DE3017958A1

DE3017958A1 - Steuerkreis fuer einen inverter

Info

Publication number: DE3017958A1
Application number: DE19803017958
Authority: DE
Inventors: Tadao Yoshida
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1980-05-10
Publication date: 1980-11-20
Also published as: JPS6160671B2; FR2456428A1; AU535784B2; AU5808580A; GB2050737A; CA1142224A; JPS55150784A; FR2456428B1; NL8002652A; GB2050737B; US4322788A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Steuerkreis für einen Inverter» bei dem ein Schalter mit großer Kapazität zwischen einer Gleichspannungsquelle und einem Transistor, die zur Bildung eines bekannten Invertrers verwendet sind, weggelassen werden kann.

Wenn der bekannte Inverter ein- und ausgeschaltet wird, wird ein Relaisschalter, der in Reihe zu einer Gleichspannungsquelle und einem Transistor zur Bildung des Inverters geschaltet ist, entsprechend dem Betrieb der Gleichspannungsquelle ein- und ausgeschaltet. Wenn die Last des Inverters groß ist, muß das Relais eine große Kapazität haben. Der elektrische Leistungsverbrauch im Relais nimmt dabei zu und überschreitet einen vernachlässigbaren Wert, so daß der Wirkungsgrad verringert wird. Der bekannte Steuerkreis für den Inverter ist daher teuer.

Bei einem üblichen selbst erregten Inverter ist ein Startkreis unter Verwendung eines Transistors erforderlich. Der Steuerkreis zum Ausschalten des Inverters sollte daher keinen komplizierten Aufbau haben. Bisher ist kein einfacher und billiger Steuerkreis für einen Inverter erhältlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuerkreis für einen Inverter zu schaffen, der eine Kurzschlußwicklung zur Unterbrechung des Betriebs des Inverters verwendet. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen .

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:

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Figur 1 ein Schaltbild eines bekannten Steuerkreises für einen Inverter und

Figur 2 und 3 Schaltbilder zweier Ausfuhrungsformen des Steuerkreises der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Steuerkreis eines Inverters für einen Autostereo-Radioapparat, der die Gleichspannung einer Batterie im Fahrzeug verwendet, die durch ein Steuersignal von außen ein- und ausgeschaltet wird.

In Fig. 1 bezeichnet 1 die Fahrzeugbatterie, deren positive Elektrode über einen Relaisschalter 2b eines Relais 2, das später beschrieben wird, mit dem Mittelabgriff der Primärwicklung 3a eines Ausgangstransformators 3 verbunden ist. Ein Ende der Primärwicklung 3a ist mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 4 verbunden, der als Schalter dient, und das andere Ende der Primärwicklung 3a ist mit dem Kollektor eines weiteren NPN-Transistors 5 verbunden, der als Schalter dient und dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors 4 verbunden ist. Der Verbindungspunkt der Emitter der Transistoren 4 und 5 ist mit der negativen Elektrode der Batterie 1 verbunden, die an Masse liegt. Ein Eingangstransformator 6 ist vorgesehen, dessen Steuerwicklungen 6a und 6b zwischen die Basen bzw. Emitter der Transistoren 4 und 5 derart geschaltet sind, daß die Wicklungsrichtung der Steuerwicklungen 6a und 6b entgegengesetzt sind. Der Ausgangstransformator 3 hat eine Rückkopplungswicklung 3c, deren eines Ende über einen Widerstand 7 mit dem einen Ende einer Spannungsrückkopplungswicklung 6c des Eingangstransformators 6 verbunden ist; die anderen Enden der Wicklungen 3c und 6c liegen an Masse. Die über der Sekundärwicklung 3b des Ausgangstransformators 3 induzierte Spannung wird einem: Gleichrichterkreis 8 zugeführt, der eine Gleichspannung mit einem bestimmten Wert an seinen Ausgängen 8a und 8b und eine Gleichspannung mit einem bestimmten negativen Wert zwischen seinen Aus-

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gangen 8c und 8b erzeugt.

