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Steuerung für einen Transistor-Wechselrichter
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Die Erfindung betrifft eine Steuerung für einen Transistor-Wechselrichter
in Gegentaktschaltung mit Batterieladeeinrichtung mit einem Steuerteil für Wechselrichterbetrieb,
über den zwei Wechselrichter-Schalttransistoren angesteuert werden und mit einem
Steuerteil für Ladebetrieb, über den ein im Ladestromkreis eingeschalteter Regeltransistor
gesteuert wird.
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Der Transistor-Wechselrichter erzeugt eine übliche Netzspan;4ing,
beispielsweise von 220 Volt und 50 Hz. Er soll vorweigend bei Netzausfall als Notstromversorgung
Verwendung finden. Bei vorhandener Netzspannung wird die Batterie des Transistor-Wechselrichters
aufgeladen.
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Eine Schaltungsanordnung eines Transistor-EFchselrichters, mit dem
wichtige Wechselspannungsverbraucher bei Netzausfall weiterversorgt werden können,
ist bereits bekannt (Funkschau 1973, Heft 25, Seiten 979 bis 981).
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Die bekannte Schaltung besteht aus einem selbsterregten Gegentaktwechselrichter
und einer Gleichrichterschaltung mit einem nachgeschalteten Serienregler, die einenleistungsstarken
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.
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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 führt zu erhöhter Schaltbeanspruchung der Leistungstransistoren
durch Stromspitzen. Sicherheitseinrichtungen, die bei Überlast eine Zerstörung der
Schaltungseinrichtung verhindern, fehlen.
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In einem älteren Vorschlag, der deutschen Patentanmeldung P 29 14
056, ist eine kombinierte Wechselrichter-Batterieladeschaltung angegeben, bei der
die Wechselrichter-Transistoren von einer Wechselrichter-Steuerung angesteuert werden
und der Ladestrom von einer Regelbaugruppe kontrolliert wird. Über die Ausführung
der beiden Schaltungsteile sind keine Angaben gemacht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerung für einen Transistor-Wechselrichter
mit Batterieladeeinrichtung anzugeben, die geringe Schaltbeanspruchung und Erwärmung
der Wechselrichter-Transistoren gewährleistet und Sicherheitseinrichtungen gegen
Überlastung beinhaltet.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Steuerteil für Wechselrichterbetrieb
zwei der Ansteuerung der Wechselrichter-Schalttransistoren dienende Konstantstromquellen
vorgesehen sind, daß zwischen Basis und Emitter jedes Wechselrichter-Schalttransistors
ein weiterer Schalttransistor angeordnet ist, der die Basis-Emitter-Strecke des
Jeweiligen Wechselrichter-Schalttransistors kurzschließt, wenn dieser gesperrt wird,
und daß im Steuerteil für Wechselrichterbetrieb und im Steuerteil
für
Ladebetrieb Uberwachungseinrichtungen vorgesehen sind, die eine Zerstörung des Wechselrichters
und der Batterieladeeinrichtung durch Überlastung verhindern.
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Bei dieser Schaltungsanordnung werden die Schalttransistoren mit einem
genau definierten Basisstrom versorgt. Sobald ein Schalttransistor sperrren soll,
wird seine Basis-Emitter-Strecke durch einen zusätzlichen Transistor kurzgeschlossen.
Dadurch erfolgt der Sperrvorgang sehr rasch, und die Schalttransistoren erwärmen
sich wenig.
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Für die Betriebssicherheit ist es vorteilhaft, wenn im Steuerteil
für Wechselrichterbetrieb eineSberwachungseinrichtung des Batteriestromes bei Wechselrichterbetrieb
vorgesehen ist, die durch Steuerung der Konstantstromquellen eine Überlastung der
Wechselrichter-Transistoren verhindert.
