DE1613998A1 - Stabilized DC-fed power supply - Google Patents
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Description
5425 - Fs/Ja5425 - Fs / Yes
Canadian General Electric Company Limited, Toronto 1,Canadian General Electric Company Limited, Toronto 1,
Ontario/KanadaOntario / Canada
Stabilisierte gleichstromgespexste StromversorgungStabilized direct current split power supply
Die Erfindung "betrifft eine stabilisierte gleichstromgespexste Stromversorgung mit einem Primär- und Sekundärwicklungen aufweisenden Transformator, einem einen Thyristor verwendenden Wechselrichter und insbesondere eine Stromversorgung, die mit dem von einer dieselelektrischen Lokomotive erzeugton Gleichstrom gespeist wird und eine Gleichspannung zur Speisung von elektronischen Einrichtungen liefert»The invention "relates to a stabilized DC-wound Power supply with a transformer having primary and secondary windings, a thyristor using an inverter and in particular a power supply that is compatible with that of a diesel-electric locomotive generated sound is fed direct current and supplies a direct voltage for the supply of electronic equipment »
Die Verwendung von elektronischen Einrichtungen auf dieselelektrischen Lokomotiven stößt häufig auf zwei grundsätzliche Probleme. Das erste besteht darin, daß die Versorgungsquelle, mit der die elektronischen Einrichtungen verbunden werden sollen, einen Gleichstrom mit normalerweise 72 VoltThe use of electronic devices on diesel-electric Locomotives often encounter two fundamental problems. The first is that the supply source to which the electronic equipment is connected a direct current of normally 72 volts
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spannung liefern, wogegen die elektronischen Einrichtungen in der Regel für eine Versorgung mit einer wechselspannung von normalerweise 115 oder 230 Volt ausgelegt sind. Es sind natürlich auch Standardstromversorgungen verfügbar, die zur Verwendung von elektronischen Einrichtungen in einem Kraftfahrzeug von einer Gleichstromquelle aus arbeiten. Diese otromversorgungen sind in der Regel auf einen 12 Volt Anschlußwert und in seltenen Fällen auf einen 6 Volt Anschlußwert ausgelegt. Die zweite Schwierigkeit besteht darin, daß die Spannungsstabilisierung der Gleichstromquelle einer dieselelektrischen Lokomotive sehr unzureichend ist. Bei einer Nennspannung von 72 Volt kann die tatsächliche Spannung zwischen ungefähr 58 und 88 Volt schwanken.supply voltage, whereas the electronic equipment are usually designed for a supply with an alternating voltage of 115 or 230 volts. There are Of course, standard power supplies are also available for the use of electronic devices in a motor vehicle work from a DC power source. These power supplies are usually designed for a 12 volt connection value and, in rare cases, a 6 volt connection value. The second difficulty is that the voltage stabilization of the direct current source of a diesel-electric Locomotive is very inadequate. With a nominal voltage of 72 volts, the actual voltage can be between fluctuate roughly 58 and 88 volts.
Auf Grund dieser beiden erwähnten Schwierigkeiten können die herkömmlichen Stromversorgungen nicht zum Betrieb elektronischer Einrichtungen auf dieselelektrischen Lokomotiven verwendet werden. Der herkömmliche Aufbau geeigneter Stromversorgungen enthält Einrichtungen, welche die Gleichspannung in eine 'Wechselspannung umwandeln. Die Wechselspannung wird sodann in einem geeigneten Transformator entweder hoch-oder heruntergesetzt, wobei mehrere Sekundärwicklungen verwendet werden, wenn mehr als eine Ausgangsgleichspannung gefordert wird. Die sekundäre Wechselspannung wird zunächst gleichgerichtet und gefiltert, um die für den Bebrieb der elektronischen Einrichtungen gewünschte Gleichspannung zu erhalten.Because of these two difficulties mentioned, the conventional power supplies are not used to power electronic equipment on diesel-electric locomotives will. The conventional structure of suitable power supplies includes devices that provide the DC voltage convert into an alternating voltage. The alternating voltage is then either high or high in a suitable transformer stepped down, using several secondary windings if more than one DC output voltage is required will. The secondary AC voltage is first rectified and filtered in order to operate the electronic Facilities to obtain desired DC voltage.
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Bei bekannten Stromversorgungen werden für die Umwandlung des Gleichstroms in wechselstrom Zerhacker verwendet, die den eingangsseitigen Gleichstrom derart zerhacken, daß an der «Sekundärwicklung des Transformators ein Wechselstrom entsteht. Derartige Zerhacker werden nur noch sehr selten verwendet, da sie häufig mechanische Schwierigkeiten und nur eine begrenzte Lebensdauer aufweisen. Auch ist eine wirkliche Stabilisierung der Spannung bei Stromversorgungen mit Zerhackern nur sehr schwer durchführbar.With known power supplies are used for the conversion of direct current used in alternating current chopper that chop the input-side direct current in such a way that on the secondary winding of the transformer generates an alternating current. Such choppers are becoming very rare used because they often have mechanical difficulties and only a limited life. Also is one real stabilization of the voltage in power supplies with choppers is very difficult to carry out.
!Teuerdings werden für die Umwandlung einer Gleichspannung in eine Wechselspannung elektronische Wechselrichter verwendet. Eine typische Ausführung «ines elektronischen Wechselrichters enthält zwei Thyristoren, welche abwechselnd leitend sind, um die Wechselspannung zu liefern. Diese Art des elektronischen Wechselrichters hat einen günstigen «wirkungsgrad für die Umwandlung des Gleichstroms in Wechselström und besitzt außerdem eine verhältnismäßig lange Lebensdauer« In der Herstellung ist diese Art des Wechselrichters wegen der großen Anzahl der Elemente verhältnismäßig teuer.! Recently, for converting a DC voltage used in an AC voltage electronic inverter. A typical implementation of an electronic inverter contains two thyristors, which are alternately conductive in order to supply the alternating voltage. This kind The electronic inverter has a favorable «efficiency for converting direct current into alternating current and also has a relatively long service life. This type of inverter is currently being manufactured relatively expensive because of the large number of elements.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine .schaltung für einen elektronischen Wechselrichter zu schaffen, der wesentlich einfacher als bisherige elektronische Wechselrichter aufgebaut ist Tand mit nur einein Thyristor arbeitet, so daß auch die für einen zweiten Thyristor be-« nötigten Steuereinheiten und .schaltelemente entfallen.The invention is therefore based on the object of a create a circuit for an electronic inverter, the structure is much simpler than previous electronic inverters and is tand-with only one thyristor works, so that the control units and switching elements required for a second thyristor are also omitted.
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Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, dal; der Wechselrichter mit zwei Klemmen an eine Versorgungs— quelle für eine Gleichspannung angeschlossen ist und "bei einer bestimmten Wechselfrequenz eine primäre Wechselspannung gegebener Groüe an dsr Primärwicklung erzeugt, dal? mit der Sekundärwicklung verbundene Gleichrichter- und Filtereinrichtungen eine der Grö£e der an der Sekundärwicklung auftretenden sekundären /echselspannung proportionale Ausgangsgleiehspannung erzeugen, und dai" mit einer gegebenen Frequenz schwingende Üszillaboreinrichtungen mit Jep Steuerelektrode des Thyristors derart verbunden sind, dai. die Üszill.atorfrequenz die 'echselfrequenz des echselrichters zur Einstellung der Größe der /un^nngsgleichspannung steuert.This object is essentially achieved in that; the inverter with two terminals to a supply source for a DC voltage is connected and "at a certain alternating frequency generates a primary alternating voltage of a given size on the primary winding, that? Rectifier and filter devices connected to the secondary winding are of the same size as those on the secondary winding Occurring secondary / secondary voltage proportional Generate output tension, and dai "with a given Frequency oscillating Üszillabor facilities with Jep control electrode of the thyristor are connected in such a way dai. the oscillator frequency is the main frequency of the converter for setting the size of the DC voltage controls.
