DE3132512A1 - Vereinfachte einrichtung ohne prinzipbedingte verluste zur befreiung elektrischer oder elektronischer einwegschalter von hoher verlustleistungsbeanspruchung waehrend ihres ein- und ausschaltens sowie von ueberhoehter sperrspannungsbeanspruchung im anschluss an ihr ausschalten - Google Patents

Vereinfachte einrichtung ohne prinzipbedingte verluste zur befreiung elektrischer oder elektronischer einwegschalter von hoher verlustleistungsbeanspruchung waehrend ihres ein- und ausschaltens sowie von ueberhoehter sperrspannungsbeanspruchung im anschluss an ihr ausschalten

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DE3132512A1 DE19813132512 DE3132512A DE3132512A1 DE 3132512 A1 DE3132512 A1 DE 3132512A1 DE 19813132512 DE19813132512 DE 19813132512 DE 3132512 A DE3132512 A DE 3132512A DE 3132512 A1 DE3132512 A1 DE 3132512A1
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Description

  • Vereinfachte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur
  • Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während ihres Ein-und Ausschaltens sowie von überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten.
  • (Zusatz zur Deutschen Patentanmeldung P 3113 655.9 bzw. zur zugehörigen Gebrauchsmuster-Hilfsanmeldung) Beschreibung: Die nachfolgend beschriebene Erfindung stellt einen Zusatz zur Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 bzw. zur zugehörigen Gebrauchsmuster-Hilfsanmcldung dar.
  • In diesen beiden Anmeldungen wurde eine sehr vorteilhafte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während ihres Ein- und Ausschaltens sowie von überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten vorgestellt.
  • Zur Verdeutlichung der durch die vorliegende Erfindung erzielten Vereinfachungen und Verbesserungen seien vorab die vorgenannte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste und ihre Ausführungsvarianten nochmals beschrieben.
  • Dafür sei daran erinnert, daß elektrische oder elektronische Einwegschalter auf sehr zahlreiche Gebieten der Elektrotechnik eingesetzt werden. Sie besitzen zwei Hauptstromanschlüsse und eine Vorrichtung, mit deren Hilfe sie vom leitenden in den sperrenden Zustand und zurück versetzt werden können. Ein Fluß des Hauptstromes ist betriebsmäßig nur in einer Richtung, nämlich von der Hauptstromelektrode E (Eingang) zur Hauptstromelektrode A (Ausgang) vorgeschen.
  • Aus dieser betriebsmäßigen Beschränkung auf eine Stromfluß richtung resultiert. die Bezeichnung Einwegschalter. Im leitenden Zustand setzt der Einwegschalter einem von der Elektrode E zur Elektrode A fließenden Strom I nahezu keinen Widerstand entgegen. In diesem leitenden Zustand K ist infolgedessen die am Einwegschalter liegende Spannung nahezu Null. Umgekehrt setzt der Einwegschalter einem von der Elektrode E zur Elektrode A fließenden Strom im sperrenden Zustand einen sehr hohen Widerstand entgegen. In diesem sperrenden Zustand P ist infolgedessen dieser Strom auch dann nahezu Null, wenn zwischen den Elektroden E und A eine erhebliche Spannung anliegt. Beispiele für derartigc elektrische oder elektronische' Einwegschalter sind abschaltbare Thyristoren (Gate-turn-off-Thyristoren)s als Schaltcr betriebene bipolarc Transistoren, als Schalter betriebene Un'ipolartransistore,n (Feldeffekttransistoren) sowie im Einwegbetricb eingesetzte Schaltcr mit mechanischer Kontaktgabe. Aus wirtschaftlichen Gründen ist man bestrebt, die thermische Beanspruchung solcher Einwegschalter möglichst gering zu halten. Zum einen geschieht dies dadurch, daß man die Zustände X (Einwegschalter ist leitend) und 2 (Einwegschalter ist gesperrt) möglichst ideal realisiert derart, daß im Zustand oc die Spannung am Schalter und im Zustand 0 der Strom durch den Schalter jeweils ihre klcinstmöglichen Werte annehmen, um auf diese Weise zu erreichen, daß das Produkt U-I, welches die im Schalter.in Wärme umgesetzte Verlustleistung repräsentiert, so gering wie möglich wir.d. Beim Abergang vom Zustand oc i.n den Zustand 9 und umgekehrt erfährt der Einwegschalter aber ohne zusätzliche Vorkehrungen gleichzeitig eine nennenswerte Strom- und Spannungsbelastung, was während dieses Obergangs erhebliche momentane Verlustleistungen zur Folge hat. Zum anderen ist man daher bestrebt, diese Obergänge vom Zustand oc in den Zustand (3 und umgekehrt außerordentlich rasch vorzunehmen, damit die Verlustenergie je Umschaltvorgang so gering wie möglich wird.
  • Aber auch bei hoher Umschaltgeschwindigkeit und damit kurzer Obergangszeit von einem in den anderen Schaltzustand ist die gleichzeitige Beanspruchung des Einwegschalters mit erheblichen Werten von Strom und Spannung unerwünscht. Dies sowohl wegen der dabei verlorengehenden Nutzenergie als auch wegen der dabei auftretenden elektrischen Beanspruchung der Einwegschalter, welche häufig die entscheidende Grenze für deren Belastbarkeit dargestellt. Es ist daher angezeigt, Einrichtungen zu schaffen, welche elektrische oder elektronische Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten und beim Einschalten zu entlasten vermögen.
  • Die erstgenannte Aufgabe, die Entlastung dieser Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschaltern, kann durch die in der Offenlegungsschrift 26 49 385 sowie die in den Offenlegungsschriften 26 So 673 und 27 lo 938 des Deutschen Patentamts beschriebenen Einrichtungen ohne prinzipbedingte Verluste gelöst werden.
  • Die mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellte Erfindung gestattet dann auch die Beherrschung des zweitgenannten Problems ohne prinzipbedingte Verluste, nämlich die Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung beim Einschalten, und sie stellt glcichzeitig sichert daß beim Ausschalten des Einwegschalters an diesem keine überhöhte Sperrspannungsbeanspruchung auftritt.
  • Gegenstand der folgenden Oberlegungen ist also zunächst der Einschaltvorgang des Einwegschalters> d.h. der Übergang vom sperrenden Zustand (3 in den leitenden Zustand 0: n welcher an einem Beispiel verdeutlicht werden soll.
  • Fig. 1 zeigt eine Anordnung, bei welcher ein gemischt ohmischinduktiver Verbraucher (1) unter Zwischenschaltung eines elektronischen Einwegschalters (2) - welcher hier beispielhaft als npn-Transistor ausgeführt ist - aus einem Gleichjpannungszweipol (3) gespeist wird. Damit der Strom durch den Verbraucher auch dann weiterfließen kann, wenn ihm der Weg durch den Einwegschalter versperrt ist, weil sich dieser im sperrenden Zustand (3 befindet ist dem Verbraucherzweipol eine Freilaufdiode (4) antiparallel gescbaltet.
  • Für die folgende Betrachtung sei angenonmen, daß der Einwegschalter (2) zunächst längere Zeit eingeschaltet war und sich erst seit kurzem im gesperrten Zustand befindet. Dann schließt sich der Strom durch den gemischt ohmisch-induktiven Verbraucher (1) über die Freilaufdiode (4).
  • Wird nun der Einwegschalter (2) in Fig. 1 vom sperrenden Zustand F in den leitenden Zustand a versetzt (beim beispielhaft angenommenen Transistor dadurch, daß dessen Basisstrom erhöht wird), so sinkt der zwischen den beiden Elauptstromelektroden E und A wirksame Widerstand von einem zunächst sehr hohen auf einen sehr geringen Wert ab. infolgedessen beginnt der Strom durch den Verbraucherzweipol (1) von der Freilaufdiode (4) auf den aus dem Einwegschalter (2) und dem Gleichspannungszweipol (3) gebildeten Pfad überzuwechseln. Dabei wird der Strom durch die Freilaufdiode (4) gerade dann zu Null, wenn die Spannung U zwischen den Hauptstromelektroden E und A des Einwegschalters (2) kleiner zu werden beginnt als die Summe der Quellenspannung UO und der Schleusenspannung der Freilaufdiode (4). Zu diesem Zeitpunkt, zu welchem noch die volle Sperrspannung am Einwegschalter (2) liegt, hat dieser den Strom durch den Verbraucherzweipol (1) bereits zur Gänze übernommen; infolgedessen wird im Einwegschalter eine sehr hohe Verlustleistung in Wärme umgesetzt. Im Anschluß daran bleibt der Strom durch den Einwegschalter (2) praktisch konstant und der zwischen seinen beiden Hauptstromelektroden E und A wirksame Widerstand nimmt weiter ab.
  • Damit gehen auch die zwischen seinen Hauptstromelektroden liegende Spannung und die in ihm umgesetzte Verlustleistung zurück.
  • Die beschriebenen zeitlichen Verläufe des Stromes I durch den Einwegschalter und der Spannung U zwischen seinen beiden Hauptstromelektroden sind in Fig. 2 dargestellt.
  • Aus diesen zeitlichen Verläufen U(t) und I(t) bestimmt sich in einfacher Weise das Produkt U(t) I(t), welches in Fig. 2 ebenfalls dargestellt ist. Man erkennt deutlich die bereits beschriebene hohe Verlustleistungsspitze im Einwegschalter beim Einschalten desselben.
  • Um diese Verlustleistungsspitze zu verringern, ist es erforderlich, die Spannung zwischen den beiden Hauptstromelektroden des Einwegschalters bereits auf unschädliche Werte zurückzunehmen, b e v o r der Strom durch den Einwegschalter auf erhebliche Werte angestiegen ist Gemäß der in der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 beschriebenen Erfindung wird dazu in jenen Pfad der Gesamtschaltung, welcher vor dem Einschalten des Einwegschalters stromlos ist und über welchen sich nach dem vollständigen Einschalten des Einwegschalters der über diesen und den speisenden Gleichspannungszweipol fließende Strom schließt und/oder in jenen Pfad der Gesamtschaltung, welcher nach dem vollständigen Einschalten des Einwegschalters stromlos ist und über welchen sich im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters der zuvor über diesen geflossene Strom schließt, zu-'zusätzlich eine Drossel, eine sogenannte flinschaltentlastungsdrossel mit konstanter oder stromabhängiger Induktivität eingefügt, welche die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzt und dadurch sicherstellt> daß der Strom durch den Einwegschalter erst dann auf erhebliche Werte angestiegen ist, wenn der zwischen den Hauptstromelektroden des Einwegschalters wirksame Widerstand bereits sehr klein geworden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Einwegschalter erst dann mit einem erheblichen Strom belastet wird, wenn er diesem keinen nennenswerten Widerstand mehr entgegensetzt und damit die gleichzeitige Belastung des Einwagschalters mit erheblichen Werten von Strom u n d Spannung vermieden wird.
  • Mit der Einfügung der genannten Einschaltentlastungsdrosseln muß selbstverständlich auch sichergestellt werden daß die Überspannungen, welche durch die Stromänderungen in- diesen Einschaltentlastungsdrosseln im Anschluß an das folgende Ausschalten des Einwegschalters hervorgerufen werden, auf zulässige Werte begrenzt werden.
  • Dies wird gemäß der in der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 beschriebenen Erfindung derart erreicht, daß dann, wenn in die Schaltungspfade zwischen jener Hauptstromelektrode des Einwegschalters,~der sogenannte Eingangselektrode, über welche der Strom in diesen eintritt und den Pluspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt, mindestens eine derartige, die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzende Einschaltentlastungsdrossel eingefügt ist, diese Eingangselektrode des Einwegschalters mit einem ersten Anschluß eines als Obe rspannungsbe grenzungs kondensator eingesetzten Wechselspannungskondensators verbunden ist, dessen verbleibender zweiter Anschluß an die Anode einer Diode geführt ist, deren-Kathode entweder direkt oder über in der ursprünglichen Schaltung bereits enthaltene, gleichsinnig gepolte Dioden mit dem Pluspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols verbunden ist, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt und daß dann, wenn in die Schaltungspfade zwischen jener Maupts tromelektrode des Einwegschalters, der sogenannten Ausgangselektrode, über welche der Strom aus diesem austritt und dem Minuspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungs zweipols, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt, mindestens eine derartige, die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzende Einschaltentlastungsdrossel eingefügt ist, diese Ausgangselektrode des Einwegschalters mit einem ersten Anschluß eines als Oberspannvsngsbegrenzungskondensator eingesetzten Wechsel spannungskondensators verbunden ist, dessen verbleibender zweiter Anschluß an die Kathode einer Diode geführt list, deren Anode entweder direkt oder über in der ursprünglichen Schaltung bereits enthaltene gleichsinnig gepolte Dioden mit dem Minuspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols verbunden ist, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt.
  • Ober anspätcrer Stelle noch zu erörternde schaltwigstechnische Maßnahmen wird sichergestellt, daß die Eberspannungsbegrenzungskondensatoren unmittelbar vor dem Beginn des Abschaltens des Einwegschalters vollständig entladen sind.
  • Damit kann der im eingeschalteten Zustand des Einwegschalters über diesen fließende Strom im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters auf die über die Oberspannungsbegrenzungskondensatoren geschaffenen oder vervollständigten indukti vitätsfreien Schaltungspfade überwechseln, wodurch gewährleistet wird, daß der Einwegschalter bei seinem Ausschalten von zu hoher Sperrspannungsbeanspruchung verschont bleibt.
  • Auf diese Weise erfüllt die beschriebene Einrichtung die erwünschte, im folgenden noch verdeutlichte Funktion der Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung beim Ausschalten.
  • Mit dem Beginn des Einschaltvorgangs des Einwegschalters geht der zwischen dessen Hauptstromelektroden wirksame Widerstand von sehr hohen auf sehr geringe Werte zurück.
