DE2844201A1 - Halbleiter-gegentaktleistungsendstufe - Google Patents

Description

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in Essen

Halbleiter-Gegentaktleistungsendstufe

Die Erfindung betrifft eine Gegentakt-Leistungsendstufe mit einem aus zwei Primärwicklungen bestehenden Ausgangsübertrager, dessen Wicklungsenden symmetrisch an die Versorgungsspannung bzw. an die im Gegentakt arbeitenden Halbleiter angeschlossen sind. Bisher bekannt sind solche Schaltungen z.B. aus Lejsfcungsverstärkern in der liF-Technik, wo sie als Gegentaktverstärker oder Brückengegentaktverstärker Verwendung finden.

An den Gegentaktverstärker wird dabei als wesentliche SOrderung die Spannungsfestigkeit der Transistoren gestellt. Diese müssen auf die gegenüber dem Ruhezustand doppelte Kollektor-Emitter-Spannung ausgelegt sein. Die dazu benötigten Leistungstransistoren mit den entspre— chenden Kennwerten sind jedoch sehr kostspielig und verteuern die Verstärker. Weiterhin besitzen Gegentakt— Endstufen noch den Nachteil, daß beim Betrieb mit nicht sinusförmigen Signalen, wie z.B. bei Rechteckimpulsen, durch praktisch immer im Schaltkreis vorhandene Induktivitäten beim Abschalten eines Zweiges Spannungsspitζen auftreten können, die weit über dem Wert der im stationären Betrieb normalerweise auftretenden Spannungen am Schalter liegen.

Dagegen werden bei Brückengegentaktv ers tärkern zv/ar bezüglich der Spannungsfestigkeit nicht solch hohe Anforderungen an die verwendeten Schalttransistoren gestellt, jedoch besitzt diese Schaltung den Fachteil, daß im Augenblick der Leistungsübernahme von einem auf den anderen Schalter ein sehr hoher Kurzschlußstrom fließen kann,

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der unter Umständen nur durch die ohmschen Bahnwider-"stände begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiter-Gegentaktleistungsendstufe zu schaffen, die die Vorteile der Gegentaktschaltung, bei der kein unmittelbarer Kurzschlußstrom fließen kann, mit dem Vorteil des Brückengegentaktverstärkers, bei dem nur die einfache Batteriespannung an dem Schalter, d.h. bei der Verwendung von Schalttransistoren an der Emitter-Kollektor-Strecke auftreten kann, kombiniert und die die oben geschilderten Nachteile vermeidet. Weiterhin soll die Aufgabe gelöst werden, die bei der Rückmagnetisierung entstehenden Spannungsspitzen auf den Wert der im stationären Zustand auftretenden Spannungen am Schalter zu begrenzen.

Die Aufgabe wird durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Yorteilhafterweise wird jeder der vier Halbleiter durch parallel geschaltete Dioden geschützt. Als Halbleiter verwendet man Transistoren oder Thyristoren.

Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß kein direkter Kurzschlußstrom fließen kann und die Dioden die Spannung an den Halbleitern nach oben begrenzen. Der maximale "Wert kann nur um den der Diodendurchlaßspannung über der Yersorgungsgleichspannung liegen. Weiterhin wirkt sich vorteilhaft aus» daß in der erfindungsgemäßen Schaltung Leistungstransistören mit geringerer Sperrspannungsfestig— keit verwendet werden können! ebenso kann auf eine sehr hohe Grenzfrequenz, wie sie bei Brückenverstärkern konfentioneller Bauart gefordert wird, verzichtet werden.

Die nach der Erfindung aufgebaute Endstufe läßt sich kostengünstiger herstellen, insbesondere ist das Angebot der verwendbaren Transistoren oder Thyristoren weitaus größer.

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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die eine Halbleiter-Gegentaktleistungsendstufe mit jeweils parallel zur Primärwicklung des Ausgangsübertrager und einem HaIbleiter geschaltete Dioden zeigt.

Die dargestellte Halbleiter-G-egentaktleistungsendstufe eines Sonarverstärkers besitzt vier Leistungstransistoren, die der Einfachheit halber als Schalter 1 bis 4 dargestellt und paarweise mit Primärwicklungen 5 und 6 verbunden sind. Die Versorgungsgleichspannung U-n liefert eine Versorgungseinheit. Zur Spannungsbegrenzung dienen die Dioden 7 bis 10, die jeweils parallel zu den Schaltern 1 bis 4 und der entsprechenden Primärwicklung geschaltet sind. Die Sekundärwicklung 11 des gesamten Ausgangsübertragers liefert die Ausgangsspannung U.. Durch ihre Anordnung sind die Dioden im Ruhezustand stromlos.

Ein Schaltzyklus läuft folgendermaßen ab. Die Schalter 1 und 2 sind gleichzeitig geschlossen, wodurch ein Strom I^ durch die Primärwicklung 5 in der angegebenen Richtung fließt. Dieser Strom I. induziert in den benachbarten Wicklungen 6 und 11 eine Spannung, die in der Wicklung 6 so gerichtet ist, daß die an den Schaltern 3 und 4 anliegende Spannung etwa der Versorgungsgleichspannung entspricht.

In dtr nächsten Halbperiode werden die Schalter 3 und geschlossen und die Schalter 1 und 2 geöffnet. Der dadurch atUftlöete Strom I„ induziert - abgesehen von der Ausgangsspannung-in der ersten Primärspule 5 eine die Schalter 1 und 2 maximal bis zur Versorgungsgleichspannung belastende Spannung. Gegenüber den konventionellen Gegentaktverstärkern, bei denen die maximale Spannung an den Schaltern den zweifachen Wert der Versorgungsgleich-

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spannung erreichen kann, wird in der vorliegenden Schaltung keiner der Schalter stärker als his zur Versorgungsgleichspannung "belastet.

Die Dioden 7 "bis 10 werden nur dann leitend, wenn die Spannung an den Schaltern 1 Ms 4 die Versorgungsspannung übersteigt und dienen somit zu deren Schutz. Dieser Fall tritt hei komplexer Last dann auf, wenn zwei zu einer Primärwicklung gehörende Schalter während des Umsteuerns unterschiedliche Schaltzustände einnehmen.

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Claims (2)

1. Patentansprüche : 2Ö44ZU I

   / 1,JHalbleiter-Gegentaktleistungsendstufe mit einem ^—' aus zwei Primärwicklungen "bestehenden Ausgangsübertrager, dessen Wicklungsenden symmetrisch, an die VersorgungsSpannung bzw. an die im Gegentakt arbeitenden Halbleiter angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mit der Versor— gungsspannung verbundenen Wicklungsenden und Versorgungsspannung je ein weiterer Halbleiter geschaltet ist, der mit dem anderen Halbleiter an derselben Wicklung im gleichen Takt arbeitet.
2. 2. Halbleiter-Gegentaktleistungsendstufe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der vier Halbleiter durch parallel geschaltete Dioden geschützt ist.

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   Vo/We
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