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Es ist ferner vorteilhaft, daß eine Temperaturüberwachungsschaltung
für die Gehäusetemperatur der Wechselrichter-Schalttransistoren vorgesehen ist,
die ebenfalls durch Steuerung der Konstantstromquellen eine Überlastung der Wechselrichter-Schalttransistoren
verhindert.
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Durch eine Überwachungseinrichtung werden die Ströme in den Schalttransistoren
begrenzt. Bei einem Kurzschluß auf der Wechselspannungsseite des Transformators
kann es jedoch zu einer thermischen Überlastung der Wechselrichter-Schalttransistoren
kommen. Durch einen Kaltleiter wird (jedoch die Erwärmung der Wechselrichter-Schalttranistoren
gemessen und ihr Kollektorstrom auf einen zulässigen Höchstwert herabgeregelt.
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Es ist vorteilhaft, daß im Steuerteil für Wechselrichter
-Betrieb
an den Kollektor Jedes Wechselrichter-Schalttransistors eine Reihenschaltung einer
Diode und eines Widerstandes angeschaltet ist, die mit der Basis eines der Konstantstromquelle
vorgeschalteten Verstärkertransistors des anderen Wechselrichter -Schalttransistors
verbunden ist.
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Hierdurch wird sichergestellt, daß jeweils nur ein Schalttransistor
leitend ist.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis
3 näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 das Prinzip des Wechselrichters mit Steuerung ST,
Fig. 2 eine Ausführung des Steuerteiles SW für Wechselrichterbetrieb und Fig. 3
eine Ausführung des Steuerteils SL für Ladebetrieb, In Fig. 1 ist das Prinzipschaltbild
eines Wechselrichters angegeben. Ein Verbraucher VE ist an dz Hochspannungswicklung
HW eines Transformators TR angeschlossen.
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Über einen Relaiskontakt r1 ist die Schaltungsanordnung bei Wechselrichterbetrieb
von dem Wechselspannungsnetz UN abgetrennt.Der Relaiskontakt rl wird beispielsweise
durch ein Relais RA betätigt,das zwischen den Polen NA1 und NA2 der Netzwechselspannung
liegt. Die Niederspannungsseite des Transformators TR weist eine Wicklung M1 und
M2 mit einer Mittelanzapfung M auf, die mit dem Pluspol +UB einer Batterie BA verbunden
ist.Die Anschlußp;unkte W1 und W2 zweier zur Mittelanzapfung symmetrischer Wicklungen
M1 und M2 sind mit Jeweils einem Kollektor eines Wechselrichter-Schalttransistors
T1 bzw. T2 verbunden.Die Emitter dieser beiden Wechselrichter-Schalttransistoren
T1 und T2 sind zusammengeschaltet und über eine Entkopplungsdiode D1 an den Minuspol
-UB der Batterie BA geschaltet.
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Da in dieser Schaltungsanordnung npn-Transistoren ver-
wendet
werden, ist der Minuspol der Kathode der Entkopplungsdiode D1 mit dem Minuspol -UB
der Batterie verbunden. Die Basis des Wechselrichter-Schalttransistors T1 und die
Basis des Wechselrichter-Schalttransistors T2 sind mit zwei Ausgängen eines Steuerteiles
SW für Wechselrichterbetrieb verbunden.
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Eine Zusatzwicklung N1 ist in Reihe zu der Wicklung Ml geschaltet;
zu der Wicklung M2 ist eine zu N1 symmetrische Wicklung N2 in Reihe geschaltet.
Die äußeren Anschlußpunkte L1 und L2 der Zusatzwicklungen N1 und N2 sind jeweils
mit der Kathode zweier Gleichrichter-Dioden D2 und D3 verbunden. Die Anoden dieser
Dioden sind zusammengeschaltet und mit dem Emitter eines npn-Regeltransistors T3
verbunden. Der Kollektor dieses Regeltransistors ist ebenfalls an den Minuspol -UB
der Batterie geschaltet. Die Basis des Regeltransistors TD ist mit dem Ausgang eines
Steuerteiles SL für 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 SW für Wechselrichterbetrieb geschaltet. Bei Ladebetrieb ist der Relaiskontakt
rl geschlossen; dadurch wird die Hochspannungswicklung HW an die Netzspannung UN
gelegt. Der Relaiskontakt r2 ist umgeschaltet und versorgt über den Kontaktanschluß
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.