  • Infolgedessen beginnt über den Einwegschalter ein Strom zu fließen, welcher über die Eingangselektrode des Einwegschalters in diesen eintritt und ihn über dessen Ausgangselektrode wieder verläßt. Aufgrund der Drossel mit konstanter oder stromabhängiger Induktivität, welche in jenem Pfad der Gesamtschaltung wirksam ist, welcher vor dem Einschalten des Einwegschalters stromlos ist und über welchen sich nach dem vollständigen Einschalten des Einwegschalters der über diesen und den speisenden Gleichspannungszweipol fließende Strom schließt und/oder der Drossel mit konstanter oder stromabhängiger Induktivität, welche in jenem Pfad der Gesamtschaltung wirksam ist, welcher nach der vollständigen Einschalten des Einegschalters stromlos ist und über welchen sich im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters der zuvor über diesen geflossene Strom schlicßt, wird die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter jedoch so begrenzt, daß dieser erst dann erhebliche Werte angenommen hat, wenn der zwischen den Etauptstromelektroden des Einwegschalters wirksame Widerstand bereits sehr gering geworden ist. Infolgedessen ist die Spannung zwischen den Hauptstromelektroden des Einwegschalters bereits auf einen sehr kleinen Wert zurückgegallgen, b e v o r der Strom durch den Einwegschalter eine erhebliche Größe angenommen hat. Damit bleibt das bereits enähate Produkt U I, welches die im Schalter in Wärme umgesetzte Verlustleistung repräsentiert, auch w ä h r e n d des Einschaltvorgangs sehr gering.
  • Wird der Einwegschalter später wieder ausgeschaltet, dann können die Ströme durch die die Ansti.cgsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter begrenzenden Drosseln nicht schlagartig ihre Werte wechseln, da sie die in diesen Drosseln gespeicherten Energien kennzeichnen und sich infolgedessen grundsätzlichnicht sprungartig ändern können.
  • Bei der beschriebenen Einrichtung kann der zuvor über den Einwegschalter geflossene Strom Jedoch außerordentlich rasch auf die über die Oberspannungsbegrenzungskondensatoren geschaffenen oder vervollständigten Schaltungspfade überwechseln. Diese besitzen in der beschriebenen Weise die Eigenschaft, daß sie einem solchen schlagartigen Oberwechseln des zuvor über den Einwegschalter geflossenen Stromes keine s tromans tiegsbegrenzenden Induktivitäten entgegenstellen. Aufgrund des Umstandes, dad in jenem Zeitintervall, währenddessen Ströme durch die über die Oberspannungsbe grenzungskondensatoren geschaffenen oder vervollständigten Schaltungspfade fließen, die Eingangselektrode des' Einwegschalters gegenüber dessen Ausgangselektrode eine höhere Spannung aufweist als dann, wenn durch diese Schaltungspfade keine Ströme mehr fließen, werden die Ströme durch die stromanstiegsbegrenzenden Drosscln im Anschluß an das Abschalten des Einwegschalters wieder wunschgemäß auf ihre quasistationären Werte gebracht, ohne daß dabei zu hohe Sperrspannungsbeansprucllungen des Ei.nwegschalters auftreten. Letzteres wird dadurch gewährleistet, daß die beschriebenen, über die Obcrspannungsbegrenzungskondensatoren geschaffenen oder vervollständigten Schaltungspfade dann, wenn Ströme über sie fließen, eine Erhöhung der Spannung zwischen den Hauptstromelektroden des Einwegschalters nur in dem Maße zulassen, wie dic in diesen Schaltungspfaden enthaltenen Kondensatoren von den über sie fließenden Strömen aufgeladen werden.
  • Damit ist erreicht, daß der Einwegschalter von hoher Veriustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung beim Ausschalten befreit wird.
  • Diese Ausführungen seien an einem Beispiel verdeutlicht.
  • Fig. 3 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 nach Einfügung einer, die die Ansticgsgeschwintligkei t des Stromes durch n Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzenden Drossel (5) sowie nach Einbringung des Oberspannungsbegrenzungskonbensators (6), dessen erster Anschluß mit der Eingangselektrode E des Einwegschalters (2) verbunden ist und dessen verbleibender zweiter Anschluß an die Anode einer Diode (7) geführt ist, deren Kathode über die in der ursprünglichen Schaltung bereits enthaltene, gleichsinnig gepolte Freilaufdiode (4) mit dem Pluspol des Gleichspannungszweipols (3) verbunden ist. Mit diesen ergänzenden Bauelementen werden die gewünschten Effekte in der im folgenden beschriebenen Weise herbeigeführt.
  • Wird in der Gesamtanordnung nach Fig. 3 der Einwegschalter (2) nach längerer Einschaltdauer für einige Zeit abgeschaltet, so wird der Strom durch den gemischt ohmischinduktiven Verbraucher (1) sich schlicßlich allein über die Freilaufdiode (4) schließen und der Strom durch die verhältnismäßig kleine Drossel (5) wird auf den Wert Null abgeklungen sein. Wird der Einwegschalter (2) in Fig. 3 nun vom gesperrten in den leitenden Zustand versetzt, so geht mit dem Beginn dieses Einschaltvorgangs der zwischen den Hauptstromelektroden E und A wirksame Widerstand von sehr hohen auf sehr geringe Werte zurück. Infolgedessen beginnt der bisher über die Freilaufdiode (4) geflossene Verbraucherstrom wieder auf den aus der Drossel (5), dem Einwegschalter (2) und dem Gleichspannungszweipol (3) gebildeten Strompfad überzuwechseln. Dies geschieht aber nicht schlagartig sondern aufgrund der Induktivität der in diesem neuen Pfad enthaltenen Drossel (5) mit definiert begrenzter Stromänderungsgeschwindigkeit. Bei ausreichend groß gewählter Induktivität der Drossel (5) wird so erreicht, daß der Strom I durch den Einwegschalter erst dann erhebliche Werte angenommen hat, wenn der zwischen den ELauptstromclektroden des Einwegschalters (2) wirksame Widerstand bereits so klein geworden ist, daß der Strom I an ihm keine nennenswerte Spannung U mehr hervorruft. Damit bleibt das Produkt U. I auch während des Einschaltvorgangs des Einwegschalters (2) in gewünschter Weise gering.
  • Wird der Einwegschalter (2) später wieder ausgeschaltet, steigt die zwischen seinen ilauptstromelektroden liegende Spannung U an. Sobald sie dabei so groß geworden ist wie die Summe aus der Spannung UO des Gleichspannungszweipols (3), der Spannung uC Äm Kondensator (6) und den beiden Schleusenspannungen der zwei Dioden (4) und (7), wechselt zum einen der Strom durch den Verbraucher (1) wieder auf die Freilaufdiode (4) und zum anderen der Strom durch die Drossel (5) auf den aus der Diode (7) und aus dem Kondensator (6) gebildeten Pfad über. Der Strom durch den EinwegschaPtcr (2) wird zu Null. Letzterer ist damit abgeschaltet. Im unmittelbar anschließenden Zeit raum lädt der Strom durch die Drossel (5) den Kondensator (6),'dessen Spannung uC dann positiv wird, auf und klingt dabei selbst wieder ab.
  • Die zeitlichen Verläufe des Stromes I durch den Eimçegschalter (2) und der Spannung U zwischen seinen beiden Hauptstromelektroden sowie des Stromes iL durch die Drossel (5) und der am Kondensator (6) liegenden Spannung uC sind in Fig. 4 dargestellt.
  • Aus den zeitlichen Verläufen U(t) sowie I(t) bestimmt sich in einfacher Weise das Produkt U(t)'I(t), welches in Fig. 4 ebenfalls aufgetragen ist. Man erkennt, daß die gewünschten Effekte erreicht sind. Die eingangs beschriebene, kritische Verlustleistungsspitze während des Einschaltens ist entfallen und der Einwegschalter wird beim Ausschalten nicht mit überhöhter Sperrspannung beansprucht. Letzteres würde dann eintreten, wenn auf den Kondensator (6) und die Diode (7) vcrzichtet, d.h.
  • der von der Eingangselektrode E des Einwegschalters über den Überspannungsbegrenzungskondensator (6) und die Diode (7) sowie die Freilaufdiode (4) zum Pluspol des Gleichspannungszweipols (3) führende Pfad nicht geschaffen würde.
  • Auf die in Fig. 4 noch festzustellende Verlustleistungsspitze beim Ausschalten des Einwegschalters (2) soll an späterer Stelle noch eingegangen werden.
  • Zur Demonstration des breiten Anwendungsbereichs der in der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 beschriebenen Erfindungen seien noch einige Ausführungsvarianten aufgeführt.
  • Fig. 5 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 1 nach Einführung einer sättigbaren Drossel (8) in jenen Pfad der Gesamtschaltung, welcher vor dem Einschalten des Einwegschalters stromlos ist und über welchen sich nach dem vollständigen Einschalten des Einwegschalters (2) der über diesen und den speisenden Gleichspannungszweipol (3) fließende Strom schließt und nach Einführung einer sättigbaren Drossel (9) in jenen Zweig der Gesamtschaltung, welcber nach dem vollständigen Einschalten des Einwegschaltcrs (2) stromlos ist und über welchen sich im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters (2) der zuvor über diesen geflossene Strom schließt. Dabei begrenzt die crstgenannte Drossel (8) die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter (2) im allerersten Augenblick nach dessen Einschalten2 während die zweitgenannte Drossel (9) den steilen Anstieg des Stromes durch den Einwegschalter limitiert, der sich bei ihrem Fehlen aufgrund des sogenannten Rückwärtserholstromes der Freilaufdiode (4) zum Ende des Einschaltvorganges ausbilden würde.
  • Fig. 6 entspricht weitgehend der Anordnung gemäß Fig. 5 mit Ausnahme der Umstände, daß zum einen im Hauptstromkrcis die Reihenfolge von Einwegschalter (2) und Verbraucherzweipol (1) vertauscht ist und daß zum anderen der erfindungsgemäß nunmehr an die Ausgangselektrode A des Einwegschalters (2) angeschlossene Gberspannungsbegrenzungskondensator (lo) mit seinem zweiten Anschluß an die Kathode einer Diode (11) angeschlossen ist2 deren Anode direkt und nicht über die in der ursprünglichen Schaltung bereits enthaltene, gleichsinnig gepolte Freilaufdiode (4) mit dem Minuspol des speisenden Gleichspannungszweipols verbunden ist.
  • Fig. 7 entspricht wiederum weitgehend der Anordnung gemäß Fig. 5 mit Ausnahme der Umstände, daß die Reihenfolge des Einwegschalters (2) und der sättigbaren Drossel (8), welche in jenen Pfad der Gesamtschaltung eingefügt ist, der vor dem Einschalten des Einwegschalters stromlos ist und über welchen sich nach dem vollständigen Einschalten des Einwegscbalters (2) der über diesen und den speisenden Gleichspannungszweipol (3) fließende Strom schließt, vertauscht ist. Erfindungsgcmäß werden damit zwei Überspannungsbegrenzungskondensatoren (12) und (1 3) erforderlich. Dabei ist der erste Anschluß des einen Überspannungsbegrenzungskondetisators (12) mit der Eingangselektrode E des Einwegschalters (2) verbunden und dessen verbleibender zweiter Anschluß an die Anode einer Diode (14) geführt, deren Kathode über die in der ursprünglichen Schaltung bereits enthaltene, gleichsinnig gepolte Freilaufdiode (4) mit dem Pluspol des Gleichspaiinungszweipols (3) verbunden ist. Auf der anderen Seite des Einwegschalters (2) ist der erste Anschluß des anderen Oberspannungskondensators (13) mit der Ausgangselektrode A des Einwegschalters (2) verbunden und der verbleibende zweite Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensato rs (13) an die Kathode einer Diode (15) geführt, deren Anode direkt mit dem Minuspol des Gleichspannungszweipols (3) verbunden ist.
  • Bei den bisher beschriebenen Anordnungen nach Fig. 3, Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 kann ein Nachteil der crfindungsgemäßen Einrichtung gemäß der Deutschen llauptpatentanmcldung P 3113 655.9 darin bestehen, daß jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters, die sogenannte Schalterelektrode mit springendem Potential, die beim Abschalten des Einwegschalters ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmunden Gleichspannungszweipol (3) erheblich verändert, ihr Potential gegenüber diesem Gleichspannungszweipol dann nochmals verändert, wenn der Strom durch den an diese Schalterelektrode mit springendem Potential direkt angeschlossenen Oberspannungsbegrenzungkondensator auf Null abgeklungen ist.
  • Dies kann dadurch geschehen, daß die erfindungsgemäße Finrichtung gemäß der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 derart ausgeführt wird, daß an die Schalterelektrode mit springendem Potential kein Oberspannungsbegrenzungskondensator angeschlossen werden muß. Auf einen solchen kann dann verzichtet werden, wenn in die Schaltungspfade zwischen der Schalterelektrode mit springendem Potential und den zugehörigen Pol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt keine Drossel eingefügt wird.
  • Wenn die Funktion der in Fig. 7 enthaltenen erfindungsgcmäßen Einrichtung gemäß der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 unverändert erhalten bleiben, die dort zwischen die Eingangselektrode E des Einwegschalters (2) und die Anode der Freilaufdiode (4) eingefügte, sättigbare Drossel (9) jedoch entfallen soll, muß diese gemäß der Darstellung in Fig. 8 durch eine sättigbare Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel (ló) ersetzt werden, deren beide voneinander isolierte Wicklungen die glciche Windungszahl aufweisen und unter Berücksichtigung ihres, in Fig. 8 angegebenen Iriicklungssinns derart in die Hauptstromzweige der Gesamtschaltung cingefügt sind, daß eine dieser beiden Wicklungen den durch den Einwegschalter fließenden Strom führt und daß die auf der Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel (16) in Fig. 8 wirksame Gesamtdurchflutung der Durchflutung jener Einwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel C9) in Fig. 7, welche durch diese Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel (16) ersetzt wurde, proportional ist. Die Oberspannullgen, welche durch die Stromänderungen in der in Fig. 8 zusätzlich eingefügten Einwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel (8) sowie in der in Fig. 8 zusätzlich eingefügten Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel (16) hervorgerufen werden, werden hier nun gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung dadurch begrenzt, daß die Ausgangselektrode des Einwegschalters mit einem ersten Anschluß eines Oberspannungsbegrenzungskondensators (17) verbunden ist, dessen verbleibender zweiter Anschluß an die Kathode einer Diode t18) geführt ist, deren Anode direkt mit dem Minuspol des speisenden Gleichspannungszweipols (3) verbunden ist.
