DE2945245A1

DE2945245A1 - Umformer zum wandeln elektrischer energie

Info

Publication number: DE2945245A1
Application number: DE19792945245
Authority: DE
Inventors: Henri Prof Foch; Jacques Roux
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1978-11-13
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1980-05-29
Also published as: FR2441290B1; IT1126158B; GB2038570A; IT7983487A0; GB2038570B; FR2441290A1; US4330819A

Description

ι f-/htncr~%um Wandeln elektrischer Energie

Die Erfindung betrifft einen statischen Umformer zum Umformen elektrischer Energie, mit Halbleitern. Sie bezieht sich insbesondere auf den Fall eines Gleichrichters, der dazu dient, die elektrische Spannung eines Wechselstromes bestimmter Frequenz zu wandeln.

Es sind im wesentlichen zwei Bauarten statischer Umformer mit Halbleitern bekannt: Umformer mit Thyristoren, und Umformer mit Hochleistungstransistoren. Die erstgenannten erfordern Kommutations-Hilfssysteme, die in ihrem Aufbau verwickelt una in eier Herstellung teuer sind; cuo uiesem Grunde trifft man mehr und mehr die zweitgenannte Bauart an.

Die firfindun» betrifft daher Umformer der zweiten Bauart, nämlioh mit Transistoren, insbesondere mit Hochleistungst miir. i

Die bisher bekannten Umformer dieser zweiten Bauart sind in ihrer Arbeitsweise bezüglich der Spannung begrenzt, und zwar durch die Leistung der verwendeten Leistungstransistoren. Aufgrund der Eigenart des hierbei verwendeten Kommutationsmechanismus sind diese Umwandler mit Transistoren von der

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Haltespannung ν,_£0 (Haltespannung, offene Basis) der Transistoren abhängig: Diese Haltespannung V_C„_Q ist relativ gering, und sie ist für die Verwendung bei zahlreichen industriellen Einsatzfällen unzureichend. So haben beispielsweise derzeit verwendete Leistungstransistoren der größten Leistungen Haltespannungen V_CE0 in der Größenordnung von 4üO Volt, was deren Verwendung für Spannungen von bis zu P?C Volt Gleichstrom e.rlaubt, was aber deren Anwendung für industriell übliche Spannungen von 380 Volt Gleichstrom ausschließt, die ihrerseits eine Haltespannung V_CEQ von mindestens gleich 700 Volt bedingen, um den unerläßlichen Sicherheits-Zuschlägen Rechnunr; zu tragen.

Der Erfindung liegt ^SIe Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Beschränkungenzu vermeiden;soll ein Umformer mit Leistungt;-transistoren geschafTen werden, der in seinem Aufbau neu ist, und der ei; erlaubt, bei einer wesentlich vergrößerten Spntinc von Spannungswerten angewandt zu werden, ohne daß dabei eine Verminderung der Leistung und/oder der Stromwerte eintritt.

Insbesondere soll durch die Erfindung ein Umformer geschaffen werden, der für industriell übliche Spannungen von 38Ο Volt Gleichstrom einsetzbar ist.

Der erfindungsgemäße Umformer soll einerseits eine wesentliche Vereinfachung der Schaltungen erlauben, und andererseits eine Steigerung der Massenleistung, die bis zum doppelten reicht (wobei die Massenleistung definiert ist als die Leistung, umgeformt pro Masseneinheit der Kreise).

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die in den Umformer erlittenen Energieverluste bei gleicher umgeformter Leistung zu verringern.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, in Verbindung mit der Verringerung der Energieverluste das dem Umformer zugängliche Frequenzgebiet zu erweitern.

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Die Erfindung geht von einem ruhenden Umformer folgender Bauart aus: Der Umformer umfaßt eine Leistungsstufe, die einerseits mit wenigstens einem Leistungstransistor ausgestattet ist, eier eine gesteuerte Basis hat, um die gewünschte Umformung auf dem Gebiete Kollektor/Emitter sicherzustellen, und andererseits einen Hilfskreis für die Umformung, der jedem Transistor zugeordnet ist, um seinen Kollektorstrom im Verlauf der Sperrumformung des genannten Transistors abzuleiten, ferner eine Steuerstufe, die derart gestaltet ist, daß für jeden Leistungstransistor ein Steuersignal Sp erzeugt wird, das von der vorzunehmenden Umformung entsprechender Form ist.

