DE2445033B2 - Gleichstromumrichter - Google Patents

Gleichstromumrichter

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DE2445033B2 DE19742445033 DE2445033A DE2445033B2 DE 2445033 B2 DE2445033 B2 DE 2445033B2 DE 19742445033 DE19742445033 DE 19742445033 DE 2445033 A DE2445033 A DE 2445033A DE 2445033 B2 DE2445033 B2 DE 2445033B2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstromumrichter mit mindestens einem periodisch schaltenden Schalttransistor sowie einem Übertrager, dessen Primärwicklung im Kollektorkreis des Schalttransistors liegt und an dessen Sekundärwicklung über Gleichrichter zumindest eine stabilisierte Gleichspannung abnehmbar ist, wobei ein äußerer Regelkreis den Schalttransistor über seinen Basiskreis im Sinne einer Gleichspannungsstabilisierung beeinflußt und wobei dem äußeren Regelkreis ein nach jedem Einschalten des Schalttransistors dessen Abschaltzeitpunkt festlegender innerer Regelkreis unterlagert ist, in dem eine elektrische Betriebsgröße des Schalttransistors als Istwert erfaßt und bei Überschreiten eines Sollwertes zur Abschaltung des am Schalttransistor anliegenden Basisstroms ausgewertet wird. Ein solcher Gleichstromumrichter ist bekannt (»elektronikpraxis«, Nr. 3 1973,3. 22-27,insbes.Bild2).
Stromversorgungseinrichtungen mit zerhackendem Transistor haben verschiedene Vorteile gegenüber Stromveriorgungsgeräten mit Niederfrequenz-Netz-Transformatoren. Sie sind klein, leicht und haben in der Regei einen guten Wirkungsgrad. Ein wesentliches Problem bei diesen Umrichtern besteht jedoch darin, daß in der Praxis erhebliche Verlustleistungen im Schalttransistor entstehen können, da sich Strom und Spannung am Transistor nicht sprunghaft ändern. So fließt Strom durch den Transistor, während schon oder noch eine hohe Spannung an ihm liegt. Ein großer Teil der Verluste liegt dabei in der Abschaltflanke des Transistors.
Bei der eingangs genannten bekannten Schaltung ist die als Ist-Wert für den inneren Regelkreis erfaßte Betriebsgröße des Schalttransistors dessen Emitterstrom. Der Sollwert des inneren Regelkreises wird von dem äußeren Regelkreis geliefert. Beim Erreichen eines durch den äußeren Regelkreis bestimmten maximaler Primärstroms wird der Schalttransistor gesperrt. Seir Basisstrom wird von einer Mitkopplungswicklung de: Übertragers geliefert. Mit diesen Maßnahmen kann eint Stromüberlastung des Schalttransistors verhindert wer den, doch können die erwähnten Verlustleistungen in Schalttransistor trotzdem entstehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Gleichstrom umrichter der eingangs erwähnten Art die Schaltverlu ste möglichst gering zu halten, insbesondere dii Abschaltflanke des Schalttransistors möglichst steil zi gestalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß be einem Gleichstromumrichter der eingangs erwähnte: Art dadurch gelöst, daß die als Ist-Wert erfaßt elektrische Betriebsgröße des Schalttransistors dessei Kollektor-Emitter-Spannung ist und der Sollwert de inneren Regelkreises derart bemessen ist, daß di Abschaltung des Schalttransistors jeweils zu einer Zeitpunkt erfolgt, bei dem die Kollektor-Emitter-Resl spannung auf einen Wert angestiegen ist, bei dem de SchalUnmsistor im wesentlichen nicht mehr übersättig ist, und das von dem äußeren Regelkreis die Höhe de dem Schalttransistor zugeführten, durch den innere
Regelkreis abschaltbaren Basisstroms gesteuert ist.
