DE2929312A1 - Transistorised inverter for DC to AC phase(s) - has current transformer primary in output line and secondary in base drive circuit of inverter - Google Patents
Transistorised inverter for DC to AC phase(s) - has current transformer primary in output line and secondary in base drive circuit of inverterInfo
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Abstract
Description
Transistorisierter Wechselrichter Transistorized inverter
Die Erfindung bezieht sich auf einen transitorisierten Wechselrichter.The invention relates to a transitory inverter.
In transistorisierten Wechselrichtern, die mit niedriger Versorgungsspannung betrieben werden, sind Basisansteuerverluste bei der Betrachtung des Wirkungsgrades ein wesentlicher Faktor. Diese Situation ist bei starken Schwankungen der Versorgungsgleichspannung noch schlechter, was beispielsweise bei Anwendungen im Luftfahrtbereich auftritt.In transistorized inverters with low supply voltage are operated are basic control losses when considering the efficiency an essential factor. This situation occurs when there are strong fluctuations in the DC supply voltage even worse, which occurs, for example, in aerospace applications.
Mit Hilfe der Erfindung soll ein transistorisierter Wechselrichter geschaffen werden, bei dem die oben genannten Nachteile beseitigt oder reduziert sind.With the help of the invention, a transistorized inverter can be created in which the above-mentioned disadvantages are eliminated or reduced are.
Nach der Erfindung ist ein transistorisierter Wechselrichter zum Umsetzen von Gleichstrom in einen ein- oder mehrphasigen Wechselstrom dadurch gekennzeichnet, daß für jede zu erzeugende Phase eine in der Wechselrichter-Ausgangsleitung liegende Primärwicklung eines Stromtransformators vorgesehen ist, daß die Sekundärwicklung des Stromtransformators in einer Basisansteuerschaltung liegt und daß der Stromtransformator einen Teil des Wechselrichter-Ausgangsstroms zur Basisansteuerschaltung zurückkoppelt, damit ein Basisansteuerstrom für die Basisansteuerschaltung geliefert wird.According to the invention, a transistorized inverter is to be implemented from direct current to single or multi-phase alternating current characterized by that for each phase to be generated there is one in the inverter output line Primary winding of a current transformer it is provided that the Secondary winding of the current transformer is in a base drive circuit and that the current transformer supplies part of the inverter output current to the base drive circuit fed back so that a base drive current for the base drive circuit is supplied will.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß für jede Phase ein erster Haupttransistor und ein zweiter Haupttransistor vorgesehen sind, daß der Stromtransformator eine in die Ausgangsleitung eingeschaltete Primärwicklung und eine Sekundärwicklung für jeden der beiden Haupttransistoren enthält, und daß jede Sekundärwicklung einen Basisansteuerstrom für die Basis des zugehörigen riaupttransistors liefert.It is preferably provided that a first main transistor for each phase and a second main transistor are provided that the current transformer one Primary winding connected to the output line and a secondary winding for each of the two main transistors, and that each secondary winding one Base drive current for the base of the associated main transistor supplies.
Der transistorisierte Wechselrichter enthält vorteilhafterweise eine Diode, die das Fließen eines Gegenstroms durch die Sekundärwicklung verhindert.Anstelle von Dioden können auch andere Bauelemente benutzt werden,(falls es erwünscht ist).The transistorized inverter advantageously contains one Diode that prevents a counter current from flowing through the secondary winding. Instead Other components of diodes can also be used (if desired).
Vorzugsweise enthält der Wechselrichter eine auf den Kern des Stromtransformators gewickelte Vorspannungswicklung, die zwischen die den Wechselrichter mit einer Eingangsgleichspannung versorgenden Gleichspannungsleitungen eingeschaltet ist.Preferably the inverter includes one on the core of the current transformer wound bias winding that connects the inverter with a DC input voltage supplying DC voltage lines is switched on.