Der Verbindungspunkt des Relaisschalters 2b und der Primärwicklung 3a des Ausgangstransformators 3 liegt über eine Reihenschaltung dreier Widerstände 9a, 9b und 9c an Masse, die einen Teil eines Startkreises 9 bilden. Der Verbindungspunkt der Widerstände 9b und 9c ist über einen Widerstand 9d mit der Basis eines NPN-Transistors 9e verbunden, und der Verbindungspunkt der Widerstände 9a und 9b ist mit dem Emitter eines PNP-Transistors 9f verbunden, dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors 9e und dessen Kollektor mit der Basis des Transistors 9e verbunden ist. die Basis des Transistors 9e wiederum liegt über einen Kondensator 9g an Masse und ist auch über eine Reihenschaltung zweier Dioden 9h und 9i mit dem einen Ende der Rückkopplungswicklung 3c des Ausgangstransformators 3 verbunden. Der Emitter des Transistors 9f ist über einen Kondensator 9j mit dem einen Ende der Rückkopplungswicklung 6c des Eingangstransformators 6 verbunden. Die positive Elektrode der Batterie 1 liegt über die Reihenschaltung eines Schalters 10, der eingeschaltet wird, wenn z.B. eine Bandkassette in eine bestimmte Lage im Stereoempfänger gebracht wird, und die Relaiswicklung 2a des Relais 2 an Masse.

Es wird nun die Arbeitsweise der bekannten Schaltung beschrieben. Wenn die Bandkassette in den Stereoempfänger eingeschoben wird, wird der Schalter 10 eingeschaltet und die Ausg aigsspannung der Batterie 1 wird auf die Relaiswicklung 2a gegeben. Der Relaisschalter 2b wird daher eingeschaltet. Die Ausgangsspannung der Batterie 1 wird daher über den Relaisschalter 2b und den Widerstand 9a auf den Kondensator 9j des Startkreises 9 gegeben, und der Kondensator 9j wird daher auf eine bestimmte Spannung geladen. Die Ausgangsspannung der Batterie 1 wird durch die Widerstände 9b und 9c geteilt und dann über den Widerstand 9d auf den Kondensator 9g gegeben, um ihn zu laden. Die Basisspannung des Transistors 9e im Startkreis 9 steigt

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somit allmählich in Abhängigkeit von der durch den Widerstand 9e und den Kondensator 9g bestimmten Zeitkonstante an, so daß der Transistor 9e nach einer bestimmten Zeit beginnend vom Zeitpunkt geschlossen wird, wenn der Relaisschalter 2b eingeschaltet wird. Wenn der Transistor 9e eingeschaltet wird, wird die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 9f in Durchlaßrichtung vorgespannt und der Transistor 9f wird eingeschaltet. Die Ladung im Kondensator 9j wird daher über die Transistoren 9f, 9e entladen, und die Spannungsrückkopplungswicklung 6c erzeugt einen Startimpuls über der Spannungsrückkopplungswicklung 6c. Einer der Schalttransistoren 4 und 5 wird daher durch den Startimpuls geöffnet, so daß der Inverter, bestehend aus den Transistoren 4, 5 und den Transformatoren 3, 6, zu arbeiten beginnt.

Nach dem Starten des Inverters werden die Schalttransistoren 4 und 5 abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Damit wird ein Impuls über der Sekundärwicklung 3b des Ausgangstransformators 3 erzeugt, und damit werden eine positive und eine negative Gleichspannung zwischen den Ausgängen 8a und 8b bzw. 8c und 8b des Gleichrichterkreises 8 erzeugt. Nachdem der Inverter gestartet wurde, wird der Basis des Transistors 9e der Impuls der Rückkopplung swicklung 3c über die Diode 91 und 9h als Sperrspannung zugeführt, so daß die Transistoren 9e und 9f gesperrt werden. Der Leistungsverbrauch im Startkreis wird dadurch stark verringert.

Wenn die Bandkassette aus dem Stereoempfänger gezogen wird, wird der Schalter 10 ausgeschaltet. Die Relaiswicklung 2a wird daher entregt und der Relaisschalter 2b schaltet aus. Der Inverter'kommt daher außer Betrieb.

Bei dem bekannten Inverter wird das Relais 2 verwendet, um die Spannungsquelle ein- und auszuschalten, so daß im

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Relais 2 zusätzlich Leistung verbraucht wird. Wenn die normale Leistung des Inverters ansteigt, muß ein großes Relais verwendet werden, so daß das Relais mehr Leistung verbraucht und die Schaltung teuer wird.

Anhand der Fig. 2 wird nun ein Beispiel des Invertersteuerkreises der Erfindung beschrieben, wobei Elemente entsprechend Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht mehr beschrieben werden.

