DE2620601A1 - HIGH VOLTAGE INVERTERS EQUIPPED WITH POWER TRANSISTORS - Google Patents
HIGH VOLTAGE INVERTERS EQUIPPED WITH POWER TRANSISTORSInfo
- Publication number
- DE2620601A1 DE2620601A1 DE19762620601 DE2620601A DE2620601A1 DE 2620601 A1 DE2620601 A1 DE 2620601A1 DE 19762620601 DE19762620601 DE 19762620601 DE 2620601 A DE2620601 A DE 2620601A DE 2620601 A1 DE2620601 A1 DE 2620601A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pulses
- voltage
- transistors
- transistor
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
- H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
- H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
- H02M7/53878—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current by time shifting switching signals of one diagonal pair of the bridge with respect to the other diagonal pair
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Description
Dipl.-Ing. Jürgen WEINMILLER . . . _ Dipl.-Ing. Jürgen WEINMILLER. . . _
SOSPi GmbHSOSPi GmbH
800Ü München 8O800Ü Munich 8O
Zeppeiinstr. 63Zeppeiinstr. 63
L'ELECTRONIQUE DES VEHICULES ET DES RESEäUXL'ELECTRONIQUE DES VEHICULES ET DES RESEäUX
(E.V.R.) S.A.(E.V.R.) S.A.
11, rue de la Nouvelle France, 93301 AUBERVILLIERS11, rue de la Nouvelle France, 93301 AUBERVILLIERS
FrankreichFrance
MIT LEISTÜNGSTRANSISTOREN BESTÜCKTER HOCHSPANNUNGSWECHSELRICHTER HIGH VOLTAGE INVERTERS EQUIPPED WITH POWER TRANSISTORS
Die Erfindung betrifft einen Hochspannungswechselrichter, bei dem Leistungstransistoren zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom verwendet werden, insbesondere zur Speisung von elektrischen Hilfsausrüstungen bei schienengebundenen Fahrzeugen.The invention relates to a high-voltage inverter in which power transistors for converting Direct current can be used in alternating current, in particular to feed electrical auxiliary equipment in the case of rail-bound Vehicles.
Man kann diese Umformung im Niederspannungsbereich mit Hilfe einer Brücke mit vier Transistoren in einer H-förmigen Anordnung durchführen, wobei die Transistoren als Schalter zwischen Emitter und Kollektor betrieben werden und ihre Steuerung durch an ihren Basen eintreffende Signale erfolgt. Durch Phasenverschiebung und Filtern dieser Signale nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit erhält man am Ausgang des Wechselrichters eine praktisch sinusförmige Wechselspannung»und durch Variieren desYou can do this transformation in the low voltage range with the help of a bridge with four transistors in an H-shape Perform arrangement with the transistors acting as switches between The emitter and collector are operated and controlled by signals arriving at their bases. By phase shift and filtering these signals according to a certain law, you get a at the output of the inverter practically sinusoidal alternating voltage »and by varying the
609848/0277609848/0277
Phasenverschiebungswinkels kann bei sich ändernder Eingangsspannung der Effektivwert der Wechselspannung konstant gehalten werden. Jedoch lassen sich mit üblichen Transistoren nur verhältnismäßig niedrige Spannungen schalten, die wesentlich unter den für die europäischen Eisenbahnen verwendeten Stan— dardgleichspannungen zwischen 750 und 30OO Volt liegen. Eine Hintereinanderschaltung der Transistoren, um so die hohe Spannung aufzunehmen, trifft auf die Schwierigkeit, keine geeignete Steuerung für die Transistoren zur Verfügung zu haben. Beim Wechselrichter mit einer Brücke in H-Porm mit vier Transistoren ruft der Ausfall eines Transistors den Kurzschluß der Speisespannung über diesen Transistor hervor. Außerdem ist bei den bisher hergestellten Halbleitern die Steuerung der beiden einander im selben Zweig des H zugeordneten Transistoren derart, daß die Gefahr eines Kurzschlusses für die Speisespannung während der Umschaltzeitpunkte besteht, weil es zu Überschneidungen der stromführenden Zeiten kommen kann. Schließlich sind die bisher bekannten Wechselrichter nicht geeignet, an die vom Einfachen zum Vierfachen und manchmal noch darüber hinaus gehenden SpeisespannungsSchwankungen angepaßt zu werden.Phase shift angle, the rms value of the alternating voltage can be kept constant when the input voltage changes will. However, only relatively low voltages can be switched with conventional transistors, which are essential below the standard DC voltages used for European railways are between 750 and 300 volts. One Connecting the transistors in series, in order to absorb the high voltage, encounters the difficulty of none to have suitable control for the transistors available. With the inverter with a bridge in H-Porm with four transistors, the failure of one transistor causes the supply voltage to be short-circuited across this transistor. aside from that is the control of the two transistors assigned to each other in the same branch of the H in the semiconductors manufactured so far such that there is a risk of a short circuit for the supply voltage during the switching times because it the energizing times can overlap. After all, the inverters known up to now are not suitable adapted to the supply voltage fluctuations that go from simple to fourfold and sometimes even more to become.
