DE2247098A1

DE2247098A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von gleich langen, um 180 grad versetzten impulsen

Info

Publication number: DE2247098A1
Application number: DE19722247098
Authority: DE
Inventors: Klaus Link
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-26
Filing date: 1972-09-26
Publication date: 1974-04-18
Also published as: AT326773B; DE2247098C3; ATA679773A; DE2247098B2; CH561482A5; AR197522A1; IT993257B; ZA735692B

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von gleich langen, 0 um 180 versetzten Imulsen.
Es ist bekannt, bei fremdgesteuerten Umrichtern die Ansteuerimpulse mit Hilfe eines sättigungsgesteuerten Hilfswandlers zu erzeugen. Diese Lösung hat aber den Nachteil, daß die Schwingfrequenz stark abhängig ist von Eingangsspannungsschwank3ingen, Bauteiletoleranzen und der Umgebungstemperatur. Da außerdem bei Transistoren grundsätzlich das Abschalten infolge ihrer Speicherwirkung langsamer erfolgt als das Einschalten, tritt bei jedem Umschaltvorgang ein Kurzschluß im primären Lastkreis auf, der entsprechend dem verbleibenden Kurzschlußwiderstand einen Stromanstieg in den Kollektor-Emitterstrecken der Schalttransistoren und in den Wicklungshälften des Beistungstransformators über den normalen Laststrom hinaus zur Folge hat.
Als weiterer Nachteil kommt demnach bei sättigungsgesteuerten Umrichtern hinzu, daß die zwischen den einzelnen Impulsen erforderliche Lücke, um Kurzschlüsse durch die Speicherzeiten der Transistoren zu vermeiden,durch zusätzlichen Aufwand, z.B.
dil dt-Drosseln, gewonnen werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Beseitigung der genannten Nachteile mit einfachen Mitteln eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von zwei gleich langen, um 180° versetzten undin Stufen einstellbaren Impulsen innerhalb einer Periodendauer, insbesondere zur Steuerung von Wechselrichtern und-Umrichtern, unter Verwendung eines Taktgebers zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöste daß die vom Taktgeber gelieferten Impulse einen Zähler mit nachgeschaltetem Dekoder ansteuern, der bei Zusammenfassung entsprechender Ausgänge die geforderte Impulafolge liefert. Auf diese Weise wird eine konstante, von Spannungsschwankungen, Umgebungstemperatur und Bauteiletoleranzen weitgehend unabhängige Taktfrequenz gewonnen. Außerdem kann mit der Schaltungsanordnung nach der Erfindung bei entsprechender Wahl von Taktfrequenz und Zählerschritten eine mindestens der Speicherzeit der Transistoren entsprechende Lücke gewählt und darüber hinaus, je nach Dekoder, die Dauer der Ausgangsimpulse in Stufen eingestellt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung dient als Taktgeber ein ruckgekoppelter Schmitt-Trigger. Die Wahl eines Schmitt-Triggers als Taktgeber hat den Vorteil, daß dadurch ein Taktgenerator mit einfachem Aufbau Verwendung findet, der eine von Spannungsschwankungen, Umgebungstemperatur und Bauteiletoleranzeu weitgehend unabhängige Taktfrequenz liefert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Taktsignal auf einen Zähler geführt,der die gewünschte Frequenzteilung durchführt. Es liegt weiter im Rahmen der Erfindung, daß das binäre Ausgangssignal des Zählers auf einen Dekoder gefuhrt wird. Als Dekoder kann eine Gatterschaltung verwendet werden, die je Zählerschritt einen Ausgang hat. Durch die Zusammenfassung entsprechender Ausgänge, z.B. der Ausgänge 1-4 und 6-9 bei Verwendung einer Zähldekade mit nachgeschaltetem Dezimaldekoderwird ein bestimmter Impulsplan erzeugt, der besonders zur Ansteuerung von fremdgesteuerten Umrichtern geeignet ist. Durch die Verbindung anderer Ausgänge des Dekoders kann ein anderer Impulsplan gewonnen werden, der zu einer Änderung der Ausgangsspannung bei Umrichtern benutzt werden kann.
