DE2931998C2 - Schutzanordnung für eine mitgekoppelte Gegentaktschaltung - Google Patents

Description

/mi und j'm 2 im Basisstromkreis der Transistoren Ti und T2 fließen und den Kurzschluß unterstützen.

Um diesen Effekt zu verhindern, weisen die Stromwandler O\ und i/2 Tertiärwicklungen 1V3 mit gleichem Wickelsinn wie die Primärwicklungen IVl auf, die miteinander direkt bzw. über π gleichsinnig gepolte Dioden DF\ bis DF_n, in diesem Ausführongsbeispiel über zwei Dioden, verbunden sind. Die Dioden sind so gepolt, daß ein Stromfluß durch die Tertiärwicklungen W3 nur entgegengesetzt zur Stromflußrichtung der Primärwicklungen Wi bzw. in der Stromflußrichtung der Sekundärwicklungen W2 möglich ist Diese Tertiärwicklungen W 3 ermöglichen, daß bei im Fehlerfall gleichzeitig fließenden Kollektorströmen /ei und ici der Transistoren TX und T2 diese Ströme nicht proportional mitgekoppelt werden, sondern sich aufteilen in die Basiskreisströme im 1 und im 2 sowie den Tertiärstrom Jmf, wobei /mi bzw. i_M2 sehr klein gegenüber i'mf ist Physikalisch bedingt ist dieser Vorgang durch die Tatsache, daß im Normalbetrieb nur einer der beiden Stromwandler Ü\ oder Ü2 Strom führt, im FehJerfall aber beide Wandler Spannung aufnehmen. Überschreitet diese Spannung an den Tertiärwicklungen die Schwellspannung der in Reihe geschalteten Dioden DF\ bis DF_n, kommt es zum Stromfluß in dieser Schutzanordnung, und die Kurzschlußströme werden nicht mitgekoppelt, sondern wie beschrieben aufgeteilt.

Die Anzahl der in Reihe geschalteten Dioden im Tertiärkreis hängt vom Übersetzungsverhältnis der Wicklungen und von der maximal an der Steuerseite, d. h. der Sekundärwicklung W2 der Stromwandler Üi und02 auftretenden Spannung ab. Dabei gilt die Bedingung:

gentaktverstärker abgeschaltet oder nach kurzer Unterbrechung erneut eingeschaltet werden.

Va= Vbe\

n- V_DF

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dem Scheitelwert der Sekundärs'.pannung, der Basis-Emitter-Spannung eines der beiden Transistoren,

der Schwellspannung der ersten Diode, der Anzahl der in Reihe geschalteten Dioden im Tertiärkreis und

der Schwellspannung einer dieser Dioden.

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Die in F i g. 2 dargestellten zeitlichen Verläufe zeigen die Ansteuerimpulse isrt und isn der beiden im Gegentakt arbeitenden Transistoren und die jeweils zugehörigen Basisströme i_M\ bzw. i_M2, denen durch die Mitkoppelung die Kollektorströme k\ und ic:: entsprechen. Der Laststrom i_A setzt sich aus beiden Kolllektorströmen zusammen, wobei er im einen Fall die Polarität durch die entgegengesetzte Stromflußrichtung umkehrt. Schließlich ist mit /_MF der Strom in den Tertiärwicklungen V/3 dargestellt, der bis zum Fehlerfall zum Zeitpunkt i_t gleich Null ist. Bei Auftreten eines Fehlers, z. B. gleichzeitiger Abgabe eines Ansteuerimpulses springt der Fehlerstrom i_MF auf einen Wert an, der durch die Windungszahlverhältnisse, den Kurzschlußstrom und die Durchlaßwiderstände der Dioden bestimmt ist. Der zu diesem Zeitpunkt nichtleitende Transistor 72 erhält einen Ansteuerimpuls, der Basisstrom i_M2 wird aber ebenso wie der des Transistors Ti durch die erfindungsgemäße Schutzanordnung sofort begrenzt. Im Zeitpunkt t₂ nehmen beide Transistoren T\ und Γ2 Spannung auf, wodurch der Kurzschlußstrom begrenzt wird. Je nach Ausgestaltung der Steuerschaltung kann der Ge-Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 bei der parallel zu den Eingangsklemmen für die Gleich- Patentansprüche: spannung des Wechselrichters ein von einer Schwell wertschaltung angesteuerter Thyristor, ein Vorwider-