  • Es wurde bereits mehrfach darauf hingewiesen, daß die Aufladung, welche die Oberspannungsbegrenzungskondensatoren im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters erfahren, gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung im Anschluß an das nächste Einschalten des Einwegschalters über zusätzlich eingefügt Umschwingzweige wieder ausgeglichen wird und zwar ohne jegliche prinzipbedingte Verluste. Diese Umschwingzweige werden derart verwirklicht, daß von jenen Anschlüssen von Ol,erspannungsbegrenzungskondensatoren, welche nicht direkt mit einer Hauptstromelektrode des Einwegschalters verbunden sind, zu jener Hauptstromelektrode des Einwegschalters,'welche mit dem betreffenden Aberspannungsbegrcnzungskondensator nicht direkt verbunden ist, ein Schaltungspfad geschaffen wird, in welchem eine Drossel mit konstanter oder stromabhängiger Induktivität und eine Diode in Reihe angeordnet sind, und daß in Fortführung dieses Schaltungspfads zu jener fiauptstromclektrode des Einwegschalters, mit welcher der betreffende Überspannungsbegrenzungskondensator direkt verbunden ist, eine weitere Diode eingefügt ist, welche den betreffenden Oberspannungsbegrenzungskondensator überbrückt und so dessen umgekehrte Aufladung verhindert, und daß dazu die Anschlußrichtungen der in diesem Schaltungspfad enthaltenen beiden Dioden einheitlich so gewählt werden, daß jede Diode für sich, auch bei einem Kurzschließen der beiden anderen, einen Stromfluß über diesen Schaltungspfad von der Eingangselektrode des Einwegschalters zu dessen Ausgangselektrode unterbindet. Auch dies sei im folgenden anhand einiger Ansführungsbeispiele beschrieben.
  • Fig. 9 zeigt die Anordnung nach Fig. 3 nach Einfügung des beschriebenen Umschwingzweigs, bestehend aus der Umschwingdrossel (19), der Umschwingdiode (20) und der Oberbrückungsdiode (21), welche 'eine umgekehrte Aufladung des Oberspannungsbegrenzungskondensators verhindert.
  • Für die Erläuterung der Funktion der Gesamtanordnung nach Fig. 9 sei angenommen, daß der Einwegschalter (2) vor dem betrachteten Zeitintervall längere Zeit eingeschaltet war und der Oberspannungsbegrenzungskondensator (6) infolgedessen völlig entladen ist. Wird nun der Einwegschalter (2) ausgeschaltet, so wechselt unmittelbar danach der durch die stromanstiegsbegrenzende Drossel (5) fließende Laststrom auf den Oberspannungsbegrenzungskondensator (6), die Diode (7) und die Freilaufdiode (4) über. Infolgedessen wird im anschließenden Zeitraum der Kondensator (6) auf eine positive, anwachsende Spannung uC aufgeladen. Dies hat wiederum zur Folge, daß der durch die stromanstiegsbegrenzende Drossel (5) fließendc Strom fortlaufend kleiner und schließlich zu Null wird. Ein noch weiteres Absinken dieses Stromes wird dann durch die Diode (7) verhindert. Mithin bleibt dann auch die Spannung uC am Oberspannungsbegrenzungskondensator konstant und, zwar ab dem Zeitpunkt, zu welchem der Strom iL durch die Drossel (5) zu Null wurde. Zu diesem Zeitpunkt fließt der Strom durch den Verbraucherzweipol (1) außerhalb von diesem dann nur noch über die Freilaufdiode (4) zurück und die im Anschluß an das Ausschalten des Einwe'gschalters (2) ablaufenden Vorgänge sind definitionsgemäß vollständig abges'chlossen.
  • Beim nächsten Einschalten des Eime'gschalters geschieht dann folgendes. Zum einen wechselt der über den Verbraucher (1) flicßende Laststrom wieder von der Freilaufdiode (4) auf den über die Einschaltentlastungsdrossel (5), den Einwegschalter (2) und den speisenden Gleichspannungszweipol führenden Pfad über, wobei seine Anstiegsgeschwindigkeit in diesem Pfad durch die stromanstiegsbegrenzende Einschaltentlastungsdrossel wunschgemäß limitiert wird. Zum anderen entlädt sich der Oberspannungsbegrenzungskondensator (6) über den aus dem Einwegschalter (2), der Umschwingdiode (20) und der Umschwingdrossel (19) gebildeten Pfad, so lange bis die am Oberspannungsbegrenzungskondensator (6) liegende Spannung UC zu Null geworden ist und damit der bisher über diesen Kondensator geflossene Strom auf die Oberbrückungsdiode (21) überwechsclt. Damit ist die Anordnung auf ein neuerliches Ausschalten des Einwegschalters (2) vollständig vorbereitet. Wird der Einwegschalter dann wieder ausgcschaltet, so laufen zum einen die bereits erläuterten Vorgänge erneut ab und zum anderen wechselt der bisher über die Oberbrückungsdiode (21) geflossene, die Umschwingdrossel (19) und die Umschwingdiode t20) durchsetzende Strom auf den über die Diode (7), die Freilaufdiode (4) und den Gleichspannungszweipol (3) gebildeten Pfad über, womit die im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters (2) ablaufenden Vorgänge wieder vollständig abgeschlossen sind.
  • So wie die Anordnung nach Fig. 9 aus jener nach Fig. 3 entsteht, wenn der Umschwingzweig gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung eingefügt wird, so entsteht die in Fig. 10 dargestellte Anordnung aus jener nach Fig. 5, wenn die letztgenannte um den beschriebenen Umschwingzweig, hier bestehend aus der Umschwingdrossel (22), der Umschwingdiode (23) und der Oberbrückungsdiode (24), ergänzt wird. Dabei verhindert die Oberbrückungsdiode (24) wieder eine umgekehrte Aufladung des Oberspannungsbe.grenzungskondens ators (6).
  • In analoger Weise geht die in Fig. 11 dargestellte Anordnung aus jener nach Fig. 6 hervor, wenn letztere wieder um den Umschwingzweig gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung, welcher hier aus der Umschwingdrossel (25), der Umschwingdiode (26) und der Oberbrückungsdiode (27) besteht, ergänzt wird.
  • IIinsichtlich eines Ladungsausgleichs von Oberspannungsbegrenzungskondensatoren ist zu der in Fig. 7 dargestellten Anordnung festzustellen, daß hier im Anschluß an das Einschalten des Einwegschalters (2) die Ladungen zweicr Kondensatoren ausgeglichen werden müssen, da sowohl an die Eingangselektrode E als auch an die Ausgangselektrode A des Einwegschalters jeweils ein Oberspannungsbegrenzungskondensator direkt angeschlossen ist. Dies kann gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung dadurch erfolgen, daß gemäß der Darstellung in Fig. 12 von jenen Anschlüssen der beiden Oberspannugsbegrenzungskondensatoren (12) und (13), welche nicht direkt mit einer Hauptstromelektrode des Einwegschalters (2) verbunden sind, zu jener Hauptstromelektrode des Einwegschalters (2), welche mit dem betreffenden Oberspannungsbegrenzungskondensator nicht direkt verbunden ist, jeweils ein Schaltungspfad geschaffen wird, in welchem eine Drossel und eine Diode in Reihe angeordnet sind und daß in Fortführung des betreffenden Schaltungspfads zu jener Hauptstromelektrpde des Einwegschalters, mit weLcher der betreffende Oberspannungsb-egrenzungskondensator direkt verbunden ist, eine weitere Diode eingefügt ist, welche den betreffenden Oberspannungsbegrenzungskondensator überbrückt und dessen umgekehrte Aufladung verhindert. In diesem Sinne ist in Fig. 12 dem Oberspannungsbegrenzungskondensator (12) ein erster Umschwingzweig, bestehend aus der Umschwingdrossel (28)> der Umschwingdiode (29) sowie der Oberbrückungsdiode (30) und dem Ooerspannungsbegrenzungskondensator (13) ein zweiter Umschwingzweig, bestehend aus der Umschwingdrossel (31), der Umschwingdiode (32) sowie der Oberbrückungsdiode (33) zugeordnet.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung können aber dann, wenn wie bei der in Fig. 7 dargestellten Atlordnung sowohl an die Eingangselcktrode des Einwegschalters (2) als auch an dessen Ausgangseiektrode jeweils ein Oberspannungsbegrenzungskondensator direkt angeschlossen ist, die Ladungen dieser beiden Kondensatoren auch über einen gemeinsamen Umschwingzweig ausgeglichen werden, derart daß zwischen jenen Anschlüssen der beiden Oberspannungsbegrenzungskondensatoren, weiche nicht direkt mit einer Hauptstromelektrode des Einwegschalters verbunden sind, ein Schaltungspfad geschaffen wird> in welchem eine Drossel und eine Diode in Reihe angeordnet sind und daß in beiderseitiger Fortführung dieses Schaltungspfads zu den beiden Hauptstromelektroden des Einwegschalters die beiden Oberspannungsbegrenzungskondensatoren über je eine Diode derart überbrückt sind> daß deren umgekehrte Aufladung verhindert wird. In diesem Sinne ist in Fig. 13 den beiden Uberspannungsbegrenzungskondensatoren (12) und (1 3) ein gemeinsamer Umschwingzweig zugeordnet> welcher hier aus der Umschwingdrossel (34), der Umschwingdiode (35) sowie den beiden OberbriLckungsdioden C36) und C37) besteht.
  • Zum Abschluß dieser Ausführungsbeispiele zeigt Fig. 14 schließlich nochmals die Anordnung nach Fig. 8, welche die Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel (16) enthält und in Fig. 14 um den Urnschwingzweig gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung ergänzt wurde, der dort aus der Umschwingdrossel (38), der Umschwingdiode (39) und der Oberbrückungsdiode (40) besteht.
  • Die voranstehenden Ausführungen haben gezeigt, daß die Einrichtung gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung die Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten ohne prinzipbedingte Verluste in zufriedenstellender Weise zu gewährleisten vermag. Dies wurde auch anhand der Diagrammc von Fig. 4 sehr deutlich. Gleichzeitig wurde in den Diagrammen von Fig. 4 aber auch eine recht erhebliche Verlustleistungsspitze beim Ausschalten des Einwegschalters deutlich.
  • Diese ist nach den eingangs gemachten Ausführungen insbesondere bei höheren Umschaltfrequenzen und bei hohem Ausnutzungsgrad des Einwegschalters sehr störend. Sie ist jedoch keine Folge der Einführung der erfindungsgemäßen Einrichtung, sondern tritt auch ohne eine solche auf.
  • Mit den Offenlegungsschriften 26 49 385, 26 50 673 und 27 lo 938 des Deutschen Patentamts sind drei Anordnungen ohne prinzipbedingte Verluste bekannt geworden, welche die Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten zu erreichen vermögen.
  • Es ist möglich und im Hinblick auf hohe Umschaltfrequenzen in besonderem Maße zweckmäßig, die beschriebene Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung nährend des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten mit einer Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleis tungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offeniegungs -schrift 26 49 385 des Deutschen Patentamts undtoder mit einer Einrichtung ohne prinziphcdingte Verluste zur Entlastung clcktrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlusteistungs beanspruchung beim Ausschalten gemäß der O£fenlegungsschriSt 26 50 673 oder der Offenlegungsschrift 27 1o 938 derart zu kombinieren, daß der Einwegschalter sowohl von hoher Verlustlcistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an sein Ausschalten als auch von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Ausschaltons befreit wird.
  • Dies kann im einzelnen so geschehen, daß in Ergänzung der bis her beschriebenen Einrichtung gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung an jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren Schalterelektrode mit springendem Potential genannt, - die beim Abschalten des über den Eisgschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden, speisenden oder gespeisten Glcichspannungszweipol erheblich verändert und an jenen Pol des die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimnienden, speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols - im weiteren Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential genannt -, welcher im Anschluß an das-Ausschalten des Einwegschalters näherungsweise dasselbe Potential aufweist wie die Schalterclektrode mit springendem Potential und an jenen Punkt der Gesamtschaltung - im weiteren Punkt mit halbem Sperrspannungspotential genannt -, welcher gegenüber jener Hauptstromclektrode des Einwegschalters - im weiteren Schalterelektrode mit konstantem Potential genannt, die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden, speisenden oder gespeisten (,leichspannungszweipol weitgehend beibehält; eine Spannung aufweist, welche näherungsweise halb so groß ist wie die Sperrspannung, welche die Schalterelektrode mit springendem Potential gegenüber der Schalterelektrode mit konstanten Potential nach Abschluß eines Ausschaltvorgangs aufweist, eine Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 49 385 des Deutschen Patentamts angeschlossen ist.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 15 die Anordnung gemäß Fig. 10 nach Ergänzung um eine in dem strichpunktiert umrandeuten Kasten £41) dargestellte Anordnung ohne prinzipbedingte Ver luste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschal ter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 49 385, welche an die hier als Schalterelektrodc mit springendem Potential fungierende Eingangselektrode E des Einwegschalters (2), an den Pluspol der speisenden Gleichspannungsquelle (42) als Schaltungsptmkt mit Sperrspannungspotential und an den Mittelabgriff (43) der speisenden Gleichspannungsquelle (42) als Punkt mit halbem Sperrspannungspotential angeschlossen ist.
  • Im Anschluß an das Einschalten des Einwegschalters (2) lädt sich in dieser Anordnung der Kondensator (44) über den aus der Drossel (45) und der Diode (46) gebildeten Pfad auf die Spannung UO auf.
  • Während des Ausschaltens des Einwegschalters (2) wechselt dann der zuvor über den Einwegschalter geflossene Strom auf den über den Kondensator (44) und die Diode (47) gebildeten Pfad über, was zur Folge hat, daß die Verlustleistungsbeanspruchung des Einwegschaltcrs (2) während dessen Ausschaltcns auf uncrhcbliche Werte zurückgeht.
  • In einer weiteren Ausgestaltung dieser Kombination der beschriebenen Einrichtung gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk wird dann, wenn die Schalterelektrode mit springendem Potential mit einem Anschluß eines Oberspannungsbegrenzungskondensators direkt verbunden ist, dessen anderer Anschluß anstelle der Schalterelektrode mit springendem Potential als Anschlußpunkt für die ergänzend eingefügte Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer VerlustIeistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 49 385 des Deutschen Patentamtes verwendet.