Mit dem erfindungsgemäßen Wandler können diese Nachteile behoben werden. Denn mit ihm ist es möglich, Spannungen umzuwandeln, die wesentlich höher liegen, als sie ein Transistor ertragen könnte; die Speisespannungen können Vierte annehmen, die vom Einfachen zum Vierfachen und darüber hinaus gehen? der Ausfall eines Transistors ruft keinen Kurzschluß der Speisespannung hervor, und es kann vermieden werden, daß sich dieThese disadvantages can be eliminated with the converter according to the invention. Because with him it is possible to relieve tension to convert that are much higher than a transistor could endure; the supply voltages can assume fourth, that go from simple to quadruple and beyond? the failure of a transistor does not cause a short circuit in the supply voltage and it can be avoided that the
609 848/0277609 848/0277
verschiedenen Spannungsimpulse zu gleichen Zeitpunkten überschneiden. different voltage pulses overlap at the same time.
Gegenstand der Erfindung ist ein Pochspannnngs-Wechselrichter, der mehrere Brücken mit ie vier Leistungstransistoren in einer Η-Anordnung verwendet, wobei der horizontale Zweig des H die Primärspule eines Ausgangstransformators umfaßt, wobei ein erster Steuerimpulsoszillator Impulse an die Basis eines ersten der Transistoren liefert und zu. den vorgenannten Impulsen umgekehrte Impulse zu einem zweiten, auf derselben H-3eite wie der erste Transistor angeordneten Transistor leitet, während die Basen der der .anderen Η-Seite angehörenden Transistoren von einem zweiten Oszillator gespeist werden, der spannungsgesteuert ist und um einen Winkel 4 ^T phasenverschobene Impulse an den dritten, dem zweiten Transistor gegenüberliegenden Transistor liefert und zu diesen Impulsen umgekehrte Impulse an den vierten, dem ersten Transistor gegenüberliegenden Transistor leitet, wobei die einzelnen Brücken in Reihe zwischen der Hochspannung und der Masse liegen und die Sekundärspulen aller Ausgangstransformatoren in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Oszillatoren jeweils Paare von ersten nicht verzögerten Signalen und von zweiten um eine bezüglich der Wechselstromperiode kleine Zeitspanne 4 "t sowohl an der vorderen als auch an der rückwärtigen Flanke verzögerten Signalen liefern, und daß alle diese Paare je einem NICHT-ODER-Gatter zugeführt werden, das an die Transistoren Impulse liefert, so daß die beiden Transistoren einer Seite des H nicht gleichzeitig leitend sind, wenn sie ihren logischen Zustand ändern.The subject of the invention is a latch voltage inverter which uses several bridges with ie four power transistors in a Η arrangement, the horizontal branch of the H comprising the primary coil of an output transformer, a first control pulse oscillator supplying pulses to the base of a first of the transistors and to . The above-mentioned pulses reverse pulses to a second transistor arranged on the same H-3 side as the first transistor conducts, while the bases of the transistors belonging to the other Η side are fed by a second oscillator which is voltage controlled and rotates at an angle 4 ^ T delivers phase-shifted pulses to the third transistor opposite the second transistor and passes reverse pulses to these pulses to the fourth transistor opposite the first transistor, with the individual bridges in series between the high voltage and ground and the secondary coils of all output transformers in series are connected, characterized in that the first and second oscillators each supply pairs of first undelayed signals and of second signals delayed by a time period 4 "t with respect to the alternating current period, both on the leading and on the trailing edge, and that all of these Pa are each fed to a NOR gate, which supplies pulses to the transistors, so that the two transistors on one side of the H are not conductive at the same time when they change their logical state.
609848/0277 ·/·609848/0277 /
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung gelangen ein erstes signal des ersten Oszillators und ein erstes Signal des zweiten Oszillators zu einem EXKLUoIV-ODER-Gatter, dessen Ausgang mit der Basis eines Filfstransistors verbunden ist, dessen Kollektor einerseits über einen Widerstand an eine Startvorrichtung angeschlossen ist, die eine abnehmende Spannungsrampe liefert, und andererseits an einen mit der Anode einer ODER-Diode verbundenen Integrator angeschlossen ist, wobei die Kathode der ODER-Diode mit einem Komparator verbunden ist, dessen anderer Eingang eine Bezugsspannung empfängt, während der Ausgang dieses Komparators zum Steuereingang des zweiten Oszillators führt.According to a preferred embodiment of the invention, a first signal from the first oscillator and a first one arrive Signal from the second oscillator to an EXCLUoIV OR gate, whose output is connected to the base of a Filfstransistor, whose collector on the one hand via a resistor to a Starting device is connected, which provides a decreasing voltage ramp, and on the other hand to one with the anode one OR diode connected integrator is connected, the cathode of the OR diode is connected to a comparator, whose other input receives a reference voltage, while the output of this comparator to the control input of the second Oscillator leads.
Unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen der Fig. 1 bis 6 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Soweit in den verschiedenen Figuren gleiche Bauteile auftauchen, werden sie mit denselben Bezugszeichen versehen.With reference to the schematic representations of FIGS. 1 to 6, an exemplary embodiment of FIG Invention described in more detail. Insofar as the same components appear in the various figures, they are given the same reference symbols Mistake.