-Eine beispielsweise AusfüMningsform deü? Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigen:-An example of a German version? Invention is in shown in the drawing; show it:
E"ig.1 das Schaltbild einer stromversorgungE "ig.1 the circuit diagram of a power supply
gemäii der Erfindung;according to the invention;
Pig.2a bis 2g ochwingungsformen für den ütrom- undPig.2a to 2g oscillation forms for the electricity and
iJpannungsverlauf über der Zeit, die an verschiedenen ütellen der Schaltung gemäß J1Ig-I auftreten.Voltage curve over time that occur at various points in the circuit according to J 1 Ig-I.
Gemäß I1Ig. 1 wird eine Eingangsgleichspannung von einer ■Versorgungsquelle 11 geliefert, deren positive Klemme 12 mit dem Anschluß 13 wan. deren negative Klemme 14 mit demAccording to I 1 Ig. 1, a DC input voltage is supplied from a supply source 11, the positive terminal 12 of which is connected to the connection 13 wan. whose negative terminal 14 with the
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Anschluß 15 verbunden ist. An die Anschlüsse■ 13 und 15 sind jeweils eine Induktivität 16 bzw. 17 angeschlossen. Zwischen den beiden anderen Enden der Induktivitäten 16 und 17 liegt ein Kondensator 18. Das Verhältnis der Spitzenwerte des von der Versorgungsquelle 11 durch den Wechselrichter entnommenen durchschnittlichen Stromes liegt verhältnismäßig hoch. Es wird deshalb ein aus der Induktivität 16, der Induktivität 17 und dem Kondensator 18 bestehendes Tiefpaßfilter verwendet, um den Einfluß zu verringern, der durch die von dem Wechselrichter entnommenen großen Impulsströme herrührt.Terminal 15 is connected. To connections ■ 13 and 15 an inductance 16 and 17 are connected in each case. A capacitor 18 is located between the two other ends of the inductances 16 and 17. The ratio of the peak values of the average current drawn by the inverter from the supply source 11 relatively high. It therefore becomes one consisting of the inductor 16, the inductor 17 and the capacitor 18 Low pass filters are used to reduce the influence caused by that drawn from the inverter large impulse currents.
Der Transformator 19 umfaßt eine Primärwicklung 20, eine Abtastwicklung 21 und Sekundärwicklungen 22 und 23 für eine hohe Spannung, sowie eine Sekundärwicklung 24- für eine niedrige Spannung. Zwischen die Anschlüsse A und B ist eine Induktivität 2$ geschaltet. Der Anschluß A ist mit dem oberen Ende des Kondensators 18 verbunden. Der Anschluß B ist an die eine .^eite des Kondensators 26 und an das eine Ende der Primärwicklung 20 angeschlossen» Der Anschluß G. ist mit der anderen Seite des Kondensators 26 und dem anderen Ende der Primärwicklung 20 verbunden. Der Anschluß C ist auch mit der Anode des Thyristors 27, der Kathode der Diode 28 und dem einen Ende des Widerstandes 29 verbunden. Das andere Ende des Widerstandes 29 ist an ''"-' die eine ^eite des Kondensators 30 angeschlossen'. Die andere ,eite des Kondensators 30 sowie die Anode· der Diode The transformer 19 comprises a primary winding 20, a sensing winding 21 and secondary windings 22 and 23 for a high voltage, and a secondary winding 24- for a low voltage. An inductance 2 $ is connected between the connections A and B. Terminal A is connected to the upper end of capacitor 18. The terminal B is connected to one side of the capacitor 26 and to one end of the primary winding 20. The terminal G. is connected to the other side of the capacitor 26 and the other end of the primary winding 20. Terminal C is also connected to the anode of thyristor 27, the cathode of diode 28 and one end of resistor 29. The other end of the resistor 29 is connected '''-' connected to the capacitor 30, the eite a ^ 'The other eite of the capacitor 30 and the anode of the diode ·.
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und die Kathode des Thyristors 27 sind mit dem Anschluß D verbunden, der auch an das untere Snde des Kondensators 18 angeschlossen ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Diode '28 bezüglich des Thyristors 27 antiparallel geschaltet ist, d.h. die Anöde der Diode 28 ist mit der Kathode des Thyristors 27 und die Kathode der Diode 28 ist mit der Anode des Thyristors 27 verbunden.and the cathode of the thyristor 27 are connected to the terminal D. connected, which is also connected to the lower end of the capacitor 18. It should be noted that the diode '28 is connected anti-parallel with respect to the thyristor 27, i.e. the anode of diode 28 is with the cathode of thyristor 27 and the cathode of diode 28 is with the anode of the thyristor 27 connected.
Der 'Jechselrichter besteht aus der Zusammenschaltung der Elemente 25, 26, 20, .27, 28, 29 und 30. Diese Wechselrichter schal tung ist, wie bereits erwähnt, über das Tiefpaßfilter mit der Versorgungsquelle 11 verbunden.The inverter consists of the interconnection of the Items 25, 26, 20, .27, 28, 29 and 30. These inverters The circuit is, as already mentioned, connected to the supply source 11 via the low-pass filter.
In den Fig.2a bis 2g sind die Kurven des eingeschwungenen Zustandes von Strom und ,Spannung dargestellt, weicher sich nach einer Betriebsdauer von mehreren Perioden einstellt. In Fig.2a ist der Verlauf des stromes i. an der steuerelektrode des Thyristors 27 über der Zeit dargestellt. Die οteuerstromimpulse werden mit einer durch eine Üszillatorschaltung festgelegten Frequenz angelegt. Die Oszillatorschaltung und das Verfahren zum anlegen des Impulsstromes an die steuerelektrode wird im nachfolgenden näher beschrieben. Bei den durch die Fig.2a beschriebenen Verhältnissen tritt der Impulsstrom an der oteuerelektrode zum Zeitpunkt t^ und tz. auf und steuert den Thyristor 27 in den leitenden Zustand.In FIGS. 2a to 2g, the curves of the steady state of current and voltage are shown, which is established after an operating period of several periods. In Fig.2a the course of the current i is. shown on the control electrode of the thyristor 27 over time. The control current pulses are applied at a frequency determined by an oscillator circuit. The oscillator circuit and the method for applying the pulse current to the control electrode are described in more detail below. With the conditions described by FIG. 2a, the pulse current occurs at the oteuerelectrode at time t ^ and t z . and controls the thyristor 27 in the conductive state.
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ψ 161 m 98 ψ 161 m 98
der Thyristor 27~ lsitet-, "beginnt in der Induktivität 25 ein Jtrom i? von der Vers or gungs quelle 1i aus über den Wechselrichter zu fließen» -Aus J1Ig. 1 ergibt sich.., daß der Augenbl±ckswert des stromes "i^ i-n ^er Induktivität 25 gleich der oumffie der Augembllckswerte des Stromes i^ durch den ühyristor und des Stromes i. durch die Diode 28 ist. Da die Induktivität der Eclmärwicklung 20 bezüglich der Induktivität 25 sehr groi: ist, kann die Induktivität der Erimärwicklung 20 zu Beginn des Jechselrichterzyklus (Zeitabschnitt t^, bis t-, der FIg.2a bis 2g) vernachlässigt werden, so dai. viähr'"nd dieses Zeitabschnittes nur die Induktivität 25 berückoichti.'^t werden mui ,. Beim ..iiiHcIaalten des ThTfristors- A7 sum Zeitpunkt t wird die Gleichspannung der Versorgungscuell-ϊ ·■"■ plötzlich an. die --'erieuschaltun^ der Induktivität 25 und les Kondensators 26 angelegt. Dadurch entsteht eine gedämpf— wobei.-die se-ieriägEa^je-forni des stromesthe thyristor 27 ~ lsitet-, "begins in the inductor 25 is a Jtrom i? of the verse or confining source 1i from flowing through the inverter" -From J 1 Ig. 1 .. arises that the Augenbl ± ckswert the current "i ^ i- n ^ er inductance 25 equal to the oumffie of the eye-catching values of the current i ^ through the thyristor and the current i. through the diode 28 is. Since the inductance of the primary winding 20 with respect to the inductance 25 is very large, the inductance of the primary winding 20 can be neglected at the beginning of the inverter cycle (time segment t ^, to t-, the Fig.2a to 2g), so that. viähr '' will nd this period only the inductance 25 berückoichti. '^ t mui. DC voltage of Versorgungscuell-ϊ is · ■ When ..iiiHcIaalten of ThTfristors- A7 sum at time t "in ■ suddenly. the - 'erieuschaltun ^ the inductance 25 and the capacitor 26 applied. This creates a dampening, the se-ieriägEa ^ je-forni of the stream
(]?ig.2b) einer gedämpften, .sinusschwingung entspricnt, deren Periode t. bis t-, durch die Induktivität 25 und den Kondensator 26 bestimmt wird. Die <Jchwingungsform. des otromes i^ wird auf Grund des dureii die obmiseiie Belastung der Sekundärwicklung auftretenden Ectergieverlustes, wie im folgenden nock näher erläutert wird, gedämpft. Das bereits erwannte Tiefpaßfilter hat keinen Einfluß auf die gedämpfte Scliwin-•gung, da der Kondensator 18 im Vergleich mit dem Kondensator 26 sehr groß ist.(]? ig.2b) corresponds to a damped, .sine oscillation, whose Period t. to t-, through the inductance 25 and the capacitor 26 is determined. The vibrational form. des otromes i ^ the obmiseiie load on the secondary winding is due to the dureii occurring ectergie loss, as in the following nock is explained in more detail, damped. The already mentioned low-pass filter has no influence on the damped oscillation, as the capacitor 18 compared with the capacitor 26 is very large.
