DE2751696A1 - Stromausgleichende schaltung fuer gleichspannungswandler - Google Patents
Stromausgleichende schaltung fuer gleichspannungswandlerInfo
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Description
PIIC. 32 559
Va/FF/
24-10-1977
"Ν. V. Philipe' G!obi!2mpsnf3br:c!;cn, Eindhoven
"Stromausgleichende Schaltung für Gleichspannungswandler"
Die Erfindung bezieht sich auf eine stromausgleichende Schaltung für einen Gleichstromwandler vom
Gegentakttyp, bei der ein Transformator auf der Primärseite mittels mindestens zweier Transistoren abwechselnd
an eine GIeichspannungsquelle angeschlossen
wird, so dass auf der Sekundärseite eine Wechselspannung erscheint, wobei eine Steuerschaltung die
Transistoren abwechselnd impulsförmig in den leitenden
Zustand steuert, während weiter eine Strominessvorrichtung in Reihe mit dem jeweiligen Hauptstromkreis der
Transistoren angeo-rdnet ist, an den eine Vergleichs-
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schaltung angeschlossen ist, die bei Ungleichheit der Ströme in den Hauptstromkreisen ein Koreektursignal
an die Steuerschaltung abgibt, damit diese Ungleichheit beseitigt wird.
Eine Speiseschaltung dieser Art kann z.B. als Wandler zum Zuführen von Wechselstrom zu Anlagen, wenn.
nur eine Gleichstromspeisung verfügbar ist, oder unter Verwendung von. DoppeIweggIeichrichiimg eines Ausgangs—
signals des Transformators als ein Gleiclistroni/GXeicii—
stromwandler zur Speisung von Anlagen mit Gleichstrom bei einer Spannung,die von einer Eingangsspeisung abweicht
oder in bezug auf eine Eingangsspeisung stabilisiert ist, benutzt werden. Bei bekannten Schaltungen
dieser Art ist es üblich, eine von diesen Schaltungen abgeleitete Ausgangsspannung dadurch zu stabilisieren,
dass diese Ausgangsspannung mit einer Bezugsspannung verglichen
wird, wodurch ein Fehlersignal erhalten wird. Dieses Fehlersignal wird zu der Schaltsignalquelle zurückgeführt
und zur Einstellung der Dauer der Aussteuerperiode jedes Transistors und somit der Dauer
jeder Leitungsperiode der Hauptstromwege dieser Transistoren
benutzt, derart, dass das Fehlersignal verkleinert wird.
Es ist bekannt, dass bei einer derartigen Schaltung jeder Ausgleichsfehler zwischen den Leitungsperioden der zwei Transistoren und/oder zwischen den
Sättigungsspannungen über ihren Hauptstromwegen zur
Sättigung des Traiisforinatorkernes führen wird, was
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wieder zur Beschädigung der Transistoren führen kann.
Wenn das Ausgangssignal der Schaltung auf die oben
angegebene Weise stabilisiert wird, kann ein derartiger Ausgleichsfehler in den Leitungsperioden durch eine
schnelle Aenderung des Belastungsstroms oder durch aufgefangene
Störungen oder UnStabilität in der Rückkopplungsschelife herbeigeführt werden. Die letztere Möglichkeit
ist sogar anwendbar, wenn die Schaltung eine Gegentaktschaltung vom Typ "single-ended pushpull"
ist, in der unter stabilen Betriebsbedingungen keine Gleichstromkomponente in dem Transformator aufgebaut
werden kann durch das Vorhandensein des Kondensators, der in derartigen Schaltungen in Reihe mit der Primärwicklung
des Transformators angeordnet ist.
In der britischen Patentschrift 1.1*21.797, die
der US-PS 3.870.9O entspricht, ist eine Schaltung der
obengenannten Art beschrieben, in der Massnahmen getroffen sind, um Ausgleichsfehler zu korrigieren, die
in den Leitungsperioden der zwei Traneistoren auftreten kOnnen. In dieser bekannten Schaltung, deren Ausgangsspannung
auf die oben angegebene Weise stabilisiert wird, werden ein dem Strom in dem einen Transistor proportionales
Signal und ein die entgegengesetzte Polarität aufweisendes, dem Strom in dem anderen Transistor
proportionales Signal kombiniert und integriert, um ein Fehlersignal als Reaktion auf einen Ausgleichsfehler zu erhalten. Dieses Fehlersignal wird zur Beeinflussung der relativen Dauer der Steuersignale für die
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zwei Transistoren benutzt, derart, dass der Ausgleichsfehler korrigiert vird. Es hat sich herausgestellt, dass
eine derartige Schaltung nicht verhindern kann, dass der
Transformator gesättigt wird und die Transistoren dadurch
beschädigt werden, wenn sich das Rückkopplungssignal zur Stabilisierung der Ausgangsspannung derart schnell
ändern kann, dass grosso Unterschiede in den Leitungsperioden der zwei Transistoren entstehen, bevor das
ausgleichende System die Zeit hat, den Gleichgewichtszustand wiederherzustellen.
Die Erfindung bezweckt, eine Schaltung zu schaffen, die diesen Nachteil nicht aufweist. Eine ausgleichende
Schaltung vom erwähnten Typ ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsschaltung eine erste und
eine zweite Abtast- und Speicherschaltung enthält, von jeder von denen ein Messeingang an die Strommessvorrichtung,
ein Steuereingang an die Steuerschaltung und ein Messausgang an den einen Eingang eines !Comparators angeschlossen
ist, dessen Ausgang an die Steuerschaltung angeschlossen und von dem ein anderer Eingang mit der
Strommessvorrichtung verbunden ist, wobei während jedes Impulses der Steuerschaltung, der einen der Transistoren
leitend macht, die eine Abtast- und Speicherschaltung den Wert des Stromes durch den leitenden Transietor
speichert und die andere Abtast- und Speicherschaltung an ihrem Messausgang den Endwert des Stromes, wie er vom
anderen Transistor am Ende des vorhergehenden Impulses der Steuerschaltung geführt wurde, an den Komparator
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liefert, der diesen Endwert mit dem genannten Wert des Stromes durch den leitenden Transistor vergleicht
und den bestehenden Impuls beendet, wenn der Komparator ein Signal an seinem Ausgang führt, dadurch, dass der
genannte Wert des Stromes den genannten Endwert überschreitet .
Man hat nun gefunden, dass, wenn die Ansteuerung jedes Steuertransistors nahezu zu dem Zeitpunkt beendet
wird, zu dem der Strom in seinem Hauptstromweg den Wert erreicht, den der Strom in dem Hauptstromweg
des anderen genannten Steuertransistors während der sofort vorhergehenden Leitungsperiode desselben aufwies,
das Auftreten von Sättigung in dem Transformator wenigstens aufgeschoben werden kann. Wenn ebenfalls eine Stroinbegrenzungsschaltung
vorhanden ist, die bewirkt, dass die Ansteuerung der Steuertransistoren beendet wird,
wenn der Strom in den Hauptstromwegen derselben einen bestimmten Wert überschreitet, kann diese Verzögerung
genügend sein, um die Strombegrenzungsschaltung in allen
vorkommenden Fällen gut wirken zu lassen, derart, dass das Auftreten von Sättigung in dem Transformator verhindert
wird.
