DE3226001A1 - Verfahren zur erzeugung von ansteuerimpulsen fuer einen gleichstromsteller und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von ansteuerimpulsen fuer einen gleichstromsteller und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE3226001A1 DE19823226001 DE3226001A DE3226001A1 DE 3226001 A1 DE3226001 A1 DE 3226001A1 DE 19823226001 DE19823226001 DE 19823226001 DE 3226001 A DE3226001 A DE 3226001A DE 3226001 A1 DE3226001 A1 DE 3226001A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 P 3 2 0 5 DE
Verfahren zur Erzeugung von Ansteuerimpulsen für einen Gleichstromsteller und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Ansteuerimpulsen für einen Gleichstromsteller mit vier Halbleiterschaltern in Brückenschaltung, wobei die Ansteuerimpulse durch Vergleich einer Dreieckspannung mit einer Steuerspannung gewonnen werden und wobei zwischen den Einschaltphasen der Halbleiterschalter jedes Brückenzweiges eine Pausenzeit liegt und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei Gleichstromstellern wird ein resultierender Laststrom bzw. eine resultierende Lastspannung durch das Einschaltverhältnis zweier in einer Brückenschaltung diagonal gegenüberliegender Halbleiterschalter eingestellt. Dazu müssen Ansteuerimpulse für die Halbleiterschalter erzeugt werden, die in ihrer Länge veränderlich sind. Dies wird beispielsweise nach dem Buch "NetzgefUhrte Stromrichter mit Thyristoren" von Gottfried Möltgen, 2. Auflage, Seiten 278 bis 279 durch Vergleich einer dreieckförmigen bzw. sägezahnförmigen Spannung mit einer Steuerspannung erreicht. Dabei ist der Ein- bzw. AusschaltZeitpunkt der HaIbleiterschalter durch den Schnittpunkt der Dreieckspannung mit der Steuerspannung gegeben. Bei der Ansteuerung der Halbleiterschalter muß darauf geachtet werden, daß keinesfalls zwei der in Serie liegenden Halbleiterschalter gleichzeitig eingeschaltet werden. Dies würde nämlich zu einem Kurzschluß der Versorgungsspannungsquelle führen. Zur Abkürzung wird im folgenden, wie in
Sid 2 Bim / 08.07.1982
-Ζ- VPA 82 P 3 2 0 5 DE
der Stromrichtertechnik allgemein üblich, die Serienschaltung von zwei die Versorgungsspannungsquelle überbrückenden Halbleiterschaltern als Brückenzweig bezeichnet, während jeweils zwei an den gleichen Pol der Versorgungsspannungsquelle angeschlossene Halbleiterschalter als Brückenhälfte bezeichnet werden. Um einen Kurzschluß der Versorgungsspannungsquelle zu verhindern, wird zwischen den Einschaltphasen der Halbleiterschalter eines Brückenzweiges zur Sicherheit eine Pausenzeit eingehalten. Bei handelsüblichen Geräten wird der zweite Halbleiterschalter jedes Brückenzweiges gegenüber dem ersten Halbleiterschalter invertiert angesteuert, wobei zur Erzeugung der Pausenzeit RC-Zeitglieder vorgesehen sind. Dazu ist ein hoher Bauteileaufwand erforderlich. Die Pausenzeiten sind mit der Toleranz der einzelnen Verzögerungsglieder behaftet. Durch die erforderlichen Pausenzeiten, die auch bei der Umschaltung von einer Brückendiagonalen auf die andere Brückendiagonale wirksam werden, wird ein Totband in der Übertragungscharakteristik hervorgerufen, in der kleine positive bzw. negative Steuerspannungen noch keine Ausgangsspannung hervorrufen. Die vor allem durch die Toleranz der Kondensator-Kapazität der RC-Glieder verursachte Toleranz der Pausenzeiten hat dabei vor allem den Nachteil, daß dieses Totband für negative und positive Werte der Steuerspannung unterschiedlich ist, so daß die Übertragungscharakteristik, d.h. der Zusammenhang zwischen Steuerspannung und Ausgangsspannung des Gleichstromstellers unsymmetrisch wird. Damit kann auch das Totband beim Nulldurchgang der Steuerspannung nicht für beide Richtungen der Steuerspannung gleichmäßig kompensiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einangs genannten Art so auszugestalten, daß die
