DE3212320A1 - Schaltungsanordnung zur selektiven ansteuerung eines oder mehrerer leistungs-feldeffekttransistoren im schaltbetrieb mit potentialtrennung - Google Patents

Schaltungsanordnung zur selektiven ansteuerung eines oder mehrerer leistungs-feldeffekttransistoren im schaltbetrieb mit potentialtrennung

Info

Publication number
DE3212320A1
DE3212320A1 DE19823212320 DE3212320A DE3212320A1 DE 3212320 A1 DE3212320 A1 DE 3212320A1 DE 19823212320 DE19823212320 DE 19823212320 DE 3212320 A DE3212320 A DE 3212320A DE 3212320 A1 DE3212320 A1 DE 3212320A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit arrangement
transformer
power field
field effect
effect transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19823212320
Other languages
English (en)
Other versions
DE3212320C2 (de
Inventor
Bruno Ing Grad Bertsch
Gerhard Dipl Ing Steuerwald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB AG Germany
Original Assignee
Brown Boveri und Cie AG Germany
BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brown Boveri und Cie AG Germany, BBC Brown Boveri AG Germany filed Critical Brown Boveri und Cie AG Germany
Priority to DE19823212320 priority Critical patent/DE3212320A1/de
Publication of DE3212320A1 publication Critical patent/DE3212320A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3212320C2 publication Critical patent/DE3212320C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/689—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
    • H03K17/691—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