Gemäß der Erfindung ist jeder Leistungstransistor ein Transistor, der eine Haltespannung V_or,_v hat (Haltespannung zum Kollektorstrom null und zur Negativ-pol-arisierten Basis), die oberhalb seiner Haltespannung JV"_CE0 (Haltespannung, offene Basis) ist: ferner umfaßt der Umformer, je^öTem Leistungstransistor zugeordnet, eine Zwischenstufe der Steuersignalverarbeitung S^, des genannten Transistors, wobei diese Zwischenstufe einen Eingang hat, der an die Steuerstufe angeschlossen ist, um das Signal S_n aufzunehmen, einen weiteren Eingang, der an die Leistungsstufe angeschlossen ist, um die Spannung Kollektor/ Emitter V^ des betreffenden Leistungstransistors zu erfassen, und einen Ausgang, der an die genannte Leistungsstufe angeschlossen ist, um die Kommutation dieses Le.istungstransistors auszulosen, wobei die genannte Zwischenstufe derart gestaltet ist, daß sie die Basis des genannten Leistungstransistors derart steuert, daß dieser Transistor einzig und allein in jenem Falle leitend wird, in welchem gleichzeitig das Steuersignal S« einen

Wert darstellt, der einer leitenden Verbindung des Transistors entspricht, und wo sich außerden die Spannung V„ des genannten Transistors im Bereiche des Wertes null befindet.

Der ruhende Umformer gemäß der Erfindung ist für alle induktiven Ladungen anwendbar, womit die überwiegende Mehrheit der industriellen Anwendungsfälle erfaßt ist. Ganz allgemein ge-

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sprochen läßt sich ein solcher Umformer für Ladungen anwenden, die derart sind, daß jeder Transistor des Umformers praktisch ein Leiter ist, wenn das Sperrkommando, daß den betreffenden Transistor betrifft, durch das Steuersignal Sp geliefert wird.

Bei dem Umformer gemäß der Erfindung ist es die Haltespannung Vp™ der Leistungstransistoren, die ausgenutzt wird, und zwar dank der Anwesenheit und der ursprünglichen Wirkung der Zwischenstufe. Dies erlaubt es, die Eigenschaften gewisser Transistoren großer Division auszunutzen, die eine Haltespannung V_r.,_Y haben, welche erheblich über ihren Haltespannungen V.-,_F0 liegt. Dies ist insbesondere der Fall bei den sogenannten Mefa-inversen Transistoren, deren Haltespannung V„__v (850 Volt für die Leistungsstärksten) im wesentlichen zwischen dem einfachen und dem doppelten ihrer Haltespannung ν_ητ,_η (4üO Volt) ist. - Weiterhin ist es bekannt, daß der höhere Wert dieser Halte- ~~ --spannung V„__v nur von einer solchen Verminderung der Stromstärken begleitet ist, als diese der Transistor auszuhalten vermag. Unter dieser Voraussetzung erhält man nicht nur eine Steigerung des Anwendungsbereiches der einsetzbaren Spannungen," sondern auch eine gleichzeitige Steigerung der umgeformten Leistungen.

Die Zwischenstufe berücksichtigt einerseits das klassische Steuersignal und andererseits die Spannungsbedingungen an den Klemmen des betrachteten Leistungstransistors. Auf diese Weise liefert die Stufe eine Speisung der Basis dieses Transistors, die diesem ein Funktionieren in einer Spannungszone sichert, welche sich von 0 bis V~,-,_v erstreckt, so daß man sich diese verbesserte Haltespannung zunutze machen kann.

Es sei noch darauf verwiesen, daß unter dem Begriff "Leistungssffannung" sowohl ein Einzeltransistor als auch ein zusammengesetzter Transistor verstanden wird, der aus einer klassischen Transistor-Zusammenschaltung in Parallelschaltung und/oder aus Darlington-Transistoren besteht.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsorm der Erfindung, die zu einem sehr einfachen, elektrischen Schema des Umformers führt, umfaßt jede Zwischenbehandlungsstufe, die einem Leistungstransistor zugeordnet ist, die folgenden Kreise:

