DE3033168C2 - Transistor-Wechselrichter mit Batterieladeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Transistor-Wechselrichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Ein Transistor-Wechselrichter, mit dem wichtige WechselspaniHingsverbraucher bei Nctzausfall weiterversorgt werden können, ist bereits bekannt (Funkschau 1973, Heft 25, Seiten 979 bis 981). Die bekannte Schaltung besteht aus einem selbsterregten Gegentaktwechselrichter und einer Gleichrichterschaltung mit einem nachgeschalteten Serienregler, die einen leistungsstarken Transformator als gemeinsames Schaltungsteil benutzen. Unter Verwendung eines Umschalters wird die Hauptwicklung des Transformators wahlweise an die im Gegentaktbetrieb arbeitenden Schalttransistoren oder zur Batterieladung an zwei Gleichrichterdioden angeschaltet Da die Schaltungsanordnung im Wechselrichterbetrieb auch als Netzersatzschaltung arbeiten soll, muß der rückgekoppelte Wechselrichter mit einer Frequenz von beispielsweise 50 Hz schwingen.

Wenn der bekannte Transistor-Wechselrichter als Notstromversorgung eingesetzt werden soll, muß die Umschaltung auf den Wechselrichterbetrieb automatisch erfolgen.

Nachteilig bei der angegebenen Schaltungsanordnung ist es, daß die Umschaltkontakte auf der Gleichspannungsseite hohe Ströme schalten müssen. Der Transformator wird im Sättigungsbereich betrieben. Dies führt zu Problemen bezüglich der Symmetrie der Spannungshalbwellen und so zu erhöhter Schaltbeanspruchung der Leistungstransistoren durch Stromspitzen. Außerdem führt diese Betriebsart zu erhöhten Wärmevcrlusten. Bei dieser Schaltungsanordnung wird die Batterie außerdem nur langsam aufgeladen.

^Jo Sicherheitseinrichtungen, die bei Überlast eine Zerstörung der Schaltungseinrichtung verhindern, fehlen.

In einem älteren Vorschlag, der deutschen Patentanmeldung P 29 14 056, ist eine Schaltungsanordnung für einen Transistor-Wechselrichter angegeben, bei dem

^):; zwischen Emitter und Kollektor der Wechselrichter-Schalttransistoren angeordneten Dioden ebenfalls als Gleichrichlerdioden zum Aufladen der Batterie verwendet werden. Nachteilig ist auch bei dieser Schaltungsanordnung, daß die Batterie durch die geringe Spannung

⁴⁽¹ der Transformalorwicklung auf der Niederspannungsseite nur langsam aufgeladen wird. Es wird daher vorgeschlagen, die Wicklung auf der Niederspannungsseite mit Anzapfungen zu versehen, um eine höhere Ladespannung zu erreichen. Bei einer Realisation dieses Schaltungsvorschlages müssen, wie bereits ausgeführt, hohe Ströme geschaltet werden. Ein unmittelbares Anschalten der Gleichrichterdioden an eine höhere Spannung liefernde Zusatzwicklung ist nicht möglich, da Teilwicklungen des Transformators über die Schalttransistoren kurzgeschlossen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wechselrichter mit Batterieladeeinrichtung anzugeben, bei dem die Batterie durch eine höhere Ladespannung rasch aufgeladen wird und ein Kurzschließen von Teilwicklungen des Transformators vermieden wird.

Ausgehend von der deutschen Patentanmeldung P 29 14 056 wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentansprucfis 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Diese Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß der Ladekreis vom Zerhackerkreis elektronisch entkoppelt ist. Ein inverser Betrieb der Wechselrichter-Schahtransistoren ist verhindert, und es müssen keine großen Ströme beim Umschalten zwischen Lade- und Wechselrichtei betrieb geschaltet werden.

Es ist vorteilhaft, daß die Emitter der Wechselriehter-Schalttransistorcn zusammengeschaltet sind und über eine einzige Entkopplungsdiode an den Minuspol der

Batterie angeschlossen sind.

