DE3329437A1 - Circuit for controlling power switching transistors with galvanic separation - Google Patents

Circuit for controlling power switching transistors with galvanic separation

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Miran 61230 Domzale Kosmac
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    • H03K17/601Electronic 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 bipolar transistors using transformer coupling

Abstract

For controlling a power switching transistor (MST), two non-ideal electric generators (Ig1, Ig2), three transformers (TR1, TR2, TR3), diodes and other necessary passive elements are used. The turning on or off of the power switching transistor depends on the signals (VH1, VH2, VH3) at the input of bipolar transistors (T1, T2, T3). If the bipolar transistors conduct alternately, electric generators (Ig1, Ig2) feed the transformers, which supply the current via galvanically separated windings for turning on the power switching transistor. For turning off the power switching transistor (MST), the third transistor (TR3) activates the third transformer, which forms a voltage with directly opposite polarity at the base of the power switching transistor and thereby turns it off. Diodes in the circuit of the third transformer prevent leaking away of the base current when the power switching transistor is turned on. <IMAGE>

Description

SCHALTUNG ZUR STEUERUNG VON LEISTUNGSSCHALUTRANSISTORENCIRCUIT FOR THE CONTROL OF POWER SWITCH TRANSISTORS

MIT GALVANISCHER TRENNUNG Die Erfindung gehört in das Gebiet des elektronischen Schaltens oder der Steuerung von Schaltvorgängen - H 03K 17/08. WITH GALVANIC SEPARATION The invention belongs to the field of electronic switching or the control of switching processes - H 03K 17/08.

Das zu lösende technische Problem ist die Steuerung eines Leistungsschalttransistors mit einer Rückführungsdiode, die diskret oder schon an gleicher monolithischer Schaltung wie der Leistungstransistor integriert sein kann, wobei auch eine galvanische Trennung erreicht werden muss.The technical problem to be solved is the control of a power switching transistor with a feedback diode, which is discrete or already connected to the same monolithic circuit how the power transistor can be integrated, including galvanic isolation must be achieved.

Die Arbeitszustände des Transistors sind wie folgt: - ununterbrochener Leitzustand; - ununterbrochener Sperrzustand; - alle Zwischenzustande mit der Frequenz von 100 kHz; - ununterbrochener Betrieb als Diode; - die Verwendung eines Niederspannungsbipolartransistors für die Steuerung des Leistungsschalttransistors.The working states of the transistor are as follows: - uninterrupted Leading state; - uninterrupted blocking state; - all intermediate states with frequency of 100 kHz; - continuous operation as a diode; - the use of a low voltage bipolar transistor for controlling the power switching transistor.

Bekannte Lösungen der Steuerung von Leistungsschalttransistoren können in einige Gruppen eingereiht werden: 1unmittelbare Steuerung des Basisstromes; 2. unmittelbare Steuerung des Basisstromes von grösseren in der Darlington-Schaltung sich befindenden Transistoren; 3. Steuerung von NPN Schalttransistoren mit einem PNP Transistor; 4» Steuerung eines PNP Beistungsschalttransistors, 50 Steuerung eines Leistungsschalttransistors über Transformatoren .-1. Unter unmittelbarer Steuerung ist die Art gemeint, bei welcher die Energie zur Speisung der Transistorbasis aus einer Speiseeinheit, die galvanisch von der Steuerungselektronik getrennt sein muss, zugeführt wird. Das Steuerungssignal wird über eine optische Verbindung übertragen.Known solutions for controlling power switching transistors can be classified in some groups: 1 direct control of the Base current; 2. Direct control of the base current of larger ones in the Darlington pair located transistors; 3. Control of NPN switching transistors with a PNP transistor; 4 »Control of a PNP auxiliary switching transistor, 50 control a power switching transistor via transformers.-1. Under immediate control is meant the way in which the energy to feed the transistor base from a supply unit, which must be galvanically separated from the control electronics, is fed. The control signal is transmitted over an optical link.

Diese Schaltungen werden schon seitens der Hersteller von Leistungsschalttransistoren angegeben und werden von ihnen als Testschaltungen verwendet. Daneben werden auch andere Schaltungen angegeben, die einfachere und preiswertere Äquivalente der Basissteuerung sind. Dazu könnte auch die Steuerung des TransIstors mit einer einzigen galvanisch getrennten Speisestufe gezählt werden. Die Beispiele sind im Applikationsbuch der Firma Motorola Switchmode Application Manual, gedruckt im Jahre 1980 in der Schweiz, im letzten Teil des Buches, dessen Seiten nicht numeriert sind, angeführt. These circuits are already being used by the manufacturers of power switching transistors and are used by them as test circuits. Besides that, too other circuits specified, the simpler and cheaper equivalents of the basic controller are. This could also be used to control the TransIstors with a single galvanic separate food level are counted. The examples are in the application book of Motorola Switchmode Application Manual, printed in Switzerland in 1980, listed in the last part of the book, the pages of which are not numbered.

Grundsätzliche Löst gen der Steuerung gibt auch die Firma Westinghouse an in ihrer Publikation: Merle Morozovich: Tbhere, Why and How to Use the D60T Transistor, Westinhouse Semiconductor Division, Youngwood, PA 15697, 1979, S. 30, Fig. B und C. Westinghouse also offers basic control solutions in her publication: Merle Morozovich: Tbhere, Why and How to Use the D60T Transistor, Westinhouse Semiconductor Division, Youngwood, PA 15697, 1979, p. 30, Figs. B and C.

Bei dieser Art wird der Transistor soviel ausgesteuert, wieviel es eben notwendig ist, Er kann stark in den gesattigten Zustand gebracht werden. Die Verluste beim Leiten können reduziert werden. Dadurch werden die Schaltverluste erhöht und die Abschaltung verlangert. Auch dies kann derart reduziert werden, dass eine Schaltung zur Verhinderung der Ubersättigung eingebaut wird. Ohne Schwierigkeiten kann eine beliebige Form des Basisstromes gebildet werden. Der Nachteil liegt vor allem darin, dass für eine galvanische Trennung zwei galvanisch getrennte Speiseeinheiten notwenig sind, je eine für eine positive und negative Basisspannung. Die Speiseeinheit für die positive Basisspannung muss die Fähigkeit besitzen, einen genügend hohen Strom in der Grösseiordnung von mehreren Ampere abzugeben, was bei niedriger Spannung wegen niedrigen Wirkungsgrades ziemlich ungünstig ist. Die Transistoren für das Öffnen des Leistungsschalttransistors müssen imstande sein, den gesamten Basisstrom zu liefern. Die Kapazität des Speiseteils gegenüber dem Netz und der Masse der Speiseelektronik übt einen negativen Einfluss auf das Verhalten der Schaltung besonders bei teilweise hohen Frequenzen aus. Das Problem wird/mit einem Optokoppler gelöst, mit dem jedoch bei hohen Frequenzen die Informationsübertragung gestört wird. With this type, the transistor is controlled as much as it is just necessary, He can be brought into the saturated state strongly. the Conducting losses can be reduced. This will reduce the switching losses increased and the shutdown extended. This can also be reduced in such a way that a circuit to prevent the supersaturation is incorporated. Any form of base current can be generated without difficulty. The main disadvantage is that for galvanic isolation two galvanic separate food units are necessary, one each for a positive and negative Base voltage. The feed unit for the positive base voltage must have the capability have the ability to deliver a sufficiently high current in the order of magnitude of several amperes, which is quite unfavorable at low voltage because of low efficiency. The transistors for opening the power switching transistor must be able to to deliver the entire base current. The capacity of the dining part compared to the Network and the bulk of the feed electronics exerts a negative influence on the behavior the circuit, especially at sometimes high frequencies. The problem becomes / with solved with an optocoupler, with which, however, the information transmission at high frequencies is disturbed.

