DE1663163A1

DE1663163A1 - Schaltungsanordnung zum Zerhacken von Gleichspannung

Info

Publication number: DE1663163A1
Application number: DE19651663163
Authority: DE
Inventors: Kuhn Dipl-Phys Hans; Fritz Walther
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1965-11-30
Filing date: 1965-11-30
Publication date: 1970-07-30
Also published as: GB1117680A

Description

Schaltungsanordnung zum Zerhacken von Gleichspannung

Um Gleichspannung transformieren zu können* muß man dieselbe in eine Wechselspannung umformen. Zu diesem Zweck, werden bereits die verschiedenartigsten Schaltungen verwendet« Bekannt" sind beispielsweise elektronische Schalter, genannt Zerhacker. Man unter- ^

■scheidet zwei Hauptgruppen: Fremdgesteuert® und selbstschwingen- ™ de Zerhacker. Die selbstschwingenden Zerhacker sind im allgemeinen Oszillatoren mit sehr starker Rückkopplung, so daß die Ausgangsspannung mehr oder minder rechteckförmig ist. Das ist auch . erwünscht, um die Verluste während der Umschaltzsit gering zu halten. Die Rückkopplung in diesen Zerhackern geschieht dergestalt, daß ein Teil der zu zerhackenden Gleichspannung dazu benützt wird. Der Laststrom und damit die umzusetzende Leistung !.stehen also nicht in einem ursächlichen Zusammenhang mit der Stärke der Rückkopplung. Die Höhe der Rückkopplung hängt direkt von der Batteriespannung ab und,wird bei der Dimensionierung ^einmalig festgelegt. Sie bestimmt einen erheblichen Teil der Verluste,' weil sie für den¹ maximalen Laststrom bemessen' werden | muß.

Bei einem selbstschwingenden Zerhacker wird im allgemeinen ein ^-— Transformator verwendet, der gleichzeitig auch'die Rückkopplungsspannung liefert. Meistens wird dieser Transformator bis in die Eisensättigung betrieben und bestimmt dadurch die Zelt, während der die Rückkopplung wirksam ist. Dabei fließt aber, wenn auch kurzzeitig, ein hoher Sättigungsstrom bis zum Abschalten. Man kann dies in' bekannter Weise vermeiden, wenn man die Rückkopplung aus einem getrennten Steuertransformator gewinnt und den

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Kaupttransformator nicht bis zum Sättlgungsknick betreibt. Der Steuertransformator kann viel kleiner sein, da er nur die Steu- * erIeistung aufzubringen hat. Dadurch werden vor allen Dingen die Blsenverlustt im Verhältnis der Traneformatorkerngrußen vermindert.

Die Erfindung betrifft eine SchaItungeanordnung zum Zerhacken einer Gleichspannung, bei der· zwei aus einer Steuerwicklung parallel liegende Transistoren wechselseitig geöffnet und gesperrt werden und dadurch atn Batteriestrom jeweils durch eine Hälfte der Primärwicklung des sekundärseitig an der Last liegenden Haupttransformators fließen lassen* Die Srflndung ist dadurch gekennzeichnetj daß die Höhe der den jeweiligen Schalttransistor beeinflussenden Rückkopplungsepannung von der Größe des Verbraucherstroms abhängig 1st und aus diesem durch eine magnetische Kopplung auf die Wicklung des von ihm durchflossenen Steuertransformators gewonnen wird und dadurch die Größe des Basisstromes des jeweiligen Transistors bestimmt.

In Fig.l ist eine entsprechende Schaltung gezeichnet. Dabei stellen T₁ und T₂ die Zerhackertransistoren, TiT₁ den S teuer transformator, Tr₂ den Haupttransformator, R₁, R_g, R₂ ¹ , R, ohmsche Widerstände, R₁- die Last, B die Batterie, C, und C,* Kondensatoren dar. ' ' '

Durch den Spannungsteiler R₁ und R₂ wird der Transistor T₁ leitend und schaltet die Batterie B tibar die Wicklung n, des Steuertransformators Tr., an die Wicklung n, des Haupttransformators . Der dann fließende Ström J wird durch die Größe der an die