  • Äls Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 16 die Anordnung gemäß Fig.9 nach Ergänzung um eine in dem strichpunktiert umrandeten Kasten (48) dargestellte Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 49 385, deren ursprünglich für die Schalterelektrodc mit springendem Potential vorgesehener Anschlußpunkt an einen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators (6) geführt ist, der mit seinem anderen Anschluß mit der Schalterelektrode mit springendem Potential verbunden ist und die ansonsten an den Pluspol der speisenden Gleichspannungsquelle (49) als Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential und an den Mittelabgriff (50) der speisenden Gleichspannungsquelle (49) als Punkt mit halbem Sperrsp.lnnungspotential angeschlossen ist.
  • Im Anschluß an das Einschalten des Einwegschalters (2) lädt sich in dieser Anordnung der Kondensator (51) über den aus der Drossel (52), der Diode(53) und der Oberbrückungsdiode (21) gcbildeten Pfad auf die Spannung UO auf. Währcnd des Ausschaltens des Einwegschalters (2) wechselt dann der zuvor über diesen gcflossene Strom auf den über den Oberspannungsbegrenzungskondensator (6), den Kondensator (51) und die Diode (54) gebildeten Pfad über, was zur Folge hat, daß die Verlustleistungsbeanspruchung des Einwegschalters t2) während dessen Ausschaltens auf unerhebliche Werte zurückgeht. Die dabei auftretende Teilaufladung des Oberspannungsbegrenzungskondensators (6) hat ihrerseits zur Folge, daß dann, wenn der Strom durch die Einschaltentlastungsdrossel (5) auf diesen Kondensator (6) und die Diode (7) überwechselt, der Strom iL durch die Einschaltentlastungsdrossel (5) rascher abgebaut wird.
  • Wie bereits erwähnt, kann der Einwegschalter sowohl von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrbeanspruchung im Anschluß an sein Ausschalten als auch von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Ausschaltens auch dadurch befreit werden, daß die eingangs beschriebene Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten mit einer Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Ein wegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offcnlcgungsschrift 26 So 673 oder gemäß der Offenlegungsschrift 27 10 938 des Deutschen Patentamts kombiniert wird. Diese Kombination kann zunächst so erfolgen, daß an den Pluspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschaltcrs im Anschluß an dessen Ausschalten bestinll:t - im weiteren Zuflußelektrode genannt - und an dessen Minus;,ol - im weiteren Abflußelektrode genannt - sowie an die Eingangselektrode des Einwegschalters und an die Ausgangselektrode des Einwegschalters eine Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 der Offenlegungsschrift 26 50 673 oder gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 der Offenlegungsschrift 27 1o 938 des Deutschen Patentamts angeschlossen wird.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 17 einen symmetrisch ausgeführten Hochsetzsteller Cengl. boost-convcrter), welcher elektrische Energie von dem links angeschlossenen Gleichstromzweipol (3) mit der Spannung UO in einen rechts anzuschließenden Gleichspannungszweipol mit der -größeren- Spannung Ua überträgt.
  • Wenn hier der Einwe'gschalter (2) über ein längeres Zeitintervall hinweg eingeschaltet ist, wird elektrische Energie in die beiden Speicherdrosseln (55) und (56) eingespeichert. Wenn - im Anschluß daran - dann der Einwegschalter über ein längeres Zeitintervall hinweg ausgeschaltet ist, nimmt der Strom durch die beiden Speicherdrosseln t55) und (56), der ja stetig weiterfließen muß, seinen Weg über die beiden Iiauptstromdioden (57) und (58) und den rechts anzuschließenden Gleichspannungszweipol. Wegen Ua>UO klingt der Strom durch die beiden Drosseln (55) und (56) währenddessen wieder ab. Die Ilauptstrondioden (57) und (58) verhindern, daß elektrische Energie in umgekehrter Richtung, vom rechts anzuschließenden Gleichspannungszweipol weg und zum links angeschlossenen Gleichspan;:ungszweipol (3) bzw. zum Einwegschaltcr (2) hin fließt.
  • Diese Anordnung ist nun ergänzt um eine - ebenfalls symset.lich ausgeführte - erfindungsgemäße Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung des Einwegschalters von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an sein Ausschaltcn gemäß der Deutschen ilauptpatentanmeldung P 3113 655.9, bestehend aus den beiden stromanstiegsbegrenzenden Einschaltentlastungsdrosseln £59) und (60), den beiden Oberspannungsbegrenzungskondensatoren (61) und (62), den beiden Dioden (63) und (64) sowie dem gemeinsamen Umschwingzweig, welcher durch die Umschwingdrossel (65), die Umschwingdiode £66) sowie die beiden Oberbrückungsdioden (67) und (68) gebildet wird.
  • Die damit entstandene Anordnung ist schließlich noch ergänzt um eine in dem strichpunktiert eingerahmten Kasten (69) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß dem Anspruch 1 der Offenlegungaschrift 26 So 673 des Deutschen Patentamts, welche an die Eingangselektrode E des Einwegschaltets, an dessen Ausgangselektrode A, sowie an den Pluspol "Zu" und an den Minuspol "Ab" jenes gespeisten Gleichspannungszweipols angeschlossen ist, welcher rechts von dieser Anordnung anzufügen ist und welcher die Sperrspannungsbeans'pruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt.
  • Dic genannte Kombination mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk gemäß den Offenlegungsschriften 26 50 673 oder 27 1o 938 des Deutschen Patentamts kann außerdem derart erfolgen, daß an jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren S.chalterelektrode mit springendem Potential genannt -, die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden, spcisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipol erheblich verändert und an jenen Pol des die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmenden Gleichspdnnungszweipols - im weiteren Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential genannt -, welcher im Anschluß an das Aussc1valten des Einwegschalters näherungsweise dasselbe Potential aufweist, wie die Schalterelektrode mit springendem Potential sowie an jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren Schalterelektrode mit konstantem Potential genannt -, die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipol nicht erheblich verändert, eine Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschal ter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß dem Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 oder gemäß dem Anspruch der Offenlegungsschrift 27 lo 938 des Deutschen Patentamts angeschlossen ist.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 18 die Anordnung gemäß Fig. 11 nach Ergänzung um eine in dem strichpunktiert umrandeten Kasten (70) dargestellte' Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 derOffenlegungsschrift 26 50 673'des. Deutschen Patentamts, welche an die genannte Schalterelektrodc mit konstantem Potential SEK und an die genannte Schalterelektrode mit springendem Potential SES sowie an den genannten Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential SPS angeschlossen ist. Diese Kombination mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk gemäß den Ansprüchen 3 der Offenlegungsschriften 26 So 673 oder 27 10 938 des Deutschen Patentamts kann in vorteilhafter Weise noch so abgewandelt werden, daß für den Anschluß der genannten Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß dem Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 So 673 oder gemäß dem Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 27 lo 938 des Deutschen Patentamts anstelle der Schalterelektrode mit konstant tem Potential jene Anschlußelektrode des die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmenden Gleichspannungszereipols verwendet wird, welche vor dem Beginn des Ausschaltens näherungsweise dasselbe Potential aufweist, wie die Schalterelektrode mit konstantem Potential.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. t9 die Anordnung gemäß Fig. 14 nach Ergänzung um eine in dem strichpunktiert umrandeten Kasten (71) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 So 673 des Deutschen Patentamts, welche an die genannte Schalterelektrode mit springendem Potential SES und an den genannten Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential SPS sowie an den Minuspol der speisenden Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, welcher vor dem Beginn des Ausschaltens näherungsweise dasselbe Potential aufweist, wie die Schalterelektrode mit konstantem Potential SEK.
  • Diese Abwandlung der beschriebenen Kombination mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk gemäß dem Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 So 673 des Deutschen Patentamts hat den beachtlichen Vorteil, daß die in dem strichliert umrandeten Kasten (71) enthaltenen Entlastungskondensatoren ihre Ladungen im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters (2) bis zu dessen nächstem Wiedereinschalten unverändert beibehalten.
  • Die genannte Kombination mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk gemäß den Offenlegungsschriften 26 So 673 oder 27 10 938 des Deutschen Patentamts kann schließlich noch in der Weise erfolgen, daß an die Eingangselektrode. und an die Ausgangselektrode des Einwegschalters eine nur zwei äußere Anschlußpunkte erfordernde Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder e'lektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß dem Anspruch 4 der Offenlegungs.schrift 26 50 673 oder gemäß dem Anspruch 4 der Offenlegungsschrift 27 1o 938 des Deutschen Patentamts angeschlossen ist.
  • Als Ausführungsbeispiel für eine derartige Kombination zeigt.
  • Fig. 20 die Anordnung gemäß Fig. 9 nach Ergänzung um eine in dem strichpunktiért umrandeten Kasten (72r dargestellte, nur zwe'i äußere,Anschlußpunkte erfordernde Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwe'gschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 4 der Offenlegungsschrift 26 So 673 des Deutschen Patentamts, welche an die Eingangselektrode E sowie an die Ausgangselektrode A des Einwegschalters angeschlossen ist.
  • Die im folgenden erlauterten Abwandlungen der Kombination der beschriebenen Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten mit einer Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß den Offenlegungsschriften 26 50 673 oder 27 10 938 des Deutschen Patentamts sind dadurch gekennzeichnet, daß jene Hauptstromelektroden von Einwegschaltern, welche mit einem Anschluß eines Oberspannungsbcgrenzungskondensators direkt verbunden sind, in ihrer Funktion als Anschlußpunkte für ein sogenanntes Ausschaltentlastungsnetzwerk ganz oder teilweise durch den jeweiligen anderen Anschluß des an die betreffende Hauptstromelektrode direkt angeschlossenen Oberspannungsbegrenzungskondensators ersetzt werden.
  • Dies kann in Form einer ersten Version dieser Abwandlungen unächst so geschehen, daß dann, wenn eine Hauptstromelektrode des Einwegschalters mit einem Anschluß eines Oberspannungsbegrenzungskondensators direkt verbunden ist> der andere Anschluß dieses Oberspannungsbegrenzungskondensators die genannte Hauptstromelektrode als Anschlußpunkt für die enthaltene Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbean spruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 So 673 oder gemäß der Offenlegungsschrift 27 10 938 des Deutschen Patentamts ersetzt.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 21 die Anordnung gemäß Fig.10 nach Ergänzung um eine in dem strichpunktiert umrandeten Kasten (73) dargestellte Einrichtung ohne'prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts, welche an den Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential SPS " an die Schalter elektrode mit konstantem Potential SEK und - ersatzweise für die Verbindung mit der Schalterelektrode mit springendem Potential -. an einen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators (6) angeschlossen ist, welcher mit seinem anderen Anschluß direkt mit der Schalterelektrode mit springendem Potential verbunden ist.
  • Diese Anordnung weist sehr vorteilhafte Eigenschaften auf, u.a.
  • deshalb, weil zusätzlich zu den bisher beschriebenen, im Anschluß an das Abschalten des Einwegschalters (2) ablaufenden Vorgängen, sich noch ein weiterer anschließt. Dieser rührt daher, daß zum Ende des Aufladevorgangs des Oberspannungsbegrenzungskondensators £6) dessen linker Anschluß ein höheres Potential als UO aufweist und infolgedessen ein "Zurückschwappen" von Ladung aus den beiden Entlastungskondensatoren in den Gleichspannungszweipol (3) erfolgt. Dies erfolgt über den aus dem Querentlastungskondensator (73a)-, der Ladedrossel (,3b), der Ladediode (73c), dem Querentlastungskondensator (73d)> dem Oberspannungsbegrenzungskondensator (6), der sättigbaren Drossel (8), der sättigbaren Drossel. (9) und der I:reilaufdiode (4) gebildeten Pfad und führt zu einer ersten Teilumladung der Entlastungskondensatoren (73a) und (73d) sowie des Überspannungsbegrenzungskondensators (6), durch welche der Einwegschalter (2) nicht belastet wird. Durch geeignete Dimcnsionierung dieser drei Kondensatoren relativ zueinander läßt sich aber leicht erreichen, daß sich im Anschluß an das nächste Einschalten des Einwegschalters (2).der Querentlastungskondensator (73a) völlig entlädt und der Längsentlastungskondensator (73d) nahezu voll auf die Spannung -UO auflädt, sodaß das Ausschaltentlastungsnetzwerk (73) seine Aufgabe beim nächsten Ausschalten in zufriedenstellender Weise erfüllen kann.
  • Die zweite Version dieser Abwandlungen der Kombination der beschriebenen Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk ohne prinzipbedingte Verluste gemäß den Offenlegungsschriften 26 50 673 oder 27 lo 938 des Deutschen Patentamts ist dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn beide Hauptstromelektroden des Einwegschalters mit Je einem Anschluß von jeweils einem Oberspannungsbegrenzungskondensator direkt verbunden sind, die verbleibenden beiden Anschlüsse dieser Oberspannungsbegrenzungskondensatoren jene Hauptstromelektroden, welche auf der gegenüberliegenden Seite der betreffenden Oberspannungsbegrenzungskondensatoren angeschlossen sind, als Anschlußpunkte für die enthaltene Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 50 673 oder gemäß der Offenlegungsschrift 27 1o 938 des Deutschen Patentamts ersetzen.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 22 die Anordnung gemäß Fig. 13 nach Ergänzung um eine in dem strichpunktiert umrandeten Kasten (74) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 So 673 des Deutschen Patentamts, welche an den Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential SPS und - ersatzweise für die Verbindung mit der Schalterelektrode mit springendem Potential SES - an einen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators (12), welcher mit seinem anderen Anschluß direkt mit der Schalterelektrode mit springendem Potential verbunden ist, sowie - ersatzweise für die Verbindung mit der Schalterelektrode mit konstantem Potential SEK - an einen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators £13) angeschlossen ist, welcher mit seinem anderen Anschluß direkt mit der Schalterelektrode mit konstantem Potential verbunden ist.
