DE3036534C2 - Circuit arrangement for an oscillating circuit inverter - Google Patents
Circuit arrangement for an oscillating circuit inverterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs gekennzeichneten Art.The invention relates to a circuit arrangement as characterized in the preamble of the claim Art.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der Siemens-Zeitschrift 48, 1974, Heft 11, Seite 840 bis 846, bekannt. Ein so aufgebauter Wechselrichter kann beispielsweise zur Stromversorgung einer Wanderfeldröhre dienen. Die Ein- und Ausschaltung der Wanderfeldröhre erfordert eine Ablaufsteuerung für das automatische Auslösen mehrerer Vorgänge: Im ausgeschalteten Zustand wird die Röhre über ein Hilfsnetz vorgeheizt. Durch einen Einschaltbefehl wird der Wechselrichter eingeschaltet, wobei Begrenzungswiderstände im Hauptstromkreis des Wechselrichters wirksam sind. Diese Begrenzungswiderstände bewirken eine Begrenzung des Aufladestroms des Kondensators <>5 des LC-Schwingkreises, wodurch die Leerlaufspannung des Wechselrichters auf einen vorgegebenen Wert begrenzt wird. Erst wenn die Glättungskondensatoren am Wechselrichterausgang aufgeladen sind, wird die Wechselrichterausgangsspannung zur Anode der Wanderfeldröhre durchgeschaltet. Der nun einsetzende Kathodenstrom löst über einen Stromsensor das Umschalten des Wechselrichters auf Normalbetrieb aus, indem die Begrenzungswiderstände kurzgeschlossen werden.Such a circuit arrangement is from Siemens magazine 48, 1974, issue 11, pages 840 to 846, known. An inverter constructed in this way can be used, for example, to supply power to a traveling wave tube to serve. Switching the traveling wave tube on and off requires a sequence control for the automatic triggering of several processes: When switched off, the tube is connected to an auxiliary network preheated. The inverter is switched on by a switch-on command, with limiting resistors in the main circuit of the inverter are effective. These limiting resistors limit the charging current of the capacitor <> 5 of the LC resonant circuit, which reduces the open-circuit voltage of the inverter to a specified value is limited. Only when the smoothing capacitors at the inverter output are charged will the Inverter output voltage switched through to the anode of the traveling wave tube. The one now beginning Cathode current triggers the inverter to switch to normal operation via a current sensor, by short-circuiting the limiting resistors.
Beim Ausschalten wird zunächst die Anode mit der Kathode kurzgeschlossen und der Wechselrichter abgeschaltet Ein nach dem Stromresonanzprinzip arbeitender Wechselrichter hat einen hohen Wirkungsgrad von mehr als 94%.When switching off, the anode is first short-circuited with the cathode and the inverter switched off An inverter that works according to the current resonance principle has a high degree of efficiency of more than 94%.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der der Wirkungsgrad nicht durch die beim Kurzschluß der Begrenzungswiderstände auftretenden Verluste verringert wird, wobei gleichzeitig ein zuverlässiger Betrieb erzielt werden soll.The object of the invention is to provide a circuit arrangement of the type mentioned at the beginning specify where the efficiency is not due to the short-circuiting of the limiting resistors Losses are reduced, while at the same time reliable operation should be achieved.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöstThis object is achieved with the features characterized in claim 1
Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß beim Kurzschließen des Begrenzungswiderstands keine Verluste auftreten. Da der hohen Spannungen ausgesetzte Stromsensor nicht direkt in den Hauptstromkreis des Wechselrichters eingreift, ist auch ein zuverlässiger Betrieb zu erwarten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß bei Ausfall eities oder beider weiterer Halbleiter immer noch ein Hilfsbetrieb mit den beiden vor dem Begrenzungswiderstand liegenden steuerbaren Halbleitern möglich ist.The circuit arrangement according to the invention has the advantage that when shorting the limiting resistor no losses occur. Since the current sensor, which is exposed to high voltages, is not directly connected to the If the main circuit of the inverter intervenes, reliable operation can also be expected. Another The advantage is that if the eities or both other semiconductors fail, there is still an auxiliary operation with the two controllable semiconductors located in front of the limiting resistor is possible.
