DE2530631A1

DE2530631A1 - Schaltungsanordnung fuer geregelte gleichspannungsumrichter

Info

Publication number: DE2530631A1
Application number: DE19752530631
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing Grad Link
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-07-09
Filing date: 1975-07-09
Publication date: 1977-01-20
Also published as: CH609502A5

Description

Schaltungsanordnung für geregelte Gleichspannungsumrichter.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für geregelte Gleichspannungsumrichter bei konstanter Arbeitsfrequenz mit einem Taktgeber, der den maximalen Regelhub vorgibt, der aus der minimalen Eingangsspannung und der maximalen Last bestimmt wird, und einem übertrager zur Potentialtrennung.
Bei geregelien Eintaktumrichtern nach dem Durchfluß- oder Sperrprinzip oder bei Gegentaktumrichtern jeweils mit konstanter Arbeitsfrequenz wird in Abhängigkeit von Eingangsspannungs- und Ausgangslaständerungen über eine Regeleinrichtung das Puls-Pausen-Verhältnis verändert. Dabei ergibt sich das Problem, daß die Einschaltdauer des Leistungsschalters nicht zu lang bzw. die Ausschaltdauer nicht zu kurz werden darf, damit eine Sättigung des Leistungsübertragers vermieden wird. Dazu ist es üblich, den maximalen Regelhub durch einen Taktgeber vorzugeben. Der maximal vorzugebende Regelhub wird dabei aus der minimalen Eingangsspannung und der maximalen Last bestimmt. Bei maximaler Eingangsspannung wird durch die Regeleinrichtung die Einschaltdauer des Leistungsscnalters verkürzt. Treten jedoch zusätzliche Laständerungen auf, dann kann eine bekannte Regeleinrichtung auch den nur für die minimale Eingangs spannung nötigen maximalen Regelhub einstellen. Eine Sättigung des Leistungsübertragers und eine folgende Zerstörung des Leistungsschalters lassen sich dabei nur durch eine schnell wirkende Schutz schaltung vermeiden, wenn bei einem großen Eingangsspannungsbereich Änderungen der Ausgangslast vorliegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den eingangs genannten Schaltungsanordnungen, insbesondere wenn große Schwankungen der Eingangsspannung vorliegen, mit einfachen Mitteln Vorkehrungen zu treffen, daß eine Sättigung des Leistungsübertragers bei Laständerungen auf alle Fälle vermieden wird. Diese Aufgabe wird beiden eingangs definierten Schaltungsanordnungen dadurch gelöst, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die den maximalen Regelhub in Abhängigkeit der Eingangsspannung gleitend verändern. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß abhängig von der Eingangsspannung der zur Verfügung stehende Spielraum für den Regelhub angepaßt wird, so daß auch bei maximaler Eingangsspannung mit zusätzlicher Laständerung eine Sättigung des Leistungsübertragers vermieden werden kann. Außerdem wird durch die Erfindung erreicht, daß die Übertrager kleiner bezüglich der Bauform ausgeführt werden können, bzw. daß die Schaltmittel, die zum Schutz des Leistungsschalters vor Spannungsspitzen nötig sind, ebenfalls kleiner dimensioniert werden können und daß auf eine schnellwirkende Schutzschaltung für den Leistungstransistor verzichtet werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das vom Taktgeber gelieferte Rechtecksignal einem der Regeleinrichtung vorgeschalteten Gatter zugeführt, an dessen zweitem Eingang ein von der Eingangs spannung über einen Widerstand aufgeladener Kondensator anliegt, der in der Pause vom Taktgeber entladen wird. Bei dieser Lösung handelt es sich um eine besonders einfache Ausführung, um mit geringem Aufwand die Erfindung zu realisieren und eine Sättigung des Leistungsübertragers zu vermeiden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein HilSsumrichter vorgesehen, der eine geregelte Hilfsspannung zur Versorgung der Regeleinrichtung eines Hauptumrichters liefert und darüber hinaus ein Signal abgibt, das für den Hauptumrichter einen konstanten Takt und den Regelhub in Abhängigkeit der Eingangsspannung vorgibt. Diese Lösung ist besonders dann vorteilhaft, wenn für die Regeleinrichtung sowieso eine Hilfsspannung benötigt wird.
Der Hilfsumrichter beinhaltet einen Taktgeber, einen Leistunsschalter, einen Übertrager und eine Regeleinrichtung, die von der Eingangsspannung beeinflußt wird.
Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung, Fig. 2 Pulsdiagramme und Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Die Fig. 1 ist durch strichpunktierte Linien in vier Abschnitte unterteilt. In der linken Spalte ist ein Taktgeber P vorgesehen, der in dieser Ausführung aber nicht Voraussetzung für die Erfindung ist und durch jeden anderen Taktgeber ersetzt werden kann. Dieser Taktgeber P setzt sich aus den Widerständen R1, R2, den Kondensator C1 und den beiden Gattern G1, G2 zusammen. Die Diode D1 dient-nur der Entkopplung des in der zweiten Spalte dargestellten Kondensators C2 in der Pause und ist kein Bestandteil des Taktgebers. Mit den Jeweils von einem Kreis umgebenen Zahlen 1 bis 5 sind die Signale an verschiedenen Punkten der Schaltung gekennzeichnet, die dann in der Fig. 2 dargestellt sind.
In der zweiten senkrechten Spalte von links in der Fig. 1 ist die Regelhubbegrenzung wiedergegeben. Mit UE ist die Eingangsspannung bezeichnet, mit R3 ein Widerstand, mit G3 ein Gatter und mit C2 ein Kondensator.
Am Ausgang des Gatters G3 ist in der nächsten Spalte ein weiteres Gatter G4 vorgesehen, an dessen zweitem Eingang die Regeleinrichtung E liegt, die die Ausgangsspannung UA liefert. An dem der Regeleinrichtung E nachgeschalteten Gatter G4 folgt in der nächsten Spalte ein nicht dargestellter Leistungsschalter bzw. zuerst eine Verstärkerstufe, die durch das Signal 5 beeinflußt wird. Die Regeleinrichtung E kann im Gegensatz zur Darstellung in der Fig. 1 auch bereits am zweiten Eingang des Gatters G3 eingreifen.
Mit den Zahlen 1 und 2 im Kreis sind die vom Taktgeber P abgegebenen, zueinander inversen Impulse bezeichnet (Fig. 2).
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde das Puls-Pausen-Verhältnis tl zu t2 mit 6 : 4 angenommen. Der Linienzug 3 gibt die Spannung am Kondensator C2 wieder. Mit 4 ist der Ausgang des Gatters G3 bezeichnet, während 5 das Ansteuersignal für den nicht dargestellten Leistungsschalter bzw.
-verstärker symbolisiert. In der Fig. 2 zeigt der ausgezogene Puls 5 die Ausnützung der gestrichelt angedeuteten Regelhubvorgabe V bei Leerlauf. Bei Vollast wird nahezu die gesamte flegelhubvorgabe ausgenützt.
Das vom Taktgeber P gelieferte Signal 2 wird nicht direkt zur Pulsvorgabe für die Regeleinrichtung verwendet, sondern erst über die Regelhubbegrenzung der Regeleinrichtung, z. B.
eines Eintaktumrichters, zugeführt.
Aus den Pulsdiagrammen der Fig. 2 ist die Arbeitsweise der Regelhubbegrenzung zu ersehen. Der Kondensator C2 wird über den Widerstand R3 von der Eingangsspannung UE aufgeladen.
Je nach Höhe der Eingangsspannung wird die Schwelle des Gatters G3 früher oder später erreicht. Dadurch kann am Ausgang des Gatters G3 der vorgegebene Regelhub 4 für die Regeleinrichtung E abgenommen werden.
Nach der Darstellung in der Fig. 3 dient der Regelhubbegrenzung ein Hilfsumrichter HU. Mit UE ist wieder die Eingangsspannung bezeichnet. Über die Diode D2 und den Kondensator C wird eine Hilfsspannung UK abgegeben, der eine nicht dargestellte nahezu konstante Last nachgeschaltet ist.
Über die Diode D3 gibt der Hilfsumrichter, der einen Taktgeber, einen Leistungsschalter, einen Übertrager und eine Regeleinrichtung beinhaltet, den Regelhub 4, wie er in der Fig. 2 angedeutet ist, ab.
4 Patentansprüche 3 Figuren

Claims

Patentansprüche f Schaltungsanordnung für geregelte Gleichspannungsumrichter bei konstanter Arbeitsfrequenz mit einem Taktgeber, der den maximalen Regelhub vorgibt, der aus der minimalen Eingangs spannung und der maximalen Last bestimmt wird, und einem Ub rtrager zur Potentialtrennung, (1 a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Schaltmittel (R3, C2, G3, HU) vorgesehen sind, die den maximalen Regelhub (4) in Abhängigkeit der Eingangsspannung gleitend verändern.
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 das vom Taktgeber (P) gelieferte Rechtecksignal einem der Regeleinrichtung (G4, E) vorgeschalteten Gatter (G3) zugeführt wird, an dessen zweiten Eingang ein von der Eingangsspannung (UE) über einen Widerstand (R3) aufgeladender Kondensator (C2) anliegt, der in der Pause vom Taktgeber entladen wird.
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 ein Hilfsumrichter (HU) vorgesehen ist, der eine geregelte Hilfsspannung (UK) zur Versorgung der Regeleinrichtung des Hauptumrichters liefert und darüber hinaus ein Signal abgibt, das für den Hauptumrichter einen konstanten Takt und den Regelhub in Abhängigkeit der Eingangsspannung (UE) vorgibt.
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 Hilfsumrichter (MtJ) einen Taktgeber, einen Leistungsschalter, einen Übertrager und eine Regeleinrichtung beinhaltet, die von der Eingangsspannung beeinflußt wird.

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