Fig. 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Wechselrichter.Fig. 1 shows schematically an inverter according to the invention.
Fig. 2 stellt Diagramme für die Impulse des zweiten Oszillators und die auf die NICHT-ODER-Gatter gegebenen Impulse dar.FIG. 2 shows diagrams for the pulses from the second oscillator and the pulses applied to the NOR gates represent.
Fig. 3 stellt Diagramme der Impulse des zweiten Oszillators, der auf die NICHT-ODER-Gatter gegebenen Impulse und der sich daraus ergebenden Impulse dar.3 shows diagrams of the pulses of the second oscillator, the pulses given to the NOR gates and the the resulting impulses.
Fig. 4a und 4b zeigen Diagramme der auf die Transistoren des Wechselrichters gegebenen Impulse und der Ausgangsspannung, deren Phasenlage mnter Außerachtlassung der Verzögerung4a and 4b show diagrams of the pulses applied to the transistors of the inverter and the output voltage, their phase position ignoring the delay
609848/0277609848/0277
um den Winkel Δγ) des gesteuerten Oszillators variiert.varies by the angle Δγ) of the controlled oscillator.
Fig. 5 stellt eine abnehmende Spannungsrampe der Startvorrichtung dar.Fig. 5 illustrates a decreasing voltage ramp of the Starting device.
Fig. 6 zeigt Diagramme der Impulse und der entsprechenden Spannung während des Anlaufvorgangs.Fig. 6 shows diagrams of the pulses and the corresponding voltage during the start-up process.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der Wechselrichter aus einem ersten Oszillator 10, der Impulse mit einer Frequenz 6f einerseits auf einen Teilerzähler11 modulo 6 und andererseits auf eine Verzögerungsvorrichtung 12, die eine Verzögerung um <Δ t bewirkt, gibt. Die Verzögerungsvorrichtung 12 ist mit einem Teilerzähler 13 modulo 6 verbunden, der dem Teiler 11 gleicht. Die Ausgänge des Teilers 11 sind mit den BezugszeichenAs can be seen from Fig. 1, the inverter consists of a first oscillator 10, the pulses with a frequency 6f on the one hand to a divider counter11 modulo 6 and on the other hand to a delay device 12 which causes a delay of <Δ t. The delay device 12 is with connected to a divider counter 13 modulo 6, which is the same as the divider 11. The outputs of the divider 11 are identified by the reference symbols
I bis 6 und die Ausgänge des Teilers 13 mit den BezugszeichenI to 6 and the outputs of the divider 13 with the reference numerals
II bis 6· versehen. Jeder dieser Teiler teilt die Frequenz durch sechs und besitzt sechs Ausgänge (Fall eines Dreiphasenwandlers) . Für einen Einphasenwandler würden zwei Ausgänge genügen und beim Teiler würde es sich dann um einen Modulo-2-Teiler handeln. In Fig. 2 erkennt man, daß der Ausgang 4 um eine halbe Periode der Frequenz f zu den aus dem Ausgang 1 kommenden Impulsen phasenverschobene Impulse liefert. Die Impulse vom Ausgang 2 sind um 2 3t/3 im Verhältnis zum Ausgang verschoben, die Impulse vom Ausgang 5 um - J£/3, die Impulse vom Ausgang 3 um 4 JJt*/3 und die Impulse vom Ausgang 6 um Λ/3.I I to 6 · provided. Each of these dividers divides the frequency by six and has six outputs (case of a three-phase converter). Two outputs would be sufficient for a single-phase converter and the divider would then be a modulo-2 divider. In FIG. 2 it can be seen that the output 4 supplies pulses which are phase-shifted by half a period of the frequency f to the pulses coming from the output 1. The pulses from output 2 are shifted by 2 3t / 3 in relation to the output, the pulses from output 5 by - J £ / 3, the pulses from output 3 by 4 JJt * / 3 and the pulses from output 6 by Λ / 3 .
In Fig. 3 werden die von der Verzögerungsvorrichtung 12 kommenden, um ^t im Verhältnis zu den vom Steueroszillator lO kommenden Impulsen verzögerten Impulse gezeigt. Der Wert ^ t wird im Verhältnis zur Periode der Frequenz f klein gewählt und beträgt einige Mikrosekunden. Folglich sind die vom Teiler 13In Fig. 3 the coming from the delay device 12, delayed by ^ t in relation to the pulses coming from the control oscillator 10 pulses are shown. The value ^ t is chosen to be small in relation to the period of the frequency f and amounts to a few microseconds. Hence those from the divider are 13
609848/0277609848/0277
kommenden Impulse verzögert und weisen als Frequenz die Frequenz f auf. Lediglich die Impulse I1 und 41 werden hier dargestellt. Die entsprechenden Impulse gleicher Anfangsphase wie beispielsweise 1 und I1 werden auf zwei Eingänge eines ODER-(= NICHT-ODER)-Gatters 14 geleitet, das an seinem Ausgang einen logischen Zustand entsprechend der logischen Gleichung 1 + I1 liefert, gemäß der man den Zustand "1" lediglich dann erhält, wenn die beiden Eingänge sich gleichzeitig im Zustand "O" befinden. incoming pulses are delayed and have the frequency f as the frequency. Only the pulses I 1 and 4 1 are shown here. The corresponding pulses of the same initial phase, such as 1 and I 1, are passed to two inputs of an OR (= NOT-OR) gate 14, which supplies a logic state at its output corresponding to the logic equation 1 + I 1 , according to which the State "1" is only received when both inputs are in state "O" at the same time.
