DE2226040A1

DE2226040A1 - Schaltungsanordnung fuer einen elektronischen leistungsschalter mit zwangskommutierung

Info

Publication number: DE2226040A1
Application number: DE19722226040
Authority: DE
Inventors: Ivan Dr Ing Nikoloff
Original assignee: LOKOMOTIVBAU ELEKTROTECH
Current assignee: LOKOMOTIVBAU ELEKTROTECH
Priority date: 1971-08-11
Filing date: 1972-05-29
Publication date: 1973-02-22
Also published as: SU503341A1

Description

ßcha1t-rngsanordnung für einen elektronischen iCeistungsschalter mit Zwangskommutierung Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen elektronischen Leistungsschalter mit Zwangskommutierung mittels eines Reihenschwingkreises, insbesondere zur Kontinuierlichen Impulssteuerung der Spannung an Gleichstromverbrauchern oder -arzeugern, wobei der Reihenschwingkreis aus einem Kommutierungskondensator und einer Kommutierungsinduktivität besteht, zu dem parallel ein steuerbares Hilfsventil angeordnet ist, und der Reihenschwingkreis durch ein ungesteuertes Sperrventil vom steuerbaren Hauptventil getrennt ist.
Es sind bereits Schaltungsanordnungen für elektronische Leistungsschalter mit Zwangskommutierung mittels eines Reihenschwingkreises bekannt, bei denen die minimale Dauer des Einschaltzustandes des elektronischen Leistungsschalters durch die Dauer der Umschwingvorgänge des Kommutierungskondensators begrenzt ist. Charakteristisch für diese Schaltungsanordnungen ist, dalD cin ungesbeuertes Ventil parallel zum steuerbaren Ilauptventil liegt.
Nachteilig bei diesen Schaltungsanordnungen ist die große Beanspruchung des ungesteuerten Sperrventills, das den Reihenschwingkreis vom steuerbaren Hauptventil trennt, durch den Umschwingstrom des Kommutierungskondensators.
Des weiteren sind Schaltungsanordnungen elektronischer Leistungsschalter bekannt, bei welchen die minimale Einschaltdauer des Leistungsschalters wesentlich kleiner als die Dauer der Umschwingvorgänge des Kommutierungskondenstators gehalten werden Kann. Das wird aurch ein zusätzliches steuerbares Ventil erreicht, das von der Kommutierungseinrichtung und dem steuerbaren Haupt ventil angeordnet ist und zeitlich verschoben zum Haupt- und Hilfsventil gezündet wird.
nachteilig bei diesen Schaltungsanordnungen ist der große aufwand elektronischer Bauelemente, da das zusätzliche Ventil genau so beansprucht wird wie das Hauptventil.
Außerdem ist das ungesteuerte Sperrventil, das den Rethenschwingkreis von dem Hauptventil trennt, lurch den Umschwingstrom des Kommutierungskondensators wiederum hoch beansprucht.
Zweck der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten elektronischen Leistungsschalter mit Zwangskommutierung zu vermeiden und den Bauelementenaufwand zu verringern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für elektronische Leistungsschalter mit Zwangskommutierung und Reihenschwingkreis so auszubilden, daß die elektronischen Bauelemente weniger beansprucht werden und eine sehr kurze Einschaltdauer des elektronischen Leistungsschalters müglich ist.
Erfindungsgemmäß vJird diese aufgabe dadurch gelöst, daß parallel zam steuerbaren Ililfsventil und zum Reihenschwingkreis ein ungesteuertes Ventil angeordnet ist, und die so gebildete Parallelschaltung durch das ungesteuerte Sperrventil von dem steuerbaren Hauptventil, das zwischen den Anschlußklemmen des elektronischen Leistungschalters angeschlossen ist, getrennt wird.
Vorteilhafterweise kann in Reihe mit dem zum Umschwingen des Kommutierungskondensators dienenden ungest-euerten Ventil eine Induktivität vorgesehen werden, wobei die so gebildete Reihenschaltung wiederum parallel zum steuerbaren Ililfsventil und zum Reihenschwingkreis liegt. Weiterhin kann eine Induktivität zwischen einer der Anschlußklemmen des elektronischen Leitungsschalters und dem steuerbaren Hauptventil vorgesehen werden. In diesem ball wird das ungesteuerte Ventil an die gleichen Anschlußklemmen cLes elektronischen Leitungsschalters angeschlossen.
Vorteilhafterweise kanri eine sehr kurze Einschaltdauer des elektronischen Leistungsschalters durch den Einsatz eines steuerbaren Ventils an Stelle des ungesteuerten Sperrventeils erreicht werden, um eine Trennung des Reihenschwingkreises vom steuerbaren Hauptventil zu ermöglichen.
