DE2722339A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung von spannungen mit wechselnder polaritaet aus einer gleichspannung - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungen mit
• wechselnder Polarität aus einer Gleichspannung (Zusatz zu der Anmeldung P 27 14 152.2) Die Hauptanmeldung P 27 14 152.2 bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungen mit wechselnder Polarität aus einer Gleichspannung.
• Das der Hauptanmeldung zugrundeliegende Problem besteht darin, mit möglichst einfachen Mitteln eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungen mit wechselnder Polarität aus einer Gleichspannung zu schaffen, die für einen großen Leistungsbereich anwendbar ist und bei einem hohen Wirkungsgrad ein verhältnismäßig geringes Gewicht und kleine Abmessungen aufweist.
• Es ist bisher z. B. üblich, Wechselrichter zu verwenden, die im Primärkreis zwei Leistungsschalter enthalten, welche im Rhythmus der zu erzeugenden Frequenz im Gegentaktverfahren auf einen Leistungsübertrager arbeiten, wobei die Sekundärwicklung dieses Ubertragers dann direkt die Wechselspannung liefert. Diese Lösung hat den Nachteil, daß der Leistungsübertrager für die zu erzeugende Frequenz ausgelegt werden muß, was z. B. bei 25 Hz-Wechselrichtern zu relativ schweren und unhandlichen Geräten führt.
• Dieser Nachteil wird gemäß der Hauptanmeldung dadurch vermieden, daß ein Gleichstromumrichter, der mit einer wesentlich höheren als der zu erzeugenden Frequenz arbeitet, mit sekundären Leistungsschaltern und einer Steuerschaltung vorgesehen ist, die die primär aufgenommene Energie über die sekundären Leistungsschalter als positive oder negative Spannung an den Ausgang liefern, die dann über ein nachgeschaltetes Integrierglied auf die gewünschte Ausgangsform gebracht werden.
• Die vorliegende Erfindung erstrebt in einer besonderen Anwendungsform eine Weiterbildung des in der Hauptanmeldung offenbarten Gedankens. Die dem Hauptpatent zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung in besonders einfacher Weise dadurch gelöst, daß zwei primäre Leistungsschalter und ein Leistungsübertrager mit zwei Primärwicklungen und einer Sekundärwicklung vorgesehen sind, an der beide Ausgangshalbwellen vorhanden sind. Diese Lösung hat den Vorteil, daß durch die Verwendung von zwei primären Leistungsschaltern höhere Energien übertragen werden können.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung schließt sich an die Sekundärwicklung ein Halbleiterschalter für die positiven Halbwellen bzw. ein weiterer Halbleiterschalter für die negativen Ausgangshalbwellen an. Die Verwendung von derartigen Schaltern hat den Vorteil, daß sie zusammengefaßt und dadurch voll integrierbar sind. Darüber hinaus ist bei der Verwendung von diskreten Transistoren und Dioden eine gemeinsame Montage beider Schalter auf einem einzigen Kühlkörper ohne Isolierung möglich.
• Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist in Reihe zu jedem Transistor der Halbleiterschalter eine Diode vorgesehen. Damit wird gewährleistet, daß die Transistoren auch bei inversem Betrieb geschützt sind.
• Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert, die eine schematische Darstellung zeigt.
• Nach der Wiedergabe in der Figur wird eine Eingangsspannung UE über ein Eingangssieb ES und einen Leistungsübertrager U mit den Primärwicklungen P1, P2 Eingangstransistoren und Dioden T1/D1 bzw. T2/D2 zugeführt. Der Leistungsübertrager U weist sekundärseitig eine Ausgangswicklung S auf, deren eines Ende den ersten Ausgangspol bildet und deren anderes Ende über einen Schalter T3/D3 und T4/D4 den zweiten Ausgangspol bildet. Zwischen die beiden Ausgangspole ist ein Kondensator C geschaltet. Daran schließt sich ein Ausgangssieb AS an.
• Die Ausgangsspannung UA wird über die Widerstände R2, R3 einem Soll-Ist-Wertvergleicher SIV zugeführt. An der Ausgangsspannung ist ein Verbraucher L angeschlossen.
