DE1139578B

DE1139578B - Wechselrichter in Brueckenschaltung

Info

Publication number: DE1139578B
Application number: DES57907A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Ebbe Rohloff; Dipl-Ing Ladieslaus Szecsi
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-04-19
Filing date: 1958-04-19
Publication date: 1962-11-15

Description

Wechselrichter in Brückenschaltung Gegenstand der Erfindung ist ein Wechselrichter für gleichstromgespeiste, insbesondere batteriegespeiste Wechselstromverbraucher, bei dem steuerbare Schaltelemente in Brückenschaltung angeordnet und die Primärwicklung eines die Verbraucher speisenden Transformators im Diagonalzweig liegt, wobei jedem Schaltelement eine gesonderte Steuerwicklung zugeordnet ist, derart, daß stets die diagonalen Schaltelemente gleiche und von den beiden anderen Schaltelementen verschiedene Betriebszustände aufweisen.
Die bekannten Wechselrichter dieser Art sind fremdgeführte Wechselricht--r, bei denen Transformatoren mit gewöhnlichem Kemmaterial verwendet sind. Als Schaltmittel sind hierbei Entladungsgefäße verwendet.
Gegenüber dem Bekannten unterscheidet sich nun der Gegenstand der Erfindung, dadurch wesentlich, daß zur Selbststeuerung des mit Transistoren bestückten Wechselrichters die Steuerwicklungen in Steuerabhängigkeit von dem die Verbraucher speisenden Transformator mit an sich bekannter rechteckförmi-er Magnetisierungskurve gebracht sind, derart, daß die Enden der Primärwicklung des Transformators mit je einer Steuerwicklung für zwei auf der gleichen Brückenseite angeordnete Transistoren galvanisch verbunden und die Steuerwicklungen der beiden anderen Transistoren mit dem Transformator induktiv gekoppelt sind.
Es sind zwar bereits selbstgeführte Wechselrichter und Multivibratoren mit Transistoren und Transformatoren mit rechtreckiger Magnetisierungsschleife bekanntgeworden, jedoch sind diese Anordnungen nicht in Brückenschaltung aufgebaut. Die bekannten selbstgeführten Wechselrichter mit Transistoren sind in ihrer Leistung verhältnismäßig eng begrenzt, haben keine optimal günstige Ausnutzung der Transistoreigenschaften und ermöglichen keinen Inversbetrieb der Transistoren bei Umpolung der Gleichspannungsquelle. Diese Nachteile werden beim Gegenstand der Erfindung auf die angegebene einfache Weise vermieden, so daß sich der neue Wechselrichter insbesondere zum Betrieb von Leuchtstofflampen durch Sammler eignet. Bei Anschluß von Leuchtstofflampen mit Vorschaltgeräten bleiben den Vorschaltgeräten, wie üblich, die Aufgaben der Zündung und Lampenstrombegrenzung vorbehalten.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
Vier Transistoren TR 1 bis TR 4 sind in Brückenschaltung miteinander verbunden, wobei die Kollektoren zweier auf einer Diagonalseite liegenden Transistoren TR 1 und TR 2 mit dem negativen, die Emitter der beiden auf der Diagonalseite liegenden Transistoren TR 3 und TR 4 mit dem positiven Pol der Spannungsquelle U verbunden sind. An die Diagonalpunkte a und b der Brücke ist die Primärwicklung WP eines Transformators T angeschlossen, der in Sparschaltuno, ausgeführt ist und eine rechteckige Magnetisierungskurve aufweist. An die Klemmen a und c der Sekundärwicklung WS sind die parallel geschalteten Verbraucher, jeweils bestehend aus der Reihensclialtung eines Vorschaltgerätes V mit der Leuchtstofflampe L, angeschlossen, und zur Verbesserung des Leistungsfaktors ist den Verbrauchern ein RC-Glied parallel geschaltet. Die Basis des Transistors TR 1 ist über einen Begrenzungswiderstand R, und eine Steuerwicklung S, mit dem Diagonalpunkt a verbunden, während die Basis des Transistors TR., über einen Begrenzungswiderstand R., und eine, SteuerwicklungS" mit dem Diagonalpunkt b verbunden ist.