Üblicherweise werden die steuerbaren Halbleiter der Brückenschaltung über mindestens einen Steuerübertrager von einer Steuerquelle gesteuert In diesem Fall ist eine weitere Ausbildung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 zweckmäßig. Der Stromsensor kann mit seinem den Kurzschluß des Begrenzungswiderstands veranlassenden Glied auf Massepotential gelegt werden, so daß der Niederspannungsteil nicht vom Hochspannungsteil gefährdet werden kann.The controllable semiconductors of the bridge circuit are usually via at least one control transformer controlled by a control source In this case, a further embodiment of the invention is in accordance with Claim 2 expedient. The current sensor can with its the short circuit of the limiting resistor causing member to be placed on ground potential, so that the low voltage part is not from High voltage part can be endangered.
Eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit wird durch Anwendung des im Patentanspruch 3 gekennzeichneten Merkmals erreicht.A further increase in reliability is achieved by applying what is characterized in claim 3 Feature achieved.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment
Die in der Figur gezeigte Schaltungsanordnung eines Wechselrichters dient zur Anodenstromversorgung einer Wanderfeldröhre, wobei etwa ein Anodenstrom von 250 mA bei einer Anodenspannung von etwa 4000 V benötigt wird.The circuit arrangement of an inverter shown in the figure is used for anode power supply a traveling wave tube, with an anode current of approximately 250 mA at an anode voltage of approximately 4000 V is required.
Der Wechselrichter ist mit vier in Brückenschaltung arbeitenden fremdgesteuerten Transistoren Ti, T2, 7"3 und TA gebildet, die mit Stromversorgungseingangsanschlüssen Ei und E2 kollektor- bzw. emitterseitig verbunden sind. Der Eingangsanschluß El hat gegenüber dem Eingangsanschluß £°2 positives Potential. Im Diagonalzweig der Brückenschaltung, also zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Emitters des Transistors Tl und des Kollektors des Transistors T2 und dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Emitters des Transistors T3 und des Kollektors Γ4, liegt eine Reihenschaltung aus einem Begrenzungswiderstand Wl, einem Kondensator CI und der Primärwicklung eines Resonanzübertragers RT. Dieser Kondensator und diese Wicklung bilden einen LC-Reihenschwingkreis. Zusätzlich sind zwei weitere Transistoren 7"5 und Γ6 vorgesehen, die mit ihren Kollektor-Emitter-Strekken jeweils zwischen dem schwingkreisseitigen Anschluß des Begrenzungswiderstands Wl und demThe inverter is formed with four externally controlled transistors Ti, T2, 7 "3 and TA working in a bridge circuit, which are connected to the power supply input terminals Ei and E2 on the collector or emitter side. The input terminal El has a positive potential compared to the input terminal £ ° 2. In the diagonal branch the bridge circuit, i.e. between the common connection point of the emitter of the transistor Tl and the collector of the transistor T2 and the common connection point of the emitter of the transistor T3 and the collector Γ4, there is a series connection of a limiting resistor Wl, a capacitor CI and the primary winding of a resonance transformer RT . this capacitor and said coil form an LC series resonant circuit. In addition, two further transistors 7 "5 and Γ6 are provided, which with its collector-emitter Strekken each case between the oscillating-circuit-side terminal of the limiting resistor Wl and
Eingangsanschluß Ei bzw. £2 angeordnet sind.Input connection Ei or £ 2 are arranged.
Die Sekundärwicklung des Resonanzübertragers RT ist über einen Graetz-Gleichrichler G mit einem Ladekondensator C2 und ferner über eine Glättungsdrossel L mit einem Glättungskondensator C3 verbunden. Dieser Glättungskondensator ist einerseits an einen Gleichstromausgangsanschluß A1 und andererseits über die Wicklung eines Relais R an einen Gleichstromausgangsanschluß A 2 angeschlossen. Das Relais R ist mit einem Ankerkontakt rim Schutzrohr versehen.The secondary winding of the resonance transformer RT is connected via a Graetz rectifier G to a charging capacitor C2 and furthermore via a smoothing choke L to a smoothing capacitor C3 . This smoothing capacitor is connected on the one hand to a direct current output terminal A 1 and on the other hand via the winding of a relay R to a direct current output terminal A 2 . The relay R is provided with an armature contact in the protective tube.
Die Transistoren 7*1 bis 7*6 werden von einer Steuerquelle SQ und mit Hilfe von Steuerübertragern STi, ST2, ST3 und STA gesteuert Die Steuerquelle enthält in nicht dargestellter Weise Schaltmittel, die einerseits an die Anschlüsse 1 und 2 und andererseits an die Anschlüsse 3 und 4 abwechselnd Nullpotential anlegen. Die Anschlüsse 1 und 2 sind mit der Primärwicklung des Steuerübertragers STi verbunden, decsen eine Sekundärwicklung an die Steuerstrecke des Transistors Π und dessen andere Sekundärvicklung an die Steuerstrecke des Transistors TA angeschlossen ist. Die Anschlüsse 3 und 4 sind mit der Primärwicklung des Steuerüberiragers ST2 verbunden, dessen eine Sekundärwicklung an die Steuerstrecke des Transistors 7*2 und dessen andere Sekundärwicklung an die Steuerstrecke des Transistors 7*3 angeschlossen ist. Die Mittelanzapfungen der Primärwicklungen der Steuerübertrager 57"I und S7"2 sind an den Anschluß U geführt, der positives Potential aufweist, das von der an den Eingangsanschlüssen £1, E 2 anliegenden Spannung abgeleitet sein kann.The transistors 7 * 1 to 7 * 6 are controlled by a control source SQ and with the help of control transformers STi, ST2, ST3 and STA and 4 alternately apply zero potential. The connections 1 and 2 are connected to the primary winding of the control transformer STi , decsen a secondary winding is connected to the control path of the transistor Π and the other secondary winding is connected to the control path of the transistor TA . The terminals 3 and 4 are connected to the primary winding of the control unit ST2 , one secondary winding of which is connected to the control path of the transistor 7 * 2 and the other secondary winding of which is connected to the control path of the transistor 7 * 3. The center taps of the primary windings of the control transformers 57 "I and S7" 2 are led to the connection U , which has a positive potential which can be derived from the voltage applied to the input connections E 1, E 2.
Der Steuerübertrager ST3 ist mit dem Steuerübertrager STi über Entkopplungsdioden Di und D 2 primärseitig verbunden; ebenso ist der Steuerübertrager ST4 mit dem Steuerübertrager ST2 primärseitig über Entkopplungsdioden D3, DA verbunden. Die Sekundärwicklung des Steuerübertragers ST3 ist an die Steuerstrecke des Transistors 7"5 angeschlossen, während die Sekundärwicklung des Steuerübertragers ST4 an die Steuerstrecke des Transistors 7"2 angeschlossen ist.The control transmitter ST3 is connected to the control transmitter STi via decoupling diodes Di and D 2 on the primary side; Likewise, the control transmitter ST4 is connected to the control transmitter ST2 on the primary side via decoupling diodes D 3, DA . The secondary winding of the control transmitter ST3 is connected to the control path of the transistor 7 "5, while the secondary winding of the control transmitter ST4 is connected to the control path of the transistor 7" 2.
Zwischen den miteinander verbundenen Mittelanzapfungen der Steuerübertrager ST3, ST4 und dem Anschluß U liegt eine Reihenschaltung aus der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors Tl und einer Diode D 5. Der Anschluß U ist ferner über einen Widerstand W2 und dem Ankerkontakt r mit dem Nullanschluß verbunden. Zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunki des Widerstands W2 und des Ankerkontakts r ist die Basis des Transistors T7 angeschlossen.Between the interconnected center taps of the control transmitters ST3, ST4 and the terminal U there is a series circuit of the collector-emitter path of a transistor T1 and a diode D5. The terminal U is also connected to the neutral terminal via a resistor W2 and the armature contact r . The base of the transistor T7 is connected between the common connection point of the resistor W2 and the armature contact r.
