DE3434364A1 - Static invertor - Google Patents
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Abstract
Description
Statischer Wechselrichter Static inverter
Die Erfindung betrifft einen statischen Wechselrichter, bei welchem eine Versorgungsspannung in Form einer Gleichspannung einer Endstufe zugeführt wird, wobei die Endstufe mit einer sinusförmigen Steuerspannung beaufschlagt wird, wodurch eine sinusförmige Ausgangsspannung erzeugt wird.The invention relates to a static inverter in which a supply voltage in the form of a DC voltage is fed to an output stage, wherein the output stage is applied with a sinusoidal control voltage, whereby a sinusoidal output voltage is generated.
Nachteilig bei diesem bekannten Wechselrichter ist es, daß zwischen der Versorgnngsgleichspannung und der sinusförmigen Ausgangs spannung in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Form dieser beiden Spannungen wechselweise kleine und große Spannungsdifferenzen auftreten, die zu erheblichen Verlusten in Form von Wärme führen. Der bekannte Wechselrichter hat damit einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad.The disadvantage of this known inverter is that between the DC supply voltage and the sinusoidal output voltage as a function of of the different form of these two voltages alternately small and large voltage differences occur, which lead to considerable losses in the form of heat to lead. The known inverter thus has a relatively poor efficiency.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Wechseirichter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er mit möglichst geringen Verlusten und damit mit einem möglichst guten Wirkungsgrad arbeitet.The invention is accordingly based on the object of an inverter of the type mentioned in such a way that it has the lowest possible losses and thus works with the best possible efficiency.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Form der Versorgungsspannung an die Form der Ausgangsspannung unter Beibehaltung einer Restdifferenz zwischen den beiden Spannungsformen angeglichen wird.This object is achieved in that the shape of the Supply voltage to the form of the output voltage while maintaining a residual difference is matched between the two voltage forms.
Mit einem solchen Wechselrichter wird erreicht, daß die Spannungsunterschiede, die durch die unterschiedliche Form der Versorgungsspannung und der Ausgangsspannung hervorgerufen werden, bis auf einen für die notwendigen Restspannungen in der Endstufe verbleibenden Rest abgebaut werden, so daß die Verluste drastisch verringert sind.With such an inverter it is achieved that the voltage differences, due to the different form of the supply voltage and the output voltage except for one for the necessary residual voltages in the output stage remaining remainder are degraded, so that the losses are drastically reduced.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn, wie erfindungsgemäß weiter vorgesehen, der Endstufe zum Zwecke der Angleichung der Formen der Versorgungsspannung und der Ausgangsspannung ein Schaltnetzteil vorgeschaltet ist, in welchem wenigstens ein auf eine Drossel und einen Speicherkondensator arbeitender Schalttransistor vorgesehen ist, dem Steuerimpulse zugeführt werden, deren aufeinanderfolgende Tastverhältnisse den aufeinanderfolgenden und gemeinsam eine Sinusform bildenden abgegebenen Spannungen entsprechen.It is particularly advantageous if, as further provided according to the invention, the output stage for the purpose of approximating the shapes of the supply voltage and the Output voltage is connected upstream of a switching power supply in which at least one Switching transistor operating on a choke and a storage capacitor is provided is, the control impulses are supplied, their successive Duty cycle the successive and jointly forming a sinusoidal shape correspond to the voltages output.
Hierdurch wird es in besonders einfacher Weise möglich, die Versorgungsspannung der Ausgangsspannung anzugleichen, da ein derartiges Schaltnetzteil sehr hohe Taktfrequenzen gestattet, so daß eine sehr genaue Angleichung möglich ist.This makes it possible to adjust the supply voltage in a particularly simple manner to match the output voltage, since such a switched-mode power supply has very high clock frequencies allowed, so that a very precise adjustment is possible.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn die Steuerung des Schalttransistors durch einen Pulsmodulator erfolgt, der von einer Sinus spannung beaufschlagt wird. Die Sinus spannung kann von einem Sinusoszillator erzeugt werden, der gleichzeitig die Endstufe ansteuert, wobei diese Ansteuerung über einen Spannungsteiler od. dgl. erfolgen kann, um die obengenannte Differenz zwischen der Form der Versorgungsspannung und der Ausgangsspannung zu erzeugen.It is also advantageous if the control of the switching transistor takes place by a pulse modulator, which is acted upon by a sinusoidal voltage. The sine wave voltage can be generated by a sine wave oscillator that works simultaneously controls the output stage, this control od via a voltage divider. can be made to the aforementioned difference between the shape of the supply voltage and to generate the output voltage.
