DE1948919C3

DE1948919C3 - Electronic oscillation auxiliary circuit for transistor push-pull chopper

Info

Publication number: DE1948919C3
Application number: DE19691948919
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 5628 Heiligenhaus Kreutz
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Filing date: 1969-09-27
Publication date: 1976-03-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Anschwinghüfsschaltung für Transistor-Gegentaktzerhacker mit einem Zerhackertransfoi mator, der auch Rückkopplungswicklungen für die Zerhackertransistoren und eine Hilfswicklung für das Anschwingen aufweist, ferner mit einer Transistoranordnung, durch die ein Signal zum Anschwingen an die Hilfswicklung anlegbar ist, und mit einer Anordnung zur Gleichrichtung der nach dem Anschwingen des Zerhackers in einer Wicklung des Zerhackertransformators induzierten Rechteckspannung und zur Zuführung dieser Spannung an die der Lieferung des Anschwingsignals dienende Transistoranordnung derart, daß deren Betrieb gesperrt wird.The invention relates to an electronic oscillation auxiliary circuit for transistor push-pull chopper with a chopper transformer that also has feedback windings for the chopper transistors and an auxiliary winding for the oscillation, further comprising a transistor arrangement which a signal for oscillation can be applied to the auxiliary winding, and with an arrangement for rectification induced in a winding of the chopper transformer after the chopper started to oscillate Square-wave voltage and for supplying this voltage to the supply of the starting signal serving transistor arrangement such that their operation is blocked.

Die in Gegentaktschaltung arbeitenden Transistoren von Gleichspannungswandlern werden allgemein über Rückkopplungswicklungen des Transformators angesteuert. Sobald der Kern des Transformators in die Sättigung magnetisiert ist, bricht die Spannung in den Rückkopplungswicklungen zusammen, wodurch der jeweils gesperrte Transistor durchgeschaltet wird. Bei derartigen Gleichspannungswandlern mit Transistoren bereitet das Anschwingen aus dem Ruhezustand Schwierigkeiten, weil die Basis-Emitter-Strecken über die Rückkopplungswicklungen kurzgeschlossen sind. Ein sicheres Anschwingen ist nur zu erreichen, wenn man in irgendeiner Form Anschwinghilfen vorsieht. r,₀ The push-pull transistors of DC / DC converters are generally controlled via feedback windings of the transformer. As soon as the core of the transformer is magnetized to saturation, the voltage breaks down in the feedback windings, whereby the respective blocked transistor is switched through. In such DC voltage converters with transistors, the oscillation from the idle state causes difficulties because the base-emitter paths are short-circuited via the feedback windings. Safe starting can only be achieved if one provides starting aids in some form. r, ₀

Eine Transistor-Gegentaktzerhacker-Schaltung mit nichtelektronischer Anschwinghilfe ist in dem Buch von Gelder, Hirschmann »Schaltungen mit Halbleiterbauelementen«, Siemens 1961, S. 150, Bild 78, veröffentlicht. Diese Schaltung weist einen Zerhackertransformator und acht Zerhackertransistoren auf, die über acht Rückkopplungswicklungen abwechselnd angesteuert werden. Außer den Rückkopplungswicklungen trägt der Transformator eine Primärwicklung, eine Sekundärwicklung und eine Hilfswicklung, die über einen Kondensator und einen Relaiskontaki an der Betriebsspannungsquelle liegt Die Spule des den Kontakt tragenden Hiifsreiais liegt über einen Vorwiderstand an der Betriebsspannung. Die Hilfswicklung bildet zusammen mit dem Kondensator und dem Relais eine Anschwinghilfsschaltung. Beim Anlegen der Betriebsspannung fließt ein Ladestromstoß über den Kondensator und die Hilfswicklung, so daß in den Rückkopplungswicklungen Steuerspannungen induziert werden. Anschließend wird durch das Anziehen des Relais der Kondensator kurzgeschlossen und entladen, so daß die Anschwingschaltung schnell erneut betriebsbereit ist. Diese Schaltung versagt jedoch bei langsam ansteigender Betriebsspannung, weil dann der Ladestrom zu gering ist. Außerdem verringert der Eigenverbrauch des Relais den Wirkungsgrad, was bei kleinen Zerhackerleistungen ins Gewicht fällt.A transistor push-pull chopper circuit with non-electronic oscillation aid is in the book by Gelder, Hirschmann "Circuits with Semiconductor Components", Siemens 1961, p. 150, Fig. 78, released. This circuit has a chopper transformer and eight chopper transistors, the alternately controlled via eight feedback windings. Except for the feedback windings the transformer carries a primary winding, a secondary winding and an auxiliary winding, the over A capacitor and a relay contact are connected to the operating voltage source. The coil of the den The contact-carrying Hiifsreiais is connected to the operating voltage via a series resistor. The auxiliary winding forms together with the capacitor and the relay an oscillation auxiliary circuit. When applying the operating voltage a charging current surge flows through the capacitor and the auxiliary winding, so that in the Feedback windings control voltages are induced. Then by tightening the Relay the capacitor short-circuited and discharged, so that the build-up circuit is quickly ready for operation again is. However, this circuit fails when the operating voltage rises slowly, because then the charging current is too low. It also reduces self-consumption of the relay increases the efficiency, which is important for small chopping capacities.