- einen Kreis M,_T zur Bildung der Spannung V_CE des genannten Transistors, geeignet, um ein Signal zweier Zustände zu liefern, der eine entsprechend einer Spannung V~_ im Bereich 0, der andere einer unterschiedlichen Spannung;

- einen Kreis IYU zum Bilden des Steuersignales S_n, geeignet zum Liefern eine's Signales für zwei Zustände, der eine entsprechende den Werten des Leitens, der

^ _andere den Vierten des Sperrens dieses Steuersignales;

~^ einer logischen Einheit, die an die beiden obengenannten "Kreise R, und FU angeschlossen ist und dazu dient, eine Funktion ET in Bezug auf die von diesen Kreisen abgegebenen Signale zu bilden, und zwar im Hinblick darauf, ein logisches Umformungssignal der beiden Zustände zu liefern:

- einen Anpassungskreis A, der an die logische Einheit ET ν und an die Basis des betreffenden Leistungstransistors angeschlossen ist; dieser Anpassungskreis dient dazu, einen Speisestrom der genannten Basis in Abhängigkeit des von der logischen Einheit ET abgegebenen Signales zu liefern.

Wie weiter unten noch erläutert werden wird, erlaubt es eine derartige Konzeption von Zwischenstufen, neue, notwendige Funktionen zu realisieren, und zwar durch eine einfache, und zugleich einmalige Anordnung elektronischer Bauteile, die rrößtenteils bereits in den herkömmlichen Umformer-Kreisen enthalten r.irxl.

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Im übrigen kann jeder der obenerwähnten Umformer-Hilfskreise von herkömmlicher Bauart, also Bestandteil bekannter Umformer, sein; die Gestaltung des erfindungsgemäßen Umformers bietet dennoch den ganz entscheidenden Vorteil, eine wesentliche Vereinfachung der Umformer-Hilfskreise zu erlauben.

Zu diesem Zwecke umfaßt jeder Umformer-Hilfskreis, der je.de.ru Leistungstransistor zugeordnet ist, einen Kondensator, der über den betreffenden Kollektor und Emitter des genannten Leistungstransistors parallelgeschaltet ist, um dessen Kollektorstrom im Verlaufe der Sperr-Umfcrmurig abzuleiten.

Bei herkömmlichen Umformungen werden die Leistungstransistoren ohne Zwischenstufen-erregt; dies bedingt Umformer-Hilfskreise, die umfangreich s_ind*"und die insbesondere für jeden Transistor außer dem obengenannten Kondensator eine Spannungsinduktanz erfordern, zwei Isolierdioden sowie zwei Leistungswiderstände, um die Umformer-Energie zu vernichten. Im Gegensatz iiierzu verringert sich der Umformer-Hilfskreis aufgrund der besonderen, für jeden Leistungstransistor vorgesehenen Steuerung durch seine Zwischenstufe auf einen einzigen Kondensator.

Hieraus folgt nicht nur eine ganz erhebliche Vereinfachung des Umformer-Schaltschemas als ganzes, sondern darüber hinnus eine entscheidende Verringerung (in der Größenordnung von 75 ?') der Energieverluste, da die Erregerverluste im Transistor und doniit die Verluste in den Widerständen und Dioden ausgeschaltet werden,

Dieser Vorteil ist ganz wesentlich im Hinblick auf die Verbesserung des Wirkungsgrades. Dieser Vorteil hat eine weitere, gleichermaßen günstige Konsequenz: er erlaubt es, das Anwendungsgebiet der dem Umformer zugänglichen Frequenzen zu erweitern. Da die jeder Umformung eigenen Verluste sehr gering gehalten werden können, ist es möglich, die Frequenz dieser Umformungen zu vergrößern und gleichzeitig einen befriedigenden Gesamtwi rkun,°;sp;rad zu erzielen.

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DLe Umformer sind meistens symmetrisch aufgebaut, und zwar im Hinblick auf die Symmetrie des negativen und positiven Alternierens der fWechselspannung in Bezug auf die Gleichspannung. Bei zahlreichen Anwendungsfällen wird der erfindungsgemäße Umformer mit einer geradzeiligen Anzahl von Leistungstransistoren, die paarweise zugeordnet sind, symmetrisch aufgebaut. Die beiden Transistoren eines Paares sind auf halbem Wege an die Klemmen einer Zuleitung angeschlossen, wobei die Basis eines jeden Transistors an die entsprechende Zwischenstufe angeschlossen ist.

