DE9418581U1 - Ansteuerschaltung für Leistungstransistoren - Google Patents

Ansteuerschaltung für Leistungstransistoren

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Description

Ansteuerschaltung für Leistungstransistoren
Anwendung der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ansteuerung für Leistungstransistoren, insbesondere für solche in bipolarer Technik, bei denen ein unkontrolliertes Ansteuern beim Aufbau der Steuerspannung verhindert werden muß.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bei einer Vielzahl von Schaltkreisen, die für die Ansteuerung von Leistungstransistoren verwendet werden, kommt es im Einschaltmoment zu indifferenten Zuständen, welche durch den Aufbau der Steuerspannung begründet sind.
Um den Leistungstransistor unabhängig von der Höhe der Steuerspannung sicher zu sperren, wird oftmals eine RC-Kombination zwischen der eigentlichen Versorgungsspannung und dem Basiskreis des Leistungstransistors bzw. der Treiberanordnung geschaltet. Um für diesen Fall die Ansteuerverhältnisse für den Leistungstransistor sicherzustellen, werden noch Dioden zur Verbesserung des Schaltverhaltens eingefügt (DE 37 32 790).
Nachteil dieser Schaltungsanordnung ist der beträchtliche Aufwand an diskreten Bauelementen zur Erlangung des notwendigen Sperrimpulses über den Zeitraum der Einschaltphase.
Ziel der Erfindung
Es ist das Ziel der Erfindung, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und mit extrem geringem Aufwand an diskreten Bauelementen eine sichere Sperrung des Leistungstransistors bis zum ersten ordnungsgemäßen Ansteuerimpuls zu gewährleisten und gleichzeitig eine Ansteuerung von Gegentaktstufen, wie sie beispielsweise in der Wechselrichtertechnik üblich sind, ohne zusätzliche aktive Bauelemente zu ermöglichen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe weniger passiver Bauelemente gefährliche Ansteuerverhältnisse für den Leistungstransistor im Moment des Aufbaus der Steuerspannung zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine an die Steuerspannungsebene gekoppelte RC-Kombination einer an sich bekannten Gegentakttreiberanordnung derart zugeführt wird, daß mit Sicherheit der für die Sperrung des
Leistungstransistors zuständige Ansteuertransistor im unteren Teil der Treiberanordnung so lange gesperrt bleibt, bis genügend Ansteuerleistung durch den regulären Ansteuerimpuls vorhanden ist. Hierzu wird durch den oberen Treibertransistor der Gegentaktanordnung über eine Rückführstrecke auf den Vortreibertransistor eine Triggerstruktur aufgebaut, welche ein exaktes und definiertes Schalten dieser Stufe bewirkt. Dieses Prinzip kann auch für Gegentaktwechselrichter mit Trafomittelpunktschaltung verwendet werden, indem der durch die RC-Kombination entstehende Impuls über eine Diodenentkopplung auf die gleichartig aufgebauten Triggertreiber geleitet wird.
Um die schnelle Wiedereinschaltbereitschaft zu garantieren, wird der Kondensator der RC-Kombination mit einer Entladediode verbunden, damit mit dem Abschalten der Steuerspannung dieser Kondensator in die Steuerspannungsebene entladen wird.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:
In der dazugehörigen Zeichnung
Fig. 1: Impulsverlauf der Kollektor-Emitterspannung bei einem Gegentaktwechselrichter ohne Einschaltsperre
Fig. 2: Impulsverlauf mit dem erfindungsgemäßen Triggertreiber Fig. 3: Verlauf der Steuerspannung im Einschaltmoment
Fig. 4: Schaltungsanordnung des Triggertreibers am Beispiel eines Gegentaktwechselrichters im Tastlückenverfahren und Trafomittelpunktschaltung
Der in Fig. 1 dargestellte Impulsverlauf verdeutlicht das Problem der Ansteuerung bei der Impulsbereitstellung aus einem CMOS-Logikbaustein. Beim Aufbau der Steuerspannung Us im Abschnitt A (Fig. 3) sind die Ausgänge der Logikschaltkreise D2 und D3 hochohmig, so daß sich ohne Einschaltunterdrückung ein gleichzeitiges Einschalten der Leistungstransistoren VT 7 und VT 8 ergibt. Beim ersten durch die Logikschaltung D1, D2, D3 bereitgestellten Steuerimpuls reicht oftmals die Steuerenergie nicht aus, da die Steuerspannung Us erst den Wert im Abschnitt B (Fig. 3) aufweist.
Die Ansteuerschaltung für Leistungstransistoren nutzt die vorhandene Treiberstruktur, bestehend aus VT 1 bzw. VT 2 (Vortreiber) und den Haupttreibertransistoren VT 3, VT 4 bzw. VT 5, VT 6 derart, daß über dem Elektrolytkondensator C1, dem Widerstand R1, der Diode VD 2 bzw. VD 3 und dem Transistor VT 1 bzw. VT 2 im Einschaltmoment die Steuerspannung Us zugeführt wird und somit den
Transistor VT 3 bzw. VT 5 sperrt. Der Strom durch C1 nimmt exponentiell ab, so daß Uqe von VT 1 und VT 3 bzw. VT 2 und VT 5 ansteigt. Über die Rückkopplungswiderstände R8 bzw. R9 entsteht eine Triggeranordnung, welche so dimensioniert ist, daß beim Unterschreiten des minimal notwendigen Basisstromes für die Leistungstransistoren VT 7 bzw. VT 8 in den Ausschaltzustand zurückkippt.
Auf diese Weise verkürzen sich die Einschaltimpulse bei nicht ausreichender Steuerenergie wie in Fig. 2 gezeigt. Damit werden ungenügende Ansteuerverhältnisse bis zum völligen Aufbau der Steuerspannung Us Abschnitt C Fig. 3 vermieden. Beim Abschalten der Steuerspannung Us wird der Kondensator C1 über VD 1 entladen, so ist gewährleistet, daß beim nächsten Einschaltvorgang ein genügend langer Aufladevorgang erfolgt.