2. Um den notwendigen Basisstrom herabzusetzen, wurden zwei oder mehrere Transistoren in einer Darlington-Schaltung geschaltet. Diese Art wird in der Praxis am meisten verwendet und kann deshalb bei den Industrieerzeugnissen am leichtesten gefunden werden. Die galvanische Trennung ist ebenfalls mit optisch verbundenen galvanisch getrennten Spe'seeinheiten realisiert.2. In order to reduce the necessary base current, two or more Transistors connected in a Darlington circuit. This type is used in practice most widely used and therefore easiest to find in industrial products being found. The galvanic isolation is also optically connected galvanically separated power supply units realized.

Der diesbezügliche Vorteil liegt vor allem in niedrigerem St euerungs strom bei gleichem Kollektorstrom. Dadurch wird die notwendige Leistung des galvanisch getrennten Speiseteils für den positiven Basisstrom wesentlich reduziert. The advantage in this regard lies primarily in the lower control current with the same collector current. Thereby the necessary power of the galvanic separate feed section for the positive base current is significantly reduced.

Niedrigere Verlustleistung brauchen auch die Transistoren für das Öffnen der Darlington-Schaltung im Vergleich zu der Variante unter Punkt 1 zu besitzen. Die NachteiLe dabei sind wie folgt: - höhere Spannung beim leitenden Zustand des Transistors, was auch höhere Verluste verursacht; - wegen der Verzögerung des Transistors für das Öffnen des Leistungstransistors sind die Einschalt- und die Auuschaltzeiten langer; - höherer Preis wegen des teuren Offnungstransistors, der die Spannung U (sps) gleich derjenigen des Leistungsschalttransistors und den Kollektorstrom I mindestens gleich demjenigen des Leistungsschalttransistors haben muss; - ebenso wir bei der Variante unter Punkt 1 muss ein galvanisch getrennter Speiseteil bestehen und die Signalübertragung über den Optoisolator erfolgen. The transistors for this also need lower power dissipation Open the Darlington pair compared to the variant under point 1. The disadvantages are as follows: - higher voltage when the Transistor, which also causes higher losses; - because of the delay of the transistor for opening the power transistor are the switch-on and the switch-off times longer; - higher price because of the expensive opening transistor, the voltage U (sps) equal to that of the power switching transistor and the Have collector current I at least equal to that of the power switching transistor got to; - As with the variant under point 1, a galvanically isolated The power supply unit exists and the signal is transmitted via the optoisolator.

Diese Art der Steuerung wird bei transistorisierten Geräten für die Einstellung der Geschwindigkeit für Gleichstrom-Servomotoren der Firma Siemens der Typen: GRB 2012, GRB 2025, GRB 2030 und des Servo-Gerätes für die Einstellung der Geschwindigkeit FANUK verwendet (Dokumentationskode A205-0089-0320/01). This type of control is used for transistorized devices Setting the speed for direct current servomotors from Siemens der Types: GRB 2012, GRB 2025, GRB 2030 and the servo device for setting the Speed FANUK used (documentation code A205-0089-0320 / 01).

3. Oft wird das Öffnen eines Leistungs-NPN~Transistors mit einem PNP Transistor verwendet. Bei der flehrzahl der Applikationen ist eine galvanische Trennung nicht notwendig, da dabei am Niederspannungspegel des nächsten Transistors, der den PNP Transistor öffnet, gesteuert werden kann. Diese Lösung wird schon mehrere Jahre von der Firma General Electric im Transistor-Servoregler HI-AK, der durch die US-Patentschrift 3 883 786 geschützt ist, verwendet. Grundsätzlich gleiche Lösung der Steuerung der Leistungsschalttransistoren kann man auch in den US-Patentschriften 3 652 913 und 3 560 829 finden.3. Often times, opening a power NPN transistor with a PNP Transistor used. Galvanic separation is required for the speed of the applications not necessary because it is at the low voltage level of the next transistor, the the PNP transistor opens, can be controlled. This solution will already be several Years from General Electric in the transistor servo controller HI-AK, which by U.S. Patent 3,883,786 is used. Basically the same solution the control of the power switching transistors can also be found in the US patents Find 3 652 913 and 3 560 829.

Bei vielen Applikationen, wie z.B. Brückenschaltungen, wird durch diese Steuerungsart die Notwendigkeit nach einer galvanischen Trennung des Lei stungs schalt -NPNTransi -stors umgangen. In many applications, such as bridge circuits, this type of control eliminates the need for galvanic isolation of the performance Switch -NPNTransi -stors bypassed.

Derart kann ein Leistungstransistor gut ausgesteuert und dadurch die Verluste wahrend dem Leitzustand reduziert werden. In this way, a power transistor can be controlled well and thereby the losses are reduced during the conduction state.

Die ungünstige Seite dieser Art zeigt sich bei höheren Spannungen, da sie einen schlechten Wirkungsgrad wegen teistungsverlustes am Widerstand für die Basisstrombegrenzung durch den PNP-Transistor aufweist. Es entstehen grosse Schaftverluste und lange Ab schaltzeit en. The unfavorable side of this type becomes apparent at higher voltages, because they have a poor efficiency due to loss of power at the resistor for has the base current limitation by the PNP transistor. Big ones arise Shaft losses and long switch-off times.

4. Fur die Steuerung eines Leistungsschalt -PNP-JTransistors bestehen mehrere Lösungen. Ein charakteristisches Beispiel kann im Buch der Motorola Semiconductor Product Inc., Semiconductor Power Circults Handbook, Nov. 1968, S. 6-29, gefunden werden.4. For the control of a power switching PNP transistor exist multiple solutions. A characteristic example can be found in the book by Motorola Semiconductor Product Inc., Semiconductor Power Circults Handbook, Nov. 1968, pp. 6-29 will.

Bei dieser Art kann der £eistungs-NPNransistor mit einem NPN-Transistor geöffilet bzw. durchgesteuert werden. Dieser Darlington-Transistor kann in einen höheren Sättigungszustand gebracht werden. In this type, the power NPN transistor can be combined with an NPN transistor be opened or controlled. This darlington transistor can turn into a be brought to a higher state of saturation.

