einen Gleichstromverstärker zu bauen, der gegenüber einem kontinuierlich arbeitenden Verstärker bei gleichem Aufwand an Bauelementen einen besseren Wirkungsgrad und demgemäß eine höhere Leistung hat. Der Grundgedanke liegt darin, den Verstärker periodisch voll zu öffnen und zu schließen und die abgegebene Leistung dadurch zu steuern, daß das Verhältnis der S tromführungszeit zur Pausenzeit verändert wird. Bei konstanter Periodendauer ist die ausgesteuerte Leistung proportional dem Quotienten aus der Zeit, in der der Transistor geöffnet ist, und der Perioden-(lauer, wenn man die Umschaltzeit vernachlässigt. Damit stellt sich die Aufgabe, den Quotienten der Eingangsgröße, z. B. dem zugeführten Steuerstrom, verhältnisgleich zu machen. Damit ist es aber nicht möglich, die Richtung des die Gleichstromleistung bestimmenden Energieflusses umzukehren. Zur Lösung dieser Aufgabe sind Brückenschaltungen mit Transistoren besonders geeignet. Brückenschaltungen mit Transistoren an sich sind bereits bekannt. Die Leistung durch diese Brückenschaltungen steuert man bisher Jedoch nicht durch Steuerung der Stromführungszeiten der Transistoren, da ohne besondere Maßnahmen ein betriebssicheres Verhalten nicht gewährleistet werden kann, durch die verhindert werden muß, daß bei Umsteuerung der Transistoren kurzzeitig alle Transistoren stromführend sind und somit ein Kurzschluß auftritt. Sollten bei extremen Steuerbedingungen infolge Störungen dennoch Kurzschlußströme auftreten, so müssen auch diese entsprechend begrenzt werden.
  • Einer bekannten Brückenschaltung mit Transistoren liegt beispielsweise die Aufgabe zugrunde, die Polarität einer Gleichspannung umzukehren bzw. eine Gleichspannung in eine Wechselspannung umzuformen.
  • Die Erfindung zeigt nun einen Weg, der es gestattet, bei derartigen bekannten Brückenschaltungen mit "Transistoren die für Einzeltransistoren bekannte Steuerung auf einen Gleichstrommittelwert anzuwenden und die dargelegten möglichen Fehlerquellen zu vermeiden. Dies ist bei einer Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher über Schalttransistoren, deren Schaltzustände nach Schaltabschnitten wechseln, deren Dauer entsprechend dem einzusteuernden Gleichstrommittelwert eingestellt ist nach der Erfindung dadurch möglich, daß die Schalttransistoren in an sich bekannter Weise in einer Brückenschaltung, an deren einer Brückendiagonalen die speisende Gleichspannung und an deren anderer Brückendiagonalen der Verbraucher liegen, angeordnet sind, in der jeweils die Schalttransistoren in gegenüberliegenden Brückenzweigen auf den gleichen Schaltzustand gesteuert sind, daß zur Vermeidung von Kurzschlußströmen während der Umschaltzeit das Einschalten gegenüberliegender Schalttransistoren zeitlich verzögert gegenüber dem Ausschalten der anderen Schalttransistoren erfolgt, daß zur Dämpfung und Begrenzung etwa dennoch auftretender Kurzschlußströme in die Speisespannungsleitung eine nur auf kurzzeitige Stromimpulse ansprechende Drosselspule mit einem parallel geschalteten, in Sperrichtung beanspruchten Gleichrichter gelegt ist und daß zur Vermeidung von Spannungsspitzen beim Umschalten und zum schnellen Abmagnetisieren des Verbrauchers parallel zu den Schalttransistoren Ausgleichsventile geschaltet sind. Eine derartige Anordnung weist also in jeder Schaltperiode sowohl positive als auch negative Zustände auf. Dabei stellt sich im Mittel ein Strom durch .den Verbraucher ein, der von dem Verhältnis der positiven und negativen Spannungsphasen und der Größe des induktiven Widerstandsanteiles abhängt. Sind beispielsweise die negativen Spannungsphasen klein gegenüber den positiven Spannungsphasen, so