Ebenso werden die Impulse 4 und 4* auf ein ODER-GatterThe pulses 4 and 4 * are also sent to an OR gate
15 geleitet, das die Impulse 4 + 41 liefert.15, which delivers the pulses 4 + 4 1.
Die Impulse 1 + I1 werden durch einen Verstärker 16The pulses 1 + I 1 are transmitted through an amplifier 16
verstärkt, die Impulse 4 + 41 durch einen Verstärker 17. In Fig. 2 ist die Anordnung der transistorbestückten Brücken dargestellt. Jede Brücke besteht aus einem linken Zweig, der einen ersten Leistungstransistor Tl und einen zweiten Leistungstransis? tor T3 enthält, sowie einem rechten Zweig mit einem dritten Leistungstransistor T 4 und einem vierten Leistungstransxstor T2. Die Transistoren Tl, T2, T3, T4 der ersten Brücke sind in Serie mit den Transistoren T1I, T1 2, T'3, T14 einer zweiten Brücke zwischen einer Hochspannungsquelle + und der Masse angeordnet. Es ist klar, daß die Anzahl der in Reihe geschalteten Brücken ausreichend groß sein muß, damit jeder Transistor den ihm zugewiesenen Bruchteil der Hochspannung aushalten kann. In der Praxis können also mehr als zwei Brücken vorgesehen werden. Bei einem Dreiphasenwandler sind mindestens drei Brücken parallel vorhanden; also im Fall zweier Brücken in Reihe müßten noch vier zusätzliche Brücken rechts in der Zeichnung dargestellt werden.amplified, the pulses 4 + 4 1 by an amplifier 17. In Fig. 2, the arrangement of the transistor-equipped bridges is shown. Each bridge consists of a left branch, which has a first power transistor T1 and a second power transistor? contains tor T3, as well as a right branch with a third power transistor T 4 and a fourth power transistor T2. The transistors T1, T2, T3, T4 of the first bridge are arranged in series with the transistors T 1 I, T 1 2, T'3, T 1 4 of a second bridge between a high voltage source + and ground. It is clear that the number of bridges connected in series must be large enough for each transistor to withstand the fraction of the high voltage assigned to it. In practice, more than two bridges can be provided. A three-phase converter has at least three bridges in parallel; in the case of two bridges in a row, four additional bridges would have to be shown on the right in the drawing.
609 848/0277609 848/0277
Jede Brücke umfaßt eine Wicklung zwischen den gemeinsamen Anschlußpunkten AB bzw. 2\'Bl der Transistoren. Die Wicklung bildet die Primärwicklung eines Ausgangstransformators T bzw T1; eine Wicklung der Sekunö ärspule (L oder L1) nimmt die Wechselspannung am Ausgang der Wandler auf. Die Sekundärwicklungen L und L1 sind in Serie hintereinander geschaltet.Each bridge comprises a winding between the common connection points AB and 2 \ 'B l of the transistors. The winding forms the primary winding of an output transformer T or T 1 ; one winding of the secondary coil (L or L 1 ) absorbs the alternating voltage at the output of the converter. The secondary windings L and L 1 are connected in series one behind the other.
Die durch Verstärker 16 verstärkten Impulse 1 + I1 werden auf die Basen der Transistoren Tl und T1I geleitet. Die Impulse 4 + 41 werden nach Verstärkung durch den Verstärker 17 zu den Basen der Transistoren T3 und T1S geleitet. Ein Kontakt 18, der einen logischen Zustand "O" oder "1" liefert, ist mit dritten Eingängen der ODER-Gatter 14, 15, 24, 25 verbunden. So ist es möglich, durch Übertragen des Zustands "1" auf diese Eingänge die Ausgangsimpulse zu annullieren und somit den Wandler aus Sicherheitsgründen abzuschalten.The pulses 1 + I 1 amplified by the amplifier 16 are passed to the bases of the transistors T 1 and T 1 I. The pulses 4 + 4 1 are passed to the bases of the transistors T3 and T 1 S after amplification by the amplifier 17. A contact 18, which supplies a logic state “0” or “1”, is connected to third inputs of the OR gates 14, 15, 24, 25. It is possible to cancel the output pulses by transferring the status "1" to these inputs and thus switch off the converter for safety reasons.
Aus der Fig. 3 ist zu sehen, daß die beiden SignaleFrom Fig. 3 it can be seen that the two signals
1 + I1 und 4 + 41 nicht gleichzeitig positiv werden, wenn sie ihren Zustand wechseln. Folglich sind die Lexstungstransxstoren desselben Zweiges, wie beispielsweise Tl und T3, nicht gleichzeitig zu den Zeitpunkten eines Zustandswachsels leitend, wodurch Kurzschlüsse zwischen der Hochspannungsseite und der Masse vermieden werden.1 + I 1 and 4 + 4 1 do not become positive at the same time when they change their state. Consequently, the Lexstungstransxstoren the same branch, such as Tl and T3, are not simultaneously conductive at the times of a state change, whereby short circuits between the high-voltage side and the ground are avoided.