Die Erfindung soll nachsthend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der eine Induktivität in Reihe mit dem ungesteuorten Ventil, das zum Umschwingen des Kommutierungskondensators dient, angeschlossen ist, Fig. 2: eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei der eine Induktivität zwischen einer der Anschlußklemmen des elektronischen I,eistungsschalters und dem steuerbaren Hauptventil vorgeschen ist, Fig. 3 eine Schaltungsanordnung nach Fig. 2, wobei das ungesteuerte Sperrventil, das zum Trennen des Xeihenschwingkreises vom steuerbaren Hauptventil dient, durch ein steuerbares Ventil ersetzt wird.
Nach Fig. 1 wird das Abschalten des elektronischen leistungsschalters, d. h0 das Löschen des steuerbaren IIauptventils 5 durch Zünden des steuerbaren Hiltsventils 3 eingeleitet.
Der Kommutierungskondensator 1 lädt sich durch den Umschwingstrom, der über das steuerbare Hilfsventil 3 fließt, um.
Wird der Strom über dem steuerbaren Hilfsventil 3 Null, dann fließt der Umschwingstrom über das steuerbare Hauptventil 5 und das ungesteuerte Sperrventil 6. Im steuerbaren Hauptventil 5 flieBt der Umschwingstrom zum Laststrom entgegengesetzt.
Wird der Strom im steuerbaren Hauptventil 5 hell, dann erlöscht es. Der Umschwing- und Laststrom fließen weiter über das ungesteuerte Ventil 4 und die Induktivität 7. An der Induktivität 7 entsteht eine Sperrspannung, die auch an dem steuerbaren Hauptventil 5 und Kilfsventil 3 liegt. Wenn der Strom über das ungesteuerte Ventil 4 gegen Null geht, fließt der Laststrom für kurze Zeit noch über das ungesteuerte Sperrventil 6, den Kommutierungskondensator 1 sowie über die Kommutierungsinduktivität 2. Die Spannung, die an der Belastung liegt, ist damit abgeschaltet. Charakteristisch für die Schaltungsanordnung ist, daß der Strom über das ungesteuerte Ventil 6 nicht größer als der Laststrom wird.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 verlaufen die Vorgänge identisch. Durch die vorgesehene Anordnung der Induktivität 8 wird erreicht, daß an der Belastung keine größere Spannung als die Eingangsspannung anliegt. Eine derartige Anordnung der Induktivität 8 ist besonders vorteilhaft, wenn das ungesteuerte Sperrventil 6 durch ein steuerbares Ventil 9, wie nach Fig. 3, ersetzt wird. Dadurch läßt sich die Einschaltdauer des elektronischen Leistungsschalters wesentlich herabsetzen. Zuerst wird die Einschaltdauer durch die Zeitverzögerung, mit der das steuerbare Ventil 9 nach dem Einschalten des steuerbaren Hilfsventils 3 gezündet wird, gleich der Stromflußdauer des steuerbaren Hilfsventils 3 wird. Ab diesem Moment wird nur der Zeitpunkt für das Zünden des steuerbaren Hauptventils 5, nicht aber dieser für das Zünden des steuerbaren Ventils 9, verschoben.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Schaltungsanordnung für einen elektronischen Leistungsschalter mit Zwangskommutierung mittels eines HeihenschwingiLreises, insbesondere zur kontinuierlichen Impulssteuerung der Spannung an Gleichstromverbrauchern oder -erzeugern, wobei der Reihenschwingkreis aus einem Kornrnutierungskondensator und einer Kommutierungsinduktivitüt besteht; zu dem parallel ein steuerbares Hilfsventil angeordnet ist, und der Reihenschwingskreis durch ein ungesteuertes Sperrventil vom steuerbaren Hauptventil getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum steuerbaren Hilfsventil (3) und zum Reihenschwingkreis (1; 2) ein ungesteuertes Ventil (4) angeordnet ist, und die so gebildete Parallelschaltung durch das ungesteuerte Sperrventil (6) von dem steuerbaren Ilauptventil (5), das zwischen den Anschlußklemmen des elektronischen Leistungsschalters (A; B) angeschlossen ist, getrennt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem ungesteuerten Ventil (4) eine Induktivität (7) vorgesehen ist, und die so gebildete Reihenschaltung parallel zum steuerbaren Hilfsventil (3) liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anschlußklemme (B) des elektronischen lJeistungsschalters und dem steuerbaren Hauptventil (5) eine Induktivität (8) vorgesehen ist, und daß das ungesteuerte Ventil (4) an der gleichen Anschlußklemme (B) des elektronischen Leistungsschalters angeschlossen ist.

40 Schaltungsanordnung nach einem der ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des ungesteuerten Sperrventils (6) ein steuerbares Ventil (9) vorgesehen ist.

L e e r s e i t e