DE2714152A1

DE2714152A1 - Static inverter generating pulses of alternate polarity - uses switched power transistors feeding pulse-shaping integrator

Info

Publication number: DE2714152A1
Application number: DE19772714152
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing Grad Link; Werner Lochter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1978-10-12
Also published as: DE2714152C2

Abstract

The static inverter is used for producing pulses of alternate polarity from DC. It has a static inverter circuit operating at a frequency higher than that of the frequency to be generated and containing secondary-side power switches (T3, T4). There is a control circuit (St) which regulates the power switches such that their outputs are positive or negative voltages. These output voltages are shaped into the wanted form by an integrator.

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungen mitCircuit arrangement for generating voltages with

wechselnder Polarität aus einer Gleichspannung.alternating polarity from a DC voltage.

Wenn Wechselstromgeräte an Orten ohne Netzanschluß zu betreiben sind, so können diese über Wechselrichter an Batterien angeschlossen werden. Das gilt auch für mit Gleichspannung versorgte Systeme, wenn in diesen Systemen Wechselspannung benötigt wird. Netzgeräte, an die keine besonderen Anforderungen bezüglich der Frequenzkonstanz gestellt werden, können mit selbstgesteuerten Umrichtern betrieben werden. Während sich bei den selbstgesteuerten Umrichtern die Frequenz etwa proportional der Batteriespannung verschiebt, läßt sich bei den fremdgesteuerten Umrichtern eine mit dem Netz vergleichbare Frequenzkonstanz ohne große Schwierigkeit erreichen.If AC devices are to be operated in locations without a mains connection, so they can be connected to batteries via inverters. That is true also for systems supplied with direct voltage, if there is alternating voltage in these systems is needed. Power supply units that do not have any special requirements in terms of frequency constancy can be operated with self-controlled inverters. While With self-controlled converters, the frequency is roughly proportional to the battery voltage shifts, the externally controlled converters can be compared to the mains Achieve frequency constancy without great difficulty.

Zur Erzeugung einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung ist es z. B. bisher üblich, Wechselrichter zu verwenden, die im Primärkreis zwei Leistungsschalter enthalten, welche im Rhythmus der zu erzeugenden Frequenz im Gegentaktverfahren auf einen Leistungsubertrager arbeiten. Die beiden Leistungsschalter werden von einem Taktgeber so gesteuert, daß abwechselnd einmal die obere Hälfte der Primärwicklung des Transformators über den einen Leistungsscnalter und ein die untere Hälfte der Wicklung über den zweiten Leistungsschalter mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle verbunden wird. Der Mittelpunkt der Primärwicklung des Transformators ist mit dem Minuspol verbunden. Die Leistungsschalter formen die Gleichspannung in eine Wechselspannung am Transformator um, der die Spannung transformiert und auch galvanisch den Eingang und den Ausgang trennt. Diese Lösung hat den Nachteil, daß der Transformator für die zu erzeugende Frequenz ausgelegt werden muß, was z. 3. bei 25 Hz-Wechselrichtern zu relativ schweren und unhandlichen Geräten führt.It is used to generate an alternating voltage from a direct voltage z. B. so far customary to use inverters that have two circuit breakers in the primary circuit contain which in the rhythm of the frequency to be generated in the push-pull process work on a power transmitter. The two circuit breakers are from a clock controlled so that alternately once the upper half of the primary winding of the transformer over the one power switch and one the lower half of the Winding via the second circuit breaker with the positive pole of the DC voltage source is connected. The center of the primary winding of the transformer is connected to the negative pole. The circuit breakers convert the DC voltage into a AC voltage on the transformer, which transforms the voltage and also galvanically separates the entrance and the exit. This solution has the disadvantage that the transformer must be designed for the frequency to be generated, which z. 3. for 25 Hz inverters leads to relatively heavy and unwieldy devices.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird in der deutschen Offenlegungsschrift 2 423 718 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Wechselspannung unter Verwendung zweier Gleichstromumrichter beschrieben und dargestellt, bei der jeweils einer der beiden Gleichstromumrichter, deren Ausgänge in Reihe geschaltet sind, die positiven und der andere die negativen Halbwellen der Ausgangs-Wechselspannung erzeugt. Über elektronische Leistungsschalter werden die jeweils nicht Leistung erbringenden Umrichter kurzgeschlossen.In order to eliminate this disadvantage, the German Offenlegungsschrift 2,423,718 a circuit arrangement for generating an alternating voltage using two DC converters described and shown, each with one of the two DC converters, the outputs of which are connected in series, the positive ones and the other generates the negative half-waves of the output AC voltage. Above Electronic circuit breakers are the converters that are not performing in each case shorted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungen mit wechselnder Polarität aus einer Gleichspannung zu schaffen, die für einen großen Leistungsbereich anwendbar ist und bei einem hohen Wirkungsgrad ein verhältnismäßig geringes Gewicht und kleine Abmessungen aufweist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Gleichstromumrichter, der mit einer wesentlich höheren als der zu erzeugenden Frequenz arbeitet, mit sekundären Leistungsschaltern und einer Steuerschaltung vorgesehen ist, die die primär aufgenommene Energie als positive oder negative Ausgangs spannung über die sekundären Leistungsschalter an den Ausgang liefern, die dann dort über ein nachgeschaltetes Integrierglied auf die gewünschte Ausgangsform gebracht werden. Diese Lösung hat den Vorteil, daß nur ein Leistungskreis erforderlich ist, so daß die Schaltungsanordnung nach der Erfindung sehr leicht im Vergleich zu den bisherigen Geräten ausgeführt werden kann und vor allem auch weniger Leistungsbauteile erfordert.The invention is based on the object with the simplest possible Means a circuit arrangement for generating voltages with alternating polarity from a DC voltage that can be used for a large power range is and with a high efficiency a relatively low weight and small Has dimensions. This object is achieved in that a direct current converter, which works with a much higher frequency than that to be generated, with secondary Circuit breakers and a control circuit is provided, which is the primary recorded Energy as positive or negative output voltage via the secondary circuit breaker to the output, which is then applied there via a downstream integrator the desired initial shape can be brought. This solution has the advantage that only a power circuit is required, so that the circuit arrangement according to the invention can be run very easily compared to previous devices and before all also requires fewer power components.