Nach der Erfindung wird dem inneren Regelkreis die am Kollektor direkt gemessene Restspannung zugeführt; damit läßt sich genau der Zeitpunkt festlegen, bei dem der Transistor nicht mehr übersättigt ist. Der Transistor wird genau zu diesem Zeitpunkt, der auch von dem dem Schalttransistor zugeführten in seiner Höhe durch den äußeren Regelkreis gesteuerten Basisstrom abhängig ist, über den inneren Regelkreis abgeschaltet, so daß die Stromabfallzeit wesentlich kürzer ist als bei dem bekannten Gleichstromumrichter. Dabei sind die Anforderungen an die Schaltgeschwindigkeit des Schalttransistors selbst gering; somit können die Schaltverluste selbst bei Verwendung preiswerter Transistoren gering gehalten werden. Der Steuerteil braucht nur einen lastabhängigen Basisstror,; anzubieten und kann deshalb in einfacher Weise mit wenigen Bauteilen ausgeführt werden.
Wird der Schalttransistor in an sich bekannter Weise (»Elektronik,« 1970, H. 2, S. 43-46) an einem Schwingkreis betrieben, der aus der Primärwicklung des Übertragers und einem parallel zum Schalttransistor liegenden Kondensator besteht, so läßt sich die erfindungsgemäße Restspannungsregelung besonders gut anwenden. Der innere Regelkreis kann in diesem Fall auch zum Einschalten des Transistors verwendet werden. Der Schalttransistor ist also immer dann leitend, wenn die Schwingkreisspannung unterhalb des Sollwertes liegt, und er ist gesperrt, wenn die Schwingkreisspannung über dem Sollwert liegt. Für die praktische Anwendung hat sich ergeben, daß als Sollspannungswert eine niedrige positive Spannung, etwa in der Größenordnung von lO°/o der Betriebsspannung, gewählt wird.
Der Abgriff der Kollektorspannung für den inneren Regelkreis kann direkt am Schalttransistor erfolgen. Da die Betriebsspannung beim Anschluß an übliche Lichtnetze einen Betrag von über 1000 V erreichen kann, ist jedoch in diesem Falle ein derartiger Abgriff ungünstig, da er einen erhöhten Aufwand erfordert, um die empfindlichen Bauelemente nicht übermäßig zu belasten. Es ist deshalb in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Kollektor-Emitter-Spannung über eine Hilfswicklung abzugreifen, welche mit der Primärwicklung des Übertragers eng gekoppelt ist und über eine Spannungsteilerschaltung an die Betriebsspannung des Schalttransistors angeschaltet ist. Diese Hilfswicklung liefert im unbelasteten Zustand ein natürliches Abbild des Spannungsverlaufs auf der Hochspannungsseite. Wählt man den Widerstandsquotienten des Spannungsteilers so groß wie das Übersetzungsverhältnis des Übertragers, so ist bei Restspannung Null am Schalttransistor auch die Abgriffsspannung des Spannungsleiters Null. Durch zusätzliche Schaltungsmaßnahmen kann dann der Spannungsteiler so weit verstellt werden, daß er unabhängig von der Eingangsspannung immer bei der gleichen vorbestimmten Restspannung am Spannungsteilerabgriff Null zeigt. Dieser Nulldurchgang kann mit einem Komparator festgestellt werden. Da für den praktischen Betrieb mit nur positiver Betriebsspannung kein Betrieb um Null Volt möglich ist, ist es jedoch zweckmäßiger, durch einen entsprechenden Spannungsteiler den Sollspannungswert am Komparator zu verändern. Dieser schaltet dann an seinem Ausgang unabhängig von der 6j jeweiligen Betriebsspannung unterhalb einer festgelegten Restspannung aus und oberhalb dieser Restspan-Der erfindungsgemäße Restspannungsregler arbeitet normal, wenn der Schalttransistor in Betrieb ist. Beim Einschalten des Umrichters jedoch muß zunächst der Übertrager Energie erhalten, damit die Kollektor-Emitter-Spannung zur Regelung herangezogen werden kann. Bei Verwendung eines Schwingkreis-Übertragers bedeutet das, daß durch zusätzliche Maßnahmen erst ein Anschwingen erreicht werden muß. Dies geschiehi bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch eine Rückkopplung vom Übertrager zur Basis des Schalttransistors, welche nach Anlegen der Betriebsspannung an den Umrichter für eine kurze, vorzugswei se über ein Zeitglied festgelegte Anlaufzeit eingeschaltet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. J ein Prinzipschaltbild für einen erfindungsgemäßen Gleichstromumrichter,
F i g. 2 die Strom- und Spannungsverhältnisse in der Schaltung von F i g. 1,
Fig.3 ein vereinfachte« Schaltbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gleichstromumrichter und
Fig.4 ein ausführlicheres Schaltungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gleichstromumrichters.