wird durch den Verbraucher ständig ein positiver Strom fließen. Die Leistung hängt dann außerdem von den positiven und negativen Spannungsanteilen ab. Bei einer derartigen Anordnung können die Schalttransistoren in gegenüberliegenden Brückenzweigen, gegebenenfalls über Vortransistoren, durch einen gemeinsamen Steuertransistor gesteuert werden, der an der Brückenspannung und einer Hilfs- Spannung liegt und von- einem Steuerglied ein Stromleitendes oder stromsperrendes Basispotential erhält. Als Steuerglied ist ein gegentaktartig aufgebauter Impulslängenmodulator geeignet, in dem die Impulslängenmodulation durch Überlagerung einer Dreieckspannung und einer entsprechend dem Steuerbefehl veränderbaren Gleichspannung erfolgt. Als Dreieckspannung können die Spannung einer Saugdrossel oder die Lade- und Entladespannung eines Kondensators bei konstantem Lade- und Entladestrom dienen. Ein konstanter Lade- und Entladestrom des Kondensators ergibt sich, wenn dieser nach Gleichrichtung über einen Transistor in Basisschaltung mit konstantem Emitterstrom geleitet ist.
  • Eine entsprechende Steuerwirkung erreicht man auch, wenn die Schalttransistoren einzeln, gegebenenfalls über Vortransistoren durch vorzugsweise gleichfalls mit Transistoren arbeitende bistabile Kippschaltungen gesteuert werden, die entsprechend dem Steuerbefehl durch induktiv übertragene Impulse gekippt werden. Es ist aber auch möglich, die Schalttransistoren einzeln, gegebenenfalls über Vortransistoren, durch vorzugsweise zwei in der Phase um 90° gegeneinander verschobene gleichgerichtete Hochfrequenzspannungen zu steuern, die entsprechend dem Steuerbefehl induktiv auf den Steuerkreis übertragen werden.
  • Vorteilhaft ist es bei der Anordnung nach der Erfindung, wenn das Einschalten gegenüberliegender Schalttransistoren zeitlich verzögert gegenüber dem Ausschalten der anderen Schalttransistoren erfolgt. Zu diesem Zweck kann man die Anordnung in der Weise ausbilden, daß bei Steuerung der Schalttransistoren in gegenüberliegenden Brückenzweigen durch je einen über einen Impulslängenmodulator beeinflußten Steuertransistor die zur Impulslängenmoduiation dienenden Gleichspannungen für die den beiden Steuertransistoren zuzuführenden Spannungen verschieden sind. Manx kann aber auch die Steuerspannung für wenige -sten5 zwei gegenüberliegende Schalttransistoren über einen Kettenleiter als Verzögerungsleitung führen. Das Ein- oder Ausschalten erfolgt dann bei den dadurch verzögerten Steuerspannungsänderungen.
  • Wird die Anordnung .aus Spannungsquellen gespeist, die selbst keine Energie aufnehmen können, so kann man den rückläufigen. Energiefloß mit einem Widerstand aufnehmen, der mit einem entsprechend gesteuerten Schalttransistor parallel zu der Spannungsquelle geschaltet ist.
  • In den Zeichnungen sind einige Ausführiuigsbeispiele der Anordnung nach der Erfindung dargestellt. Der Fig. 1 liegt die .Aufgabe zugrunde, die Leistung an dem Verbraucher 1, der einen induktiven Widerstandsanteil haben :soll, kontinuierlich zu steuern. Dieser Verbraucher wird von einer an die Klemmen 2 und 3 anzuschließenden Spannungsquelle gespeist. Diese Spannungsquelle liegt an der .einen Brückendiagonalen der aus den Schalttransistoren 5 bis -8 gebildeten Brückenschaltung; in deren anderen Brückendiagonalen der Verbraucher liegt. Parallel zu jedem der Schalffiransistoren ist dabei eine der Gleichrichteräioden g bis 12 geschaltet, .die verhindern, daß in den Transistoren beim Umschalten Spannungsspitzen auftreten. Gleichzeitig bewirken sie ein schnelles Abmagneiisieren des Verbrauchers, weil immer die gesamte Spannungsquelle als Gegen-EMK cingeschältet bleibt.