Dadurch werden Verluste wegen des Spannungsabfalls am Transistor herabgesetzt, wenn dieser leitet. Folgende Nachteile zeigen sich dabei: - es bestehen keine kommerwiellen PNP Transistoren für hohe Spannungen und Ströme; - der Öffnungstransistor muss die gleiche Spannung UOE (SVS) wie der teistungsschalttransistor besitzen und der Kollektorstrom 1G muss in der Grössenordnung des Basisstromes des lieistungsschalttransistors sein, weswegen diese Transistoren kostspielig sind; - die Abschaltzeiten sind nicht minimal, da die Sperrung nicht mit negativem Strom erfolgt, und beide Transistoren sind unkontrolliert in der Sättigung; - auch hier ist eine optoelektronische Trennung des Signals und eine galvanisch getrennte Speiseeinheit für den Basisstrom notwendig. This causes losses due to the voltage drop across the transistor reduced if this leads. The following disadvantages are shown: - there are no commercial PNP transistors for high voltages and currents; - the opening transistor must have the same voltage UOE (SVS) as the power switching transistor and the collector current 1G must be of the order of magnitude of the base current of the power switching transistor which is why these transistors are expensive; - the switch-off times are not minimal, since the blocking is not done with negative current, and both transistors are uncontrolled in saturation; - here too there is an optoelectronic separation of the signal and a galvanically isolated supply unit for the base current is necessary.

5. Die Steuerung der Basis des teistungsschalttransistors über die Transformatoren ermöglicht eine maximale Ausnutzung des Transistors in allen Betriebszuständen, so dass sie immer mehr verwendet wird.5. The control of the base of the power switching transistor via the Transformers enables maximum utilization of the transistor in all operating states, so that it is used more and more.

a) Beispiele einer solchen galvanisch getrennten Steuerung gibt sehr prinzipiell die Firma Westinghouse an in der Publikation: Nerle Norozovich: Where and How to Use the D60T Transistor, S. 30, Fig. A. Detailliert ist dies in Tech.Tips,2-9, M. Norozovichtransistorized 50 kllz Popcorn Poppe; Westinghouse Power Semiconductor Division, Youngwood, PA 15 15967, wiedergegeben. Nachteile sind wie folgt: - Es kann nicht mit niedriger Frequenz oder sogar im Betriebszustand eines ständig leitenden Leistungstransistors wegen Scltt;igung des Transformatorkernes gearbei-. a) There are many examples of such a galvanically isolated control principally the company Westinghouse in the publication: Nerle Norozovich: Where and How to Use the D60T Transistor, p. 30, Fig. A. This is detailed in Tech.Tips, 2-9, M. Norozovichtransistorized 50 kllz Popcorn Poppe; Westinghouse Power Semiconductor Division, Youngwood, PA 15 15967. Disadvantages are as follows: - It cannot operate at low frequency or even in a continuously conductive state Power transistor is working because of damage to the transformer core.

tet werden, was eine Unterbrechung der Energie auf der Sekundärseite zur Folge hat. Um bei niedrigeren Frequenzen arbeiten zu können, müssen hinsichtlich sämtlicher Maße grosse Transforatoren für den Basisstrom verwendet werden. Die Ausführung ist nicht mehr ökonomisch. which is an interruption of the energy on the secondary side has the consequence. In order to be able to work at lower frequencies, with regard to all dimensions large transformers are used for the base current. Execution is no longer economical.

- Es kann nicht in einem Betriebszustand gearbeitet werden, in dem der Transistor den Grossteil der Periode leitend ist und wegen Gleichstromvormagnetisierung des ferromagnetischen Kernes nur eine kurze Zeit gesperrt ist. Derweise kann nur in einem Betriebszustand gearbeitet werden, in dem die Leitzustandszeit 80 0% der Gesamtperiode oder weniger beträgt. - You cannot work in an operating state in which the transistor is conductive for most of the period and because of DC bias of the ferromagnetic core is only blocked for a short time. Such can only be worked in an operating state in which the master state time 80 0% of the Total period or less.

b) Ähnliche Lösungen besitzt auch die Firma Motorola genäss Switchmode Application Manual, Schweiz, 1980. Dabei werden mehrere möglichen Arten der Sperrung des Transistors verwendet, für welche festgestellt werden kann, dass sie technisch klarer sind als jene gemäss oben angeführter Literatur. In beiden Fällen sind gute und schlechte Eigenschaften ähnlich. b) The Motorola company, known as Switchmode, has similar solutions Application Manual, Switzerland, 1980. There are several possible types of blocking of the transistor used for which it can be determined that they are technically are clearer than those according to the literature cited above. Both are good and bad properties like that.

c) Die Lösung gemäss der deutschen Patentanmeldung P 27 29 407 besitzt von den oben erwähnten Lösungen den Vorteil, dass nicht Dioden gegen Ubersattigung notwendig sind, da der Kollektorstrom selbst zusätzlich den Transistor durchsteuert.c) The solution according to the German patent application P 27 29 407 possesses The advantage of the above-mentioned solutions is that there are no diodes against oversaturation are necessary because the collector current itself also controls the transistor.

Dadurch wird eine kurze "storage times erreicht. Dabei wird auf der Primärseite wenig Energie für das Öffnen des Transistors gebraucht. Diese Variante besitzt ahnliche Nachteile wie in Beispiel 5a. This achieves short storage times Primary side little energy needed for opening the transistor. This variant has similar disadvantages as in Example 5a.

d) Eine ähnliche Lösung wie in 5c wird in Artikel von John Klimek: Reverse magnetic spike driver switching transistor efficiently, Pretoria, South Africa, Electronics, Dec. 29, 1981, S. 94, gefunden.d) A similar solution as in 5c is given in article by John Klimek: Reverse magnetic spike driver switching transistor efficiently, Pretoria, South Africa, Electronics, Dec. 29, 1981, p. 94, found.

Das Wesen dieser Lösung liegt darin, dass der Transistor neben einem zusätzlichen Öffnen mit dem Kollektorstrom auch mit der im Transformator angesammelten Magnetenergie gesperrt wird. Bei dieser Lösung tritt ebenfalls das Problem der niedrigen Frequenzen bei einem Arbeitszustand auf, bei welchem die Zeit des Leitzustandes viel langer als die Sperrzeit ist. The essence of this solution is that the transistor is next to one additional opening with the collector current also with that accumulated in the transformer Magnetic energy is blocked. With this solution also occurs the problem of low Frequencies in a working state at which the time of the conducting state much longer than the blocking period.

e) Die Lösung, welche Helmut Y;noll in seiner Doktordissertation behandelt, ermöglicht alle Arbeitszustände des Transistors bei minimalen statischen und Schaltverlusten und maximaler Ge¢chwindigkeit.e) The solution that Helmut Y; noll deals with in his doctoral thesis, enables all working states of the transistor with minimal static and switching losses and maximum speed.

- Von allen behandelten Lösungen ist diese vom technischen Standpunkt die beste, da die Forderung nach optimaler Steuerung des Transistors erfüllt ist. - Of all the solutions discussed, this is from a technical point of view the best, since the requirement for optimal control of the transistor is met.