Die F i g. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild für einen erfindungsgemäßen Gleichstromumrichter. Der Schalttransistor T liegt mit der Primärwicklung L1 des Übertragers Ü an der Betriebsspannung Ub- Die Primärwicklung L1 ist mit einem Kondensator Cs zu einem Schwingkreis ergänzt. Im Kollektorkreis des Transistors liegt außerdem eine Diode G. Durch sie wird eine Rückspeisung über den Transistor bei negativer Schwingkreisspannung verhindert. Von der Sekundärwicklung L 2 wird über die Diode D der Kondensator Ca aufgeladen, an welchem die Sekundärspannung Ua abgreifbar ist.
Die Durchsteuerung des Transistors erfolgt mit einem Basisstrom der von einem Regelkreis R erzeugt und in Abhängigkeit von der sekundären Last gesteuert wird. Dieser Basisstrom wird nicht in Form von Impulsen erzeugt, sondern als konstanter Strom angeboten. Das Aus- und Einschalten des Transistors erfolgt über den inneren Regelkreis JR, der am Transistor die Kollektor-Emitter-Spannung abgreift und zur Aus- bzw. Einschaltung des Transistors T auswertet. Sobald also die Kollektorspannung einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird über die symbolisch dargestellte Schalteinrichtung S die Basis des Transistors abgeschaltet oder ggf. auf Nullpotential umgeschaltet und der Transistor damit gesperrt. Umgekehrt wird der Transistor eingeschaltet, wenn die Kollektorspannung zu Null wird bzw. den vorgegebenen Sollwert unterschreitet.
Die Spannungs- und Stromverhältnisse in der F i g. 1 werden in der Fig. 2 in ihrem zeitlichen Ablauf dargestellt. Die Schwingspannung am Kondensator C5, also die Kollektorspannung Uc, schwingt um den Wert der Betriebsspannung Ug (F ig. 2a). Beim Nulldurchgang Pl (oder auch bei einem vorgegebenen positiven Spannungswert) wird der Transistor über den inneren Regelkreis JR eingeschaltet. Ein Kollektorstrom Jc fließt allerdings erst, wenn die Spannung nicht mehr negativ ist. Der Transistor ist also bereits mehrere Mikrosekundeu eingeschaltet, bevor eine positive Kollektorspannung anliegt und ein Kollektorstrom fließen kann. Verluste treten daher beim Einschalten praktisch nicht auf. Während nun ein Kollektorstrom Jc (F i g. 2b) fließt, wird die Induktivität L 1 aufgeladen, bis
zum Punkt P2 die Kollektorspannung den vorgegebenen Wert überschreitet und damit der Transistor über den inneren Regelkreis JR abgeschaltet wird. Während der Abschaltzeit verhindert der Schwingkreiskondensator Cs ein schnelles Ansteigen der Kollektorspannung, so daß ein relativ kleines Strom-Spannungs-Produkt auftritt und damit auch die Abschaltverluste klein bleiben.
Dem Schalttransistor wird während der Einschaltzeit vom Spannungsregler R ein Basisstrom angeboten, der zunächst größer ist, als er für den fließenden Kollektorstrom sein müßte. In F i g. 2b ist gestrichelt der Wert des Kollektorstroms eingezeichnet, der aufgrund des angebotenen Basisstromes fließen könnte. Der Transistor ist also am Anfang übersättigt. Wird der Transistor aus diesem Zustand heraus abgeschaltet, wie es bei dem bekannten Gleichstromumrichter geschieht, so treten die bekannten, relativ langen Abschaltzeiten auf. In der vorliegenden Anordnung jedoch ist die Abschaltzeit wesentlich kürzer; denn der Schalttransistor kommt am Ende seiner Stromflußzeit aus der Sättigung heraus, was durch ein raches Ansteigen seiner Restspannung gekennzeichnet ist. Diese Tatsache wird über den inneren Regelkreis JR erkannt und zum Abschalten genutzt. Daher sind die Anforderungen an die Schaltgeschwindigkeit des Schalttransistors gering; es können preiswerte Transistoren verwendet und gleichzeitig kleine Schaltverluste und ein guter Wirkungsgrad erreicht werden.