Bei dieser Schaltungsanordnung wird nur eine einzige Diode zur elektronischen Entkopplung von Wechselrichter- und Ladestromkreis benötigt.

Es ist außerdem vorteilhaft, daß bei der Verwendung des Transistor-Wechselrichters zur Notstromversorgung eine an die Stromnetzanschlüsse angeschlossene Vorrichtung vorgesehen ist, die bei Netzausfall automatisch von Ladebetrieb auf Wechselrichterbetrieb umschaltet.

Die Umschaltung zwischen Lade- und Wechselrichterbetrirb erfolgt automatisch bei Netzausfall. Es müssen jedoch keine großen Ströme geschaltet werden, lediglich das Steuerteil des Wechselrichters oder das Steuerteil des Batterieladeteils wird aktiviert. Zur Umschaltung kann ein Relaiskontakt und natürlich auch beispielsweise eine optoelektronische Schaltungsanordnung verwendet werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den den Unteransprüchen angegeben. Die Gegenstände der Ansprüche 3 und 4 gehen aus der deutschen Patentaschrift P 29 14 056 hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 das Prinzip des Wechselrichters,

F i g. 2 eine Ausführung des Steuerteiles SW für Wechselrichterbetrieb und

F i g. 3 eine Ausführung des Steuerteiles SL für Ladebetrieb.

In Fig. 1 ist das Prinzipschaltbild eines Wechselrichters angegeben. Ein Verbraucher VE ist an r!ie Hochspannungswicklung HWeines Transformators TR angeschlossen. Über einen Relaiskontakt rl ist die Schaltungsanordnung bei Wechselrichterbetrieb von dem Wechselspannungsnetz UN abgetrennt. Der Relaiskontakt rX wird beispielsweise durch ein Relais RA betätigt, das zwischen den Polen NA 1 und NA 2 der Netzwechselspannung liegt. Die Niederspannungsscite des Transformators TR weist in Reihe geschaltete Wicklungen MX und M2 mit einer Mittelanzapfung M auf, die mit dem Pluspol +UB einer Batterie BA verbunden ist. Die Anzapfungen Wi und W2 der zur Mittelanzapfung symmetrischen Wicklungen W\ und W2 sind mit jeweils einem Kollektor eines Wechselrichter-Schalttransistors TX bzw. T2 verbunden. Die Emitter dieser beiden Wechselrichter-Schalttransistoren Π und T2 sind zusammengeschaltet und über eine Entkopplungsdiode DX an den Minuspol -UB der Batterie BA geschaltet. Da in dieser Schaltungsanordnung npn-Transistoren verwendet werden, ist der Minuspol der Kathode der Entkopplungsdiode D X mil dem Minuspol -UB der Batterie verbunden. Die Basis des Wechselrichter-Schalttransistors TX und die Basis des Wechselrichter-Schalttransistors Γ2 sind mit zwei Ausgängen eines Steuerteiles SWfür Wechselrichterbetrieb verbunden.

Eine Zusatzwicklung N X ist in Reihe zu der Wicklung MX geschaltet; zu der Wicklung M2 ist eine zu NX symmetrische Wicklung N2 in Reihe geschaltet. Die äußeren Anschlußpunkte LX und L 2 der Zusatzwicklungen N X und Λ/2 sind jeweils mit der Kathode zweier Gleichrichter-Dioden D2 und D3 verbunden. Die Anoden dieser Dioden sind zusammengeschahet und mit dem Emitter eines npn-Regeltransistors /3 verbunden. Der Kollektor dieses Regeltransistors ist ebenfalls an den Minuspol - UB der Batterie geschaltet. Die Basis des Regeltransistors T3 ist mit dem Ausgang eines Sieuerteiles SL fur Ladebetrieb verbunden. Ein Umschaltkontakt r2 des Relais RA ist mit dem positiven Potential +UB der Batterie BA verbunden. Bei Wechselrichterbetrieb wird das positive Potential +UB der Batterie BA über den Kontaktanschluß 1 an das Steuerteil SWfür Wechselrichierbetrieb geschaltet. Bei Ladebetrieb ist der Relaiskontakt r X geschlossen; dadurch wird die Hochspannungswicklung HW an die Netzspannung LW gelegt. Der Relaiskontakt r2 ist