In Fig. 1 wird ein zweiter Oszillator 20 gezeigt, der spannungsgesteuert ist und im Verhältnis zum ersten Oszillator um einen Winkel ΔίΡ phasenverschobene Impulse mit der Frequenz 6f wie der erste Oszillator 10 liefert. Diese Impulse werden durch einen dem Teiler 11 entsprechenden Teilerzähler 21 geteilt und durch eine der Vorrichtung 12 entsprechende, um den festen Viert1 shows a second oscillator 20 which is voltage-controlled and, in relation to the first oscillator, delivers pulses at the frequency 6f which are phase-shifted by an angle ΔίΡ, like the first oscillator 10. These pulses are divided by a divider counter 21 corresponding to the divider 11 and by one of the device 12 corresponding to the fixed fourth
609848/0277609848/0277
verzögernde Verzögerungsvorrichtung 22 verzögert und anschließend durch einen dem Teiler 13 entsprechenden, Teiler geteilt. Die Teiler 21 und 23 liefern Impulse 1 ψ bis 6 & bzw. 1'ζ? bis 61^ , die sich von den Impulsen 1 bis 6 und I1 bis G1 lediglich durch die Phasenverschiebung ^^unterscheiden. Impulse l\ß und I1J^ werden einem ODER-Gatter 24 nach Verstärkung durch einen Verstärker 26 zugeführt und auf die Basen der Transistoren T4 und T14 geleitet. Ebenso werden die Impulse 4 γ und 41 Φ einem ODER-Gatter 25 nach Verstärkung durch den Verstärker 27 zugeführt und auf die Basen der Transistoren T2 und T12 geleitet. Gleiches gilt für die Impulse 2 Φ , 3tß , 5p und 6 ψ .delaying delay device 22 delayed and then divided by a divider 13 corresponding to divider. The dividers 21 and 23 deliver pulses 1 ψ to 6 & or 1'ζ? to 6 1 ^, which differ from the pulses 1 to 6 and I 1 to G 1 only by the phase shift ^^. Impulse l \ ß and I 1 J ^ an OR gate 24 are supplied to and after amplification by an amplifier 26 directed to the bases of transistors T4 and T 1. 4 The pulses 4 γ and 4 1 Φ are also fed to an OR gate 25 after amplification by the amplifier 27 and passed to the bases of the transistors T2 and T 1 2. The same applies to the pulses 2 Φ, 3tß, 5p and 6 ψ .
In Fig. 4a werden die verschiedenen auf die Basen der Transistoren Tl, T2, T3, T4 geleiteten Impulse g'ezeigt. Man sieht, daß die auf die Basen der Transistoren T2 und T4 geleiteten Impulse um einen Winkelβψzu den auf Tl und T3 gesandten Impulsen verschoben sind. Die Verschiebung um ^t, die durch die Verzögerungsvorrichtungen 12 und 13 eingeführt wird, wurde in Fig. 4a aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt. Die Subtraktion der Potentialunterschiede VA-VD und VB-VD ergibt VA-VB, dessen periodische Form in eine Sinuskurve umgewandelt werden kann.In FIG. 4a, the various pulses transmitted to the bases of the transistors T1, T2, T3, T4 are shown. It can be seen that the pulses conducted to the bases of the transistors T2 and T4 are shifted by an angle βψ to the pulses sent to Tl and T3. The shift by ^ t introduced by the delay devices 12 and 13 has not been shown in FIG. 4a for the sake of simplicity. The subtraction of the potential differences VA-VD and VB-VD results in VA-VB, the periodic form of which can be converted into a sine curve.
Zur Regelung dieser Ausgangsspannung wird diese in eine Gleichrichter-, Filter- und Spannungsteilervorrichtung und anschließend auf eine Diode 29 geleitet, die zu fünf Dioden 29 bis 33 gehört, mit denen die logische ODER-Funktion durchgeführt werden kann. Die Kathoden der Dioden sind sämtlich an einen Eingang eines !Comparators 34 angeschlossen, dessen andererTo regulate this output voltage, it is fed into a rectifier, filter and voltage divider device and then passed to a diode 29, which belongs to five diodes 29 to 33, with which the logical OR function is carried out can be. The cathodes of the diodes are all connected to one input of a comparator 34, the other of which
609848/0277609848/0277
Eingang 35 eine Bezugsspannung erhält. Die Ausgangsspannung des Komparators 34 bestimmt die Phasenverschiebung £AV0 des Oszillators 20.Input 35 receives a reference voltage. The output voltage of the comparator 34 determines the phase shift £ AV0 of the Oscillator 20.