Aus der britischen Patentschrift 9 38 655 (insbesondere Figur 6 und 7) ist eine Anschwinghüfsschaltung der eingangs genannten Art bekannt, die zwei Tranjformatorhilfswicklungen aufweist. Als Anschwinghilfe dient ein pnp-Transistor, dessen Basis über einen Kondensator mit dem positiven Pol und über einen Widerstand mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Wenn die Spannungsquelle eingeschaltet wird, fließt über den Widerstand ein Kondensatorladestrom, der das Potential der Basis des Transistors ins Negative verschiebt. Der Transistor wird damit schnell aufgesteuert. Sein Emitterstrom erzeugt über die erste Hilfswicklung des Transformators einen magnetischen Fluß, so daß einer der Zerhackertransistoren über die zugehörige Rückkopplungswicklung angesteuert wird. Sobald der Zerhacker schwingt, wird der pnp-Transistor über eine Diode gesperrt, die von der zweiten Hilfswicklung eine gleichgerichtete Rechteckspannung an die Basis dieses Transistors liefert. Die Schaltung versagt, wenn die Betriebsspannung langsam hochläuft, was z. B. beim Start eines Generators zutrifft. Dann nämlich bleibt der Ladestrom des Kondensators so klein, daß der pnp-Transistor nur langsam aufgesteuert werden kann. Dies hat zur Folge, daß die Stromänderung in der ersten Hilfswicklung zu klein ist, um eine für das Anschwingen erforderliche schnelle Änderung des magnetischen Flusses im Transformator zu bewirken.From British patent specification 9 38 655 (in particular FIGS. 6 and 7) an oscillation auxiliary circuit is the Known type mentioned at the beginning, the two transformer auxiliary windings having. A pnp transistor, whose base is connected to a capacitor, serves as an oscillation aid connected to the positive pole and via a resistor to the negative pole of the voltage source is. When the voltage source is switched on, a capacitor charging current flows through the resistor, the shifts the potential of the base of the transistor into the negative. The transistor is thus turned on quickly. Its emitter current generates a magnetic one via the transformer's first auxiliary winding Flux, so that one of the chopper transistors is controlled via the associated feedback winding. As soon as the chopper oscillates, the pnp transistor is blocked by a diode that is generated by the second Auxiliary winding supplies a rectified square wave voltage to the base of this transistor. The circuit fails when the operating voltage runs up slowly, which z. B. applies when starting a generator. then namely, the charging current of the capacitor remains so small that the pnp transistor is only turned on slowly can be. This has the consequence that the change in current in the first auxiliary winding is too small to be a for to cause the oscillation required rapid change in the magnetic flux in the transformer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Anschwinghüfsschaltung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie auch bei langsam ansteigender Betriebsspannung sicher arbeitet, und dabei ohne eine zweite Hilfswicklung auszukommen. The invention is based on the object of providing an electronic auxiliary oscillation circuit of the initially introduced to improve the named type so that it works safely even with slowly increasing operating voltage, and get by without a second auxiliary winding.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Einrichtung zur Lieferung des Anschwingsignals einen Unijunction-Transistor enthält, der von der Speisespannung des Zerhackers über ein RC-Glicd angesteuert ist, daß der dabei entstehende steilflankige Impuls nach Verstärkung in mindestens einem weiteren Transistor der Hilfswicklung zugeleitet ist und daß die nach dem Anschwingen des Zerhackers in der Hilfswicklung induzierte Rechteckspannung gleichgerichtet und dem Steuereingang eines Transistors in aufsteuerndem Sinne zugeführt ist, durch den der Kondensator des /?C-Gliedes kurzschließbar ist.This object is achieved in a circuit of the type mentioned in that the device for Delivery of the start-up signal contains a unijunction transistor, which is powered by the supply voltage of the Chopper is controlled via an RC Glicd that the resulting steep-edged pulse after amplification in at least one further transistor of the Auxiliary winding is fed and that after the chopper starts to oscillate in the auxiliary winding Induced square wave voltage rectified and the control input of a transistor in an open-ended sense is supplied, through which the capacitor of the /? C element can be short-circuited.