Nachteile treten vor allem bei der Realisierung und dem Preis der Gesamtlösung auf, und zwar: - Die Stromquelle ist mit einem Transistor und anderen notwendigen Bauteilen ausgeführt und verhält sich bei geringeren Änderungen der Impedanz wie eine konstante Quelle. Bei einer grösseren klderung der Schaltungsimpedanz wahrend der Kommutierung verhält. sich die Quelle wie eine Drossel. Bein Abschalten muss deshalb ein Kurzschluss durchgeführt werden und erst dann werden die Transistoren für die Speisung der Transformatoren gesperrt. Der Kurzschluss muss die ganze Zeit dauern, so dass der Stromgenerator für die Stromzufuhr vorbereitet ist; im Intervall, i welchem der Leistungsschalttransistor gesperrt ist, wfrd deswegen die ganze Energie an Stromgenerator verbraucht. Disadvantages occur mainly in the implementation and the price of the Total solution on, namely: - The power source is with a transistor and another necessary components and behaves with minor changes in the Impedance like a constant source. If there is a major change in the circuit impedance behaves during commutation. the Source like a thrush. When switching off, a short circuit must therefore be carried out and only then become the transistors for supplying the transformers are blocked. The short circuit must take all the time so that the power generator prepares for power supply is; in the interval in which the power switching transistor is blocked, wfrd therefore all the energy consumed by power generator.

- Der Stromgenerator muss eine Kontrollschaltung besitzen, weshalb er kostspielig ist. - The power generator must have a control circuit, why it is costly.

- An Transistoren, die den Strom durch die Transformatoren liefern, treten während der Kotnmutierung hohe Spannungen auf, was vom Autor in seinem Artikel nicht angeführt wird. - On transistors that supply the current through the transformers, high tensions occur during the mutation, as stated by the author in his article is not listed.

f) Eine technisch noch bessere Lösung wurde vom K, Boeheiniger und F. Bruger veröffentlicht im Artikel: Transformatorlose Transistor-Pulsurnrichter mit Ausgangsleistunaen bis 50 KVA, E und X, 1979, S. 539-545.f) A technically even better solution was proposed by K, Boeheiniger and F. Bruger published in the article: Transformerless transistor pulse converters with output power up to 50 KVA, E and X, 1979, pp. 539-545.

Die gleiche Lösung wird auch angegeben im Artikel: R. Würslin, Transistor converter operation on 380 V three-phase mains, 2nd Annual European Power Conversion Gonference, Sept. 3-5, 1980, Munich. The same solution is also given in the article: R. Würslin, Transistor converter operation on 380 V three-phase mains, 2nd Annual European Power Conversion Gonference, Sept. 3-5, 1980, Munich.

These Lösungen besitzen keine funktionellen Nachteile, doch wegen des hohen Preises der verwendeten MOS-FET-Transistoren, der den Preis des gesteuerten Leistungsbipoiartransistors übertreffen kann, sind sie unwirtschaftlich. In diesem Fall arbeiten die MOS-FET-Transistoren teilweise in einer analogen und teilweise in einer Schalt-Arbeitsweise. Dabei wird eine ziemlich grosse Leistung verbraucht. These solutions have no functional disadvantages, but because of them the high price of the MOS-FET transistors used, the price of the controlled Power bipoiartransistors, they are uneconomical. In this Case, the MOS-FET transistors work partly in an analog and partly in a switching mode of operation. Quite a lot of power is consumed in this process.

Erfindungsgemaß wird die Aufgabe (Beseitigung der Nachteile der bekannten yorrichtuagen.) mit -zweilStromgeneratoren gelöst, von denen ein jeder seinen eigenen Transformator während einer Zeit speist, in welcher die Eingangstransistoren den Befehl zum Durchsteuern des L2istungstransistors erhalten. Für das Sperren des Leistungsschalttransistors dient ein dritter Eingangstransistor, der in seinem Zweig ebenfalls einen Transformator und alle übrigen notwendigen Bauteile für die Zusicherung der gewünschten Umschaltcharakteristik aufweist.According to the invention the object (elimination of the disadvantages of the known yorrichtuagen.) solved with two-part power generators, each of which has its own Transformer feeds during a time in which the input transistors the Command to turn on the power transistor received. For blocking the power switching transistor a third input transistor is used, which also has a transformer in its branch and all other necessary components to ensure the desired switching characteristics having.

Die Erfindung wird genauer aufgrund der Zeichnung erläutert.The invention is explained in more detail on the basis of the drawing.

Darin zeigen: Fig, 1 ein Schaltschema; Fig. 2 ein Zeitdiagramm.These show: FIG. 1 a circuit diagram; Fig. 2 is a timing diagram.

Die Klemme des Eingangs VH1 ist mit der Basis des Transistors T1 -verbunden, wogegen der Emitter mit Masse und der Kollektor mit dem gemeinsamen Punkt einer Zener-Diode ZD1 und der Primärwicklung 11 des Transformators TR1 verbunden sind. Der zweite Anschluss der Wicklung iTN ist mit dem Stromgenerator Igl verbunden. Zwischen den Anschlüssen der Wicklung N1 befindet sich eine Reihenschaltung einer Diode D9 und der Zener-Diode ZD1 und zwischen den Anschlüssen der Wicklung N2 des Transformators TR1 befindet sich eine Reihenschaltung der Widerstände.R1 und R2, deren Verbindungspunkt mit der Basis eines Transistors T4 verbunden ist, wobei der Emitter mit dem gemeinsamen Punkt des Widerstandes R2 und der Wicklung N2 verbunden ist. Die Kollektoren der Transistoren T4 und T5 sind zusammen in einem gemeinsamen Punkt mit dem Anschluss der Wicklung N8 des Transformators TR3, dem Emitter des Transistors MST und der Diode DNsg verbunden. Mit dem gemeinsamen Punkt des Widerstandes R1, der Wicklung N2 undder Wicklung N3 ist die Diode Dl und nit dem anderen Anschluss der Wicklung N3 die Diode D2 verbunden Auf gleiche Weise ist bei einem Transformator TR2 an einem Anschluß seiner Sekundarwicklung N5 die Diode D4 angeschlossen. Die Dioden D2 und D4 sind in einem geineinsarnen Punkt sit den Kollektor des Transistors MST und der Diode DT verbunden. Zwischen die Anschlüsse der Sekundärwicklung N6 des Transformators TR2 sind in Reihe die Widerstände R3 und R4 angeschlossen. Ihr gemeinsamer Punkt ist mit der Basis des Transistors T5, der Enitter mit dem gemeinsamen Punkt der Wicklung N 6 und des Widerstandes R4 und der Kollektor mit dem Kollektor des Transistors T4 verbunden.The terminal of the input VH1 is connected to the base of the transistor T1, whereas the emitter with ground and the collector with the common point one Zener diode ZD1 and the primary winding 11 of the transformer TR1 are connected. The second connection of the winding iTN is connected to the current generator Igl. There is a series connection between the connections of the winding N1 Diode D9 and the Zener diode ZD1 and between the terminals of the winding N2 of the Transformer TR1 there is a series connection of resistors R1 and R2, whose connection point is connected to the base of a transistor T4, the Emitter connected to the common point of resistor R2 and winding N2 is. The collectors of the transistors T4 and T5 are together in a common Point with the connection of the winding N8 of the transformer TR3, the emitter of the Transistor MST and the diode DNsg connected. With the common point of resistance R1, winding N2 and winding N3 is the diode Dl and with the other connection the winding N3 is connected to the diode D2. The same is true of a transformer TR2 connected to one terminal of its secondary winding N5, the diode D4. the Diodes D2 and D4 are in a common point sit the collector of the Transistor MST and the diode DT connected. Between the connections of the secondary winding N6 of the transformer TR2, the resistors R3 and R4 are connected in series. you common point is with the base of transistor T5, the enitter with the common Point of winding N 6 and resistor R4 and the collector with the collector of the transistor T4 connected.