Der Wechselrichter kann ferner einen Widerstand enthalten, der das Anlegen eines Anfangsstroms abwechselnd an die Basis des ersten Haupttransistors und an die Basis des zweiten Haupttransistors bewirkt, wenn der Wechselrichter zu arbeiten beginnt. Dieser Widerstand odgeine andere äquivalente Schaltungsanordnung stellt sicher, daß der Wechselrichter zu arbeiten beginnt, da sonst Schwierigkeiten auftreten könnten, einen Anfangsstrom in der I?rimärwicklung zu erhalten.The inverter may further include a resistor that the Alternately applying an initial current to the base of the first main transistor and caused to the base of the second main transistor when the inverter closes work begins. This resistor is another equivalent circuit arrangement ensures that the inverter starts to work, otherwise difficulties could occur to receive an initial current in the primary winding.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen: Fig.1 die für jede Phase des zu erzeugenden Wechselstroms erforderliche Schaltung in einem transistorisierten Wechselrichter und Fig.2 die in einem transistorisierten Wechselrichter nach der Erfindung bei einem Arbeiten im Gegentaktbetrieb erforderliche Schaltung.The invention will now be explained by way of example with reference to the drawing. They show: FIG. 1 the required for each phase of the alternating current to be generated Circuit in a transistorized inverter and Fig.2 that in a transistorized Inverter according to the invention required when working in push-pull operation Circuit.
In Fig.1 ist eine Schaltung für einen transistorisierten Wechselrichter dargestellt, die einen ersten Haupttransistor TR3 und einen zweiten Haupttransistor TR4 enthält.In Fig.1 is a circuit for a transistorized inverter shown, the a first main transistor TR3 and a second main transistor TR4 contains.
Der in einen Wecheelstrom umzuwandelnde Gleichstrom wird den Transistoren TR3, TR4 von einer Gleichspannungsversorgungsleitung zugeführt. Die an dieser Leitung anliegende Spannung kann sich ändern; ihr Wert kann beispielsweise zwischen 16 V und 32 V liegen. Die Transistoren TR3, TR4 speisen über eine Primärwicklung 4 eines Stromtransformators CTl abwechselnd eine Last. Der Transformator CTi ist in eine Ausgangsleitung 6 des Wechselrichters eingeschaltet.The direct current to be converted into an alternating current is used by the transistors TR3, TR4 supplied from a DC power supply line. The one on this line applied voltage can change; their value can be between 16 V, for example and 32 V. The transistors TR3, TR4 feed one via a primary winding 4 Current transformer CTl alternately a load. The transformer CTi is in a Inverter output line 6 switched on.
Die Basis des Transistors TR3 empfängt einen Basisansteuerstrom aus einer Basisansteuerschaltung, die eine Sekundärwicklung 8 des Stromtransformators CTi und eine Diode Di enthält. In der gleichen Weise wird der Basisansteuerstrom für die Basis des Transistors TR4 von einer Basisansteuerschaltung geliefert, die eine Sekundärwicklung 10 des Stromtransformators CTi und eine Diode D2 enthält. Ein Transistor TR1 ist der Basisansteuerschaltung des Transistors TR3 zugeordnet, und ein Transistor TR2 ist der Basisansteuerschaltung des Transistors TR4 zugeordnet. Diese Transistoren TR1, TR2 werden dazu benutzt, die Sekundärwicklungen 8, 10 abwechselnd in geeigneter Weise so kurzzuschließen, daß die zwei Basisansteurschaltungen abwechselnd arbeiten, wodurch den Transistoren TRD, TR4 abwechselnd Strom zugeführt wird. Die Transistoren TR1, TR2 werden mit gegenphasigen Strömen gespeist, die ihnen über Leitungen 12 bzw. 14 zugeführt werden.The base of the transistor TR3 receives a base drive current a base drive circuit which has a secondary winding 8 of the current transformer Contains CTi and a diode Di. In the same way, the base drive current for the base of the transistor TR4 supplied by a base drive circuit which a secondary winding 10 of the current transformer CTi and a diode D2. A transistor TR1 is assigned to the base drive circuit of the transistor TR3, and a transistor TR2 is assigned to the base drive circuit of the transistor TR4. These transistors TR1, TR2 are used to run the secondary windings 8, 10 alternately short-circuit in a suitable manner so that the two basic control circuits operate alternately, whereby current is alternately supplied to the transistors TRD, TR4 will. The transistors TR1, TR2 are fed with currents in phase opposition to them are supplied via lines 12 and 14, respectively.