1. Schutzanordnung für eine mitgekoppelte Ge- stand und eine zusätzliche Wicklung des Wechselrichgentaktschaltung mit in Reihe geschalteten Transi- 5 ters angeordnet ist

stören, deren Basis-Emitter-Strecken parallel zu Se- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

kundärwicklungen von Stromwandlern geschaltet Schutzanordnung für eine mitgekoppelte Gegentaktsind, deren Primärwicklungen wiederum im Kollek- schaltung zu schaffen, die ein Mitkoppeln des Kollektortorstromkreis der Transistoren liegen, wobei zwi- stromes im Fehlerfall, d. h. gleichzeitige Ansteuerung sehen den Primärwicklungen der Stromwandler eine io beider im Gegentakt arbeitenden Transistoren oder Last angeschlossen ist, und mit einer Tertiärwick- Kurzschluß eines der beiden Transistoren und gleichzeilung, dadurch gekennzeichnet, daß die tige Ansteuerung des anderen Transistors verhindert Stromwandler (Oi und Ü2) Tertiärwicklungen und ein leichtes Abschalten ermöglicht bzw. einen Kurz- (W3) mit gleichem Wickelsinn wie die Primär- (Wi) Schluß der Versorgungsspannung dadurch verhindert, und Sekundärwicklungen (W2) aufweisen, die über 15 daß der betreffende Transistor Spannung aufnimmt
Diodsn (DFt-DF_n) miteinander verbunden sind, Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekenn-

wobei die Dioden (DFi—DF₁₁) in gleicher Durchlaß- zeichneten Merkmale gelöst

richtung und derartig gepolt sind, daß die Durchflu- Mit der erfindungsgemäßen Schutzanordnung wird

tungsrichtung der Tertiärwicklungen (W3) der der erreicht, daß die im Fehlerfall gleichzeitig fließenden Primärwicklungen (Wi) der Stromwandler (Oi und 20 Kollektorströme beider Transistoren nicht proportional Ü2) entgegengerichtet ist mitgekoppelt werden und somit den Kurzschluß nicht

2. Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- unterstützen. Damit ist ein leichtes Abschalten der im kennzeichnet, daß die Anzahl der Dioden (DF\ bis Gegentakt arbeitenden Transistoren gegeben, um somit DF_n) und/oder deren Schwellspannungen in Abhän- Kurschlüsse der Versorgungsspannung von vornherein gigkeit vom Übersetzungsverhältnis der Sekundär- 25 unwirksam zu machen.

wicklungen (W2) zu den Tertiärwicklungen (W3) Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist

der Stromwandler (Ü1 und Ü2) und von der größt- im Unteranspruch gekennzeichnet,

möglichen Spannung an den Sekundärwicklungen Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der

(W2) der Stromwandler (01 und Ü2) zu bemessen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert,

ist 30 Es zeigt

F i g. 1 eine Gegentaktschaltung mit der erfindungs-

gemäßen Schutzanordnung und

F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der Steuerimpulse, Basisströme, des Laststromes und des Fehlerstromes der

Die Erfindung betrifft eine Schutzanordnung für eine 35 Gegentaktschaltung nach F i g. 1.