Durch Steukapazitäten kann beim Einschalten der Transistoren eine erhebliche Stromsptize auftreten. Um
zu vermeiden, dass diese Spitzen die ausgleichende Schaltung in ungünstigem Sinne beeinflussen, ist es
wflnschenscwert, diese Schaltung nach dem Abklingen der
Einschalterscheinung wirksam zu machen.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass jeder Komparator mit einem
Sperreingang versehen ist, der mit dem Ausgang einer Zeitverzögerungsschaltung verbunden ist, deren Triggereingang
mit der Steuerschaltung verbunden ist, um den Komparator während des Anfangs jedes Steuerimpulses für
die Transistoren zu sperren. In Verbindung mit dieser Massnähme ist es häufig erforderlich, dass der Steuereingang
der Abtast- und Speicherschaltung mit dem genannten Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung verbunden
ist.
Die Steuerschaltung für die Transistoren und die Regelschleife für die Ausgangsspannungsstabilisierung
des Wandlers können derart bemessen · sein, dass bei einer Abschaltung der Belastung des Wandlers
die Transistoren während einiger Perioden kein Steuersignal empfangen, was bedeuten kann, dass die ausgleichende
Schaltung nach der Erfindung auch keine Steuersignale empfängt und die Komparatoren falsche Entscheidungen
abgeben. Eine Ausführungsform nach der Erfindung kann dies vermeiden und ist dazu dadurch gekennzeichnet,
dass der Steuereingang der Abtast- und Speicherschaltung mit dem Ausgang eines ODER-Gatters
verbunden ist, von dem ein erster Eingang mit dem Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung und ein zweiter Eingang
mit einer Inipulsgeberschaltung verbunden ist, die mit einem Sperreingang, der mit dem genannten Triggereingang
verbunden ist, und mit einem Starteingang
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versehen ist, der mit dem Taktimpulsgenerator verbunden
ist, um einen Abtastimpuls an den genannten Steuereingang nur beim Fehlen des Steuerimpulses während
eines Basisimpulses zu liefern, wobei also die Steuerschaltung einen Taktimpulsgenerator enthält, der die
Basisimpulse für die endgültigen Steuerimpulse für die Transistoren liefert. Auf diese Weise kann die ausgleichende
Schaltung dennoch die Information verarbeiten, die zu dem stromlosen Zustand in dem primären
Stromkreis des Wandlers gehört.
Eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Abtast- und Speicherschaltung je aus einer über dem Messeingang
angeordneten Reihenschaltung eines Kondensators und eines Schalters aufgebaut sind, wobei die Steuerelektrode
des Schalters der respektive Steuereingang und der Knotenpunkt des S -halters und des Kondensators der
respektive Messausgang ist; dass weiter die Messeingänge parallel zueinander und zu einer gemeinsamen Strommess vorrichtung geschaltet sind, und dass ein gemeinsamer Komparator einen Differenzverstärker und zwei
andere Schalter enthält, wobei der Ausgang des Verstärkers an die Steuerschaltung angeschlossen, der eine
Eingang mit der einen Klemme jedes der beiden Schalter, die andere Klemme jedes Schalters mit einem genannten
Messausgang 'verbunden und die Steuerelektrode jedes Schalters an einen respektiven Sperreingang angeschlossen
ist, wobei weiter der andere Eingang des Verstärkers
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mit dor gemeinsamen Leitung verbunden ist, die die
Messeingänge miteinander verbindet und an die ausserdetn die zuerst genannten Schalter angeschlossen sind.
Dabei ist es vorteilhaft, dass eine sehr einfache
Form mit wenig Einzelteilen erhalten wird.
Wenn nun überdies die Spannung an den Speicherelementen von einer Klemmschaltung überwacht wird, kann
ausserdem eine Maximalstroinüberwachung für die Transistoren
in der Wandlerschaltung erhalten werden. Dazu ist eine weitere Ausführungsform dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Messausgang mit einer Klemmdiode verbunden ist, die ein Bezugspotential aufweist, das einem höchstzulässigen
Strom in den Transistoren entspricht.
Ein AusführungFbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild,
Fig. 2 einen Teil der Schaltung nach Fig. 1 in detaillierterer Form, und
Figuren 3 und k einige idealisierte Spannungsformen, die in der Schaltung nach den Figuren 1 und 2
auftreten.
In Fig. 1 enthält eine transistorisierte Speiseschaltung zwei Gleichstromeingangsklemmen 1 bzw. 2,
einen Transformator 3 mxt einem Kern aus einem magnetisierbaren
Material und einen ersten und einen zweiten Steuertransistor k bzw. 5 für den genannten Transformator.
Der Hauptstromweg (Emitter-Kollektor) des Train-
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sistors 4 bildet eine Reihenschaltung mit einer Hälfte
einer Primärwicklung 6 mit Mittelanzapfung des Transformators 3 über eine Impedanz 7· Auf ähnliche Weise
bildet der Hauptstromweg des Transistors 5 eine Reihenschaltung
mit der anderen Hälfte der Wicklung 6 über eine Impedanz 8. Die genannten Reihenanordnungen sind
je in eine Schaltung aufgenommen, die sich zwischen der Klemme 1 und der Klemme 2 befindet, derart, dass,
wenn in bezug auf die Klemme 2 ein positives Potential an die Klemme 1 angelegt und der Transistor 4 in den
leitenden Zustand gebracht wird, eine Spannung über der Sekundärwicklung 9 des Transformators 3 aufgebaut
wird, deren Polarität der der Spannung entgegengesetzt ist, die darüber aufgebaut wird, wenn der Transistor 5
in den leitenden Zustand gebracht wird (weil die Primärwicklung 6 gleichsam in bezug auf die zwei Transistoren
auf entgegengesetzte Weise geschaltet ist). Die Sekundärwicklung 9 mit Mittelanzapfung speist die Ausgangsklemmen
14, 15 über einen konventionellen Doppelweggleichrichter
und eine Glättungsschaltung mit Dioden 10 und 11, einer Drosselspule 12 und einem Glättungskondensator
13.
Die Steuer- (Basis)Elektroden der Transistoren 4 und 5 werden von den Ausgangsklemmen 16 bzw. 17 einer
Schaltsignalquelle 18 her gespeist, die abwechselnd Steuerstromimpulse an die genannten Steuerelektroden
liefert. Diese Steuerstromimpulse weisen eine nahezu feste Frequenz auf und ihr Impulsverhältnis wird mittels
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dei" Spannung geregelt, die beim Betrieb über den Ausgangsklemmen
14 und I5 auftritt, wobei diese Spannung mit
einer Bezugsspannung in der Schaltung I9 vergleichen
wird. Jede Abweichung der Spannung über den Klemmen und 15 von dem Sollwert ergibt ein Fehlersignal, das am
Ausgang 20 der Schaltung I9 erscheint und das einem Regeleingang 21 der Quelle 18 zugeführt wird, um das
Impulsverhältnis derart einzustellen, dass der Fehler verkleiner wird. Dazu enthält die Quelle 18 einen Dreieckspannungsgenerator
22 in Form eines Rechteckwellengenerators 42, der einen Integrator 43 speist, wobei
das Ausgangssignal des Integrators 43 Schwellenvorrichtungen
23 und 24 zugeführt wird. Die Schwellenvorrichtung 23 liefert ein Ausgangssignal, wenn - und lediglich wenn der
Momentanwert des ihr zugeführten Dreiecksignals einen ersten Schwellwert überschreitet, während die
Schwe1lenvorrichtung 24 ein Ausgangssignal liefert,
wenn - und lediglich wenn - der Monsentanvert des ihr
zügeführten Dreiecksignals einen zweiten Schweilwert
unterschreitet, wobei die genannten Seliwellwerte zu
dem mittleren ScJiwellwe-rt des Dreiecksignals symmetrisch
liegen, Die Grenze zwischen den zwei Schwel !werten, wird
von dem Strorosignal geregelt, dass der Klemme Z% zugeführt
wird; wenn die Spannung über den Klemmen 14 und
15 zu hoch ist» wird der Abstand vergrSssert, wodurch
das Itnpulsverhältnis der Ausgangsimpulse, die von den
Vorrichtungen 23 und 24 geliefert werden, verkleinert
wird, und umgekehrt» Die Ausgangsimpulse der Vorrichtungen
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23 und 2'+ werden über Übliche Durchlassgatter 25 bzw.