In Fig.2c ist schließlich noch der Verlauf des Stromes Jd gezeigt, der durch die Diode D fließt und dem Ladekondensator Ca die verbrauchte Energie nachführt.
Bei der Schaltung nach Fig. 1 und 2 ist weiterhin gewährleistet, daß bei Kurzschluß einer Ausgangsspannung der Umrichter abschaltet. Denn dann bricht die Spannung am Resonanzübertrager zusammen, die Kollektorspannung des Schalttransistors wird nicht mehr Null, und der Schalttransistor kann über den inneren Regelkreis nicht mehr eingeschaltet werden. Auch bei zu hoher Betriebsspannung Ub schaltet der Umrichter ab, da die Wechselspannung am Resonanzübertrager (Fig.2a) durch den äußeren Regelkreis konstant gehalten wird. Wenn die Betriebsspannung Ub größer wird als die negative Halbwelle dieser Wechselspannung (zuzüglich der eingestellten Restspannung), sinkt die Kollektorspannung des Schalttransistors nicht mehr auf die Restspannung ab, und der Schalttransistor kann über den inneren Regelkreis nicht mehr eingeschaltet werden.
Die Fig.3 zeigt eine einfache Schaltungsanordnung für einen eirfindungsgemäßen Gleichstromumrichter mit Steuerteil und innerem Regelkreis. Die Betriebsspannung Ub wird in üblicher Weise von der Netzspannung Un über eine Gleichrichterbrucke B und einen Siebkondensator C erzeugt. Der Lastkreis mit dem Schalttransistor T den Übertragerwicklungen L 1 und L 2 ist in gleicher Weise geschaltet wie in F i g. 1, so daß er nicht mehr näher beschrieben zu werden braucht. Am Übertrager ü ist jedoch eine zusätzliche Wicklung L 3 vorgesehen, welche mit der Primärwicklung L 1 und der Sekundärwicklung L 2 eng verkoppelt ist. Diese Wicklung L 3 gestaltet nicht nur den Abgriff der Kollcktorspannung und der Sekundärspannung, sondern versorgt auch über die Diode Dt und den Kondensator Cl den Steuerteil mit einer stabilisierten Spannung.
An eier Zcnerdiodc D 2 und dem Widerstand R I ist der Sollwert der Sekundärspannung eingestellt und dem Operationsverstärker Vl zugeführt. Gleichzeitig wird über den Spannungsteiler R 2, R 3 der Istwert der Sekundärspannung abgegriffen und ebenfalls dem 5 Operationsverstärker zugeführt. Aus der so ermittelten Spannungsdifferenz wird über den Transistor 71 ein lastabhängiger Basisstrom erzeugt und über den Transistor Tl der Basis des Schalttransistors T zugeführt.