Der Umformer kann beispielsweise ein Wellen-Umformer sein, der dazu dient, eine elektrische Gleichspannung in eine Wechselspannung von vorbestimmter Frequenz F umzuwandeln: die Steuerstufe dient somit dazu, für jeden Leistungstransistor ein alternierendes Freauenz-Steuersignal S_ gleich

F zu erzeugen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 stellt ein Blockschalt-Bild dar, das den allgemeinen Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung wiedergibt.

Fig. 2 ist ein noch mehr ins einzelne gehendes Teilschema.

Die Figuren .3a, 3b, 3c, 3d, 3e, J>f, 3g, 3h und 3j sind Clrronogramme, die den Verlauf der wesentlichen , im Umformer gewonnenen Signale veranschaulichen.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Umformer ist ein

Monophasen-v/echselrichter in Halbbrückenschaltung, mit einer Stufe 1, die zwei parallelen, identischen Zweigen 2 und 3 gemein ist. Jeder diese Zweige umfaßt eine Zwischenverarbeitungs M.ufe ^l und eine Leistungsstufe fj.

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Die Ladung ("charge") ict einerseits an einen Punkt; C angeschlossen, der zwei Leistungsstufen gemein ist, andererseits an einen mittleren Punkt eines Leistungsanschlusses. Diese Ladung kann vom Typus cos ^f AR frn-x-duktive Ladung) sein: Transformator, der durch einen Gleichrichter geladen ist, Leistungsfilter, monophasische Maschinen, usw.

Die Steuerstufe 1 ist von bekannter Bauart. Sie ist derart gestaltet, daß sie durch Zwischensalialtung eines Isolationstransformators β ein Steuersignal S_r jedem Zweig 2 und 'j liefert. Im dargestellten Ausfiihrungsbeispiel stellt sich dieses Signal S_n in Gestalt von Impulsen dar, so wie in Fig. 3a veranschaulicht, mit einer Frequenz F, die .rlcich jener der zu erzeugenden Wechselspannung ist.

Jede Leistungsstufe umfaßt einen Leistungstransistor vom Typ Mesa-Invers, wie den Transistor 7/ eine herkömmliche Energiegewinnungsdiode 3, sowie einen Umformer-Hilfskreis. Dieser· ist aus einem Kondensator 9 gebildet, der - so wie die Diode zwischen den Emitter und den Kollektor des Transistors 7 parallel geschaltet ist.

Jede Zwischenbehandlungsstufe 4 umfaßt einen Kreis M_n zum Bilden des Steuersignales F-. zum Bilden des Steuersignales S_n, das v<m der Steuerstufe ] geliefert wird, einen Kreis My zum Bilden dor Spannung V„„ Kollektor/Emitter des Leistungstransistor^, eine logische Einheit ET am Ausgang der beiden vorausgegangenen Kreise sowie einen Anpassungskreis A, der das von dieser Einheit ausgehende Signal aufnimmt und der dazu dient, die Resis des Leistungstransistors 7 zu spalten.

Der Kreis M_n besteht aus zwei Transistoren 10 und 11, die einen bi-stabilen Kreis bilden: dieser dient dazu, unter der Einwirkung eines jeden Impulses des Signales 3_C von einem Zustand in den anderen zu schalten. Ein Ausführungsbeispiel dienes Kreisen ist in Fig. 2 in schematische" Form, und ein Beispiel

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(!·■:-. hieraus hervorgehenden Signales in Fig. j5b wiedergegeben.

Der Kreis My. ermittelt die Spannung V-,-^ (Fig. Jc) des Leistungstransistors 7 mittels einer Hochspannungsdiode 12, die an den Kollektor des Lei.stungstransistors angeschlossen ist. Dieser Kreis NL. umfaßt einen Transistor 13, der die Rolle eines Vergleichselementes spielt, und zwar einerseits zwischen einer Bezugsspannung, die von Speisemitteln geringer Leistung geliefert wird und andererseits der obenerwähnten Spannung V_CE#

Die Speisemittel niedriger Leistung dienen dazu, eine Spannung f e sehr geringen Wertes - im Bereich des Wertes 0 - in Bezug aufdie Spannung E der Speisequelle zu liefern. Diese Spannung + e kann beispielsweise in.der Größenordnung von l/lOOe der Spannung Ξ sein. Diese Bezugsspannung dient gleichermaßen dem Einspeisen geringer Leistung für die anderen UNterelemente des Zwischenbehandlungskreises 4.