So wirkt ein kleiner Phasenverschiebungswinkel (Fig. 4a) dahingehend, Rechteckimpulse großer Dauer zu erzeugen. Ein größerer Phasenverschiebungswinkel (Fig. 4b) bewirkt die Erzeugung von Rechteckimpulsen (VA-VB) geringerer Länge. Im Falle der Fig. 4a ist die bei + angelegte Hochspannung relativ gering, und im Falle der Fig. 4b ist diese Spannung relativ groß. In beiden Fällen ist das Produkt aus Signaldauer und Amplitude wie erwünscht konstant. Wenn die Hochspannung am niedrigsten ist, ist nämlich die gleichgerichtete auf den ersten Eingang des Komparators 34 gegebene Spannung gleich der Bezugsspannung 25, und die Phasenverschiebung A^ des Oszillators 20 ist Null. Nimmt die Hochspannung zu, so wächst auch die gleichgerichtete Spannung, und der Abstand zwischen der Bezugsspannung und der gleichgerichteten Spannung wächst, was zur Folge hat, daß auch der Phasenverschiebungswinkel &{P zunimmt und folglich die Ausgangsspannung des Wandlers sinkt.Thus, a small phase shift angle (FIG. 4a) acts to generate square-wave pulses of great duration. A larger phase shift angle (Fig. 4b) causes the generation of square-wave pulses (VA-VB) of shorter length. In the case of FIG. 4a the high voltage applied at + is relatively low, and in the case of FIG. 4b this voltage is relatively high. In both cases, the product of signal duration and amplitude is constant, as desired. When the high voltage is lowest, the rectified voltage applied to the first input of the comparator 34 is equal to the reference voltage 25 and the phase shift A ^ of the oscillator 20 is zero. If the high voltage increases, the rectified voltage also increases, and the distance between the reference voltage and the rectified voltage increases, with the result that the phase shift angle & {P also increases and consequently the output voltage of the converter decreases.
Die Diode 29 dient der Regelung der Ausgangsspannung in Abhängigkeit von den Hochspannungsänderungen. Die Anode der Diode 30 ist ebenfalls mit einem Filtergleichrichter verbunden, der die Spannung eines Stromwandlers empfängt, der an den Klemmen des vom von den Sekundräspulen L und L1 kommenden Stroms durchflossenen Leiters angeordnet ist.The diode 29 is used to regulate the output voltage as a function of the high voltage changes. The anode of the diode 30 is also connected to a filter rectifier which receives the voltage of a current transformer which is arranged at the terminals of the conductor through which the current flowing from the secondary coils L and L 1 flows.
Die Diode 30 dient so dazu, den zur Sekundärspule des Wandlers übergehenden Strom zu begrenzen.The diode 30 is used to the secondary coil of the Converter to limit the current passing through.
609848/0277609848/0277
Die Dioden 31, 32, 33 dienen zur Einregelung der Phasenverschiebung£^γbeim Anlaufen. Die Diode 31 ist für die Phase 1, die Diode 32 für die Phase 2 und die Diode 33 für die Phase 3 vorgesehen, deren Anschlüsse hier nicht dargestellt sind.The diodes 31, 32, 33 are used to adjust the phase shift £ ^ γ when starting. The diode 31 is provided for phase 1, the diode 32 for phase 2 and the diode 33 for phase 3, the connections of which are not shown here.
Eine Steuerung des Winkels Ol^ ist beim Anlaufen unabdingbar, weil dieser Winkel beim Start beliebig ist.und unbedingt vermieden werden muß, eine einer niedrigen Spannung entsprechende Phasenverschiebung zu erhalten, wenn die Hochspannung ihren hohen Wert erreicht.A control of the angle Ol ^ is essential when starting, because this angle is arbitrary at the start and must be avoided at all costs, a low voltage to obtain appropriate phase shift when the high voltage reaches its high value.
Gemäß Fig. 1 ist zu diesem Zweck eine Startvorrichtung 36 vorgesehen, die eine Spannung liefert, die die Form der in Fig. 5 gezeigten Kurve aufweist. Bei Abwesenheit der Hochspannung verläuft die Kurve als Gerade parallel zur Zeitachse in Höhe der Ordinate Vmax, die 50 Volt entsprechen kann. Bei vorliegender Hochspannung nimmt die Kurve exponentiell bis auf einen Wert Vmin Kondensatorentladung ab, der 10 Volt betragen kann. Über einen Widerstand 41 wird diese Spannung dem Kollektor eines Transistors 37 zugeführt, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Basis über einen Widerstand 38 an den Ausgang eines EXKLUSIV-ODER-Gatters 39 angeschlossen ist. Die Eingänge des EXKLUSIV-0DER-Gatters 39 sind mit den Teilern 11 und 21 verbunden, d.h. für den Fall der in Fig.l beschriebenen Phase 1, mit den Ausgängen 1 und 1 φ . Am Ausgang des Kollektors des Transistors 37 ist ein Integrator 40 angeordnet. Dieser Integrator 40 ist mit der Anode der Diode 31 verbunden, deren Kathode zum Komparator 34 und zum zweiten spannungsgesteuerten Oszillator 20 führt. In Fig. 6 werden die Signale 1 und I^ um einenAccording to FIG. 1, a starting device 36 is provided for this purpose which supplies a voltage which has the shape of the curve shown in FIG. In the absence of high voltage, the curve runs as a straight line parallel to the time axis at the level of the ordinate Vmax, which can correspond to 50 volts. When the high voltage is present, the curve decreases exponentially down to a value Vmin capacitor discharge, which can be 10 volts. This voltage is fed via a resistor 41 to the collector of a transistor 37, the emitter of which is connected to ground and the base of which is connected to the output of an EXCLUSIVE-OR gate 39 via a resistor 38. The inputs of the EXCLUSIVE-0DER gate 39 are connected to the dividers 11 and 21, ie for the case of phase 1 described in FIG. 1, to the outputs 1 and 1 φ . An integrator 40 is arranged at the output of the collector of transistor 37. This integrator 40 is connected to the anode of the diode 31, the cathode of which leads to the comparator 34 and to the second voltage-controlled oscillator 20. In Fig. 6, the signals 1 and I ^ are by one
609848/0277 ·/.609848/0277 · /.
