DE1264498B - Impulsgenerator zur Erzeugung von einem oder zwei in der Phase verschiebbaren Impulsen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H03k

Deutsche Kl.: 21 al - 36/02

Nummer: 1264 498

Aktenzeichen: S 98595 VIII a/21 al

Anmeldetag: 2. August 1965

Auslegetag: 28. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen Impulsgenerator zur Erzeugung von einem oder zwei in der Phase verschiebbaren Impulsen, insbesondere zur Zündsteuerung von gesteuerten Siliciumgleichrichter η.

Die Zündung von mit einer Steuerelektrode versehenen Gleichrichtern erfolgt durch Zuführung eines Impulses von bestimmtem Wert und vorgegebener Zeitdauer zur Steuerelektrode.

Bei den bisher bekannten Impulsgeneratoren der eingangs genannten Art besteht eine Abhängigkeit zwischen der gewünschten Phasenlage des Impulses und der Impulsamplitude. Die mit diesen Schaltungsanordnungen erzielte Verstärkung, d. h. das Verhältnis zwischen der mittleren gleichgerichteten Spannung des gesteuerten Gleichrichters und dem Zündimpuls, ist infolgedessen veränderlich, was für viele Anwendungsfälle einen wesentlichen Nachteil darstellt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieses Mangels einen Impuls- ao generator der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem diese unerwünschte Abhängigkeit zwischen der Lage und der Amplitude des Impulses nicht besteht, so daß mit der Schaltungsanordnung eine konstante Verstärkung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine sinusförmige Spannungsquelle einen Phasenschieberkreis mit fester Phasenverschiebung speist, dessen cosinusf örmige Ausgangsspannung einer mit einem Transistor ausgerüsteten Schwellwertschaltung zur Erzeugung der phasenverschobenen Impulse zugeführt wird, der ferner eine einstellbare Steuerspannung und eine Polarisationsgleichspannung zugeführt werden, daß ferner ein Schaltkreis angeschlossen ist, der einen ersten Transistor aufweist, dem die sinusförmige Spannung zugeführt wird und dessen vom Kollektor abgenommene Ausgangsspannung der Basis eines zweiten Transistors zugeführt wird, der parallel zu der Schwellwertschaltung mit einstellbaren Schwellwerten liegt, und daß letztere über wenigstens einen Verstärker zumindest ein mit der Primärwicklung eines Sättigungstransformators verbundenes monostabiles Schaltungselement steuert.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung zweier in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltschema der erfindungsgemäßen Anordnung,

F i g. 2 ein Diagramm der sinusförmigen Synchronisationsspannung (gestrichelt) und der cosinusförmigen Bezugsspannung (voll ausgezogen), Fig. 3a bis 3c Diagramme von Spannungen Impulsgenerator zur Erzeugung von einem oder zwei in der Phase verschiebbaren Impulsen

Anmelder:

Societe de Constructions filectromecamques
Jeumont-Schneider, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,

8000 München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Robert Chauprade, Puteaux, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 21. August 1964 (985 815)

innerhalb der Schaltung bei verschiedenen Werten der Phasenverschiebung der vorhandenen Signale,

Fig. 3d bis 3i Diagramme der an verschiedenen Punkten der Schaltung gemäß F i g. 1 bei den Phasenverschiebungen der Fig. 3a bis 3c auftretenden Impulse,

Fig. 4 ein Schaltschema eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Eine den Klemmen 4 zugeführte sinusförmige Synchronisationsspannung speist einen Transformator TJi₁, von dessen Sekundärwicklungen.die eine einen durch einen Widerstand 1 und einen Kondensator 2 gebildeten Phasenschieberkreis versorgt, der eine feste Phasenverschiebung liefert. Die Spannung zwischen der einen Klemme dieses Kondensators 2 und der mit einer Klemme 6 verbundenen Mittelanzapfung des Transformators TR₁ wird über einen Widerstand 3 der Basis eines npn-Transistors T₂ zugeführt, der eine Schwellwertschaltung mit einstellbaren Schwellwerten bildet. Der Basis des Transistors T₂ wird außer dieser ersten Spannung eine zwischen den Klemmen 5 und 6 angelegte, durch ein Potentiometer 7 regelbare Polarisationsgleichspannung zugeführt, ferner eine zwischen den Klemmen 8 und 9 angelegte, über einen Widerstand 10 geleitete Steuergleichspannung. Die Basis des Transistors T₂ ist ferner mit dem Kollektor eines TransistorsT₅ über einen Widerstandll und einen Kondensator 12 verbunden. Der Emitter des Tran-