Da bei den einzelnen Bauteilen nicht immer gewährleistet ist, daß lineare Umsetzungen stattfinden, ist es zweckmäßig, wenn der Sinusoszillator eine Rückmeldung bezüglich der tatsächlich erzeugten Versorgungsspannung für die Endstufe erhält, so daß ein Regelkreis gebildet wird, in welchem evtl. auftretende Abweichungen ausgeglichen werden.Since it is not always guaranteed with the individual components that linear conversions take place, it is useful if the sine wave oscillator one Feedback regarding the actually generated supply voltage for the output stage received, so that a control loop is formed in which any deviations that may occur be balanced.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained in more detail in the drawing.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Angleichung der Form der Versorgungsspannung an die Form der Ausgangsspannung. Fig. 1 shows a schematic representation of the alignment according to the invention the shape of the supply voltage to the shape of the output voltage.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Wechselrichters. 2 shows a block diagram of the inverter according to the invention.
Fig. 3 ist ein Schaltbild des verwendeten Schaltnetzteiles. Fig. 3 is a circuit diagram of the switched-mode power supply used.
In Fig. 1 ist der sinusförmige Verlauf einer mittels des Wechselrichters zu erzeugenden Ausgangsspannung U wiedergegeben, die a aus einer Veraargungsspannung UB erzeugt werden soll. Hierbei ergeben sich, wie aus Fig. 1 hervorgeht, zwischen der Versorgungsgleichspannung UB und der sinusförmigen Ausgangsspannung Ua in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Form dieser beiden Spannungen wechselweise kleine und große Spannungsdifferenzen Ul, die zu erheblichen Verlusten führen. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die Form der Versorgungsspannung Ug an die Form der Ausgangsspannung U angeglichen wird. Diese Ana gleichung der Versorgungsspannung ist in Fig. 1 wiedergegeben und mit UBl bezeichnet. Aus Fig. 1 geht weiter hervor, daß die Versorgungsspannung an die Form der Ausgangsspannung bis auf eine Restdifferenz U2 zwischen den beiden Spannungsformen angeglichen ist. Die Differenzspannung U2 ist für den Betrieb der Endstufe des Wechselrichters notwendig.In Fig. 1, the sinusoidal curve is a means of the inverter output voltage U to be generated is shown, the a from a Verargungsspannung UB is to be generated. Here, as can be seen from FIG. 1, between the DC supply voltage UB and the sinusoidal output voltage Ua as a function of the different form of these two voltages alternately small and large voltage differences Ul, which lead to considerable losses. According to the invention is now provided that the shape of the supply voltage Ug to the Shape of the output voltage U is matched. This ana equation of the supply voltage is shown in Fig. 1 and labeled UBl. From Fig. 1 it is further evident that that the supply voltage to the shape of the output voltage except for a residual difference U2 is matched between the two voltage forms. The differential voltage U2 is necessary for the operation of the output stage of the inverter.
Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild den erfindungsgemäßen Wechselrichter. Danach ist eine Endstufe 1 vorgesehen, die von der angeglichenen Versorgungsspannung UBi beaufschlagt wird und die Ausgangsspannung U liefert.2 shows the inverter according to the invention in a block diagram. After that, an output stage 1 is provided which is powered by the adjusted supply voltage UBi is applied and the output voltage U delivers.
a Der Endstufe ist zum Zwecke der Angleichung der Formen der Versorgungsspannung und der Ausgangsspannung ein Schaltnetzteil 2 vorgeschaltet, dem eine Eingangsgleichspannung U zugeführt wird, 5 die nicht sinusförmig ist. Das Schaltnetzteil 2 wird von einer Steuerspannung Ust gesteuert, die von einem Pulsmodulator 3 erzeugt wird, der seinerseits durch eine von einem Sinusoszillator 4 erzeugte Sinusspannung beaufschlagt ist. Der Sinusoszillator 4 steuert über einen Spannungsteiler 5 die Endstufe i an, wobei der Spannungsteiler vorgesehen ist, um die Differenzspannung U2 (vgl. Fig. i) zwischen der Form der Versorgungsspannung und der Ausgangsspannung zu erzeugen. a The output stage is for the purpose of approximating the forms of the supply voltage and the output voltage is preceded by a switched-mode power supply 2, which has an input DC voltage U is supplied, 5 which is not sinusoidal. The switching power supply 2 is of a Control voltage Ust controlled, which is generated by a pulse modulator 3, which in turn is acted upon by a sinusoidal voltage generated by a sinusoidal oscillator 4. The sine wave oscillator 4 controls the output stage i via a voltage divider 5, with the Voltage divider is provided to divide the differential voltage U2 (see. Fig. i) between the form of the supply voltage and the output voltage to create.
Über die Verbindung 6 erhält der Sinusoszillator 4 eine Bückmeldung bezüglich der tatsächlich erzeugten Versorgungsspannung UBi für die Endstufe, so daß ein Regelkreis gebildet ist, in welchem auftretende Abweichungen ausgeglichen werden.The sinusoidal oscillator 4 receives a feedback via the connection 6 with regard to the actually generated supply voltage UBi for the output stage, see above that a control loop is formed in which any deviations that occur are compensated will.