  • Es befinden sich stets in gegenüberliegenden Brückenzweigen befindliche Schalttransistoren im gleichen Schaltzustand. Jedem der Schalttransistoren 5 bis 8 ist einer der Vortransistoren 45 bis -48 vorgeschaltet, der sein Basispotential bestimmt. Dabei werden die Vortransistoren 46 und 47 durch den Steuertransistor 14 und die Vortransistoren 45 und 48 durch den Steuertransistor 4 gesteuert. Die Stenertransistoren 14 und 4 liegen mit ihrem Emitter an dem an die Klemme 3 angeschlossenen Speisespannungspol und mit ihrem Kollektor über einen Widerstand und die Spannungsquelle 49 bzw. 44 an dem anderen Speisespannungspol. Die Steuerung der Steuertransistoren 4 und 14 erfolgt von dem Steuerglied 50 aus über den Impulslängenmodulator 59, der an die Klemmen 13 und 18 angeschlossen ist, entsprechend dem vorliegenden Steuerbefehl. Es sei zunächst der Fall betrachtet, daß der Strom durch den Verbraucher 1 über die Transistoren 6 und 7 fließt. In diesem Fall müssen sie ein negatives Basispotential haben. Um dies zu erreichen, ist ein Stromfloß über die Vortransistoren 46 und 47 erforderlich, die an den Spannungsquellen 29 bzw. 49 liegen. Dieser Fall tritt ein, wenn der Stromfloß über den Steuertransistor 14 unterbrochen ist. Über die Klemme 13 muß daher dem Steuertransistor 14 ein positives Potential zugeführt werden.
  • Wenn die Transistoren -6 und 7 stromführend sind, müssen die Transistoren 5 und 8 stromsperrend wirken. Sie bedürfen hierzu genau wie die Vortransistoren 45 und 48 eines positiven Basispotentials, das durch entsprechende Steuerung des Steuertransistors 4 erreicht wird. Bei der dargestellten Schaltung kann das Potential am Schalttransistor 7 sehr schwanken. Macht man nun den Widerstand 15 groß gegenüber dem Widerstand 16, so erreicht man, daß der Steuertransistor 14 stromsteuernd wirkt. Dies hat zur Folge, daß die Spannung an dem Widerstand 1$ annähernd unabhängig von der Spannung zwischen denPunkten 3 und 17 ist. Entsprechendes gilt für die Auslegung des von dem Steuertransistor 4 beeinflußten Steuerkreises für die Schalttransistoren 5 und B.