Zwischen die Basisansteuerschaltungen der Transistoren TR3, TR4 ist ein Widerstand R1 eingefügt. Dieser Widerstand R1 hat einen hohen Widerstandswert; er löst den leitenden Zustand der Transistoren TR3, TR4 aus und ermöglicht somit das Starten des Wechselrichters.Between the base drive circuits of the transistors TR3, TR4 is a resistor R1 inserted. This resistor R1 has a high resistance value; it triggers the conducting state of the transistors TR3, TR4 and thus enables starting the inverter.
Zwischen die Versorgungsspannungsleitung 2 und eine Eingangsleitung 18 ist eine Vorspannungswicklung 16 eingefügt. Die Vorspannungswicklung 16 ist auf den Kern des Stromtransformators CT1 gewickelt.Between the supply voltage line 2 and an input line 18, a bias winding 16 is inserted. The bias winding 16 is on wound the core of the current transformer CT1.
Zwischen der Ausgangsleitung 6 und der Versorgungsspannungsleitung 2 liegt eine Diode D3,und zwischen der Ausgangsleitung 6 und der Versorgungsspannungsleitung 18 liegt eine Diode D4.Between the output line 6 and the supply voltage line 2 there is a diode D3, and between the output line 6 and the supply voltage line 18 is a diode D4.
Bei eingeschalteten Transistoren TR2, TR3 und gesperrten Transistoren TR1, TR4 fließt im Betrieb der Schaltungsstrom über die Versorgungsspannungsleitung 2 und die Leitung 20 zum Transistor TR3.With the transistors TR2, TR3 switched on and the transistors blocked TR1, TR4, the circuit current flows via the supply voltage line during operation 2 and line 20 to transistor TR3.
Der größte Teil des Stroms fließt dann durch den Transistor TR3 über die Primärwicklung 4 des Stromtransformators CT1 zur Ausgangsleitung 6. Dieser Strom in der Primärwicklung 4 induziert in der Sekundärwicklung 8 einen Strom, so daß auch in Richtung der Leitungen 20, 22, der Diode D1, der Sekundärwicklung 8 und dtr Vers orgungsspannungsleitu;: ; 2 ein Strom fließt. Der Strom in dieser Basisansteuerschaltung bildet einen Basisansteuerstrom für die Basis des Transistors Tal3. Die Größe des der Basis des Transistors TR3 gelieferten Stromshängt vom Kollektorstrom und vom Windungsverhältnis des Stromtransformators ab.Most of the current then overflows through transistor TR3 the primary winding 4 of the current transformer CT1 to the output line 6. This current in the primary winding 4 induces a current in the secondary winding 8, so that also in the direction of the lines 20, 22, the diode D1, the secondary winding 8 and dtr supply orgungsspannungsleitu ;:; 2 a current flows. The current in this basic control circuit forms a base drive current for the base of the transistor Tal3. The size of the base of the transistor TR3 depends on the collector current and the turns ratio of the current transformer.
Wenn der Kollektorstrom zunimmt, steigt der Basisstrom proportional dazu an. Wenn also das Windungsverhältnis so gewählt ist, daß es der minimalen Verstärkung des Transistors TR3 entspricht, wird der Transistor TR3 mit dem richtigen Basisstrom gespeist, so daß er gerade in der Sättigung gehalten wird.As the collector current increases, the base current increases proportionally to do this. So if the turns ratio is chosen so that it is the minimum gain of the transistor TR3 corresponds to the transistor TR3 with the correct base current fed so that it is just kept in saturation.