Mit der Lösung nach der Erfindung können neben sinusförmigen Ausgangs spannungen auch Signale mit beliebiger anderer Kurvenform erzeugt werden, wobei die maximale Frequenz der Ausgangssignale hauptsächlich durch die Arbeitsfrequenz des Gleichstromumrichters bestimmt wird. Die Lösung nach der Erfindung ermöglicht auch die Anwendung bei kleinen dezentralen Notstromversorgungen, die in mit Gleichstrom versorgten Systemen, bei denen für Netzausfall eine Batterie die Gleichstromversorgung aufrechterhält, Anwendung finden können.With the solution according to the invention, in addition to sinusoidal output voltages, signals with any other waveform can also be generated, whereby the maximum frequency of the output signals mainly due to the operating frequency of the DC converter is determined. The solution according to the invention enables also the application with small decentralized emergency power supplies, which in with direct current supplied systems, in which a battery provides the direct current supply in the event of a power failure can apply.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als Leistungsschalter vorwiegend Halbleiterbauelemente Verwendung finden, und daß die Steuerschaltung aus einem Signalgeber besteht, der als Referenzelement für einen Soll-Ist-Wertvergleich dient, der einen Pulsbreitenmodulator ansteuert, der wiederum von einem Taktgeber mit der höheren Frequenz versorgt wird, dessen Ausgangssignal auf den primärseitigen Leistungsschalter wirkt, wobei ein ebenfalls von dem Signalgeber gesteuerter Polaritätsfeststeller abwechselnd den in Abhängigkeit der zu erzeugenden Ausgangspolarität zugehörigen sekundären Leistungsschalter ansteuert. Als Leistungsschalter können z. B. Transistoren, Transistoren mit Dioden, Thyristoren, Thyristoren mit Dioden, abschaltbare Thyristoren oder auch FET-Transistoren Verwendung finden. Die Steuerschaltung hat den Vorteil, daß das vorgegebene Signal nach Kurvenform und Amplitude geregelt am Ausgang zur Verfügung steht, so daß Änderungen der Eingangsspannung oder auch der Ausgangslast in weiten Bereichen ohne Einfluß bleiben.In one embodiment of the invention it is proposed that the circuit breaker mainly semiconductor components are used, and that the control circuit consists of a signal transmitter that acts as a reference element for a target / actual value comparison serves, which controls a pulse width modulator, which in turn is controlled by a clock is supplied with the higher frequency, its output signal on the primary side Circuit breaker acts, with a polarity lock also controlled by the signal transmitter alternately the associated depending on the output polarity to be generated controls secondary circuit breaker. As a circuit breaker z. B. transistors, Transistors with diodes, thyristors, thyristors with diodes, thyristors that can be switched off or FET transistors are used. The control circuit has the advantage that the given signal is regulated according to the curve shape and amplitude at the output Is available, so that changes in the input voltage or the output load remain without influence in large areas.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die sekundärseitigen Leistungsschalter entweder mit dem Signal des Polaritätsfeststellers oder mit dem höher frequenten inversen Signal des primären Leistungsschalters angesteuert werden. Die erste Ausbildung hat den Vorteil, daß auch "langsame" Leistungsschalter verwendet werden können. Bei einer zweiten Ausbildung müssen zwar "schnelle" Leistungsschalter verwendet werden, Jedoch wird die Ansteuerung der Leistungsschalter mit Pulsüber- tragern erleichtert.Furthermore, it is proposed according to the invention that the secondary-side Circuit breaker either with the signal from the polarity detector or with the higher-frequency inverse signal of the primary circuit breaker can be controlled. The first embodiment has the advantage that "slow" circuit breakers are also used can be. In a second training, "fast" circuit breakers are required can be used, however, the control of the circuit breakers with pulse transmission bear relieved.

