DE2629318A1 - Gleichspannungswandler fuer hohe spannungen - Google Patents
Gleichspannungswandler fuer hohe spannungenInfo
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Description
57/76 PL/DP 2.6.1976
2679318
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)
Gleichspannungswandler für hohe Spannungen
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gleichspannungswandler für hohe Spannungen, insbesondere ein Batterieladegerät
oder ein Speisegerät.
Seit längerer Zeit gehören Gleichspannungswandler dieser Art zum Stande der Technik. Einige Beispiele solcher Schaltanordnungen
sind in "VALVO Berichte", Band XVIII, Heft 1/2, S. 143 bis 154, beschrieben und dargestellt. Heute steht
z.B. eine Palette von Leistungs-Schalttransistoren mit kurzen Schaltzeiten und Sperrspannungen bis zu 1,5 kV zur Verfügung.
Bei höheren Eingangsspannungen von mehreren kV ergeben sich
jedoch Schwierigkeiten, da Transistoren wegen der stark streu-
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enden Abschaltverzugs zeiten nicht ohne weiteres in Serie geschaltet
werden können.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zu Grunde, einen Gleichspannungswandler für hohe Spannungen zu schaffen, der
auch hohe Eingangsspannungen von mehreren kV beherrschen kann.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,
dass das Hochspannungs-Trans istorgerät wenigstens zwei eingangsseitig
in Serie geschaltete Funktionseinheiten enthält, deren jede einen zwischen den Eingangsklemmen der Funktionseinheit
liegenden Eingangskondensator aufweists zu welchem Kondensator
eine Serienschaltung bestehend aus einem Halbleiterschaltelement und der Primärseite eines Transformators parallelgeschaltet
ist.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass der Eingangskondensator jeder Funktionseinheit deren Eingangsspannung
während der Periodendauer der Schaltfrequenz praktisch konstant hält. Die Anzahl der Funktionseinheiten ist der Eingangsspannung
in bezug auf die Sperrspannung der verwendeten Halbleiterschaltelemente angepasst.
Es ist zweckmässig, wenn die Halbleiterschaltelemente an einen
Ausgang eines ausgangsspannungs- oder aus gangs stromabhängig-
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gen Reglers geschaltet sir.d. Diese Anordnung sichert ein
gleichzeitiges Ansteuern der Halbleiterscnalter der einzelnen Funktionseinheiten, so dass dadurch automatisch eine gleichmässige Aufteilung der Eingangsspannung auf die einzelnen Funktionseinheiten gesichert wird. Es ist vorteilhaft, wenn die Ausgänge der Funktionseinheiten parallel geschaltet sind. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung sind die Ausgänge der Funktionseinheiten in Serie geschaltet. Die
Halbleiterschaltelemente sind vorzugsweise durch Transistoren oder Thyristoren gebildet.
gleichzeitiges Ansteuern der Halbleiterscnalter der einzelnen Funktionseinheiten, so dass dadurch automatisch eine gleichmässige Aufteilung der Eingangsspannung auf die einzelnen Funktionseinheiten gesichert wird. Es ist vorteilhaft, wenn die Ausgänge der Funktionseinheiten parallel geschaltet sind. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung sind die Ausgänge der Funktionseinheiten in Serie geschaltet. Die
Halbleiterschaltelemente sind vorzugsweise durch Transistoren oder Thyristoren gebildet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Zwischen den Eingangskieramen K für die hohe Eingangsspannung
υ" sind mehrere Funktionseinheiten F , F usw. in Serie geschaltet.
Jede Funktionseinheit F , F, usw. enthält einen
Eingangskondensator C1, C1 usw. Die Kondensatoren C-., C ,.. liegen in Serie zu den Eingangskleinen K . Parallel zu jedem Kondensator liegt ein Schaltrransistor T1, T usw. in Serie mit der Primärseite eines Transformators ΪΙ , M usw. An der Sekundärseite des Transformators M , M usw. ist eine Diode D11, D usw. in Serie mit einer Speicherdrossel L , L usw. angeordnet. Die Speicherdrossel L1, L usw. ist mit einer
Eingangskondensator C1, C1 usw. Die Kondensatoren C-., C ,.. liegen in Serie zu den Eingangskleinen K . Parallel zu jedem Kondensator liegt ein Schaltrransistor T1, T usw. in Serie mit der Primärseite eines Transformators ΪΙ , M usw. An der Sekundärseite des Transformators M , M usw. ist eine Diode D11, D usw. in Serie mit einer Speicherdrossel L , L usw. angeordnet. Die Speicherdrossel L1, L usw. ist mit einer
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Freilaufdiode D , D usw. ergänzt und am Ausgang jeder
Funktionseinheit F , F usw. ist ein Siebkondensator C,2,
C usw. geschaltet. Die Ausgänge aller Funktionseinheiten F , F usw. sind in diesem Beispiel parallelgeschaltet. Ein
für alle Funktionseinheiten F , F usw. gemeinsamer Regler R ist mit Ansteuervorrichtungen A , A usw. der Schalttransistoren
T , T usw. verbunden.