  • Die Steuerung der Steuertransistoren 4 und 14 erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 von einem Steuerglied50 aus über den Impuislängenmoduiator 59. In dem Impulslän genniodulator 59 erhalten die an denStenertransistoren4 und 14 liegendenBasisspannungen eine dem Steuerbefehl entsprechende Länge. Diese kann durch Überlagerung einer Dreieckspannung reit einer entsprechend dem Steuerbefehl veränderlichen Gleichspannung erfolgen, wie es in Fig. 2 angedeutet ist. In Fig. 2 ist in dem Diagramm a über der Zeit t als Abszisse eine Dreieckspannung 19 aufgetragen. Dieser Dreieckspannung ist eine Gleichspannung 20 überlagert. An dem mit 21 bezeichneten Zeitpunkt schneiden sich die Kurvenzüge 19 und 20. Dieser Schnittpunkt wird benutzt als Einsatzpunkt der positiven Steuerspannung für einen der beiden Steuertransistoren. DerVerlauf dieserSteuerspannung ist in Fig.2 im Diagramm b durch die Kurve 31 angedeutet. Zum Zeitpunkt 22, an dem sieh die Spannungen 19 und 20 wiederum schneiden, wird die positive Spannung 31 wieder zu Null. Entsprechendes wiederholt sich periodisch. Wenn zwischen den Zeitpunkten 21 und 22 ein positives Basispotential an dem einen Steuertransistor liegt, muß dafür in der gleichen Zeit an dein anderen Steuertransistor keine positive Basisspannung liegen. Der Impulslängenmodulator muß :daher gegentaktartig ausgeführt sein. Diese gleichstrommäßige Steuerung der Impulslänge hat Vorteile, wenn :die Anordnung übersteuert wird. Die zur Steuerung benutzte Dreieckspanrnxng 19 nach Fig. 2 läßt sich auf verschiedene Weise erzeugen. Vorteilhaft ist :es, sie netzsynchron zu machen. Das hat dann Vorteile, wenn man zur Speisung der Leistungsstufe eine Gleichrichterschaltung verwendet. Es empfiehlt sich dazu wegen der geringen Welligkeit und der guten Leistungsausbeute die Drehstrombrückenschaltung. Dabei ist es zweckmäßig, mit 150 bzw. 300 Hz zu steuern. 150 Hz kann man z. B. an der Saugdrossel einer Saugdrosselschaltung abgreifen. Die Saugdrosselspannung kann beispielsweise die Hilfsspannung der Batterie29 in Fig.1 sein. An der Saugdrossel einer Sechsphasensaugdrosselschaltung mit Trockengleichrichtern fällt eine Dreieckspannung von 150 Hz_ an, die sich zur Steuerung verwenden läßt. Man kann sie ebenfalls mehrfach nacheinander gleichrichten. Die gleichgerichtete Spannung hat immer wieder Dreieckform, so daß sie nach entsprechender Siebung und Entfernung des Gleichstromgliedes sich immer wieder als Steuerspannung verwenden läßt. Ihr besonderer Vorteil ist, daß sie immer phasenstarr zum Netz liegt, so daß keine Schwebungen auftreten können, wie es sonst in Wechselwirkung mit einer ungeglätteten Speisespannung zwischen den Punkten 2 und 3 möglich wäre.
  • Eine andere Möglichkeit zur Dreieckspannungserzeugung besteht in der Ausnutzung der Ladeverhältnisse eines Kondensators. Hält man den Ladestrom eines Kondensators unabhängig von der Ladespannung konstant, so steigt die Kondensatorspannung zeitlinear an. Entsprechendes gilt bei konstantem Entladestrom des Kondensators. Als spannungsabhängiger Widerstand mit Konstantstromverhalten, der einen konstanten Ladestrom bzw. einen konstanten Entladestrom bewirkt, ist ein Transistor in Basisschaltung geeignet. Hält man bei dieser Schaltung den durch den Emitter fließenden Steuerstrom i, konstant, so ist der Kollektorstrom i, unabhängig von der Größe der Kollektorspannung. Eine hierzu geeignete Schaltung zeigt Fig. 6.
  • Im Aufladekreis des Kondensators 60, der über einen Transformator 61 von einer an die Klemmen 62 angeschlossenen Wechselspannungsquelle gespeist wird, liegt die Gleichrichterbrücke 63. An die Gleichstromseite dieser Brücke ist der Transistor 64 in Basisschaltung angeschlossen. Seinen Emitterstrom liefert die Gleichspannungsquelle 65. Die Größe des Emitterstromes kann an dem Widerstand 66 eingestellt werden. Ist dieser Emitterstrom konstant, so ist auch der Kollektorstrom durch den Transistor 64 konstant. Das bedeutet, daß der durch die Gleichstrombrücke fließende Strom unabhängig von der Wechselspannung konstant ist. Der Kondensator 60 wird also von einem konstanten Strom aufgeladen und entlädt sich gleichfalls bei Umkehrung der Richtung der Wechselspannung mit einem konstanten Strom. Die Lade- bzw. Entladespannung des Kondensators hat somit einen dreieckförmigen Verlauf. Um den Lade-bzw. Entladevorgang nicht zu beeinflussen, erfolgt bei der Schaltung nach Fig. 6 die Abnahme der Kondensatorspannung über einen Transistor 67 in Kollektorschaltung, der in an sich bekannter Weise als Impedanzwandler wirkt, an den Klemmen 68 und 69.