Der gemeinsame Punkt der Wicklung N6, der Wicklung N5 und des Widerstandes R3 ist mit der Diode D3 verbunden. Die Diode D2 und die Diode D4 sind zusammen mit dem Kollektor des Transistors MST verbunden.The common point of winding N6, winding N5 and the resistor R3 is connected to diode D3. The diode D2 and the diode D4 are together with connected to the collector of the transistor MST.

Die Klemme des Eingangs VH2 ist mit der Basis des Transistors T2 verbunden, wobei der Emitter mit Masse und der Kollektor mit dem gemeinsamen Punkt der Zener-Diode ZD2 und des Anschlusses der Primärwicklung N4 des Transformators TR2 verbunden ist. Der zweite Anschluss der Wicklung N4 ist mit dem Stromgenerator Ig2 verbunden. Zwischen den knschlüssen der Wicklung N4 befindet sich eine Reihenschaltung der Diode DlO und der Zener-Diode ZD2.The terminal of the input VH2 is connected to the base of the transistor T2, where the emitter with ground and the collector with the common point of the Zener diode ZD2 and the connection of the primary winding N4 of the transformer TR2 is connected. The second connection of the winding N4 is connected to the current generator Ig2. Between A series connection of the diode D10 is located at the connections of the winding N4 and the Zener diode ZD2.

Die Klemme des Eingangs VH3 ist mit der Basis des Transistors T3 verbunden, wobei der Kollektor mit dem gemeinsamen Punkt des Anschlusses der Wicklung N7 desTransformators TR3 und der Zener-Diode ZD3 verbunden ist. Zwischen den Anschlüssen der Wicklung 7 ist eine Reihenschaltung der Diode D11 und der Zener-Diode ZD3 angeschlossen. Der gemeinsame Punkt der Diode D11 und des Anschlusses der Wicklung 7 ist mit der Klemme +V verbunden. Zwischen dem Anschluss der Wicklung N8 des Transformators TR3 und der Basis des Transistors ItST sind die Dioden D8, D7, D6 und D5 in Reihe geschaltet.The terminal of the input VH3 is connected to the base of the transistor T3, the collector with the common point of connection of the winding N7 of the transformer TR3 and the Zener diode ZD3 is connected. Between the terminals of the winding 7, a series circuit of the diode D11 and the Zener diode ZD3 is connected. The common point of the diode D11 and the connection of the winding 7 is with the Terminal + V connected. Between the connection of winding N8 of transformer TR3 and the base of the transistor ItST, the diodes D8, D7, D6 and D5 are connected in series.

Parallel zum Kollektor und zum Emitter des Transistors EST ist die Diode DgET geschaltet; diese zwei Punkte bilden gleichzeitig auch die Ausgangsklemmen IZ1 und IZ2 der Schaltung, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.In parallel with the collector and the emitter of the transistor EST is the Diode DgET switched; these two points also form the output terminals IZ1 and IZ2 of the circuit as shown in FIG.

Wenn der Befehl für das Leiten bzw. Durchschalten des Leistungsschalttransistors MST erhalten wird, wird der Transistor T1 oder T2 durchgesteuert.When the command for conducting or switching through the power switching transistor MST is obtained, the transistor T1 or T2 is turned on.

Falls der Transistor T1 durchsteuert,fließt durch die Primärwicklung N1 des Transformators TR1 ein Strom, der vom Stromgenerator Ig1 bestimt wird. Auf der Sekundärseite des Transformators TR1 muss ein Sekundärstrom fliessen, da dieser wie ein Stromtransformator arbeitet. Im ersten Monent fliesst ein Strom durch den Widerstand R1 und die Basis des Transistors T4 und deswegen schaltet der Transistor T4 durchNun beginnt der Strom durch die Diode D1 in die Basis des Transistors MST zu fliessen, der deswegen durchschaltet. Wenn der Transistor MST leitet, wird der Basisstrom IBMST kleiner, da sich der Sekundärstrom des Transformators DR1 über die Diode D2 und den Kollektor des Transistors MST abzuschliessen beginnt. Dann fliesst durch den Kollektor des Transistors MST der Laststrom und ein Teil des Sekundarstromes des Transformators, Vom Last strom 1B ist es abhängig, wieviel vom Sekundärstrom IS2 durch die Basis des Transistors MST und wieviel von diesem Strom durch den Kollektor fliessen wird. Je grösser der Laststrom 1B ist, desto grösser wird die Sättigungsspannung UGE und desto weniger Strom wird über den Kollektor des Transistors und desto mehr Strom durch die Basis des Transistors MST abfließen. Dadurch wird sich die Spannung UBE des Transistors MST erhöhen und deswegen wird auch der Strom durch die Basis des Transistors T4 höher. Da sich der Basisstrom 1B4 erhöhen wird, wird die Spannung UCE4 geringer werden und demgemäss wird sich die Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators TR1 nicht wesentlich ändern. Die Zahl der Windungen der verlangerten Wicklung N3 und 5 an den Sekunåarwicklungen der Transformatoren TR1 und Tß2 hangt davon ab, welche sattigungsspannung UGE am Transistor rED auftreten soll. Je höher die Zahl der Windungen N3 und N5 sein wird, desto höher wird die Sättigungsspannung; sie bewegt sich zwischen N2/2 bzw. N4/2 und Null. Null tritt hauptsächlich bei Leistungs-Darlington-Transistoren auf.If the transistor T1 turns on, flows through the primary winding N1 of the transformer TR1 a current which is determined by the current generator Ig1. on a secondary current must flow on the secondary side of the transformer TR1, as this how a current transformer works. In the first month a current flows through the Resistor R1 and the base of transistor T4 and therefore the transistor switches T4 through Now the current begins through the diode D1 into the base of the transistor MST to flow, which therefore switches through. When the transistor MST conducts, the Base current IBMST smaller, since the secondary current of the transformer DR1 is about the diode D2 and the collector of the transistor MST begins to complete. then The load current and part of the secondary current flows through the collector of the transistor MST of the transformer, it depends on the load current 1B how much of the secondary current IS2 through the base of transistor MST and how much of that current through the collector will flow. The larger the load current 1B, the larger the saturation voltage becomes UGE and the less current is through the collector of the transistor and the more Current drain through the base of the transistor MST. This will increase the tension The UBE of the transistor MST will increase and therefore the current through the base will also increase of transistor T4 higher. As the base current 1B4 will increase, the voltage becomes UCE4 will decrease and accordingly the voltage on the secondary winding will increase of the transformer TR1 do not change significantly. The number of turns of the elongated Windings N3 and 5 are attached to the secondary windings of transformers TR1 and Tß2 depends on which saturation voltage UGE should appear at the transistor rED. The higher the number of turns will be N3 and N5, the higher the saturation voltage becomes; it ranges between N2 / 2 or N4 / 2 and zero. Zero occurs mainly in power Darlington transistors on.