großen Winkel fcSpverschoben gezeigt. Am Ausgang des EXKLUSIV-ODER-Gatters
39 liegt das Signal 1ψ + 1ψ vor. Dem durch
dieses Signal dargestellten logischen Zustand "O" entspricht
die Leitfähigkeit des Transistors 37, der an seinem Kollektor
positive Impulse der Spannung Vc relativ kurzer Dauer liefert. Diese vom Integrator integrierten Impulse liefern eine Spannung
wie beispielsweise VA, die auf den spannungsgesteuerten Oszillator
20 einwirkt. Wenn die Hochspannung angelegt wird, wird der Anlaufvorgang eingeleitet, der eine Verringerung der am Kollektor
angelegten Spannung und somit ein Sinken der Spannung VA
am Ausgang des Integrators und folglich· eine Verkleinerung des Winkels θψ nach sich zieht.large angle fcSp shown shifted. The signal 1ψ + 1ψ is present at the output of the EXCLUSIVE OR gate 39. That through
this signal corresponds to the logic state "O" shown
the conductivity of the transistor 37, which is at its collector
supplies positive pulses of the voltage Vc of relatively short duration. These pulses integrated by the integrator supply a voltage such as VA, for example, which acts on the voltage-controlled oscillator 20. When the high voltage is applied, the start-up process is initiated, which reduces the voltage applied to the collector and thus a decrease in the voltage VA
at the output of the integrator and consequently · leads to a reduction in the angle θψ .
Dank der Startvorrichtung, der Reihenanordnung der
Brücken zwischen der Hochspannung und der Masse, der Steuerung aller Leistungstransistoren derselben Phase durch Signale, die
nicht die Transistoren desselben Zweigs der Brücke gleichzeitig leitend machen, kann somit der erfindungsgemäße Wechselrichter
Leistungstransisto^en im Hochspannungsbetrieb einsetzen.Thanks to the starting device, the row arrangement of the
Bridges between the high voltage and the ground, the control of all power transistors of the same phase by signals that do not make the transistors of the same branch of the bridge conductive at the same time, the inverter according to the invention can thus use power transistors in high-voltage operation.
Anwendungsgebiete ergeben sich bei Wandlern von Gleichspannung in Einphasan- oder Dreiphasenwechselspannung, wie sie bei elektrischen Eisenbahnanlagen eingesetzt werden, sowie bei Gleichspannungswandlern, wobei die Ausgangswechselspannung gleichgerichtet und gefiltert wird.Areas of application arise with converters from direct voltage to single-phase or three-phase alternating voltage, as they do be used in electrical railway systems, as well as in DC voltage converters, the output AC voltage being rectified and is filtered.
PatentansprücheClaims
609848/0277 ·609848/0277
Claims (1)
gekennzeichnet, daß ein erstes Signal des ersten Oszillators |1O) und ein erstes Signal des zweiten Oszillators (2O) zu einen* EXKLUSIV-ODER-Gatter (39) gelangen, dessen Ausgang mit der Basis eines Hxlfstransxstors (37) verbunden ist, dessen Kollektor einerseits über einen Widerstand (41) an eine Startvorrichtung (36) angeschlossen ist, die eine abnehmende
Spannungsrampe liefert und andererseits an einen mit der Anode einer ODER-Biode (31) verbundenen Integrator (4O) angeschlossen ist, wobei die Kathode der QDER-Biode mit einem Komparator (34) verbunden ist* dessen anderer Eingang (35) eine Bezugsspannung empfängt, während der Ausgang dieses Komparators zum Steuer—
eingang des zweiten Oszillators (20) führt.2 - Wechselrxchter according to claim 1, characterized
characterized in that a first signal of the first oscillator | 1O) and a first signal of the second oscillator (2O) reach an * EXCLUSIVE-OR gate (39), the output of which is connected to the base of an Hxlfstransxstors (37) whose collector on the one hand connected via a resistor (41) to a starting device (36) which has a decreasing
Supplies voltage ramp and on the other hand is connected to an integrator (4O) connected to the anode of an OR diode (31), the cathode of the QDER diode being connected to a comparator (34) whose other input (35) receives a reference voltage, while the output of this comparator for control
input of the second oscillator (20) leads.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7515115A FR2311444B1 (en) | 1975-05-15 | 1975-05-15 | HIGH VOLTAGE POWER CONVERTER USING TRANSISTORS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2620601A1 true DE2620601A1 (en) | 1976-11-25 |
Family
ID=9155263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19762620601 Withdrawn DE2620601A1 (en) | 1975-05-15 | 1976-05-10 | HIGH VOLTAGE INVERTERS EQUIPPED WITH POWER TRANSISTORS |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE841107A (en) |