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Während der positiven Halbwelle des Stromes i„ (von der Zeit t. bis tp) führt der Thyristor 27 einen Strom i, von der Anode zur Kathode, der in Fig.2c dargestellt ist. während der negativen Halbperiode des Stromes ip (von der Zeit to bis t-,) fliefet der Strom io in umgekehrter Richtung, d.h. zurück zur Versorgungsquelle 11. Da der Thyristor 27 während dieser Zeit tp bis t^ auf Grund der umgekehrten .G tr einrichtung gesperrt ist, führt die Diode 28 einen Strom i^ (Fig.2d), d.h, der Thyristor 27 wird zum Zeitpunkt to nicht leitend, so dal:· während der Zeit t2 bis t~ die Anoden-Kathodenspannung entsprechend Fig.,2g negativ ist. Der Thyristor verbleibt im nicht leitenden Zustand, bis er durch den nächsten an der steuerelektrode auftretenden Stromimpuls zum Zeitpunkt t^ wieder leitend gemacht wird.During the positive half-cycle of the current i "(from time t. To tp) the thyristor 27 carries a current i, from the anode to the cathode, which is shown in FIG. 2c. during the negative half cycle of the current ip (from time t o to t-), the current i o flows in the opposite direction, ie back to the supply source 11. Since the thyristor 27 during this time tp to t ^ due to the reverse .G tr device is blocked, the diode 28 carries a current i ^ (Fig. 2d), that is, the thyristor 27 is not conductive at the time t o , so that: during the time t 2 to t ~ the anode-cathode voltage according to Fig ., 2g is negative. The thyristor remains in the non-conductive state until it is made conductive again by the next current pulse occurring at the control electrode at time t ^.
Die Spannung an der Induktivität 25 beträft V ^3 (siehe Fig.2a). Diese Spannung V,^ ist proportional der zeitlichen Ableitung des Stromes io· Die Spannung V·^ am Kondensator 26 ist in Fig.2f dargestellt. Diese spannung Υβΰ ist gleich der Spannung der Versorgungsquelle minus V.-n minus V-,,., xvobei V0JJ die ^noden-Kathodenspannung des Thyristors £7 gemäi; Fig.2g ist. Wie aus Fig.2f hervorgeht, tritt eine zweite gedämpfte schwingung nach der Zeit t^ auf. Zum Zeitpunkt t^ ist die anfängliche gedämpfte Schwingung des otromes io beendet, da der Thyristor 27 gesperrt ist. Die in dem Kondensator 26 verbleibende Energie verursacht die zweite gedampfte -.chwingung, die von der Kapazität der? Kondpiicaotrs P.6 The voltage across the inductance 25 is V ^ 3 (see Fig.2a). This voltage V, ^ is proportional to the time derivative of the current io · The voltage V · ^ at the capacitor 26 is shown in Fig.2f. This voltage Υ βΰ is equal to the voltage of the supply source minus V.-n minus V - ,,., Xvobei V 0 JJ the node-cathode voltage of the thyristor £ 7 according to; Fig.2g is. As can be seen from Fig.2f, a second damped oscillation occurs after the time t ^. At the time t ^ the initial damped oscillation of the otromes i o is ended, since the thyristor 27 is blocked. The energy remaining in the capacitor 26 causes the second damped oscillation, which depends on the capacitance of the? Kondpiicaotrs P.6
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und der Induktivität der Primärwicklung 20 abhängt;. Damit wird die Zeitdauer der negativen Periode der Spannung V-dq» Vielehe hauptsächlich von dem Kondensator und der verhältnismäßig großen Induktivität der Primärwicklung 20 bestimmt ist, erheblich viel größer als die positive Periode^ der Spannung V™, welche hauptsächlich von dem Kondensator 26 und der verhältnismäßig kleinen Induktivität 25 bestimmt wird. Da der Gleichstromwiderstand der Primärwicklung 20 verhältnismäßig niedrig ist, ist der Mittelwert der positiven Periode der Spannung V™ ungefähr gleich dem Mittelwert der negativen Periode der opannung V-an· '^f Grund der Viirkungsxtfeise des Transformators 19 ist die an den Uicklungen 21, 22, 23 und 24 erzeugte Uechselspannung bezüglich der Schwingungsform gleich der 17echs el spannung V-np auf der Primärseite. Das Verhältnis der Spannungen an den einzelnen Wicklungen entspricht selbstverständlich dem Verhältnis der Windungen zueinander. and the inductance of the primary winding 20 depends ;. Thus, the duration of the negative period of the voltage V-dq »many is mainly determined by the capacitor and the relatively large inductance of the primary winding 20, considerably larger than the positive period ^ of the voltage V ™, which is mainly determined by the capacitor 26 and the relatively small inductance 25 is determined. Since the direct current resistance of the primary winding 20 is relatively low, the mean value of the positive period of the voltage V ™ is approximately equal to the mean value of the negative period of the voltage V-an · '^ f The effect of the transformer 19 is that of the windings 21, 22 , 23 and 24 generated AC voltage with respect to the waveform equal to the 17echs el voltage V-np on the primary side. The ratio of the voltages on the individual windings naturally corresponds to the ratio of the turns to one another.
Die Serienschaltung des /iderstandes 29 und dee Kondensators 30, die parallel zur i.noden-Kabhoderistrecke des Thyristors 27 angeschlossen ist, verhindert, daß die zeltliche änderung der .'..paririurig V,,,, zum Zeitpunkt b-, (Ji'Lg.2g) zu grob wird, onn nämlich die zeitliche i-.nderung dioaor Spannung im Zeitpunkt; fc-, au groi, wird, würde der Th1ZL1Ljtor 27 brohufehleridc-n Sbeuoriiiipulaeü wieder leitend, ;jo aaL· dia beaböichtif!;r;e /iriamg de« üchae LrLchbers nicht aczlelt werden v;ürde.The series connection of the resistor 29 and the capacitor 30, which is connected in parallel to the node cable of the thyristor 27, prevents the temporary change of the. '.. paririurig V ,,,, at the time b-, (Ji' Lg.2g) becomes too coarse, namely the temporal change in voltage at the point in time; fc-, au groi, will, the Th 1 ZL 1 Ljtor 27 brohufehleridc-n Sbeuoriiiipulaeü would be conductive again ,; jo aaL · dia beaböichtif ! ; r; e / iriamg de «üchae LrLchbers not be acczlelt v; ud.