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Bei der Verwendung von pnp-Transistoren ergibt sich eine komplementäre
Schaltung.
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Zunächst wird die Funktion der Schaltung~tei~techselrichterbetrieb
erläutert. Wechselrichterbetrieb tritt dann ein, wenn die Netzspannung UN fehlt.
In diesem Fall wird durch das Relais RA über den Relaiskontakt rl die Hochspannungswicklung
HW von zumindest einem Netzanschlußpunkt NAl 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. Das Steuerteil
SL für Ladebetrieb ist spannungslos, dadurch wird der Regeltransistor T3 gesperrt.
Durch das Steuerteil SW wird wechselweise der erste Wechselrichter-Schalttransistor
Tl oder der zweite Wechselrichter-Schalttransistor T2 durchgeschaltet. Entsprechend
fließt der Strom vom positiven Potential +UB der Batterie BA über die Mittelanzapfung
M des Transformators TR einmal über die obere Wicklung M7 und über den ersten Wechselrichter-Schalttransistor
T1 und die Diode D1 zum Minuspol -UB der Batterie oder über die Mittelanzapfung
M und die untere Wicklung M2 und den zweiten Wechselrichter-Schalttransistor T2
sowie die Diode Dl zum Minuspol -UB der Batterie. Durch das periodische Umschalten
wird in der Hochspannungswicklung HW eine Wechselspannung erzeugt, die den Verbraucher
VE versorgt. Die Diode D1 verhindert einen inversen Betrieb der Wechselrichter-Schalttransistoren
Tl und T2, wenn die Spannung am Wicklungsanschluß W7 bzw. W2 hohe negative Werte
erreicht.
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Der Ladestromkreis ist durch die Gleichrichter-Dioden D2 und D3 sowie
durch den gesperrten Regeltransistor T3 unterbrochen.
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Ist Netzspannung vorhanden, so wird automatisch auf Ladebetrieb umgeschaltet.
Das Relais RA bewirkt ein Schließen des Relaiskontaktes rl 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
T1 und T2 werden von dem Steuerteil SW für Wechselrichterbetrieb nicht mehr angesteuert
und sperren. Uber die Diode D1 wird erneut ein inverser Betrieb dieser Transistoren
verhindert. Der Ladestrom fließt über die Diode D2 bzw. D3 und den Regeltransistor
T3. Durch die aufgestockten Windungen N1 und N2 ist dafür gesorgt, daß eine ausreichend
hohe Spannung zur Ladung vorhanden ist und der Ladevorgang rasch vor sich geht.
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In Fig. 2 ist ein ausgeführtes Steuerteil SW für Wechselrichterbetrieb
mit den beiden Wechselrichter-Schalttransistoren T1 und T2 sowie der Diode D7 dargestellt.