| DE (1) | DE2620601A1 (en) |
| ES (1) | ES447941A1 (en) |
| FR (1) | FR2311444B1 (en) |
| GB (1) | GB1513318A (en) |
| IT (1) | IT1063295B (en) |
| PT (1) | PT65097B (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4414677A1 (en) * | 1994-04-27 | 1995-11-02 | Pintsch Bamag Ag | High voltage DC-DC converter |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3373338A (en) * | 1967-02-02 | 1968-03-12 | Gen Electric | Power conversion system with magnetically forced voltage sharing for the switching devices |
| US3416062A (en) * | 1963-11-12 | 1968-12-10 | Svenska Ackumulator Ab | Device for the conversion of a direct current into a sinusoidal alternating current |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1382856A (en) * | 1963-02-21 | 1964-12-18 | Thomson Houston Comp Francaise | Improvements to electrical energy conversion systems |
| US3461405A (en) * | 1967-09-11 | 1969-08-12 | Bell Telephone Labor Inc | Driven inverter dead-time circuit |
| US3609507A (en) * | 1970-05-05 | 1971-09-28 | Garrett Corp | Polyphase inverter system having fault protection and output amplitude regulation through pulse width modulation |
-
1975
- 1975-05-15 FR FR7515115A patent/FR2311444B1/en not_active Expired
-
1976
- 1976-04-26 BE BE1007341A patent/BE841107A/en not_active IP Right Cessation
- 1976-05-05 GB GB18497/76A patent/GB1513318A/en not_active Expired
- 1976-05-10 DE DE19762620601 patent/DE2620601A1/en not_active Withdrawn
- 1976-05-12 IT IT7623175A patent/IT1063295B/en active
- 1976-05-13 PT PT65097A patent/PT65097B/en unknown
- 1976-05-14 ES ES447941A patent/ES447941A1/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3416062A (en) * | 1963-11-12 | 1968-12-10 | Svenska Ackumulator Ab | Device for the conversion of a direct current into a sinusoidal alternating current |
| US3373338A (en) * | 1967-02-02 | 1968-03-12 | Gen Electric | Power conversion system with magnetically forced voltage sharing for the switching devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2311444A1 (en) | 1976-12-10 |
| PT65097A (en) | 1976-06-01 |
| ES447941A1 (en) | 1977-06-16 |
| PT65097B (en) | 1977-09-14 |
| GB1513318A (en) | 1978-06-07 |
| IT1063295B (en) | 1985-02-11 |
| BE841107A (en) | 1976-10-26 |
| FR2311444B1 (en) | 1977-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0382110B1 (en) | Output control circuit for reversers, and high-frequency power supply for the DC supply of a welding station | |
| DE1763751C3 (en) | Pulse generator for a pulse train synchronized with an alternating voltage with an adjustable phase angle | |
| DE2423718A1 (en) | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING AN AC VOLTAGE | |
| DE1914485A1 (en) | Static converter without output transformer | |
| DE2457838B2 (en) | ARRANGEMENT FOR THE CONTROL OF THE SPEED OF AN AC MOTOR | |
| DE3834933A1 (en) | SWITCHING POWER SUPPLY WITH REDUCED NOISE | |
| DE2726819A1 (en) | INVERTER | |
| DE3400671C1 (en) | Inverter for feeding a consumer with an inductive component | |
| DE2311530A1 (en) | GENERATOR FOR GENERATING A SIGNAL PROCESS | |
| DE3341768A1 (en) | TRIANGULAR SHAFT GENERATOR | |
| DE2301260A1 (en) | PULSE GENERATOR WITH INTEGRATOR LEVEL | |
| DE1488105A1 (en) | Generator for a variable frequency | |
| DE2620601A1 (en) | HIGH VOLTAGE INVERTERS EQUIPPED WITH POWER TRANSISTORS | |
| DE1638881A1 (en) | Directly coupled static inverter | |
| DE2423601C3 (en) | Method and circuit arrangement for controlling the controllable main valves of two inverters | |
| DE1613691C3 (en) | Circuit arrangement for limiting the induction current in an induction motor | |
| DE1270130B (en) | Method for generating an amplitude-modulated high-frequency oscillation of high power with high efficiency and circuit for its implementation | |
| DE4302687A1 (en) | Method and inverter for the conversion of direct current into three-phase current | |
| DE2744484A1 (en) | MODULATOR WITH DELAY CABLE | |
| DE69112470T2 (en) | Electrical supply device with energy reserve, in particular for a microwave tube. | |
| DE709712C (en) | Arrangement for controlling inverters working with grid-controlled vapor or gas discharge vessels | |
| DE2416740C2 (en) | Control circuit for controlling a switching regulator | |
| DE748159C (en) | Circuit arrangement for generating a sawtooth-shaped current in the deflection coil of a cathode ray tube | |
| EP0491690B1 (en) | Process for control of a multi-stage pulse converter | |
| DE2261178C3 (en) | Circuit arrangement for balancing the square-wave alternating voltage half-waves of an externally controlled inverter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8130 | Withdrawal |