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Die Zalil der Sekundärwicklungen des Transformators 19 hängt von den Belastungsverhältnissen und der Anzahl der individuell zu speisenden Verbrauchern ab. Die Ausführungsform ge mäß ffig.'l umfaßt zwei Wicklungen 22 und 23 für hohe Spannun gen. Der an· der Sekundärwicklung 22 erzeugte v/echselsbrom wird vom Brückengleichrichter aus den Dioden 31 5 32, 33 und 34 gleichgerichtet. In gleicher Weise wird die an der .Sekun därwicklung 23 erzeugte Wechselspannung durch den Brückengleichrichter aus den Dioden 35, 36, 37 und 33 gleichgerichtet. Die gleichgerichtete spannung der '/icklung 22 wird, zu der gleichgerichteten Spannung der Wicklung 23 addiert, so daß die über das Glättungsfilter aus der Induktiv!tat 39 und deren Kondensator 40 an den Klemmen 41 und 42 auftretende Ausgangsspannung aus der oumme dieser beiden spannungen besteht. Die Äusgangsklemme 41 liegt an der einen oeifce des Kondensators 40 und die Ausgangsklemme 42 an der anderen .ei te des Kondensators 40. Bei der in Fig.1 dargestellten Polarisation der Dioden führt die -.usgangsklemtae 41 eine positive und die Ausgangsklemme 42 eine negative --,pannung. Der Verbraucher 4-3 besteht z.B. aus dem /•.iiodönkreir. eines IIF-uenders und ist an die Ausgangsklemmen 41 u:i ι -Ί-1' angeschlossen. The number of secondary windings of the transformer 19 depends on the load conditions and the number of consumers to be fed individually. The embodiment includes two accelerator as ffig.'l gen windings 22 and 23 for high Spannun. The generated on the secondary winding 22 · v / echselsbrom is from the bridge rectifier formed by diodes 31 5 32, 33 and 34 in the same direction. In the same way, the alternating voltage generated at the secondary winding 23 is rectified by the bridge rectifier from the diodes 35, 36, 37 and 33. The rectified voltage of the winding 22 is added to the rectified voltage of the winding 23, so that the output voltage occurring over the smoothing filter from the inductor 39 and its capacitor 40 at the terminals 41 and 42 consists of the sum of these two voltages . The output terminal 41 is on one oeifce of the capacitor 40 and the output terminal 42 on the other .ei te of the capacitor 40. With the polarization of the diodes shown in FIG. -, tension. The consumer 4-3 consists, for example, of the /•.iiodönkreir. an IIF uenders and is connected to the output terminals 41 u: i ι -Ί-1 '.
B-?. I der vorliegenden nus führung?; t'opin v/er-Um ?/./■..· L Hochspantiungswicklunp;en verwundet, vnu l-m^n j^a:· . L: »u ■-:· uv~ neri Gleichrichter aufweist. Es h:;t natürlich, μ u Ii nr>>;lLah, nur sine einsig« ',/icklung zu veiv-^nä-:.n, , )h,--!. H, . induiif»;s- B- ?. I of the present nus guide ?; t'opin v / er-Um? /./ ■ .. · L Hochspantiungswicklunp; en wounded, vnu lm ^ nj ^ a : ·. L: »u ■ -: · uv ~ neri has rectifier. It h:; t of course, μ u Ii nr >>; lLah, only sine einsig «', / icklung zu veiv- ^ n - :. n,,) h, - !. H, . induiif »; s-
- 10 - BAD- 10 - BA D
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zahl der Summe der wicklungen 22 und 23 entspricht. Zur Gleichrichtung der an dieser einen wicklung erzeugten bpannnng wird nur eine Gleichrichter-Brückenschaltung "benötigt. Im vorliegenden Fall wurde die Ausführungsform mit zwei v.icklungen gewählt, damit auf die Verwendung von iiusgleichswiderständen und Kondensatoren verzichtet werden kann, die für die Serienschaltung der Diodan erforderlich sind.number corresponds to the sum of windings 22 and 23. To the Rectification of the voltage generated on this one winding is only achieved by a rectifier bridge circuit "is required. In the present case, the embodiment with two windings chosen so that it can be used dispensed with iius equal resistors and capacitors which are necessary for the series connection of the Diodan.
Die wicklung 24 gemäii Fig.1 ist als Niederspannungswicklung ausgeführt und ist mit zwei Dioden 44 und 45 zur Vollweggleichrichtung verbunden. Zu diesem Zweck "besitzt sie einen Mittelabgriff, der mit der Induktivität 46 einer ^-Siebschaltung verbunden ist, die ferner einen Kondensator 47 umfafct. Die Ausgangsklemme 48 ist mit der einen _-eite des Kondensators 47 und die Ausgangsklemme 49 mit der anderen oeite des Kondensators 47 verbunden. Bei der angegebenen Polarität der gleichrichtenden Dioden tritt an der Ausgangsklemme 43 ein positives Potential und an der /,usgangsklemme 49 ein negatives Potential auf. Ein Verbraucher 50, der im vorliegenden Fall der Heizkreis eines HF-.renders oder Empfängers sein kann, ist an die /.usgangsklemme 49 und 48 angeschlossen.The winding 24 according to FIG. 1 is a low-voltage winding and has two diodes 44 and 45 for full-wave rectification tied together. For this purpose "it has a center tap that connects to the inductance 46 a ^ sieve circuit is connected, which also has a capacitor 47 includes. The output terminal 48 is connected to one side of the capacitor 47 and the output terminal 49 connected to the other oeite of the capacitor 47. With the specified polarity of the rectifying diodes, a positive potential occurs at the output terminal 43 and at the output terminal 49 a negative potential. A consumer 50, which in the present case can be the heating circuit of an HF renderer or receiver, is connected to the output terminal 49 and 48 connected.
Zum Beispiel kann der Verbraucher 43 einen .otrom von 10 mA bei 420 Volt benötigen, wogegen der Verbraucher 50 einen ~.trom von vier A bei 12 Volt benötigt. Die Klemme 42 und'49For example, the consumer 43 can have a current of 10 mA at 420 volts, whereas the consumer 50 requires a current of four A at 12 volts. Terminal 42 and '49
ΛΛ . BAD ORIGINAL ΛΛ . BATH ORIGINAL
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ist für den vorgesehenen Anwendungsfall der Stromversorgung mit Masse verbunden.is for the intended application of the power supply connected to ground.
Im folgenden wird nun die Steuerschaltung für den Wechselrichter betrachtet, von der das eine Ende eines Widerstandes 51 mit dem oberen Ende des Kondensators 18 verbunden ist. Das andere Ende des Widerstandes 51 liegt an einem veränderbaren Widerstand 52 und an der Kathode einer Zenerdiode 53· Der veränderbare Widerstand 52 liegt mit seinem anderen Ende am Anschluß D. Die Anode der Zenerdiode 53 ist mit der Anode einer Diode 54- verbunden, deren Kathode mit der Anode einer Diode 55 in Verbindung steht, die ihrerseits mit der Kathode ebenfalls am Anschluß D liegt. Das eine Ende des Widerstandes 56 ist mit der Kathode der Zenerdiode 53 und das andere Ende des Widerstandes 56 ist mit einem Widerstand 57 in Serie verbunden, der ebenfalls an dem Anschluß D liegt. Die Schaltung aus den Elementen 51» 52, 53, 54- und 55 stellt einen ohmischen, eine Zenerdiode umfassenden opannungsteiler dar. Die Funktionsweise dieses Spannungsteilers wird im folgenden näher erläutert.The control circuit for the inverter, of which one end of a resistor 51 is connected to the upper end of the capacitor 18, will now be considered is. The other end of the resistor 51 is on a changeable one Resistor 52 and at the cathode of a Zener diode 53 · The variable resistor 52 lies with its other End at connection D. The anode of the Zener diode 53 is connected to the anode of a diode 54-, the cathode of which is connected to the anode a diode 55 is connected, in turn with the Cathode is also connected to terminal D. One end of the resistor 56 is connected to the cathode of the Zener diode 53 and the other end of the resistor 56 is with a resistor 57 connected in series, which is also connected to terminal D. The circuit from the elements 51 »52, 53, 54- and 55 represents an ohmic voltage divider comprising a Zener diode. The mode of operation of this voltage divider is shown in explained in more detail below.
Das eine Ende des Widerstandes 58 ist mit dem oberen Ende des Kondensators 18 verbunden, wogegen dessen anderes Ende mit der Kathode der Zenerdiode 59 in "Verbindung steht. Die Anode der Zenerdiode 59 liegt an dem Anschluß D. Die Schaltung aus den Elementen 58 und 59 stellt somit eine opannungsstabilisierung dar, die in Verbindung mit dem Betrieb der ,jteuernchaltung für den Wechselrichter wirksam ist.One end of the resistor 58 is with the upper end of the capacitor 18, while the other end of which is connected to the cathode of the Zener diode 59. The The anode of the Zener diode 59 is connected to the connection D. The circuit from the elements 58 and 59 thus provides a voltage stabilization which is effective in connection with the operation of the control circuit for the inverter.
