DE1939278C3 - Control circuit for an inverter arrangement - Google Patents
Control circuit for an inverter arrangementInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für eine Wechselrichter-Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a control circuit for an inverter arrangement according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Schaltung ist bereits bekannt (US-PS 51 840). v> Such a circuit is already known (US-PS 51 840). v>
Zur Steuerung elektrischer Vorgänge sind oft Steuerwechselspannungen verwendet, die in Abhängigkeit von einer oder mehreren Meßgrößen einer Regelschaltung beeinflußt und in den Regelvorgang einbezogen werden. Dabei ist es oft erforderlich, daß ein <■» in diesem Zusammenhang benutzter Taktgeber sowie der die Meßgröße liefernde Schaltungsteil und die Regelstrecke oder auch mehrere Meßgrößen untereinander galvanisch entkoppelt sind. Die Erfüllung dieser Forderung kann zusätzlich dadurch erschwert sein, '>r> wenn die Steuerwechselspannung Nullspannungszeiten aufweist.To control electrical processes, alternating control voltages are often used, which are influenced as a function of one or more measured variables of a control circuit and included in the control process. It is often necessary that a clock generator used in this connection as well as the part of the circuit supplying the measured variable and the controlled system or even several measured variables are galvanically decoupled from one another. The fulfillment of this demand can additionally be characterized difficult '>r> when the control alternating voltage having zero-voltage periods.
Steuerschaltung der eingangs genannten Art Maßnahmen zur Steuerung der Nullspannungszeiten und/oder der Amplitude der Ausgangswechselspannung anzugeben, die eine galvanische Trennung aller beteiligten Schaltungsteile sicherstellt und die nur einen geringen Schaltungsaufwand erfordern.Control circuit of the type mentioned measures to control the zero voltage times and / or the amplitude of the output AC voltage, which ensures galvanic separation of all circuit parts involved and only a small one Require circuit effort.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöstThis object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung v.ird der steuerbare Widerstand von der Emitter-Kollektorstrekke eines Transistors gebildet, der an seiner Basis von einer Meßgröße gesteuert ist Die Nullspannungszeiten der Wechselspannung können durch Kurzschließen der zusätzlichen Ubertrager.vicklung mittels eines Schalters während einer veränderbaren Zeitdauer gesteuert werden, wobei ein Schalttransistor, der von einer Meßspannung über eine Kippstufe gesteuert wird, die Funktion des Schalters ausübt.According to an advantageous further development, the controllable resistor is from the emitter-collector path formed of a transistor, which is controlled at its base by a measured variable The zero voltage times the alternating voltage can be achieved by short-circuiting the additional transformer winding by means of a switch be controlled during a variable period of time, wherein a switching transistor, which is controlled by a Measurement voltage is controlled via a flip-flop that performs the function of the switch.
Ausführungsbeispiele der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung werden anhand der F i g. 1 bis 3 näher erläutertEmbodiments of the characterized in the claims Invention are based on the F i g. 1 to 3 explained in more detail
In F i g. 1 ist eine Schaltung zur Erzeugung einer Wechselspannung mit Nullspannungszeiten unter Verwendung eines Taktgebers im Prinzip dargestellt Die Schaltung besteht im wesentlichen aus dem Taktgeber T, dem Übertrager O und den Schalttransistoren Ts 1 und Ts 2, die mit den Übertragerwicklungen I und II, der Hilfsspannung Uc und dem Vorwiderstand Rv zwei Schaltkreise bilden. Die Sekundärwicklung III/IV liefert an ihrem Ausgang die Wechselspannung für die Regelstrecke einer nicht näher beschriebenen Schaltung S. Der Ausgang des Regelverstärkers V, der mit Meßgrößen der zu regelnden Schaltung 5 beaufschlagt ist, ist mit der Wicklung WVI des Übertragers O verbunden. Die beiden Schaltkreise bestehen aus der Steuerwicklung I des Übertragers O mit dem Schalttransistor Ts 1 bzw. aus der Steuerwicklung Il mit dem Schalttransistor Ts 2 und der beiden Schaltkreisen gemeinsamen Spannungsquelle t/c mit dem Vorwiderstand R* Die Kollektor-Emitterstrecke der als Schalter