DE3309886A1 - Einrichtung zur potentialtrennenden uebertragung von gleich- und impulsstroemen - Google Patents

Einrichtung zur potentialtrennenden uebertragung von gleich- und impulsstroemen

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DE3309886A1
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winding
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Sven Ing. Rolle (grad.), 1000 Berlin
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Telefunken Systemtechnik AG
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/38DC amplifiers with modulator at input and demodulator at output; Modulators or demodulators specially adapted for use in such amplifiers
    • H03F3/387DC amplifiers with modulator at input and demodulator at output; Modulators or demodulators specially adapted for use in such amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/393DC amplifiers with modulator at input and demodulator at output; Modulators or demodulators specially adapted for use in such amplifiers with semiconductor devices only with field-effect devices

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

Description

  • Einrichtung zur potentialtrennenden Übertragung
  • von Gleich- und Impulsströmen Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs 1.
  • Zweck der Erfindung ist es, Gleich- und Impulsströme potentialtrennend zu übertragen. Hierbei kann es sich um die Übertragung von (Dauer-)Zündimpulsen für Leistungshalbleiter handeln. Es kann sich auch um die Stromübertragung für eine Überwachung und Messung handeln.
  • Es sind unipolar magnetisierte Pulsübertrager für kurze Pulse bekannt; ferner bipolar magnetisierte Pulaübertrager und zwei zeitlich versetzt angesteuerte unipolar magnetisierte Pulsübertrager für lange Pulse (Zeitschrift "Elektrotechnik" (1977) Nr. 19, Seiten 10 bis 14, Aufsatz von K. Bretthauer; V. Jelinek "Impulsübertrager zur Ansteuerung schneller Thyristoren").
  • Die Verwendung derartiger Pulsübertrager ist aber mit Nachteilen behaftet: a) für kurze und lange Pulse sind unterschiedliche Methoden ueblich; dies erfordert eine aufwendige Lagerhaltung; b) steuerseitig ist Aufwand nötig, um Pulse von maximal solcher Länge zu erzeugen, die vom Übertrager ohne Sättigung übertragen werden können; c) die übliche ;ibertragerauslegung (für z.B. eine Pulsdauer von 100 » s) erfordert bereits hohe Windungszahlen im Übertrager; damit erreicht die Streuinduktivität unerwünscht große Werte und bedingt in vielen Fällen (Zündung von Leistungshalbleitern) den Einsatz einer Zusatzspannungsquelle zum Versteilern der Strom-Impuls-Vorderflanken auf den benötigten Wert (zum Beispiel 2 d) bei langen Pulsen bedeutet die erforderliche Gegentakt-Ansteuerung für den bipolar betriebenen Gegentakt-Übertrager oder auch der zweite Übertrager erheblichen Mehraufwand.
  • Es sind ferner für Meßzwecke Krämer-Wandler (transduktorische Gleichstromwandler (AEG-Handbuchreihe Band 7 "Transduktoren", 1967, Seiten 26 bis 28) und ein Transformator-Shunt (kompensierender Gleichstromwandler) der Firma LEM - Liaisons Electroniques Mecaniques S.A., Geneve/Schweiz, bekannt. Diese bekannten potentialtrennenden Gleichstromwandler sind aufwendig hinsichtlich der Verdrahtung und der Bereitstellung von Hilfsenergie.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung anzugeben, mit der potentialgetrennt auch zeitlich schnell veränderlicher, insbesondere einen steilflanklgen Verlauf aufweisender Gleichstrom beliebiger Dauer übertragen werden kann.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Anstelle der Feldeffekt-Transistoren können auch bipolare Transistoren verwendet werden.
  • Die Einrichtung gemäß der Erfindung besitzt gegenüber den genannten Pulsübertragern folgende Vorteile: Sie erlaubt die Übertragung steilflankiger Pulse und langer Pulse. Es kann ein seht kleiner Transformator bei hoher (interner) Frequenz verwendet werden. Es besteht eine herabgesetzte Empfindlichkeit gegenüber von außen eingestreuten Magnetfeldern, wie sie in Anlagen der Leistungselektronik häufig auftreten; äußere Wechselfelder erzeugen wegen der ausgangsseitigen Gleichrichter (und eventueller zusätzlicher Bauelemente mit Schwellwertcharakteristik im Ausgangskreis), kleiner Baugröße (günstige Bauform: Ringkern) und geringer Windungszahl nur bei extrem großer Änderungsgeschwindigkeit dç bzw. dB dt dt des Störfeldes unerwünschte Ströme (Störungen) im Ausgangskreis. Äußere Gleichfelder führen im sättigungsgesteuerten Betrieb zwar zu erhöhter (interner) Schwingfrequenz, jedoch nicht zu verschlechtarter Stromübertragung. Da die Einrichtung gemäß der Erfindung für kurze und lange Pulse geeignet ist, kommt man mit einer vereinfachten Lagerhaltung aus. Es erfolgt auch eine vereinfachte Steuerung von Stromrichtergeräten, da nur steuernder Gleichstrom in der benötigten Dauer vorgegeben werden muß. Magnetisierungszeiten des Transformators müssen nicht beachtet werden. Es ergibt sich auch vereinfachte Verdrahtung, dabei Dauerzündung die sonst benötigte Zusatzleitung für den Gegentaktkanal entfällt.