26 Eingängen von Verstärkersn 27 bzw. 28 zugeführt, deren Ausgänge die Klemmen 16 bzw. 17 und somit die Basis-Elektroden
der Transistoren 4 bzw. 5 speisen.
Die Schaltung enthält ebenfalls eine Abtast- und Vergleichsschaltung 29 zum Abtasten und Speichern des
Wertes des regelmässig zunehmenden Stroms (wenn vorhanden) in der Emitter-Kollektor-Strecke jedes der Transistoren
'i und 5 während jeder Leitungsperiode des
betreffenden Transistors zu dem Zeitpunkt, zu dem der betreffende Transistor nicht mehr angesteuert wird und
zum Vergleichen des gespeicherten Wertes mit dem regelmässig zunehmenden Strom (wenn vorhanden) in der Emitter-Kollektor-Strecke
des anderen genannten Transistors während der nächsten Leitungsperiode des genannten anderen
Transistors. Die Schaltung 29t die zusammen mit der Quelle 18 eine Steuerschaltung 82 für die Transistoren
h und 5 samt dem Transformator 3 bildet, enthält
zwei Abtast- und Speicherschaltungen 30 bzw. 3I zum
Abtasten der Spannungen über den Impedanzen 7 bzw. 8
und eine Vergleichsschaltung mit zwei geschalteten Vergleichsstufen 32 bzw. 33· Der Abtastsignaleingang Jh
der Schaltung 30 wird von dem Ausgang 35 der Schwellenvorrichtung
23 her (also tatsächlich von dem Ausgangssignal des Gatters 25) über ein ODER-Gatter 36 und die
Kombination eines UND-Gatters 37» eines Verζögerungselements 38» eines monostabilen Multivibrators 78 und
eines ODER-Gatterβ 79 gespeist, wobei das Element 38 eine
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Verzögerungszeit T aufweist, die gleich der Dauer der
Einschultspitze ist, die der Kollektorstrom des Transistors
h (und des Transistors 5) aufweist, wenn der betreffende Transistor in den leitenden Zustand gebracht
wird (welche Spitze auf das Aufladen der Streukapazität in seinem Kollcktorkreis zurückzuführen ist),
wobei der monostabile Multivibrator 78 derart aufgebaut
ist, dass die Dauer seines getrifferten Zustandes erheblich
kürzer als die Dauer der genannten Einschaltspitze ist. Auf diese Weise wird ein Abtastsignalimpuls
dem Eingang jh der Schaltung 30 zugeführt, jeweils wenn
von der Schwellenvorrichtung 23 ein Ausgangsimpuls geliefert
wird. Wenn die Dauer dieses Ausgangsimpulses länger als T zuzüglich der Dauer des getriggerten Zustandes
des monostabilen Multivibrators 78 ist, wird die Vorderflanke dieses Abtastsignalimpulses eine Zeitspanne
T nach der Vorderflanke des von der Vorrichtung 23 gelieferten
und von dem Gatter 25 weitergeleiteten Impulses erscheinen, während die Hinterflanke dieses Abtastsignalimpulses
mit der Hinterflanke des von dem Gatter 25 weitergeleiteten Impulses, d.h. mit dem Zeitpunkt
zusammenfallen wird, zu dem der Transistor 4 nicht mehr angesteuert wird. Wenn die Dauer des Ausgangsimpulses
des Gatters 25 kürzer als T zuzüglich der Dauer des getriggerten Zustandes des monostabilen
Multivibrators 78 ist, wird noch ein Abtastsignalimpuls
dem Eingang Jh der Schaltung 30 zugeführt werden. Obwohl
die Vorderflanke dieses Impulses noch während einer
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Zeitspanne T nach der Vorderflanke des von der Vorrichtung 23 gelieferten Impulses auftreten wird, wird seine
Dauer nun gleich der (kurzen) Dauer des getriggerten Zustandes des monostabilen Multivibrators 78 sein. Auf
ähnliche Weise wird der Abtastsignaleingang kO der Schaltung 31 von dem Ausgang 39 der Schwellenvorrichtung 2k
her (tatsächlich von dem Ausgang des Gatters 26 her) über ein ODER-Gatter 41 und die Kombination eines UND-Gatters
47, eines Verzögerixngselements k8, eines monostabilen
Multivibrators 80 und eines ODER-Gatters 81 gespeist, wobei das Element k8 dieselbe Verzögerungszeit
T wie das Element 38 aufweist und die Dauer des getriggerten
Zustandes des monostabilen Multivibrators der des getriggerten Zustandes des monostabilen Multivibrators
78 gleich ist. So wird ein Abtastsignalimpuls dem Eingang kO der Schaltung 3I zugeführt,
jeweils wenn von der Schwellenvorrichtung 2k ein Ausgangsimpuls geliefert wird. Wenn die Dauer dieses Ausgangsimpulses
länger als T zuzüglich der Dauer des getriggerten Zustandes des monostabilen Multivibrators 80
ist, erscheint die Vorderflanke dieses Abtastsignalimpulses eine Zeitspanne T nach der Vorderflanke des von
der Vorrichtung 2k gelieferten und von dem Gatter 26 weitergeleiteten Impulses und fällt die Hinterflanke
dieses Abtastimpulses mit der Hinterflanke des Impulses, der von dem Gatter 26 weitergeleitet wird, d.h. mit
dem Zeitpunkt zusammen, zu dem der Transistor 5 nicht mehr angesteuert wird. Wenn die Dauer des Ausgangsimpulses
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des Gatters 26 kürzer als T zuzüglich der Dauer des
getriggerten Zustandes des monostabilen Multivibrators 80 ist, wird dennoch ein Abtastsignalimpuls dem Eingang
kO der Schaltung "}λ zugeführt. Obwohl die Vorderflanke
dieses Impulses noch während einer Zeitspanne T nach der Vorderflanke des von der Vorrichtung 2k
gelieferten Impulses auftritt, wird seine Dauer nun gleich der (kurzen) Dauer des getriggerten Zustandes
des monostabilen Multivibrators 80 sein.