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sistorsT₂ ist über einen Widerstand 13 an die Klem- Fig, 3d veranschaulicht die Emitter-Kollektor-

men 6 und 9 angeschlossen. Spannung des Transistors T₂ bei Fehlen des Tran-

Ein weiterer Stromkreis wird von den npn-Tran- sistors T₃. Fig. 3e zeigt die Emitter-Kollektor-Span-

sistoren T₁ und T₃ gebildet. Die von einer zweiten nung des Transistors T₃ bei Fehlen des Transistors T₂.

Sekundärwicklung 14 des TransformatorsTR₁ abge- 5 Fig. 3f veranschaulicht die Emitter-Kollektor-Span-

nommene Spannung wird über einen Widerstand 15 nung der Transistoren !T₂ und T₃, die den Transistor^

und eine Diode 16 zwischen Basis und Emitter des steuert. Gestrichelt ist der vom Transformator TR₂

Transistors T₁ gelegt; der Emitter ist ferner mit der herrührende, an der Basis des Transistors T₅ auftre-

Klemme 9 und der Kollektor einerseits über einen tende Impuls dargestellt.

Widerstand 17 mit der Klemme5 und andererseits io Fig. 3g zeigt die Spannung am Kollektor des über einen Widerstand 18 mit der Basis des Tran- TransistorsT₅. Fig. 3h zeigt die Sekundärspannung sistors T₃ verbunden. Der Emitter des Transistors T₃ des TransformatorsTR₃ und Fig. 3i den Ausgangsist an die Klemme 6 angeschlossen, die mit der Basis impuls der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, des Transistors T₃ über einen Widerstand 19 verbun- Die durch die Kurve 36 veranschaulichte sinusden ist. Der Kollektor des Transistors T₃ ist mit dem 15 förmige Synchronisationsspannung (F i g. 2) wird Kollektor des Transistors T₂ zusammengeschaltet und durch den vom Widerstand 1 und vom Kondensator 2 über einen Widerstand 20 einerseits mit der Klemme 5 gebildeten Phasenschieberkreis (mit fester Phasenverbunden und andererseits an einem beim dargestell- verschiebung) zu der durch die Kurve 37 (F i g. 2) ten Ausführungsbeispiel durch einen Transistor T₄ gebildeten cosinusförmigen Bezugssignalspannung umgebildeten Stromverstärker angeschlossen. Der Kollek- 20 geformt. Zu dieser cosinusförmigen Spannung kommt tor des Transistors I₄ ist mit der Klemme 5 verbunden. noch die zwischen den Klemmen 5 und 6 abgenom-Der Emitter des Transistors T₁ ist einerseits über einen mene Polarisationsspannung und die Steuerspannung Widerstand 21 an die Klemme 6 angeschlossen und hinzu. Die resultierende Spannung Ur gelangt an die andererseits über eine Diode 22 und einen Widerstand Schwellwertschaltung mit einstellbaren Schwellwerten. 23 an ein monostabiles SchaltungselementM, das von 25 Die Fig. 3a, 3b und 3c zeigen für drei verschiedene zwei Transistoren T₅ und T₆ gebildet wird. Der Fälle der Phasenverschiebung die der Basis des Tran-Emitter des Transistors T₅ ist mit der Klemme 6 ver₇ sistors T₂ zugeführte resultierende Spannung Ur. In bunden, während die Basis durch eine Spannung gestrichelten Linien ist dabei die von der Basispolarisiert ist, die von den Klemmen der Sekundär- Emitter-Schicht des Transistors T₂ im leitenden Zuwicklung eines Transfonnators TR₂ über eine Diode 25 30 stand aufgenommene Spannung veranschaulicht, wäh- und einen Widerstand 24 abgenommen ist. Die Primär- rend voll ausgezogen die am gesperrten Transistor T₂ wicklung des Transformators TR₂ wird durch die anliegende Sperrspannung dargestellt ist.
sinusförmige Synchronisationsspannung gespeist, die Steht an den Klemmen 8 und 9 kein Steuersignal an,