10 982 3/1ίΓΠ10 982 3/1 ίΓΠ
Ein 'widerstand 60 ist mit seinem einen Ende an die Kathode der Zenerdiode 59 angeschlossen und liegt mit seinem anderen Ende an dem Basis-2-Anschluß eines PN-Flächentransistors 61. Das eine Ende eines Widerstandes 62 ist mit dem Basis-1-Anschluß des PN-Flächentransistors 61 verbunden, -wogegen das andere Ende des Widerstandes 62 mit dem Widerstand 65 in Serie geschaltet ist, dessen anderes Ende an dem Anschluß D liegt. Ein veränderbarer Widerstand 64 liegt zwischen der Kathode der Zenerdiode 59 und dem Emitteranschluß des PfT-Flächentransistors 61. Ein Kondensator 65 liegt zwischen dem Emitteranschluß des PN-Flächeritransistors 61 und dem Verbindungspunkt der Widerstände 62 und 63. Ein als Verstärker geschalteter Transistor 66 ist mit seinem Kollektor mit dem Emitteranschluß des PE-iTächentransistors 61 verbunden. Unter Berücksichtigung der Polarität der Versorgungsspannung kann man erkennen, daß der PN-Flächentransistor zwischen einem positiven Spannungspunkt am oberen Ende des Widerstandes 64- und einem negativen Spannungspunkt auf der unteren Seite des Kondensators 65 liegt.A 'resistor 60 is at one end to the cathode the Zener diode 59 is connected and its other end is connected to the base-2 connection of a PN junction transistor 61. One end of a resistor 62 is to the base 1 terminal of the PN junction transistor 61 connected, while that the other end of the resistor 62 is connected in series with the resistor 65, the other end of which is connected to the terminal D lies. A variable resistor 64 is between the cathode of the Zener diode 59 and the emitter terminal of the PfT junction transistor 61. A capacitor 65 is between the emitter terminal of the PN flat transistor 61 and the Connection point of resistors 62 and 63. A transistor 66 connected as an amplifier has its collector connected to the emitter connection of the PE-I surface transistor 61 tied together. Taking into account the polarity of the supply voltage, it can be seen that the PN junction transistor between a positive voltage point at the top of resistor 64- and a negative voltage point is on the lower side of the capacitor 65.
Mit Ausnahme eines einzigen Unterschiedes entspricht die beschriebene Schaltung des PN-Flächentransistors 61 der eines Sägezahnoszillators, der einen Impulszug positiver Impulse erzeugt, die am Widerstand 62 mit einer durch den Widerstand 64- und den Kondensator 65 bestimmten Wiederholungsfrequenz auftreten. Der genannte Unterschied besteht darin, daß der Kollektor des Transistors 66 mitWith the exception of one difference, the described circuit of the PN junction transistor 61 of a sawtooth oscillator, which generates a pulse train of positive pulses, which at resistor 62 with a through the resistor 64 and the capacitor 65 determined repetition frequency appear. The mentioned difference is that the collector of the transistor 66 with
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dem Emitteranschluß des PN-Flächentransistors 61 verbunden ist. Da der Kollektorstrom des Transistors 66 über den Widerstand 64 fließt, beeinflußt dieser Kollektorstrom die opannung am Emitter des PN-Flächentransistors 61 und somit die Wiederholungsfrequenz des Oszillators. Je größer der Kollektorstrom ist, umso kleiner ist die Wiederholungsfrequenz. Die Frequenz, ausgedrückt in Hz, wird in guter Näherung durch die folgende Formel beschrieben:connected to the emitter terminal of the PN junction transistor 61 is. Since the collector current of transistor 66 through the resistor 64 flows, this collector current affects the voltage at the emitter of the PN junction transistor 61 and thus the repetition frequency of the oscillator. The greater the collector current the lower the repetition frequency. The frequency, expressed in Hz, is a good approximation described by the following formula:
f =f =
wobei R = -2Ξ Ohmwhere R = -2Ξ ohm
R64+RGR 64+ RG
C = G^-C- Farad
65C = G ^ -C- farads
65
RG
a =RG
a =
R64+RGR 64+ RG
\n = das eigenleitende Abstandsverhältnis des PN-Flächentransistors 61 ist.· \ n = the intrinsic distance ratio of the PN junction transistor 61 is.
In den oben angegebenen Gleichungen ist R64 der ohmische Widerstand des Widerstandes 64, RG der ohmische Widerstand des äquivalenten zwischen dem Emitter des PN-Flächentransistors 61 und dem Anschluß D liegenden die Kollektorschaltung des Transistors 66 ersetzenden Widerstandes und C.-,-die Kapazität in Farad des Kondensators 65·In the equations given above, R 64 is the ohmic resistance of the resistor 64, RG the ohmic resistance of the equivalent resistor located between the emitter of the PN junction transistor 61 and the terminal D replacing the collector circuit of the transistor 66, and C .-, the capacitance in Farad of capacitor 65
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Die ochwingbedingungfür die ..Schaltung des PE-3?lächentransistors-ist . -*- >1. Somit, wird, um die Schwingung der Schal-The oscillation condition for the ..connection of the PE-3? Smile transistor- is . - * -> 1. Thus, in order to reduce the vibration of the
SlSl
tung zu unterbrechen, der Wert RG ausreichend verkleinert, damit -^-^A wird.To interrupt the process, the RG value is reduced sufficiently so that - ^ - ^ A becomes.
Zusammenfassend heißt das, daß die Schwingfrequenz des Oszillators mit dem PK-Flächentransistor durch die Steuerung des Kollektorströmes des Transistors 66 einstellbar ist.In summary, this means that the oscillation frequency of the oscillator with the PK junction transistor is controlled by the controller of the collector current of the transistor 66 is adjustable.
Der ßasis-"1-Anschluß des PN-Flächentransistors 61 ist über einen Kondensator 67 mit der Basis des Transistors 68 verbunden. Ein /iderstand 69 liegt zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 68, wobei der Emitter gleichzeitig mit dem Verbindungspunkt der Widerstände· 62 und 63 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 68 wird über einen Kondensator 70 mit dem Anschluß D verbunden. Zwischen dem Emitter des Transistors 68 und der Steuerelektrode des Thyristors 27 liegt ein Kondensator 71 · -Sin -/iderstand 72 verbindet die oteuerelektrode des Thyristors 27 mit dem Anschluß D. Der Kollektor des Transistors 68 ist ferner noch mit der Kathode der Zenerdiode 59 verbunden.The base "1 terminal of the PN junction transistor 61 is over a capacitor 67 is connected to the base of transistor 68. A resistor 69 is located between the base and emitter of transistor 68, the emitter being at the same time connected to the junction of resistors 62 and 63 is. The collector of the transistor 68 is connected to the terminal D via a capacitor 70. Between the The emitter of the transistor 68 and the control electrode of the thyristor 27 are connected to a capacitor 71 · -Sin - / resistance 72 connects the control electrode of the thyristor 27 with the terminal D. The collector of the transistor 68 is also connected to the cathode of the Zener diode 59.