(ρ
- -2T - VPA82P3205OE
Toleranz der Pausenzeiten klein gehalten werden kann und daß die Pausenzeiten einfach einstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine erste und eine zweite Dreieckspannung gebildet werden, die gegeneinander um eine Differenzspannung verschoben sind und daß ein erster Halbleiterschalter jedes Brückenzweiges durch Vergleich der ersten Dreieckspannung mit der Steuerspannung und ein zweiter Halbleiterschalter desselben Brückenzweiges durch Vergleich der zweiten Dreieckspannung mit der Steuerspannung angesteuert wird. Damit wird also die erforderliche Pausenzeit dadurch realisiert, daß die beiden Halbleiterschalter jedes Brückenzweiges mit zwei gegeneinander verschobenen Dreieckspannungen angesteuert werden. Da die Verschiebung durch einfache Addition der konstanten Differenzspannung vorgegeben werden kann, ist auch die Toleranz der Pausenzeit gering und ihre Dauer mit der Größe der Differenzspannung für alle Halbleiterschalter gemeinsam einfach einzustellen.
Vorteilhafterweise sind die erste und die zweite Dreieckspannung gegenüber einer symmetrisch zu einem Bezugspotential liegenden Hilfs-Dreieckspannung um bev 25 tragsmäßig gleiche Differenzspannungen unterschiedlicher Polarität verschoben. Damit wird das bereits eingangs erläuterte Totband der übertragungscharakteristik bezüglich dem Bezugspotential symmetrisch.
Zweckmäßigerweise wird bei positiver Polarität der Steuerspannung zu dieser die positive Differenzspannung und bei negativer Polarität der Steuerspannung zu dieser die negative Differenzspannung addiert. Damit wird das Totband der übertragungscharakteristik kompensiert, d.h. die Pausenzeiten bei Umschaltung von
- ρ- VPA 82 P 32 0 5 DE
einer Brückendiagonale auf die andere unwirksam, während die Pausenzeiten für die Einschaltphasen eines Brückenzweiges erhalten bleiben.
Die Differenzspannung kann der Frequenz der Ansteuerimpulse proportional sein. Damit erhält man Pausenzeiten, die unabhängig von der Frequenz der Ansteuerimpulse sind.
Bei einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens, bei der jeder Halbleiterschalter von Je einem Komparator mit zwei Eingängen angesteuert wird und bei dem an einem ersten Eingang jedes Komparators die Steuerspannung ansteht, kann dem zweiten Eingang 5 jedes Komparators ein erster Addierer vorgeschaltet sein, wobei an einem ersten Eingang jedes ersten Addierers die Hilfs-Dreieckspannung U00 ansteht, wobei an einem zweiten Eingang jedes ersten Addierers, der einem Halbleiterschalter einer ersten Brückenhalfte zugeordnet ist, die positive Differenzspannung ansteht und wobei an einem zweiten Eingang jedes ersten Addierers, der einem Halbleiterschalter einer zweiten Brückenhälfte zugeordnet ist, die negative Differenzspannung ansteht. Mit dieser Schaltung kann das erfindungsgemäße Verfahren mit geringem Bauelemente-Aufwand realisiert werden.
Die Hilfs-Dreieckspannung kann einem Frequenz-Spannungswandler zugeführt werden, der ausgangsseitig die Differenzspannung abgibt. Damit wird eine der Frequenz der Ansteuerimpulse proportionale Differenzspannung und somit eine Pausenzeit erzeugt, die unabhängig von der Frequenz der Dreieckspannungen bzw. der Ansteuerimpulse ist.