  • Die dritte Version dieser Abwandlungen der Kombination der beschriebenen Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk ohne prinzipbedingte Verluste gemäß den Offenlegungsschriften 26 50 673 oder 27 10 9S3 des Deutschen Patentamts ist schließlich dadurch gekennzeichnet, daß beide Hauptstromelektloden des Einzçegschalters mit je einem Anschluß von jeweils einem Oberspannungsbegrenz-ungskondensator direkt verbunden sind und daß einer der verbleibenden Anschlüsse dieser Oberspannungsbegrenzungskondensatoren jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters, welche auf der gegenüberliegenden Seite des betreffenden Oberspannungsbegrenzungskondensators angeschlossen ist,. als Anschlußpunkt far die dort enthaltene Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 50 673 oder gemäß der Offenlegungsschrift 27 lo 938 des Deutschen Patentamts ersetzt.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 23 die Anordnung gemäß Fig. 13 nach Ergänzung um eine in dem strichpunktiert umrandeten Kasten (75) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts, welche an den SchaStungspunkt mit Sperrspannungspotential SPS und an die Schalterelektred konstantem Potential SEK sowie - ersatzweise für dieVerbindung mit der Schalterelektrode mit springendem Potential SES - an einen Anschluß des Oberspannungsbegrcn zungskondensators (12) angeschlossen list, welcher mit seinem anderen Anschluß direkt mit der Schalterelektrode mit springendem Potential verbunden ist.
  • Bei genauerer Betrachtung stellt man feste daß für eine Kombination der beschriebenen Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter SperrspannuDgsbeanspruchurlg im Anschluß an ihr Ausschalten mit einem Ausschaltentlastungsnetzwerk ohne prinzipbedingte Verluste die Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 besonders vorteilhaft ist.
  • Erhebt man bei einer solchen Anordnung dann noch die Forderungen daß als Einschaltentlastungsdrosseln mit Rücksicht auf den erforderlichen Gesamtaufwand grundsätzlich sättigbare Drosseln eingesetzt werden sollen und daß im Hinblick auf eine bestmögliche Ausschaltentlastung des Einwegschalters dessen sogenannte Schalterelektrode mit springendem Potentials die beim Abschalten des Einwegschalters ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden Gleichspannungszweipol erheblich veränderte ihr Potential gegenüber diesem Gleichspannungszweipol dann nicht nochmals verändert, wenn-der Strom durch den Oberspannungsbegrenzungskondensator auf Null abgeklungen ist, so stellt man fest, daß zur Erfüllung dieser Forderungen mindestens eine Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel erforderlich wird. Mit dieser läßt sich dann z.B. eine Anordnung gemäß Fig. 19 realisieren, bei welcher ein "Zurückschwappen" von Ladung aus den beiden Ausschalt-Entlastungskondensatoren in den Gleichspannungszweipol vermieden wird. Gegenüber einer Einwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel bedeutet eine solche Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel allerdings einen erheblichen Mehraufwand, der insbesondere bei höheren Strömen negativ zu Buche schlägt.
  • Dicses "Zurückschwappen" von Ladung aus den beiden Ausschalt-Entlas tungskondensatoren kann ohne nennenswerten Mehraufwand unter Verzicht auf eine Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel erfindungsgemäß nun derart vermieden werden, daß in den Schaltungspfad zwischen jener Hauptstromelektrode des Einwegschalters, der sogenannten Schalterelektrode mit konstantem Potential, die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden, speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipol nicht erheblich verändert und demjenigen Pol dieses, die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmcnden, speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols, welcher zumindest näherungsweise dasselbe Potential aufweist, wie die Schalterelektrode mit konstantem Potential, keine Einschaltentlastungsdrossel eingefügt ist, und daß, ersatzweise für jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters -im weiteren Schalterelektrode mit' springendem Potential genannt -, die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmendens speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipol erheblich verändert, an jenen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondcnsators, welcher nicht direkt an die Schalterelektrode mit springendem Potential geführt ist und an jenen Pol des die SperrspannuDgsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmenden Gleichspannungszweipols - im weiteren Schaltungspunkt mit Sperrsp,annungspotential genannt - welcher im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschaltcrs näherungsveise dasselbe Potential aufweist, wie die SchalteTelelctrode mit springendem Potential sowie an die genannte Schalterelcktrode mit konstantem Potential, eine Einrichtung ohne prinziphedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungibeanspruchung beim Ausschalten gemäß dem Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts angeschlossen wird und daß in die Verbindungsleitung zwischen jenem Anschluß des dort enthaltenen Längsentlastungskondensators> welcher nicht direkt an die dort enthaltene Längsentlastungsdi.ode angeschlossen ist und jenen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators, welcher nicht direkt an die Schalterelektrode mit springendem Potential geführt ist, eine Diode - im weiteren Rückschwingsperrdiode genannt - eingefügt wird und daß zwischen die Schalterelektrode mit springendem Potential und jenen Schaltungspunkt, an welchen ein Anschluß des Längsentlastungskondensators direkt mit einem Anschluß der Rückschwingsperrdiode verbunden ist, eine Diode - im weiteren Umschwingfreigabediode genannt - eingefügt ist und daß die Anschlußrichtungen der Rückschwingsperrdiode und der Umschwingfreigabediode derart gewählt sind, daß auf dem über diese beiden Dioden gebildeten Pfad zwischen den beiden Anschlüssen des Oberspannungsbegrenzungskondensators ein Stromfluß in derselben Richtung möglich ist, wie über die hierzu parallele, durch die Oberbrückungsdiode hergestellte Verbindung.
  • Als Ausführungsbeispiel für eine in dieser Weise realisierte Schaltung zeigt Fig. 24 die Anordnung gemäß Fig. lo nach Ergänzung um eine in dem strichpunktiert umrandeten Kasten (76) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeansprucliung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts, welche an den Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential SPS X an die Schalterelektrode mit konstantem Potential SEK und - ersatzweise für die Verbindung mit der Schalterelektrode mit springendem Potential - an einen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators (6) angeschlossen ist, welcher mit seinem anderen Anschluß direkt mit der Schalterelektrode mit springendem Potential SES verbunden ist. Ebenfalls in dem strichpunktiert umrandeten Kasten (76r dargestellt ist die Rückschwingsperrdiode (77), welche in die Verbindungsleitung zwischen jenem Anschluß des Längsentlastungskondensators (78), welcher nicht direkt an die Längsentlastungsdiode (79) angeschlossen ist und jenen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators (6), welcher nicht direkt an die Schalterelektrode mit springendem Potential geführt ist, eingefügt ist.
  • Des weiteren ist zwischen die Schalterelektrode mit springendem Potential SES und jenen Schaltungspunkt, an welchem ein Anschluß des Längsentlastungskondensators (78) direkt mit einem Anschluß der Rückschwingsperrdiode (77) verbunden ist, die Umschwingfreigabediode (80). Dabei wird durch die Rückschwingsperrdiode (77) das früher beschriebene "Zurückschtfappen" von Ladung aus den beiden Ausschaltentlastungskodensatoren im Anschluß an einen Ausschaltvorgang des Einwegschalters (2) verhindert und durch die Umschwingfreigabediode (80) sichergestellt daß sich die beiden Ausschaltentlastungskodensatoren nach einem Einschalten des Einwegschalters (2) in bekannter Weise umladen können.
  • Sofern also das zuletzt beschriebene Schaltungsprinzip bei der Speisung eines passiven Verbraucherzweipols eingesetzt wird, kann das Zurückschwappen von Ladung aus den beiden Ausschalt-Entlastungskondensatoren ohne nennenswerten Mehraufwand und insbesondere. unter Verzicht auf eine Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel in einfacher Weise vermieden werden.
  • Sofern es sich bei dem gespeisten Gleichstromverbraucher jedoch uni einen aktiven Zweipol, z.B. um den Ankerkreis einer fremderregten Gleichstrommaschine handelt, droht bei einem sogenannten "LUcken" des Stromes durch den Verbraucher eine vorzeitige und unvollständige Umladung der Ausschaltentlastungskondensatordn über den aus diesen, der Ladediode, der Ladedrossel, der Umschwingfreigabediode, dem aktiven Verbraucherzweipol und dem speisenden Gleichspannungszweipol gebildeten Schaltungspfad.
  • Dieser Effekt, der sich in entsprechender Weise z.B. auch bei Brückenzweigen von Wechselrichtern einstellen würde, kann erfindungsgemäß derart vermieden werden, daß die im zuletzt beschriebenen Schaltungsprinzip enthaltene Umschwingfreigabediode entfernt und durch einen gleichsinnig gepolten Thyristor - im weiteren Umschwingfreigabethyristor genannt - ersetzt wird, und daß dieser Umschwingfreigabethyristor jeweils zusammen mit.dem Einwegschalter eingeschaltet wird.
  • Als Ausführungsbeispiel hierzu zeigt Fig. 25 die Anordnung gemäß Fig. 24, nachdem deren Umschwingfreigabediode (80) entfernt und durch den gleichsinnig gepolten Umschwingfreigabethyristor (81) ersetzt wurde. Des weiteren wurde der in Fig. 24 enthaltene, allgemeinc Verbraucherzweipol (1) herausgenommen und in Fig. 25 durch einen Verbraucherzweipol (82) ersetzt in welchem durch die Gleichspannungsquelle (83) explizit deutlich gemacht ist, daß es sich hier um einen aktiven Verbraucherzweipol handelt.
  • Der beschriebene, bei einem aktiven Ver6raucherzweipol drohendc Effekt, daß sich bei einem Lücken des Verbraucherstromes eine vorzeitige und unvollständige Umladung der Ausschaltentlastungskondensatoren einstellt, kann erfindungsgemäß aber auch derart vermieden werden, daß die im zuletzt'beschriebenen Schaltungsprinzip beschriebene Umschwingfreigabediode entfernt und durch einen gleichsinnig gepolten, abschaltbarcn Thyristor - im weiteren abschaltbarer Umschwingfreigabethyristor genannt - oder durch eine gleichsinnig gepolte Reihenschaltung einer Diode und eines Transistors - im weiteren Umschwingfreigabetransistor genannt - ersetzt wird und daß dieser abschaltbare Umschwingfreigabethyristor oder der alternativ eingesetzte Umschwingfreigabetransistor mit in Reihe geschalteter Diode jeweils zusammen mit dem Einwegschalter ein- und ausgeschaltet wird. Als Ausführungsbeispiel hierzu zeigt Fig. 26 die Anordnung gemäß Fig. 25, nachdem deren Umschwingfreigabethyristor (81) entfernt und durch einen abschaltbaren Umschwingfreigabethyristor (84) ersetzt wurde.
  • Schließlich kann die zuletzt vorgestellte Abwandlung des zuletzt beschriebenen Schaltungsprinzips in einer insbesondere für kleine Speisespannungen Uo sehr vorteilhaften Weise noch derart modifiziert werden, daß der dort enthaltene abschaltbare Umschwingfreigabethyristor oder der dort alternativ enthaltene Umschwingfreigabetransistor mit in Reihe geschalteter Diode von der Schalterelektrode mit springendem Potential abgetrennt und mit dem dabei freiwerdenden Anschluß an die Schalterelektrode mit konstantem Potential angeschlossen wird.
  • Als Ausführungsbeispiel für diese Modifikation des zuletzt beschriebenen Schaltungsprinzips zeigt Fig. 27 die Anordnung nach Fig. 26, nachdem deren abschaltbarer Umschwingfreigabethyristor zunächst durch einen Umschwingfreigabetransistor (85) mit in Reihe geschalteter Diode (86) ersetzt wurde und nachdem - im Anschluß daran - der Umschwingfreigabetransistor von der Schalterelektrode mit springendem Potential SES abgetrennt und an die Schalterelektrode mit konstantem Potential SEK angeschlossen wurde.
  • Zur weiteren Demonstration des außerordentlich breiten Anwendungsbereiches der Erfindung seien anschließend noch einige weitere Einsatzbeispiele aufgeführt.
  • Fig. 28 zeigt eine Anordnung, in welcher ein aktiver Verbraucherzweipol (87), z.B. der Ankerkreis' einer fremderregten Gleichstrommaschine unter Zwischenschaltung eines elektronischen Einwegschalters (88) aus einer Gleichspannungsbatterie (89) gespeist wird, die einen erheblichen induktiven Innenwiderstand aufweist, welcher in der Ersatzschaltung durch die beiden Drosseln (90) und (91) berücksichtigt ist. Um dem Strom durch den Verbraucher (87) auch dann ein nahezu ungehindertes, verlustarmes Weiterfließen zu.ermöglichen, wenn ihm der Weg über den Einwegschalter (88) versperrt ist, ist dem Verbraucher (87) die bekannte Freilaufdiode (92) mit einer in Reihe liegenden sättigbaren Drossel antiparallel geschaltet. In den von der Anode dieser Freilaufdiode (92) zur Eingangselektrode E des Einwegschalters führenden Pfad ist gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung eine sättigbare Drossel (93) eingefügt. Gleichfalls gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung ist eine weitere sättigbare Drossel (94) in jenen Schaltungspfad eingefügt, welcher von der Anode der Freilaufdiode (92) über die Nebenwegdiode (95! und den - großen - Stützkondensator (96) zur Ausgangselektrode A des Einwegschalters (88) führt.
  • Der diesem Stützkondensator (96) im wesentlichen über die Nebenwegdiode (95) in Form von Impulsen zufließende Strom wird über die sättigbare Rückführdrossel (97) und die Rückführdiode (98) wieder zum Verbraucherzweipol (87) zurückgeführt und zwar zu jenem von dessen beiden Anschlüssen, mit welchem auch die Kathode der Freilaufdiode (92) verbunden ist. Weiterhin ist gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung die Eingangselektrode E des Einwegschalter t88) mit einem Oberspannungsbegrenzungskondensator (99) verbunden, dessen verbleibender Anschluß zur Anode der Diode (loo) führt, deren Kathode an die Anode der Ncbenwegdiode (95) angeschlossen ist. Außerdem ist in diese Anordnung noch der beschriebene Umschwingzweig gemäß der mit der Deutschen liauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung eingefügt, welcher hier aus der Umschwingdrossel (101)> der Umschwingdiode (102) und der Oberbrückungsdiode (103) besteht, welche in der bereits mehrfach erläuterten Weise eine umgekehrte Aufladung des Oberspannungsbegrenzungskondensators (99) verhindert.