Die Transistoren TR1 und TR2 werden mit Hilfe eines durch die Leitungen 12, 14 fliessenden geeigneten Stroms abwechselnd geschaltet. Diese Transistoren TR1, TR2 werden dabei abwechselnd mit der erforderlichen Ausgangsfrequenz geschaltet, damit die Wicklungen 8, 10 wie gewünscht und nacheinander kurzgeschlossen werden.The transistors TR1 and TR2 are connected with the help of a through the lines 12, 14 flowing suitable current switched alternately. These transistors TR1, TR2 are switched alternately with the required output frequency, so that the windings 8, 10 are short-circuited as desired and one after the other.
Dies hat zur Folge, daß auch die Haupttransistoren TR3, TR4 mit der erforderlichen Frequenz geschaltet werden.This has the consequence that the main transistors TR3, TR4 with the required frequency can be switched.
Wenn die Transistoren TR1, TR4 eingeschaltet sind, fließt Strom von der Last über die Leitungen 6 und 24 zum Transistor TR4, über die Primärwicklung 4, über den Transistor TR4 zur Leitung 26 und über die Leitung 28 zur Versorgungsquelle. Der Strom in der Primärwicklung 4 induziert einen Strom in der Sekundärwicklung 10, so daß in der Basisschaltung über die Wicklung 10, die Leitung 30, den Transistor TR4, die Leitungen 26 und 28 und die Diode D2 Strom fließt. Dadurch wird der Basis des Transistors TR4 ein Basis strom mit dem entsprechenden Wert zugeführt.When the transistors TR1, TR4 are on, current flows from the load via lines 6 and 24 to transistor TR4, via the primary winding 4, via transistor TR4 to line 26 and via line 28 to the supply source. The current in the primary winding 4 induces a current in the secondary winding 10, so that in the base circuit via the winding 10, the line 30, the transistor TR4, lines 26 and 28 and diode D2 current flows. This becomes the base of the transistor TR4 a base current supplied with the corresponding value.
Wie oben angegeben wurde, hat der Widerstand R1 einen großen Widerstandswert, und er löst dnleitenden Zustand der Transistoren TR3, TR4 am Anfang jeder Halbperiode aus.As stated above, resistor R1 has a large resistance value, and it releases the conductive state of the transistors TR3, TR4 at the beginning of each half cycle the end.
Die Dioden D1, D2 verhindern, daß Gegenspannungen an die Kollektor-Emitter-Strecken der Transistoren TR2, TR1 und an die Basis-Emitter-Strecken der Transistoren TR3, TR4 gelangen. Die Vorspannungswicklung 16 gleicht Unsymmetrien zwischen den Basisanschlüssen der Transistoren TR3 und TR4 aus.The diodes D1, D2 prevent counter voltages from being applied to the collector-emitter paths of the transistors TR2, TR1 and to the base-emitter paths of the transistors TR3, TR4 arrive. The bias winding 16 compensates for asymmetries between the base terminals of transistors TR3 and TR4 off.
Die Dioden D3 und D4 bilden einen Stromweg für induktive Lasten. Wenn der Transistor TR3 gesperrt wird, fließt in der Ausgangsleitung 6 weiterhin ein Strom, was den Aufbau einer Spannung hervorruft, die den Transistor TR4 zerstören würde. Die Diode D3 stellt einen niederohmigen Weg für diesen induktiven Strom dar, und sie verhindert die Zerstörung des Transistors TR4. Wenn der Transistor TR4 gesperrt wird, bildet die Diode D4 einen Weg für den induktiven Strom, so daß der Transistor TR3 geschützt wird.Diodes D3 and D4 form a current path for inductive loads. if the transistor TR3 is blocked, continues to flow into the output line 6 Current, which causes the build-up of a voltage that will destroy the transistor TR4 would. The diode D3 represents a low-resistance path for this inductive current, and it prevents the destruction of the transistor TR4. When the transistor TR4 is blocked the diode D4 forms a path for the inductive current so that the transistor TR3 is protected.
In dem Schaltbild von Fig.2 sind gleiche Bauelemente wie in Fig.1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The circuit diagram of FIG. 2 shows the same components as in FIG provided with the same reference numerals.