Durch die USA.-Patentschrift 30 85 211 ist es bei einer elektronischen Anschwinghüfsschaltung für einen Transistor-Gegentaktzerhacker mit einem Zerhacker-By the USA. Patent 30 85 211 it is in an electronic Anschwinghüfsverbindungen for one Transistor push-pull chopper with a chopper

Transformator an sich bekannt, einen Transistoren enthaltenden Impulsgenerator zur Lieferung von Anschwingsignalen vorzusehen und die in einer Hilfswicklung des Zerhackertransformaiors nach dem Anschwingen des Zerhackers induzierte Rechteckspaniiung nach Gleichrichtung dem Impulsgenerator in sperrendem Sinne zuzuführen. Dieser bekannte Transistor-Gegentaktzerhacker weist allerdings einen getrennten RücKkopplungs-Transformator auf. Die Lieferung der Anschwingsignale erfolgt an eine Wicklung dieses Rückkopplungstransformators.Transformer known per se, a pulse generator containing transistors for the delivery of Provide starting signals and in an auxiliary winding of the chopper transformer after Oscillation of the chopper induced rectangular voltage after rectification to be fed to the pulse generator in a blocking sense. This well-known transistor push-pull chopper however, has a separate feedback transformer. The delivery the starting signals are sent to a winding of this feedback transformer.

Aus der USA.-Patentschrift 34 21 069 ist es bei einer elektronischen Anschwinghilfsschaltung für einen Transistorzerhacker an sich bekannt, zur Erzeugung eines Anschwingimpulses einen von der Speisegleichspannung über ein /?C-Glied angesteuerten Unijunction-Transistor vorzusehen. Der betreffende Zerhacker ist allerdings ein Eintakt-Zerhacker mit einem einzigen Zerhacker-Transistor, dessen Basis-Emitter-Strecke unmittelbar in dem aus dem vorgenannten Kondensator und der einen Emitter-Basis-Strecke des Unijunction-Transistors gebildeten Kreis liegt und einen Anschwingimpuls erhält. Der Zerhackertransformator weist keine Hilfswicklung für das Anschwingen auf.From the USA patent 34 21 069 it is at one electronic oscillation auxiliary circuit for a transistor chopper known per se, for generating a Oscillating pulse a unijunction transistor controlled by the DC supply voltage via a /? C element to be provided. The chopper in question is, however, a single-stroke chopper with a single one Chopper transistor, the base-emitter path of which is directly connected to the aforementioned capacitor and the circuit formed by an emitter-base path of the unijunction transistor lies and an oscillation pulse receives. The chopper transformer does not have an auxiliary winding for the start-up.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.An embodiment of the invention is explained with reference to the drawing.

Das Schaltbild behandelt lediglich die Anschwinghilfsschaltung, während der Transistor-Gegentakt^erhacker nicht dargestellt ist.The circuit diagram only deals with the oscillation auxiliary circuit, while the transistor push-pull ^ hackers is not shown.

Die Schaltung ist über einen Vorwiderstand Rt mit der den Zerhacker speisenden Gleiclispannungsquelle U verbunden. Eine dem Widerstand Rt nachgeschaltete Zenerdiode Z bewirkt eine Stabilisierung der Speisespannung für die Hilfsschaltung. Die stabilisierte Speisespannung wird einem RC-GWed, bestehend aus dem Widerstand /?io und dem Kondensator Ci, zugeleitet. Parallel zum RC-GWed ist ein Unijunction-Transistor Tho in Reihe mit obmschen Widerständen Ru and Ru angeordnet Der Emitter des Llnijunction- > Transistors ist mit dem Abgriff des ÄC-Gliedes verbunden. Der Unijunction-Transistor erzeugt in Verbindung mit dem ÄC-GUed bei.n Anlegen der Speisespannung einen setilflankigen Impuls, der in den Transistoren 7h ι und Tr.2 verstärkt wird. Mit Ri i, Ria, The circuit is connected to the track voltage source U feeding the chopper via a series resistor Rt . A Zener diode Z connected downstream of the resistor Rt stabilizes the supply voltage for the auxiliary circuit. The stabilized supply voltage is fed to an RC-GWed, consisting of the resistor /? Io and the capacitor Ci . A unijunction transistor Tho is arranged parallel to the RC-GWed in series with Obm's resistors Ru and Ru . The emitter of the Llnijunction-> transistor is connected to the tap of the ÄC element. The unijunction transistor generates in connection with the ÄC-GUed when applying the supply voltage a setilflankigen pulse, which is amplified in the transistors 7h ι and Tr.2 . With Ri i, Ria,