  • Schaltungsanordnung zur selektiven Ansteuerung eines
  • oder mehrerer Leistungs-Feldeffekttransistoren im Schaltbetrieb mit Potentialtrennung Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur selektiven Ansteuerung eines oder mehrerer Leistungs-Feldeffekttransistoren im Schaltbetrieb mit Potentialtrennung durch Übertrager. Solche Ansteuerungen für Leistungs-Feldeffekttransistoren finden Anwendung bei Ausgabegeräten in leittechnischen Anlagen oder für den Aufbau von Transistorstellern für Gleich-, Wechsel- oder Drehstromantriebe.
  • Ansteuereinrichtungen für Leistungs-Feldeffekttransistoren sollen kurze Verzögerungszeiten und geringe Verlustleistung aufweisen, wenig Raum einnehmen und in manchen Fällen eine Potentialtrennung zwischen Eingangs-und Ausgangssignal enthalten.
  • Es ist bekannt, die Potentialtrennung in Ansteuerungen auf induktivem, optischem oder piezoelektrischem Wege durchzuführen (Siemens Components 20, 1982, Seite 8 bis 12 und Siemens Components 18, 1980, Seite 187 bis 188 und Seite 218 bis 224).
  • Bei allen bekannten Schaltungen ist nachteilig, daß große Einschaltverzögerungen und lange Abschaitzeiten auftreten. Sie sind deshalb für schnelle Schaltanwendungen nicht gut geeignet. Die Einschaltverzögerung ist bei den bekannten Ansteuerungen mit Übertragern (Siemens Components 18, 1980, Seite 187, Bild 1 und Seite 221, Bild 8; Siemens Components 20, 1982, Seite 10, Bild 2 und 3) durch die Anschwingzeit des Sperrschwingers bedingt. Die Abschaltzeit ist durch den hochohmigen Ableitwiderstand zwischen Gate und Source des Feldeffekttransistors bestimmt. Die Verzögerungszeiten sind bei höheren Frequenzen mit erhöhter Verlustleistung des Leistungs-Feldeffekttransistors verbunden. Ein niederohmiger Ableitwiderstand würde einen großen Übertrager erfordern. Der hochohmige Ableitwiderstand bewirkt auch, daß der Leistungs-Feldeffekttransistor in fehlerhafter Weise auch ohne Eingangssignal schalten kann, wenn an der Source-Drainstrecke ein hoher Spannungsanstieg du/dt auftritt und dabei durch Rückkopplung die Spannung am Gate ansteigt. Weiterhin ist bei den bekannten Schaltungen nachteilig, daß der Übertrager in Abhängigkeit vom zulässigen Bereich der Frequenz des Eingangssignals dimensioniert werden muß. Der Vbertrager wird bei niedriger Frequenz groß und gleichzeitig sinkt die obere Übertragungsfrequenz. Für die Anwendung in Geräten mit mehreren gleichartigen Funktionseinheiten ist bei den bekannten Schaltungen außerdem nachteilig, da,3 für jede Funktionseinheit eine vollständige Ansteuerung mit relativ hohem Raumbedarf erforderlich ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Leistungs-Feldeffekttransistoren für schnellen, rckkopplungsrreien Schalt- betrieb mit Potentialtrennung anzugeben. Die Schaltung soll außerdem zu einer Einrichtung mit geringem Raumbedarf führen, damit möglichst viele Funktionseinheiten auf einer Elektronikkarte untergebracht werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Schaltung anordnung zur selektiven Ansteuerung eines oder mehrerer Leistungs-Feldeffekttransistoren im Schaltbetrieb mit Potentialtrennung durch Übertrager durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Bezeichnung Leistungs-Feldeffekttransistor steht stellvertretend für Bauelemente bzw. Schaltungsanordnungen mit ähnlichen Eigenschaften wie Feldeffekttransistoren. Das bedeutet, daß die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung auch für bipolare Transistoren in Darlingtonschaltung geeignet ist, wenn diese nur einen geringen Eingangsstrom und keine negative Basis-Emitter-Spannung zum Sperren benötigen.
  • Die mit der erfindungsgemäßen Schaltung erzielten Vorteile bestehen u.a. darin, daß der übertrager sehr klein dimensioniert werden kann, indem eine hohe Taktfrequenz für die Hilfsspannung gewählt wird. Die Frequenz des Eingangssignals kann in einem großen Bereich variieren und das Signal wird trotzdem originalgetreu übertragen. Der niederohmige Belastungswiderstand (etwa 100 Ohm), der ständig in der Gate-Source-Strecke eingeschaltet ist, bewirkt, daß sich am Gate des Feldeffekttransistors keine durch Störsignale verursachte Spannung aufbauen kann und daß der Feldeffekttransistor schnell abschaltet, wodurch die Verluste auch bei hoher Frequenz niedrig sind. Vorteilhaft ist auch, daß für mehrere Ansteuerungen nur eine zentrale Hilfsspannungsquelle benötigt wird.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung kann die Hilfsspannungsquelle aus einem Taktfrequenzoszillator, einem Flipflop und zwei Schaltverstärkern bestehen und in CMOS-Technik aufgebaut werden, wodurch der Energiebedarf gering ist.
  • Den Übertrager kann man vorteilhaft als RingkernUbertrager ausbilden, da dieser bei kleiner Bauform die Übertragung einer relativ großen Ansteuerleistung erlaubt und wegen seines geringen Streufeldes für schnelle Übertragung geeignet ist.
  • Als Leistungs-Feldeffekttransistor kann man zweckmäßig MOS-FET mit der bekannten niedrigen Ansteuerleistung verwenden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann man in die äußeren Zuleitungen zur Primärseite des Ubertragers Widerstände einfügen, die zur Symmetrierung, Strombegrenzung und Glättung der Gleichspannung dienen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
  • Ein Oszillator 1, ein Flipflop 2 und zwei Schaltverstärker 3 bilden eine für alle Ansteuereinheiten II gemeinsame Hilfsspannungsquelle I, die an ihren beiden Ausgängen dauernd gegenphasige Gleichspannungsimpulse abgibt. Jede Ansteuereinheit II enthält einen übertrager mit Mittelanzapfung auf der PrimSrseite 10, mit Symmetrierwiderständen 8 und Entkopplungsdioden 9 in äußeren Zuleitungen 4,6 zur Primärwicklung und einem elektronischen Schalter 7 in einer Zuleitung 5 zur Mittelanzapfung auf der Primärseite und mit einem Gleichrichter 11 und einem Belastungswiderstand 12 auf der Sekundärseite des Übertragers. Die gegenphasigen Impulse der Hilfs- spannungsquelle I werden über Leitungen 4,6 parallel zu allen Ansteuerungen II und dort zu den Enden der Primärwicklung des Übertragers 10 geführt. Die Übertragung der Impulse auf die Sekundärseite des Übertragers erfolgt nur, wenn am zugehörigen Eingang e ein Eingangssignal ansteht, wodurch der elektronische Schalter 7 die Mittelanzapfung des übertragers 10 mit einer Versorgungsspannung verbindet. Die Versorgungsspannung ist je nach Art der Schaltverstärker in der Hilfsspannungsquelle Massepotential oder Speisespannungspotential Us. Die übertragenen Signale werden gleichgerichtet und den Anschlüssen Gate G und Source S des Feldeffekttransistors 13 zugeführt, der dann schaltet. Wenn keine Impulse mehr übertragen werden, wird die Gate-Source-Kapazität über den Widerstand 12 entladen und der Feldeffekttransistor 13 sperrt. Es können im Prinzip beliebig viele Ansteuerungen parallel betrieben werden; die Schaltverstärker 3 müssen für den entsprechenden Strom ausgelegt werden.
  • Leerseite