Vorwiegend dann, wenn keine Änderung des Impulsplanes benötigt wird, kann als Dekoder auch eine Gatterschaltung verwendet werden, die direkt den gewünschten Impulsplan abgibt.
Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Prinzipschaltung und Fig. 2 die dazugehörigen Impulsdiagramme.
Als Taktgeber 1 arbeitet mit einer bestimmten Frequenz ein mit R und C rückgekoppelter Schmitt-Trigger. Die von diesem Taktgeber kommenden Impulse steuern einen Zähler 2 mit einem nachgeschalteten Dekoder3an. Unter Zähler ist eine aus bistabilen Kippstufe aufgebaute Schaltung zu verstehen, wobei sich die Zahl der bistabilen Kippstufe aus der gexfünschten Frequenzteilung ergibt. Durch diese Schaltung wird die gewünschte Frequenzteilung durchgeführt. Unter einem Dekoder soll eine Schaltung verstanden werden, die das vom Zähler abgegebene binäre Signal in ein dezimales Signal umsetzt.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 bezieht sich auf eine Zähldekade 2 mit nachgeschaltetem Dezimaldekoder. Die Signale vom Taktgeber 1 zeigt die Figur 2a. Diese werden im Zähler 2 binär gezählt, d.h. daß die erste bistabile Kippstufe die Frequenz durch zwei teilt, die nächste durch vier usw., wobei jeweils nach dem zehnten Zählimpuls der Zähler auf Null gestellt wird. Wie aus der Darstellung in der Figur 2 zu erkennen ist, werden die negativen Flanken des Taktgebersignals zu einem Schaltvorgang ausgewertet.
Nach der Darstellung in der Figur 1 sind z.B. jeweils vier Ausgänge des Dekoders (1-4 u.6-9) 30 zusammengefaßt, daß die Impulsformen b und c in der in der Fig.2 dargestellten Form entstehen. Die beiden um 180 versetzten gleich langen Impulse und die Lücke sind aus dem Impulsdiagramm deutlich erkennbar.
Von dem vorliegenden Ausführungsbeispiel des Impulsplans können andere Impulsdiagramme, z.B. mit der Zusammenfassung von 1-3 Ausgängendes Dekoders,abgeleitet werden. Nach dem vorliegenden Beispiel ist bei der Verwendung einer Zähldekade mit einem lezimaldekoder eine Wahl der Ausgangsimpulsdauer im Verhältnis 4:3:2:1 bzw. bei Verwendung eines Zählers mit 16 Schritten und einem Dekoder mit 16 Ausgängen von 5:4:3:2:1 möglich.
Bei einer Taktfrequenz von z.B. 200 kHz und Verwendung einer Zahldekade mit Dezimaldekoder ergeben sich bei Zusammenfassung von jeweils vier nebeneinanderliegenden Ausgängen des Dekoders zwei symmetrische und 20 ps breite Ansteuerimpulse mit einer Pause von jeweils 5 Fs zwischen den beiden Impulsen.
4 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Ö Schaltungsanordnung zur Erzeugung von gleich langen, um 1800 versetzten, in Stufen einstellbaren Impulsen innerhalb einer Periodendauer, insbesondere zur Steuerung von fremdgesteuerten Transistor-Wechselrichtern und -Umrichtern, deren Schalttransistoren in wenigstens zwei abwechselnd leitend bzw. nicht leitend gesteuerten Schaltungszweigen angeordnet sind, unter Verwendung eines Taktgebers, d a d u r c h g e k e n n -z e i-c h-n e t, daß die vom Taktgeber (1) gelieferten Impulse einen Zähler (2) mit nachgeschaltetem Dekoder (3) ansteuern, der bei Zusammenfassung entsprechender Ausgänge die geforderte Impulsfolge liefert.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß als Taktgeber (i) ein rückgekoppelter Schmitt-Trigger dient.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß als Zähler eine Zähldekade bzw.

ein Zähler mit anderer Schrittzahl dient.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Zähler aus bistabilen Eippstufen aufgebaut ist.

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