Bei dem Beispiel der Fig. 2 ist die positive Elektrode der Batterie 1 mit dem Mittelabgriff der Primärwicklung 3a des Ausgangstransformators 3 und auch mit Masse über die Reihenschaltung, bestehend aus dem Schalter 10, der eingeschaltet wird, wenn eine Bandkassette in eine bestimmte Stellung im Stereoempfänger gebracht wird, und den Widerständen 9a, 9b und 9c besteht. Der Verbindungspunkt des Schalters 10 und des Widerstands 9a ist über einen Widerstand 11 mit der Basis eines NPN-Transistors 12 verbunden, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor mit der Basis eines NPN-Transistors 13 und auch mit dem Ausgang 8a des Gleichrichterkreises 8 über einen Widerstand 14 mit relativ hohem Widerstandswert verbunden ist. Der Emitter des Transistors 13 liegt an Masse und sein Kollektor ist mit der Kathode einer Rückstromsperrdiode 14a verbunden, deren Anode über eine Wicklung 15 an Masse liegt, die auf den Eingangstransformator 6 für Kurzschlußzwecke gewickelt ist» Die Windungszahl der Wicklung 15 ist relativ große im Vergleich zu der der Steuerwicklungen 6a und 6b gewickelt. Der übrige Schaltungsaufbau des Beispiels der Fig. 2 ist im wesentlichen gleich dem bekannten in Fig. 1.

Es wird nun die Arbeitsweise des Beispiels in Fig. 2 beschrieben. Wenn eine Bandkassette in eine bestimmte Stellung im mit dem Invertersteuerkreis der Fig. 2 versehenen Stereoempfänger gebracht wird und der von diesem wiedergegebene Stereoton gehört werden soll, wird das Einschieben der Bandkassette ermittelt und der Schalter 10 geschlossen.

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Das Steuersignal, d.h. die Gleichspannung der Batterie 10, wird dann auf die Reihenschaltung der Widerstände 9a, 9b und 9c gegeben, und der Kondensator 9j wird von der Spannung der Batterie 1 über den Widerstand 9a geladen. Ähnlich wie beim Beispiel der Fig. 1 werden die Transistoren 9e und 9f betrieben, um der Spannungsrückkopplungswicklung 6c den Startimpuls zuzuführen und den Transistor 4 oder 5 zu betreiben. Der aus dem Ausgangstransformatör 3, den Transistoren 4, 5 und dem Eingangstransformatör 6 bestehende Inverter wird daher in seinen Schwingungszustand gebracht. Da die Gleichspannung der Batterie 1 über den Widerstand auf die Basis des Transistors 12 gegeben wird, wird der Transistor 12 leitend, so daß das Basispotential des Transistors 13 gleich dem Emitterpotential bzw. gleich Massepotential wird. Der Transistor 13 sperrt daher, so daß die Kurzschlußwicklung 15 vom Inverter her geöffnet wird. Nach dem Starten des Inverters wird sein Schwingungszustand beibehalten, so daß zwischen den Ausgängen 8a und 8b bzw. 8c und 8b die gewünschte positive und negative Gleichspannung erscheint, und damit die Spannungsquelle für den Stereoempfänger in Betrieb genommen werden kann. Wenn der Inverter in seinem Schwingungszustand ist, wird, da ähnlich dem Beispiel der Fig. 1 die Basisspannung V, des Transistors 9e über die Diode 9h und 9i auf das eine Ende der Rückkopplungswicklung 3c des Ausgangstransformatörs 3 gegeben wird, der Transistor 9e von der Wechselspannung in Sperrichtung vorgespannt wird, die von der Rückkopplungswicklung 3c erzeugt wird. Der Startkreis 9 kommt daher außer Betrieb.

Wenn die Bandkassette aus der vorbestimmten Lage des Rundfunkempfängers entfernt wird, schaltet der Schalter 10 aus und das Steuersignal, d.h. die Gleichspannung der Batterie 1, wird nicht auf die Basis des Transistors 12 gegeben, so daß er gesperrt wird. Die Am Ausgang 8a erhaltene positive Gleichspannung wird über den Widerstand 14 auf die Basis des Transistors 13 gegeben, so daß dieser öffnet und die

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Kurζschlußwicklung 15 über diesen kurzgeschlossen wird. Das positive Rückkopplungssignal der Spannungsrückkopplungswicklung 6c zu den Steuerwicklungen 6a und 6b wird daher durch die Kurzschlußwicklung 15 kurzgeschlossen, so daß die Schwingung des Inverters unterbrochen wird. Die positive und negative Gleichspannung zwischen den Ausgängen 8a und 8b bzw. 8c und 8b wird daher nicht mehr erzeugt, so daß die Spannungsquelle des Stereoempfängers ausgeschaltet wird.