Fig. ~d gibt den Verlauf des Signales in zwei Zuständen wieder, das vorn Kreis My ausgeht. Hat die Spannung V__v einen Wert unterhalb jenes der genannten Spannung im Bereich 0, so besitzt das Ausgangssignal von My einen positiven Wert; im umgekehrten Falle hat es einen negativen Wert.

Die von den Kreisen M„ und^:My abgegebenen Signale werden der logistischen Einheit ET zugeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann diese Einheit lediglich aus einer Diode 14 bestehen, die an den Ausgang dieser Kreise M_ und M-, und an den Ki ng ρ ng <ies Anpassungskreises A angeschlossen ist. Wie Fig. P darstellt, ist diese Diode derart gestaltet und angeordnet, daß sie dem Kreis IYL· für einen der beiden Zustände des Kreises M^ (negative Werte) Strom liefert, der vom Kreis My. kommt, und diesen Strom dem Anpassungskreis A für den anderen Zustand des genannten Kreises M~ (positive Werte) zu liefern. Es wird somit auf sehr einfache Weise eine Funktion ET geschaffen, und der Verlauf des von dieser Einheit ausgehenden Signales ist in Fig. J5e veranschaulicht.

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Der Anpassungskreis A umfaßt Speisemittel, die zwei Spannungen, positiv und negativ, liefern. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die positive Spannung aus der Bezugsspannung + e und die negative Spannung aus einer Spannung umgekehrten Vorzeichens - e.

Der Kreis A besteht im wesentlichen aus einer selbstregelnden Schaltung von Basisstrom, einerseits eine Ballastkomponente umfassend, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Transistor 15 besteht, und andererseits aus einer Diode 16, die dieser Ballastkomponente zugeordnet ist. Die Ballastkomponente 15 empfängt die positive Speisespannung,' während die Die.ie Ίο an den Kollektor des Leistungstransistors 7 derart angc^h] o;;:;en ist, daß er äen^ Basisstrom des genannten Transistors dann aufhebt, wenn seine. Spannung Kollektor/Basis V_,_B negativ wird.

Weiterhin umfaßt der Anpassungskreis A eine negative diode 17, die zwischen der Basis des Leistungstransistors Y und der negativen Spannung - e angeordnet ist, um eine negative Polarisierung eier Basis des Transistors 7 während der ;!nrr:·- perioden des genannten Transistors sicherzustellen.

In Fig. ^f ist die Stärke des Stromes am Ausgang dieses Anpassungskreiaes für den FaI]. eines Kollektorstromes J_n des Leistungstransistors 7 dargestellt, der einen in Fig. ;<g veranschaulichten Verlauf hat (Fall einer passiven, induktiven Ladung üblicher Art).

Der Kollektorstrom I' des Leistungstransistors des symnietrir-.ohri Zweiges 3 (siehe Fig. l) ist in Fig. 3h wiedergegeben. Die Ströme I_c und I' entsprechen den positiven und negativen Wechseln des Ladestromes. In Fig. 3j ist die resultierende Spannung V_PT? zwischen Kollektor und Smittor der, Lei:;turvestransistors 7 veranschaulicht.

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Zunammenfassend läßt sich die Arbeitsweise* der gesamten Schaltung wie folgt erläutern: Das von der Steuerstufe 1 ausgehende Steuersignal S_n, hat bezüglich des Blockierens (Sperrens) Priorität und überträgt die Sperrung des Leistungstransistors über die Zwischenstufe 4 hinweg. Dasselbe Signal 55 überträgt hingegen die Zündung nicht auf den parallel geschalteten Zweig 3, und zwar aufgrund der Inhibition dieses Signales in der entsprechenden Zwischenjbehandlungsstufe. In diesem Augenblick herrscht in der induktiven Ladung ein Strom, der, während er durch keinen der Leistungs-Halbleiter fließen kann, den Kondensator 9 durchfließt und somit die Übergänge der Spannung V~„ bewirkt. Das Zünden des Leistungstransistors des parallelen Zweiges j5 wird lediglich am Ende des Überganges (transition) von V_CE wirksam.