Claims (1)

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    Anspruch
    Ansteuerschaltung für Leistungstranistoren, vorzugsweise für solche in bipolarer Technik, bei denen ein unkontrolliertes Ansteuern beim Aufbau der Steuerspannung vermieden werden muß und deren Treiberschaltung aus einem Vortransistor, einem nachgeschalteten Einschalttransistor sowie Ausräumtransistor besteht und damit eine quasikomplementäre Gegentaktschaltung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Steuerspannung (Us) abgeleitete Reihenschaltung aus einem Kondensator (C1) und einem Widerstand (R1) und einer Diode (VD 2) auf die Basis des Vorstufentransistors (VT 1) gelangt, welcher mit dem Einschalttransistor (VT 3) und einem Rückführwiderstand (R8), der sich zwischen der Basis des Vorstufentransistors (VT 1) und dem Kollektor des Einschalttransistors (VT 3) befindet, eine Triggeranordnung bildet.
    Ansteuerschaltung für Leistungstransistoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Reihenschaltung des Kondensators (C1) und dem Widerstand (R1) eine zweite Diode (VD 3) den Ladestrom so verzweigt, daß dieser auf den Vortransistor (VT 2) einer gleichartig zur ersten Treiberstufe aufgebauten Schaltungsanordnung gelangt.
    Ansteuerschaltung für Leistungstransistoren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entladediode (VD 1), welche anodenseitig am Bezugspotential und katodenseitig zwischen dem Kondensator (C1) und dem Widerstand (R1) liegt.
DE9418581U 1994-11-08 1994-11-08 Ansteuerschaltung für Leistungstransistoren Expired - Lifetime DE9418581U1 (de)

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