wirkenden Transistoren Ts 1 bzw. Ts 2 sind mit der Steuerwicklung I bzw. II in Reihe geschaltet An der Basis-Emitterstrecke werden sie von je einer Spannungsimpulsfolge des Taktgebeis T gesteuert Der Verbindungspunkt der an einem Wicklungsanfang und Wicklungsende zusammengeschalteten Steuerwicklungen 1 und Ii ist über den Widerstand R, mit einem Pol der Gleichspannungsquelle Uc verbunden. Entsprechend sind die Emitterelektroden beider Transistoren miteinander verbunden und über eine Diode D1 an den anderen Pol der Spannungsquelle geführt An der aus den Wicklungsteilen III und IV bestehenden Sekundärwicklung des Übertragers entsteht eine Wechselspannung, die der Steuerung der Schaltung 5, die z. B. aus einem Gegentaktumrichter bestehen kann, dient. Der Übertrager Üist mit einer weiteren Wicklung V/VI mit einem Mittelabgriff ausgerüstet Der Mittelabgriff und die über je eine Diode D 2, D 3 zusammengeschalteten Enden der Wicklung sind an einen Transistorschalter 7^3 geführt, der vom Regel verstärker V in Abhängigkeit Von einer Meßgröße gesteuert wird.In Fig. 1 shows a circuit for generating an AC voltage with zero voltage times using a clock generator. The circuit essentially consists of the clock generator T, the transformer O and the switching transistors Ts 1 and Ts 2, which are connected to the transformer windings I and II, the auxiliary voltage Uc and the series resistor Rv form two circuits. The secondary winding III / IV provides at its output the alternating current voltage for the control loop of a circuit not described in detail S. The output of the control amplifier V, which is applied to regulating circuit 5 with measured variables, is connected to the winding WVI of the transformer O. The two circuits consist of the control winding I of the transformer O with the switching transistor Ts 1 or the control winding Il with the switching transistor Ts 2 and the voltage source t / c common to both circuits with the series resistor R * The collector-emitter path of the transistors acting as switches Ts 1 and Ts 2 are connected to the control winding I and II are connected in series to the base-emitter path being controlled by a respective voltage pulse train of the Taktgebeis T the connection point is at a winding start and winding end interconnected control windings 1 and Ii through the resistor R , connected to one pole of the DC voltage source Uc . Correspondingly, the emitter electrodes of both transistors are connected to one another and led to the other pole of the voltage source via a diode D 1. B. can consist of a push-pull converter, is used. The transformer Üist is equipped with a further winding V / VI with a center tap. The center tap and the ends of the winding connected together via a diode D 2, D 3 are led to a transistor switch 7 ^ 3, which is controlled by the control amplifier V as a function of a measured variable is controlled.
Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Der Taktgeber T liefert an seinen Ausgängen I gegen Null bzw. 2 gegen Null zwei pulsierende Gleichspannungen kleiner Leistung und gleicher Periodendauer. Bei gleicher Windungszahl der Steuerwicklungen I und Il muß auch die Amplitude der Spannungen gleich groß sein. Die Glcichspannungs-Rechteckimpulse der beidenThe mode of operation of the circuit is as follows: The clock generator T supplies I at its outputs towards zero or 2 towards zero two pulsating DC voltages of low power and the same period duration. at the same number of turns of the control windings I and II, the amplitude of the voltages must be the same be. The DC square wave pulses of the two
Impulsfolgen sind etwa 180" gegeneinander phasenverschoben. Das Verhältnis von Impulsbreite t\ zu ImpulsIQcke fe ist bei beiden Impulsfolgen größer als 1,Pulse trains are phase-shifted about 180 "from one another. The ratio of pulse width t to pulse corner fe is greater than 1 for both pulse trains,
In Abhängigkeit von der Bemessung dieses Verhältnisses der Impulsfolgen kann die Länge der Nullspan- > nungszeiten der am Ausgang des Übertragers erhaltenen Wechselspannung bestimmt werden. Das Impuls-Lückenverhältnis der Impulsfolgen braucht nicht gleich groß bemessen zu werden.Depending on the dimensioning of this ratio of the pulse trains, the length of the zero span> Calculation times of the alternating voltage obtained at the output of the transformer can be determined. The pulse-gap ratio the pulse trains need not be of the same size.