Fig. 3 ist ein Schaltbild des Schaltnetzteiles 2, wobei dieses im wesentlichen aus einem Schalttransistor 7 besteht, der auf eine Drossel 8 und einen Speicherkondensator 9 arbeitet. Das Schaltnetzteil nach Fig. 3 wird gemäß Fig. 2 von der Eingangsspannung Ue beanfschlagt. Dem Schalttransistor 7 werden mittels der Steuerspannung Ust die vom Pulsmodulator 3 kommenden Steuerimpulse zugeführt, deren aufeinanderfolgende Tastverhältnisse den aufeinanderfolgenden und gemeinsam eine Sinusform bildenden abgegebenen Spannungen entsprechen. Bei eingeschaltetem Transistor 7 wird der Drossel 8 ein Impuls zugeführt, dessen Energie in der Drossel gespeichert wird und nach Abschalten des Transistors 7 in den Kondensator 9 umgeladen wird. Die vom Pulsmodulator 3 vorgegebenen Einschaltzeiten des Transistors bestimmen damit den'Umformungsgrad. Da der Pulsmodulator 3 von dem Sinusoszillator 4 beaufschlagt wird, erzeugt er aufeinanderfolgend Impulse veränderlicher Dauer, die dem Verlauf der Sinusspannung entsprechen.Fig. 3 is a circuit diagram of the switching power supply 2, this in essentially consists of a switching transistor 7, which is a choke 8 and a Storage capacitor 9 works. The switched-mode power supply according to FIG. 3 is according to FIG. 2 applied by the input voltage Ue. The switching transistor 7 are by means of the control voltage Ust is supplied with the control pulses coming from the pulse modulator 3, their successive duty cycles the successive and common correspond to output voltages forming a sinusoidal shape. When the Transistor 7, the choke 8 is supplied with a pulse, the energy of which in the choke is stored and transferred to the capacitor 9 after switching off the transistor 7 will. The switch-on times of the transistor specified by the pulse modulator 3 determine thus the degree of deformation. Since the pulse modulator 3 is acted upon by the sinusoidal oscillator 4 it generates successive pulses of variable duration that follow the course correspond to the sinusoidal voltage.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist mithin folgende: Die gegebenenfalls geglättete und dem Schaltnetzteil 2 zugeführte Eingangsgleichspannung U wird dem Schalttransistor 7 e zugeführt, der in Abhängigkeit von den mittels der Steuerspannung U5t durch den Pulsmodulator 3 zugeführten Steuerimpulsen mit sehr hohen Taktfrequenzen öffnet und schließt.The mode of operation of the arrangement described is therefore as follows: The DC input voltage, which may be smoothed and fed to the switched-mode power supply 2 U is fed to the switching transistor 7 e, which depends on the means of the Control voltage U5t by the pulse modulator 3 supplied control pulses with very opens and closes at high clock frequencies.
Da die Steuerimpulse entsprechend der mittels des Sinusoszillators 4 erzeugten Sinus spannung eine unterschiedliche Dauer haben, wird die Eingangsgleichspannung Ue in eine der Sinusform der Ausgangsspannung angepaßte Sinusspannung U31 umgewandelt, die als Versorgungsspannung der Endstufe 1 dient. Diese Sinus spannungen entsprechen einander, weil der Sinusoszillator 4 gleichzeitig die Endstufe 1 ansteuert.Since the control pulses correspond to the means of the sine oscillator 4 generated sinusoidal voltage have a different duration, the input DC voltage Ue converted into a sinusoidal voltage U31 adapted to the sinusoidal shape of the output voltage, which serves as the supply voltage for output stage 1. These correspond to sinusoidal voltages each other because the sine oscillator 4 controls the output stage 1 at the same time.
Uber die Verbindung 6 ist eine Bückmeldung bezüglich der tatsächlich erzeugten Versorgungsspannung UBi vorgesehen.Via the connection 6 there is a feedback regarding the actual generated supply voltage UBi provided.
Zwischen dem Sinusöszillator 4 und der Endstufe 1 ist ein Spannungsteiler vorgesehen, um eine Spannungsdifferenz U2 zwischen der Form der Versorgungsspannung UBt und der Ausgangsspannung U zu erzeugen.A voltage divider is located between the sine oscillator 4 and the output stage 1 provided to a voltage difference U2 between the form of the supply voltage UBt and the output voltage U to generate.
a a
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843434364 DE3434364A1 (en) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | Static invertor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843434364 DE3434364A1 (en) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | Static invertor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3434364A1 true DE3434364A1 (en) | 1986-03-20 |
Family
ID=6245785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843434364 Withdrawn DE3434364A1 (en) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | Static invertor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3434364A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0215362A2 (en) * | 1985-09-09 | 1987-03-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | AC power supply device |
-
1984
- 1984-09-19 DE DE19843434364 patent/DE3434364A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0215362A2 (en) * | 1985-09-09 | 1987-03-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | AC power supply device |
| EP0215362A3 (en) * | 1985-09-09 | 1987-11-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ac power supply device |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |