DE2536371C3 - Zerhackernetzgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zerhackemetzgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei Zerhackernetzgeräten dieser Art (vgl. Zeitschrift »elektronik-industrie« 5,1973, S. 108-110) werden die in den Brückenzweigen liegenden Schalttransistoren paarweise abwechselnd so leitend gesteuert oder gesperrt, daß die in einem Diagonalzweig der Brückenschaltung liegende Primärwicklung des Impulsübertragers abwechselnd in der einen oder in der anderen Richtung vom Strom durchflossen wird. Die induzierte Sekundärspannung des Impulsübertragers wird gleichgerichtet und gefiltert. Die Steuereinrichtung für die Steuerung der Schalttransistoren ist im allgemeinen so ausgelegt, daß sie in der Lage ist, das Verhältnis aus der Impulsdauer und der Impulspause der Einschaltimpulse für die Transistorpaare in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Zerhackernetzgerätes zu verändern, um so die Ausgangsspannung möglichst konstant zu halten. Jedenfalls aber muß die Steuereinrichtung sicherstellen, daß die Schalttransistoren des in die Sperrung übergehenden Paares vollständig gesperrt sind, bevor der Übergang des anderen Paares in den leitenden Zustand beginnt. Anderenfalls bestünde die Gefahr, daß während der Übergangsphase zwei in der Brückenschaltung aneinander liegende Schalttransistoren gleichzeitig mehr oder weniger stromdurchlässig sind. Das hätte die Zerstörung der Schalttransistoren oder wenigstens eine starke Zunahme ihrer Verlustleistung zur Folge.

Die Verlustleistung der Schalttransistoren bestimmt sich im wesentlichen aus der Summe der Verlustleistungen während der Übergänge von dem gesperrten in den leitenden Zustand und umgekehrt.

Die Verlustleistungen in den Zeiten, in denen die Schalttransistoren voll durchlässig oder gesperrt sind, sind dagegen vernachlässigbar gering. Infolge der auch bei gleichen Transistortypen auftretenden Streuung der S Schaitzeiten kann selbst bei genau gleichzeitiger Ansteuerung der Schalttransistoren der Transistorpaare nicht verhindert werden, daß ein Schalttransistor eines Transistorpaares später in den Sperrzustand übergeht oder den Sperrzustand verläßt als der andere

ίο Schalttransistor. In diesem Fall hat dieser Schalttransistor für die Dauer des Unterschiedes der Schaltzeiten beider Schalttransistoren die volle Sperrspannung zu übernehmen, die sich im Idealfall der genau gleichzeitigen Zustandsänderung der Schalttransistoren auf beide

is Schalttransistoren aufteilen würde. Das hat nicht nur eine erhöhte Verlustleistung zur Folge, sondern zwingt auch dazu, alle Schalttransistoren für die erhöhte

Sperrspannung auszulegen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnah-

men anzugeben, die die Verbesserung des Verhältnisses der durch das Zerhackemetzgerät übertragbaren Leistung zu der Verlustleistung der Schalttransistoren, insbesondere die gleichmäßige Aufteilung der Verlustleistung auf alle Schalttransistoren der Brückenschal-

tung bewirken und die sicherstellen, daß sich die jeweils an den Schalttransistoren eines Paares anliegende

Sperrspannung auch während der Umschaltphase

gleichmäßig auf beide Schalttransistoren aufteilt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die

im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Durch die DT-OS 19 06 432 ist ein Zerhacker-Netzgerät zur Umformung einer Eingangsgleichspannung in eine Ausgangswechselspannung bekannt, bei dem die Primärwicklung des Impulstransformators einen Mittenabgriff aufweist und der Mittenabgriff an den Verbindungspunkt von zwei gleichen Kapazitäten angeschlossen ist, die in Serie zwischen den beiden Anschlußklemmen für die Eingangsgleichspannung liegen. Diese Maßnahme soll bei dem bekannten Zerhacker-Netzgerät in Verbindung mit weiteren kapazitiven und induktiven Bauelementen zur Verringerung der durch Oberwellen bedingten Phasenverschiebung zwischen der Primärwicklung des Impuls- transformator aufgeprägten Spannung und der Spannung der Stromquellen dienen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die F i g. 1 zeigt nur die für die Erläuterung der Erfindung wichtigen Teile des Zerhackernetzgerätes. Insbesondere ist die Steuereinrichtung zur Steuerung der Schalttransistoren 1 bis 4 nicht dargestellt. Die Schalttransistoren 1 bis 4 bilden die Zweige einer Brückenschaltung, in deren erster Diagonale die Primärwicklung 5 des Impulstransformators liegt. An die zweite Diagonale der Brückenschaltung wird die Eingangsspannung Ug angelegt Die in der Sekundärwicklung 6 des Impulstransformators induzierte Spannung wird · durch eine Gleichrichteranordnung 7 gleichgerichtet. Ein der Gleichrichteranordnung 7 nachgeschaltetes LC-FIlter mit der Längsinduktivität 8 und der Querkapazität 9 dient zur Siebung der Ausgangsgleichspannung Ua. Der Ausgang des Zerhackernetzgerätes wird mit einem Strom la belastet.

Zwischen den beiden Anschlußklemmen 10 und 11 für die Zuführung der Eingangsgleichspannung Ug liegen zwei gleiche Kapazitäten 12 und 13 in Serie. Der Verbindungspunkt 14 der beiden Kondensatoren ist mit

dem Mittenabgriff 15 der Primärwicklung 5 des Impulstransformators verbunden. Damit wird erreicht, daß das Potential am Mittenabgriff 15 der Primärwicklung 5 des Impulstransformators auch während der Umschaltephasen der Schalttransistoren 1. und 2 bzw. 3 und 4 wenigstens .nnähernd festgehalten wird. Das wiederum hat zur rolge, daß sich die Sperrspannungen auf beide Schalttransistoren eines Transistorpaares gleichmäßig aufteilen. Damit wird die erhöhte Verlustleistungsaufnahme des langsamer schaltenden Schalttransistors eines Transistorpaares vermieden.

Eine weitere Verringerung der Verlustleistung der Schalttransistoren im Verhältnis zu der durch das Zerhackernetzgerät übertragenen Leistung ergibt sich durch die Einfügung einer Induktivität 18 in eine der Zuführungsleitungen für die Eingangsspannung zwischen dem Anschlußpunkt der Serienschaltung der Kapazitäten 12 und 13 und dem Anschlußpunkt an die Brückenschaltung aus den Transistoren 1 bis 4 und durch die an sich bekannte Maßnahme der Oberbrükkung der Primärwicklung 5 des Impulstransformators durch die Serienschaltung aus dem Widerstand 16 und der Kapazität 17.

Durch diese beiden Maßnahmen wird eine Schaltcharakteristik erzeugt, deren Verlauf in F i g. 2 dargestellt ist Als Abszisse ist der Kollektorstrom /c eines Schalttransistors aufgetragen, die Ordinate bezeichnet die an der Kollektor-Ermitterstrecke anliegende Spannung t/cE- Der Ast a ergibt sich beim Übergang in den Sperrzustand (ausschalten), der Ast b gilt für den Übergang in den Durchlaßzustand (einschalten).

Die Induktivität 18 verursacht eine Verzögerung des Stromanstieges, so daß die Verlustleistung der Schalttransistoren während der Einschaltphase niedrig bleibt. Die Verzögerung des Stromanstiegs muß jedoch klein gegen die halbe Periodendauer der Zerhackerimpulse bleiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zerhackemetzgerät zur Umformung einer Eingangsgleichspannung in eine Ausgangsgleichspannung, mit einer aus vier durch eine Steuereinrichtung paarweise abwechselnd leitend gesteuerten oder gesperrten Schalttransistoren bestehenden Brückenschaltung, deren erste Diagonale durch die Primärwicklung eines Inipulstransformators zur Anpassung der Eingangsgleichspannung an die Ausgangsgleichspannung gebildet wird und an deren zweiter Diagonale die Eingangsgleichspannung anliegt, mit einer an die Sekundärwicklung des Impulstransformators angeschlossenen Gleichrichteranordnung, die über ein ihr nachgeschaltetes LC-Filter die Ausgangsgleichspannung liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (5) des Impulstransformators einen Mittenabgriff (15) aufweist und die beiden Anschlußklemmen (10, 11) für die Eingangsgleichspannung durch die Serienschaltung von zwei gleichen Kapazitäten (12, 13) überbrückt sind, deren gegenseitiger Verbindungspunkt (14) mit dem Mittenabgriff (15) der Primärwicklung (5) des Impulstransformators verbunden ist

2. Zerhackemetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in eine der Eingangsleitungen (10, 11) zwischen dem Anschlußpunkt der Serienschaltung der gleichen Kapazitäten (12,13) und dem Anschlußpunkt der Brückenschaltung eine Induktivität (18) eingefügt ist.