Weitere Mittel, die insbesondere der zeitgerechten Steuerung und zum Schutz der Transistoren Ti bis 7*6 dienen, sind der besseren Übersicht halber fortgelassen worden.Further means, which are used in particular for the timely control and protection of the transistors Ti to 7 * 6, have been omitted for the sake of clarity.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende. Nach dem Einschalten des Wechselrichters werden zunächst die Transistoren Ti und T4 leitend gesteuert. Dadurch fließt ein Ladestrom über den Begrenzungswiderstand Wi und die Primärwicklung des Resonanzübertragers RT zum Kondensator Ci. Nach Beendigung des Ladevorgangs, d. h., wenn der Ladestrom etwa Null ist, werden diese beiden Transistoren von der Steuerquelle Q wieder gesperrt. Nach einer bestimmten Pause, die beispielsweise 3,5 Mikrosekunden betragen kann, werden die Transistoren 7*2 und Γ3 von der Steuerquelle leitend gesteuert, so daß der Kondensator C1 wieder über die Primärwicklung des Resonanzübertragers RT entladen wird. 1st der Entladevorgang beendet, werden die Transistoren 7*2, T3 wieder gesperrt und nach der bestimmten Pause die Transistoren 7*1 und TA wieder leitend. Diese Vorgänge wiederholen sich, wobei die Kondensatoren C2, C3 aufgeladen werden. AufgrundThe operation of the circuit arrangement is as follows. After switching on the inverter, the transistors Ti and T4 are first made conductive. As a result, a charging current flows through the limiting resistor Wi and the primary winding of the resonance transformer RT to the capacitor Ci. After the charging process has ended, that is, when the charging current is approximately zero, these two transistors are blocked again by the control source Q. After a certain pause, which can be, for example, 3.5 microseconds, the transistors 7 * 2 and Γ3 are turned on by the control source, so that the capacitor C 1 is discharged again via the primary winding of the resonance transformer RT. If the discharge process is finished, the transistors 7 * 2, T3 are blocked again and after the certain pause the transistors 7 * 1 and TA are again conductive. These processes are repeated, the capacitors C2, C3 being charged. Because of
to des Begrenzungswiderstands Wl wird dabei die Ausgangsspannung an den Ausgangsanschlüssen A 1, A 2 auf einen bestimmten Wert, beispielsweise auf 3800 V, begrenztTo the limiting resistor Wl, the output voltage at the output connections A 1, A 2 is limited to a certain value, for example to 3800 V.
Nach der Aufladung der Kondensatoren C2, C3 wird in nicht dargestellter Weise die Ausgangsgleichspannung an den Ausgangsanschlüssen Ai, A2 an die Anode der Wanderfeldröhre angelegt, so daß ein Anodenstrom fließt. Wenn ein bestimmter Anodenstrom, beispielsweise ein Strom von größer gleich 80 mA, erreicht ist, spricht das schnellschaltende Relais R, das beispielsweise eine Ansprechzeit von 0,2 ms aufweist, an. Mit seinem Arbeitskontakt r veranlaßt es die Durchsteuerung des Transistors TT, so daß nun die Steuerübertrager ST3 und STA und demnach die Transistoren 7"5 und 7*6 mitgesteuert werden. Dabei wird die Reihenschaltung aus der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 7*1 und dem Begrenzungswiderstand Wi durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T5 in der Durchsteuerphase des Transistors 7*1 überbrückt. Andererseits wird auch die Reihenschaltung aus der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T2 und dem Begrenzungswiderstand Wi durch die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 7*6 in der Durchsteuerphase des Transistors 7*2 überbrückt.After the capacitors C2, C3 have been charged, the DC output voltage is applied to the anode of the traveling wave tube at the output terminals Ai, A2 in a manner not shown, so that an anode current flows. When a certain anode current, for example a current greater than or equal to 80 mA, is reached, the fast-switching relay R, which has a response time of 0.2 ms, for example, responds. With its normally open contact r it causes the transistor TT to be switched on, so that the control transformers ST3 and STA and therefore the transistors 7 "5 and 7 * 6 are also controlled. The series connection is made up of the collector-emitter path of the transistor 7 * 1 and the limiting resistor Wi by the collector-emitter path of the transistor T5 in the control phase of the transistor 7 * 1. On the other hand, the series connection of the collector-emitter path of the transistor T2 and the limiting resistor Wi is bridged by the collector-emitter path of the transistor 7 * 6 bridged in the control phase of the transistor 7 * 2.
3b Die Wirkung des Begrenzungswiderstands Wi ist damit ausgeschaltet. Während der kurzen Ansprechzeit des Relais erfolgt nur eine geringe Absenkung der Ausgangsgleichspannung, die in der Größenordnung von 200 V liegen kann.3b The effect of the limiting resistor Wi is thus switched off. During the short response time of the relay, there is only a slight decrease in the DC output voltage, which can be in the order of 200 V.