Der Kollektor des ersten Wechselrichter-Schalttransistors T1 ist auf den Anschlußpunkt
W1 der Wicklung Ml geführt. Dieser ist mit dem Anschlußpunkt Wl des Transformators
TR identisch. Der Kollektor des zweiten Wechselrichter-Schalttransistors T2 ist
mit dem entsprechenden Anschlußpunkt W2 verbunden. Die Emitter beider Wechselrichter-Schalttransistoren
T1 und T2 sind zusammengeschaltet und über die Entkopplungsdiode D1 sowie über einen
Meßwiderstand R5 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 bezeichnet. Die Wechselrichter-Schalttransistoren T1,T2 werden über
Konstantstromquellen mit der Netzfrequenz angesteuert. Der Ausgang eines Oszillators
QS ist mit dem Eingang eines Frequenzteilers FT verbunden, dessen Ausgang mit dem
nichtinvertierenden 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 Operationsverstärkers V2 sind zusammengeschaltet und über eine
Diode D4 an das Bezugspotential C gelegt. Ein Widerstand R6 ist von den zusammengeschalteten
Eingängen an das positive Batteriepotential +UB geschaltet. Der Ausgang des ersten
Operationsverstärkers V1 ist über einen Basiswiderstand RIl mit der Basis eines
ersten Verstärkertransistors T11rp) verbunden, die über einen zweiten Basiswiderstand
R12, über den Anschlußpunkt 1 des Relaiskontaktes und den Relaiskontakt r2 mit dem
Punkt M, dieser entspricht der Mittelanzapfung des Transformators TR, verbunden
ist. Der Emitter des ersten Verstärkertransistors T11 ist über eine Vorspannungsdiode
D10 ebenfalls mit dem Anschlußpunkt 1 des Relaiskontaktes r2 verbunden. Der Kollektor
des ersten Verstärkertransistors T11 ist mit einem Widerstand R14 und mit der Anode
einer Diode D12 verbunden. Der zweite Anschlußpunkt des Widerstandes R14 ist mit
der Basis eines weiteren npn-Schalttransistors T13 und über einen Widerstand R13
mit den Emittern der Wechselrichter-Schalttransistoren T1 und T2 verbunden. Der
Verbindungspunkt der Emitter ist mit CW bezeichnet; er ist das Bezugspotential für
die Ansteuerung der Wechselrichter-Schalttransistoren.
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Der weitere npn-Schalttransistor T13 liegt mit dem Emitter an dem
Schaltungspunkt CW und mit dem Kollektor an der Basis des ersten Wechselrichter-Schalttransistors
T1. Über die Diode D12 wird ein als Konstantstromquelle geschalteter pnp-Transistor
T12 angesteuert. Die Basis dieses Transistors ist mit der Kathode der Diode D12
verbunden sowie über eine Entkopplungsdiode DII und eine Z-Diode Zl mitc2em Anschluß-
punkt
1 des Relaiskontaktes r2verbundi.Über einen Widerstand R15 ist die Basis des pnp-Transistors
T12 außerdem an den Schaltungspunkt CW angeschaltet. Der Emitter ist über einen
Emitterwiderstand R1 an den Anschlußpunkt 1 des Relaiskontaktes r2 angeschaltet
sowie mit dem Emitter eines pnp-Transistors T22 einer symmetrisch aufgebauten Ansteuerschaltung
für den zweiten Wechselrichter-Schalttransistor T2 verbunden. Der Kollektor des
pnp-Transistors T12 ist ebenfalls mit der Basis des ersten Wechselrichter-Schalttransistors
T1 verbunden. Die Ansteuerung für den zweiten Wechselrichter-Schalttransistor T2
ist völlig symmetrisch zu der des ersten Wechselrichter-Schalttransistors aufgebaut.
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Angesteuert wird dieser Schaltungsteil über den zweiten Operationsverstärker
V2. Die Bauteile dieser zweiten Schaltungshälfte sind mit einer 2 als erster Ziffer
bezeichnet. Die Emitter der Transistoren T12 und T22 sowie T11 und T21 sind miteinander
verbunden, so daß der Widerstand R1, die Z-Diode Z1 und die Vorspannungsdiode D10
nur einmal vorhanden sind. Der Kollektor CT1 des ersten Wechselrichter-Schalttransistors
T1 ist über eine aus einer Diode D13 und einem Widerstand R16 bestehende Reihenschaltung
mit der Basis des Verstärkertransistors T21 im Ansteuerteil des zweiten Wechselrichter-Schalttransistors
T2 verbunden. Ebenso ist der Kollektor CT2 des zweiten Wechselrichter-Schalttransistors
2 über eine entsprechende Reihenschaltung mit der Basis des Verstärkertransistors
T11 verbunden. Bei beiden Wechselrichter-Schalttransistoren T1, T2 sind zwischen
Basis und Kollektor Z-Dioden ZT1 bzw. ZT2 geschaltet.