über einen Kondensator 26 und ein Potentiometer 27 . . , _τ „«,;.,+,«. τ Λή+^Λ -^«.ι.,». χτ,,ιι „™a ^λ

so ist der Transistor J» leitend zwischen JNuIl und -=-,

,.., , -JT-. ,τ hi. j τ, ·, ITi-J. so ist der Transistor J» leitend zwischen JNuIl und -=- zugeführt wird. Der Kollektor des Transistors T₅ ist 35 2

einerseits über eine Diode 28 und einen Widerstand 29 d. h. in dem Bereich, in dem JTr positiv ist, während

mit der Basis des Transistors T₆ verbunden, anderer- der Transistor T₂ gesperrt ist, wenn Ur seine Polarität

seits über einen Widerstand 30 mit der Primärwicklung umkehrt. Tatsächlich sperrt der Transistor T₂ bereits

eines Transformators,TR₃ Dk Basis des Transistors _vor « _{der Le}i_tfähigkeit_sschwelle der Basis-

T₆ ist über einen Widerstand 31 mit der Klemme 6 40 2 °

verbunden, die unmittelbar an den Emitter des Tran- Emitter-Schicht; der Umschaltvorgang wird mittels

sistors T₆ angeschlossen ist Der Kollektor des Tran- Potentiometers 7 auf den Wert £ gelegt. Wird sistors T₆ ist über einen Widerstand 32 mit dem Trans- 2 ^{e 6}
formator TR₃ verbunden, dessen Mittelanzapfung an dem Transistor T₂ eine Steuerspannung zugeführt die Klemme 5 angeschlossen ist. In den Sekundärkreis 45 (Fig. 3d), so ist er leitend von 0 bis a. und von des Transfonnators TR₃ ist eine Diode 33 einge- 2π — cc bis «, wobei α der dem Umschaltvorgang entschaltet, sprechende Winkel ist. Wenn die der Basis des Tran-

Die Wirkungsweise der Schaltung gemäß F i g. 1 sistors zugeführte resultierende Spannung Ur in ihrem

sei im folgenden an Hand der F i g. 2 und 3 a bis 3 i Absolutwert größer als die maximale Steuerspannung

erläutert. In den Diagrammen der F i g. 2 und 50 ist, so ergibt sich keine periodische Umschaltung des

3 a bis 3i sind als Ordinaten Spannungen aufgetragen, Transistors !T₂ mehr. Der Transistor T_z wird seiner

während in der Abszisse die Zeit eingetragen ist. Funktionen bei Annäherung von 0 und π durch die

In Fig. 2 stellt die Kurve36 die die Schaltung TransistorenT₃ und T₁ enthoben. Die Emitter-Basisspeisende Synchronisations-Wechselspannung dar und Spannung des Transistors T₁ ist die sinusförmige die Kurve 37 die Bezugsspannung, die man an den 55 Synchronisationsspaflnuög. Der Transistor T₁ ist wäh-Klemmen des an die eine Sekundärwicklung des rend der positiven Halbwelle von 0 bis π leitend und Transformators TJi₁ angeschlossenen, eine feste Phasen- während des Restes der Periode, d.h. von π bis 2n verschiebung liefernden Phasenschieberkreises erhält. gesperrt. Umgekehrt ist der Transistor T₃ während

Die Fig. 3d bis 3 i zeigen die Formen der Signale, der positiven Halbwelle von 0 bis π gesperrt und wäh-

die an verschiedenen Punkten der Schaltung in dea 60 rend des übrigen Teiles der Periode leitend (vgl.

drei angenommenen Fällen (Fig, 3a bis 3c) unter- Fig. 3e), Da der TransistorT₃ parallel zum Tran-

schiedlicher Phasenverschiebung des Steuerimpulses sistor T₂ geschaltet ist, schließt er ihn von % bis 2?i

gegenüber der Synchronisationsspannung auftreten. kurz. Die dem Transistor T₄ zageführte resultierende

F i g. 3 a zeigt das resultierende Signal, das zwischen Emitter-Kollektor-Spannung besitzt daher die in

Basis und Emitter des Transistors T₂ bei einer Phasen- 65 Fig. 3f dargestellte Form. Die Stirnflanke dieses

verschiebung von 45° gelangt. Fig. 3b zeigt den Impulses bestimmt die Lage des Zündimpulses. Diese

Fall einer Phasenverschiebung von 90° und Fig. 3 c Spannung wird einem Schaltkreis zugeführt, der die

den Fall einer Phasenverschiebung von 135°. Impulsform verbessert. Nach Verstärkung durch den

Transistor T₄ gelangt dieser Impuls an die von den Transistoren T₅ und T₆ gebildete monostabile Kippstufe. Beim Wert α wird die positive Flanke des vom Transistor T₄ gelieferten Impulses der Basis des Transistors T₅ zugeführt, der dadurch leitend wird und den Transistor T₆ sperrt.