Das ODER-Gatter 36 wird gleichfalls von dein
Ausgang des Generators k2 her über eine Umkehrstufe Hk1
einen monostabilen Multivibrator '+9 und ein weiteres
Gatter 4 5 gespeist, von dem ein Inhibit-Eingang kG
mit dem Ausgang des Gatters 25 über einen monostabilen
Multivibrator 5I gekoppelt ist. Die Vorder- und Hinterflanken
des rechteckigen Ausgangssignals des Generators k2 fallen mit dem Anfang der positiv verlaufenden und
der negativ verlaufenden Aenderungen des Ausgangssignals des Integrators k3, d.h. mit den Mitten der Ausgangsimpulse
(w.ennvorhanden) der Schwellenvorrichtungen 2h bzw. 23 zusammen. Auf diese Weise wird der monostabile
Multivibrator 49 in der Mitte jedes Ausgangsimpulses
der Schwellenvorrichtung 23 und auch zu dieser Mitte entsprechenden Zeitpunkten getriggert, sogar wenn die
Vorrichtung 23 tatsächlich keinen Impuls liefern würde (was der Fall ist, wenn die Rückkopplung von der Schaltung
19 her eine derartige Erhöhung der Schwelle der Vorrichtung 23 herbeiführen würde, dass ein oder
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mehrere Impulse von 23 völlig fehlt oder fehlen). Der
monostabile Multivibrator 49 ist derart aufgebaut, dass
die Dauer seines getriggerten Zustandes ein kleiner Bruchteil, z.B. zwischen einem Hunderstel und einem
Zehntel der Periode des Ausgangssignals des Generators
k2t ist, wobei der monostabile Multivibrator 5I derart
aufgebaut ist, dass die Dauer seines getriggerten Zustandes gerade etwas länger als die Hälfte der maximal
möglichen Dauer eines Ausgangsimpulses der Schaltung
23 zuzüglich der Dauer des getrifferten Zustandes des
monostabilen Multivibrators k$ ist. Daher führt das
Gatter 45 einen Abtastsignalimpuls dem Eingang Jk der
Schaltung 30 über das Gatter 36 zu Zeitpunkten zu, die
den Mitten der Ausgangsimpulse der Schaltung 23 entsprechen,
wenn - und lediglich wenn - der entsprechende Ausgangsimpuls der Vorrichtung 23 völlig fehlt. Die
Dauer dieses Abtar.tsignalimpulses wird durch die Dauer
des getriggerten Zustandes des monostabilen Multivibrators k9 bestimmt und dieser Impuls wird auf derartige
Weise erzeugt, dass die Abtast- und Speicherschaltung 30 ein Ausgangssignal (gleich Null) liefern
muss, sogar wenn ein Ausgangsimpuls der Vorrichtung völlig fehlt.
Die Einzelteile 50, 52 und 53, die den Einzelteilen
49, 51 bzw. 45 entsprechen, sind ebenfalls an
gebracht, um auf ähnliche Weise die Ausgänge des Generators k2 und des Gatters 26 mit dem Abtastsignaleingang der Schaltung 3I über das ODER-Gatter
41 zu
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koppeln, derart, dass die Schaltung 31 einen Abtastsignalimpuls
von dem Gatter 53 z" Zeitpunkten empfängt,
die den Mitten der1 Ausgangsimpulse der Vorrichtung 24
entsprechen, wenn - und lediglich wenn - der entsprechende Aiisgangsimpuls der Vorrichtung 24 völlig fehlt. Der
Eingang des nionostabilen Multivibrators 50 ist in diesem
Falle unmittelbar mit dem Ausgang des Generators 42 gekoppelt, weil der inonostabile Multivibrator 50 von den
Vordcrflanken des Ausgangssi.gnaIs des Generators 42
statt von den den monostabilen Multivibrator 49 triggernden
Hinterflanken getriggert werden muss.
Es ist einleuchtend, dass die Schaltung 30 den
Wert der Spannung, die über der Impedanz 7 erscheint, d.h. den Wert des Kollektorstroms des Transistors 4,
zu jedem Zeitpunkt abtastet und speichert, zu dem die Ansteuerung des Transistors 4 unterbrochen wird, vorausgesetzt,
dass der Transistor 4 während Perioden angesteuert wird, die länger als die Dauer der Einschaltspitzen
des Kollektorstroms desselben sind. Wenn die Ansteuerung kürzer als diese Spitzen dauert, findet
Abtastung und Speicherung des Wertes der Spannung (wenn vorhanden) über der Impedanz 7 statt, eben nachdem
die Einschaltspitzen beendet sind. Ausserdem sorgt die
Schaltung 30 ebenfalls dafür, dass der Nullwert der Spannung abgetastet und gespeichert wird, die über der
Impedanz 7 zu Zeitpunkten auftrittf die den Mitten
der Steuerimpulse entsprechen, die dem Transistor k
zugeführt werden, wenn derartige Steuerimpulse tatsEchlica
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fehlen müssten. Die Abtast- und Speicherschaltung 31
wirkt auf ähnliche Weise in bezug auf die Impedanz 8 und den Transistor 5·
Die AusgangsSignaIe der Abtast- und Speicherschaltungen
30 und 31 werden den zweiten Vergleichssignaleingängen
der Vergleichsstufe 33 bzw. 32 zugeführt, deren erste Vergleichssignaleingönge mit den Impedanzen
8 bzw. 7 verbunden sind. Jede Vergleichsstufe ist dazu
eingerichtet, ein Ausgangssignal zu liefern, wenn der
Wert eines Signals an ihrem zweiten Eingang gerade den Wert des Signals an ihrem ersten Eingang überschreitet,
vorausgesetzt, dass die Vergleichsstufe eingeschaltet
ist. Der Steuereingang $k der Vergleichsstufe 33 ist
mit dem Ausgang des Gatters 81 und der Steuereingang 55 der Vergleichsstufe 32 ist mit dem Ausgang des Gatters
79 gekoppelt. Die Vergleichsstufe 32 ist daher von einer
Zeit T an wirksam, nachdem jeder Steuerimpuls dem Transistor k zugeführt wird, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem
der entsprechende Steuerimpuls unterbrochen oder zu dem der monostabile Multivibrator 78 zurückgesetzt wird,
abhängig davon, welcher Vorgang zuletzt stattfindet, und die Vergleichsstufe. 33 ist auf ähnliche Weise von einer
Zeit T her wirksam, nachdem jeder Steuerimpuls dem Transistor 5 zugeführt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem
der entsprechende Impuls ausgeschaltet »der der monostabile Multivibrator 80 zurückgesetzt wird, abhängig
davon, welcher Vorgang zuletzt stattfindet. Jeweils wenn der Transistor h leitend ist, vergleicht die Vergleichs-
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stufe 32 alsi die (von der impedanz 7 abgeleiteten)
Werte des Kolli ktorstronis desselben, die nach der Einschaltspitze,
d.h. wenn der Kollektorstrom regelmässig zunimmt, auftreten, mit dem Wert, den der regelmässig
zunehmende Kollektorstrom des Transistors 5 aufwies (wenn vorhanden), als die Ansteuerung des Transistors 5 unterbrochen
wurde während der vorhergehenden. Leitungsperiode des Transistors 5, welcher Wert in der Schaltung 31
gespeichert ist. Wenn der regelmässig zunehmende Kollektorstrom des Transistors h gerade den Wert überschreiten
würde, der in der Schaltung 3I gespeichert ist, liefert die Vergleichsstufe 32 ein Ausgangssignal, das
dem Steuersignaleingang 56 des Gatters 25 zugeführt wird,
wodurch dieses Gatter gesperrt und somit die Ansteuerung des Transistors k (wenn noch vorhanden) unterbrochen
wird. Jeweils wenn der Transistor 5 leitend ist, vergleicht die Vergleichsstufe 33 auf ähnliche Wiese die
(von der Impedanz 8 abgeleiteten) Werte seines Kollektorstroins, die nach der Einschaltspitze, d.h. wenn der
Kollektorstrom regelmässig zunimmt, auftreten, mit dem Wert, den der regelmässig zunehmende Kollektorstrom