  • In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für den Fall dargestellt, daß die Schalttransistoren der Brücke einzeln gesteuert werden. In Fig. 3 ist dies nicht für die vollständige Brückenschaltung, sondern nur für einen Brückenzweig erläutert. An den Schalttransistor 7 und seinen Vortransistor 47 der Fig. 1, die in Fig. 3 mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind, ist eine an sich bekannte bistabile Kippschaltung mit den Transistoren 53 und 54 gelegt. Bei dieser wird durch induktiveAnkopplung des Steuergliedes 55 über die Transistoren 51 und 52 die Kippstufe aus den "Transistoren 53 und 54 umgesteuert. Der jeweilige Schaltzustand bleibt dabei bestehen, bis er durch einen neuen Steuerbefehl des Steuergliedes 55 geändert wird. Die Schaltung wirkt dabei ähnlich wie die gleichstrommäßige Steuerung. Es ist mit ihr also auch ein Daueröffnen bzw. Dauerschließen der Schalttransistoren möglich.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel für die Einzelsteuerung der Schalttransistoren der Brücke ist in Fig. 4 dargestellt. Dieses Beispiel bezieht sich auf ein. Hochfrequenzsteuerung. Mit 25 und 26 sind dabei die Sekundärwicklungen von zwei in der Phase um 90' gegeneinander verschobenen Hochfrequenzspannungserzeugern, die durch eine geeignete Steuereinrichtung auf und zu gesteuert werden, so daß eine Hochfrequenzimpulsfolge entsteht, bezeichnet. Hätte man nur eine dieser beiden Spannungen zur Speisung benutzt, so müßteeinGlättungskondensator27verwendet werden. DerSteueranstieg und -abfall wird dann nicht so steil, da die Zeitkonstante aus Glättungskondensator 27 und Widerstand 28 bzw. dem Innenwiderstand der Schaltung die Steilheit verändern würde. Damit würde eine längereTransistorenumschaltzeit entstehen. Diese ist nachteilig für die Leistungsbilanz, da während der Umschaltperiode der Schalttransistor bekanntlich in einem Zustand hoher Leistungsaufnahme ist, die den Transistor sehr erwärmen würde, so daß der Transistor nicht mit dieser Leistung betrieben werden kann.