  • Bei sehr einfachem Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung lassen sich Gleichströme potentialgetrennt übertragen.
  • Im Gegensatz zu den obengenannten bekannten Gleichstromwandlern muß die Hilfsleistung nicht getrennt zugeführt werden; sie wird dem Meßkreis entnommen.
  • Die Einrichtung gemäß der Erfindung wird im nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigt die Fig. 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung, die Fig. 2 eine solche mit verbesserter Ansteuerung durch zusätzliche Primärwicklungen und die Fig. 3 eine verbesserte Ansteuerung - durch Hinzufügen eines Bausteins mit Schwellspannungsverhalten im Ausgangskreis.
  • In der Fig. 1 wird zwischen die Klemmen 1 und 2 ein Eingangsstrom i eingeprägt. Die Klemme 1 ist mit einer Mittelanzapfung der Primärwicklung w1 eines Übertragers 5 verbunden. Die beiden Enden dieser Primärwicklung sind mit El und E2 bezeichnet. Das Wicklungsende El ist mit der Drain-Elektrode eines FETs T1 und außerdem mit der Gate-Elektrode eines FETs T2 verbunden. Das andere Wicklungsende E2 ist mit der Drain-Elektrode des FETs T2 und außerdem mit der Gate-Elektrode des FETs T1 verbunden. Die Source-Elektroden der beiden FETs sind mit der Klemme 2 verbunden.
  • Die Sekundärwicklung w2 des Übertragers 5 besitzt eine Mittelanzapfung, die mit einer Ausgangsklemme 4 verbunden ist. Die beiden Wicklungsenden sind über je eine Diode D1, D2 mit einer zweiten Ausgangsklemme verbunden.
  • Zwischen den Klemmen 3 und 4 fließt der Ausgangsstrom iA über die notwendige Wandlerbürde R. Der Strom im Eingangskreis ist mit i, der im Ausgangskreis mit iA bezeichnet.
  • In der Fig. 1 sind n-Kanal-FETs verwendet; daher fließt der Strom von der Klemme 1 zur Klemme 2. Verwendet man dagegen p-Kanal-FETs, so ist die Stromrichtung umzukehren.
  • Entsprechendes gilt, wenn man bipolare Transistoren ver- wendet: ersetzt man die FETs in Fig. 1 durch npn-Transistoren, so entspricht die Stromrichtung der in der Fig. 1 dargestellten. Ersetzt man die npn-Transistoren durch pnp-Transistoren, so ist die Stromrichtung umzukehren.
  • Die beschriebene Einrichtung besteht aus einem selbstschwingenden Wandler (Wechselrichter) mit den beiden FETs, einem Übertrager (Transformator) und Gleichrichter (D1, D2, Das-Wesentliche an der Erfindung besteht in der Betriebsart des selbstschwingenden Wandlers mit eingeprägtem Gleichstrom i, der den hierzu proportionalen Ausgangsstrom iA = u ergibt, wobei ü = w2 , wl, w2, wobei u = Wicklungszahl der Wicklungen wl, w2 ist, Der Wechselrichter verhält sich bei einsetzendem Strom zunächst hochohmig und entnimmt dem Primärkreis eine Spannung uE in der Höhe der Schwellspannung der FETs. Der empfindlichere Transistor übernimmt den Strom i, bis der Transformator gesättigt ist und der andere Transistor den Strom übernimmt.
  • Bei idealen Bauteilen würden sich die elektrischen Größen ergeben nach den für ideale Transformatoren geltenden Beziehungen R 1A = i/ü uE = i.72 u mit R: Ohmscher Widerstand im Ausgangskreis.
  • Die Ansteuerung der Wechselrichtertransistoren kann durch zusätzliche Primärwicklungen verbessert werden. Die entsprechende Einrichtung zeigt die Figur 2: hier sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauelemente wie in Fig. 1 verwendet worden.
  • Es siS zwei zusätzliche Primärwicklungen w3 und w3' vorhanden, wobei w3 an das Ende El der Wicklung wl angeschlossen ist und in der Zuleitung zur Gate-Elektrode des FETs T2 liegt.
  • Die Wicklung w3'istan das andere Ende E2 der Wicklung wl angeschlossen und liegt in der Zuleitung zur Gate-Elektrode des FETs T1.
  • Zur Begrenzung der Steuerspannungen sind Widerstände R1, R2 und Zener-Dioden Z1, Z2 vorgesehen; dabei ist R1 in Reihe mit w3, R2 in Reihe mit w3', Zi zwischen der Gate-Elektrode von T2 und den Source-Elektroden und Z2 zwischen der Gate-Elektrode von T1 und den Source-Elektroden geschaltet.
  • Eine andere Verbesserung der Ansteuerung der Wechselrichtertransistoren zeigt die Fig. 3. Auch hier sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauelemente wie in Fig. 1 verwendet worden.
  • Hier ist im Ausgangskreis, entweder vor der Klemme 3 oder in Reihe zur Ohmschen Last R ein Baustein mit Schwellwertspannungsverhalten geschaltet. Dies kann, wie Fig. 3 darstellt, eine Zener-Diode Z3 oder Z4 sein; es kann dafür auch eine Diode benutzt werden. Die zusätzliche Schwellspannung im Ausgangskreis sorgt für einen stromunabhängigen Mindestwert der Trafospannung.
  • Es ist günstig, die an Hand der Fig. 2 und Fig. 3 beschriebenen Maßnahmen zu kombinieren.
  • Der Übertrager 5 ist bei der Verwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung als Zündübertrager für eine hohe Arbeitsfrequenz (z.B. 100 kHz) auszulegen, da die hierfür ausreichenden geringen Windungszahlen kleinste Streuiduktivitäten ergeben, also große Stromsteilheiten ermöglichen.
  • Bei der Verwendung der Einrichtung als Stromwandler zur Überwachung und Messung ist eine große Trafo-Hauptinduktivität anzustreben, da der Magnetisierungsstrom den Wandlerfehler mitbestimmt. Es ergeben sich niedrige Schwingfrequenzen (z.B. 1 kHz).
  • Leerseite