des Transistors k aufwies (wem vorhanden), als die Ansteuerung des Transistor k beendet wurde während der
vorhergehenden Leitungsperiode des Transistors ht welcher
Wert in der Schaltung 30 gespeichert wird. Wenn der regelmässig zunehmende Kollektorstrom des Transistors 5
gerade den Wert überschreiten würde, der in der Schaltung 30 gespeichert ist, liefert die Vergleichsstufe 33 ein
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. 32559
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Ausgangssignal, das dem Steuereingang 57 des Gatters 26 zugeführt wird, wodurch dieses Gatter gesperrt und
die Ansteuerung des Transistors 5(wenn noch vorhanden) beendet wird. Auf diese Weise wird die Ansteuerung
jedes Transistors beendet, wenn der regelmässig zunehmende
Kollektorstrom darin mehr als in geringem Masse grosser als der Wert ist, den der regelmässig zunehmende
Kollektorstrom des anderen Transistors aufwies (wenn vorhanden), als seine Ansteuerung beendet
wurde während der sofort vorhergehenden Leitungsperiode, wodurch gewährleistet ist, dass der Transformator 3 in
entgegengesetztem Sinne mit Signalen nahezu der gleichen Grosse während aufeinanderfolgender Leitungsperioden
der Transistoren h und 5 angesteuert wird. Die Gatter
25 und 26 sind derartauggebaut, dass,sobald sie gesperrt
sind, sie in diesem Zustand bleiben, bis die Vorderflanke de.j nächsten Ausgangsimpulses von der entsprechenden
Schwellenvorrichtung 23 oder Zk empfangen wird. Sie können auf bekannte Weise aus einem Paar kreuzweise
gekoppelter Gatter aufgebaut werden. Es dürfte einleuchten, dass die Steuersignale für die Vergleichsstuf.en
32 und 33 gegebenenfalls von den Eingangssignalen für die Gatter 25 und 26 statt von den Ausgangssignalen
derselben abgeleitet werden können.
Es sei bemerkt, dass jede Vergleichsstufe 32, dazu eingerichtet sein muss, nur dann ein Ausgangssignal
zu liefern, wenn das Signal an ihrem ersten Eingang (obwohl nur in geringem Masse) grosser als das an einem
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;wi. 3-559 ϊ'4-10-1977
zweiton Eingang ist; wenn die Vergleichsstufe ein
Ausgangssignal liefern würde, wenn die zwei Signale gleich
sind, könnten die Leitungsperiodon der zwei Transistoren
nicht verlängert werden, um z.B. eine zugenommene Nachfrage an den Ausgangsklemmen 1h und 15 ausgleichen zu
können, weil die effektive Ansteuerung, der der Transformator 3 während jeder Leitungsperiode unterworfen wird,
dann genau der effektiven Ansteuerung während der vorhei'ßohcnden
Lej tungsperiode gleich gemacht werden würde. Daher sei bemerkt, dass, es sei denn, dass weitere Massnalimen
getroffen werden, beim kontinuierlichen Betrieb die asymmetrische Komponente des Magnetisationsstroms im
Transformator 3 unbegrenzt vergrössert werden kann und,
insbesondere wenn ein kleiner Transformator 3 verwendet
wird, dies doch noch zur Sättigung des Transformatorkernes
führen kann. Im Zusammenhang damit wird vorzugsweise ebenfalls eine Strombegrenzungsschaltung vorgesehen (die
konventionell sein kann), die die Ansteuerung der Transistoren h und 5 eliminiert, wenn der Kollektorstrom
eines der beiden Transistoren oder die Komponente desselben, die der Magnetisation des Transformators 3 entspricht,
eine vorher bestimmte Grosse überschreiten würde;
die dargestellte ausgleichende Schaltung kann die ZAit, die für eine derartige Strombegrenzungsschaltung verfügbar
ist, derart vergrössern, dass diese aktiv wird, bevor die Situation unveränderlich wird, wodurch ihre
Zweckmässigkeit zunimmt. Eine Strombegrenzungsschaltung, die für diesen Zwek angewandt werden kann, ist in der
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i'HTJ.
2/»-ίο-1377
deutschen Patentanmeldung P 2717378.0 beschrieben, deren
*
Inhalt als in die vorliegende Deschreibung aufgenommen zu betrachten ist. In Fig. 1 ist diese Schaltung schematisch als ein Block 58 dargestellt, dessen Kollektorstrommesseingänge an Impedanzen 7 und 8 angeschlossen sind und von dom Ein Ausgang mit einem Sperreingang 59 eines Dreieckwellongenerators 22 gekoppelt ist. Wenn keine Gleichstromtrennung zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung des Transformators 3 erforderlich ist, können die Impedanzen 7 und 8 durch Widerstände mit niedrigen Werten gebildet werden, wobei die Spannungen über diesen Widerständen den Teilen 30» 32 und 58 und den Teilen 31, 33 bzw. 58 zugeführt werden, oder diese Widerstände können bei einer Abwandlung sogar zu einem einzigen Widerstand mit niedrigem Wert in Reihe mit der Anschlussklemme 1 oder der Anschlussklemme 2 kombiniert werden, wobei die Spannung über dem Widerstand den beiden Gruppen von Teilen zugeführt wird. Wenn jedoch eine derartige Gleichstromtrennung erforderlich ist, können die Impedanzen 7 und 8 durch Stromtransformatoren gebildet werden, deren Primärwicklung jeweils mit dem Kollektor des entsprechenden Transistors in Reihe geschaltet und deren Sekundärwicklung jeweils an eine Widerstandsbelastung angeschlossen ist, wobei die Spannung Über dieser Belastung der entsprechenden Gruppe von Teilen zugeführt wird. Im letzteren Falle sollen die Verstärker 27 und 28 selbstverständlich die Basis-Elektroden der Transistoren h und 5 über Trennungstrans-
Inhalt als in die vorliegende Deschreibung aufgenommen zu betrachten ist. In Fig. 1 ist diese Schaltung schematisch als ein Block 58 dargestellt, dessen Kollektorstrommesseingänge an Impedanzen 7 und 8 angeschlossen sind und von dom Ein Ausgang mit einem Sperreingang 59 eines Dreieckwellongenerators 22 gekoppelt ist. Wenn keine Gleichstromtrennung zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung des Transformators 3 erforderlich ist, können die Impedanzen 7 und 8 durch Widerstände mit niedrigen Werten gebildet werden, wobei die Spannungen über diesen Widerständen den Teilen 30» 32 und 58 und den Teilen 31, 33 bzw. 58 zugeführt werden, oder diese Widerstände können bei einer Abwandlung sogar zu einem einzigen Widerstand mit niedrigem Wert in Reihe mit der Anschlussklemme 1 oder der Anschlussklemme 2 kombiniert werden, wobei die Spannung über dem Widerstand den beiden Gruppen von Teilen zugeführt wird. Wenn jedoch eine derartige Gleichstromtrennung erforderlich ist, können die Impedanzen 7 und 8 durch Stromtransformatoren gebildet werden, deren Primärwicklung jeweils mit dem Kollektor des entsprechenden Transistors in Reihe geschaltet und deren Sekundärwicklung jeweils an eine Widerstandsbelastung angeschlossen ist, wobei die Spannung Über dieser Belastung der entsprechenden Gruppe von Teilen zugeführt wird. Im letzteren Falle sollen die Verstärker 27 und 28 selbstverständlich die Basis-Elektroden der Transistoren h und 5 über Trennungstrans-
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PIILi. 32559
26 .'-'*-ίο-1077
formatoren speisen.
