DE2624408A1 - Transformatorloser gleichstromumrichter - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser' Zeichen: Berlin und München _Λ VPA TR P 6 6 3 3 BRD

Transformatorloser Gleichstromumrichter

Die Erfindung bezieht sich auf einen transformatorlosen Gleichstromumrichter mit einem zwischen einem Pol der Eingangsspannungsquelle und der gleichpoligen Ausgangsklemme angeordneten Ladekondensator und mit zvei von einem Taktgeber abwechselnd leitend gesteuerten Schalttransistoren zur Steuerung von Schaltmitteln für eine periodische Larlmigsverschiebung von einem Zwischenkondensator auf den Ladekoadensator.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits bekannt (DT-OS 1 638 195). Unter Verwendung eines astabilen Multivibrators und zwei weiterer Schalttransistoren werden bei dieser Schaltungsanordnung abwechselnd zwei Zwischenkondensatoren an einer Eingangsspannungsquelle geladen und danach über eine Gleichrichterbrückenschaltung auf einen Entladekondensator entladen. Eine Stabilisierung der Ausgangsspannung ist hierbei nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen transformatorlosen Gleichstromumrichter der eingangs genannten Art mitge-

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ringem Schaltungsaufwand so zu verbessern, daß die Ausgangsspannung unabhängig von Schwankungen der Yersorgungsspannung und von der Belastung konstant gehalten werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einer 'er Schalttransistoren den Ladekreis, bestehend aus der Reihenjchaltung einer Entkopplungsdiode, des Zwischenkondensators, eines Vorwiderstandes und der Kollektor-Emitterstrecke eines Ladetransistors und der andere Schalttransistor die Ladungsverschiebung vom Zwischenkondensator auf den Ladekondensator mittels weiterer Transistoren steuert und daß zur Erzeugung einer stabilisierten Ausgangsspannung die im Stromkreis für die Ladungsverschiebung liegende Kollektor-Emitterstrecke des Transistors während ihrer Durchlaßphase zusätzlich von der verstärkten Regelabweichung, die durch einen Vergleich der Ausgangsspannung mit einer Bezugsgleichspannung gebildet wird, gesteuert ist.

Der die Ladungsverschiebung vom Zwischenkondensator auf den Ladekondensator steuernde Transistor wird hier in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung vom Schaltbetrieb auf Verstärkerbetrieb umgesteuert und nimmt bei überschreiten der Soll-Ausgangsspannung Spannung auf. -

Die Erfindung wird an Hand der Figuren 1 und 2 näher erläutert.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten positiven und in Fig. 2 einer geregelten negativen Ausgangsspannung dargestellt.

Zwischen dem Pulspol der Eingangsgleichspannung Ug und der positiven Klemme für die Ausgangsspannung U^ ist ein Ladekondensator C2 eingeschaltet. Die am Kondensator C2 durch Ladungsverschiebung erhaltene Spannung addiert sich zur Eingangsspannung, so daß die Ausgangsspannung U_A größer als die Eingangsspannung Ug aber kleiner als der zweifache Wert der Eingangsspannung ist. Die

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Ladungsverschiebung erfolgt durch periodisches Umladen eines Zwischenkondensators C1 auf den Ladekondensator C2. Der Zwischenkondensator C1 wird hierzu entsprechend einer von einem Taktgeber T gelieferten symmetrischen Arbeitsfrequenz von z.B. 20 kHz periodisch durch die Eingangsspannung Ug aufgeladen und dann auf den Ladekondensator C2 entladen. Der Taktgeber T liegt an der Eingangsspannung und steuert mit seiner Ausgangswechselspannung zwei mit ihren Kollektor-Emitterstrecken in Reihe geschaltete Komplementärtransistoren T1 und T2. deren Kollektorelektroden über Arbeitswiderstände an der Eingangsspannung liegen. Der Schalttransistor T2 steuert einen Ladekreis für den Zwischenkondensator C1, während der Schalttransistor T1 einen Stromkreis für die Ladungsverschiebung vom Zwischenkondensator auf den Ladekondensator C2 steuert. Der Kollektor des Schalttransistors T2 ist mit der Basis eines weiteren Transistors T3 verbunden, dessen Emitter am Bezugspotential der Eingangsspannung liegt. Der Kollektor des Transistors T3 liegt in Reihenschaltung mit einem Widerstand R1, dem Zwischenkondensator C1 und einer Entkopplungsdiode D1 an der positiven Klemme der Eingangsspannung. Während der Ladephase des Zwischenkondensators sind die Transistoren T2 und T3 in den Durchlaßbereich gesteuert, so daß der Zwischenkondensator C1 über Gen Widerstand R1 und über die in Durchlaßrichtung gepolte Diode D1 aufgeladen wird. Sobald der Taktgeber T umschaltet, werden die Transistoren T2, T3 gesperrt und zunächst der Transistor T1 leitend gesteuert. Der Kollektor des Transistors T1 ist mit der Basis eines Transistors T4 verbunden, der über einen Transistor T5 den Stromkreis für die Ladungsverschiebung steuert. Die Transistoren T4 und' T5 werden zusammen ait dem Schalttransistor T1 leitend, so daß sich der Zwischenkondensator C1 über die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T5 einen Widerstand R2 und eine Diode D2 auf den Ladekondensator C2 entladen kann.