Insbesondere bei der Verwendung mit kleiner Ausgangsleistung ist ein minimaler Bauelementeaufwand zu erzielen, wenn als Umrichter ein Eintaktsperrwandler Verwendung findet.Especially when used with a small output power, a to achieve minimal component expenditure if the converter is a single-ended flyback converter Is used.

Vor allem bei höherer Ausgangsleistung findet als Umrichter ein Eintakt-Durchflußwandler Verwendung, wobei zusätzlich auch die Freilaufdioden des Integriergliedes als geschaltete Leistungshalbleiter ausgebildet werden müssen.A single-ended forward converter is used as the converter, especially for higher output power Use, with the free-wheeling diodes of the integrating element also being switched Power semiconductors must be trained.

Es ist bekannt, daß Gegentakt-Durchflußwandler bei hohen Ausgangsleistungen die wirtschaftlichsten Umrichter sind. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist daher als Umrichter ein Gegentakt-Durchflußwandler vorgesehen, wobei die sekundärseitigen Leistungsschalter für beide Stromrichtungen ausgelegt werden müssen und in Form einer Doppelweg- oder einer Vollweg-Gleichrichtung ausgelegt sind und das Integrierglied, insbesondere die Freilaufdiode, ebenfalls für beide Richtungen vorgesehen ist.It is known that push-pull forward converters at high output powers are the most economical inverters. According to a further embodiment of the invention a push-pull forward converter is therefore provided as the converter, with the secondary side Circuit breakers must be designed for both directions of current and in the form a full-wave or full-wave rectification are designed and the integrating element, in particular the freewheeling diode, is also provided for both directions.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist Vorsorge getroffen, daß die Steuerschaltung neben den Einrichtungen zur Spannungsregelung auch eine Strombegrenzungsschaltung enthält.In a further embodiment of the invention, provision is made that the control circuit in addition to the devices for voltage regulation also a Includes current limiting circuit.

Die Strombegrenzungsschaltung hat den Vorteil, daß bei zu hoher Last oder Kurzschluß am Ausgang keine Überlastung der Leistungsbauteile erfolgen kann.The current limiting circuit has the advantage that when the load is too high or a short circuit at the output, the power components cannot be overloaded.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das Signal des Signalgebers und auch das Ausgangssignal Jeweils über Halbwellengleichrichter dem eigentlichen Soll-Ist-Wertvergleicher zugeführt. Auf diese Weise ist es möglich, die komplette Steuerschaltung einheitlich mit Operationsverstärkern zu realisieren.According to a further development of the invention, the signal from the signal generator and also the output signal via half-wave rectifier to the actual Target / actual value comparator supplied. In this way it is possible to complete the To implement control circuit uniformly with operational amplifiers.

Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Erfindung, Fig. 2 ein vollständiges Ausführungsbeispiel, Fig. 3 als Umrichter einen Sperrwandler in der bisherigen und in der neuen Form, Fig. 4 als Umrichter einen Eintaktdurchflußwandler in der bisherigen und in der neuen Form, Fig. 5 als Umrichter einen Gegentaktdurchflußwandler in der bisherigen und in der neuen Form mit Doppelweg-Gleichrichtung und Fig. 6 einen Gegentaktdurchflußwandler in der bisherigen und in der neuen Form mit Vollweggleichrichtung.The invention is explained with reference to the figures. Show it: Fig. 1 shows a schematic representation of the invention, FIG. 2 shows a complete exemplary embodiment, 3 shows a flyback converter as a converter in the previous and in the new form, Fig. 4 as a converter a single ended flow converter in the previous and in the new form, Fig. 5 as a converter a push-pull flow converter in the previous one and in the new form with full-wave rectification and FIG. 6 a push-pull forward converter in the previous and in the new form with full wave rectification.

Nach der Darstellung in der Fig. 1 wird eine Eingangsspannung UE über ein Eingangssieb ES und einen Leistungsübertrager Ü mit der Primärwicklung P einem Eingangstransistor T1 zugeführt. Der Leistungsübertrager Ü weist sekundärseitig zwei in Reihe geschaltete Ausgangswicklungen S3, S4 auf, deren Mitte den ersten Ausgangspol bildet. Diese Wicklungen sind in Reihe geschaltet mit einem Leistungstransistor T3 mit Diode D3, bzw. mit einem Leistungstransistor T4 mit Diode D4.As shown in FIG. 1, an input voltage UE is over an input screen ES and a power transformer Ü with the primary winding P a Input transistor T1 supplied. The power transformer Ü points on the secondary side two series-connected output windings S3, S4, the middle of which is the first Forms output pole. These windings are connected in series with a power transistor T3 with diode D3, or with a power transistor T4 with diode D4.

Dieser sekundärseitige Teil wirkt auf den Kondensator C und bildet den zweiten Ausgangspol. Daran schließt sich ein Ausgangssieb AS an, auf das eine Strommeßeinrichtung SB folgt, die über einen Widerstand R1 angeschlossen ist. Die Ausgangsspannung UA wird über die Widerstände R2, R3 einem Soll-Ist-Wertvergleicher SIV zugeführt. An der Ausgangsspannung UA ist ein Verbraucher L angeschlossen.This secondary-side part acts on the capacitor C and forms the second output pole. This is followed by an exit sieve AS on one Current measuring device SB follows, which is connected via a resistor R1. the Output voltage UA is fed to a target / actual value comparator via the resistors R2, R3 SIV fed. A consumer L is connected to the output voltage UA.

Am Eingangspol des Soll-Ist-Wertvergleichers SIV ist ein Signalgeber SG angeordnet, dessen Signal den von einem Taktgeber TG angesteuerten Pulsbreitenmodulator PBM so ansteuert, daß Steuersignale zur Ansteuerung von Treiberstufen TR1 bzw.There is a signal transmitter at the input pole of the target / actual value comparator SIV SG arranged, the signal of which is controlled by a pulse generator TG pulse width modulator PBM controls in such a way that control signals for the control of driver stages TR1 resp.

über einen Inverter IN angesteuerte Treiberstufen TR3 und TR4 entstehen. Dabei werden durch einen vom Signalgeber SG gesteuerten Polaritätsfeststeller PF die zugehörigen Treiberstufen TR3 bzw. TR4 ausgewählt.Driver stages TR3 and TR4 controlled via an inverter IN arise. A polarity detector PF the associated driver stages TR3 or TR4 are selected.

Die Kästchen in der Fig. 1 sind in der Fig. 2 erläutert und die entsprechenden Bauteile in strichpunktierten Rahmen entsprechend der Fig. 1 zusammengefaßt.The boxes in FIG. 1 are explained in FIG. 2 and the corresponding ones Components in dash-dotted frames according to FIG. 1 summarized.

Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, beinhaltet das Eingangssieb ES Kondensatoren und Induktivitäten, die Rückwirkungen im Niederfrequenz- und Hochfrequenzbereich auf die Eingangsspannung verhindern. Das Ausgangssieb AS enthält ebenfalls Siebglieder, z. B. in Form einer Induktivität und eines Kondensators.As can be seen from FIG. 2, the input sieve contains ES Capacitors and inductors, the repercussions in the low-frequency and high-frequency range to prevent the input voltage. The outlet sieve AS also contains sieve elements, z. B. in the form of an inductor and a capacitor.

Die Schaltungsanordnung nach der Fig. 2 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel für die Erzeugung einer Sinusspannung. Demnach ist der Signalgeber SG ein Sinusgenerator bekannter Ausführung, der aus zwei Operationsverstärkern OP4, OP5 besteht, wobei mit den Dioden Z1, Z2 eine stabile Ausgangsspannung auch bei Spannungsschwankungen erreicht wird. Das Signal des Signalgebers SG wird als Referenzsignal nach einer Gleichrichtung mit dem Operationsverstärker OP2, dem invertierenden Eingang eines Regelverstärkers OP3 zugeführt. An dem nicht invertierenden Eingang liegt das über einen Operationsverstärker OP1 gleichgerichtete Ausgangs signal UA am Soll-Ist-Watvergleicher SIV an.The circuit arrangement according to FIG. 2 shows an exemplary embodiment for generating a sinusoidal voltage. Accordingly, the signal generator SG is a sine wave generator known design, which consists of two operational amplifiers OP4, OP5, where with the diodes Z1, Z2 a stable output voltage even with voltage fluctuations is achieved. The signal from the signal generator SG is used as a reference signal after a Rectification with the operational amplifier OP2, the inverting input of a Control amplifier OP3 supplied. This is above the non-inverting input an operational amplifier OP1 rectified output signal UA at the target / actual water comparator SIV on.

Das Ausgangs signal des Regelverstärkers OP3 wird zur Aufladung eines Kondensators C1 im Pulsbreitenmodulator PBM verwendet. Die Aufladezeit dieses Kondensators wertet ein Schmitt-Trigger SM aus und führt ein entsprechendes Signal der Treiberstufe TRI direkt bzw. TR3, TR4 über den Inverter IN zu. Die Auswahl der Treiberstufen trifft der Polaritätsfeststeller PF, der aus einem Operationsverstärker OP6 und einem Inverter besteht. Die Entladung des Kondensators C1 und damit die Arbeitsfrequenz der gesamten Schaltung bestimmt der Taktgeber TG bekannter Schaltung.The output signal of the control amplifier OP3 is used to charge a Capacitor C1 used in the pulse width modulator PBM. The charging time of this capacitor evaluates a Schmitt trigger SM and carries a corresponding signal from the driver stage TRI directly or TR3, TR4 via the inverter IN. The selection of the driver levels the polarity detector PF, which consists of an operational amplifier OP6 and an inverter. The discharge of the capacitor C1 and in order to the operating frequency of the entire circuit is determined by the clock generator TG of the known circuit.

Die Treiberstufen TRI, TR3, TR4 bestehen aus einer Gatterschaltung, einem Treibertransistor und einem Pulsübertrager.The driver stages TRI, TR3, TR4 consist of a gate circuit, a driver transistor and a pulse transmitter.

In der Strombegrenzungsschaltung SB befinden sich Schaltmittel, die bei Überschreiten eines vorgewählten Ausgangs stromes in den Pulsbreitenmodulator PBM eingreifen.In the current limiting circuit SB there are switching means that when a preselected output current is exceeded in the pulse width modulator PBM intervene.

Als Versorgung für die komplette Steuerschaltung St dient ein Hilfsumrichter HU, der aus der Eingangsspannung die benötigten Hilfsgleichspannungen +UH und -UH erzeugt.An auxiliary converter serves as the supply for the complete control circuit St HU, which derives the required auxiliary DC voltages + UH and -UH from the input voltage generated.