ίο umgeschaltet und versorgt über den Koniaktanschluß 2 das Steuerteil SL für Ladebetrieb mit dem positiven Potential +UB der Batterie. Bezugspotential für beide Steuerteile ist der Minuspol -UB der Batterie. Beide Steuerteile bilden die Steuerung ST. Bei der beschriebenen Ausführung wurden als Wechselrichter-Schalttransistoren und als Regeltransistor npn-Typen verwendet.

Bei der Verwendung von pnp-Transistoren ergibt sich eine komplementäre Schaltung.

Zunächst wird die Funktion der Schaltung bei Wechselrichterbetrieb erläutert. Wechselrichterbetrieb tritt dann ein, wenn die Netzspannung UN fehlt. In diesem Fall wird durch das Relais RA über den Relaiskontakt rl die Hochspannungswicklung HWvon zumindest einem Netzanschlußpunkt NA 1 abgeschaltet. Der Verbraucher VE der an die Anschlußpunkte der Hochspannungswicklung HW angeschlossen ist, wird nun aus der Batterie BA versorgt. Über den zweiten Relaiskontakt r2 wird das Steuerteil SW für Wechselrichterbetrieb an das positive Potential + UB geschaltet.

i<> Das Steuerteil SL für Ladebetrieb ist spannungslos, dadurch wird der Regeltransistor T3 gesperrt. Durch das Steuerteil SW wird wechselweise der erste Wechselrichter-Schalttransistor TX oder der zweite Wechselrichter-Schalttransistor 7"2 durchgeschaltet.

^ Entsprechend fließt der Strom vom positiven Potential + UB der Batterie BA über die Mittelanzapfung M des Transformators 77? einmal über die obere Wicklung M 1 und über den ersten Wechselrichter-Schalttransistor 7"I und die Diode DX zum Minuspol -UB der Batterie oder über die Mittelanzapfung M und die untere Wicklung M 2 und den zweiten Wechselrichter-Schalttransistor T2 sowie die Diode DX zum Minuspol -UB der Batterie. Durch das periodische Umschalten wird in der Hochspannungswicklung /-/Weine Wechsel-5 spannung erzeugt, die den Verbraucher VE versorgt. Die Diode D 1 verhindert einen inversen Betrieb dsr Wechselrichter-Schalttransistoren TX und T2, wenn die Spannung am Wicklungsanschluß WX bzw. W2 hohe negative Werte erreicht.

Der Ladestromkreis ist durch die Gleichrichter-Dioden D 2 und D3 sowie durch den gesperrten Regeltransistor Γ3 unterbrochen.

Ist Netzspannung vorhanden, so wird automatisch auf Ladebetrieb umgeschaltet. Das Relais RA bewirkt ein Schließen des Relaiskontaktes r 1 sowie ein Umschalten des zweiten Relaiskontaktes r2, so daß das Steuerteil SL für Ladebetrieb mit dem Pluspol + UB der Batterie BA verbunden ist. Die Wechselrichter-Schalttransistoren TX und T2 werden von dem Steuertei! SW für

^fa0 Wechselrichterbetrieb nicht mehr angesteuert und sperren. Über die Diode DX wird erneut ein inverser Betrieb dieser Transistoren verhindert. Der Ladestrom fließt über die Diode D 2 bzw. D 3 und den Regeltransistor Γ3. Durch die aufgestockten Windun-

^b' gen Av' 1 und N2 ist dafür gesorgt, daß eine ausreichend hohe Spannung zur Ladung vorhanden ist und der Ladevorgang rasch vor sich geht.
In Fig. 2 ist ein ausgeführtes Steuerteil SW für