Die Steuerspannung kann einem ersten Eingang eines zweiten Addierers und einer Polaritäts-Erfassungsstufe
- % - VPA 82 P 32 0 5 DE
zugeführt sein, wobei die Polaritäts-Erfassungsstufe einen Umschalter steuert, der einem zweiten Eingang des zweiten Addierers in Abhängigkeit von der Polarität der Steuerspannung entweder die positive oder die negative Differenzspannung zuführt und wobei der Ausgang des zweiten Addierers mit dem ersten Eingang jedes !Comparators verbunden ist. Mit einer derartigen Schaltung wird das Totband bei kleinen Steuerspannungen beseitigt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert.
Figur 1 zeigt die Grundschaltung eines Gleichstromstellers mit vier Halbleiterschaltern, im Ausführungsbeispiel Transistoren T1 bis T4 in Brückenschaltung. Dabei sind jeweils die Halbleiterschalter T1, T2 bzw. T3t T4 in einem Brückenzweig angeordnet. In einer Diagonale der Brückenschaltung, an der die Ausgangsspannung UA ansteht, liegt als Last ein Motor M. Antiparal-IeI zu jedem Halbleiterschalter T1 bis T4 ist eine Freilaufdiode D1 bis D4 geschaltet, die bei sperrendem Halbleiterschalter den Laststrom IA übernimmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels nach Figur 2 näher erläutert. Es wird zunächst ausgegangen von einer symmetrisch zur Spannung 0 liegenden Hilfs-Dreieckspannung U00. Aus dieser Hilfs-Dreieckspannung werden zwei weitere Dreieckspannungen U01 und U02 gebildet, die gegenüber der Hilfs-Dreieckspannung um Δ U1 bzw. Δ U2 verschoben sind. Dabei ist Δ U2 = -AU1. Damit stehen also zwei Dreieckspannungen U01 und U02 zur Verfügung, die gegeneinander um eine Differenzspannung Δ U = AU1 -AU2 verschoben sind. Zur Bildung der Ansteuerimpulse werden nun diese beiden Dreieckspannungen U01 und U02 mit einer Steuerspannung υ«, verglichen. Die Erläuterung erfolgt im
- ^- VPA 82 P 32 0 5DE
folgenden zunächst für den Fall Ugt » O. Die resultierenden Ansteuerimpulse für die Halbleiterschalter T1 bis T4 sind in Figur 2 dick ausgezogen. Die Halbleiterschalter T1 und T4, also die Halbleiterschalter der 5 oberen Brückenhälfte werden durch Vergleich der Steuerspannung Ust mit der ersten Dreieckspannung U^ gesteuert. Dabei wird der Halbleiterschalter T1 eingeschaltet, solange die erste Dreieckspannung U^ kleiner als die invertierte Steuerspannung -U3^ ist und <*βΓ Halbleiterschalter T4 wird eingeschaltet, wenn die Dreieckspannung Ujy. kleiner als die S teuer spannung Ug^ ist. Die Halbleiterschalter T2, T3 der unteren Brückenhälfte werden durch Vergleich der Steuerspannung Ug^ mit der zweiten Dreieckspannung U^2 gesteuert. Dabei wird der Halbleiterschalter T3 eingeschaltet, solange die zweite Dreieckspannung Up2 größer als die Steuerspannung Ug+ ist und der Halbleiterschalter T2 wird eingeschaltet, solange die zweite Dreieckspannung Uq2 größer als die invertierte Steuerspannung -Ug^ ist.