Die Figuren 3 bis 6 zeigen Jeweils in der rechten Hälfte die Abwandlungen der links dargestellten bekannten Prinzipschaltungen, die nötig sind, um mit Gleichstromumrichtern Ausgangsspannungen mit wechselnder Polarität zu erzeugen. In der Fig. 3 ist ein Sperrwandler links in der bisherigen Form dargestellt, der im wesentlichen aus einem Leistungstransistor, einem Leistungsübertrager, einem Gleichrichter und einem Ladekondensator als Integrierglied besteht. Im rechten Teil ist zu sehen, daß zwei Sekundärwicklungen S3 und S4 benötigt werden, und anstelle bzw. zusätzlich zur Gleichrichterdiode ein schaltender LeistungshalbleiterT3eingesetzt werden muß. Die Bauteilebezeichnungen in diesen Figuren stimmen mit den Figuren 1 und 2 überein.Figures 3 to 6 each show the modifications in the right half the known basic circuits shown on the left, which are necessary to work with DC converters To generate output voltages with alternating polarity. In Fig. 3 is a Flyback converter shown on the left in its previous form, which essentially consists of a Power transistor, a power transformer, a rectifier and a charging capacitor exists as an integrator. In the right part it can be seen that two secondary windings S3 and S4 are required, and instead of or in addition to the rectifier diode switching power semiconductor T3 must be used. The component names in these figures correspond to FIGS. 1 and 2.

Bei der Erzeugung einer positiven Ausgangsspannung arbeitet der Leistungstransistor T1 über die Primärwicklung P, die Sekundärwicklung S3, die Diode D3 und den Transistor T3, während der Transistor T4 gesperrt ist. Bei der Erzeugung einer negativen Ausgangs spannung arbeitet der Transistor T1 über die Primärwicklung P auf die Sekundärhalbwicklung S4 und den Transistor T4 mit der Diode D4, während der Transistor T3 gesperrt ist.The power transistor works when a positive output voltage is generated T1 through the primary winding P, the secondary winding S3, the diode D3 and the transistor T3, while the transistor T4 is blocked. When generating a negative output voltage, the transistor T1 works via the primary winding P on the secondary half-winding S4 and the transistor T4 with the diode D4, while the transistor T3 is blocked.

In der Fig. 4 ist eine entsprechende Ausführung für die Ver- wendung eines Eintaktdurchflußwandlers dargestellt, wobei zu ersehen ist, daß die Freilaufdiode durch einen bipolaren Leistungsschalter BL ersetzt werden muß. Bei der Erzeugung einer positiven Ausgangsspannung arbeitet der Transistor T1 über die Primärwicklung P auf die Sekundärwicklung S3, die Diode D3, den Transistor T3 über die Drossel S auf den Ausgang, wobei in der Freilaufphase der Drossel S der linke Zweig des bipolaren Leistungsschalters BL eingeschaltet wird.In Fig. 4 is a corresponding embodiment for the turn of a single-ended forward converter, it can be seen that the freewheeling diode must be replaced by a bipolar circuit breaker BL. In the production a positive output voltage, the transistor T1 works via the primary winding P to the secondary winding S3, the diode D3, the transistor T3 via the choke S to the output, with the left branch of the throttle S in the freewheeling phase bipolar circuit breaker BL is switched on.

Bei der Erzeugung der negativen Halbwelle arbeitet der andere bisher nicht beschriebene Teil der Schaltung.So far, the other has been working to generate the negative half-wave part of the circuit not described.

Die Fig. 5 zeigt eine entsprechende Ausführung mit Gegentaktdurchflußwandlern. Der primäre Teil kann als Parallel- oder auch als Seriengegentaktwandler ausgeführt sein. Im rechten Teil der Figur ist zu ersehen, daß jetzt alle Leistungsdioden durch einen bipolaren Leistungsschalter BL ersetzt sind. Das gleiche gilt auch für die Fig. 6 mit Vollweggleichrichtung.5 shows a corresponding embodiment with push-pull forward converters. The primary part can be designed as a parallel or series push-pull converter be. In the right part of the figure it can be seen that all power diodes are now through a bipolar circuit breaker BL are replaced. The same goes for that too Fig. 6 with full wave rectification.