,o Allerdings kann der Basisstrom dem Schalttransistor 7 nur dann zugeführt werden, wenn der Transistor T2 durchgesteuert ist. Dies ist aufgrund der Restspannungsregelung nur dann der Fall, wenn die Kollektorspannung des Schalttransistors unterhalb der festgelegten Restspannung liegt. Zu diesem Zweck liefert die Hilfswicklung L 3, die über den Spannungsteiler R4,R5 an die Betriebsspannung angeschaltet ist, ein natürliches Abbild des Spannungsverlaufs auf der Primärspannungsseite. Der Widerstandsquotient des Spannungsteilers RA, R 5 ist so groß gewählt, wie das Übersetzungsverhältnis zwischen Primär- und Hilfswicklung, so daß in dem vorliegenden vereinfachten Beispiel bei Restspannung Null am Schalttransistor T auch die Abgriffsspannung des Spannungsteilers Null ist. Im Operationsverstärker V2 wird diese Abgriffsspannung mit der Sollspannung, die über den zweiten Eingang zugeführt wird, verglichen und zur Steuerung des Transistors 72 ausgewertet. Sobald die Kollektorspannung also größer wird als die Sollspannung, wird der Transistor 72 gesperrt, so daß auch die Basis von T keinen Strom mehr erhält. Wie erwähnt, handelt es sich bei der F i g. 3 um eine vereinfachte Schaltungsanordnung, bei der zunächst grundsätzlich der Abgriff und die Auswertung der Restspannung gezeigt wird. So wird dort der Einfachheit halber zunächst von einer Restspannung Null ausgegangen, die an dem einen Eingang des Operationsverstärkers V2 liegt und mit dem am anderen Eingang liegenden Abgriff des Spannungsteilers A4, R5 verglichen wird. Für die praktische Anwendung werden zusätzliche Spannungsteiler erforderlich, um den Sollspannungswert auf die gewünschte Restspannung einzustellen. Eine solche für den praktischen Betrieb geeignete Schaltungsanordnung wird nachfolgend anhand der F i g. 4 beschrieben. Die F i g. 4 zeigt noch eine ausführlichere Schaltungsmöglichkeit für den erfindungsgemäßen Umrichter wobei insbesondere auch die Einschaltbedingungen mil berücksichtigt wurden. Im unteren Teil der F i g. 4 ist dei Lastkreis mit dem Schalttransistor und dem Übertragei dargestellt. Dieser Teil ist ebenso wie die Netzanschal tung genauso aufgebaut wie in den vorhergehender Figuren, so daß sich eine Beschreibung erübrigt.
Der Steuerkreis besteht im wesentlichen aus einerr
Spannungsreglerteil SR, einem Restspannungsreglei
RR und dem zwischenliegenden Treiberverstärker TV Dazu kommt noch ein Einschaltteil £, der für der Augenblick des Einschalten die Spannung am Steuer
teil erzeugt, sowie eine Startrückkopplung RK, welch«
für das Anschwingen des Schwingkreises im Augenblicl
des Einschaltens sorgt.
Der Spannungsregler SÄ arbeitet ähnlich wie ii Fig.3. Von der Hilfswicklung L3 wird u.a. über dei Widerstand R 14 und die Diode D13 der Istwert der zi regelnden Spannung am Kondensator C3 gebildei Dieser wird über den Spannungsteiler RU, Ä13 abgegriffen und dem Operationsverstärker VIl züge führt. Dort wird er mit denn an der Zenerdiode D12 um dem Widerstand R 12 gebildeten Sollwert verglicher
Die verstärkte Differenz wird über die Transistoren 711 und 712 der Basis des Schalttransistors 7 angeboten.
Die Einschaltung des Schalttrans istors erfolgt wie bei F i g. 3 über einen Restspannungsregler RR. Auch hier liefert die Hilfswicklung L 3 ein natürliches Abbild des Spannungsverlaufs auf der Hochspannungsseite. Der Spannungsteiler R 33, R 37, Λ 38 liegt an der Betriebsspannung Ub des Lastkreises, und der Widerstandsquotient des Spannungsteilers ist so groß wie das Übersetzungsverhältnis des Übertragers. Durch den Widerstand R 30, der an der weitgehend stabilen Hilfsspannung des Steuerteils liegt, wird der Spannungsteiler Ä33, R 37, /?38 so weit verstimmt, daß er immer bei einer bestimmten Restspannung von beispielsweise 25 V unabhängig von der Eingangsspannung (200 bis 400 V) am Spannungsteilerabgriff Null zeigt. Dieser Nulldurchgang kann mit dem Komparator V12 festgestellt werden. Für den praktischen Betrieb mit nur positiver Betriebsspannung ist allerdings kein Betrieb um 0 Volt möglich. Durch den Spannungsteiler R 28, /?29 (der Transistor 716 ist im normalen Betrieb leitend) sowie mit einem entsprechend veränderten Widerstand R 30 kann jedoch der Restspannungsschaltpunkt ebenfalls unabhängig von der Eingangsspanniing bei einer vorbestimmten positiven Spannung festgelegt werden. Unabhlingig von der Betriebsspannung schaltet also der Operationsverstärker V12 den Transiistor 715 jeweils oberhalb einer festgelegten Restspannung aus und unterhalb dieser Restspannung ein. Mit dem jo Transistor 715 wird im Treiberverstärker TV der Transistor 714 eingeschaltet, so daß die Basis des Schalttransistors auf Nullpotential gelegt wird. Über den Transistor 713 wird zusätzlich der Transistor 712 gesperrt.