Wicklung nj, angeschlossenen und in die Wicklung n, transformierten Last bestimmt. Der Strom J wird im Windungszahl verhältnis ). von n, zu n₂ transformiert und liefert den Basisstrom für den Transistor T₁. Gleichzeitig entsteht in der Wicklung n₂* eina Spannung umgekehrter Richtung, die den Transistor T₂ sperrt. Ferner wird durch die Spannung zwischen der Anzapfung und dem Wicklungsende von n₂*, C₁' in Sperr!chtung"des Transistors T₂ aufgeladen. Auch C₁ wird durch die Spannung zwischen .Wicklungsanfang (von n^ her gesehen) und Anzapfung der Wicklung ng auf ge-

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'laden* Mach feiner durch die Korngröße des Transformators Tr, und den Ampere-Windungen dor Wicklung n^ bestimmten Zeit gelangt der Steuertransformator Tr₁ in das Sättigungsgebiet, so-,daß die HUckkopplungaspannung an der Wicklung n_g zusammenbricht. Der Traneistor T^ wird durch eine durch das Zusammenbrechen entgegengesetzt induzierte Spannung gesperrt« beschleunigt wird dieser Vorgang durch die Entladung von Kondensator C-, · Zugleich 'Wird in der Wicklung ng' eine Spannung induziert, die den Transistor Τ« öffnet, so daß der Strom durch den Transistor T₂* die Wicklungen n,¹ und η ' analog dem durch den Transistor T, und die Wicklungen n^, n, fliegt. Das Durchschalten des Transistors Tg wird jedooh durch den in Sperrichtung aufgeladenen Kondensator C₁ ¹ solange verzögert« bis derselbe sich Über den Widerstand Rg¹ teilweise entladen hat und die an der Wicklung η ' induzierte Spannung die Sperrspannung übersteigt. Die Rückkopplung 1st also vollständig vom Laststrom abhängig. Um RUckkopplungsbedingungen zu erreichen, mu3 also ein ganz bestimmter Laststrom fließen. Wenn die Last R- fehlt« genügt der Magnetisierungsetrom des Trane formators Tr» nicht« eine genügende Rückkopplung zu erzielen. Um auch im Leerlauf oder mit geringer Last den Zerhacker zum Schwingen su veranlassen, ist eine weitere Wicklung n<~ auf dem Steuertransformator Tr^ vorgesehen, die eine spannungsabhängige Rückkopplung entsprechend den Windungszahlverhältnissen n,- zu n_g und Hg* bewirkt. Der Widerstand R, wirkt εtrombegrenzend und bestimmt dit Zerhackerfrequenz Im Leerlauf entsprechend der angelegten Batteriespannung. Im Vollastbetrieb wird die Frequenz vom Laststrom« der durch die Wicklungen n^ bzw. n^^f fließt, bestimmt. Die Abhängigkeit des benötigten Basisstroms von dem transforvierten Lastetrom wird das Anschwingen umso besser werden lassen, Je «röJer der Laststrom 1st.

3 Patentansprüche

1 Bl. Zeichnung (1 Fig.)

1 Verzeichnis der verwendeten Bezeichnungen

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Claims

Patentanspruch«

1·. aehaltungsanordnung zvua Zorhackan von Gleichspannung, bei ^desv.zwei aus einer Steuerwiekiung parallel liegende Tran- '.;'<■: sistorsß wechselseitig geöffnet und gesperrt vrardan und da-/'■/•ctjivöh d®n Batteriestrqm jewails durch sine Hälfte der PrI- -,'.' ' .JMJywicklung des gokundSrseitig an der Last liegenden Haupti^.v^ütiä forma tors, fließen lassen, dadurch gekannte ich-'Jt d b, daS die Höhe der den jeweiligen Schalttransistor beeinfliissenden Rückkopplung ^spannung von dor GröSe des Ver-' brauch«ratroms abhängig 1st und aus diesem durch eine mag- m tische. Kopplung f,uf die ',iicklung des von ihm durchflössenen Steu®rtransl*ormators gewonnen wird und dadurch die Größe dem Easi.östi"Offisa des jeweiligen Transistors bestimmt.

2* Schaltungsanordnung zum Zerhacken von Gleichspannung nach An@pz*uch 1, dadurch gek®nnze lehne ti daß der Steuertransfor-. netor C^^) eine stisäfcaliche fiilfswiöklung (n^) aufweist, die ein ^chwingaü daß Zerhackers auch im Leerlauf gewährleistet.

3» Schaltungsanordnung zum Zerhacken von Oleichspannung nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet, daß im Basiestromkrels der Tranaistoren Kondensatoren (C^ bzw. C₃, * ) angeordnet sind, die ein unmittelbares Sperren b^w. ein verzögertes Offnen der Transistoren (T₁ bsw. Tg) ermöglichen.

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