  • Schließlich ist die bisher beschriebene Schaltung noch ergänzt um eine in dem strichpunktiert umrandeten Kasten (104) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 dr Offenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts, welche an den Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential SPS , an die Schalterelektrode mit konstantem Potential und - ersatzweise für die Verbindung mit der Schalterelektrode mit springendem Potential - an einen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators (99) angeschlossen ist, welcher mit seinem anderen Anschluß direkt mit der Schalterelektrode mit springendem Potential verbunden ist.
  • Um ein Ausschwappen von Ladung aus den beiden Ausschaltentlastungskondensatoren zu vermeiden ist dann noch die Rückschwingsperrdiode (105) eingefügt. Der Umschwingfreigabethyristor (106) wird jeweils zusammen mit dem Einwegschalter cis8) eingeschaltet und gibt dann das Umschwingen der Ladungen auf den beiden Ausschaltentlastungskondensatoren frei.
  • Fig. 29 a zeigt einen sogenannten Hochsetzsteller (engl. boost converter), welcher elektrische Energie von der links angeschlossenen Gleichspannungsquelle (3) mit der Spannung UO in das rechts anzuschließende Gleichspannungssystem mit der - größeren - Spannung Ua überträgt. Die Hauptstromdiode (107) verhindert, daß elektrische Energie in umgekehrter Richtung, vom rechts anzuschließenden Gleichspannungssystem weg und zur links angeschlossenen Gleichspannungsquelle (3) bzw. zum Einwegschalter (2) hin fließt.
  • In Fig. 29b ist diese Anordnung ergänzt um eine Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung des Einwegschalters von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchune im Anschluß an sein Ausschalten gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung, bestehend aus zwei stromanstiegsbegrenzenden, sättigbaren Drosseln (108) und(lo9) sowie dem Oberspannungsbegrenzungskondensator (l lo), der zugehörigen Diode (111) und dem erforderlichen Umschwingzweig, welcher von der Umschwingdrossel (112), der Umschwingdiode £113) und der Oberbrückungsdiode (114) gebildet wird.
  • In Fig. 29c ist schließlich die Anordnung nach Fig. 29b lloch ergänzt um eine in dem strichpunkterten Kasten (115) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung des Einwegschalters (2) von seiner Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten, gemäß Anspruch 3,. der Offenle gungs s chri ft 26 50 673 des Deutschen Patentamts. Des weiteren ist hier noch die Rückschwingsperrdiode (116) eingefügt, welche ein unerwünschtes Ausschwappen von Ladung aus den beiden Ausschaltentlastungskondensatoren verhindert, sowie die Umschwingfreigabediode (117), welche ein korrektes Umschwingen der Ladungen auf den beiden :Ausschaltentlastungskondensatoren ermöglicht.
  • Fig. 30a zeigt einen sogenannten Tiefsetzsteller £engl. buck converter), welcher elektrische Energie von der links angeschlossenen Glbichspannungsquelle (3) mit der Spannung UO in das rechts anzuschließende Gleichspannungssystem mit der - kleineren - Spannung Ua überträgt. Dic Hauptstromdiode (118) ermöglicht ein Weiterfließen des Hauptstromes durch die Speicherdrossel (119) auch dann, wenn der Einwegschalter (2) abgeschaltet ist.
  • In Fig. 30b ist diese Anordnung ergänzt um eine Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung des Einwegschalters von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an sein Ausschalten gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung bestehend aus den beiden stromanstiegsbegrenzenden, sättigbaren Drosseln (120) und C121) sowie dem Oberspannungsbegrenzungskondensator (122)> der zugehörigen Diode (123) und dem erforderlichen Umschwingzweig5 welcher von der Umschwingdrossel (124), der Umschwingdiode (125) und der Oberbrückungsdiode (126) gebildet wird.
  • In Fig. 30 c ist die Anordnung, nach Fig. 30 b noch ergänzt um eine in dem strichpunktierten Kasten (127) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung des Einwegschalters (2) von seiner Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts. Des weiteren ist hier noch die Rückschwingsperrdiode (128) eingefügt, welche ein unerwünschtes Ausschwappen von Ladung aus den beiden'Ausschaltentlastungskondensatoren verhindert, sowie die Umschwingfreigabediode (129), welche ein korrektes Umschwingen der Ladungen auf den beiden Ausschaltentlastungskondensatoren ermöglich.
  • Fig. 31 a zeigt als weiteren potentialverbindenden Gleichstromsteller einen sogenannten Hoch- und Tiefsetzsteller (engl.
  • buck-boost converter), welcher elektrische Energie von der links angeschlossenen Gleichspannungsquelle (3) mit der Spannung UO in das rechts anzuschließende Gleichspannungssystem übertragen kann, unabhängig davon, ob dessen Spannung Ua grösser oder kleiner ist als Uo.
  • In Fig. 31 b ist diese Anordnung wieder ergänzt um eine Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung des Einwegschalters von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an sein Ausschalten gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten 'Erfindung, bestehend aus den beiden stromanstiegsbegrenzenden, sättigbaren Drosseln (130) und (131) sowie dem Oberspannungsbegrenzungskondensator (132), der zugehörigen Diode (133) und dem erforderlichen Umschwingzweig, welcher von der Umschwingdrossel (134), der Umschwingdiode (135) und der Oberbrückungsdiode (136) gebildet wir In Fig. 31c ist die Anordnung nach Fig. 31b ebenfalls ergänzt um eine im strichpunktierten Kasten (137) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung des Einxçegschalters (2) von seiner Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Ansprüch 3 der Offenlegungsschrift 26 So 673 des Deutschen Patentamts. Des weiteren ist hier noch die Rückschwingsperrdiode (138) eingefügt, welche ein unerwünschtes Ausschwappen von Ladung aus den beiden Ausschaltentlastungskondensatoren verhindert, sowie die Umschwingfreigabediode (139), welche ein korrektes Umschwingen der Ladungen auf den beideh Ausschaltentlastungskondensatoren ermöglicht.
  • Fig. 32 a zeigt als Beispiel für einen rückspeisefähigen Gleich stromsteller einen sogenannten Doppel-Tiefsetzsteller, welcher elektrische Energie von der links angeschlossenen Gleichspannungsquelle (3) mit der Spannung UO in den strichliert umrandeten Gleichstromverbraucher (140), z.B. in die Wicklung des Hubmagneten einer Magnetschwebebahn übertragen kann.
  • In Fig. 32 b ist diese Anordnung, welche zwei elektronische Einwegschalter, die Transistoren (1410) und (141U) enthält, ergänzt um zwei Einrichtungen ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung der beiden Einwegschalter (1410) und (141u) von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung, bestehend aus jeweils zwei stromanstiegsbegrenzendens sättigbaren Drosseln (1420) und (1430) sowie (14ZU) und (143u) jeweils einem Überspannungsbegrenzungskondensator (144o) und (144u) den jeweils zugehörigen Dioden (1450) und (145u) sowie dem jeweils erforderlichen Umschwingzweig, welcher von der Umschwingdrossel (1460) bzw. (146U), der Umschwingdiode (1470) bzw. (147 und der Oberbrückungsdiode (1480) bzw (148U) gebildet wird.
  • In Fig. 32 c ist die Anordnung nach Fig. 32 b noch ergänzt um je eine in dem strichpunktierten Kasten (1490) bzw. (149u) dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung der beiden Einwegschalter (1410) und (141u) von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts. Des weiteren ist hier noch jeweils eine Rückschwingsperrdiode (1500) bzw. (150U) eingefügt, welche ein unerwünschtes Ausschwappen von Ladung aus dem zugehörigen Paar von Ausschaltentlastungskondensatoren verhindert, sowie jeweils eine Umschwingfreigabediode £151o) bzw. (151U), welche ein korrektes Umschwingen der Ladungen auf dem jeweiligen Paar von Ausschaltentlastungskondensatoren ermöglicht.
  • In den Anordnungen nach den Fig. 33a, 33b und 33c ist gegenüber den Darstellungen nach den Fig. 32a, 32b und 32c der Gleichstromverbraucher'(140) durch die Primärwicklung (152) des Transformators eines potentialtrennenden Doppel-Eintakt-Gleichstromdurchflußwandlers (153) ersetzt, an dessen Sekundärwicklung (154) zwei Gleichrichterdioden (155) und (156), eine ausgangsseitige Glättungsdrossel (157) sowie ein ausgangsseitiger Glättungskondensator (158) angeschlossen sind. Des weiteren sind in der Schaltung nach Fig. 33c die in der Anordnung nach Fig. 32c enthaltenen Umschwingfreigabedioden (151 ob bzw. £151 um durch je einen Umschwingfreigabethyristor (1590) bzw. (159u) ersetzt. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich die beiden Paare von Ausschaltentlastungskondensatoren bei einem Lücken des Stromes durch die Primärwicklung (152) des Transformators vorzeitig und unvollständig umladen.
  • Fig. 34 a zeigt einen Zweig einer Weclhselrichterschaltung mit zwei Einwegschaltern (1600) sowie (160U) und einer Ausgangselektrode AEL In Fig. 34 b ist diese Anordnung wieder ergänzt um zwei Einrichtungen ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung der beiden Einwegschalter £160o) und £160um von hoher Verlustleistungsbeanspruchung und überhöhter Sprrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung, bestehend aus jeweils zwei stromanstiegsbegrenzenden Drosseln t161o) und (1620) sowie (161u) und (162u), jeweils einem Oberspannungsbegrenzungskondensator t1630) und (163u), den jeweils zugehörigen Dioden (164o) und (164U) sowie dem jeweils erforderlichen Umschwingzweig, welcher von der Umschwingdrossel (i6So) bzw. t165U), der Umschwingdiode (1660) bzw.
  • t166U) und der Oberbrückungsdiode (1670) bzw. (167u) gebildet wird.
  • In Fig. 34 c ist die Anordnung nach Fig. 34 b noch ergänzt um je eine in dem strichpunkterten Kasten (1680) bzw. (168 um dargestellte Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung der beiden Einwegschalter (16o0) und (160U) von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten genäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts. Des weiteren ist hier noch jeweils eine Rückschwingsperrdiode (1690) bzw. (169u) eingefügt, welche ein unerwünschtes Ausschwappen von Ladung aus dem zugehörigen Paar von Ausschaltentlastungskondensatoren verhindert, sowie jeweils ein Umschwingfreigabethyristor t1700) bzw. (170U) welcher ein korrektes Umschwingen der Ladungen auf dem zugehörigen Paar von Ausschaltentlastungskondensatoren ermöglicht.
  • Fig. 35 zeigt zum Abschluß einen Brückenwechselrichter, der mit vier Einwegschaltern (1710), (171U), (1720) sowie (172u) und mit einer Einrichtungen zur Befreiung der Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während des Einschaltens und überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten gemäß der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung sowie mit vier Einrichtungen ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung der Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts versehen ist.
  • Die hiermit vorgelegte Zusatzerfindung erlaubt es nun, die Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während ihres Ein- und Ausschaltens sowie von überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten in verschiedenen Punkten noch zu vereinfachen und zu verbessern und somit deren Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Einsatz in der modernen Leistungselektronik noch günstiger zu gestalten.
  • Der bereits mehrfach beschriebene, bei einem aktiven Vcrbraucherzweipol drohende Effekt, daß sich bei einem Lücken des Verbraucherstromes eine vorzeitige und unvollständige Umladung der Ausschaltentlastungskondensatoren einstellt, wird gemäß der mit der Deutschen ilauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung unter Verwendung zusätzlicher, zumindest einschaltbarer Einwegschalter (Umschwingfreigabethyristoren, abschaltbare Umschwingfreigabethyristoren oder Umschwingfreigabetransistoren) vermieden.
  • Dieser zu vermeidende Effekt, der sich in entsprechender Weise z.B. auch bei Brückenzweigen von Wechselrichtern einstellen würde, kann mit geringem Aufwand erfindungsgemäß aber auch derart vermieden werden, daß in der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 jene Dioden, welche die dort enthaltenen Oberspannungsbrenzungskondensatoren überbrücken, entfernt werden und daß die dort bestehenden Verbindungsleitungen zwischen den Eingangs- oder Ausgangsclektroden des Einwegschalters einerseits und den Wicklungsanschlüssen von dort enthaltenen, die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzenden Einwicklungs- oder Zweiwicklungs -Einschal tent -lastungsdrosseln andererseits, zunächst aufgetrennt werden und die dabei entstehenden Paare freier Leitungsenden anschließend über jeweils eine zusätzlich eingefügte Diode - im weiteren Hauptstromreihendiode genannt - überbrückt werden und daß die Anschlußrichtungen dieser Hauptstromreihendioden derart gewählt sind, daß im Anschluß an das Einschalten des Einwegschalters ein Stromfluß über den Einwegschalter selbst und die hierzu in Reihe geschalteten Hauptstromreihendioden möglich ist.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 36 die Anordnung gemäß Fig. 21, nachdem deren Oberbrückungsdiode (24) entfernt und in den Verbindungszweig von deren sättigbarer Drossel (8) zur Eingangselektrode E des Einwegschalters (2) die Hauptstromreihendiode (173) eingefügt wurde.
  • Des weiteren wurde der in Fig. 21 enthaltene, allgemeine Verbraucherzweipol (1) herausgenommen und in Fig. 36 durch einen Verbraucherzweipol (174) ersetzt, in welchem durch die Gleichspannungsquelle (175) explizit deutlich gemacht ist, daß es sich hier um einen aktiven Verbraucherzweipol handelt.
  • In dieser Anordnung bewirkt die Herausnahme der ursprünglich enthaltenen Oberbrückungsdiode (24) eine Verringerung der Strombelastung des Einwegschalters (2)wenn dieser für längere Zeit eingeschaltet bleibt und die Hauptstromreihendiode (173) verhindert, daß sich bei einem Lücken des Ver braucherstromes eine vorzeitige und unvollständige Umladung der Ausschaltentlastungskondensatoren (73a) und (73d) einstellt.