  • Obwohl die Schaltzeit bei großen Leistungstransistoren sehr klein ist - sie liegt in der Größenordnung von etwa 40,us -, würden sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Kurzschlußströme ergeben, wenn man das Signal, das den Stromfluß durch zwei in gegenüberliegenden Brückenzweigen liegende Schalttransistoren unterbricht, gleichzeitig benutzt, um den Stromfluß durch die beiden anderen Schalttransistoren freizugeben. Dies kann man vermeiden, wenn man, wie es in F ig. 2 dargestellt ist, die Ein- und Ausschaltbefehle für die verschiedenen Schalttransistoren zu verschiedenen Zeiten gibt. Es ist bereits weiter oben ausgeführt worden, daß der Impulslängenmodulator 59 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. gegentaktartig aufgebaut sein muß, da die Steuertransistoren 4 und 14 gegensinnig beeinflußt werden müßten. Man erhält nun unterschiedliche Einschalt- und Ausschaltzeitpunkte, wenn die Gleichspannungen, die in den beiden Gegentaktzweigen des Impulslängenmodulators 59 den Dreieckspannungen 19 überlagert werden, verschieden groß sind. Überlagert man, wie bereits oben beschrieben, in dem einen Gegentaktzweig der Dreieckspannung 19 die Gleichspannung 20, so gibt diese für den einen Steuertransistor die in Fig. 2 im Diagramm b durch die Kurve 31 dargestellte positive Spannung. In dem anderen Gegentaktzweig wird nun der Dreieckspannung 19 eine im Diagramm a der Fig. 2 mit 30 bezeichnete Gleichspannung überlagert. Dreieckspannung 19 und Gleichspannung 30 schneiden sich zu den Zeitpunkten 23 und 24. Diese Zeitpunkte bestimmen die gegenphasig zu denkende Spannung 32 im Diagramm c der Fig. 2. Diese Spannung 32 bewirkt zum Zeitpunkt23 ein Einschalten und zum Zeitpunkt 24 ein Ausschalten derjenigen Schalttransistoren, die durch den von der Spannung 32 beaufschlagtenSteuertransistor gesteuert werden. Bestimmt die Spannung 31 das Potential des Steuertransistors 4 und die gegenphasig zu denkende Spannung 32 das Basispotential des Steuertransistors 14, so werden zum Zeitpunkt 21 die Schalttransistoren 8 und 5 ausgeschaltet. Erst etwas später, zum Zeitpunkt 23, werden die Schalttransistoren 6 und 7 eingeschaltet. Zum Zeitpunkt 24 erfolgt ihre Ausschaltung und gegenüber dem Ausschaltzeitpunkt verzögert die Einschaltung der Schalttransistoren 8 und 5 zum Zeitpunkt 22.
  • Eine andere Möglichkeit zur Vergrößerung der Ein-und Ausschaltzeitpunkte gegeneinander bietet die Verwendung eines in Fig. 5 a dargestellten Kettenleiters. Ihm wird zwischen den Klemmen 33 und 34 eine Rechteckspannung U1 zugeführt. Durch den Kettenleiter wird diese Spannung verzögert. Sie erscheint als Spannung U2 zwischen den Klemmen 35 und 33. Der Verlauf von U2 ist als Kurve 36 in dem Diagramm n von Fig. 5 dargestellt. Der Kurvenzug 37 entspricht der Spannung U1. Durch die Gleichrichter 38 und 39 wird erreicht, daß immer die höhere der beiden Spannungen an denn Widerstand 40 und damit als Aus-. gangsspannung U3 wirksam ist. Den Verlauf der Spannung U, zeigt das Diagramm c der Fig. 5 als Kurve 41. Wenn man die Lücken dieses Kurvenzuges mit »ein« und »aus« bezeichnet und zum Steuern benutzt, hat man ebenfalls die geforderte Spannung. Man braucht dann nur noch dasErgänzungsrechteck für die andere Spannung zu verwenden, um für beide Richtungen das gewünschte Schaltverhalten zu bekommen.
  • Außer mit steuerungstechnischen Mitteln läßt sich der Kurzschluß erfindungsgemäß auch durch Einführung der Drosselspule 42 in Fig. 1 erreichen. Damit die Drosselspule durch Überspannungen keinen Schaden anrichten kann und ein sofortiges Absinken des Stromes möglich ist, ist ein Gleichrichter 45 zu der Drosselspule parallel geschaltet. Diese Drosselspule muß so bemessen werden, daß sie nur auf die kurzzeitigen Stromimpulse anspricht. Längere Stromimpulse, die regeltechnisch erforderlich sind, darf sie nicht beeinflussen.

Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher über Schalttransistoren, deren Schaltzustände nach Schaltabschnitten wechseln, deren Dauer entsprechend dem Gleichstrommittelwert eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalttransistoren in an sich bekannter Weise in einer Brückenschaltung, an deren einer Brückendiagonalen die speisende Gleichspannung und an deren anderer Brückendiagonalen der Verbraucher liegen, angeordnet sind, in der jeweils die Schalttransistoren in gegenüberliegenden Brückenzweigen auf den gleichen Schaltzustand gesteuert sind, daß zur Vermeidung von Kurzschlußströmen während der Umschaltzeit das Einschalten gegenüberliegender Schalttransistoren zeitlich verzögert gegenüber dem Ausschalten der anderen Schalttransistoren erfolgt, daß zur Dämpfung und Begrenzung etwa dennoch auftretender Kurzschlußströme in die Speisespannungsleitung eine nur auf kurzzeitige Stromimpulse ansprechende Drosselspule mit einem parallel geschalteten, in Sperrichtung beanspruchten Gleichrichter gelegt ist und daß zur Vermeidung von Spannungsspitzen beim Umschalten und zum schnellen Abmagnetisieren des Verbrauchers parallel zu den Schalttransistoren Ausgleichsventile geschaltet sind.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalttransistoren in gegenüberliegenden Brückenzweigen, gegebenenfalls über Vortransistoren, durch einen gemeinsamen Steuertransistor gesteuert werden, der an der Brückenspannung und einer Hilfsspannung liegt und von einem Steuerglied ein stromleitendes oder stromsperrendes Basispotential erhält.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalttransistoren einzeln, gegebenenfalls über Vortransistoren, durch vorzugsweise gleichfalls mit Transistoren arbeitende bistabile Kippschaltungen gesteuert werden, die entsprechend dem Steuerbefehl durch induktiv übertragene Impulse gekippt werden.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalttransistoren einzeln, gegebenenfalls über Vortransistoren, durch vorzugsweise zwei in der Phase um 90° gegeneinander verschobene gleichgerichtete Hochfrequenzspannungen gesteuert werden, die entsprechend dein Steuerbefehl induktiv auf den Steuerkreis übertragen werden.
  5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerglied ein gegentaktartig aufgebauter Impulslängenmodulator dient, in dem die Impulslängenmodulation durch Überlagerung einer Dreieckspannung und einer entsprechend dem Steuerbefehl veränderbaren Gleichspannung erfolgt.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Dreieckspannung die Spannung einer Saugdrossel oder die Lade- und Entladespannung eines Kondensators bei konstantem Lade- und Entladestrom dient.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konstanthaltung des Lade- und Entladestromes des Kondensators dieser nach Gleichrichtung über einen Transistor in Basis-Schaltung mit konstantem Emitterstrom geleitet ist. B.
  8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Steuerung der Schalttransistoren in gegenüberliegenden Brückenzweigen durch je einen über einen Impulslängenrnodulator beeinflußten Steuertransistor die zur Impulslängenrnodulation dienenden Gleichspannungen für die den beiden Steuertransistoren zuzuführenden Spannungen verschieden sind.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung für wenigstens zwei gegenüberliegende Schalttransistoren über einen Kettenleiter als Verzögerungsleitung geführt ist und das Ein- oder Ausschalten bei den dadurch verzögerten Steuerspannungsänderungen erfolgt.
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Speisespannungsquellen, die keine Energie aufnehmen können, ein entsprechend gesteuerter Schalttransistor mit Widerstand zu ihnen parallel geschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 789 412; USA.-Patentschrift Nr. 2 821639; »Siemens-Zeitschrift«, November 1957, S.498.