Die Gleichspannungs-Impulsfolgen steuern je einen m der Transistoren 7s 1 bzw. 7s 2 mit einer Phasenverschiebung von etwa 180°. Infolge des Unterschiedes zwischen Impulsdauer und Impulslücke (U > b) sind die Transistoren Ts 1 und Ts 2 während der Zeit t\ — h gleichzeitig niederohmig gesteuert, so daß der Übertrager Üjetzt durch den Strom aus der Gleichspannung Uc gegensinnig durchflutet wird, seinen Ruß also nur unwesentlich ändern kann und deshalb auf seiner Sekundärseite keine Spannung abgibt. Während dieser Zeit steht die Versorgungsspannung Ua am Vorwiderstand Ry an. Sobald einer der beiden Transistoren wieder hochohmig wird, liefert der Übertrager Ü wieder Spannung am Ausgang, so daß dort eine Rechteckwechselspannung mit verstärkter Leistungsfähigkeit zur Verfugung stehtThe DC voltage pulse trains each control one m of the transistors 7s 1 and 7s 2 with a phase shift of about 180 °. As a result of the difference between the pulse duration and the pulse gap (U> b), the transistors Ts 1 and Ts 2 are simultaneously controlled with low resistance during the time t \ - h , so that the current from the DC voltage Uc flows through the transformer in opposite directions, i.e. its soot can only change insignificantly and therefore does not emit any voltage on its secondary side. During this time, the supply voltage U a is applied to the series resistor Ry . As soon as one of the two transistors becomes high-resistance again, the transformer U again supplies voltage at the output, so that a square-wave alternating voltage with increased performance is available there
Diese Steuerspannung mit konstanter Taktperiode ist z. B. für den Betrieb eines ungeregelten Umrichters geeignet Durch die zusätzliche Wicklung V/VI auf dem Übertrager O läßt sich die Schaltung als Stellglied zur Beeinflussung der Schaltzeiten der Transistoren Ts 1 und Ts 2 und damit zur Regelung z. B. der Ausgangsspannung eines Umrichters verwenden. Die Wicklung V/VI muß dabei durch eine geeignete Schaltung innerhalb einer Taktperiode für eine bestimmte veränderbare Zeit kurzgeschlossen werden können. In s> der Schaltung nach F i g. 1 übernimmt diese Funktion der Schalttransistor Ts 3, der über die Dioden D 2 und D 3 mit der Wicklung verbunden ist Der Schalttransistor Ts3 wird durch einen nicht näher beschriebenen Regler mit Kippstufe V für entsprechende Zeitlängen w innerhalb einer Halbwelle vom gesperrten in den leitenden Zustand gebracht Die Regelschleife, die für den Regelvorgang wirksam ist, besteht aus der Sekundärwicklung 11 I/I V des Übertragers, der Regelstrecke der Schaltung 5, dem Regelverstärker V, dem ■»> Schalttransistor Ts3 und der zusätzichen Übertragerwicklung V/V!.This control voltage with a constant clock period is z. B. suitable for the operation of an unregulated converter. Due to the additional winding V / VI on the transformer O , the circuit can be used as an actuator to influence the switching times of the transistors Ts 1 and Ts 2 and thus to control z. B. use the output voltage of a converter. The winding V / VI must be able to be short-circuited by a suitable circuit within a clock period for a certain variable time. In s> the circuit according to FIG. 1, this function is performed by the switching transistor Ts 3, which is via the diode D 2 and D 3 is connected to the winding of the switching transistor Ts3 is w by an unspecified controller with trigger circuit V for respective time lengths housed within a half-wave from the blocked to the conductive state The control loop, which is effective for the control process, consists of the secondary winding 11 I / IV of the transformer, the controlled system of circuit 5, the control amplifier V, the switching transistor Ts 3 and the additional transformer winding V / V !.
In Fig.2 ist an einer im Prinzip mit Fig. 1 übereinstimmenden Schaltung dargestellt, wie unter Verwendung weiterer Übertragerwicklungen VII/VHI und entsprechender Beschattungen noch weitere Steuerwirkungen auf galvanisch getrenntem Wege auf die Ausgangswicklung III/IV übertragen werden können. In FIG. 2, a circuit that corresponds in principle to FIG. 1 is shown as below Use of further transformer windings VII / VHI and corresponding shading have further control effects in a galvanically separated way the output winding III / IV can be transferred.