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Eine Überwachungsschaltung zur Begrenzung der Schaltströme durch die
Wechselrichter-Schalttransistoren Tl bzw. T2 enthält einen dritten Operationsverstärker
V3
und einen zur Z-Diode Z1 der Konstantstromquellen parallel geschalteten
Steuertransistors T4. Über einen an das positive Batteriepotential angeschlossenen
Widerstand R7 ist eine Z-Diode Z2 nach Masse geschaltet.
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Der nichtinvertierende Eingang des dritten Operationsverstärkers V3
ist Uber einen Widerstand R8 und zwei Kaltleiter Kl und K2 an die Kathode der Z-Diode
Z2 angeschaltet und über einen weiteren Widerstand R9 mit Masse verbunden. Der invertierende
Eingang des dritten Operationsverstärkers ist mit dem zweiten Anschluß des Meßwiderstandes
R5 und damit auch mit der Kathode der Entkopplungsdiode D7 verbunden. Der Ausgang
des dritten Operationsverstärkers ist über einen Basiswiderstand R3 mit der Basis
des Steuertransistors T4 verbunden; zwischen dem Ausgang des dritten Operationsverstärkers
und dem Emitter des Steuertransistors T4 ist eine aus einem Widerstand R4 und einem
damit in Reihe geschalteten Kondensator C1 bestehende Siebschaltung angeschlossen.
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Zwischen Basis und Emitter des Steuertransistors T4 ist außerdem ein
Widerstand R2 geschaltet.
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Vom Oszillator OS wird eine konstante Frequenz erzeugt.
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Diese wird vom Frequenzteiler FT auf die gewünschte Netzfrequenz heruntergeteilt.
Der erste Operationsverstärker V1 dient allein Verstärkungszwecken,während der zweite
Operationsverstärker V2 gleichzeitig als Inverter arbeitet. Die beiden Wechselrichter-Schalttransistoren
T1 und T2 werden demnach von gegenphasigen Spannungen angesteuert. Die Öffnungszeiten
der Transistoren Tl und T2 sind exakt gleich, da sie durch Frequenzteilung aus einer
höheren Frequenz bestimmt werden. Der Verstärkertransistor TIl wird über den Widerstand
Ril vom ersten Operationsverstärker angesteuert. Liegt eine positive Spannung an
der Basis des Verstärkertransistors T11, so wird er gesperrt. FUr
die
sichere Sperrung sorgt auch die Diode D10 im Emitterkreis dieses Transistors. Der
Transistor T12 der Konstantstromquelle erhält, sobald der Verstärkertransistor Til
gesperrt ist, über den Widerstand R15 Basisstrom. Der Transistor T12 ist leitend
und liefert an seinem Kollektor den Basisstrom für den Wechselrichter-Schalttransistor
T1. Der durch den Transistor T12 fließende Strom ist Jedoch durch den Widerstand
R1 begrenzt. Erreicht die Spannung an diesem Widerstand die Spannung der Z-Diode
Z1, die über die Entkopplungsdiode D11 mit der Basis des Transistors T12 verbunden
ist, so kann der Emitterstrom nicht weiter zunehmen.
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Der erste Wechselrichter-Schalttransistor T1 wird demnach mit einem
konstanten Strom angesteuert. Der weitere npn-Schalttransistor T13 ist gesperrt.
Wird jetzt der Verstärkertransistor T11 mit einer negativen Spannung an seiner Basis
angesteuert, so wird er leitend.
