DE20221373U1 - Inverter for welding devices comprises two asymmetric high bridge circuits which alternately drive two separate primary coils of a main transformer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Inverter mit zwei asymmetrischen Halbbrückenschaltungen, die abwechselnd zwei getrennte Primärwicklungen eines Haupttransformators treiben, bei dem an der Sekundärwicklung des Haupttransformators ein Strom-Verdoppler-Gleichrichter angeschaltet ist.The The invention relates to an inverter having two asymmetrical half-bridge circuits, alternately two separate primary windings of a main transformer drive, in which at the secondary winding of the main transformer turned on a current doubler rectifier is.
Der Trend im Inverterbau geht immer mehr in Richtung kleinerer Abmessungen und leichterer Gewichte. Gleichzeitig werden die Anforderungen in vielen Aspekten erhöht. So muss der Oberwellengehalt des Netzstromes immer mehr strengen gesetzlichen Normen genügen. Dies erfordert einen beträchtlichen Aufwand, erhöht das Gewicht und das Volumen des Gesamtgerätes. Umso mehr muss die Effizienz der Leistungselektronik verbessert werden. Ein beispielhafter Stand der Technik ist hierfür gegeben in der Schrift: "Design and Experimental Analysis of a 10kW 800V/48V Dual Interleaved Two-Transistor DC/DC Forward Converter System Supplied by a VIENNA Rectifier I" von Johann Miniböck, Johann W. Kolar und Hans Ertl. Diese Schrift wurde im Rahmen eines öffentlichen Seminarvortrages auf der PCIM-Konferenz in Nürnberg 2002 verteilt.Of the Trend in inverter construction is increasingly in the direction of smaller dimensions and lighter weights. At the same time the requirements in increased in many aspects. Thus, the harmonic content of the mains current has to be increasingly stringent meet legal standards. This requires a considerable effort, elevated the weight and the volume of the whole device. All the more must the efficiency the power electronics are improved. An exemplary stand the technology is for this given in Scripture: "Design and Experimental Analysis of a 10kW 800V / 48V Dual Interleaved Two-Transistor DC / DC Forward Converter System Supplied by a VIENNA Rectifier I "by Johann Miniböck, Johann W. Kolar and Hans Ertl. This font was part of a public Seminar lecture distributed at the PCIM conference in Nuremberg 2002.
Auf Seite 10 ist eine Grundschaltung nach dem Oberbegriff dieser Erfindung abgebildet. Im Text wird bereits erwähnt, dass die beiden Invertersysteme – die hier in Reihe geschaltet sind – sich wohl gegenseitig beeinflussen, weil sie nur auf einem einzigen Transformator arbeiten. Jede Spannung, die in eine Primärwicklung eingespeist wird, überträgt sich genauso auf das andere Halbbrückensystem und versucht dort Störungen. Die realisierte Schaltung in dieser Schrift von Seite 1 kennt diese Probleme nicht, da sie über getrennte Transformatoren verfügt. Diese Schaltung arbeitet auch mit einer moderaten Schaltfrequenz von 25 kHz und ist als 48V Stromversorgung für Telekommunikationseinrichtungen geplant. Um jedoch ads Gewicht, die Größe und die Kosten eines zweiten Transformators einsparen zu können, schlagen die Autoren eine Schaltung nach Seite 10 vor.On Page 10 is a basic circuit according to the preamble of this invention displayed. The text already mentions that the two inverter systems - the here are connected in series - themselves probably affect each other because they only work on a single transformer work. Any voltage that is fed into a primary winding will transfer as well on the other half-bridge system and tries there disturbances. The realized circuit in this document from page 1 knows this Problems do not matter as they over has separate transformers. This circuit also works with a moderate switching frequency of 25kHz and is called 48V power supply for telecommunication equipment planned. However, to ads weight, the size and cost of a second To be able to save on transformers the authors suggest a circuit to page 10.
Wenn nun ein Inverter benötigt wird, der mit erheblich höherer Schaltfrequenz arbeiten soll, so ergeben sich neue Probleme. Hohe Schaltfrequenzen werden z.B. in der Impulsschweißtechnik benötigt, da der Inverter kontrolliert extrem schnelle Strommuster produzieren muss, z.B. über 1000A/ms. Gleichzeitig wird eine extrem schnelle Regelung benötigt, weil beim Schweißen völlig unvorhersehbar und in chaotischer Folge Lichtbogenkurzschlüsse auftreten, so dass die Ausgangsleistung innerhalb von Bruchteilen einer Millisekunde um Bereiche von 95 % der Volllast schwanken kann. Für solch hohe dynamische Anforderungen benötigt man hohe Schaltfrequenzen und dafür werden vorteilhafterweise Transistoren vom Typ MOSFET eingesetzt.If now an inverter needed which is considerably higher Switching frequency should work, so there are new problems. Height Switching frequencies are e.g. needed in the pulse welding technique, as the Inverter controls must produce extremely fast current patterns, e.g. above 1000A / ms. At the same time an extremely fast control is needed because of the welding completely unpredictable and in a chaotic sequence arc shorts occur so the output power is within fractions of a millisecond around ranges of 95% of the full load can vary. For such High dynamic requirements require high switching frequencies and therefor It is advantageous to use transistors of the MOSFET type.