Die mit dem Transistor 68 gebildete Schaltung wirkt als •Verstärker für den Impulszug der positiven am v/iderstand 62 auftretenden jpannungsimpulse, die über den Verstärker an die steuerelektrode des Thyristors 27 angelegt werden, .«■enn an dem /iderstand 62 ein positiver Impuls entsteht, 'The circuit formed with transistor 68 acts as a • Amplifier for the pulse train of the positive voltage pulses occurring at the resistor 62, which are transmitted via the amplifier are applied to the control electrode of the thyristor 27, . «■ hen there is a positive impulse at the resistance 62, '
- 15 ---'.-"· 109 823/017 1 - 15 ---'.- "· 109 823/017 1
d.h.. das obere Ende des Widerstandes 62 gemäß Fig.1 positiv gegenüber dessen unteren Ende ist, wird dieser Impuls über den Kondensator 67 und den Widerstand 69 an die Basis-Emitterstrecke des Transistors 58 angelegt. Ein Impulsstrom im Emitterkreis des Transistors 68 erzeugt einen verstärkten positiven Spannungsimpuls an den Widerständen 63 und 72, wodurch ein impulsförmiger Steuerstrom i. erzeugt wird, der den Thyristor 27 leitend macht. Zwischen den-Impulsen lädt sich der Kondensator 70 auf die an der Zenerdiode 59 erscheinende Spannung auf. Sobald der Transistor 68 leitet und der impulsförmige Emitterstrom entsteht, entlädt sich der Kondensator 70 über die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors 68 und die zusammengesetzte Impedanz aus den Elementen 63, 715 72 und der Steuerelektrode-Kathodenstrecke des Thyristors. Der Kondensator 70 bewirkt somit einerVergrölierung des Stromimpulses i. an der ,Steuerelektrode. Diese Entladung des Kondensators 70 ist möglich, da die Zenerdiode 59 und der Kondensator 70 physikalisch voneinander getrennt angeordnet sind. Auf Grund dieser physikalisch getrennten Anordnung entsteht zwischen den beiden eine ausreichend hohe Lei tungsinduktiv!tat.ie. If the upper end of the resistor 62 according to FIG. 1 is positive compared to its lower end, this pulse is applied to the base-emitter path of the transistor 58 via the capacitor 67 and the resistor 69. A pulse current in the emitter circuit of the transistor 68 generates an amplified positive voltage pulse at the resistors 63 and 72, whereby a pulse-shaped control current i. is generated, which makes the thyristor 27 conductive. Between the pulses, the capacitor 70 charges up to the voltage appearing at the Zener diode 59. As soon as the transistor 68 conducts and the pulsed emitter current arises, the capacitor 70 discharges via the collector-emitter path of the transistor 68 and the composite impedance of the elements 63, 71 5 72 and the control electrode-cathode path of the thyristor. The capacitor 70 thus enlarges the current pulse i. at the, control electrode. This discharge of the capacitor 70 is possible because the Zener diode 59 and the capacitor 70 are arranged physically separated from one another. Because of this physically separate arrangement, a sufficiently high line inductance is created between the two.
Somit bewirkt jeder an dem Widerstand 62 erzeugte positive Spannungsimpuls einen Stromimpuls an der Steuerelektrode des Thyristors 27. Der Thyristor 27 wird daher von der Oszillatorschaltung des PN-Flächentransistors derart angesteuert, daß • die ochwingfrequenz gleich der Frequenz des Wechselrichters ist.Thus, each positive voltage pulse generated at the resistor 62 causes a current pulse at the control electrode of the Thyristor 27. The thyristor 27 is therefore controlled by the oscillator circuit of the PN junction transistor in such a way that • the oscillation frequency is the same as the frequency of the inverter is.
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Bezüglicli der wirkungsweise des Transformators 19 ist bekannt, daß die Größe der an den Wicklungen 21, 22, 23, 24-er zeugten Spannung proportional der Größe der an der Pri märwicklung 20 anliegenden Wechselspannung ist. Es wurde auch, "bereits "beschrieben, daß die Ausgangsgleichspannung durch Gleichrichtung und Filterung der sekundären Wechselspannung des Transformators gebildet wird. Damit ist offensichtlich, daß die Größe der Ausgangsgleichspannung proportional der Größe der sekundären Wechselspannung ist.Regarding the mode of operation of the transformer 19 is known, that the size of the windings 21, 22, 23, 24-er generated voltage proportional to the size of the primary winding 20 applied alternating voltage. It has also been described, "already", that the output DC voltage by rectifying and filtering the secondary AC voltage of the transformer is formed. It is thus evident that the magnitude of the DC output voltage is proportional is the magnitude of the secondary alternating voltage.
Aus den Fig.2a bis 2g geht hervor, daß der Kondensator 26 häufiger einen Ladestrpm erhält, wenn die Frequenz der otromimpulse an der Steuerelektrode zunimmt. Damit nimmt die Spannung V™ für die positive und negative Halbperiode eine größere Amplitude an. Damit steigt mit der Erhöhung der ochwingfrequenz die Durchschnittsamplitude der primären Wechselspannung an, so daß auch die Ausgangsgleichspannung größer wird. Die Steuerung der Ausgangsspannung durch die änderung der Frequenz des Wechselrichters hängt somit von dem Stromwinkel, d.h. dem Verhältnis der Durchlaßperiode (t. bis t2 zur Sperrperiode (tg bis t^) des Thyristors 27 ab.From FIGS. 2a to 2g it can be seen that the capacitor 26 receives a charging current more often if the frequency of the electric impulses on the control electrode increases. In order to the voltage V ™ assumes a greater amplitude for the positive and negative half-cycle. This increases with the Increase the oscillation frequency the average amplitude of the primary alternating voltage, so that the output direct voltage also increases. The control of the output voltage By changing the frequency of the inverter, it depends on the current angle, i.e. the ratio the transmission period (t. to t2 to the blocking period (tg to t ^) of the thyristor 27.
Im folgenden wird nun das Verfahren zur Stabilisierung der Ausgangsspannung beschrieben. Zu diesem Zweck ist die Abtastwicklung 21 mit dem einen Ende an den Anschluß D und mit dem anderen Ende an die Anode der Diode 73The following is the method for stabilizing the Output voltage described. To this end, the Sampling winding 21 with one end to the connection D and with the other end to the anode of the diode 73
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angeschlossen. Die Kathode der Diode 73 ist sowohl mit dem Widerstand 74- als auch dem Widerstand 75 verbunden. Das andere Ende des v/iderstandes 74- steht mit dem Anschluß D in Verbindung. Ein Kondensator 76 und ein Potentiometer 77 liegen parallel zu der Serienschaltung der widerstände 74- und· 75. Der Schleifer des Potentiome ters 77 ist mit der Anode der Diode 78 verbunden. Zwischen der Kathode der Diode 78 und der Basis des Transistors 66 liegt ein v/iderstand 79. Der Emitter des Transistors 66 liegt an dem Verbindungspunkt der widerstände 56 und 57, an dem sich ein Bezugspotential einstellt. Die Amplitude des Bezugspotentials ist abhängig von dem Verhältnis der Widerstände 56 und 57 und von der spannung zwischen der Kathode der Zenerdiode 53 und dem Anschluß D. Diese .opannung ist etwa gleich der Zenerspannung der Zenerdiode 53 ]äus i Volt, da die beiden öiliciumdioden 54- und 55 in Durchlaßrichtung ungefähr einen Spannungsabfall von je einem halben Volt aufweisen.connected. The cathode of diode 73 is connected to both resistor 74 and resistor 75. The other end of the resistor 74- is connected to the connection D. A capacitor 76 and a potentiometer 77 are connected in parallel to the series circuit of the resistors 74 and 75. The wiper of the potentiometer 77 is connected to the anode of the diode 78. A resistor 79 is located between the cathode of the diode 78 and the base of the transistor 66. The emitter of the transistor 66 is at the connection point of the resistors 56 and 57, at which a reference potential is established. The amplitude of the reference potential depends on the ratio of the resistors 56 and 57 and on the voltage between the cathode of the Zener diode 53 and the terminal D. - and 55 in the forward direction have approximately a voltage drop of half a volt each.
An der Abtastwicklung 21 wird eine der Größe der primären Wechselspannung proportionale Prüfwechselspannung erzeugt. Diese Prüfwechselspannung wird von der Diode 73 gleichgerichtet und erscheint als Gleichspannung am Widerstand 74-. DaS aus dem widerstand 75 und dem Kondensator 76 aufgebaute Glättungsfilter unterdrückt die Welligkeit der gleichgerichteten Spannung, so dai: amAn AC test voltage proportional to the magnitude of the primary AC voltage is applied to the sensing winding 21 generated. This AC test voltage is generated by the diode 73 rectified and appears as a DC voltage at resistor 74-. The result from the resistor 75 and the capacitor 76 built-up smoothing filter suppresses the ripple of the rectified voltage, so dai: am
- -I8 I 0 9 8 2 i / 0 I 7 I - -I8 I 0 9 8 2 i / 0 I 7 I.