Da der Kern des Transformators TRl in die Sattigung kommen würde, wenn der Transistor T1 zu lange geöffnet ware, muss der Transistor T1 gesperrt und schon etwas früher den Transistor T2 durchsteuert. In der Zeit, wenn beide Transistoren T1 und T2 leiten, wird die Kommutierung durchgeführt. Da wegen der Induktivität der Leitungen und der Streuinduktivität des Transformators der Strom in seinem vollen Wert nicht fliessen kann und er auch auf Null aus demselben Grund nicht fallen kann, kann mit einer richtig gewählten Zeit der Uberlappung (der Kommutierung) erreicht werden, dass der Basisstrom des Transistors MST ohne Stromeinbuchtungen sein wird (5. Fig. 2).Since the core of the transformer TRl would come into saturation, if the transistor T1 were open too long, the transistor T1 must be blocked and already controls transistor T2 a little earlier. In the time when both transistors T1 and T2 conduct, the commutation is carried out. Because of the inductance of the lines and the leakage inductance of the transformer of the current in its full Value cannot flow and it cannot fall to zero for the same reason, can be achieved with a correctly selected time of overlap (commutation) be that the base current of the transistor MST will be without current indentations (5. Fig. 2).

Das bedeutet, dass während der Kommutierung der Basisstrom nicht unter den notwendigen Wert fallen wird. Normalerweise wird die Kommutierung um soviel verlängert, dass die Summe beider Ströme während der Kommutierung grosser, als der normale Basisstrom ist, der zu der Basis des Transistors MST fliesst, wenn nur ein Transistor leitet (T1 oder T2). Wichtig ist vor allem, dass zwei Stromgeneratoren verwendet werden (Ig1, Ig2), da dadurch der gegenseitige Einfluss zwischen den beiden Zweigen eliminiert wird. Wenn der Transistor T2 leitet und der Transistor Tl noch gesperrt ist, wiederholt sich der identische Fcnktionsablauf wie im Fall, wenn nur der Transistor T1 leitet.This means that during the commutation the base current is not under will drop the necessary value. Usually the commutation is around as much prolongs that the sum of the two currents during commutation is greater than that is normal base current that flows to the base of transistor MST, if only one Transistor conducts (T1 or T2). Above all, it is important to have two power generators can be used (Ig1, Ig2), as this reduces the mutual influence between the two Branches is eliminated. When the transistor T2 conducts and the transistor Tl still is locked, the identical functional sequence is repeated as in the case, if only the transistor T1 conducts.

In der Zeit des Leitzustandes des Transistors MST wird mit einer 1$sequenz der Leitzustand der Transistoren Tl und T2 gewechselt, wobei ständig eine uberlappung durchgefuhrt wird.During the conduction state of the transistor MST, a 1 $ sequence the conductive state of the transistors T1 and T2 changed, with constant overlap is carried out.

Wichtig ist auch die Rolle der Zener-Dioden ZD1 und ZD2, die den Primärwicklungen Nl und N4 der Transformatoren TR1 und TR2 parallel geschaltet sind. Die Dioden 9 und D10 verhindern den Strom durch die Zener-Dioden ZD1 und ZD2, wenn die Transistoren T1 und T2 im ldtnden Zustand sind. Wenn die Transistoren Tl und T2 gesperrt sind, induziert sich an den Primarseiten der Transformatoren eine Spannung mit Gegenpolarität und mit einer Höhe, die mit der Schwelle der Zener-Dioden ZD1 und 2D2 begrenzt ist.Also important is the role of the Zener diodes ZD1 and ZD2, which are the primary windings Nl and N4 of the transformers TR1 and TR2 are connected in parallel. The diodes 9 and D10 prevent the current through the Zener diodes ZD1 and ZD2 when the transistors T1 and T2 are in the charging state. When the transistors T1 and T2 are blocked, a voltage with opposite polarity is induced on the primary sides of the transformers and with a height that is limited by the threshold of the Zener diodes ZD1 and 2D2.

An den Zener-Dioden wird jetzt die Energie verbraucht, die früher in den Transformatoren TR1 und TR2 während des Leitens der Transistoren T1 und T2 gespeichert wurde.The energy used in the past is now used at the Zener diodes in transformers TR1 and TR2 while transistors T1 and T2 are conducting was saved.

Die Spannung der Zener-Dioden ZD1 und ZD2 muss hoch genug sein, so dass während der Pause, d.h. während der Zeit, in welcher der Transistor T1 und T2 gesperrt ist, die sämtliche magnetische Energie verbraucht wird. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kern in den folgenden Perioden wegen Gleichstromvormagnetisierung in eine Sättigung kommen wird.The voltage of the Zener diodes ZD1 and ZD2 must be high enough so that during the pause, i.e. during the time in which the transistor T1 and T2 is locked, all magnetic energy is consumed. This will ensured that the core in the following periods because of DC bias will come into saturation.

Die Sperrung des Transistors MST verläuft derweise, dass beide Transistoren T1 und T2 gesperrt und für eine kurze Zeit der Transistor T3 durchgesteuert wird2 Dadurch wird eine schnelle Sperrung des Transistors MST sichergestellt, da er mit einer negativen Spannung zwischen Basis und dem Emitter des Transistors MET gesperrt wird. Wie lange diese Spannung dauern wird, hängt vom Transformator TR3 ab. Es besteht ein ähnliches Problem wie bei Transformatoren TRl und TR2. Die Dioden D5, D6, D7 und D8 verhindern den Stromfluß durch den Transformator TR3, wenn der Transistor MST leitend ist.The blocking of the transistor MST takes place in such a way that both transistors T1 and T2 are blocked and transistor T3 is turned on for a short time2 This ensures rapid blocking of the transistor MST, since it is with a negative voltage between the base and the emitter of the transistor MET is blocked will. How long this voltage will last depends on the transformer TR3. It exists a similar problem as with transformers TRl and TR2. The diodes D5, D6, D7 and D8 prevent current flow through transformer TR3 when the transistor is MST is conductive.

Die Rolle der Transistoren T4 und T5 ist wie folgt: Der-Transistor MST mit der parallel geschalteten Diode DT kann auch nur als Diode arbeiten. Wenn der Transistor ItST mit einer integrierten Rückspannungsdiode DMST verwendet wird, besitzt diese in der Durchlassrichtung einen Spannungsabfall bis zu 5 V, was viel mehr als bei diskreten Dioden und gleichem Strom beträgt.The role of transistors T4 and T5 is as follows: The transistor MST with the diode DT connected in parallel can also only work as a diode. if the transistor ItST is used with an integrated reverse voltage diode DMST, this has a voltage drop of up to 5 V in the forward direction, which is a lot is more than with discrete diodes and the same current.