Eine nähere Betrachtung der Schaltdiagramme für die Halbleiterschalter T1 bis T4 ergibt folgenden Sachverhalt: Die Einschaltzeiten der Halbleiterschalter T1, T2 bzw. T3, T4 eines Brückenzweiges sind um eine Pausenzeit Δ t versetzt. Diese Pausenzeit At ergibt sich aus der Differenz der Zeitpunkte t^, t2, in denen die Dreieckspannungen Uß1 und U02 mit der Steuerspannung ^St ü'kereinstimmen. Die Größe dieser Differenz, also die Pausenzeit At ist wiederum abhängig von der Differenz der Dreieckspannungen U^1, U^2, also von AU=
Bei den Diagrammen nach Figur 2 sieht man ferner, daß zu keinem Zeitpunkt zwei in der Brückenschaltung diagonal gegenüberliegende Halbleiterschalter T1, T3 bzw. T2, T4 gleichzeitig eingeschaltet sind. Damit ist also
AO
-ρ- VPA 82 P 32 0 5 DE
die Ausgangsspannung UA der Brückenschaltung, wie bei der Steuerspannung Ust = O erwünscht, gleich Null. Den Diagrammen nach Figur 2 ist auch zu entnehmen, daß auch bei geringer positiver oder negativer Steuerspannung Ust noch keine Überlappung der Einschaltzeiten diagonal gegenüberliegender Halbleiterschalter T1, T3 bzw. T2, T4 stattfindet, da sich die Pausenzeit At auch zwischen zwei diagonal gegenüberliegenden Halbleiterschaltern T1, T3 bzw. T2, T4 auswirkt. In einem Totband um die Steuerspannung Ug^. » 0 kommt daher keine Ausgangsspannung UA zustande. Erst wenn die Steuerspannung größer als die positive Differenzspannung Ujj-j bzw. kleiner als die negative Differenzspannung U02 wird, ergibt sich eine Überlappung der Einschaltzeiten diagonal gegenüberliegender Halbleiterschalter T1, T3 bzw. T2, T4, so daß bei weiter ansteigender Steuerspannung auch die Ausgangsspannung U. ansteigt. Das Totband, in dem eine Steuerspannung noch keine Ausgangsspannung hervorruft, liegt also zwischen der positiven Differenzspannung AU1 und der negativen Differenzspannung <-w?*
AU1<USt< .
Da U2 β - U1, liegt das Totband also symmetrisch zur Steuerspannung Ug. * 0.
In Figur 2 sind weiterhin die Ansteuerdiagramme für den Fall einer positiven Steuerspannung Ug^ = Ug^1 dargestellt. Die entstehenden Ansteuerimpulse für die Halbleiterschalter T1 bis T4 sowie die Ausgangsspannung UA sind schraffiert dargestellt. In diesem Fall tritt eine Überlappung der Einschaltzeiten der diagonal gegenüberliegenden Halbleiterschalter T2 und T4 auf, so daß der dargestellte Verlauf der Ausgangsspannung UA entsteht. Zwischen den Einschaltzeiten der
- er- VPA 82 P 32 0 5 DE
Halbleiterschalter T1 und Τ2 in der zweiten Brückendiagonalen findet dagegen keine Überlappung statt. Die Pausenzeiten zwischen den Einschaltphasen der Halbleiterschalter T1, T2 bzw. T3, T4 eines Brückenzweiges bleiben konstant, da sich die Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t^, t2 der Schnittpunkte der Dreieckspannungen Uß,., Uj-j2 mit der Steuerspannung Ug^ nicht ändern.
-JO Das Totband in der Übertragungscharakteristik kann durch ein Kompensationsverfahren beseitig werden, das im folgenden anhand von Figur 3 näher erläutert wird. Figur 3 zeigt den Zusammenhang zwischen Steuerspannung Ug^. und Ausgangs spannung U. des Gleichstromstellers, wobei der unkompensierte Fall strichpunktiert dargestellt ist.