DEL30312A 1958-04-26 1958-04-26 Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher ueber Schalttransistoren Pending DE1099580B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL30312A DE1099580B (de) 1958-04-26 1958-04-26 Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher ueber Schalttransistoren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL30312A DE1099580B (de) 1958-04-26 1958-04-26 Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher ueber Schalttransistoren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1099580B true DE1099580B (de) 1961-02-16

Family

ID=7265189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEL30312A Pending DE1099580B (de) 1958-04-26 1958-04-26 Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher ueber Schalttransistoren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1099580B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1202825B (de) * 1962-01-15 1965-10-14 Clevite Corp Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen mittels eines Kettenleiters
DE1278505B (de) * 1966-10-31 1968-09-26 Siemens Ag Schaltungsanordnung mit elektronischen Schaltern, die durch in ihrem Hauptstromkreis liegende Induktivitaeten gegen UEberlastung geschuetzt sind
DE1537604B1 (de) * 1967-08-24 1971-01-07 Ganz Villamossagi Muevek Schaltungsanordnung fuer die Verminderung der Verlustleistung beim Umschalten von Schalttransistoren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB789412A (en) * 1954-12-03 1958-01-22 Siemens Ag Improvements in or relating to arrangements for controlling power to be fed to a load by means of semi-conductor resistances more especially transistors
US2821639A (en) * 1954-10-28 1958-01-28 Westinghouse Electric Corp Transistor switching circuits

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2821639A (en) * 1954-10-28 1958-01-28 Westinghouse Electric Corp Transistor switching circuits
GB789412A (en) * 1954-12-03 1958-01-22 Siemens Ag Improvements in or relating to arrangements for controlling power to be fed to a load by means of semi-conductor resistances more especially transistors

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1202825B (de) * 1962-01-15 1965-10-14 Clevite Corp Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsen mittels eines Kettenleiters
DE1278505B (de) * 1966-10-31 1968-09-26 Siemens Ag Schaltungsanordnung mit elektronischen Schaltern, die durch in ihrem Hauptstromkreis liegende Induktivitaeten gegen UEberlastung geschuetzt sind
DE1537604B1 (de) * 1967-08-24 1971-01-07 Ganz Villamossagi Muevek Schaltungsanordnung fuer die Verminderung der Verlustleistung beim Umschalten von Schalttransistoren

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2058091C3 (de) Steuerschaltung für die Impulssteuerung eines Gleichstrommotors
DE69311971T2 (de) Spannungserhöhender Leistungswandler
DE1280396B (de) Anordnung zur Speisung eines Verbrauchers mit grossem Blindwiderstand mit Hilfe eines freischwingenden Wechselrichters
DE2605164A1 (de) Elektrischer leistungsregler
DE1808881A1 (de) Umschaltsystem
DE2650002A1 (de) Wechselrichter
DE1663164A1 (de) Umformerstromkreis
DE2541700C3 (de) Verfahren zum Betrieb eines Schwingkreisumrichters
DE2303939C2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Blindstrom-Kompensationskondensators an einem Wechselstromnetz
DE1099580B (de) Anordnung zur stufenlosen Steuerung der elektrischen Leistung an einem Gleichstromverbraucher ueber Schalttransistoren
DE1488033B1 (de) Anordnung zur Steuerung des mittleren,durch einen Verbraucher fliessenden Gleichstromes mittels Thyristoren
DE2756773C3 (de) Thyristorwechselrichter für Induktionsheizung
DE2816361A1 (de) Verfahren zum betrieb eines leistungskondensators zur blindstromkompensation
DE1802901A1 (de) Rueckgekoppelter Halbleiter-Gegentaktoszillator
DE3049020C2 (de) Regelbarer Gleichspannungswandler für Leistungsschaltnetzteile
DE1026850B (de) Einrichtung zur Verbindung von Stromkreisen unterschiedlicher Spannungen
DE3335222C2 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines selbstgeführten Wechselrichters
DE2643048C2 (de) Symmetrierungseinrichtung für ein von einem unsymmetrischen Verbraucher belastetes Drehstromnetz
DE2643169B1 (de) Einrichtung zur Kompensation der Blindleistung eines Verbrauchers
DE2014273A1 (de) Kommutierungseinrichtung für Stromrichter
DE2360426A1 (de) Selbstgesteuerter wechselrichter mit steuerbaren hauptventilen in mittelpunktschaltung
DE1438018B2 (de)
DE2158531C2 (de) Kommutierungsschaltung für einen Wechselrichter
DE949244C (de) Kontaktumformer
DE2202582C3 (de) Gleichstrom-Wandler