Die Schaltung von Fig.2 veranschaulicht die Erfindung bei der Anwendung im Gegentaktbetrieb.The circuit of Figure 2 illustrates the invention in use in push-pull operation.
Bei der Betrachtung von Fig.2 sei angenommen, daß die Transistoren TR4 und TR1 eingeschaltet und die Transistoren TR3 und t2 gesperrt sind. Die Leitungen 12 und 14 sind die Ansteuereingänge der Transistoren. Die Leitungen 12 und 14 ermöglichen ein abwechselndes Schalten mit der gewünschten Ausgangsfrequenz, wie die angegebenen Signalverläufe zeigen. Strom aus der positiven Leitung 2 fließt über die rechte Hälfte des Transformators Tt, eine Wicklung 75, die Stromtransformatorwicklung 32, den Transistor TR4 und die negative Leitung 18. Auf Grund des durch die Wicklung 32 fliessenden Stroms wird in der Wicklung 33 ein Strom induziert. Dieser Strom fließt über die Wicklung 33, die Basis des Transistors TR4, den Emitter des Transistors TR4, die Leitung le, die Diode D1 und zur Wicklung 33 zurück.When considering Figure 2, it is assumed that the transistors TR4 and TR1 are switched on and the transistors TR3 and t2 are blocked. The lines 12 and 14 are the control inputs of the transistors. The lines 12 and 14 allow an alternating switching with the desired output frequency, such as the specified Show waveforms. Current from the positive line 2 flows through the right Half of the transformer Tt, one winding 75, the current transformer winding 32, the transistor TR4 and the negative lead 18. Due to the through the winding 32 flowing current, a current is induced in the winding 33. This current flows through winding 33, the base of transistor TR4, the emitter of the transistor TR4, line le, diode D1 and to winding 33 back.
Die Steuerschaltung bewirkt, daß das Potential an der Leitung 12 auf Null abnimmt und das Potential an der Leitung 14 positiv wird. Dadurch wird der Transistor TR1 gesperrt, und der Transistor TR2 wird eingeschaltet.The control circuit causes the potential on line 12 to rise Zero decreases and the potential on line 14 becomes positive. This will make the The transistor TR1 is blocked and the transistor TR2 is switched on.
Das Einschalten des Transistors TR2 schließt die Basis des Transistors Tf?4 zu dessen Emitter kurz, und er leitet den Strom von der Basis zum Emitter im Transistor TR3 ab, so daß er vom Kollektor zum Emitter des Transistors TR2 fließt. Folglich wird der Transistor TR4 gesperrt. Nun beginnt der Strom von der positiven Leitung 2 ueber den Widerstand R1, die untere Hälfte der Wicklung 33 und über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors TR3 zu fließen. Dadurch wird der Transistor TR3 eingeschaltet, so daß ein Strom aus der Leitung 2 über die Wicklung 34, die Wicklung 31, die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors TR3 und zur Leitung 18 zurückfließt. Auf Grund des durch die Wicklung 31 fliessenden Stroms wird in der Wicklung 33 ein Strom induziert. Dieser Strom fließt von der Wicklung 33 über die Basis-Emitter-Strecke des Transistors TR3, die Leitung 18, die Diode D2 zur Wicklung 33 zurück.Turning on the transistor TR2 closes the base of the transistor Tf? 4 short to its emitter, and it conducts the current from the base to the emitter Transistor TR3 from so that it flows from the collector to the emitter of the transistor TR2. As a result, the transistor TR4 is blocked. Now the current starts from the positive Line 2 via the resistor R1, the lower half of the winding 33 and via the Base-emitter path of the transistor TR3 to flow. This will make the transistor TR3 switched on, so that a current from the line 2 through the winding 34, the Winding 31, the collector-emitter path of transistor TR3 and to line 18 flows back. Due to the current flowing through the winding 31, the Winding 33 induces a current. This current flows from the winding 33 via the Base-emitter path of the transistor TR3, the line 18, the diode D2 for the winding 33 back.