Die Funktion wird anhand der Fig. 1 erläutert: Das gewünschte Ausgangssignal wird vom Soll-Wertgeber SG nach Frequenz und Kurvenform vorgegeben. Vom Polaritätsfeststeller PF wird bei der positiven Halbwelle (POS) der Leistungstransistor T3 bzw.The function is explained with reference to FIG. 1: The desired output signal is specified by the target value transmitter SG according to frequency and curve shape. From the polarity lock PF the power transistor T3 resp.

bei der negativen Halbwelle (NEG) der Leistungstransistor T4 über die jeweilige Treiberstufe TR3, TR4 eingeschaltet. Der Soll-Ist-Wertvergleicher SIV steuert den Pulsbreitenmodulator PBM, dessen Arbeitsfrequenz vom Taktgeber TG bestimmt wird.at the negative half-wave (NEG) the power transistor T4 over the respective driver stage TR3, TR4 switched on. The target / actual value comparator SIV controls the pulse width modulator PBM, whose working frequency is controlled by the clock generator TG is determined.

Das Ausgangssignal des Pulsbreitenmodulators steuert über die Treiberstufe TR1 den Leistungstransistor T1 an. Dieser Leistungstransistor arbeitet auf die Primärwicklung P des Leistungsübertragers U in der Art, daß z. B. bei leitendem Transistor T3 und gesperrtem Transistor T4 durch die Polung der Wicklungen P zu der Wicklung 33 ein Sperrwandler entsteht, der an dem Ladekondensator C eine positive Spannung erzeugt. Umgekehrt wird bei der Erzeugung einer negativen Ausgangsspannung bzw. der negativen Halbwelle der Transistor T3 gesperrt und der Transistor T4 eingeschaltet, so daß nun der Leistungstransistor T1 mit den Wicklungen P und S4 einen Sperrwandler bildet.The output signal of the pulse width modulator controls the driver stage TR1 to the power transistor T1. This power transistor works on the primary winding P of the power transformer U in such a way that, for. B. with conductive transistor T3 and locked transistor T4 by the polarity of the windings P to the winding 33 a Flyback converter is created, which generates a positive voltage across the charging capacitor C. The opposite is true for the generation of a negative output voltage or the negative Half-wave the transistor T3 blocked and transistor T4 switched on, so that now the power transistor T1 with the windings P and S4 a flyback converter forms.

8 Patentansprüche 6 Figuren8 claims 6 figures

Claims

Circuit arrangement for generating voltages with alternating polarity from a direct voltage, d a u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that a DC converter that with a much higher than that to be generated works with secondary circuit breakers (T3, T4) and a control circuit (St) is provided which transfers the primarily absorbed energy the secondary circuit breakers (T3, T4) as positive or negative voltage deliver the output, which is then applied there via a downstream integrator the desired initial shape can be brought.

2. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that semiconductor components are mainly used as circuit breakers find, and that the control circuit consists of a signal generator (so-called), which as Reference element for a target / actual value comparison (SIV) is used, which is a pulse width modulator (PBM) controls, which in turn from a clock (TG) with the higher frequency is supplied, the output signal of which is sent to the primary-side circuit breaker (T1) acts, with a polarity detector also controlled by the signal transmitter (SG) (PF) alternate with the associated ones depending on the output polarity to be generated controls secondary circuit breaker (T3 or T4).

3. Circuit arrangement according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n It should be noted that the secondary-side circuit breakers (T3, T4) either with the signal of the polarity detector (PF) or with the higher-frequency inverse Signal from the primary circuit breaker (T1).

4. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n It is clear that a single-ended flyback converter is used as the converter (Fig. 3).

5. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n notices that a single-ended forward converter is used as the converter, in addition, the free-wheeling diodes of the integrator are also used as switched power semiconductors is formed (Fig. 4).

6. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n it is clear that a push-pull forward converter is provided as the converter, where the secondary circuit breakers are used for both current directions and are designed in the form of a full-wave or a full-wave rectification, and that Integrating element in particular the freewheeling diode, also provided for both directions are (Figs. 5 and 6).

7. Circuit arrangement according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the control circuit in addition to the devices for voltage regulation also includes a current limiting circuit.

8. Circuit arrangement according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the signal of the signal generator (SG) and also the output signal (UA) In each case via half-wave rectifiers (OP1, OP2) to the actual target / actual value comparator (OP3) are supplied (Fig. 2).