Da durch den Restspannungsrcgier RR der Sehalttransistor nicht nur aus, sondern auch eingeschaltet wird, kann der Umrichter nicht selbsttätig anlaufen, da die Energie im Schwingkreis L 1, Cs für seinen Betrieb Voraussetzung ist.
Deshalb ist die Schaltung um den Rückkopplungsteil RK erweitert, welcher das Anschwingen ermöglicht. Beim Anlauf wird am Spannungsteiler R 33, R 37, /?38 die Spannung zunächst durch die Zencrdiode D14 begrenzt. Über die Widerstände R 31 und R 32 wird der .(<, Transistor 7Ί6 leitend, jedoch über den Operationsverstärker V12 und die Transistoren 715 sowie 714 wieder gesperrt. Dieser Zustand ist wegen der hohen Verstärkung und der Speicherzeit von 716 jedoch nicht stabil. Die Schaltung schwingt, und die Schwingungsim- ν pulse gelangen zur Basis des Sehalttransistors 7; sie bewirken über den Übertrager Ll. L3 und den Kondensator C7 eine Synchronisation auf die Übertrngungsresonanz. Wegen der starken Rückkopplung über die Wicklung L 3 geht der Lastteil L sofort in den reinen Schaltbetrieb über. Der Kondensator C7 ist so klein, daß er differenzierend bei einem Abfall der Spannung an der Hilfswicklung L3 — entsprechend einem Anstieg der Restspannung am Schalttransistor 7 — sofort die Abschaltung einleitet. Die Diode D 17 bewirkt wiederum, daß das Differenzieren während einer positiven Spannung an der Hilfswicklung L 3 nicht eintritt und der relativ langsame Transistor 716 kräftigt übersteuert wird.
Dadurch wird der Transistor 716 erst nach der Umpolung der Hilfswicklung L 3 abgeschaltet und damit der Schalttransistor 7 eingeschaliet, was die Verlustleistung an den Einschaltflanken beim Anlauf stark reduziert. Nach etwa 2 bis 10 msec ist die Spannung am Kondensator C4 so groß, daß der Transistor 717 leitend wird und den Transistor 716 fest einschaltet. Damit ist die Start-Rückkopplung unterbrochen und der Normalbetrieb hergestellt. War allerdings bis zu diesem Zeitpunkt die Aufladung der sekundären Kondensatoren Q nicht abgeschlossen (beispielsweise bei Kurzschluß), so reißt die Rückkopplung ab, und nach einer vorgegebenen Anlaufzeit wird ein neuer Einschaltversuch dadurch gestartet, daß über einen Einschaltteil E wiederum Spannung an den Steuerteil angelegt wird.