  • Bei größeren VerBraucherleistungen kann es sich mit Rücksicht auf die in solchen Hauptstromreihendioden entstehenden Durchlaßverluste aber doch empfehlen, den zuletzt genannten Effekt unter Verwendung zusätzlicher, zumindest einschaltbarer Einwegschalter auszuschließen. Für diesen Fall ist es im Hinblick auf die Strombelastung des Einwegschalters (7) besonders vorteilhaft, die Umschwingvorgänge der Oberspannungsbegrenzungskondensatoren sowie die Umladungen der Aus schaltentlastungskondensatoren nicht parallel über den Einwegschalter (2) ablaufen zu lassen.
  • Dies kann zum einen so geschehen, daß die entsprechenden Umschwing- und Umladezweige in Serie angeordnet werden; zum anderen kann dies aber auch derart geschehen, daß die Umladungen der Ausschaltentlastungskondensatoren überhaupt nicht über den Einwegschalter (2) sondern an diesem vorbei erfolgen.
  • In beiden Fällen sollten die beschriebenen Oberbrückungsdioden, welche in der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P 3113 655.9 vorgestellten Erfindung enthalten sind, beibehalten werden.
  • Die an erster Stelle genannte Ausführungsform, bei welcher die entsprechenden Umschwing- und Umladezweige in Serie angeordnet sind, kann erfindungsgemäß derart realisiert werden, daß in der Einrichtung nach Anspruch 13 die dort enthaltene Umschwingfreigabediode entfernt wird und daß zwischen die beiden Anschlüsse der dort enthaltenen Rückschwingsperrdiode ein gegensinnig gepolter Thyristor - im weiteren Umschwingfreigabethyristor genannt - oder ein gegensinnig gepolter abschaltbarer Thyristor - im weiteren abschaltbarer Umscwingfreigabethri.stor genannt - oder ein gegensinnig gepolter Transistor - im weiteren Umschwingfreigabetransistor genannt - eingefügt wird und daß dieser Umschwingfreigabethyristor jeweils zusammen mit dem Einwegschalter eingeschaltet wird und daß der alternativ eingesetzte, abschaltbare Umschwingfreigabethyristor oder der ebenfalls alternativ eingesetzte Umschwingfreigabetransistor jeweils zusammen mit dem Einwegschalter ein-und ausgeschaltet wird.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 37 die Anordnung gemäß Fig. 36, nachdem die dort ursprünglich enthaltene hauptstromreihendiode (173) entfernt, dem Oberspannungsbegrenzungskondensator (6) wieder eine Uberbrückungsdiode (176) paralellgeschaltet und eine Rückschwingsperrdiode (177) eingefügt wurde; des weiteren wUrde die in Fig. 37 dargestellte Anordnung dann noch ergänzt um den zwischen die beiden Anschlüsse der Rückschwingsperrdiode (177) eingefügten abschaltbaren Umschwingfreigabethyristor (178), welcher jeweils zusammen mit dem Einwegschalter ein- und ausgeschaltet wird. Damit wird erreicht, daß das Umschwingen des Xberspannungsbegrenzungskondensators (6) und das Umladen der beiden Ausschaltentlastungskondensatoren (73a) und (73d) über den Einwegschalter (2) in serieller Weise erfolgt und die Strombelastung des Einwegschalters (2) infolgedessen verringert wird.
  • Bei den beiden zuletzt beschriebenen Anordnungen, also jener nach Anspruch 17, welche anhand des in Fig. 36 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert wurde, als auch jener nach Anspruch 18, die anhand des in Fig. 37 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert wurde, kann die Strombelastung, welche der Einwegschalter (2) durch das Umschwingen von Oberspannungsbegrenzungskondensatoren und das Umladen Von Ausschaltentlastungskondensatoren erfährt, noch weiter verringert werden, wenn von jenen Anschlüssen der dort ent haltenen Querentlastungsdioden, welche mit jeweils einem Anschluß von dort enthaltenen Querentlastungskondensatoren direkt verbunden sind, zusätzlich je eine Diode - im weiteren Ablösediode genannt - zu den jeweils verbleibenden Anschlüssen der betreffenden Querentlas tungskondensato ren geführt ist und daß die Polung dieser Ablösedioden jeweils so gewählt ist, daß sie eine Aufladung der Qucrentlastungskondensatoren während des Ausschaltens des Einwegschalters zulassen.
  • Als Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Fig. 38 die Anordnung gemäß Fig. 36, nachdem der dort enthaltene Querentlastungskondensator (73a) durch eine Ablösediode (179) überbrückt und deren Polung so gewählt wurde, daß diese Ablösediode (179) eine Aufladung des Querentlastungskondensators (73a) während des Ausschaltens des Einwegschalters (2) zuläßt.
  • Die weiter oben an zweiter Stelle genannte AusfüRrungsform, bei welcher die Umladungen der Ausschaltentlastungskondensatoren überhaupt nicht über den Einwegschalter (7), sondern an diesem vorbei erfolgen, kann gemäß Anspruch 16 der mit der Deutschen Hauptpatentanmeldung P3113 655.9 vorgestellten Erfindung derart erfolgen, daß die in deren Anspruch 13 beschriebene Umschwingfreigabediode entfernt und durch einen gleichsinnig gepolten, abschaltbaren Thyri stor - im weiteren abschaltbærer Umschwingfreigabethyristor genannt - oder durch eine gleichsinnig gepolte Reihenschaltung einer Diode und eines Transistors - im weiteren Umschwingfreigabetransistor genannt - ersetzt wird und daß dieser abschaltbare Umschwingfreigabethyristor oder der alternativ eingesetzte Umschwingfreigabetransistor mit in Reihe geschalteter Diode jeweils zusammen mit dem Einwegschalter ein- und ausgeschaltet wird und daß dieser abschaltbare Umschwingfreigabethyristor oder der dort alternativ enthaltene Umschwingfreigabetransistor mit in Reihe geschalteter Diode von der Schaltereiektrode mit springendem Potential abgetrennt und mit dem dabei freiwerdenden Anschluß an die Schalterelektrode mit konstantem Potential angeschlossen wird.
  • Gemäß der hiermit vorgelegten Zusatzerfindung läßt sich ain dieser Anordnung eine weitere, beachtliche Vereinfachung und Verbilligung dadurch erzielen, daß der in der beschriebcnen Anordnung enthaltene, abschaltbare Umschwingfreigabethyristor oder der dort alternativ enthaltene Umschwingfreigabetransistor mit in Reihe geschalteter Diode entfernt und durch einen gleichsinnig gepolten Thyristor ersetzt ist, der jeweils zusammen mit dem Einwegschalter gezündet wird.
  • Als Ausführungsbeispiel hierzu zeigt Fig. 39 die Anordnung gemäß Fig. 37, nachdem der dort ursprünglich enthaltene, abschaltbare Umschwingfreigabethyristor (178) entfernt und stattdessen der Thyristor (180) eingefügt wurde, dessen Anode an jenen Punkt angeschlossen ist, an welchen ursprünglich die Anode des abschaltbaren Umschwingfreigabethyristors (178) angeschlossen war und dessen Kathode direkt mit der Schalterelektrode mit Konstante Potential (SEK) des Einwegschalters (2) verbunden ist.

Claims (20)

  1. Vereinfachte Einri.chtullg ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleistungsbeanspruchung während ihres Ein- und Ausschaltens sowie von überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten.
    (Zusatz zur Deutschen Patentanmeldung P 3113 655.9 bzw. zur zugehörigen c;ebrauchsmuster-Hilfsanmeldung) Patentansprüche: O Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Befreiung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von hoher Verlustleis tungsbeanspruchung während ihres Ein- und Ausschaltens sowie von überhöhter Sperrspannungsbeanspruchung im Anschluß an ihr Ausschalten, dadurch gekennzeichnet, daß in jenen Pfad der Gesamtschaltung, welcher vor dem Einschalten des Einwegschalters stromlos ist und über welchen sich nach dem vollständigen Einschalten des Einwegschalters der über diesen und den speisenden Gleichspannungszweipol fliesende Strom schließt und/oder in jenen Pfad dcr Gesamtschaltung, welcher nach dem vollständigen Einschalten des Einwegschalters stromlos ist und über welchen sich im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters der zuvor über diesen geflossene Strom schließt, zusätzlich eine, die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzende Drossel, eine sogenannte Einschaltentlastungsdrossel mit konstanter oder stromabhängiger Induktivität eingefügt ist und daß die Überspannungen, welche durch die Stromänderungen in den genannten, zusätzlich eingefügten Einschaltentlastungsdrosseln im Anschluß an das Ausschalten des Einwe'gschalters hervorgerufen werden, derart begrenzt werden, daß dann, wenn in die Schaltungspfade zwischen jener Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren Eingangselektrode genannt -, über welche der Strom in diesen zu diesen eintritt und den Pluspol jenes. speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt, mindestens eine derartige, die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzende Einschaltentlastungsdrossel eingefügt ist, diese Eingangselektrode des Einwegschalters mit einem ersten Anschluß eines als t)berspannungsbegrenzungskondensator eingesetzten Wechselspannungskondensators verbunden ist, dessen verbleibender -xzeiter Anschluß an die Anode einer Diode geführt ist, deren Kathode entweder direkt oder über in der ursprünglichen Schaltung bereits enthaltene, gleichsinnig gepolte Diode mit dem Pluspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols verbunden ist, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt und daß dann, wenn in die Schaltungspfade zwischen jener Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren Ausgangselektrode genannt - , über welche der Strom aus diesem austritt, und den Minuspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungs zweipols, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt, mindestens eine derartige, die Anstiegs geschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzende Einschaltentlastungsdrossel eingefügt ist, diese Ausgangselektrode des Einwegschalters mit einem ersten Anschluß eines als Oberspannungsbegrenzungskondensator eingesetzten Wechselspannungskondensators verbunden ist, dessen verbleibender zweiter Anschluß an die Kathode einer Diode geführt ist, deren Anode entweder direkt oder über in der ursprünglichen Schaltung bereits enthaltende, gleichsinnig gepolte Dioden mit dem Minuspol jenes speisenden oder gespeisten Glcichspannungs zweipols verbunden ist, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt und daß die Kapazitätswerte der als Oberspamiungsbegrenzungskondensatoren eingesetzten Wechselspannungskondensatoren derart gewählt . sind, daß die Ströme, welche im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters über die Oberspannungsbegrenzungskondensatoren fließen, noch vor dem nächsten Einschalten des Einwegschalters praktisch zu Null geworden sind und daß die Aufladung, welche die Oberspannungsbegrenzungskondensa to -ren im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters erfahren, im Anschluß an dessen nächstes Einschalten über zusätzlich eingefügte Umschwingzweige wieder ausgeglichen wird und daß diese Umschwingzweige derart ausgeführt sind, daß von jenen Anschlüssen von Oberspannungsbegrenzungskondensatoren, welche nicht direkt mit einer Hauptstromelektrode des Einwegschalters verbunden sind, zu jener Hauptstromelektrode des Einwegschalters, welche mit dem betreffenden Oberspannungsbegrenzungskondensator nicht direkt verbunden ist, ein Schaltungspfad besteht, in welchem eine Drossel mit konstanter oder stromabhängiger Induktivität und eine Diode in Reihe angeordnet sind, und daß in Fortführung dieses Schaltungspfads zu jener Hauptstromelektrode des Einwegschalters, mit welcher der betreffende Oberspannungsbegrenzungskondensator direkt verbunden ist, eine weitere Diode eingefügt ist, welche den betreffenden Oberspannungsbegrenzungskondensator überbrückt und daß die Anschlußrichtungen der in diesem Schaltungspfad enthaltenen beiden Dioden einheitlich so gewählt sind, daß jede Diode für sich, auch bei einem Kurzschlicßcn der anderen, einen Stromfluß über diesen Schaltungspfad von der Eingangselektrode des Einwegschalters zu dessen Ausgangselektrode unterbindet.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann; wenn dort in jenen Pfad der Gesamtschaltung, welcher nach dem vollständigen Einschalten des Eirnegschalters stromlos ist und über welchen sich im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters der zuvor über diesen geflossene Strom schließt, zusätzlich eine die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzende Drossel, eine sogenannte Einschaltentlastungsdrossel mit konstanter oder stromabhängiger Induktivität eingefügt ist, diese Drossel entfernt und durch eine in derselben. Weise wirkende Zweiwicklungs -Einschaltentlas tungsdrossel mit konstanter oder durchflutungsabhängiger Induktivität ersetzt wird, deren beide voneinander isolierte Wicklungen die gleiche Windungszahl aufweisen und unter Berücksichtigung ihres Wicklungssinns derart in die Hauptstromzweige der Gesamtschaltung eingefügt sind, daß eine dieser beiden Wicklungen den durch den Einwegschalter fließenden Strom führt und daß die auf der Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel wirksame Gesamtdurchflutung der Durchflutung jener Einwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel, welche durch diese Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel ersetzt wurde, proportional ist und daß die Oberspannungen, welche durch die Stromänderungen in den genannten, zusätzlich eingefügten Einwicklungs- und Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrosseln im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters hervorgerufen werden, derart begrenzt werden, daß dann, wenn in die Schaltungspfade zwischen der Eingangselektrode des Einwegschalters, über welche der Strom in diesefl eintritt, und den Pluspol jenes speisenden eder gespeisten Gleichspannungszweipols, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt, mindestens eine derartige, die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den- Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzende Einschaltentlastungs--drossel oder mindestens eine, den Strom durch den Einwegschalter führende Wicklung einer derartigen, die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter währcnd dessen Einschaltens begrenzende Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrossel eingefügt ist, diese Eingangselektrode des Einwegschalters mit einem ersten Anschluß eines als Oberspannungsbegrenzungskondensator eingesetzten Wechselspannungskondensators verbunden ist, dessen verbleibender zweiter Anschluß an die Anode einer Diode geführt ist, deren Kathode entweder direkt oder über in der ursprünglichen Schaltung bereits enthaltene, gleichsinnig gepolte Dioden mit dem Pluspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols verbunden ist, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt und daß dann, wenn in die Schaltungspfade zwischen der Ausgangselektrode des Einwegschalters, über welche der Strom aus diesem aus tritt, und dem Minuspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt, mindestens eine derartige, die Ans tiegsgeschwindigkeit des Stromes durch- den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzende Einschaltentlastungsdrossel oder mindestens eine, den Strom durch den Einwegschalter führende Wicklung einer derartigen, die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzende Zweiwick3 UllgS-Einschaltentlastungsdrossel eingefügt ist, diese Ausgangselektrode des Einwegschalters mit einem ersten Anschluß eines als Überspannungsbegrenzungskondensator eingesetzten Wechselspannungskondensators verbunden ist, dessen verbleibender zweiter Anschluß an die Kathode einer Diode geführt ist, deren Anode entweder direkt oder über in der ursprünglichen Schaltung bereits enthaltene, gleichsinnig gepolte Dioden mit dem Minuspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols verbunden ist, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmt und daß die Aufladung, welche die Cberspannungsbegrenzungskondensatoren im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters erfahren, im Anschluß an dessen nächstes Einschalten über zusätzlich. eingefügte Umschwingkreise wieder ausgeglichen wird, so wie dies in Anspruch 1 beschrieben ist.