Wegen des Spannungsabfalls an der Diode DItST würde der Strom auch durch die beiden Sekundärwicklungen der Trarsformatoren TR1 und TR2 als auch die Dioden D2 und D4 aiflleßen.Because of the voltage drop across the DItST diode, the current would also through the two secondary windings of the Trarsformatoren TR1 and TR2 as well as the Leave diodes D2 and D4 off.

Da dieser Leitzustand der Diode DMST beliebig lang ist, was vor allem von der Verwendungsart des Leistungsschalttransistors abhängig ist, gelangen die Kerne der '2ransfornatoren TR1 und TR2 in den Sättigungszustand. Der Widerstandswert der Sekundärwicklungen der Transformatoren TR1 und TR2 ist sehr klein. Deswegen ist der Spannungsabfall an den Diode D2 und D4 höher. Da diese Dioden diskret ausgeführt sind und einen kleinen Spannungsabfall verursachen, fliesst durch die Dioden D2 und D4 ein grosser Strom, der sonst normalerweise durch die Diode DMST und den Transistor J-LEiT fliessen und sie beide thermisch zerstören wurde Wenn die Transistoren T4 und T5 verwendet werden, könnten jedoch bei einer solchen Arbeitsweise (Tätigkeit der Diode DMS) die Tranistoren T1 und T2 und demgemass auch die Transistoren T4 und T5 gesperrt werden. Nun ist die Impedanz im Stromkreis hoch und der ganze Strom fließt durch die Diode DMST ab.Since this conduction state of the diode DMST is arbitrarily long, what above all depends on the type of use of the power switching transistor, get the Cores of the transformers TR1 and TR2 in the saturation state. The resistance value of the secondary windings of the transformers TR1 and TR2 is very small. Because of this the voltage drop across diode D2 and D4 is higher. Because these diodes run discreetly and cause a small voltage drop, flows through the diode D2 and D4 a large current, which is otherwise normally through the diode DMST and the transistor J-LEiT would flow and thermally destroy them both If the Transistors T4 and T5 could be used, but could in such operation (Activity of the DMS diode) the transistors T1 and T2 and accordingly also the transistors T4 and T5 are blocked. Now the impedance in the circuit is high and the whole Current flows through the diode DMST.

Auch wenn die Schaltung für das Öffnen des Transistors MST arbeitet, d.h., dass die Transistoren T1 und T2 kommutieren, kann der.Even if the circuit is working for opening the transistor MST, i.e. that the transistors T1 and T2 commutate, the.

Transistor MS- mit der Diode DMST in der Funktion einer Diode verwendet werden. Diesmal ist wegen des Stromes durch die Diode DMST der Kollektorstrom des Transistors MST gleich Null; deswegen ist auch eine Basis-Emitterspannung gleich Null notwendig.Transistor MS- with the diode DMST used in the function of a diode will. This time, because of the current through the diode DMST, the collector current is des Transistor MST equal to zero; therefore a base emitter voltage is also the same Zero necessary.

Da der Sekundärstrom aufgezwungen ist, fliesst durch den Widerstand R1 und die Basis des Transistors T4 in der ersten Periode (sO Fig. 1) und den Widerstand R3 und die Basis des Transistors T5 in der zweiten Periode der Umschaltung der Transformatoren TR1 und TR2 nur ein solcher Strom, dass der Kollektorstrom der Transistoren T4 und T5 den ganzen übrigen Sekundärstrom darstellt. Dieser Teil der Spannung, der den Unterschied zwischen den Spannungsabfällen an den Dioden D2 und D4 und der Diode D«ST darstellt, tritt nun an den Transistoren T4 und T5 auf.Since the secondary current is imposed, it flows through the resistor R1 and the base of the transistor T4 in the first period (see FIG. 1) and the resistor R3 and the base of the transistor T5 in the second period of the switching of the transformers TR1 and TR2 only have such a current that the collector current of transistors T4 and T5 represents all of the remaining secondary current. That part of the tension that creates the Difference between the voltage drops across diodes D2 and D4 and the diode D «ST now appears on transistors T4 and T5.

Zwei Transistoren werden deswegen verwendet, weil durch einen Transistor, der funktionsgemäss zwei ersetzen könnte, während der Kom. tierung nicht ein grösserer Strom abgeschlossen wird.Two transistors are used because one transistor, which could functionally replace two, not a larger one during commissioning Electricity is completed.

fian maste namlich einen Transistor auf maximalen Strom dimensionieren, weswegen es besser ist, zwei für niedrigeren Strom zu nehmen, da sie sehr genau dimensioniert werden können.fian maste namely dimension a transistor for maximum current, which is why it is better to take two for lower currents as they are very accurate can be dimensioned.

Die galvanische Trennung mit dem Leistungsschalttransistor und der Steuerungselektronik kann mit einer Isolierung zwischen Primär- und den Sekundärwicklungen der Transformatoren TR1, TR2 und TR3 erreicht werden.The galvanic separation with the power switching transistor and the Control electronics can have insulation between the primary and secondary windings the transformers TR1, TR2 and TR3 can be achieved.

Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht die Steuerung eines Leistungstransistors in sehr anspruchsvollen Arbeitsbedingungen bei einer Verwendung von preiswerten Bauteilen, was wesentlich auch die ganze Vorrichtung verbilligt. Geteint sind vor alles die Transistoren T1, T2 und T3, die bipolare Niederspannungsschalttransistoren sind. Diese Schaltung bietet den grössten Vorteil, wenn für den Leistungsschalttransistor ItST ein Leistungs-Darlington-Transistor mit einer integrierten Diode verwendet wird. Diese Transistoren besitzen eine etwas höhere Sättigung spannung und die gleiche Verstärkung wie diskrete Transistoren.The proposed solution enables a power transistor to be controlled in very demanding working conditions with a use of inexpensive Components, which also significantly cheaper the whole device. Are muted before all the Transistors T1, T2 and T3, the low voltage bipolar switching transistors are. This circuit offers the greatest advantage when for the power switching transistor ItST uses a power darlington transistor with an integrated diode will. These transistors have a slightly higher saturation voltage and the same Amplification like discrete transistors.

Durch Verwendung der vorgeschlagenen Schaltung können diese in allen Arbeitsbedingungen verwendet werden, gleichzeitig verbessert sich aber der Wirkungsgrad der Vorrichtungen wegen niedrigerer Verluste am Leistungs-Darlington-Transistor.By using the proposed circuit, these can be used in all Working conditions are used, but at the same time the efficiency improves of the devices because of lower power darlington transistor losses.