Wechselrichterbetricb mit den beiden Wechselriehter-Schalttransistoren Π und 72 sowie der Diode Dl dargestellt. Der Kollektor des ersten Wechselrichtcr-Schalltransistors 71 ist auf den AnschluBpunkl W\ der Wicklung Ml geführt. Dieser ist mit dem Anschluß- > punkt Wl des Transformators TR identisch. Der Kollektor des zweiten Wechselrichter-Schalttransistors T2 ist mit dem entsprechenden Anschlußpunkt W2 verbunden. Die Emitter beider Wechselrichter-Schalttransistoren Ti und 72 sind zusammengeschaltet und im über die Entkopplungsdiode D1 sowie über einen Meßwiderstand /?5 mit geringem ohmschen Widerstand mit dem Minuspol -UB der Batterie BA verbunden. Der Minuspol der Batterie wird als Bezugspotential (Masse) angesehen und ist mit C ι. bezeichnet. Die Wechselrichter-Schalttransistoren TX. T2 werden über Konstantstromquellen mit der Netzfrequenz angesteuert. Der Ausgang eines Oszillators OS ist mit dem Eingang eines Frequenzteilers FT verbunden, dessen Ausgang mit dem nichtinvertiercn- :u den Eingang eines ersten Operationsverstärkers V1 und dem invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers V2 verbunden ist. Der invertierende Eingang des ersten Operationsverstärkers und der nichtinvertierende Eingang des zweiten Operationsver- >ί stärkers V2 sind zusammengeschaltet und über eine Diode D 4 an das Bezugspotential C gelegt. Ein Widerstand R 6 ist von den zusammengeschalteten Eingängen an das positive Batteriepotential +UB geschaltet. Der Ausgang des ersten Operationsverstärkers Vi ist über einen Basiswiderstand RiX mit der Basis eines ersten Verstärkertransistors TXX (pnp) verbunden, die über einen zweiten Basiswiderstand R 12, über den Anschlußpunkt 1 des Relaiskontaktes und den Relaiskontakt r2 mit dem Punkt M, dieser J5 entspricht der Mittelanzapfung des Transformators 77?, verbunden ist. Der Emitter des ersten Verstärkertransistors 7Ί1, ist über eine Vorspannungsdiode DlO ebenfalls mit dem Anschlußpunkt X des Relaiskontaktes r2 verbunden. Der Kollektor des ersten Verstärkertransistors TXX ist mit einem Widerstand R 14 und mit der Anode einer Diode D12 verbunden. Der zweite Anschlußpunkt des Widerstandes R 14 ist mit der Basis eines weiteren npn-Schalttransistors 713 und über einen Widerstand R 13 mit den Emittern der Wechselrichter-Schalttransistoren 71 und 72 verbunden. Der Verbindungspunkt der Emitter ist mit CW bezeichnet; er ist das Bezugspotential für die Ansteuerung der Wechselrichter-Schalttransistoren. Der weitere npn-Schalttransistor 713 liegt mit dem Emitter an dem >o Schaltungspunkt CW und mit dem Kollektor an der Rasis des ersten Werhselrichter-Schalttransistors 71. Über die Diode D12 wird ein als Konstantstromquelle geschalteter pnp-Transistor 712 angesteuert. Die Basis dieses Transistors ist mit der Kathode der Diode D 12 verbunden sowie über eine Entkopplungsdiode D X X und eine Z-Diode ZX mit dem Anschlußpunkt 1 des Relaiskontaktes r2 verbunden. Über einen Widerstand R 15 ist die Basis des pnp-Transistors 712 außerdem an den Schaltungspunkt ClV angeschaltet. Der Emitter ist bo über einen Emitterwiderstand R X an den Anschlußpunkt 1 des Relaiskontaktes r2 angeschaltet sowie mit dem Emitter eines pnp-Transistors 722 einer symmetrisch aufgebauten Ansteuerschaltung für den zweiten Wechselrichter-Schalttransistor 72 verbunden. Der t>i Kollektor des pnp-Transistors 712 ist ebenfalls mit der Basis des ersten Wechselrichter-Schalttransistors 71 verbunden. Die Ansteuerung für den zweiten Wechselrichler-SchalttransiMor 72 ist völlig symmetrisch zu der des ersten Wechselrichter-Schalttransistors aufgebaut. Atigesteuert wird dieser Schaltungsteil über den zweiten Operationsverstärker V2. Die Bauteile dieser zweiten Schuliiingshälftc sind mit einer 2 als erster Ziffer bezeichnet. Die limitier der Transistoren 712 und 722 sowie 711 und 721 sind miteinander verbunden, so daß der Widerstand RX, die Z-Üiode ZX und die Vorspanniingsdiode DlO nur einmal vorhanden sind. Der Kollektor C7I des ersten Wechselrichter-Schalttransistors 71 ist über eine aus einer Diode D 13 und einem Widerstand R 16 bestehende Reihenschaltung mit der Basis des Verslärkertransistors 721 im Ansteuerteil des /weiten Wechselrichter-Schalttransistors 72 verbunden. Ebenso ist der Kollektor C'72 des /weilen Wcchselrichter-Schalttransistors 2 über eine entsprechende Reihenschaltung mit der Basis des Verstärkertransistors 711 verbunden. Bei beiden Wechselrichter-Schalttransistoren 71, 72 sind zwischen Basis und Kollektor Z-Dioden 2Γ71 bzw. Z72 geschaltet.