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Dies hat zur Folge, daß der Transistor T12 der Konstantstromquelle
über die Diode D12 gesperrt wird, während der weitere npn-Schalttransistor T13 über
den Widerstand R14 mit Basisstrom versorgt wird und leitend wird. Dadurch wird die
Basis-Emitter-Strecke des ersten Wechselrichter-Schalttransistors T1 kurzgeschlossen
und der erste Wechselrichter-Schalttransistor Tl sperrt sehr rasch. Durch das rasche
Sperren wird. seine Verlustleistung gering gehalten. Der zweite Wechselrichter-Schalttransistor
T2 wird stets gegenphasig zu T1 angesteuert. Die Reihenschaltung aus der Diode D13
und dem Widerstand R16 sorgt dafür, daß der zweite Schalttransistor T2 solange gesperrt
bleibt, wie der erste Schalttransistor T1 noch leitend ist. Umgekehrt wird durch
die Reihenschaltung aus der Diode D23 und dem Widerstand R26 dafür gesorgt, daß
der erste Schalttransistor T1 solange gesperrt bleibt, wie der zweite Schalttransistor
T2 durchgeschaltet ist. Die Z-DiodZT1
und ZT2 schützen die Wechselrichter-Schalttransistoren
gegen eine unzulässig hohe Sperrspannung beim Ansch.luß induktiver Verbraucher.
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Die Überwachungsschaltung sorgt dafür, daß die Wechselrichter-Schalttransistoren
T1 und T2 thermisch nicht überlastet werden. Dem nichtinvertierenden Eingang des
dritten Operationsverstärkers V3 wird eine konstante, ufer die Z-Diode Z2 erzeugte
Spannung zugeführt. Der Battriestrom wird am Meßwiderstand R5 gemessen; überschreitet
er einen vorgegebenen Wert, so wird der Steuertransistor T4 über den dritten Operationsverstärker
V3 leitend gesteuert. Da er parallel zur Z-Diode Z1 der Konstantstromquellen liegt,
wird damit der Basisstrom der Wechselrichter-Schalttransistoren verringert und ihr
Kollektorstrom begrenzt.
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Den Wechselrichter-Schalttransistoren T1 und T2 sind außerdem die
Kaltleiter K1 und K2 zugeordnet. Erreichen die Wechselrichter-Schalttransistoren
die zulässige Erwärmung, so wird über den Steuertransistor T4 wied der Kollektorstrom
so weit herabgeregelt, daß kein weiterer unzulässiger Temperaturanstieg mehr erfolgen
kann.
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Die Spannungsversorgung der Operationsverstärker V1, V2 und V3 erfolgt
durch die Batteriespannung.
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In Fig. 3 ist das Steuerteil SL für Ladebetrieb dargestellt. Die Anschlußpunkte
L1 und L2 der Gleichrichterdioden D2 und D3 sind mit den Anschlußpunkten L1 und
L2 der Fig. 1 identisch. Das gilt ebenfalls für den Anschlußpunkt M, der mit der
Mittelanzapfung der Niederspannungsseite des Transformators TR verbunden ist. Die
zusammengeschalteten Anoden der beiden Gleichrichterdioden D2 und D3 sind mit dem
Emitter des Regeltran-
transistors T3 verbunden. Anstelle eines
einfachen Regeltransistors T3 wurde hier eine aus zwei Transistoren T31 und T32
bestehende Darlington-Transistorschaltung verwendet. Der Emitter des npn-Transistors
T31 ist hierbei mit der Basis des zweiten npn-Transistors T32 verbunden. Ein Basiswiderstand
R36 ist zur sicheren Sperfung der Darlington-Stufe T3 zwischen der Basis des ersten
Transistors T31 und dem Emitter des Transistors T32 angeordnet. Die zusammengeschalteten
Kollektoren der Darlington-Transistorstufe sind über einen niederohmigen weiteren
Meßwiderstand R32 mit dem Minuspol -UB der Batterie BA verbunden. Die Basis des