■to Beim Abschalten der Anodenspannung geschieht der umgekehrte Vorgang. Unterschreitet der Anodenstrom einen bestimmten Wert, beispielsweise 60 mA, so öffnet der Ankerkontakt r. Dadurch wird der Transistor 7*7 gesperrt, so daß die Transistoren T5, 7*6 nicht mehr mitgesteuert werden. Der Begrenzungswiderstand Wi ist dann wieder wirksam eingeschaltet, so daß die Leerlaufspannung des Wechselrichters begrenzt wird.When switching off the anode voltage, the reverse process occurs. If the anode current falls below a certain value, for example 60 mA, the armature contact r opens. As a result, the transistor 7 * 7 is blocked, so that the transistors T5, 7 * 6 are no longer controlled. The limiting resistor Wi is then effectively switched on again, so that the open-circuit voltage of the inverter is limited.
Um eine große Hochspannungsfestigkeit zu erreichen, wird die Wicklung des Relais R zunächst vergossen. Anschließend wird das Schutzrohr mit dem Ankerkontakt /-eingebracht, und dann wird das gesamte Relais nochmals vergossen. Wie der Figur zu entnehmen ist, liegt der Ankerkontakt r auf Nullpotential, so daß bei etwaigen Spannungsüberschlägen der Steuerteil nicht gefährdet wird. Wie weiter zu sehen ist, wird die Operation des Wechselrichters aufrechterhalten, wenn einer der Transistoren 7*5, 7*6 im Lastbetrieb seine Einschaltfähigkeit verliert. Der Transistor 7*1 bzw. Γ2 übernimmt in diesem Fall die Funktion des defekten Transistors.In order to achieve high resistance to high voltage, the winding of the relay R is first encapsulated. Then the protective tube with the armature contact is inserted, and then the entire relay is encapsulated again. As can be seen from the figure, the armature contact r is at zero potential, so that the control section is not endangered in the event of a voltage flashover. As can also be seen, the operation of the inverter is maintained if one of the transistors 7 * 5, 7 * 6 loses its ability to switch on during load operation. In this case, the transistor 7 * 1 or Γ2 takes over the function of the defective transistor.
Der in der Figur dargestellte Wechselrichter hat einen hohen Wirkungsgrad, der etwa bei 94% liegt. Dieser hohe Wirkungsgrad wird nicht durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung zum KurzschließenThe inverter shown in the figure has a high degree of efficiency, which is around 94%. This high efficiency is not achieved by the measures according to the invention for short-circuiting
fc5 des Begrenzungswiderstands Wi eingeschränkt.fc5 of the limiting resistor Wi limited.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3036534A DE3036534C2 (en) | 1980-09-27 | 1980-09-27 | Circuit arrangement for an oscillating circuit inverter |
| GB8126693A GB2084816B (en) | 1980-09-27 | 1981-09-03 | Dc-dc converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3036534A DE3036534C2 (en) | 1980-09-27 | 1980-09-27 | Circuit arrangement for an oscillating circuit inverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3036534A1 DE3036534A1 (en) | 1982-04-08 |
| DE3036534C2 true DE3036534C2 (en) | 1982-11-04 |
Family
ID=6113024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3036534A Expired DE3036534C2 (en) | 1980-09-27 | 1980-09-27 | Circuit arrangement for an oscillating circuit inverter |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3036534C2 (en) |
| GB (1) | GB2084816B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4020517A1 (en) * | 1990-06-27 | 1992-01-02 | Holzer Walter | DC supply circuit for gas discharge lamp - uses choke coil infront of full-wave rectifier and output smoothing capacitor |
-
1980
- 1980-09-27 DE DE3036534A patent/DE3036534C2/en not_active Expired
-
1981
- 1981-09-03 GB GB8126693A patent/GB2084816B/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4020517A1 (en) * | 1990-06-27 | 1992-01-02 | Holzer Walter | DC supply circuit for gas discharge lamp - uses choke coil infront of full-wave rectifier and output smoothing capacitor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2084816A (en) | 1982-04-15 |
| DE3036534A1 (en) | 1982-04-08 |
| GB2084816B (en) | 1984-01-11 |
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