Die Wirkungsweise der erfindungcgenassen Anordnung ist folgende:
Die hohe Eingangsspannung U verteilx sich auf die
einzelnen unabhängigen Funktionseinheiten F , F , usw. Es ist selbstverständlich, dass diese Funktionseinheiten F , F usw.
für eine kleinere Spannung ausgebildet sind, als die Eingangsspannung U ist. Die schnellen Schalttransistoren T, ,
T usw. ermöglichen hohe Arbeitsfrequenzen und damit Transformatoren
M1, H usw. und Speicherdrosseln L , L usw. geringen
Volumens. Die Schalttransistoren T1, T usw. jeder
Funktionseinheit F , F usw. werden von den Ansteuervorrichrungen
A , A usw. angesteuert, die die benötigten Signale vom Regier R potentialgetrennt erhalten. Wenn man die
Schalttransistoren T , T usw. aller Funktionseinheiten F1,
F usw. gleichzeitig schalten lässt, teilt sich die Eingangsspannung U zwangsläufig gleichmässig auf die einzelnen
Funktionseinheiten F , F usw. auf. Wenn nämlich z.B. die
Teilspannung über die Funktionseinheit F1 aus irgendeinem
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Grund absänke, ergäbe sich wegen der ausgangsseitigen Parallelschaltung
sofort ein kleinerer Strom. Die somit kleinere übertragene Leistung bewirkte unmittelbar ein Ansteigen der Spannung
über dem Eingangskondensator C . der Funktionseinheit F.. An der Sekundärseite des Transformators H , (M , usw.)
wird die übertragene Spannung mit Hilfe der Diode D , (D , usw.)
gleichgerichtet und von der Speicherdrossel L , (L usw.) in Verbindung mit der Freilaufdiode D19 (D00 usw.) an den Ausgang
abgegeben, wo sie noch mit dem Siebkondensator C „, (C_9
usw) geglättet wird.
Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung Dargestellte
selbstverständlich nicht beschränkt. So könnten an Stelle der dargestellten Funktionseinheiten F1, F„ usw.
folgende Varianten Verwendung finden: ein an sich bekannter z.B. im genannten VALVO-Bericht beschriebener Gegentaktdurchflusswandler
in Parallel-, Brücken- oder Serienschaltung. An Stelle von Schalttransistoren könnte ein Schaltglied mit
Thyristoren und zugehöriger, an sich bekannter Löschschaltung eingesetzt werden.
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Leerseite
Claims (1)
- -Jf- 57/76Patentansprüche1.) Gleichspannungswandler für hohe Spannungen, insbesondere Batterieladegerät oder Speisegerät, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens zwei eingangsseitip in Serie geschaltete Funktionseinheiten (P1, F9, ...) enthält, deren jede einen zwischen den EingangSKlemmen der Funktior.seir.neit liegenden Eingangskondensatcr (C.,, C-3,, ...) auf waist, zu welchen Kondensator eine Serienschaltun?; bestehend aus eine- Halbleiterschaltelement (T , T„, ...) und der Friir.'irseite eines Transformators (..-., Mp, ...) parallel^eschaltet ist.2. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, dass die Halbleiterschaltelenente (T1, T„, ...) an einen Ausgang eines ausgangsspannungs- oder ausgangsstromabhängigen Reglers (R) geschaltet sind.3. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Fumctionseinheiten (F,, F„, ...) parallel geschaltet sind.M. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der Funktionseinheiten (F,, F», ...)709850/0617ORIGINAL INSPECTED- / - 57/76in Serie geschaltet sind.5. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterschaltelement (T,, T„, ...) durch einen Transistor gebildet wird.6. Gleichspannungswandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterschaltelement durch einen Thyristor gebildet wird.BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.709850/0617
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1977
- 1977-06-01 FR FR7716668A patent/FR2353992A1/fr not_active Withdrawn
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