DE1120002B - Transistorwechselrichterschaltung fuer hohe Speisespannung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 2Id* 12/04

INTERNATIONALE KL.

H 02 m; η

K33485Vfflb/21d²

ANMELDETAG: 29. NOVEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG
DNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 21. DEZEMBER 1961

Die maximal zulässige Betriebsspannung der Transistoren ist bekanntlich sehr begrenzt und liegt wesentlich unter 100 Volt. Schaltet man die Transistoren in Gegentakt, so ergibt sich, daß die Speisespannung nur die Hälfte der zulässigen Transistor-Betriebsspannung betragen kann.

Abb. 1 zeigt eine Gegentaktschaltung nach bekannter Art. Die Transistoren 1 und 2 liegen an dem Transformator 3 und werden durch die Batterie 4 gespeist. Beim öffnen des Transistors 1 ergibt sich, daß ίο infolge der zwei primären Wicklungshälften die doppelte Speisespannung an dem jetzt nicht stromdurchlässigen Transistor 2 liegt. Sinngemäß wird auch Transistor 1 im Betrieb mit der doppelten Speisespannung beansprucht. Es ergibt sich hieraus, daß die maximale Speisespannung nur die Hälfte der zulässigen Betriebsspannung betragen darf. Dieser Nachteil ist deshalb so groß, weil z. B. die häufig vorkommenden Speisespannungen von 110 und 220 Volt für den Transistorbetrieb nicht in Frage kommen bzw. weil sie zu hoch liegen.

Es sind auch Wechselrichterschaltungen mit schwingenden Kontakten bekannt, welche sowohl für Batteriespannungen als auch Netzspannungen von 110 und 220 Volt geeignet sind. Mechanische Wechselrichter für 110 und 220 Volt Gleichspannung sind in der Praxis in einem Glaskolben mit Schutzgas eingesetzt, wodurch die Funkenbildung weitgehendst unterdrückt wird. Bei Wechselrichtern, bei denen der Strom so groß ist, daß die Kontakte zur Funkenbildung neigen, wurde die Schaltung in der Weise geändert, daß ζ. B. in Reihe mit der Last eine Drossel und ein Kondensator geschaltet wurden und diese Glieder so bemessen wurden, daß der Strom einen praktisch sinusförmigen Charakter erhält. Dabei wurde erreicht, daß beim Schließen der Kontakte der Strom allmählich ansteigt und vor dem Öffnen der Kontakte der Strom so weit gefallen ist, daß nur noch ein unschädlich kleiner Strom über die Kontakte fließt. Man kann dasselbe auch erreichen, wenn man zwei große Kondensatoren in Spannungsteilerschaltung an die Speisespannung legt, wobei dann abwechselnd der eine Kondensator und der zweite Kondensator über die Primärwicklung des Transformators entladen werden. Der Transformator kann dabei als Streufeld-Transformator ausgeführt sein. Auch diese Schaltung ist häufig zur Anwendung gekommen.

Nachdem bekanntlich Transistoren in Wechselrichterschaltung bei rechteckigförmigem Strom- und Spannungsbetrieb die größte Leistung übertragen können, kann eine Schaltung, bei welcher die Strom-Transistorwechselrichterschaltung
für hohe Speisespannung

Anmelder:

Otto Kreutzer,

Konstanz, Wollmatinger Str. 40

Otto Kreutzer, Konstanz,
ist als Erfinder genannt worden

bzw. Spannungskurve durch einen LC-Kreis beeinflußt wird, keinen Vorteil bringen.

Es wurde nun eine Transistorwechselrichterschaltung für hohe Speisespannungen gefunden, wobei mit Hilfe von zwei Kondensatoren eine Spannungsteilerschaltung vorgenommen und die Mitte der beiden Kondensatoren an die Primärwicklung eines Transformators geführt wird, während das andere Ende der Primärwicklung an den Mittelabgriff der beiden in Reihe geschalteten Transistoren angeschlossen wird. Die beiden Kondensatoren sollen dabei so bemessen sein, daß sie bei der gegebenen Last und Frequenz nur einen unwesentlichen Spannungsrückgang aufweisen, so daß die Strom- und Spannungskurve den rechteckigen Charakter beibehält.

Abb. 2 zeigt die Arbeitsweise dieser Schaltung. Die Gleichspannung 5 liegt an den beiden Kondensatoren 6 und 7 und lädt dieselben auf. Die Transistoren 8 und 9 sind in Reihe geschaltet, wobei der Transformator 10 eine einfache Primärwicklung besitzt. Die Inbetriebnahme der Wechselrichterschaltung kann in bekannter Weise über einen Widerstand oder ein jRC-Glied erfolgen, d. h., es kann über diese Glieder der Basis eine Spannung zugeführt werden, wodurch das Einschwingen möglich wird. Die Transistoren 8 und 9 öffnen und schließen abwechslungsweise und werden gesteuert über die beiden Rückkopplungswicklungen, welche auf dem Transformator angebracht sind.

Ist z. B. Transistor 8 auf Stromdurchfluß geschaltet, so ergibt sich, daß über die Gleichspannungsquelle 5 sowie aus dem Kondensator 6 ein Strom über den Transistor 8 und der Primärwicklung des Transformators fließt. An dem Transistor 9 liegt somit nur die einfache Speisespannung 5. Sinngemäß treten die-

109 750/252

selben Verhältnisse für Transistor 8 ein, wenn Transistor 9 stromdurchlässig wird.

Die maximal zulässige Speisespannung kann damit gleich der zulässigen Betriebsspannung des Transistors gewählt werden. Für noch höhere Speisespannungen kann diese Schaltung in der Weise erweitert werden, indem mehrere Kondensatoren, z. B. vier oder sechs usw., in Reihe geschaltet werden, wobei jeweils ein Transistorenpaar die Spannung von zwei Kondensatoren erhält. Der Transformator kann dabei für beliebig viele Transistorenpaare angepaßt werden, d. h., jedes Transistorenpaar erhält eine besondere Primär- und Rückkopplungswicklung, während die Sekundärwicklung gemeinsam ist. Man kann aber auch jeweils zwei oder drei Transistoren in Reihe schalten (z. B. Kollektor von Transistor 1 mit Emitter von Transistor 2 und Kollektor von Transistor 3 usw. verbinden), es ergibt sich für diesen Fall eine gemeinsame Primärwicklung. Damit in der Sperrzeit die Transistoren keine unterschiedlichen Spannungsanteile erhalten, ist es zweckmäßig, wenn den Transistoren je ein verhältnismäßig hoher Widerstand parallel geschaltet wird.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Transistorwechselrichterschaltung für hohe Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von zwei Kondensatoren eine Spannungsteilerschaltung vorgenommen wird und die Mitte der beiden Kondensatoren an die Primärwicklung eines Transformators geführt wird, während das andere Ende der Primärwicklung an den Mittelabgriff der beiden in Reihe geschalteten Transistoren angeschlossen wird.

2. Transistorwechselrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe mehrerer Kondensatoren eine Spannungsteilung vorgenommen wird und das jeweils ein Transistorenpaar an einer getrennten Wicklung auf dem gemeinsamen Transformator angeschlossen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 267 895, 730 955,
738213;

britische Patentschrift Nr. 548 192.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 750/252 12.61