Eine Überwachungsschaltung zur Begrenzung der Schaltslröme durch die Wechselrichter-Schalttransistorcn 71 bzw. 72 enthält einen dritten Operationsverstärker V3 und einen zur Z-Diode ZX der Konstantstromquellen parallel geschalteten Steuertransistors 74. Über einen an das positive Batteriepotential angeschlossenen Widerstand /?7 ist eine Z-Diode Z2 nach Masse geschaltet. Der nichtinvertierende Eingang des dritten Operationsverstärkers V3 ist über einen Widerstand RS und zwei Kaltleiter K X und K 2 an die Kathode der Z-Diode Z2 angeschaltet und über einen weiteren Widerstand /?9 mit Masse verbunden. Der invertierende Eingang des dritten Operationsverstärkers ist mit dem zweiten Anschluß des Meßwiderstandes /?5 und damit auch mit der Kathode der Entkopplungsdiode D 1 verbunden. Der Ausgang des dritten Operationsverstärkers ist über einen Basiswiderstand R 3 mit der Basis des Steuertransistors 74 verbunden; zwischen dem Ausgang des dritten Operationsverstärkers und dem Emitter des Steuertransistors 74 ist eine aus einem Widerstand A4 und einem damit in Reihe geschalteten Kondensator CX bestehende Siebschaltung angeschlossen. Zwischen Basis und Emitter des Steuertransistors 74 ist außerdem ein Widerstand R 2 geschaltet.

Vom Oszillator OS wird eine konstante Frequenz erzeugt. Diese wird vom Frequenzteiler FT auf die gewünschte Netzfrequenz heruntergeteilt. Der erste Operationsverstärker VX dient allein Verstärkungszwecken, während der zweite Operationsverstärker V2 gleichzeitig als Inverter arbeitet. Die beiden Wechselrichter-Schalttransistoren 71 und 72 werden demnach von gegenphasigen Spannungen angesteuert Die Öffnungszeiten der Transistoren 71 und 72 sind erakt gleich, da sie durch Frequenzteilung aus einer höhe, en Frequenz bestimmt werden. Der Verstärkertransistor 711 wird über den Widerstand RXX vom ersten Operationsverstärker angesteuert Liegt eine positive Spannung an der Basis des Verstärkertransistors 711, so wird er gesperrt Für die sichere Sperrung sorgt auch die Diode D10 im Emitterkreis dieses Transistors. Der Transistor 712 der Konstantstromquelle erhält, sobald der Verstärkertransistor 711 gesperrt ist, über den Widerstand R 15 Basisstrom. Der Transistor 712 ist leitend un liefert an seinem Kollektor den Basisstrom für den Wechselrichter-Schalttransistor 71. Der durch den Transistor 712 fließende Strom ist jedoch durch