Die vorausgegangene Beschreibung betrifft einen elementaren, monophasigen Wechselrichter, der lediglich aus einer Halbbrücke besteht. Es versteht sich, daß man in herkömmlicher Weise mehrere Halbbrücken derart zusammenschalten kann, daß ein Umformer mit zwei η Leistungstransistoren kombiniert, Hie für den in Betracht gezogenen Anwendungsfall verwendbar sind. Es ist insbesondere möglich, folgendes vorzusehen:

- vier Leistungstransistoren für einen Wechselrichter mit Monophasenbrücke:

- sechs Transistoren für einen Wechselrichter mit Triphasenbrücke:

- Kombinationen aus den vorausgegangenen Lösungen, je nach den umzuformenden Leistungen.

Der Umformer gemäß der Erfindung kann für alle reversiblen Energieumformungen - gleichgerichtet/alternierend - angewandt werden, insbesondere im Bereich der elektrischen Speisung bei fester Frequenz (insbesondere Sicherheits- und Hilfsspeisung), im Bereich der Speisung bei variabler Frequenz

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fur urn] aufende Mrujchinen, die mit WeM ir, el st; rom nrbeiten (Async'nronmotoren usw.)> aber auch als Zwischenumformer mit mittlerer Frequenz einer Gesamt-Umform-Schaltunr; Gleichstrom/Gleichstrom (Batterieladegerät, Schweißg<:r[it, Hochspannungsgenerator).

07.11.1979
DrW/MJ

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Claims

Patentansprüche

1. !Ruhender Umformer zum Umformen elektrischer Energie mit ^—ywenigstens einem Halbleiter, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) es ist eine Leistungsstufe vorgesehen, die einerseits mit wenigstens einem Leistungstransistor ausgerüstet ist, der eine gesteuerte Basis hat, um auf dem Niveau Kollektor/Bnitter die gewünschte Umformung sicherzustellen, und andererseits einen Umwandlungs-Hilfskreis, der jedem Transistor zugeordnet ist, um seinen Kollektorstrom im Verlauf der Sperrumwandlung des genannten Transistors abzuzweigen;

b) es ist eine Steuerstufe vorgesehen, die dazu dient, für jeden Leistungstransistor ein Steuersignal S,-, von für die auszuführende Umformung geeigneter Gestalt zu erzeugen;

c) jeder Leistungstransistor ist ein Transistor, der eine Haltespannung V»™ (Hai te spannung bei Kollektorstrom null und negativpolarisierter Basis) hat, welche größer als

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seine Haltespannung V_CE0 (Haltespannung, offene Basis) ist;

d) jedem Leistungstransistor ist eine Zwischenverarbeitungsstufe des Steuersignales S_n des genannten Transistors zugeordnet, die einen Eingang aufweist, der an die Steuerstufe angeschlossen ist, um das Signal S_n aufzunehmen, einen weiteren Eingang, der an die Leistungsstufe angeschlossen ist, um die Spannung Kollektor/Emitter V₀₁₇-, des in Betracht kommenden Leistungstransistors zu ermitteln, und einen Ausgang, der an die genannte Leistungsstufe angeschlossen ist, um die Kommutation dieses Leistungstransistors auszulösen;

e) die genannte Zwischenstufe ist derart gestaltet und angeordnet, daß sie die Basis des genannten Leistungstransistors derart steuert, daß dieser Transistor einzig und alleine in jenem Falle leitend wird, in welchem gleichzeitig das Steuersignal S~ einen Wert hat, der einer Leitbarmachung des Transistors entspricht, und bei dem die Spannung V_n„ des genannten Transistors im Bereiche des Wertes O liegt.

2. Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zwischenstufe, die einem Leistungstransistor zugeordnet ist, die folgenden Elemente umfasst:

a) einen Kreis My zum Bilden der Spannung V_CE des genannten Transistors, derart gestaltet und angeordnet, um ein Signal für zwei Zustände zu liefern, der eine entsprechend einer Spannung V„„ , deren Wert sich dem Wert O nähert, und der andere einer unterschiedlichen Spannung;

b) ein Kreis M_c zum Bilden des Steuersignales S_c, der derart gestaltet und angeordnet ist, um ein Signal für zwei Zustände zu liefern, der eine entsprechend den Werten der Leitbarmachung, und der andere den Werten des Sperrens dieses Steuersignales;

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c) eine logische Einheit, die an die zwei obenerwähnten Kreise M^ und ML angeschlossen ist, und die derart gestaltet und angeordnet ist, daß eine Punktion ET in Bezug auf die beiden Signale verwirklicht wird, die von diesen Kreisen abgegeben werden, um ein logisches Umfοrmungssignal für beide Zustände zu liefern;

d) ein Anpassungskreis A, der an die logische Einheit ET und an die Basis des in Betracht kommenden Leistungstransistors angeschlossen ist, und der ferner derart gestaltet und angeordnet ist, daß er einen Speisestrom der genannten Basis in Abhängigkeit von dem von der logischen Einheit ET gelieferten Signal liefert.

j5. Umformer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kreis My. Speisemittel umfaßt, die eine Bezugsspannung liefern, welche in Bezug auf den Emitter des Leistungstransistors sehr gering ist, ferner ein Vergleichselement, das an diese Speisemittel sowie an den Kollektor des Leistungstransistors angeschlossen und derart gestaltet ist, daß es das Signal für die beiden obenerwähnten Zustände in Abhängigkeit von Werten der Bezugsspannung und der Kollektorspannung liefert.

4. Umformer nach einem der Ansprüche 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsstufe derart gestaltet und angeordnet ist, daß sie durch Zwischenschaltung eines Isoliertransformators ein Steuersignal S_c in Gestalt von Impulsen an jeden der Kreise M_c liefert, daß jeder Kreis M^ ein bi-stabiler Kreis 1st, der derart gestaltet und angeordnet ist, daß er unter der Wirkung eines jeden Impulses des Signales S_n von einem Zustand in den anderen umkippt.

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5. Umformer nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede logische Einheit ET eine Diode umfaßt, die an den Ausgang der entsprechenden Kreise M_p und My sowie an den entsprechenden Anpassungskreis A angeschlossen ist und derart gestaltet und angeordnet ist, um den Kreis M-, den von dem Kreis M^ gelieferten Strom für einen der beiden Zustände dieses Kreises M- zu liefern sowie diesen Strom dem Anpassungskreis A für den anderen Zustand des Kreises M_c zu liefern.

6. Umformer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anpassungskreis A die folgenden Elemente umfaßt:

a) Speisemittel, die zwei Spannungen, positiv und negativ, liefern;

b) eine den Basisstrom zugeordnete Selbstregeleinrichtung, die einerseits eine Ballastkomponente umfaßt, welche die positive Speisespannung aufnimmt, und andererseits eine Diode, die dieser Ballastkomponente zugeordnet und an den Kollektor des Leistungstransistors derart angeschlossen ist, daß der Basisstrom des genannten Transistors dann null wird, wenn die Spannung Kollektor/ Basis ν~_Β negativ wird;

c) eine negative Polarisationsdiode, die zwischen der Basis des Leistungstransistors und der Negativspannung angeordnet ist, um eine negative Polarisierung der Basis des Leistungstransistors während der Sperrperiode des genannten Leistungstransistors herbeizuführen.

7. Umformer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leistungstransistor einen Transistor vom Typ "Mesa-Invers" ist.

ο. Umformer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hilfskommutatorkreis, der jedem LeistungstransiÄor zugeordnet ist, aus einem Kondensator

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besteht, der zu Kollektor und Emitter des genannten Leistungstransistors parallel geschaltet ist, um dessen Kollektorstrom im Verlaufe der Sperrkommutation abzuzweigen.

9· Umformer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine geradzahlige Anzahl von paarweise angeordneten Leistungstransistoren vorgesehen ist, daß die beiden Transistoren ein und desselben Paares in Halbbrückenschaltung an die Klemmen einer Speisequelle angeschlossen sind, und daß die Basis eines jeden Leistunp.stransistors an die entsprechende Zwischenstufe angeschlossen ist.

10. Umformer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung derart getroffen ist, daß eine elektrische Gleichspannung in eine elektrische Wechselspannung vorbestimmter Frequenz umgeformt wird, und daß die Steuerstufe derart gestaltet ist, daß für jeden Leistungstransistor ein alternierendes Steuersignal von einer Frequenz gleich F erzeugt wird.

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