mitgekoppelte Gegentaktschaltung gemäß dem Ober- Die in F i g. 1 dargestellte Gegentaktschaltung bebegriff des Anspruchs 1(DE-AS 22 17 996). steht im wesentlichen aus zwei in Reihe geschalteten Gegentaktschaltungen bestehen aus gegensinnig ge- gleichartigen Transistoren Ti und T2 zwischen den steuerten Transistoren, die abwechselnd in den leiten- Versorgungsspannungen + Uund— U. Die externe Anden Zustand gesteuert werden. Derartige Schaltungen 40 steuerung der Transistoren Ti und T2 erfolgt mittels finden Anwendung bei Leistungsverstärkern und Oszil- kurzer Steuerimpulse, die an die Basis-Emitter-Klemlatoren, um höhere Leistungen und einen besseren Wir- men der Transistoren Ti und T2 gelegt werden und als kungsgrad zu erreichen. Um die Ansteuerleistung für im Steuerströme isr\ und isT2 im Basisstromkreis fließen. Gegentakt arbeitende Transistoren möglichst gering zu Im Kollektorstromkreis sind zwischen beiden Transistohalten, wird in symmetrisch gesteuerten Gegentakt- 45 ren Ti und Γ2 die Primärwicklungen Wi zweier schaltungen die Strommitkopplung angewandt, d. h. der Stromwandler Ü1 und Ü2 angeordnet, wobei die eine Kollektorstrom wird über einen Stromwandler in den Primärwicklung mit dem Emitter des einen Transistor* Basisstromkreis rückgekoppelt, so daß ein geringer In- 7*1 und die andere Primärwicklung mit dem Kollektor itial-Steuerstrom genügt, die Gegentakt-Transistoren des anderen Transistors T2 verbunden ist. An die Vervoll auszusteuern. Durch diese Strommitkopplung ist es 50 bindung beider Primärwicklungen ist die Last Z angemöglich, die Steuerleistung dem Bedarf anzupassen und schlossen.

die extern z. B. von einem Steuergenerator zu liefernde Zur Strommitkopplung weisen die Stromwandler Ü1 Steuerleistung auf das Einschalten der Transistoren zu und Ü2 Sekundärwicklungen W2 mit gleichem Wickelreduzieren. Bei gleichzeitiger Ansteuerung der beiden sinn wie die Primärwicklungen W1 auf, die mit dem im Gegentakt arbeitenden Transistoren bzw. bei Kurz- 55 Emitter sowie über je eine Diode D i bzw. D 2 mit der Schluß eines der beiden Transistoren und Ansteuerung Basis der Transistoren Ti und 7*2 verbunden sind. Pafdes jeweils anderen Transistors wird die Versorgungs- allel zu den Sekundärwicklungen ist eine weitere Diode spannung kurzgeschlossen. Bei mitgekoppelten Gegen- D 3 bzw. D 4 zur Entmagnetisierung des Stromwandlers takt-Transistoren würde ein Ansteigen des Kollektor- geschaltet, deren Durchlaßspannung so zu wählen ist, stromes im Kurzschlußfall den Basisstrom proportional 60 daß die Stromwandler entmagnetisiert werden,
mit ansteigen lassen, wobei vorausgesetzt wird, daß eine Durch den Mitkopplungseffekt fließt in diesen Strommagnetische Sättigung des Wandlers ausgeschlossen ist. kreisen ein den Kollektorströmen i_C\ bzw. /< ₂ propor-Das aber bedeutet, daß der transformierte Kurzschluß- tionaler Strom i_M\ bzw. i_Mi und liefert den größten Teil strom im Basiskreis den Kurzschluß unterstützt. der Ansteuerleistung für die Transistoren T\ und T2. Aus der DE-AS 22 17 966 ist eine Schutzanordnung 65 Bei gleichzeitiger Ansteuerung der beiden Transistoren zum raschen Abschalten rückgekoppelter Transistor- Ti und T2 bzw. im Falle des Kurzschlusses eines der wechselrichter bei Über-oder Unterschreiten der Soll- beiden Transistoren Tl und 7*2 würde der gesamte werte der Ausgangsspannungen oder -ströme bekannt, Kurzschluß-Kollektorstrom /ei » ic 2 transformiert als