Claims (5)

  1. An sprüche ¼>1 Schaltungsanordnung zur selektiven Ansteuerung eines oder mehrerer Leistungs-Feldeffekttransistoren im Schaltbetrieb mit Potentialtrennung durch Ubertrager, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Leistungs-Feldeffekttransistor (13) eine Ansteuereinheit (II) vorgeschaltet ist, bestehend aus einem Übertrager (10) mit Mittelanzapfung auf der Primärseite, einem elektronisch gesteuerten Schalter (7)in der Zuleitung (5) zur Mittelanzapfung, (4,6) zu den Enden der Primärwicklung, einem Doppelweggleichrichter (11) auf der SekundSrseite des Ubertrages (10) und einem die Gleichspannungspole des Gleichrichters (11) überbrückenden ohmschen Entladewiderstand (12), daß eine zentrale Hilfsspannungsquelle (I) vorgesehen ist, die gegenphasige Gleichspannungsimpulse auf die Zuleitungen (4,6) zu den Enden der Primärwicklungen führt, daß die Zuleitung (5) zur Mittelanzapfung an eine Versorgungsspannung (Us) gelegt ist und daß jeder Schalter (7) einen eigenen Steuereingang hat.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannungsquelle (1) aus einem Taktfrequenz-Oszillator (1), einem Flipflop (2) und zwei Schaltverstärkern (3) besteht.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager (10) ein Ringkernübertrager ist.
  4. 11. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Leistungs-Feldeffekttransistor (13) um einen MOS-FET handelt.
  5. 5. Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitungen (4,6) zu den Enden der Primärwicklung des Übertragers (10) Symmetrierwiderstände (8) eingefügt sind.
DE19823212320 1982-04-02 1982-04-02 Schaltungsanordnung zur selektiven ansteuerung eines oder mehrerer leistungs-feldeffekttransistoren im schaltbetrieb mit potentialtrennung Granted DE3212320A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823212320 DE3212320A1 (de) 1982-04-02 1982-04-02 Schaltungsanordnung zur selektiven ansteuerung eines oder mehrerer leistungs-feldeffekttransistoren im schaltbetrieb mit potentialtrennung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823212320 DE3212320A1 (de) 1982-04-02 1982-04-02 Schaltungsanordnung zur selektiven ansteuerung eines oder mehrerer leistungs-feldeffekttransistoren im schaltbetrieb mit potentialtrennung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3212320A1 true DE3212320A1 (de) 1983-10-13
DE3212320C2 DE3212320C2 (de) 1987-01-29

Family

ID=6160090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823212320 Granted DE3212320A1 (de) 1982-04-02 1982-04-02 Schaltungsanordnung zur selektiven ansteuerung eines oder mehrerer leistungs-feldeffekttransistoren im schaltbetrieb mit potentialtrennung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3212320A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2685491A1 (fr) * 1991-12-23 1993-06-25 Sextant Avionique Dispositif electronique de multiplexage de plusieurs charges excitees en courant alternatif.
US8816653B2 (en) 2008-09-25 2014-08-26 Infineon Technologies Austria Ag Circuit including a transformer for driving a semiconductor switching element

