DE1162954B - Wechselrichter zur Speisung von Leuchtstofflampengruppen - Google Patents

Description

• Wechselrichter zur Speisung von Leuchtstofflampengruppen Zur Speisung von Leuchtstofflampen werden vielfach Transistorwechselrichter eingesetzt. Bei der Einzelspeisung von Lampen kommt in erster Linie der sogenannte selbsterregte Wechselrichter in Frage, bei dem die Transistoren aus Rückkopplungswicklungen am Wechselrichtertransformator erregt werden. Das hat den Vorteil, daß bei Kurzschluß des Wechselrichterausganges auch die rückgekoppelte Spannung derart zurückgeht, daß die Schwingungen aussetzen und somit eine Überlastung insbesondere der Transistoren vermieden wird. Für die Gruppenspeisung von Leuchtstofflampen ist dagegen der selbsterregte Wechselrichter zunächst ungünstiger, da sich seine Frequenz in Abhängigkeit von der Belastung ändert, d. h. also, wenn nur einzelne Lampen ein- bzw. ausgeschaltet werden. Hier ist wiederum der fremderregte Wechselrichter vorteilhaft, dem die Frequenz von einer gesonderten Steuerspannungsquelle aufgeprägt -wird. Gemäß einem älteren Vorschlag werden solche fremderregten Wechselrichter bei der Einzelspeisung von Leuchtstofflampen durch einen gemeinsamen selbsterregten Wechselrichter gesteuert. Eine Kurzschlußfestigkeit, wie beim erstbeschriebenen selbsterregten Wechselrichter, ist dabei nicht gegeben.
• Ein weiterer älterer Vorschlag befaßt sich bereits mit der Aufgabe, durch eine andere Kombination eines selbsterregten und eines fremderregten Wechselrichters Kurzschlußfestigkeit zu erreichen sowie Frequenzstabilität im Normalbetrieb zu gewährleisten. Hierzu wurde im Erregerkreis der Wechselrichtertransistoren der Selbsterregung eine Fremdsteuerung überlagert. Die dabei verwendeten Schalttransistoren sind jedoch gemäß der Erkenntnis der vorliegenden Erfindung nicht in jedem Fall erforderlich.
• Gemäß der vorstehenden Ausführungen betrifft also die Erfindung einen Wechselrichter zur Speisung von Leuchtstofflampengruppen, der nichtlineare Verstärkerelemente, wie Flächentransistoren, enthält, die aus einer Rückkopplungswicklung des Wechselrichtertransformators erregt werden, mit einer zusätzlichen im Erregerkreis überlagerten Fremdsteuerung. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Fremdsteuerung eine Wechselspannung vorgesehen ist, die direkt in den die Rückkopplungswicklung enthaltenden Erregerkreis des Wechselrichters eingespeist wird, und daß die Rückkopplungswicklung zur Selbsterregung sowie die Fremderregungsspannung so bemessen sind, daß der Wechselrichter erst durch die der Selbsterregung überlagerte Fremderregungsspannung voll ausgesteuert wird, hingegen bei Kurzschluß der Ausgangsspannung die Größe des durch die Fremderregungsspannung allein bestimmten Kurzschlußstromes unterhalb des den Wechselrichter gefährdenden Grenzwertes liegt. Es sei dann noch bemerkt, daß dieser Vorschlag nicht an Transistoren an sich gebunden ist, vielmehr gilt er in entsprechender Weise für Wechselrichter, bei denen von einer nichtlinearen Ausgangskennlinie von Verstärkerelementen oder den Sättigungseigenschaften des Kernmaterials des Wechselrichtertransformators Gebrauch gemacht wird.
• Zur weiteren Erläuterung dient die Figur. Der zu beschreibende Wechselrichter formt die an den Klemmen der Batterie Ub liegende Gleichspannung in eine Wechselspannung um, die an der Sekundärwicklung w. des Wechselrichtertransformators T1 abgenommen wird.