den Widerstand R 1 bcgren/t. Erreicht die Spannung an diesem Widerstand die Spannung der Z-Diodc Z 1, die über die Entkopplungsdiodc DIl mit der Basis des Transistors Γ12 verbunden ist, so kann der Emitterstrom nicht weiter zunehmen. Der erste Wechselrichter-Schalttransistor 7"! wird demnach mit einem konstanten Strom angesteuert. Der weitere npn-Schalttransistor Γ13 istgespert. Wird jetzt der Verstärkertransistor TW mit einer negativen Spannung an seiner Basis angesteuert, so wird er leitend. Dies hat zur Folge, daß der Transistor 7~12 der Konstantstromquelle über die Diode D12 gesperrt wird, während der weitere npn-Schalttransistor Π3 über den Widerstand R 14 mit Basisstrom versorgt wird und leitend wird. Dadurch wird die Basis-Emitter-Strccke des ersten Wechselrichter-Schalttransistors T\ kurzgeschlossen und der erste Wechselrichter-Schalttransistor Π sperrt sehr rasch. Durch das rasche Sperren wird seine Verlustleistung gering gehalten. Der zweite Wechselrichter-Schalttransistor T2 wird stets gegenphasig zu 7"1 angesteuert. Die Reihenschaltung aus der Diode D13 und dem Widerstand R 16 sorgt dafür, daß der zweite Schalttransistor T2 solange gesperrt bleibt, wie der erste Schalttransistor T\ noch leitend ist. Umgekehrt wird durch die Reihenschaltung aus der Diode D 23 und dem Widerstand /?26 dafür gesorgt, daß der erste Schalttransistor 7Ί solange gesperrt bleibt, wie der zweite Schalttransistor T2 durchgeschaltet ist. Die Z-Dioden Z7"l und Z7"2 schützen die Wechselrichter-Schalttransistoren gegen eine unzulässig hohe Sperrspannung beim Anschluß induktiver Verbraucher.

Die Überwachungsschaltung sorgt dafür, daß die Wechselrichtir-Schalttransistoren T\ und 7~2 thermisch nicht überlastet werden. Dem nichtinvertierenden Eingang des dritten Operationsverstärkers V3 wird eine konstante, über die Z-Diode Z2 erzeugte Spannung zugeführt. Der Batteriestrom wird am Meßwiderstand R 5 gemessen; überschrietet er einen vorgegebenen Wert, so wird der Steuertransistor T4 über den dritten Operationsverstärker V3 leitend gesteuert. Da er parallel zur Z-Diode Zl der Konstantstromquellen liegt, wird damit der Basisstrom der Wechselrichter-Schalttransistoren verringert und ihr Kollektorstrom begrenzt. Den Wechselrichter-Schalttransistoren Π und T2 sind außerdem die Kaltleiter K\ und K 2 zugeordnet. Erreichen die Wechselrichter-Schalttransistoren die zulässige Erwärmung, so wird über den Steuertransistor Γ 4 wieder der Kollektorstrom so weit herabgeregelt, daß kein weiterer unzulässiger Temperaturanstieg mehr erfolgen kann.

Die Spannungsversorgung der Operationsverstärker Vl, V2und V3 erfolgt durch die Batteriespannung.