Darlington-Transistors ist mit dem Kollektor eines vorgeschalteten pnp-Transistors
T30 verbunden, dessen Emitter über einen Emitterwiderstand R30 über den Anschluß
2 des Relaiskontaktes r2 und über einen Schalter S12 mit dem Pluspol +UB der Batterie
BA verbunden ist. Die Basis dieses vorgeschalteten pnp-Transistors T30 ist mit dem
Ausgang eines vierten Operationsverstärkers V4 verbunden. Der nichtinvertierende
Eingang dieses Operationsverstärkers ist über einen Widerstand R35 mit Masse C verbunden,
außerdem ist der nichtinvertierende Eingang über einen Trimmerwiderstand R34 mit
der Kathode einer ebenfalls nach Masse geschalteten Z-Diode Z3 verbunden, deren
Kathode über einen Widerstand R33 mit einem Schaltungspunkt 4, dem batteriefernen
Anschluß des Schalters S12, verbunden ist. Über den Schalter S12 ist das Steuerteil
SL für Ladebetrieb an die Versorgungsspannung +UB angeschlossen. Der Schleifer des
Trimmwiderstandes R34 ist über eine weitere Z-Diode Z4 ebenfalls mit dem Schaltungspunkt
4 verbunden. Der invertierende Eingang des vierten Operationsyerstärkers V4 ist
über eine Diode D5 und den Parallelwiderstand R37 mit dem zweiten am Kollektor des
Regeltransistors T3 angeschalteten
Anschlußpunkt des zweiten Meßwiderstandes
R32 verbunden, außerdem über eine Reihenschaltung eines Widerstandes R31 und eines
dritten Kaltleiters K3 mit dem Schaltungspunkt 4. Die Entkopplungsdiode D1, deren
Kathode mit Masse C verbunden ist, wurde zur Klarstellung mit eingezeichnet.
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Aufgabe dieses Steuerteiles SL ist es, den Ladestrom zu begrenzen
und den Regeltransistor T3 gegen Uberlastung zu schützen. Bei Ladebetrieb ist über
das Relais RA der Anschluß 2 des Relaiskontaktes r2 an den Pluspol der Batterie
BA gelegt. Dadurch erhält der dem Regeltransistor vorgeschaltete pnp-Transistor
T30 Strom. Über diesen Transistor wird der Regeltransistor T3 von dem vierten Operationsverstärker
V4 gesteuert.
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An dem zweiten Meßwiderstand R32 wird der Ladestrom gemessen. Überschreitet
dieser einen vorgegebenen Wert, wird der Ladestrom über den vierten Operationsverstärker
V4, den vorgeschalteten Transistor T30 und den Darlinton-Transistor T3 begrenzt.
Dem Darlington-Transistor T3 ist der Kaltleiter K3 zugeordnet. Erreicht die Gebäusetemperatur
des Darlington-Transistors einen zugelassenen Wert, so wird der Ladestrom ebenfalls
begrenzt und wird eine weitere Temperaturzunahme durch Verringern des Ladestromes
vermieden. Bei voll aufgeladener Batterie wirdrdie Durchbruchspannung der Z-Diode
Z4 überschritten und das Potential am nichtinvertierenden Eingang des vierten Operationsverstärkers
V4 angehoben, so daß der Regeltransistor T3 hochohmig gesteuert wird. Der Ansprechpunkt,
der die Ladeschlußspannung bestimmt, wird mit dem Trimmerwiderstand R34 eingestellt.
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Der zusätzliche Schalter S12 dient dazu, die Stromver-
sorgung
für die aktiven Bauelemente der Steuerung im Ruhezustand (z.B. Lagerung des Transistor-Wechselrichters)
manuell abzuschalten.
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Im Steuerteil für Wechselrichterbetrieb ist der Schalter S12 nicht
eingezeichnet.
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6 Patentansprüche 3 Figuren
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