Es wurde nun versucht, MOSFETs in einer Schaltung für ein Schweißgerät zu verwenden. Dabei traten enorme Probleme auf, die damit zusammenhängen, dass MOSFET-Transistoren eine parasitäre Diode invers zum Transistor besitzen. Wenn eine der Halbbrückenschaltungen in den sogenannten Freilaufbetrieb geht, das ist der Zustand, in dem die Primärwicklung des Haupttransformators ihre Magnetisierung über die Freilaufdioden abbaut, dann beginnen im zweiten Inverter die inversen Freilaufdioden zu leiten, wobei dann kurz danach eine hohe du/dt-Belastung des MOSFETs erfolgt. Dies ist eine typische Situation, in der ein MOSFET in den Zerstörungszustand "second break down" gehen kann und dies muss unter allen Umständen verhindert werden. Die auf Seite 10 beschriebene Schaltung ist so also mit MOSFETs nicht sicher zu betreiben.It An attempt has now been made to use MOSFETs in a circuit for a welder. There were enormous problems related to the fact that MOSFET transistors a parasitic diode inverse to the transistor. If one of the half-bridge circuits goes into the so-called freewheeling operation, this is the state in the primary winding of the main transformer degrades its magnetization via the freewheeling diodes, then start in the second inverter, the inverse freewheeling diodes to lead, then shortly thereafter a high du / dt load of the MOSFET he follows. This is a typical situation where a MOSFET is in can go to the destruction state "second break down" and this must be under all circumstances be prevented. The circuit described on page 10 is like this So not safe to operate with MOSFETs.
In bestimmten Grenzbereichen kurz vor der Vollaussteuerung des Inverters ergaben sich weiter erhebliche Probleme mit Sättigungserscheinungen im Haupttransformator.In certain limits just before the full scale of the inverter there were still significant problems with saturation phenomena in the main transformer.
Eine herkömmliche Regelung mit Pulsweiten-modulierten Ansteuersignalen führte zu einem Schwingen des Magnetisierungsstromes in Grenzsituationen. Gleichzeitig war das PWM-System beim Auftreten von Kurzschlüssen in seiner Geschwindigkeit viel zu langsam.A conventional Control with pulse-width-modulated drive signals led to a swinging of the magnetizing current in borderline situations. At the same time, the PWM system was in the event of short circuits in its speed too slow.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Inverterschaltung in vielen Aspekten weiter zu entwickeln, damit sie sich mit MOSFET-Transistoren betrie ben werden kann, wobei die Magnetisierungsströme im Hauptübertrager sauber kontrollierbar sind, eine extrem schnelle Regelung ohne Trafosättigung erreichbar ist und dass alle an ein Schweißgerät gestellten Anforderungen erfüllbar sind.The The invention has the object of an inverter circuit to evolve in many aspects to operate with MOSFET transistors can be, with the magnetizing currents are cleanly controlled in the main transformer, an extremely fast control without transformer saturation is achievable and that all put to a welding machine Requirements fulfilled are.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass mit jeder Primärwicklung des Haupttransformators eine sättigbare Induktivität in Reihe geschaltet ist.These Task is achieved according to the invention in that with each primary of the main transformer is a saturable inductance is connected in series.
Der Inverter kann in parallele Teilsysteme aufgeteilt werden, wobei die Symmetrie der Stromaufteilung immer gewährleistet ist, ein Symmetriersystem für den kapazitiven Mittelpunkt bei Serienschaltung der Halbbrückenschaltungen gefunden werden kann, die Vorschriften der Oberwellen im Netzstrom einhaltbar sind, das Invertersystem bis in die höheren Leistungsbereiche hinein realisierbar ist und ein Baukastensystem realisiert ist, um flexibel den Anforderungen des Marktes zu genügen.Of the Inverter can be divided into parallel subsystems, where the symmetry of the current distribution is always guaranteed, a balancing system for the Capacitive center in series connection of the half-bridge circuits can be found, the rules of harmonics in the mains are sustainable, the inverter system into the higher power ranges into it can be realized and a modular system is implemented to flexibly the Meet the requirements of the market.