• Am Eingangspol des Soll-Ist-Wertvergleichers SIV ist ein Signalgeber SG angeordnet, dessen Signal den von einem Taktgeber TG angesteuerten Pulsbreitenmodulator PBM so ansteuert, daß Steuersignale zur Ansteuerung von Treiberstufen TR1, TR2 bzw. über einen Inverter IN angesteuerte Treiberstufen TR3 und TR4 entstehen. Dabei werden durch einen vom Signalgeber SG gesteuerten Polaritätsfeststeller PF die zugehörigen Treiberstufen TR1 und TR3 bzw. TR2 und TR4 ausgewählt. Dabei können die Transistoren T3, T4 mit dem niederfrequenten Ausgangssignal des Polaritätsfeststellers PF oder auch mit dem hochfrequenten Ausgangssignal des Pulsbreitenmodulators PBM über den gestrichelt dargestellten Inverter IN angesteuert werden. Das wird vor allem sinnvoll, wenn in den Treiberstufen TR3, TR4 Pulsübertrager zur Ansteuerung der Leistungsschalter T3, T4 verwendet werden.
• Das gewünschte Ausgangssignal wird vom Signalgeber SG nach Frequenz und Kurvenform vorgegeben und über eine Steuer- und Regelschaltung auf den Ausgang übertragen. Vom Polaritätsfeststeller PF werden bei der positiven Halbwelle POS die Leistungstransistoren T1 und T3 bzw. bei der negativen Halbwelle NEG die Leistungstransistoren T2 und T über die jeweilige Treiberstufe TR1 bis TR4 eingeschaltet. Der Soll-Ist-Wertvergleicher SIV steuert den Pulsbreitenmodulator PBM, dessen Arbeitsfrequenz vom Taktgeber TG bestimmt wird. Das Ausgangssignal des Pulsbreitenmodulators steuert bei der Erzeugung der positiven Halbwelle über die Treiberstufe TR1 den Leistungstransistor T1 an. Dieser Leistungstransistor arbeitet auf die Primärwicklung Pl des Leistungsübertragers U in der Art, daß bei leitendem Transistor T3 und gesperrtem Transistor T4 durch die Polung der Wicklung P1 zu der Wicklung S ein Sperrumrichter entsteht, der an dem Ladekondensator C eine positive Spannung erzeugt. Umgekehrt wird bei der Erzeugung einer negativen Ausgangsspannung bzw. der negativen Halbwelle der Transistor T2 vom Pulsbreitenmodulator PBM angesteuert. Dieser Transistor arbeitet auf die Primärwicklung P2 in der Art, daß bei leitendem Transistor T4 durch die Polung der Wicklung P2 zu der Wicklung S ein Sperrumrichter entsteht, der an dem Ladekondensator C eine negative Spannung erzeugt.
• Die beiden Dioden D4', D3' schützen die Transistoren T3, T4 bei inversem Betrieb. So wird z. B. bei leitendem Transistor T3 durch den Spannungsabfall an der Diode D3 der Transistor T4 verpolt. Durch Zwischenschalten der Diode D4' wird diese inverse Spannung (Verpolspannung) vom Transistor T4 ferngehalten. Umgekehrt schützt die Diode D3' in entsprechender Weise den Transistor T3 vor inversem Betrieb (Verpolung).
• Entsprechend den Ausführungen in der Hauptanmeldung P 27 14 152.2 ist die vorliegende Erfindung ebenfalls nicht nur für Sperrwandler, sondern auch für Durchflußwandler anwendbar.
• 3 Patentansprüche 1 Figur Leerseite

Claims (3)

1. Patentansprüche 1Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungen mit wechselnder Polarität aus einer Gleichspannung mit einem Gleichstromumrichter, der mit einer wesentlich höheren als der zu erzeugenden Frequenz arbeitet mit sekundären Leistungsschaltern und einer Steuer- und Regelschaltung, die die primär aufgenommene Energie über die sekundären Leistungsschalter als positive oder negative Spannung an den Ausgang liefern, die dann dort über ein nachgeschaltetes Integrierglied auf die gewünschte Ausgangsform gebracht werden, nach Patentanmeldung P 27 14 152.2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zwei primäre Leistungsschalter (T1/D1, T2/D2) und ein Leistungsübertrager (2) mit zwei Primärwicklungen (P1, P2) und einer Sekundärwicklung (S) vorgesehen ist, an der beide Ausgangshalbwellen vorhanden sind.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß sich an die Sekundärwicklung (S) ein Halbleiterschalter (T3/D3) für die positiven Halbwellen bzw. ein weiterer Halbleiterschalter (T4/D4) für die negativen Ausgangshalbwellen anschließt.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß in Reihe zu jedem Transistor der Halbleiterschalter (T3/D3, T4/D4) eine Diode (D3' bzw.

   D4') vorgesehen ist.