Potentiometer 77 eine spannung entstellt, die proportional dem Mittelwert einer iJiderung der Prüfwechselspannung ist. Eine Rüekkopplungsspannung wird zwischen dem Schleifer des Potentiometers 77 und dem Anschluß D abgegriffen und über die Diode 78 und den Strombegrenzungswiderstand 79 an die Basis—Emitterstrecke des Transistors 66 angelegt,. Die Hückkopplungsspannung wird durch die Einstellung des Potentio-Potentiometer 77 distorts a voltage which is proportional to the mean value of a change in the test AC voltage. A feedback voltage is tapped between the wiper of the potentiometer 77 and the connection D and applied to the base-emitter path of the transistor 66 via the diode 78 and the current limiting resistor 79. The feedback voltage is determined by setting the potentiometer
• meters 77 derart eingestellt, daß sie ausreichend positiv ist, um die Diode 78 und den Basis-Emitterübergang des Transistors 66 in Durchlaßrichtung vorzuspannen. Der KoI-lektorstroia des Transistors 66 ist somit ein Maß der Potentialdifferenz zwischen der Rüekkopplungsspannung und der Bezugsspannung am Emitter des Transistors 66. Eine Veränderung der Eücldcopplungsspannung verursacht somit eine Veränderung des KollektorStroms des Transistors 66, was seinerseits eine ^Jiderung der .ochwingfrequenz und damit eine änderung der Ausgangsgleichspannung beifirkt. lienn z.B. die ^ingangsgleichspannung der Versorgungsquelle 11 verringert wird, verändert sich auch die Größe der primären ν/echselspanmmg und die Größe der Ausgangsgleichspannung dementsprechend. In derselben Weise wird auch die amplitude der Prüfwechselspannung und damit die Amplitude der Riickkopplungsspannung verringert. Dies be-• Meter 77 is set so that it is positive enough to generate the diode 78 and the base-emitter junction of the Bias transistor 66 forward. The KoI lektorstroia of transistor 66 is thus a measure of the potential difference between the feedback voltage and the reference voltage at the emitter of transistor 66. A Change in the coupling voltage thus causes a change in the collector current of transistor 66, which, in turn, is a contraction of the high oscillation frequency and thus a change in the output DC voltage contributes. lienn E.g. the DC input voltage of the supply source 11 is reduced, the size of the primary ν / echselspanmmg and the size of the output DC voltage also change accordingly. In the same way, the amplitude of the test AC voltage and thus the The amplitude of the feedback voltage is reduced. This is
• wirkt eine abnähme des Kollektor Stroms im Transistor 66 und damit eine Erhöhung der Frequenz des Oszillators. Damit wird jedoch, die Amplitude der primären Wechselspannung und die Amplitude der ^usgangsgleichspannung• there is a decrease in the collector current in transistor 66 and thus an increase in the frequency of the oscillator. However, this becomes the amplitude of the primary alternating voltage and the amplitude of the output DC voltage
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in der Weise angehoben, daß die Abweichung auf Grund der verringerten von der Versorgungsquelle gelieferten Eingangsspannung ausgeglichen wird. Bei der dargestellten Ausführungsform verursacht eine Änderung der Eingangsspannung von 20% eine Änderung der Ausgangsgleichspannung von weniger als 2%.raised in such a way that the deviation due to the reduced input voltage supplied by the supply source is compensated for. In the illustrated embodiment causes the input voltage to change from 20% a change in the DC output voltage of less than 2%.
Bei der anfänglichen Einstellung der von der Stromversorgung abgegebenen Ausgangsspannung werden der veränderliche Widerstand 64- und das Potentiometer 77 auf eine bestimmte Oszillatorfrequenz eingestellt. Die normalerweise benutzte Oszillatorfrequenz liegt in der Größenordnung von 5 kHz· Die mögliche Frequenzänderung bei der vorliegenden Ausführungsform gemäß Fig.1 bewegt sich zwischen einer Minimalfrequenz von etwa 1 kHz und einer Maximalfrequenz von etwa 7,2 kHz. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt an dem Potentiometer 77 eine Spannung von ungefähr 12 Volt. Mir die Rückkopplungsspannung wird normalerweise eine Spannung von etwa 6 Volt verwendet. s When the output voltage from the power supply is initially set, the variable resistor 64 and potentiometer 77 are set to a specific oscillator frequency. The oscillator frequency normally used is of the order of magnitude of 5 kHz. The possible frequency change in the present embodiment according to FIG. 1 ranges between a minimum frequency of approximately 1 kHz and a maximum frequency of approximately 7.2 kHz. In the illustrated embodiment, the potentiometer 77 has a voltage of approximately 12 volts. A voltage of around 6 volts is typically used with the feedback voltage. s
Die an den Enden der Transformatorwicklungen angebrachten Punkte sind besonders bezüglich der Wicklungen 20 und 21 von Wichtigkeit. Bei jeder der beiden möglichen Polaritäten ist die mittlere Spannung am Widerstand 7^· die gleiche. Mit der in Fig.1 dargestellten Polaritäten ist die Effektivspännung am Widerstand 74- gegenüber der umgekehr-The ones attached to the ends of the transformer windings Points are particularly important with respect to windings 20 and 21. With either of the two possible polarities the mean voltage across the resistor 7 ^ · is the same. With the polarities shown in Fig. 1, the effective voltage at the resistor 74 is compared to the opposite
• ten Polarität um vieles kleiner, so daß die Möglichkeit• th polarity much smaller, so that the possibility
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der Verwendung eines Widerstandes mit einem niederen Leistungswert gege"ben ist. Der Grund für den "Unterschied der Ef f ektivspanimngen zwischen den beiden verschiedenen Bolaritäten "besteht darin, daß die positiven und negativen Änderungen der Prüfwechselspanmicig wohl denselben Mittelwert aufweisen, jedoch "bezüglich der Spitzenwerte sehr verschieden sind. ·using a resistor with a lower one Performance value is given. The reason for the "difference the ef f ective voltages between the two different ones Bolarities "consists in the fact that the positive and negative changes in the test change span are probably the same Have mean value, but "with respect to the peak values are very different.
Es ist eine Abschaltung für einen niederen Spannungswert vorgesehen, die nachstehend "beschrieben wird. Zwischen der Basis des Transistors 81 und der Anode der Zenerdiode 53 ist ein Strombegrenzungswiderstand 80 vorgesehen. Der Emitter des Transistors 81 ist mit dem Anschluß B verbunden. Ein Widerstand 82 liegt zwischen der Kathode der Zenerdiode 59 und dem Kollektor des Transistors 81. Die Diode 83 ist mit ihrer Anode an den Kollektor des Transistors 81 angeschlossen, wogegen ihre Kathode mit der Kathode der Diode 78 verbunden ist.It is a shutdown for a low voltage value which will be described later ". Between the base of the transistor 81 and the anode of the Zener diode 53, a current limiting resistor 80 is provided. The emitter of the transistor 81 is connected to the terminal B. A resistor 82 is connected between the cathode of the Zener diode 59 and the collector of the transistor 81. The Diode 83 has its anode connected to the collector of the transistor 81 connected, while its cathode is connected to the cathode of the diode 78.