Für ein Schweißgerät ist das Gewicht eine herausragende Größe. Mit dieser Auslegung der Schaltung können die Glättungsdrosseln klein gehalten werden und für sehr hohe Leistungen lassen sich derartig aufgebaute Teilsysteme in Parallelschaltung betreiben.For a welder, the weight is an outstanding size. With this design of the circuit, the smoothing throttles can be kept small and for very high powers, subsystems that are constructed in this way can be operated in parallel.
Weiterbildungen der Grundschaltung sind den zahlreichen Unteransprüchen zu entnehmen, die sich insbesondere mit der Aufteilung des Inverters in mehrere kleine Teilinverter und dem phasenversetzten Betrieb derselben befassen. Auch die Regelstruktur des Teil- und Gesamtsystems wurde verbessert und die Rückwirkungen auf das Versorgungsnetz reduziert.further developments the basic circuit are the numerous subclaims in particular, with the division of the inverter into several small partial inverters and the phase-shifted operation to deal with it. Also the rule structure of the partial and total system was improved and the repercussions reduced to the supply network.
Beim Betrieb eines derartigen Invertersystems mit sehr kleinen Strömen kann der sogenannte Aussetzbetrieb beginnen, wobei beide Teilsysteme nicht mehr streng abwechselnd takten. Bei einer Serienschaltung der Halbbrückenschaltungen tritt eine Verschiebung des Mittelpunktes der Spannungsversorgung auf, die zu einer Zerstörung der Teilsysteme führen kann. Dagegen gibt eine Weiterbildung eine Lösung an.At the Operation of such an inverter system with very small currents can the so-called intermittent operation begin, with both subsystems not more strictly alternate clocking. In a series connection of the half-bridge circuits occurs a shift of the center of the power supply on, leading to a destruction lead the subsystems can. On the other hand, a further education indicates a solution.
Besonders rückkopplungsarme Verhältnisse und wesentlich ruhigere Kurvenverläufe entstehen, wenn in Reihe mit den Ausgangsdioden des Strom-Verdoppler-Gleichrichters je eine zweite sättigbare Induktivität geschaltet ist.Especially feedback rejection Relationships and much calmer curves arise when in series with the output diodes of the current doubler rectifier each a second saturable inductance is switched.
Eine besonders einfache Realisierung entsteht, wenn die ersten und zweiten sättigbaren Induktivitäten durch Ringkerne gebildet werden, durch die der jeweilige Stromleiter führt.A particularly simple realization arises when the first and second saturable inductors are formed by ring cores, through which the respective conductor leads.
Besonders wirksam und thermisch vorteilhaft ist, wenn der Ringkern der sättigbaren Induktivität aus amorphem oder nanokristallinem Bandmaterial gefertigt ist.Especially is effective and thermally advantageous when the torus of the saturable Inductance off amorphous or nanocrystalline strip material is made.
Besonders kleine und kostengünstige Ringkerne können verwendet werden, wenn die Ringkerne der sättigbaren Induktivitäten wärmeleitend in Bohrungen von Kühlprofilen oder Wärmeübertragungsprofilen eingebaut sind, um die Wärmeabfuhr erheblich zu verbessern.Especially small and inexpensive Ring cores can be used when the ring cores of the saturable inductors thermally conductive in holes of cooling profiles or heat transfer profiles are installed to heat dissipation considerably to improve.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Invertersystems sieht vor, dass je ein Anschluss der beiden Primärwicklungen gemeinsam so durch einen Strom wandler geführt ist, dass dieser einen Summenstrom mit wechselnder Polarität erkennt und gewandelt ausgibt.A particularly advantageous embodiment of the inverter system provides that each one connection of the two primary windings together so by a Current converter led is that it detects a total current with alternating polarity and transforms.
Eine deutliche Erhöhung der Regelungsstabilität in Grenzfällen ergibt sich, wenn dieser Stromwandler ein Kompensationsstromwandler mit Magnetfeldsensor ist, der auch entstehende Gleichstromanteile messen kann.A significant increase the regulatory stability in borderline cases arises when this current transformer is a compensation current transformer with magnetic field sensor, which is also resulting DC components can measure.