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Claims (1)

SCHALTUNG ZUR STEUERUNG VON LEISTUNGSSCHALTTRANSISTOREN MIT GALVANISCHER TRENNUNG PATENTANSPRUCH: Schaltung zur Steuerung von Leistungsschalttransistoren, mit galvanischer Trennung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine erste Eingangsklemme (VH1) mit der Basis eines Transistors (T1) verbunden ist, dessen Emitter an Masse und dessen Kollektor an den gemeinsamen Punkt einer Zener-Diode (ZD1) und eines ersten Anschlusses einer Primärwicklung (N1) eines ersten Transformators (TR1) angeschlossen ist, wobei ein zweiter Anschluß einer dieser Wicklung (N1) mit einem Stromgenerator (Ig1) und einem Anschluß einer Diode (D9) und deren zweiter Anschluß mit der Zener-Diode (ZD1) verbunden sind, daß zwischen den Anschlüssen der Sekundärwicklung (N2) des ersten Transformators (TR1) zwei Widerstände (R1, R2) in Reihe geschaltet sind, wobei an den gemeinsamen Punkt dieser Widerstände (R1, R2) die Basis und an den gemeinsamen Punkt des Anschlusses der Wicklung (N2) und des Widerstandes (R2) der Emitter eines Transistors (T4) angeschlossen sind, daß der Kollektor dieses Transistors (T4) sowie eines zweiten Transistors (T5) zusammen mit einem Anschluß einer Sekundärwicklung (N8) eines dritten Transformators (TR3) mit einer Ausgangsklemme (IZ2) und mit dem Emitter eines Transistors (MST), an dem auch der eine Anschluß einer Diode (DMST) vorgesehen ist, verbunden sind, daß an den gemeinsamen Punkt des Widerstandes (R1) und des Anschlusses der Sekundärwicklung (N2) des ersten Transformators der eine Anschluß einer weiteren Sekundärwicklung (N3) und der eine Anschluß einer Diode (D1) angeschlossen sind, deren anderer Anschluß mit einem Anschluß einer Diode (D3), mit der Basis des Transistors (MST) und mit einem Anschluß einer Reihenschaltung von Dioden (D5, D6, D7, D8) verbunden ist, daß der andere Anschluß dieser Reihenschaltung mit dem anderen Anschluß der Sekundärwicklung (N8) des dritten Transformators verbunden ist, daß zwischen den Anschlüssen der Sekundärwicklung (N6) eines zweiten Transformators (TR2) zwei Widerstände (R3, R4) in Reihe geschaltet sind, wobei an den gemeinsamen Punkt dieser Widerstände (R3, R4) die Basis und an den gemeinsamen Punkt des Anschlusses der Wicklung (N6) und des Widerstandes (R4) der Emitter des zweiten Transistors (T5) angeschlossen sind, daß an den gemeinsamen Punkt des Widerstandes (R3) und des Anschlusses der Sekundärwicklung (N6) des zweiten Transformators der eine Anschluß einer weiteren Sekundärwicklung (N5) und der eine Anschluß der Diode (D3) angeschlossen sind, daß der andere Anschluß der Sekundärwicklung (W3) des ersten Transformators (TR1) über eine Diode (D2) und drer andere Anschluß der Wicklung (N5) des zweiten Transformatorh (TR2) über eine Diode (D4) mit dem Kollektor des Transistors (MST), an den auch der andere Anschluß der Diode (DMST) angeschlossen ist, sowie mit einer anderen Ausgangsklemme (in1) verbunden sind, daß eine zweite Eingangsklemme (VH2) mit der Basis eines Transistors (T2) verbunden ist, dessen Emitter an Masse und dessen Kollektor an den gemeinsamen Punkt einer Zener-Diode (ZD2) und des ersten Anschlusses der Primärwicklung (N4) des zweiten Transformators (TR2) angeschlossen ist, wobei der zweite Anschluß dieser Wicklung (N4) mit einem Stromgenerator (Ig2) und einem Anschluß der Diode (D10) und deren zweiter Anschluß mit einer Zener-Diode (ZD2) verbunden sind, daß eine dritte Eingangsklemme (VH3) mit der Basis eines Transistors (T3) verbunden ist, dessen Emitter an Masse und dessen Kollektor an den gemeinsamen Punkt einer Zener-Diode (ZD3) und des ersten Anschlusses der Primärwicklung (N7) des dritten Transformators (TR3) angeschlossen sind, wobei der zweite Anschluß dieser Wicklung (N7) mit der Klemme (+V) einer Spannungsversorgung und einem Anschluß einer Diode (D11) und deren zweiter Anschluß mit der Zener-Diode (ZD3) verbunden sind.CIRCUIT FOR THE CONTROL OF POWER SWITCHING TRANSISTORS WITH GALVANIC SEPARATION OF THE PATENT CLAIM: Circuit for controlling power switching transistors, with galvanic separation, which means that a first Input terminal (VH1) is connected to the base of a transistor (T1) whose Emitter to ground and its collector to the common point of a Zener diode (ZD1) and a first connection of a primary winding (N1) of a first transformer (TR1) is connected, a second connection of one of these winding (N1) with a current generator (Ig1) and a connection of a diode (D9) and its second Terminal connected to the Zener diode (ZD1) that between the terminals the secondary winding (N2) of the first transformer (TR1) two resistors (R1, R2) are connected in series, with the common point of these resistors (R1, R2) the base and to the common point of the connection of the winding (N2) and the resistor (R2) of the emitter of a transistor (T4) are connected, that the collector of this transistor (T4) and a second transistor (T5) together with one connection of a secondary winding (N8) of a third transformer (TR3) with an output terminal (IZ2) and with the emitter of a transistor (MST) to which one connection of a diode (DMST) is also provided, tied together are that at the common point of the resistor (R1) and the connection of the Secondary winding (N2) of the first transformer of one connection of another Secondary winding (N3) and one terminal of a diode (D1) are connected, its other connection to one connection of a diode (D3) to the base of the transistor (MST) and connected to one terminal of a series connection of diodes (D5, D6, D7, D8) is that the other connection of this series connection with the other connection of the Secondary winding (N8) of the third transformer is connected between that Connections of the secondary winding (N6) of a second transformer (TR2) two resistors (R3, R4) are connected in series, with these resistors at the common point (R3, R4) the base and to the common point of the connection of the winding (N6) and the resistor (R4) connected to the emitter of the second transistor (T5) are that at the common point of the resistor (R3) and the connection of the Secondary winding (N6) of the second transformer of one connection of another Secondary winding (N5) and one terminal of the diode (D3) are connected that the other terminal of the secondary winding (W3) of the first transformer (TR1) a diode (D2) and the other terminal of the winding (N5) of the second transformer (TR2) via a diode (D4) to the collector of the transistor (MST), to which also the other terminal of the diode (DMST) is connected, as well as with another Output terminal (in1) are connected that a second input terminal (VH2) with the Base of a transistor (T2) is connected, its emitter to ground and its collector to the common point of a Zener diode (ZD2) and the first connection of the Primary winding (N4) of the second transformer (TR2) is connected, the second connection of this winding (N4) with a current generator (Ig2) and a connection the diode (D10) and its second terminal connected to a Zener diode (ZD2) are that a third input terminal (VH3) to the base of a transistor (T3) is connected, its emitter to ground and its collector to the common Point of a Zener diode (ZD3) and the first connection of the primary winding (N7) of the third transformer (TR3) are connected, the second connection of this Winding (N7) with the terminal (+ V) of a voltage supply and a connection of a Diode (D11) and its second terminal are connected to the Zener diode (ZD3).
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3883786A (en) * 1973-10-12 1975-05-13 Gen Electric Pulse width modulated servo system

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BOEHRINGER,Andreas, KNÖLL,Helmut: Transistorschal-ter im Bereich hoher Leistungen und Frequenzen, In: etz, Bd.100 (1979), H.13, S.664-670 *

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