Induktiv mit der Transformatorwicklung gekoppelt sind zwei Steuerwicklungen S#. und S4 für die beiden Transistoren TR 3 und TR 4, die über einen gemeinsamen Begrenzungswiderstand. R, mit den Emittern der letztgenannten Transistoren verbunden sind. Der Wicklun-ssinn der beiden aenannten Steuerwicklungen S, und S4 ist dabei so, daß stets die diagonalen Transistoren TR1 und TR4 bzw. TR2 und TR3 unter sich die gleichen und von den anderen verschiedene Betriebszustände haben.
Durch die angegebene Schaltung ergeben sich eine Reihe von Vorteilen, nämlich eine günstige Transformatorausnutzung und eine gute Ausnutzung der Transistoreigenschaften durch die Brückenschaltung, wobei die Sperrspannung der Transistoren voll ausgenutzt werden kann, da bei der angegebenen Schaltung nur ,geringe Spannungsspitzen auftreten. Durch die Symmetrie der Schaltung wird des weiteren ein Inversbetrieb der Transistoren ermöglicht, und es entfällt ferner die Notwendigkeit einer zusätzlichen Bedämpfung, so daß eine hohe Leistung des Wechselrichters mö" ]ich ist.
Somit wird beim Gegenstand der Erfindung auf einfache Weise ein für höhere Leistungen geeigneter Wechselrichter geschaffen, der einen einwandfreien und günstigeren Betrieb gewährleistet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE. 1. Wechselrichter für gleichstromgespeiste, insbesondere batteriegespeiste Wecbselstromverbraucher, bei dem steuerbare Schaltelernente in Brükkenschaltung angeordnet und die Primärwicklung eines die Verbraucher speisenden Transformators im Diagonalzweig liegt, wobei jedem Schaltelement eine gesonderte Steuerwicklung zugeordnet ist, derart, daß stets die diagonalen Schaltelemente gleiche und von den beiden anderen Schaltelementen verschiedene Betriebszustände aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Selbststeuerung des mit Transistoren bestückten Wechselrichters die Steuerwicklungen in Steuerabhängigkeit von dem die Verbraucher speisenden Transformator mit an sich bekannter rechteckförmiger Magnetisierungskurve gcbracht sind, derart, daß die Enden der Primärwicklung des Transformators mit je einer Steuerwicklung für zwei auf der gleichen Brückenseite angeordnete Transistoren galvanisch verbunden und die Steuerwicklungen der beiden anderen Transistoren mit dem Transformator induktiv gekoppelt sind.
2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Transformator ein Spar transforinator vorgesehen ist, an dessen eines der beiden äußeren mit den Verbrauchern verbundenen Wicklungsenden die eine Steuerwicklung angeschlossen ist -und an dessen mittleren Anschluß die andere Steuerwicklung angeschlossen ist und beide Über je einen Basiswiderstand mit den auf der gleichen Brückenseite liegenden Transistoren verbunden sind, und daß die Steuerwicklungen für die beiden anderen Transistoren zu einer einzigen mit Mittelpunktsanzapfung verschenen Steuerwicklung zusammengefaßt sind, deren Mittelpunkt über einen gemeinsamen Basiswiderstand an die genannten Transistoren angeschlossen ist. 3. Wechselrichter nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere zur Speisung von Gasentladungsgefäßen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Leistungsfaktorverbesserung den Verbrauchern ein RC-Glied parallel geschaltet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 708 158; Archiv der elektrischen Übertragung, Bd. 7 (1953), S. 317; AIEE-Transactions, Juli 1955, S. 357.