Es ist nicht notwendig, dass die Abtast- und
Speicherschaltungen 30 und 31 den Wert abtasten und
speichern, den der regolmiiss ig zunehmende entsprechende
Kollektorstrom genau zu dem Zeitpunkt aufweist, zu dem
die Ansteuerung des entsprechenden Transistors beendet
wird, aber es ist nur notwendig, dass der Wert des regelmässig zunehmenden Kollektorstroins zu dein genannten
Zeitpunkt auf Basis des abgetasteten Wertes voraussagbar
ist. Wenn das Verheilten des Kollektorstroms jedes
Transistors um den Zeitpunkt, zu dem dessen Ansteuerung beendet wird, voraussagbar ist, können die Schaltungen
30 und 31 z.B. den Wert abtasten und speichern, den der entsprechende regelnlässig zunehmende Kollektorstrom
eine kurze vorher bestimmte Zeitspanne, nachdem die Ansteuerung des entsprechenden Transistors beendet ist,
aufweist (wenn der Transistor noch leitend ist infolge von Ladungsspeicherung in seinem Dasisgebiet). Das Ausgangssignal
der Schaltung 30 oder 3I soll in diesem
Falle selbstverständlich in bezug auf die Aenderung des Kollektorsti'offls, die während dieser kurzen vorher bestimmten
Zeitspanne auftritt, richtig sein.
Obwohl in der Zeichnung die Transistoren h und
5 an den Transformator 3 in einer konventionellen ausgleichenden
Konfiguration jai i zwei Taktausgängen angeschlossen
sind, leuchtet es ein, dass sie auch in einer Konfiguration mit einera einzigen Taktausgang, d.h. in
einer Konfiguration angeordnet sein können, bei der die
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Mittelanzapfung der Primärwicklung des Transformators
3 weggelassen ist, wobei ein Ende der Primärwicklung des Transformators an den Knotenpunkt zweier Kondensatoren
angeschlossen ist, die in Reihe über den Klemmen und 2- angeordnet sind, und wobei die Kollektor-Emitter-Strecken
der Transistoren k und 5 in gleichem Sinne in
Reihe über den Klemmen 1 und 2 geschaltet sind, während das andere Ende der Primärwicklung des Transformators
an den Knotenpunkt des Emitters des einen Transistors und des Kollektors des anderen Transistors angeschlossen
ist. In einem derartigen Falle müssen die Impedanzen 7 und 8 unmittelbar mit den Kollektor-Elektroden der entsprechenden
Transistoren in Reihe geschaltet werden.
Obwohl die Transistoren^ und 5 als Bipolartransistoren
dargestellt sind, leuchtet es ein, da»? sie auch durch z.B. Feldeffektleistungstransistoren gebildet
werden können.
Da die Vergleichsstufen 32 und 33 abwechselnd
wirksam sind, können sie durch eine einzige Vergleichsschaltung ersetzt werden, die von dem jeweiligen Ausgangssignal
der beiden Gatter 79 und 81 geschaltet wird. Wenn dies erfolgt, muss der erste Vergleichseingang der
einfachen Vergleichsstufe von den Ausgängen der zwei Impedanzen 7 und 8 her (oder von dem Ausgangssignal
einer einzigen Impedanz, die in die gemeinsame Speisung der Kollektoren der Transistoren k und 5, aufgenommen
ist, wenn 7 und 8 durch diese ersetzt werden) gespeist werden, während der zweite Vergleichseingang der ein-
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fachen Vergleichsstufe von den Ausgängen der Schaltungen
30 und 31 her über gesonderte Schalter gespeist werden
müssen, die derart geschaltet werden, dass der Schalter im Ausgang der Schaltung 30 gesperrt ist, wenn ein
Ausgangsimpuls an der Klemme 16 erscheint, und der
Schalter im Ausgang der Schaltung 3I gesperrt ist, wenn ein Ausgaiigsimpuls an der Klemme 17 erscheint .
Für diesen Zwek können die Schalteingänge der zwei Schalter mit den Ausgängen der Gatter '41 bzw. 36 gekoppelt
werden.
Fig. 2 zeigt eine andere Möglichkeit für die Teile 30 bis 33 in Fig. 1, in der die zwei geschalteten
Vergleichsstufen 32 und 33 durch eine einfache
Vergleichsstufe 65 ersetzt sind, die in die Schaltung 590 aufgenommen ist. Die Abtast- und Speicherschaltung
30 aus Fig. 1 wird durch die Reihenanordnung eines Speicherkondensators 60 und eines Schalters 61 gebildet,
die über einem Widerstand 61 angebracht ist, und die
Abtast- und Speicherschaltung 3I aus Fig. 1 wird durch
die Reihenanordnung eines Speicherkondensators 63 und
eines Schalters 64 gebildet, die über dem Widerstand angebracht ist. Die Vergleichsstufe 65 ist als ein
Operationsverstärker ausgebildet, wobei zwei Schalter 66 und 67 mit ihrem jeweiligen invertierenden Eingang
an den Knotenpunkt des Kondensators 60 und dee Schalters
61 bzw. an den Knotenpunkt des Kondensators 63 und des Schalters 64 angeschlossen sind. Der nichtinvertierende
Eingang des Verstärkers 65 liegt in der OV-
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Leitung, wie in diesem Falle der Unterseite des Wider-Standes
62. Der invertierende Eingang des Verstärkers 65 ist ebenfalls an ein niedriges negatives Potential
von z.B. -0,5 V über einen Widerstand 68 hohen Wertes
angelegt. Die Impedanzen 7 und 8 aus Fig. 1 werden durch Stromtransformatoren gebildet, deren Primärwicklungen
in die Kollektorschaltungen der Transistoren h bzw. 5 aufgenommen und deren Sekundärwicklungen beide
an den Widerstand 62 über die Dioden 69 bzw. 70 angeschlossen sind.