Wenn unter normalen Betriebsbedingungen die Amplitude der Eingangsgleichspannung der Versorgungsquelle 11 genügend groß ist, leitet die Zenerdiode 53. Dadurch v/ird die Basis-Emitterstrecke des Transistors 81 in Durchlaßrichtung vorgespannt und verursacht die Erniedrigung der Kollektorspannung des Transistors 81. Dadurch wird die Diode 83 in Sperrichtung beaufschlagt.' //enn die Amplitude der Eingangsgleichspannung der. Ver-If, under normal operating conditions, the amplitude of the DC input voltage of the supply source 11 is sufficiently large, the Zener diode 53 conducts. As a result, the base-emitter path of the transistor 81 in Forward biased and causes the lowering of the collector voltage of transistor 81. This the diode 83 is applied in the reverse direction. ' // if the amplitude of the DC input voltage of the. Ver
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sorgungsquelle 11 ausreichend verringert wird, ist die Spannung an dem Verbindungspunkt der Widerstände 51 "und 52 nicht groß genug, um die Zenerdiode 53 im leitenden Zustand zu halten. Wenn die Zenerdiode 53 nicht mehr leitet, liegt an der Basis-Emitterstrecke des Transistors 81 keine Spannung, so daß die Kollektorspannung des Transistors 81 auf einen hohen positiven Wert ansteigt und die Diode 83 leitend wird. Damit wird auch die Basis-Emitter strecke des Transistors 66 leitend. Der Transistor 66 zieht einen erheblich vergrößerten Kollektorstrom und unterbricht den Schwingvorgang des PN-Flächentransistors 61. Damit wird die Ausgangsgleichspannung Null. Wenn weiterhin die Diode 83 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist und leitet, entsteht eine positive Spannung auf der linken Seite des -Widerstandes 79, wodurch die Diode 78 in Sperrichtung vorgespannt wird.supply source 11 is sufficiently reduced, is the Voltage at the junction of resistors 51 "and 52 not big enough to make the zener diode 53 conductive To keep state. When the Zener diode 53 no longer conducts, it is at the base-emitter path of the transistor 81 no voltage, so the collector voltage of the transistor 81 rises to a high positive value and diode 83 becomes conductive. This also becomes the base emitter stretch of transistor 66 conductive. The transistor 66 draws a significantly increased collector current and interrupts the oscillation of the PN junction transistor 61. This means that the DC output voltage becomes zero. If continue the diode 83 is forward biased and conducts, creating a positive voltage on the left Side of resistor 79, making diode 78 in Blocking direction is biased.
Normalerweise ist die Schaltung für die niedere Spannung auf eine Eingangsgleichspannung von 50 YoIt eingestellt. Der veränderliche Widerstand 52 wird dann langsam verändert, bis der Spannungsabfall bis zu dem Punkt reduziert ist, an welchem die Zenerdiode 53 zu leiten aufhört. Normally the circuit for the low voltage is set to a DC input voltage of 50 YoIt. The variable resistor 52 is then slowly changed until the voltage drop reduces to that point is at which the Zener diode 53 stops conducting.
Wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, ist es wünschenswert,,daß sich die Ausgangsspannung allmählich aufbaut. Dies wird durch die nachfolgend beschriebeneWhen the power supply is turned on, it is desirable that the output voltage increase gradually builds up. This is described by the below
- 22 .10 9 8 2 3/0171 - 22.10 9 8 2 3/0171
Schaltung bewirkt. Ein Widerstand 84- ist mit dem einen Ende an die Kathode der Zenerdiode 53 angeschlossen. Ein Kondensator 85 liegt zwischen dem anderen Ende des Widerstandes 84 und der Basis des Transistors 66. Die Diode 86 liegt mit der Kathode an der Kathode der Zenerdiode 53 > wogegen deren Anode an dem Verbindungspunkt des Widerstandes 84· mit dem Kondensator 85 liegt. Wenn von der Versorgungsquelle 11 eine Eingangsgleichspannung plötzlich angelegt wird, ist der Kondensator 85 ungeladen. Eine große positive Spannung erscheint somit an der Basis des Transistors 66, wodurch die Basis-Emitterstrecke dieses Transistors anfänglich sehr stark in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. Der Kollektorstrom des Transistors wird daher anfänglich sehr groß und verhindert das Anschwingen des PN-Flächentransistors 61 und damit die Erzeugung einer Ausgangsspannung. Mit dem Aufladen des Kondensators 85 wird die Durchlaßspannung an der Basis-Emitterstrecke des Transistors 66 allmählich verringert, \irobei dieser Vorgang entsprechend der aus dem Kondensator 85, dem Widerstand 84- und der effektiven Belastung durch die Basis-Emitterstrecke des Transistors 66 gebildeten Zeitkonstante abläuft. Mit dem allmählichen Abnehmen der Stromführung der Basis-Emitterstrecke nimmt der Kollektorstrom . des Transistors 66 entsprechend ab und ermöglicht, daß der PN-ELächentransistor 61 mit einer Frequenz zu schwingen beginnt, die von einem sehr niederen Wert bis zu ihrem llormalwert ansteigt. Damit steigt die Aüsgangsspan-Circuit causes. A resistor 84- is with the one End connected to the cathode of the Zener diode 53. A Capacitor 85 is between the other end of the resistor 84 and the base of the transistor 66. The cathode of the diode 86 is connected to the cathode of the Zener diode 53> whereas its anode is at the connection point of the resistor 84 · with the capacitor 85. If from the If a DC input voltage is suddenly applied to the supply source 11, the capacitor 85 is uncharged. A large positive voltage thus appears at the base of transistor 66, which causes the base-emitter path of this Transistor is initially very strongly forward biased. The collector current of the transistor will therefore initially very large and prevents oscillation of the PN junction transistor 61 and thus the generation of a Output voltage. With the charging of the capacitor 85 the forward voltage at the base-emitter path of the Transistor 66 gradually decreased during this process corresponding to that of the capacitor 85, the resistor 84 and the effective load through the base-emitter path of the transistor 66 formed time constant expires. With the gradual removal of the power supply the base-emitter path takes the collector current. of transistor 66 and enables that the PN-E sheet transistor 61 begins to oscillate at a frequency ranging from a very low value up to its normal value increases. This increases the output voltage
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nung allmählich, mit dem Ansteigen der Oszillatorfrequenz auf ihre normale Amplitude an. Bei der Ausführungsform gemäß ]?ig.1 vergehen etwa drei Sekunden nach dem Anlegen der Eingangsgleichspannung, bis der Oszillator (mit ungefähr 1 kHz) zu schwingen beginnt. Ungefähr vier Sekunden nach dem Anschwingen des Oszillators erreicht die Stromversorgung ihre volle Ausgangsspannung, bei der der Oszillator mit ungefähr 5 kHz schwingt. Wenn die ■Versorgungsquelle 11 abgeschaltet wird, entlädt sich der Kondensator 85 relativ schnell, da die Diode 86 den Widerstand 84- kurzschließt. voltage gradually, as the oscillator frequency increases to their normal amplitude. In the embodiment according to ]? ig.1 about three seconds pass after the DC input voltage has been applied until the oscillator (with approx 1 kHz) begins to oscillate. The power supply reaches approximately four seconds after the oscillator has started to oscillate their full output voltage, at which the oscillator oscillates at about 5 kHz. When the supply source 11 is switched off, the capacitor discharges 85 relatively quickly, since the diode 86 short-circuits the resistor 84-.
Für eine nach S1Ig. 1 aufgebaute ochaltung wurden folgende Bauelemente verwendet:For one after S 1 Ig. The following components were used:
Induktivität 16 Induktivität 17 Kondensator 18 Induktivität der Primärwicklung 20 Induktivität 25 Kondensator 26·Inductance 16 inductance 17 capacitor 18 Inductance of the primary winding 20 Inductance 25 Capacitor 26
Thyristor 27 Type ZJ253CThyristor 27 type ZJ253C
Diode 28 Type 1N396ODiode 28 Type 1N396O
'widerstand 29 82 Ohm'resistance 29 82 ohms
Kondensator 30 0,0' ,ui?Capacitor 30 0,0 ', ui?
Dioden 31 bis 38 Type P6RP10Diodes 31 to 38 type P6RP10
Induktivität 39 ; HInductance 39; H
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1 η ρ fi ? ^ / η 1 7 11 η ρ fi? ^ / η 1 7 1
Widerstand 75 Kondensator Potentiometer Diode TQ
Widerstand 79 Widerstand 80 Transistor 81 Widerstand 82^
Diode 83
Widerstand 84 Kondensator Diode 86Resistor 75 Capacitor Potentiometer Diode TQ
Resistor 79 Resistor 80 Transistor 81 Resistor 82 ^ Diode 83
Resistor 84 Capacitor Diode 86
2200 Ohm2200 ohms
10 /UF /10 / UF /
10000 Ohm Type 1^169210000 Ohm Type 1 ^ 1692
6800 Ohm6800 ohms
10000 Ohm Type 2N69610000 Ohm Type 2N696
10000 Ohm Type 1H169210000 Ohm Type 1H1692
33000 Ohm33000 ohms
-10 /Ul-10 / ul
Type 1H1692Type 1H1692
26 -26 -
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Cited By (3)
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