In F i g. 3 ist das Steuerteil 5Z- für Ladebetrieb dargestellt Die Anschlußpunkte L\ und LT. der Gleichrichterdioden D 2 und D 3 sind mit den Anschlußpunkten L 1 und L 2 der F i g. 1 identisch. Das gilt ebenfalls für den Anschlußpunkt Ai, der mit der Mittelanzapfung der Niederspannungss^ite des Transformators 77? verbunden ist Die zusammengeschalteten Anoden der beiden Gleichrichterdioden D 2 und D 3 sind mit dem Emitter des Regeltransistors T3 verbunden. Anstelle eines einfachen Regeltransistors 7"3 wurde hier eine aus zwei Transistoren Γ31 und 7"32 bestehende Darlington-Transistorschaltung verwendet. Der Emitter des npn-Transistors Γ31 ist hierbei mit der Basis des zweiten npn-Transistors Γ32 verbunden. Ein Basiswiderstand R 3d ist zur sicheren Sperrung der

Darlington-Stufc T3 zwischen der Rasis des ersten Transistors 7"3I und dem Emiller des Transistors T32 angeordnet. Die ziisammengeschalteten Kollektoren der Darlington-Transistorslufe sind über einen nicderohmigen weiteren Meßwiderstand R 32 mit dem Minuspol -UB der Batterie BA verbunden. Die Basis des Darlington-Transistors ist mit dem Kollektor eines vorgeschalteten pnp-Transistors 7~30 verbunden, dessen Emitter über einen Emitterwiderstand /?30 über den Anschluß 2 des Relaiskontaktcs r2 und über einen Schalter 512 mit dem Pluspol +UB der Batterie BA verbunden ist. Die Basis dieses vorgeschalteten pnp-Transistors 7~3O ist mit dem Ausgang eines vierten Operationsverstärkers V4 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang dieses Operationsverstärkers ist über einen Widerstand R 35 mit Masse C verbunden außerdem ist der nichtinvertierende Eingang über einen Trimmerwiderstand /?34 mit der Kathode einer ebenfalls nach Masse geschalteten Z-Diode Z3 verbunden, deren Kathode über einen Widerstand R 33 mit einem Schaltungspunkt 4, dem batteriefernen Anschluß des Schalters 512, verbunden ist. Über den Schalter 5 12 ist das Steuerteil SL für Ladebetrieb an die Versorgungsspannung + UB angeschlossen. DerSchleifer des Trimmwiderstandes R 34 ist über eine weitere Z-Diode Z4 ebenfalls mit dem Schaltungspunkt 4 verbunden. Der invertierende Eingang des vierten Operationsverstärkers K4 ist über eine Diode DS und den Parallelwiderstand R37 mit dem zweiten am Kollektor des Regeltransistors 73 angeschalteten Anschlußpunkt des zweiten Meßwiderstandes R32 verbunden, außerdem über eine Reihenschaltung eines Widerstandes /?31 und eines dritten Kaltleiters K3 mit dem Schaltungspunkt 4. Die Entkopplungsdiode Dl, deren Kathode mit Masse C" verbunden ist. wurde zur Klarstellung mit eingezeichnet.

Aufgabe dieses Steuerteiles SL ist es, den Ladestrom zu begrenzen und den Regeltransistor Γ3 gegen Überlastung zu schützen. Bei Ladebetrieb ist über das Relais RA der Anschluß 2 des Relaiskonstaktes r2 an den Pluspol der Batterie BA gelegt. Dadurch erhält der dem Regeltransistor vorgeschaltete pnp-Transistor 7"30 Strom. Über diesen Transistor wird der Regeltransistor 7"3 von dem vierten Operationsverstärker V4 gesteuert. An dem zweiten Meßwiderstand R32 wird der Ladestrom gemessen. Überschreitet dieser einen vorgegebenen Wert, wird der Ladestrom üOer den vierten Operationsverstärker V4, den vorgeschalteten Transistor T30 und den Darlington-Transistor T3 begrenzt. Dem Darlington-Transistor Γ3 ist der Kaltleiter K 3 zugeordnet. Erreicht die Gehäusetemperatur des Darlington-Transistors einen zugelassenen Wert, so wird der Ladestrom ebenlalls begrenzt und wird eine weitere Temperaturzunahme durch Verringern des Ladestromes vermieden. Bei voll aufgeladener Batterie wird die Durchbruchspannung der Z-Diode Z4 überschritten und das Potential am nichtinvertierenden Eingang des vierten Operationsverstärkers V4 angehoben, so daß der Regeltransistor 7~3 hochohmig gesteuert wird. Der Ansprechpunkt, der die Ladeschlußspannung bestimmt, wird mit dem Trimmerwiderstand R 34 eingestellt