Die Regelung der Ausgangsspannung U^ erfolgt durch zusätzliche Beeinflussung des Transistors T4 in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung. Mittels eines Spannungsteilers R4, R5 wird eine

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der Ausgangsspannung proportionale Spannung gebildet, die mit einer Bezugsspannung, die von einem Spannungsteiler mit einem Widerstand R6 und einer Zenerdiode ZD abgeleitet wird, in einem Operationsverstärker IC verglichen. Die verstärkte Regelabweichung beeinflußt über einen Transistor T6 und einen Widerstand R3 die Ansteuerung des Transistors T4. Sobald die Ausgangsspannung U_A auf zu hohe Werte ansteigen will, wird während der Durchflußphase des Transistors T4 seine Ansteuerung definiert verringert, so daß an der Kollektor-Emitterstrecke dieses Transistors ein Spannungsabfall auftritt und durch entsprechende Verringerung der Spannung am Ladekondensator C2 die Ausgangsspannung U. auf ihren Sollwert zurückgeht.

Die Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer geregelten negativen Ausgangsspannung gemäß Fig. 2 arbeitet im wesentlichen wie die beschriebene Schaltung nach Fig. 1. Schaltungsmäßig ergeben sich die Unterschiebe, daß die periodische Aufladung des Zwischenkondensators C1 vom Schalttransistor T2 über die Transistoren T7 und T8 und die Ladungsverschiebung vom Zwischenkondensator C1 auf den Ladekondensator C2 vom Schalttransistor T1 über dei Transistor T9 gesteuert wird. Außerdem ist der Regelkreis für die Stabilisierung der Ausgangsspannung vereinfacht, da die verstärkte Regelabweichung direkt über einen Widerstand R3 die Ansteuerung des Transistors T9 beeinflußt.

1 Patentanspruch

2 Figuren

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Transformatorloser Gleichstromumrichter mit einem zwischen einem Pol der Eingangsspannungsquelle und der gleichpoligen Ausgangsklemme angeordneten Ladekondensator und mit zwei von einem Taktgeber abwechselnd leitend gesteuerten Schalttransistoren zur Steuerung von Schaltmitteln für eine periodische Ladungsverschieoung von einem Zwischenkondensator auf den Ladekondensator, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schalttransistoren (T2) den Ladekreis, bestehend aus der Reihenschaltung einer Entkopplungsdiode (D1), des Zwischenkondensators (C1), eines Vorwiderstandes (R1) und der Kollektor-Emitterstrecke eines Ladetransistors (T3 bzw. T7, T8) und der andere Schalttransistor (T1) die Ladungsverschiebung vom Zwischenkondensator (C1) auf den Ladekondensator (C2) mittels weiterer Transistoren (T4, T5 bzw. T9) steuert und daß zur Erzeugung einer stabiliserten Ausgangsspannung die im Stromkreis für die Ladungsverschiebung liegenden Kollektor-Emitterstrecken der Transistoren (T4, T5 bzw. T9) während ihres leitenden Zustandes zusätzlich von der verstärkten Regelabweichung, die durch einen Vergleich der Ausgangsspannung mit einer Bezugsgleichspannung gebildet wird, gesteuert ist.

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