Dabei erkennt man, daß die Ausgangsspannung U.O bleibt, solange die Steuerspannung Ug^ im Bereich zwischen der positiven Differenzspannung U,-^ und der negativen Differenzspannung U~2 liegt und außerhalb dieses Bereichs mit der Steuerspannung Ug^ linear zu- bzw. abnimmt. Man kann jedoch eine Übertragungscharakteristik ohne Totband realisieren, wenn man zu einer unkorrigierten Steuerspannung Ug+' die positive Differenzspannung Ujy. addiert, solange die unkorrigierte Steuerspannung Ug.' positive Werte aufweist und die negative Differenzspannung UQ2 addiert, solange die unkorrigierte S teuer spannung Ug^. negative Werte aufweist. Dadurch wird der Kennlinienteil für positive Steuerspannungswerte um den Betrag XJ^ nach links und der Kennlinienteil für negativen Steuerspannungswerte um den Betrag U^2 nach rechts verschoben, so daß man die in Figur 3 dargestellte totbandfrele Übertragungscharakteristik erhält.
- jgr - VPA82P3205DE
Ira folgenden wird anhand der Figur 4 ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltung dargestellt, mit der das beschriebene Verfahren realisiert werden kann. Für Jeden Halbleiterschalter T1 bis TA· ist ein als Komparator arbeitender Operationsverstärker 1a bis 4a vorgesehen. Dabei ist dem Halbleiterschalter T1 der Operationsverstärker 2a, dem Halbleiterschalter T2 der Operationsverstärker 1a, dem Halbleiterschalter T3 der Operationsverstärker 3a und dem Halbleiterschalter T4 der Operationsverstärker 4a zugeordnet. Die Addition der Differenzspannungen Δϋ,, Δ U2 zur Hilfs-Dreieckspannung UjJ0 sowie der Vergleich mit der Steuerspannung Ug^. erfolgt über Widerstände, die den Eingängen der Operationsverstärker 1a bis 4a vorgeschaltet sind. Dabei ist die Differenzspannung Δ Up über einen Widerstand 1c und die Hilfs-Dreieckspannung U00 Über einen Widerstand 1b mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 1a verbunden, so daß die Dreieckspannung U^ ~ ^DO + Δ^2 S120!1^"1- wird. Über einen weiteren Widerstand 1e wird die Steuerspannung Ug^ dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 1a zugeführt und der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 1a ist Über einen Widerstand 1d mit dem Bezugspotential verbunden. Damit wird also der vom Operationsverstärker 1a angesteuerte Halbleiterschalter T2 wie bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert, eingeschaltet, solange die Summe von Steuerspannung Ug+ und Dreieckspannung U^2 positiv ist, d.h. solange die Dreieckspannung U02 größer ist als die invertierte Steuerspannung -U3^.
Entsprechend wird dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 2a über einen Widerstand 2c die positive Differenzspannung Δ U1, über einen Widerstand 2e die Steuerspannung U3+ und über einen Widerstand 2b die Hilfs-Dreieckspannung U00 zugeführt. Der nicht
invertierende Eingang des Operationsverstärkers 2a liegt über einen Widerstand 2d am Bezugspotential der Schaltungsanordnung. Der Halbleiterschalter T1 wird also eingeschaltet, solange die Summe von Δ IL·, Δ U^q und Us<t negativ ist. Anders ausgedrückt "bedeutet dies, daß der Halbleiterschalter T1 eingeschaltet wird, solange die Dreieckspannung U^ unter der invertierten Steuerspannung -Ug1. liegt.
Am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 3a steht über einen Widerstand 3c die negative Differenzspannung und über einen Widerstand 3b die Hilfs-Dreieckspannung UDQ an. Am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 3a liegt über einen Widerstand 3e die Steuerspannung Ug^. an. Der vom Operationsverstärker 3a angesteuerte Halbleiterschalter T3 wird also eingeschaltet, solange die Summe von Δ U2 und UjjQ größer ist als die S teuer spannung Ug^, also wenn die Dreieckspannung Ujy? größer als die Steuerspannung U-j. ist.
Am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 4a steht schließlich über einen Widerstand 4c die Differenzspannung Δ U^ und über einen Widerstand 4b die Hilfs-Dreieckspannung U^0 an. Am nichtinvertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers 4a liegt über einen Widerstand 4c die Steuerspannung Ug+. Der vom Operationsverstärker 4a angesteuerte Halbleiterschalter T4 wird also eingeschaltet, solange die Steuerspannung größer ist als die aus der Summe von Ujjq und Δ U^ gebildete Dreieckspannung U^.