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1543153A (en) * 1975-04-18 1979-03-28 Ici Ltd Electronic switches
DE2808000A1 (de) * 1978-02-23 1979-08-30 Licentia Gmbh Verfahren zur ansteuerung von leistungshalbleitern
DE3028986A1 (de) * 1980-07-30 1982-03-04 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halbleiterschalter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1543153A (en) * 1975-04-18 1979-03-28 Ici Ltd Electronic switches
DE2808000A1 (de) * 1978-02-23 1979-08-30 Licentia Gmbh Verfahren zur ansteuerung von leistungshalbleitern
DE3028986A1 (de) * 1980-07-30 1982-03-04 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halbleiterschalter

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: Siemens Components 18, 1980, S.187-188,218-224 *
DE-Z.: Siemens Components 20, 1982, S.8-12 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2685491A1 (fr) * 1991-12-23 1993-06-25 Sextant Avionique Dispositif electronique de multiplexage de plusieurs charges excitees en courant alternatif.
EP0549444A1 (de) * 1991-12-23 1993-06-30 Sextant Avionique Elektronische Vorrichtung zur Multiplexierung verschiedener mit Wechselstrom gespeisster Läste
WO1993013435A1 (fr) * 1991-12-23 1993-07-08 Sextant Avionique Dispositif electronique de multiplexage de plusieurs charges excitees en courant alternatif
US8816653B2 (en) 2008-09-25 2014-08-26 Infineon Technologies Austria Ag Circuit including a transformer for driving a semiconductor switching element
US9455704B2 (en) 2008-09-25 2016-09-27 Infineon Technologies Austria Ag Circuit including a transformer for driving a semiconductor switching element

Also Published As

Publication number Publication date
DE3212320C2 (de) 1987-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0053709B1 (de) Schaltungsanordnung zum Ansteuern mindestens eines Leistungs-FET
EP1783910B1 (de) Schaltungsanordnung und ein Verfahren zur galvanisch getrennten Ansteuerung eines Halbleiterschalters
DE102018126779A1 (de) Gate-Treiber-Schaltung mit Spannungsinvertierung für einen Leistungshalbleiterschalter
DE2903327C2 (de) Schaltungsanordnung zur Übertragung von Gleichstromsignalen zwischen galvanisch getrennten Signalleitungen
DE3045771A1 (de) Schaltungsanordnung zum ansteuern eines leistungs-fet
DE3727170A1 (de) Gleichspannungswandler mit einem uebertrager
DE1588578A1 (de) Erregungsschaltung fuer einen Elektromagnet
DE112015004164T5 (de) Leistungsumwandlungsvorrichtung
EP0343202B1 (de) Ansteuerschaltung für triacs
DE3212320A1 (de) Schaltungsanordnung zur selektiven ansteuerung eines oder mehrerer leistungs-feldeffekttransistoren im schaltbetrieb mit potentialtrennung
EP0169609B1 (de) Schaltungsanordnung zum Schalten des Stromes in einer induktiven Last
DE2045840A1 (de) Eingabegerat fur Kodesignale
EP0006194B1 (de) Schaltungsanordnung zur erdfreien Übertragung von Signalen über Trennstellen in Fernmeldeanlagen
DE3801530C2 (de)
EP0292817A2 (de) Schaltungsanordnung zur Erzeugung bipolarer digitaler Datensignale
DE3642280C2 (de) Sendesignalgenerator
DE3533798A1 (de) Trennuebertrager
EP0146832B1 (de) Abschalteinrichtung für einen selbstschwingenden Sperrwandler
DD292573A5 (de) Schaltungsanordnung zur potentialgetrennten uebertragung von impulsen beliebiger laenge und frequenz fuer das ansteuern von transistorschaltern
DE4317533C2 (de) Stelltransformator
DE3241821A1 (de) Schaltungsanordnung fuer umrichter
DE102015215869A1 (de) Dreiphasiger Gleichspannungswandler
DE4103542A1 (de) Gegentaktwandler
AT284214B (de) Schaltungsanordnung für einen hochfrequent gesteuerten vollelektronischen Durchschaltepunkt in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen
DE7129005U (de) Impulsuebertrager mit zwei induktivitaeten und nachgeschaltetem ein- oder zweistufigen transistorverstaerker

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: BBC BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ASEA BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE

8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)