Die Schaltung nach Fig. 1 , die auf die in Fig. 2 dargestellte Weise abgewandelt ist, wirkt wie folgt:
Die unverschiedlichen Spannungsformen, die darin auftreten
können, sind in Figuren 3 und k angegeben. In
den Figuren 3 und h sind die verschiedenen Wellenformen mit denselben Bezugsziffern wie die Punkte in den
Figuren 1 und 2, an denen sie auftreten können, bezeichnet
Durch das Anschliessen der Stromtransformatoren
7 und 8 an den Widerstand 62 über die Dioden 69 bzw. entsteht die Spannungsform nach Fig. 3 am Punkt 71 der
Fig. 2, welche Spannungsform die Summe der Kollektorströme
der Transistoren h und 5 ist, wenn die Spannungsform 16 bzw. 17 der Fig. 3 ihren respektiven Basis-Elektroden
zugeführt wird. Die ersten und dritten Impulse der Wellenform 71 entsprechen dem leitenden Zustand
des Transistors k und die zweiten und vierten Impulse derselben entsprechen dem leitenden Zustand des
Transietörs 5· Es leuchtet ein, dass jeder Impuls eine
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PHD.32 559
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Einschaltspitze (infolge des Aufladens der Streukapazitäten
in der Kollektorleistung des entsprechenden Transistors) aufweist, der ein Teil folgt, der eine negativ
verlaufende Neigung aufweist (der dem Magnetisationsstrom des Transformators 3 entspricht) und einem Basisteil
überlagert ist (der dem den Ausgangsklemmen ]k und
15 entnommenen Strom entspricht).
Zu dem Zeitpunkt tp, d.h. nach dem Auftreten
der Einschaltspitze des ersten Impulses der Wellenform 71, wird der Schalter 61 von dem Ausgangssignal des
Gatters 37 (Wellenform Jk, 35) eingeschaltet, wobei
die unterste Elektrode des Kondensators 60 auf die 0 V-Leitung geklemmt wird, wie in der Wellenform 72 in
Fig. 3 angegeben ist. Die Zeitkonstante, die durch den
Kondensator 60, den Widerstand 62 und den Widerstand des Schalters 61 im eingeschalteten Zustand gebildet wird,
ist klein (z.B. 0,1 ,usec) gemacht, wodurch der Kondensator 60 schnell auf die Spannung über dem Widerstand
62 (Wellenform 71) aufgeladen wird. Der Schalter 61 wird
von der Wellenform 3^i 35 bis zum Zeitpunkt t_ geschlossen
gehalten, der mit der Hinterflanke des ersten Impulses der Wellenform 16, -d.h. mit dem Zeitpunkt zusammenfällt,
zu dem die Ansteuerung des Transistors h beendet wird und zu dem der Schalter 61 geöffnet wird. Da zu diesem
Zeitpunkt der Schalter 66 ebenfalls geöffnet ist (dieser wird von der Wellenform kO, 5k gesteuert), ist der
Kondensator 60 nach wie vor auf den Wert aufgeladen, den die Wellenform 71 zu dem Zeitpunkt t„ aufwies,
wodurch die Wellenform 72 der Wellenform 71 folgt. Zum
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-Vf- POT. 32559
Zeitpunkt t_ (der dem Zeitpunkt t entspricht, aber
während des folgenden Impulses der Wellenform 71» der
dem leitenden Zustand des Transistors 5 entspricht) wird der Schalter 66 vom Ausgangssignal des Gatters ^7
(Wellenform ho, 5Ό geschlossen, wodurch die dem invertierenden
Eingang des Verstärkers 65 zugeführte Wellenform 7^ der Wellenform 72 gleich wird. Zum Zeitpunkt
t_ ist die Amplitude der Wellenform 71 aber kleiner
als zum Zeitpunkt t„, wodurch die Wellenformcn 72 und
Jk einen negativen Wert aufweisen. Zu diesem Zeitpunkt
ist der Eingangstransistor des Verstärkers 65 nichtleitend,
was, in Kombination mit der Tatsache, dass der Widerstand 68 einen hohen Wert (z.B. 10 MOhm) aufweist
und daher einen vernachlässigbaren Strom zieht, bedeutet, dass die Wellenformen 72 und 7^ nach wie vor
der Wellenform 71 folgen. Wenn die Amplitude der Wellenform
71 auf denselben Wert wie während des Zeitpunktes t_ zunimmt, nimmt jedoch die Amplitude der Wellenformen
72 und Jk auf 0 V zu und wird dann positiv. Dieses
Ereignis bestimmt den Zeitpunkt tg. Der Verstärker 65 weist eine hohe Verstärkung und einehohe Eingangsimpedanz auf, wodurch, sobald die Wellenform 7^ nur
einige Millivolts positiv geworden ist, sein Ausgang 56, 57 abrupt negativ wird (ausgedehnte Wellenform 56,
57 in Fig. 4) wodurch das Gatter 26 während einer kurzen
Zeit t_ gesperrt (was durch alle Verzögerungen in der Schaltung bestimmt wird) und somit die Ansteuerung des
Transistors 5 (Wellenform 17) beendet und der Schalter
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PUB. 'j?.
2^-10-1977
64, der zum Zeitpunkt t vom Ausgangssignal des Gatters
I47 geschlossen wurde (Wellenform hOt 5*0 geöffnet wird.
Die Zeitspanne tR-tQ beträgt nur einen Bruchteil einer
Mikrosekunde, wodurch to und tg nahezu zusammenfallen
und der Transistor 5 also nicht mehr angesteuert wird, sobald sein Kcllektorstrom einen Wert aufweist, der
nahezu gleich dem Wert ist, den der Kollektorstrom des Transistors h zum Zeitpunkt t„ aufwies.
Wie bereits erwähnt wurde, ist eine endliche Verzögerungszeit t„-t erforderlich, um die Transistorströme
zunehmen zu lassen, damit man einer vergrösserten Nachfrage an den Ausgangsklemmen 1 4, I5 genügen kann.
Nach dem Zeitpunkt t_ ist die im Kondensator
gespeicherte Information nicht mehr nötig und wird der Zyklus nochmals wiederholt, sobald der Schalter 61 zum
Zeitpunkt t wieder geschlossen wird.
Die Wirkung des Kondensators 63 und der Schalter 6k und 67 ist gleich der des Kondensators 60 und der
Schalter 61 und 66, mit der Massgabe, dass, wenn der Kondensator 63 aufgeladen wird, der Kondensator 60 an
den Verstärker 65 angeschlossen wird, und umgekehrt. Dadurch ist die Wellenform am Punkt 73 gleich der am
Punkt 72, aber über eine halbe Periode verschoben, wie in Fig. 3 angegeben ist.