  3. 3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn sowohl an die Eingangselektrode des Einwegschalters als auch an dessen Ausgangselektrode jeweils ein Oberspannungsbegrenzungskondensator direkt angeschlossen ist, die Aufladung, welche die Oberspannungsbegrenzungskondellsatoren im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters erfahren, im Anschluß an dessen nächstes Einschalten über einen gemeinsamen zusätzlich eingefügten Umschwingzweig wieder ausgeglichen wird und daß dieser Umschwingzweig derart ausgeführt ist, daß zwischen jenen Anschlüssen der beiden Xberspannungsbegrenzungskondensatoren, welche nicht direkt mit einer Hauptstromelektrode des Einwegschalters verbunden sind, ein Schaltungspfad besteht, in welchem eine Drossel mit konstanter oder stromabhängiger Induktivität und eine Diode in Reihe angeordnet sind und daß in beiderseitiger Fortführung dieses Schaltungspfads zu den beiden Hauptstromelektroden des Einwegschalters die beiden Oberspannungsbegre nzungskondensatoren durch je eine Diode überbrückt sind und daß die Anschlußrichtungen der in diesem Schaltungspfad enthaltenen drei Dioden einheitlich so gewählt sind, daß jede Diode für sich, auch bei einem Kurzschließcn der beiden anderen, einen Stromfluß über diesen Schaltungspfad von der Eingangselektrode des Einwegschalters zu dessen Ausgangselektrõde unterbindet.
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren Schalterelektrode mit springendem Potential genannt-, die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden, speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipol erheblich verändert und an jenen Pol des die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmenden, speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols - im weiteren Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential genannt - , welcher im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters näherungsweise dasselbe Potential aufweist wie die Schalterelektrode mit springendem Potential sowie an jenen Punkt der Gesamtschaltung - im weiteren Punkt mit halbem Sperrspannungspotential genannt - , welcher gegenüber jener Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren Schalterelektrode mit konstantem Potential genannt -, die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden, speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipol weitgehend beibehält, eine Spannung aufweist, welche näherungsweise halb so groß ist wie die Sperrspannung, welche die Schal terelektrode mit springendem Potential gegenüber der Schalterelektrode mit konstantem Potential nach Abschluß eines Ausscbaltvorgangs des Einwegschalters aufweist, eine Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einw&gschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 49 385 des Deutschen Patentamts angeschlossen ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn dort die Schalterelektrode mit springendem i>otential mit einem Anschluß eines Uberspannungsbegrcnzungskondensators-direkt verbunden ist, dessen anderer Anschluß die Schalterelektrode mit springendem Potential als Anschlußpunkt für die dort enthaltene Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 49 385 des Deutschen Patentamts ersetzt.
  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Pluspol jenes speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols, welcher die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten pcstimmt - im weiteren Zuflußelektrode genannt - und an dessen Minuspol - im weiteren Abflußelektrode genannt - sowie an die Eingangselektrode des Einwegschalters und an die Ausgangselektrode des Einwegschalters eine Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegsc1lalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 der Offenlegungsschrift 26 50 673 oder gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 der Ofienlegungsschrift 27 lo 938 des Deutschen Patentamts angeschlossen ist.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren Schalterelektrode mit springendem Potential genannt -die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden, speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipol erheblich verändert und an jenen Pol des die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmenden Gleichspannungszweipols - im weiteren Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential genannt - , welcher im Anschluß an das usschalten des Einwegschalters näherungsweise dasselbe Potential aufweist, wie die Schalterelektrode mit springendem Potential sowie an jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren Schalterelektrode mit konstantem Potential genannt -, die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipol nicht erheblich verändert, eine Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß dem Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 So 673 oder gemäß dem Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 27 lo 938 des Deutschen Patentamts angeschlossen ist.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anschluß der genannten Einrichtung ohne print-ipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß dem Anspruch 3 der Offenlegungsschrift 26 50 673 oder gemäß dem Anspruch 3 der Offenlegungssch.rift 27 1o 938 des Deutschen Patentamts anstelle der Schalterelektrode mit konstantem Potential jene Anschlußelektrode des die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmenden Gleichspannungszweipols verwendet wird, welche vor dem ; Beginn des Ausschaltens des Einwegschalters näherungsweise dasselbe Potential aufweist, wie die Schalterelektrode mit konstantem Potential.
  9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Eingangselektrode und an die Ausgangselektrodc des Einwegschalters eine Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß dem Anspruch 4 der Offenlegungsschrift 26 So 673 oder gemäß dem Anspruch 4 der Offenlegungsschrift 27 1o 938 des Deutschen Patentamts angeschlossen ist.
  10. lo. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6s 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß dann,wenn dort eine Hauptstromclektrodc des Einwegschalters mit einem Anschluß eines Oberspannungsbegrenzungskondensators direkt verbunden ist, der andere Anschluß dieses aber spannungsbegrenzungskondensators die genannte Haup ts t ro nc le ktrode als Anschlußpunkt für die dort enthaltene Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 50 673 oder gemäß der Offenlegungsschrift 27 1o 938 des Deutschen Patentamts ersetzt.
  11. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn dort beide Hauptstromelektroden des Einwegschalters mit je einem Anschluß von jeweils einem Oberspannungsbegrenzungskondensator direkt verbunden sind, die verbleibenden beiden Anschlüsse dieser Oberspannungsbegrenzungskondensatorcn jene Hauptstromelektroden des Einwe'gschalters, welche auf der gegenüberliegenden Seite der betreffenden Oberspannungsbegrcnzungskondensatoren angeschlossen sind, als Anschlußpunkte für die dort enthaltene Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 50 673 oder gemäß der Offenlegungsschrift 27 1o 938 des Deutschen Patentamts ersetzen.
  12. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn dort beide Hauptstromelektroden des Einwegschalters mit je einem Anschluß von jeweils einem Oberspannungsbegrenzungskondensator direkt verbunden sind, einer der vcrbleibenden Anschlüsse dieser Oberspannungsbegrenzungskondens3toren jene Hauptstromelektrodc des Einwegschalters, welche auf der gegenüberliegenden Seite des betreffenden Obe rspannungs be grenzungskondensators angeschlossen ist, als Anschlußpunkt für die dort enthaltene Anordnung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß der Offenlegungsschrift 26 So 673 oder gemäß der Offenle gungss chri ft 27 10 938 des Deutschen Patentamts ersetzt.
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaltungspfad zwischen jener Hauptstromelektrode des Einwegscllalters - im weiteren Schalterclektrode rit konstantem Potential genannt -, die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr elektrisches Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden, speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipol nicht erheblich verändert und denjenigen Pol dieses, die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmenden, speisenden oder gespeisten Gleichspannungszweipols, welcher zumindest näherungsweise dasselbe Potential aufweist, wie die Schalterelektrode mit konstantem Potential, keine Einschaltentlastungsdrossel eingefügt ist, und daß, ersatzweise für jene Hauptstromelektrode des Einwegschalters - im weiteren Schalterelektrode mit springenden Potential genannt - , die beim Abschalten des über den Einwegschalter fließenden Stromes ihr Potential gegenüber dem anschließend die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters bestimmenden, speisenden oder gespeisten G.leichspannungszweipoi erheblich verändert, an jenen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators, welcher nicht direkt an die Schalterelektrode mit springendem Potential geführt ist und an jenen Pol des die Sperrspannungsbeanspruchung des Einwegschalters im Anschluß an dessen Ausschalten bestimmenden Gleichspannungszweipols - im weiteren Schaltungspunkt mit Sperrspannungspotential genannt -, welcher im Anschluß an das Ausschalten des Einwegschalters näherungsweise dasselbe Potential aufweist, wie die Schalterelektrode mit springendem Potential sowie an die genannte Schalterelektrode mit konstantem Potential, eine Einrichtung ohne prinzipbedingte Verluste zur Entlastung elektrischer oder elektronischer Einwegschalter von ihrer Verlustleistungsbeanspruchung beim Ausschalten gemäß dem Anspruch 3 der OIfenlegungsschrift 26 50 673 des Deutschen Patentamts angeschlossen ist und daß in die Verbindungsleitung zwischen jenem Anschluß des dort enthaltenen Längsentlastungskondensators, welcher nicht direkt an die dort enthaltene Längsentlastungsdiode angeschlossen ist und jenen Anschluß des Oberspannungsbegrenzungskondensators, welcher nicht direkt an die Schalterelektrode mit springendem Potential geführt ist, eine Diode - im weiteren Rückschwingsperrdiode genannt - eingefügt ist und daß zwischen die Schalterelektrode mit springendem Potential und jenen Schaltungspunkt, an welchem ein Anschluß des l.ängsentlastungskondensators direkt mit einem Anschluß der Rückschwingsperrdiode verbunden ist, eine Diode - im weiteren Umschwingfreigabediode genannt - eingefügt ist und daß die Anschlußrichtungen der Rückschwingsperrdiode und der Umschwingfreigabediode derart gewählt sind, daß auf dem über diese beiden Dioden gebildeten Pfad zwischen den beiden Anschlüssen des Oberspannu1lgsbegrenzungskondensators ein Stromfluß in derselben Richtung möglich ist, wie über die hierzu parallele, durch die Überbrückungsdiode hergestellte Verbindung.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltene Umschwingfreigabediode entfernt und durch einen gleichsinnig gepolten Thyristor - im weiteren Umschwinglreigabethyristor genannt - ersetzt wird und daß dieser Umschwingfreigabethyristor jeweils zusammen mit dem Einwegschalter eingeschaltet wird.
  15. 15. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltene Umschwingfreigabediode entfernt und durch einen gleichsinnig gepolten, abschaltbaren l5wwristor -im weiteren abschaltbarer Umschwingfreigabethyris tor genannt -oder durch eine gleichsinnig gepolte Reihenschaltung einer Diode und eines Transistors - im weiteren Umschwingfreigabetransistor genannt - ersetzt wird und daß dieser abschaltbare Umschwingfreigabethyristor eder der alternativ eingesetzte Umschwingfreigabetransistor mit in Reihe geschalteter Diode jeweils zusammen mit dem Einwegschalter ein- und ausgeschaltet wird.
  16. 16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der dort enthaltene, abschaltbare Umschwingfreigabethyristor oder der dort alternativ enthaltene Umschwingfreigabetransistor mit in Reihe geschalteter Diode von der Schalterelektrode mit springendem Potential abgetrennt und mit dem dabei freiwerdenden Anschluß an die SShalterelektrode mit konstantem Potential angeschlossen wird.
  17. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jene Dioden, welche die dort enthaltenen Oberspannungsbegrenzungskondensatoren überbrücken, entfernt sind und daß die dort bestehenden Verbindungsleitungen zwischen den Eingangs- oder Ausgangselektroden des Einwegschalters einerseits und den Wicklungsanschlüssen von dort enthaltenen, die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes durch den Einwegschalter während dessen Einschaltens begrenzenden Einwicklungs- oder Zweiwicklungs-Einschaltentlastungsdrosseln andererseits zunächst aufgetrennt werden und die dabei entstehenden Paare freier Leitungsenden anschließend über jeweils eine zusätzlich eingefügte Diode - im weiteren Hauptstromreihendiode genannt - überbrückt sind und daß die Anschlußrichtungen dieser Hauptstromreihendioden derart gewählt sind, daß im Anschluß an das Einschalten des Einwegschalters ein Stromfluß über den Einwegschalter selbst und die hierzu in Reihe geschalteten Hauptstromrqihendioden möglich ist.
  18. 18. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltene Umschwingfreigabediode entfernt ist und daß zwischen die beiden Anschlüsse der dort enthaltenen Rückschwingsperrdiode ein gegensinnig gepolter Thyristor - im weiteren Umschwingfreigabethyristor genannt - oder ein gegensinnig gepolter abschaltbarer Thyristor - im weiteren abschaltbarer Umschwingfreigabethyristor genannt oder ein gegensinnig gepolter Transistor - im weiteren Umschwingfreigabetransistor genannt - eingefügt ist und daß dieser Umschwingfreigabethyristor jeweils zusammen mit dem Einwegschalter eingeschaltet wird und daß der alternativ eingesetzte, abschaltbare Umschwingfreigabethyrisor oder der ebenfalls alternativ eingesetzte Umschwingfreigabetransistor jeweils zusammen mit denl Einwegschalter ein- und ausgeschaltet wird.
  19. 19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß von jenen Anschlüssen der dort enthaltenen Querentlastungsdioden, welche mit jeweils einem Anschluß von dort enthaltenen Querentlastungskondensatoren direkt verbunden sind, zusätzlich je eine Diode - im weiteren Ablösediode genannt - zu den jeweils verbleibenden sclüssen der betreffenden Querentlastungskondensatoren geführt ist und daß die Polung dieser Ablösedioden jeweils so gewählt ist, daß sie eine Aufladung der Querentlastungskondensatoren während des Ausschaltens des Einwegschalters zulassen.
  20. 20. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der dort enthaltene, abschaltbare Umschwingfreigabethyristor oder der dort alternativ enthaltene Umschwingfreigabetransistor mit in Reihe geschalteter Diode entfernt und durch einen gleichsinnig gepolten Thyristor ersetzt ist, der jeweils zusammen mit dem Einwegschalter gezündet wird.
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EP0351144A1 (de) * 1988-07-14 1990-01-17 Astec International Limited Energieversorgungen

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