■ Daraufhin gelangt an die Klemmen der Primärwicklung des Sättigungstransformators TR₃ eine positive Spannung, so daß dieser Transformator einen positiven Impuls liefert (vgl. Fig. 3h). Bei π wird das vom Transistor T₁ gelieferte Signal gleich Null. Der Transistor T₅ wird gesperrt und der Transistor T₆ leitend. Damit gelangt eine negative Spannung an die Primärwicklung des Transformators TR₃, so daß sich an den Klemmen der Sekundärwicklung dieses Transformators ein negativer Impuls ergibt (vgl. Fig. 3h). Die Diode 33 unterdrückt diesen bei π entstehenden negativen Impuls.

Die Widerstände 30 und 32 begrenzen die Kollektorströme der Transistoren T₅ und T₆ während des Sättigungszustandes des Transformators TR₃.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung liefert einen Wechselspannungs-Schlußimpuls, der beispielsweise für den Betrieb einer Gleichrichtergruppe als Wechselrichter erforderlich ist und durch einen Markierungskreis erzeugt wird.

Die erläuterte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung erzeugt pro Periode einen Zündimpuls. Man kann nun diese Schaltung dahin weiter ausgestalten, daß pro Periode zwei Impulse erzeugt werden. Zu diesem Zweck werden zwei symmetrische Kanäle vorgesehen, von denen jeder die gleichen Schaltungselemente wie die erläuterte Anordnung aufweist, mit Ausnahme des vor dem Sättigungstransformator angeordneten monostabilen Elementes, das durch ein bistabiles Schaltungselement ersetzt wird.

F i g. 4 zeigt eine Variante dieser Art. Man findet hier die gleichen Schaltungselemente wieder wie in Fig. 1, mit Ausnahme der monostabilen Kippstufe M, die durch eine bistabile Kippstufe B ersetzt ist. Letztere enthält zwei Transistoren T₁, T₇', deren Basen einerseits mit den Emittern der Transistoren T₄ und T₄' und andererseits über Dioden 25, 25' und Widerstände 36, 36' mit der Sekundärwicklung des Transformators TR₂ verbunden sind. Die Emitter der Transistoren T₁, T₁ sind miteinander verbunden und über Dioden 37, 37' an ihre Basen angeschlossen. Weiterhin sind zwei Dioden 38 vorgesehen. Der Kollektor des Transistors T₁ ist über einen Widerstand 39 mit der Basis des Transistors T₁ und der Kollektor des Transistors T₁ über einen Widerstand 39' mit der Basis des Transistors T₁ verbunden. Die Widerstände 34,34' fixieren das Potential der Basen der Transistoren T₁, T₁', solange die Dioden 16, 16' nicht leiten. Die Dioden 37, 37' schützen die Basis-Emitter-Schicht der Transistoren T₁, T₁, während die Dioden 38 der Kippstufe B eine bessere Stabilität verleihen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Impulsgenerator zur Erzeugung von einem oder zwei in der Phase verschiebbaren Impulsen, insbesondere zur Zündsteuerung von gesteuerten Siliciumgleichrichtern, dadurch gekennzeichnet, daß eine sinusförmige Spannungsquelle (4) einen Phasenschieberkreis (1, 2) mit fester Phasenverschiebung speist, dessen cosinusförmige Ausgangsspannung (37) einer mit einem Transistor (T₈) ausgerüsteten Schwellwertschaltung zur Erzeugung der phasenverschobenen Impulse zugeführt wird, der ferner eine einstellbare Steuerspannung (8, 9) und eine Polarisationsgleichspannung (5, 6) zugeführt werden, daß ferner ein Schaltkreis angeschlossen ist, der einen ersten Transistor (T₁) aufweist, dem die sinusförmige Spannung zugeführt wird und dessen vom Kollektor abgenommene Ausgangsspannung der Basis eines zweiten Transistors (T₃) zugeführt wird, der parallel zu der Schwellwertschaltung mit einstellbaren Schwellwerten liegt, und daß letztere über wenigstens einen Verstärker (!T₄) zumindest ein mit der Primärwicklung eines Sättigungstransformators verbundenes monostabiles Schaltungselement (T₅, T₆) steuert.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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