Claims (5)

  1. Einrichtung zur potentialtrennenden Übertragung von Gleich- und Impulsströmen Patentansprüche Einrichtung zur potentialtrennenden Übertragung von Gleich- und Impuls strömen, dadurch gekennzeichnet. daß der Eingangsstrom (i) über die Mittelanzapfung der Primärwicklung (wi) eines Übertragers zu- oder abgeführt wird, das erste Ende (E1) der Primärwicklung mit der Drain-Elektrode eines ersten FETs (T1) und der Gate-Elektrode eines zweiten FETs (T2) verbunden ist, das zweite Ende (E2) der Primärwicklung mit der Drain-Elektrode des zweiten FETs (T2) und der Gate-Elektrode des ersten FETs (Tl) verbunden ist, der Eingangsstrom über die verbundenen Source-Elektroden der beiden FETs ab- oder zugeführt wird und der Ausgangsstrom (iA) entweder zwischen der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung (w2) und den nach Einfügung je eines Gleichrichterelements (D1, D2) zusammengeschalteten Ausgängen der Wicklungsenden oder von einer Gleichrichterbrücke, in deren Diagonale die Sekundärwicklung (w2) liegt, abgenommen wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch qekennzeichnet, daß zwei weitere Zusatz-Pri- märwicklungen (w3, w3') vorgesehen sind, von denen die erste Zusatz-Primärwicklung (w3) in die Zuleitung des ersten Endes (E1) der Primärwicklung (wl) zur Gate-Elektrode des zweiten FETs (T2) eingefügt ist, und die zweite Zusatz-Primärwicklung (w3') in die Zuleitung des zweiten Endes (E2) der Primärwicklung (wl) zur Gate-Elektrode des ersten FETs (Tl) eingefügt ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gate-Elektrode des zweiten FETs(T2) über einen Widerstand (R1) mit der ersten Zusatz-Primärwicklung (w3) und über eine Zener-Diode (21) mit den Source-Elektroden der beiden FETs verbunden ist, und daß Gate-Elektrode des ersten FETs (Tl) über einen Widerstand (R2) mit der zweiten Zusatz-Primärwicklung (w3") und über Zener-Diode (22) mit den Source-Elektroden der beiden FETs verbunden ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgangskreis ein Baustein mit Schwellspannungsverhalten (Zener-Diode, Diode) (23, 24) eingefügt ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Feldeffekt-Transistoren bipolare Transistoren verwendet werden.
DE19833309886 1983-03-16 1983-03-16 Einrichtung zur potentialtrennenden uebertragung von gleich- und impulsstroemen Withdrawn DE3309886A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9205522U1 (de) * 1992-04-23 1993-08-26 Niggemeyer Gert Guenther Impulswandlerschaltung
DE19714552A1 (de) * 1997-04-09 1998-10-15 Knick Elektronische Mesgeraete Schaltungsanordnung zur Vervielfachung eines Stromsignals

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE9205522U1 (de) * 1992-04-23 1993-08-26 Niggemeyer Gert Guenther Impulswandlerschaltung
DE19714552A1 (de) * 1997-04-09 1998-10-15 Knick Elektronische Mesgeraete Schaltungsanordnung zur Vervielfachung eines Stromsignals

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BE899115A (fr) 1984-07-02

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8120 Willingness to grant licences paragraph 23
8139 Disposal/non-payment of the annual fee
8127 New person/name/address of the applicant

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