ίο Rts und Rib sind Kopplungs- bzw. Arbeitswiderstände der letztgenannten Transistoren bezeichnet. Der verstärkte Impuls wird einer Hilfswicklung Wi ι zugeleitet, die ein Teil des Zerhackertransformators ist. Nach dem Anschwingen des Transistorzerhackers muß die Anschwinghilfsschaltung in den Ruhezustand zurückkehren. Dies wird dadurch erreicht, daß parallel zu der Hilfswicklung Wi 1 ein weiteres ÄC-Glied Ä19, Cj vorgesehen ist, dessen AbgriTf über einen Widerstand /?i8 mit der Basis eines Transistors Tn3 verbunden ist.ίο Rts and Rib are coupling or working resistances of the last-mentioned transistors. The amplified pulse is fed to an auxiliary winding Wi ι, which is part of the chopper transformer. After the transistor chopper has started to oscillate, the start-up auxiliary circuit must return to the idle state. This is achieved in that a further λC element λ19, Cj is provided in parallel with the auxiliary winding Wi 1, the output of which is connected to the base of a transistor Tn 3 via a resistor λ i8.

Ein weiterer Widerstand Λ17 liegt zwischen der Basis und dem Emitter dieses Transistors. Zwischen dem Widerstand Rt9 des zweiten ÄC-GIiedes und der Hilfswicklung Wn ist eine Diode Ch vorgesehen, die die in der Hilfswicklung induzierte Rechteckspannung gleichrichtet. Dadurch erhält die Basis des Transistors Tm ein solches Potential, daß der Transistor Tn 3 durchschaltet und den Kondensator Ci des ersten RC-Gliedes kurzschließt. Nach dem Anschwingen des Zerhackers kann also kein weiterer Anschwingimpuls erzeugt werden. Die Schaltung wird so bemessen, daß Rio &> Rt? Q. Diese Dimensionierung der Zeitkonstanten der RC-Glieder ist erforderlich, um zu verhindern, daß der Transistor Γη 3 bereits durch den ersten Anschwingimpuls durchgeschaltet wird.Another resistor Λ17 is between the base and the emitter of this transistor. A diode Ch is provided between the resistor Rt9 of the second AC element and the auxiliary winding Wn, which rectifies the square-wave voltage induced in the auxiliary winding. As a result, the base of the transistor Tm receives such a potential that the transistor Tn 3 switches through and short-circuits the capacitor Ci of the first RC element. After the chopper has started to oscillate, no further oscillation pulse can be generated. The circuit is dimensioned so that Rio &> Rt? Q. This dimensioning of the time constants of the RC elements is necessary in order to prevent the transistor Γη 3 from being switched through by the first oscillation pulse.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Electronic oscillation auxiliary circuit for transistor push-pull chopper with a chopper-> transformer, which also has feedback windings for the chopper transistors and an auxiliary winding for the oscillation, further with a transistor arrangement through which a signal for oscillation can be applied to the auxiliary winding, and> ° with an arrangement for rectifying the square-wave voltage induced in a winding of the chopper transformer after the chopper has started to oscillate and for supplying this voltage to the transistor arrangement serving to supply the starting signal in such a way that its operation is blocked, characterized in that the device for supplying the starting signal has a unijunction Contains transistor (Γπο), which is controlled by the supply voltage (U) of the chopper via a fiC element (C2, R \ o) that the resulting steep-edged pulse after amplification in at least one further transistor (Tn 1, Γπ2) of the Auxiliary winding (W \ 1) z and that the square-wave voltage induced in the auxiliary winding (Wn) after the chopper starts to oscillate is rectified and fed to the control input of a transistor (Γη3), through which the capacitor (d) of the /? C element can be short-circuited.