Unter der Voraussetzung, daß die Schaltkreise mit den Übertragerwicklungen I und II mit eingeprägtem Strom arbeiten, können auch stetige Steuersignale ohne wesentliche Verformung und galvanisch getrennt die Wechselspannung an der Ausgangswicklung III/IV beeinflussen. Um die Steuersignale als Gleichstromgröße abnehmen zu können, ist die Wicklung IIJ/IV über die Dioden D4.D5 mit einem Widerstand R1 abgeschlossen. Die Ansteuerung des Transistors Ts 4 über seine Basis-Emitterstrecke bewirkt durch die Änderung seines Leitzustandes eine Änderung in der Aufteilung des durch die Hilfsspannung Ua den Vorwiderstand Rv und die Übersetzungsverhältnisse gegebenen Gesamtstromes auf der Sekundärseite (Wicklung III/IV) des Übertragers Oi. Das Verhältnis -der Ströme im Transistor Ts 4 und im Widerstand R * am Ausgang der Sekundärwicklung ist innerhalb eines bestimmten Bereiches gegenläufig und linear. Die am Widerstand R1 abnehmbare Ausgangsspannung kann über eine Siebschaltung F auf den Widerstand R 2 als Ausgangssignal weitergegeben werden.Provided that the circuits with the transformer windings I and II work with impressed current, constant control signals can also influence the alternating voltage at the output winding III / IV without significant deformation and with galvanic isolation. In order to be able to pick up the control signals as a direct current variable, the winding IIJ / IV is terminated with a resistor R 1 via the diodes D4.D5. The activation of the transistor Ts 4 via its base-emitter path causes a change in the distribution of the total current given by the auxiliary voltage Ua, the series resistor R v and the transformation ratios on the secondary side (winding III / IV) of the transformer Oi by changing its conduction state. The ratio of the currents in the transistor Ts 4 and in the resistor R * at the output of the secondary winding is opposite and linear within a certain range. The output voltage that can be picked up at the resistor R 1 can be passed on via a filter circuit F to the resistor R 2 as an output signal.
Eine weitere Abwandlung gegenüber der Schaltung nach Fig.2 ist in Fig.3 dargestellt, bei der die Ausgangsgröße, die am Widerstand /?3 am Ausgang einer weiteren Siebschaltung Fl entsteht, durch Einfügen einer Zusatzspannung nicht mehr gegenläufig, sondern proportional zur Eingangsgröße am Transistor 7s 4 verläuft Die erforderliche Zusatzspannung wird als Spannungsabfall an einem Widerstand R 4 als Teil des Vorwiderstandes R, abgenommen und der Spannung am Widerstand R1 entgegengeschaltet so daß im Sperrzustand des Transistors Ts 4 die Summenspannung an den Widerständen R 4 und R1 den Wert Null ergibt Mit Zunahme der Leitfähigkeit des Transistors Ts4 steigt das Ausgangssignal an A3 proportional zur Aussteuerung des Transistors 7s 4.A further modification compared to the circuit according to FIG. 2 is shown in FIG. 3, in which the output variable that arises at the resistor /? 3 at the output of a further filter circuit F1 is no longer oppositely due to the insertion of an additional voltage, but proportional to the input variable at the transistor 7s 4 runs The required additional voltage is taken as a voltage drop across a resistor R 4 as part of the series resistor R, and the voltage across the resistor R 1 is switched so that when the transistor Ts 4 is off, the total voltage across the resistors R 4 and R 1 is zero As the conductivity of the transistor Ts 4 increases, the output signal at A3 increases proportionally to the modulation of the transistor 7s 4.
Um eine galvanische Trennung zwischen der Spannung am Widerstand R1 und der Zusatzspannung zu erreichen, kann die Zusatzspannung über einen zusätzlichen Übertrager aus dem Primä; Stromkreis des Übertragers Ü\ entnommen und nach Gleichrichtung mittels zweier Dioden der Spannung am Widerstand R 1 entgegengeschaltet werden.In order to achieve a galvanic separation between the voltage at the resistor R 1 and the additional voltage, the additional voltage can be via an additional transformer from the primary; The circuit of the transformer Ü \ is taken and, after rectification, the voltage at the resistor R 1 is switched against by means of two diodes.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691939278 DE1939278C3 (en) | 1969-08-01 | 1969-08-01 | Control circuit for an inverter arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691939278 DE1939278C3 (en) | 1969-08-01 | 1969-08-01 | Control circuit for an inverter arrangement |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1939278A1 DE1939278A1 (en) | 1971-02-11 |
| DE1939278B2 DE1939278B2 (en) | 1979-02-08 |
| DE1939278C3 true DE1939278C3 (en) | 1979-09-27 |
Family
ID=5741692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691939278 Expired DE1939278C3 (en) | 1969-08-01 | 1969-08-01 | Control circuit for an inverter arrangement |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4994952A (en) * | 1988-02-10 | 1991-02-19 | Electronics Research Group, Inc. | Low-noise switching power supply having variable reluctance transformer |
| US4876638A (en) * | 1988-02-10 | 1989-10-24 | Electronic Research Group, Inc. | Low-noise switching power supply having variable reluctance transformer |
-
1969
- 1969-08-01 DE DE19691939278 patent/DE1939278C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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