Der Inverter dient somit als Gleichspannungsquelle, die durch das Steuersignal über den Schalter 10 ein- und ausgeschaltet werden kann. Das Relais 2 des bekannten Inverters, das die Gleichspannungsversorgungsleitung von der Batterie 1 aus direkt ein- und ausschaltet, wird nicht verwendet. Dadurch wird der Leistungsverbrauch um einen Betrag entsprechend dem Verbrauch im Relais verringert und der Inverter verbilligt.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem anstelle des Gegentakt-Inverters in Fig. 2 ein Inverter mit einer halben Brückenschaltung unter Verwendung von Schalttransistoren gleicher Polarität verwendet ist. In Fig. 3 sind Elemente entsprechend Fig. 2 mit den Jjdeichen Bezugszeichen versehen und werden nicht mehr im einzelnen beschrieben, das Beispiel der Fig. 3 arbeitet jedoch mit gleicher Wirkung wie das Beispiel der Fig. 2.

Die bei den beschriebenen Beispielen am Ausgang 8a erscheinende Gleichspannung wird auf die Basis des Transistors 13 über den Widerstand 14 gegeben, jedoch kann auch die über der Rückkopplungswicklung 3c erzeugte Wechselspannung über einen Gleichrichterkreis und einen Widerstand mit gleicher Wirkung zugeführt werden.

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Claims

SONY CORPORATION

TOKYO / JAPAN It 4751

Steuerkreis für einen Inverter

Ansprüche

1.] Steuerkreis für einen Inverter, bestehend aus einer Gleichspannungsquelle, einem Eingangstransformator mit einer Primärwicklung, zwei Sekundärwicklungen und einem Magnetkern, einem Ausgangstransformator mit einer Primärwicklung, einer Sekundär- und einer Rückkopplungswicklung, einem ersten und zweiten Transistor, deren Hauptstrompfade über die Primärwicklung des Ausjjangstransformators zwischen den ersten und zweiten Anschluß der Gleichspannungsquelle und deren Steuerelektroden mit den beiden Sekundärwicklungen des Eingangstransformators verbunden sind, einem Verbindungskreis zur Verbindung der Primärwicklung des Eingangstransformators mit der Rückkopplungswicklung des Ausgangstransformators, und einem Startkreis, um einen der beiden Transistoren in den leitenden Zustand zu bringen, wenn die Gleichspannungsquelle betrieben wird, gekennzeichnet durch wenigstens eine Kurzschlußwicklung auf dem Magnetkern des Eingangstransformators, die den ersten und zweiten Transistor während des Sperrbetriebs der Gleichspannungsquelle sperrt.

Steuerkreis nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ein/Aus-Schalter mit zwei Anschlüssen,

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von denen der eine mit dem ersten Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden ist, und eine mit dem einen Ausschalter verbundene Schalteinrichtung, um die Kurzschlußwicklung während des eingeschalteten Zustands des Ein/Aus-Schalters kurzzuschließen.

3. Steuerkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen normalerweise leitenden dritten Transistor aufweist, dessen Basis mit dem anderen Anschluß des Ein/Aus-Schalters und dessen Emitter mit dem zweiten Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden ist, einen vierten Transistor, dessen Basis mit dem Kollektor des dritten Transistors verbunden ist und dessen Emitter und Kollektor über die Kurzschlußwicklung geschaltet sind, und einen Kreis, der ein gleichgerichtetes Ausgangssignal der Sekundärwicklung des Ausgangstransformators der Basis des vierten Transistors zuführt, um diesen zu öffnen.

4. Steuerkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte und vierte Transistor vom gleichen Leitfähigkeitstyp sind.

5. Steuerkreis nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Diode in Reihe zur Kurzschlußwicklung, wobei die Kollektor-Emitter-Strecke des vierten Transistors einen Rückstrom über diese verhindert.

6. Steuerkreis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Transistor komplementär leitend sind.

7. Steuerkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Transistor vom gleichen Leitfähigkeitstyp sind.

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