Mit den beschriebenen Operationsverstärkerschaltungen wird also eine Ansteuerung der Halbleiterschalter T1 bis T4 erreicht, die dem beschriebenen Verfahren entspricht. Die Differenzspannungen AU1 und Δ U2 können als feste Werte vorgegeben werden. Dabei wird die
- yc - VPA 82 P 32 0 5 DE
negative Differenzspannung ^U2 zweckmäßiSerweise durch einen Inverter 6 aus der positiven Differenzspannung gebildet.
Die Vorgabe der Differenzspannungen AU1, Δ U2 als feste Werte hat jedoch den Nachteil, daß die Pausenzeit At von der Frequenz der Dreieckspannungen U^1 bzw* U^2 abhängt. Da die Sägezahnspannung bei höherer Frequenz schneller ansteigt, wird nämlich die Pausenzeit Δ t iMso kürzer, je höher die Frequenz der Dreieckspannung ist.
Um eine Pausenzeit zu erhalten, die unabhängig von der Frequenz der Dreieckspannung ist, kann man die Differenzspannungen Δ U1, AUp alternativ auch mit einem Frequenz-Spannungs-Wandler 5a nach Figur 4 bilden. Dabei wird dem Frequenzeingang des Frequenz-Spannungs-Wandlers 5a die Hilfs-Dreieckspannung UDQ zugeführt. Am Ausgang des Frequenz-Spannungs-Wandlers 5a steht dann eine frequenzproportionale Spannung an, die als positive Differenzspannung Δ U1 verwendet wird. Die negative Differenzspannung A U2 wird aus der positiven Differenzspannung A U1 mit einem Inverter 5b gebildet.
Figur k enthält schließlich als weiteren Zusatz eine Kompensationseinrichtung zur Beseitigung des Totbandes der übertragungscharakteristik. Dabei wird die unkorrigierte Steuerspannung U3+1 einem Eingang eines Addierers 6 und über einen Widerstand 7a einem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 7 zugeführt. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 7 liegt am Bezugspotential der Schaltungsanordnung. Der Operationsverstärker 7 dient damit als Polaritätserfassungsstufe, die ausgangsseitig eine positive Spannung abgibt, solange die Steuerspannung negativ ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 7 ist mit der Basis eines
Λ5
- VPA82P3205DE
Schalttransistors 8b einer Umschalteinrichtung 8 verbunden. Die Umschalteinrichtung 8 enthält außerdem einen Operationsverstärker 8a mit einem Rückkopplungswiderstand 8c zwischen seinem Ausgang und seinem invertierenden Eingang. Die Differenzspannung A.U^ liegt Über einen Widerstand 8d am invertierenden Eingang und über einen Widerstand 8e am nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 8a. Zwischen dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 8a und dem Bezugspotential der Schaltungsanordnung ist ferner der Schalttransistor 8b angeordnet. Der Ausgang des Operationsverstärkers 8a ist mit einem zweiten Eingang des Addierers 6 verbunden.
Die Widerstände 8c bis 8e sind so dimensioniert, daß am Ausgang des Operationsverstärkers 8a die Differenzspannung Δ U-. ansteht, solange der Transistor 8b nicht leitet, d.h. solange die unkorrigierte Steuerspannung Ug.' positiv ist. Bei positiver unkorrigierter Steuerspannung Ug^1 wird also zu dieser die positive Differenzspannung Δ U1 addiert, was, wie bereits erläutert, zur Kompensation des Totbandes für positive Steuerspannungen führt. Wenn die unkorrigierte Steuerspannung U3^.' negativ wird, so wird über den Operationsverstärker 7 der Schalttransistor 8b eingeschaltete. Damit wird der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 8a kurzgeschlossen und somit nur noch der invertierende Eingang wirksam. Damit steht bei entsprechender Dimensionierung der Widerstände 8d und 8c am Ausgang des Operationsverstärkers 8a der invertierte Wert der Differenzspannung Δ U^ an, der gleich der negativen Differenzspannung Δ U2 ist. Damit wird also das Totband für negative Werte der unkorrigierten S teuer spannung U5^.1 kompensiert. Mit dem beschriebenen Zusatz wird also die Schaltung
Ab
- Y5 - VPA 82 P 3 2 0 5 OE
Totband-frei, wobei Jedoch die Pausenzeiten zwischen den Einschaltphasen der Halbleiterschalter eines Brückenzweiges unbeeinflußt bleiben.