Gegebenenfalls können die Dioden 75 und 76 in
die Schaltung der Fig. 2 auf die dargestellte Weise derart aufgenommen werden, dass ihre Anoden an einem
Punkt 77 mit negativem Potential liegen. Derartige Dioden
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PHD. 3^559
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können die Schalter vor zu hohen negativen Spannungen
»
zu Zeitpunkten schützen, zu denen der Momentanwert der Wellenform 71 Null ist, und können die effektiven Spannungen über den Kondensatoren 60 und 63 auf jeden gewünschten Wert (der durch das Potential am Punkt 77 bestimmt wird) begrenzen. Eine derartige Begrenzung der effektiven Spannung über den Kondensatoren 60 und 63 setzt den Kollektorströmen der Transistoren k und 5 eine obere Grenze, was ein Vorteil sein kann. Wenn also z.B. ein Kollektorstrom von 1 A 1 V über dem Widerstand 62 liefert, wenn das Potential am Punkt 77 -5 V beträgt und wenn der Spannungsabfall über den Dioden 75 und 76 in der Durchlassrichtung 0,5 V" beträgt, wird die Ansteuerung des Transistors k oder 5 automatisch beendet, sobald sein Kollektorstrom einen Wert von 5»5 A erreicht. Derartige Dioden können die Strombegrenzungsschaltung 58 in Fig. 1 ersetzen.
zu Zeitpunkten schützen, zu denen der Momentanwert der Wellenform 71 Null ist, und können die effektiven Spannungen über den Kondensatoren 60 und 63 auf jeden gewünschten Wert (der durch das Potential am Punkt 77 bestimmt wird) begrenzen. Eine derartige Begrenzung der effektiven Spannung über den Kondensatoren 60 und 63 setzt den Kollektorströmen der Transistoren k und 5 eine obere Grenze, was ein Vorteil sein kann. Wenn also z.B. ein Kollektorstrom von 1 A 1 V über dem Widerstand 62 liefert, wenn das Potential am Punkt 77 -5 V beträgt und wenn der Spannungsabfall über den Dioden 75 und 76 in der Durchlassrichtung 0,5 V" beträgt, wird die Ansteuerung des Transistors k oder 5 automatisch beendet, sobald sein Kollektorstrom einen Wert von 5»5 A erreicht. Derartige Dioden können die Strombegrenzungsschaltung 58 in Fig. 1 ersetzen.
In einer praktischen Schaltung hatte der Widerstand 62 einen Wert von 50 Ohm, während der Kondensatoren
60 und 63 beide einen Wert von 1000 pF aufweisen, wobei die analogen Schalter 61, 6k, 66 und 67 zusammen
durch einen Quad DMOS-Analog-Schalter gebildet wurden,
der von der Firma Signetics unter der Typennummer SD 5OOO vertrieben wird, und der Verstärker 65 ein
Verstärker vom Philips-Typ TCA 520 B war.
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Claims (1)
- PHD.32559 2/1-10-1977PATENTANSPRUECHE;/i. J Stromausgleichende Schaltung für einen Gleichstromwandler vom Gegentakttyp, bei der ein Transformator auf der Primärseite mittels mindestens zweier Transistoren abwechselnd an eine Gleiclispannungsquelle angeschlossen wird, so dass auf dor Skundärseite eine Wechselspannung erscheint, wobei eine Steuerschaltung die Transistoren abwechselnd impulsförmig in den leitenden Zustand steuert, während weitei* eine Strommessvorrichtung in Reihe mit dem jeweiligen Hauptstromkreis der Transistoren angeordnet ist, an den eine Vergleichsschaltung angeschlossen ist, die bei Ungleichheit der Ströme in den Hauptstromkreisen ein Korrektursignal an die Steuerschaltung abgibt, damit diese Ungleichheit beseitigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsschaltung eine erste (30) und eine zweite (31) Abtast- und Speicherschaltung enthält, von jeder von denen ein Messeingang an die Strommessvorrichtung (7, 8) ein Steuereingang (Jk, ko) an die Steuerschaltung und ein Messausgang an den einen Eingang eines Komparators (33> 32, 59O) angeschlossen ist, dessen Ausgang (57» 56) an die Steuerschaltung (18) angeschlossen und von dem ein anderer Eingang mit der Strommessvorrichtung (8, 7) verbunden ist, wobei während jedes Impulses der Steuerschaltung, der einen der Transistoren leitend macht, die eine Abtast-und Speicherschaltung den Wert des Stromes durch den leitenden Transistor speichert und die andere Abtast- und Speicherschaltung an ihrem Messausgang den809822/0700ORIGINAL INSPECTEDΟ 24-10-1977Endwert des Stromes, wie»er vom anderenTransistor am Ende des vorhergehenden Impulses der Steuerschaltung geführt vurde, an den Komparator liefert, der diesen Endwert mit dem genannten Wert des Stromes durch den leitenden Transistor vergleicht und den bestehenden Impuls beendet, wenn der Komparator ein Signal an seinem Ausgang führt, dadurch, dass der genannte Wert des Stromes den genannten Endwert überschreitet.2. Strorrmusgleichende Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Komparator (33> 32, 590) mit einem Sperreingang (5^, 55) versehen ist, der mit dem Ausgang einer Zeitverzögerungsschaltung (81, 80, 47, 48nbzw. 79. 87. 37. 38) verbunden ist, deren Triggereingang mit der Steuerschaltung verbunden ist, um den Komparator während des Anfangs jedes Steuerimpulses für die Transistoren zu sperren.3. Stromausgleichende Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereingang (34, 4o) der Abtast- und Speicherschaltung (30, 3'·) mit dem genannten Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung verbunden ist.H. Stromaiisgleichende Schaltung nacii Anspruch 2, bei der die Steuerschaltung einen Taktimpulsgenerator enthält, der Basisimpulse liefert, von denen die Steuerimpulse für die Transistoren abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereingang (34, 4o) der Abtast- und Speicherschaltung (30, 31) mit dem Ausgang eines ODER-Gatters (36, 4i) verbunden ist, von dem ein809822/0700PHB.32559 7 2^-10-1977erster Eingang mit dem Ausgang der Zoitverzögerungsschaltung und ein zweiter Eingang mit einer Impulsgeborschaltung (h5, k9, kk, 51; 53, 50, 52) verbunden ist, die mit einem Sperreingang, der mit dem genannten Trigß^reingang verbunden ist, und mit einem Starteingang versehen ist, der mit dem Taktimpulsgonerator verbunden ist, um einen Abtastimpu.1 s an den genannten Stcuereingang (3^, ko) nur beim Fehlen des Steuerimpulses während eines Basisimpulses zu liefern.5. Stromausgleichende Schaltung nach Anspruch 2, oder h, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (30) und die zweite (3I) Abtast-und Speicherschaltung je aus einer über dem Messeingang angeordneten Reihenschaltung einer; Kondensators (60, 63) und eines Schalters (61, 64) •aufgebaut sind, wobei die Steuerelektrode des Schalters der respektive Steuereingang (3^» ^O) und der Knotenpunkt (72, 73) des Schalters und des Kondensators der respektive Messausgang ist; dass weiter die Messeingänge parallel zueinander und zu einer gemeinsamen Strominessvorrichtung (7, 8, 69, 70, 62) geschaltet sind, und dass ein gemeinsamer Komparator (590) einen Differenzverstärker (65) und. zwei andere Schalter (66, 67) enthält, wobei der Ausgang (56, 57) des Verstärkers an die Steuerschaltung angeschlossen, der eine Eingang (7*0 mit der einen Klemme jedes der beiden Schalter, die andere Klemme jedes Schalters mit einem genannten Messausgang verbunden und die Steuerelektrode jedes Schalters809822/0700. 32559 if :>h -10-1977an einen respekliven Sperrojncang (5'' » 55) angeschlossen ist, wobei weiter der andere Eingang des Verstärkers mit der gemeinsamen Leitung verbunden ist, die die Messeingängo miteinander verbindet und an die ausserdem die zuerst genannten Sclutlter (61, 6^) angeschlossen sind. 6. StromauKg]eichende Schaltung nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, dass jeder Messausgang mit einer Klemmdiod« (751 7^) verbunden ist, die ein Bezugspotential (77) aufweist, das einem höchstzulässigen Strom in den Transistoren entspricht.809822/0700
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