Der zusätzliche Schalter 512 dient dazu, die Stromversorgung für die aktiven Bauelemente der Steuerung im Ruhezustand (z. B. Lagerung des Transistor-Wechselrichters) manuell abzuschalten.

Im Steuerteil für Wechselrichterbetrieb ist der Schalter 512 nicht eingezeichnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   !.Transistor-Wechselrichter im Gegentaktbetrieb zur Stromversorgung, insbesondere bei Netzausfall, mit einem Transformator, dessen Niederspannungswicklung außer den für Ladebetrieb vorgesehenen äußeren Anschlußpunkten eine an einen Pol ( + UB) einer Batterie geführte Mittelanzapfung sowie zwei weitere, für Wechselrichterbetrieb vorgesehene Anzapfungen besitzt, mit einer eine Zweiweg-Gleichrichterschaltung und eine Regeleinrichtung enthaltenden Batterieladeeinrichtung mit zwei Wechselrichter-Schalttransistoren, deren Emitter wie auch die zusammengeschalteten gleichpoligen Anschlüsse (Anoden) der Gleichrichter-Dioden (D 2, D3) an den anderen Pol (-UB)der Batterie geführt sind, wobei die Umschaltung zwischen Wechselrichterbetrieb bei fehlender Netzspannung und Ladebetrieb bei vorhandener Netzspannung durch Sperren der Wechselrichter-Schalttransistoren und Ansteuern der Batterieladeeinrichtung erfolgt, d a durch gekennzeichnet, daß die Kollektoren der Wechselrichter-Schalttransistoren an die Anzapfungen (W 1, W2) der Niederspannungswicklung des Transformators (TR) angeschlossen sind, daß die Gleichrichter-Dioden (D2, D3) an die äußeren Anschlußpunkte (Li, L 2) der Niederspannungswicklung angeschlossen sind, daß die Emitter der Wcchselrichter-Schalttransistoren über wenigstens eine Entkopplungsdiode (Di) an den anderen Pol ( - UB)der Batterie (B 1) angeschlossen sind und daß ein Regeltransistor (T3) der Batterieladeeinrichtung zwischen den zusammengeschalteten Anschlüssen (Anoden) der Gleichrichter-Dioden (D2, D3) der Zweiweg-Gleichrichterschaltung und dem anderen Pol (-UB)der Batterie (&4,}angeordnet ist.
2. 2. Transistor-Wechselrichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emitter der Wechselrichter-Schalttransi.sioren (Ti, T2) zusammengeschaltet sind und über eine einzige Entkopplungsdiode (Di) an den Minuspol der Batterie angeschlossen sind.
3. 3. Transistor-Wechselrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung des Transistor-Wechselrichters zur Notstromversorgung eine an die Stromncizanschlüsse (NA 1, NA 2) angeschlossene Vorrichtung (RA) vorgesehen ist, die bei Net/ausfall automatisch vom Ladebetrieb auf Wechselrichterbetrieb umschaltet.
4. 4. Transistor-Wechselrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umschaltung zwischen Wechselrichter und Ladebetrieb ein Relais (RA) vorgesehen ist, das über einen Umschaltkontakt fr2) jeweils das Steuerteil für Wechselrichterbetrieb (SW) oder das Steuerteil für Ladebetrieb (SL) an die Versorgungsspannung ( + UB) schallet und die Hochspannungswicklung (HW) des Transformators (TR) über einen Arbeitskoniakt (r 1) vom Netz abtrennt