Der in der Fig.4 dargestellte Einschaltteil E stellt eine von verschiedenen Möglichkeiten dar, beim Einschalten der Netzspannung die Betriebsspannung am Steuerteil also am Kondensator C42, zu erzeugen, bis der Übertrager anschwingt und über die Hilfswicklung L3 und die Diode DIl selbst die Versorgung des Steuerteils übernimmt. Diese Einschaltung erfolgt dadurch, daß vom Netz her über den Widerstand /?42 der Kondensator C41 aufgeladen wird. Bei einer vorgegebenen Spannung, beispielsweise 30 V, bricht die Triggerdiode D41 durch, zündet den Thyristor 742 und übergibt die Ladung vom Kondensator C4I an den Kondensator C42. Damit erhält der Sicucrtcil die Spannung, die er zum Anlaufen braucht; über den Rückkopplungstcil RK wird die Schaltung zum Schwingen gebracht und übernimmt über die Hilfswicklung L 3 und die Diode D 11 den Betrieb. Nach Kurzschluß oder Überspannung wird eine definierte Wiedereinschaltung dadurch erreicht, daß im Betrieb über dun Widerstand R47 und den Transistor 7*18 ein Aufladen von C41 verhindert wird, solange C42 noch Spannung hat. Der Einschaltteil /.:" dient außerdem /ur Überspannungssicherung. Zu diesem /weck ist der Transistor 719 mil den Widerstunden R41, R43 und der Zcnerdiode D42 so abgestimmt, daß bei einer zu hohen Speisespannung die Umschaltung verhindert wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 709 B35/2

Claims (5)

L· Patentansprüche:
1. Gleichstromumrichter mit mindestens einem periodisch schaltenden Schalttransistor sowie einem Übertrager, dessen Primärwicklung im Kollektorkreis des Schalttransistors liegt und an dessen Sekundärwicklung über Gleichrichter zumindest eine stabilisierte Gleichspannung abnehmbar ist, wobei ein äußerer Regelkreis den Schalttransistor über seinen Basiskreis im Sinne einer Gleichspan- ι ο nungsstabilisierung beeinflußt und wobei dem äußeren Regelkreis ein nach jedem Einschalten des Schalttransistors dessen Abschültzeitpunkt festlegender innerer Regelkreis unterlagert ist, in dem eine elektrische Betriebsgröße des Schalttransistors als Ist-Wert erfaßt und bei Überschreiten eines Sollwertes zur Ausschaltung des am Schalttransistor anliegenden Basisstroms ausgewertet wird, d a durch gekennzeichnet, daß die als Ist-Wert erfaßte elektrische Betriebsgröße des Schaittransistors ("?7dessen Kollektor-Emitter-Spannung ist und der Sollwert des inneren Regelkreises (IR) derart bemessen ist, daß die Abschaltung des Schalttransistors (T) jeweils zu einem Zeitpunkt erfolgt, bei dem die Kollektor-Emitter-Restspannung auf einen Wert angestiegen ist, bei dem der Schalttransistor (T) im wesentlichen nicht mehr übersättigt ist, und daß von dem äußeren Regelkreis die Höhe des dem Schalttransistor (T) zugeführten, durch den inneren Regelkreis (IR) abschaltbaren Basisstroms gesteuert ist.
2. Gleichstromumrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kollektorkreis des Schaltungstransistors (T) liegende Übertragungswicklung (L 1) mit einem parallel zum Schaittransistör (T) liegenden Kondensator (Cs) einen Schwingkreis bildet und daß der Schalttransistor (T) jeweils über den inneren Regelkreis (IR) eingeschaltet wird, wenn die Kollektor-Emitter-Spannung des Schalttransistor!; (T)den Sollwert des inneren Regelkreises (IR) unterschreitet.
3. Gleichstromumrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schalttransistor (T) von dem äußeren Regelkreis über eine vom inneren Regelkreis (7/tygesteuerte Schalteinrichtung (S) ein an sich stetiger lastabhängiger Basisstrom zugeführt wird.
4. Gleichstromumrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Übertrager (U) eine mit der Primärwicklung (L 1) eng gekoppelte, über eine Spannungsteilerschaltung (7?4, R5; Λ33, RZl, Ä38) in Reihe an die Betriebsspannung (Ub) angeschaltete Hilfswicklung (L 3) vorgesehen ist, wobei der Widerstandsquotient der Spamnungsteilerschaltung dem Übersetzungsverhältnis zwischen Primär- und Hilfswicklung (LI, L 3) entspricht, und daß die Spannungsteiler abgreifbare, der Kollektor-Emitter-Spannung proportionale Meßspannung einer mit der Sollwenspannung beaufschlagten Vergleichseinrichtung (V2; V12) zugeführt ist.
5. Gleichstromumrichter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (S) derart ausgebildet ist, daß sie 2:ur Sperrung des Schalttrarisistors (T) dessen Basis auf Nullpotential umschallet.
(). Gleichstromumrichter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückkopplung vom Übertrager zur Basis des Schalttransistors (T) vorgesehen ist. welche nach Anlegen der Betriebsspannung (UB) an den Umrichter für eine kurze, vorzugsweise über ein Zeitglied i) festgelegte Anlaufzeit eingeschaltet ist.
DE2445033A 1974-09-20 1974-09-20 Gleichstromumrichter Expired DE2445033C3 (de)

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