Der Strom fließt weiter, bis sich die Potentiale an den Leitungen 12 wieder umkehren, so daß der Transistor TR2 gesperrt wird. Das Einschalten des Transistors TR1 schließt die Basis des Transistors TR3 gegen dessen Emitter kurz, so daß dieser Transistor gesperrt wird.The current continues to flow until the potentials on the lines 12 reverse again, so that the transistor TR2 is blocked. Switching on the Transistor TR1 shorts the base of transistor TR3 to its emitter, so that this transistor is blocked.
Nun fließt Strom von der Leitung 2 über den Transistor TP.1* die obere Hälfte der Wicklung 33, die Basis-Emitter-Strecke des Transistors TR4 und zurück zur Leitung 18.Current now flows from line 2 via transistor TP.1 * the upper one Half of winding 33, the base-emitter junction of transistor TR4 and back to line 18.
Der Transistor 1R1 wird daher eingeschaltet, was einen Ablauf zyklus beendet.The transistor 1R1 is therefore turned on, which is a sequence cycle ended.
Das Fließen von Strom in den Wicklungen 34 und 35 bewirkt ein abwechselndes Ändern des Flusses im Kern des Transformators T1, so daß ein Strom in der Wicklung 36 induziert wird. Dies ergibteXnenAusgangswechselstrom an den Leitungen 6.The flow of current in windings 34 and 35 causes an alternation Changing the flux in the core of the transformer T1 so that a current flows in the winding 36 is induced. This results in an alternating current output on lines 6.
Wie zu erkennen ist, sind die obigen Ausführungeformen der Erfindung nur als Beispiele beschrieben worden, die ohne weiteres modifiziert werden können., Beispielsweise könnte in Fig.1 die Vorspannungswicklung 16 weggelassen werden, wenn ein größerer Stromtransformator CT1 verwendet wird, so daß er nicht so leicht in den Sättigungsbereich übergeht. Außerdem ist zu erkennen, daß die in den Zeichnungen dargestellte Schaltungsanordnung dazu dient, einen einphasigen Wechselstrom zu erzeugen.As can be seen, the above are embodiments of the invention have only been described as examples that can be easily modified., For example, in Figure 1, the bias winding 16 could be omitted if a larger current transformer CT1 is used so it is not as easy to turn in passes the saturation range. It can also be seen that in the drawings The circuit arrangement shown serves to generate a single-phase alternating current.
Die in den Zeichnungen dargestellten Schaltungsanordnungen werden für Jede Phase eines zu erzeugenden Wechselstroms wiederholt.The circuit arrangements shown in the drawings are repeated for each phase of an alternating current to be generated.
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Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792929312 DE2929312A1 (en) | 1979-07-19 | 1979-07-19 | Transistorised inverter for DC to AC phase(s) - has current transformer primary in output line and secondary in base drive circuit of inverter |
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|---|---|---|---|
| DE19792929312 DE2929312A1 (en) | 1979-07-19 | 1979-07-19 | Transistorised inverter for DC to AC phase(s) - has current transformer primary in output line and secondary in base drive circuit of inverter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2929312A1 true DE2929312A1 (en) | 1981-02-05 |
Family
ID=6076200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19792929312 Withdrawn DE2929312A1 (en) | 1979-07-19 | 1979-07-19 | Transistorised inverter for DC to AC phase(s) - has current transformer primary in output line and secondary in base drive circuit of inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2929312A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3400671C1 (en) * | 1984-01-11 | 1985-10-24 | Thomson Brandt Gmbh | Inverter for feeding a consumer with an inductive component |
| DE3508289C1 (en) * | 1985-03-08 | 1986-09-11 | Thomson Brandt Gmbh | Inverter for feeding a consumer with an inductive component |
-
1979
- 1979-07-19 DE DE19792929312 patent/DE2929312A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3400671C1 (en) * | 1984-01-11 | 1985-10-24 | Thomson Brandt Gmbh | Inverter for feeding a consumer with an inductive component |
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