4 Figuren
7 Patentansprüche
-AT-
Leerseite

Claims (7)

Patentansprüche
1.!Verfahren zur Erzeugung von Ansteuerimpulsen für einen Gleichstromsteller mit vier Halbleiterschaltern in Brückenschaltung, wobei die Ansteuerimpulse durch Vergleich einer Dreieckspannung mit einer Steuerspannung gewonnen werden und wobei zwischen den Einschaltphasen der Halbleiterschalter jedes Brückenzweiges eine Pausenzeit liegt, dadurch g e kennzeichnet, daß eine erst£ und eine zweite Dreieckspannung (υβ1, U02) gebildet werden, die gegeneinander um eine Differenzspannung (/SJJ) verschoben sind und daß ein erster Halbleiterschalter (T1, Τ4) jedes Brückenzweiges durch Vergleich der ersten Dreieckspannung (U01) mit der Steuerspannung (U3-J.) und ein zweiter Halbleiterschalter (T2, T3) desselben Brückenzweiges durch Vergleich der zweiten Dreieckspannung mit der Steuer spannung (Ust) angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und die zweite Dreieckspannung (U^, U02) gegenüber einer symmetrisch zu einem Bezugspotential liegenden HilfsDrei eckspannung (Uq0) um betragsmäßig gleiche Differenzspannungen (AU^,Δ Up) unterschiedlicher Polarität verschoben sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß bei positiver Polaritat einer unkorrigierten Steuerspannung (Ug^.1) zu dieser die positive Differenzspannung ^U^) und bei negativer Polarität der unkorrigierten Steuerspannung (ug-t zu dieser die negative Differenzspannung (AU2) addiert wird.
- y$ - VPA 82 P 3 2 0 5 DE
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzspannung (AU) der Frequenz der Ansteuerimpulse proportional ist.
5. Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeder Halbleiterschalter von je einem Komparator mit zwei Eingängen angesteuert wird und wobei an einem ersten Eingang jedes !Comparators die Steuerspannung ansteht, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Eingang jedes Komparators (1-4) ein erster Addierer (1b, 1c; 2b, 2c; 3b, 3c; 4b, 4c) vorgeschaltet ist, daß an einem ersten Eingang jedes ersten Addierers die Hilfs-Dreieckspannung (Uqq) ansteht, daß an einem zweiten Eingang jedes ersten Addierers, der einem Halbleiterschalter (T1, T4) einer ersten Brückenhälfte zugeordnet ist, die positive Differenzspannung (AU1) ansteht und daß an einem zweiten Eingang jedes ersten Addierers, der einem Halbleiterschalter (T2, T3) einer zweiten Brückenhälfte zugeordnet ist, die negative Differenzspannung C^U2) ansteht.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfs-Dreieckspannung (U00) einem Frequenz-Spannungs-Wandler (.5) zugeführt wird, der ausgangsseitig die Differenzspannung (AU1) abgibt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung (U3+) einem ersten Eingang eines zweiten Addierers (6) und einerPolaritäts-Erfassungsstufe (7) zugeführt ist, daß die Polaritäts-Erfassungsstufe einen Umschalter (8) steuert, der einem zweiten Eingang des zweiten Addierers (6) in Abhängigkeit von der Polarität
·? \6 - VPA82P3205DE
der Steuerspannung (Ug-j.) entweder die positive oder die negative Differenzspannung (Uq1 » ^τ\ο) zuführt und daß der Ausgang des zweiten Addierers (6) mit dem ersten Eingang jedes Komparators (1-4) verbunden ist.