• Mit der an w5 angeschlossenen Induktivität L2 und dem ohmschen Widerstand R2 ist die durch die Lampenkreise in Verbindung mit Vorschaltdrosseln gegebene Scheinwiderstandsbelastung angedeutet. Zum periodischen Umschalten der Gleichspannung auf die beiden Primärwicklungshälften w1 und w2 des Wechselrichtertransformators T1 auf die Gleichspannungsquelle Ub sind die beiden Schalttransistoren P1 und P2 vorgesehen. Das periodische Umschalten ergibt sich mit Hilfe der in den Erregerkreisen der beiden Transistoren liegenden Rückkopplungswicklungen w3 und w4. Die Erregung der Transistoren erfolgt dabei durch die zeitliche Flußänderung im Wechselrichtertransformator. In dem Augenblick, in dem der Ausgangsstrom des jeweiligen Transistors den durch die rückgekoppelte Spannung gegebenen Wert zu überschreiten sucht, erfolgt infolge der sich nun ausbildenden Spannungsänderung an den Transformatorwicklungen die Einschaltung des anderen und die Abschaltung des zuletzt stromführenden Transistors. Um nun den Erfindungsgedanken zu verwirklichen, ist in den beiden Eingangskreisen der Transistoren P1 und P." und zwar in Reihe mit den beiden Rückkopplungswicklungen w3 und w4, die Sekundärwicklung des Steuertransformators TZ eingeschaltet, dessen primärseitige Speisung über eine geeignete Wechselspannungsquelle U" erfolgt. Letztere kann beispielsweise durch einen normalen, selbstgeführten und selbsterregten Wechselrichter gebildet werden. Zur Aufnahme des Magnetisierungsstromes in den Umschaltaugenblicken der Transistoren kann dann noch die Kombination aus dem ohmschen Widerstand R1 und dem Kondensator Cl vorgesehen werden, die somit Überspannungen vermeidet.
• Zur Bemessung der Rückkopplungs- bzw. Selbsterregerwicklungen w3 und w4 ist zu wiederholen, daß diese die Transistoren P1 und P2 nur bis zu einem Teil des zulässigen Höchststromes aussteuern sollen, während die Fremderregerspannung so groß gemacht wird, daß sie zur Vollaussteuerung genügt, jedoch nicht in der Lage ist, allein den Wechselrichter so weit auszusteuern, daß bei einem Kurzschluß der Ausgangsspannung die Arbeitspunkte der Transistoren P1 und P2 im Gebiet jenseits der zulässigen Verlustleistung stehenbleiben. Die Frequenz der Steuerspannungsquelle Ust ist gleich der Frequenz, auf der der selbsterregte Teil des Wechselrichters schwingt, zu wählen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Wechselrichter zur Speisung von Leuchtstofflampengruppen, der nichtlineare Verstärkerelemente, wie Flächentransistoren, enthält, die aus einer Rückkopplungswicklung des Wechselrichtertransformators erregt werden, mit einer zusätzlichen im Erregerkreis überlagerten Fremdsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fremdsteuerung eine Wechselspannung vorgesehen ist, die direkt in den die Rückkopplungswicklung (w3, w4) enthaltenden Erregerkreis des Wechselrichters eingespeist wird, und daß die Rückkopplungswicklung (w3, w4) zur Selbsterregung sowie die Fremderregungsspannung so bemessen sind, daß der Wechselrichter erst durch die der Selbsterregung überlagerte Fremderregungsspannung voll ausgesteuert wird, hingegen bei Kurzschluß der Ausgangsspannung die Größe des durch die Fremderregungsspannung allein bestimmten Kurzschlußstromes unterhalb des den Wechselrichter gefährdenden Grenzwertes liegt.
2. 2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Gegentaktwechselrichters die im Erregerkreis wirksame Wechselspannung über einen Transformator (T2) eingekoppelt wird, dessen Sekundärwicklung mit den Rückkopplungswicklungen (w3, w4) des Wechselrichtertransformators (T1) in Reihe geschaltet ist, wobei eine Mittelanzapfung der Sekundärwicklung an einem Gleichspannungspol angeschlossen ist. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1052 565.