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US (1) US4523268A (de)
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DE (1) DE3226001A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3500711A1 (de) * 1985-01-11 1986-07-17 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Stromregelschaltung mit einer brueckenschaltung
DE3811624A1 (de) * 1988-04-07 1989-10-19 Vdo Schindling Schaltungsanordnung zur ansteuerung einer brueckenendstufe
DE10110615A1 (de) * 2001-03-06 2002-09-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Erzeugung von Ansteuerimpulsen für Leistungshalbleiter

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910000543B1 (ko) * 1987-03-24 1991-01-26 자이당호오징 한도오다이 겡큐 싱고오가이 Pwm 전력변환장치
JPH078146B2 (ja) * 1989-05-23 1995-01-30 春日電機株式会社 インバータの制御装置
DE4024160A1 (de) * 1989-08-11 1991-02-14 Siemens Ag Gleichstromsteller
US6121802A (en) * 1999-03-02 2000-09-19 Stmicroelectronics, S.R.L. Method and circuit for generating triangular waveforms opposite in phase
JP3390688B2 (ja) * 1999-03-02 2003-03-24 株式会社三社電機製作所 直流電源装置
JP4452466B2 (ja) * 2003-08-28 2010-04-21 株式会社フライングモール 電力変換装置及びデッドタイム生成器
JP5250818B1 (ja) * 2012-05-22 2013-07-31 東洋システム株式会社 フルブリッジ電力変換装置
JP5256432B1 (ja) * 2012-06-27 2013-08-07 東洋システム株式会社 フルブリッジ電力変換装置
US10523024B2 (en) * 2017-03-30 2019-12-31 Gennady PLATONOV Method and device for battery charging and maintenance

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1476142A (en) * 1973-09-04 1977-06-10 Gen Electric Bridge switching amplifiers
DE2729407A1 (de) * 1977-06-29 1979-01-04 Siemens Ag Verfahren zur impulsbreitensteuerung fuer einen gleichstromsteller und steueranordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3440566A (en) * 1966-02-10 1969-04-22 Gates Radio Co Pulse duration modulator having trigger circuit utilizing a modified triangular waveform
US4204266A (en) * 1978-07-28 1980-05-20 Lorain Products Corporation Inverter drive circuit
DE2930920A1 (de) * 1979-07-30 1981-02-05 Siemens Ag Verfahren zur pulsbreitensteuerung eines gleichstrom-umkehrstellers und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens
US4424557A (en) * 1981-12-28 1984-01-03 General Electric Company Full bridge PWM inverter with distributed device switching

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1476142A (en) * 1973-09-04 1977-06-10 Gen Electric Bridge switching amplifiers
DE2729407A1 (de) * 1977-06-29 1979-01-04 Siemens Ag Verfahren zur impulsbreitensteuerung fuer einen gleichstromsteller und steueranordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G. Möltgen, Netzgeführte Stromrichter mit Thyristoren, 2. Aufl., Siemens AG, S. 278/279 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3500711A1 (de) * 1985-01-11 1986-07-17 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Stromregelschaltung mit einer brueckenschaltung
DE3811624A1 (de) * 1988-04-07 1989-10-19 Vdo Schindling Schaltungsanordnung zur ansteuerung einer brueckenendstufe
DE10110615A1 (de) * 2001-03-06 2002-09-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Erzeugung von Ansteuerimpulsen für Leistungshalbleiter

Also Published As

Publication number Publication date
ATA141283A (de) 1989-02-15
AT389023B (de) 1989-10-10
DE3226001C2 (de) 1992-04-02
US4523268A (en) 1985-06-11

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