Eine weitere Ausgestaltung mit sehr vielen Vorteilen entsteht, wenn das Invertersystem über eine Kaskadenregelung verfügt, wobei ein Hauptregler mit Hilfe des Ausgangsstrom-Istwertes des Ausgangsstromes oder der Ausgangsspannung vom Ausgang des Leistungsteils und mit Hilfe des Sollwertes des Ausgangsstromes oder der Ausgangsspannung je nach Bedarf einen Stromregler oder einen Spannungsregler realisiert und wobei das Ausgangssignal dieses Hauptreglers als Führungssignal einem Regler zugeführt wird, der als ein Current-mode-Regler für den Primärstrom des Haupttransformators realisiert ist.A Another embodiment with many advantages arises when the Inverter system over one Has cascade control, wherein a main controller using the output current value of the Output current or the output voltage from the output of the power unit and with the aid of the nominal value of the output current or the output voltage implemented as needed a current regulator or a voltage regulator and wherein the output of this main regulator as a guide signal a Regulator supplied which acts as a current-mode regulator for the primary current of the main transformer is realized.
Ein System mit beiden Regelsystemen entsteht, wenn der Hauptregler sowohl einen Stromregler als auch einen Spannungsregler enthält, die in einer Ablöseschaltung so miteinander verknüpft sind, dass jeweils derjenige Regler die Führung erhält, der das kleinere Führungssignal erzeugt.One System with both control systems arises when the main controller both contains a current regulator as well as a voltage regulator, the in a detachment circuit so interconnected are that each of the controller receives the leadership, the smaller command signal generated.
Bei der Ausgestaltung des Reglers gibt es auch den vorteilhaften Weg, dass der Hauptregler als digitaler Regler mit den gängigen Mitteln der Prozessortechnik ausgebildet ist und dass das analoge Führungssignal über ein D/A-Wandler-Verfahren erzeugt wird, um es als Strom-Sollwert-Signal dem Current-mode-Regler zuzuführen.at the design of the regulator also gives the advantageous way that the main regulator as a digital regulator with the usual means the processor technology is formed and that the analogue control signal via a D / A converter process is generated to use it as a current setpoint signal to supply to the current mode controller.
Um das bipolare Signal des Stromwandlers weiter zu verwenden, wird in vorteilhafter Weise zur Bildung des Primärstrom-Istwert-Betrages für den Current-mode-Regler der Primärstrom-Istwert vom Kompensationsstromwandler mit einem Betragsbildner gleichgerichtet.Around continue to use the bipolar signal of the current transformer is in an advantageous manner for forming the primary current actual value amount for the current-mode regulator, the primary current actual value rectified by the compensation current transformer with an absolute value generator.
Eine sehr einfache und kostengünstige Struktur des Common-mode-Reglers entsteht, indem ein Oszillator mit einem nachgeschalteten Pulsgenerator Ansteuerimpulse erzeugt, mit Hilfe derer jeweils einer der Flip-Flop-Speicher zugeordnet dem Halbbrückeninverter zugeordnet dem Halbbrückeninverter im Wechsel gesetzt und rückgesetzt werden und dass das jeweilige Setzen bzw. Rücksetzen dieser Flip-Flop-Speicher mit Hilfe von nachgeschalteten Ansteuerschaltkreisen zum Einschalten bzw. Ausschalten der Transistoren der zugeordneten Halbbrückenschaltung führt.A very simple and inexpensive structure of the common-mode controller is created by using an oscillator with a downstream pulse generator generates drive pulses, with the help of each one of the flip-flop memory associated with the half-bridge inverter associated with the half-bridge inverter alternately set and reset and that the respective setting or resetting of these flip-flop memory with the aid of downstream drive circuits for switching on or turning off the transistors of the associated half-bridge circuit leads.
In Weiterführung ist es vorteilhaft, wenn der Current-mode-Regler am Eingang über einen Komparator verfügt, welcher den Primärstrom-Istwert-Betrag mit der Amplitude des Führungssignals vergleicht, und dass bei größerem Istwert die Flip-Flop-Speicher zurückgesetzt werden, so dass letztlich die beiden Transistoren der jeweils aktiven Halbbrückenschaltung wieder ausgeschaltet werden.In continuation it is advantageous if the current-mode controller at the input via a Comparator has, which is the primary current-actual value amount with the amplitude of the pilot signal compares, and that at a larger actual value the flip-flop memory reset so that ultimately the two transistors of the respective active half-bridge circuit be turned off again.
Je nach Höhe der Netzstromversorgung ist es gut, wenn die beiden asymmetrischen Halbbrückenschaltungen aus der gleichen Versorgungsspannung speisbar sind.Depending on the level of mains supply, it is good if the two asymmetrical half-bridge circuits from the same supply chip can be fed.
Bei höheren Netzspannungen bringt es jedoch Vorteile, wenn die beiden asymmetrischen Halbbrückenschaftungen mit ihren Versorgungsspannungen in Reihe geschaltet sind.at higher Mains voltages, however, it benefits if the two asymmetric half-bridge shafts are connected in series with their supply voltages.
Ein besonders stabiles Verhalten des Gesamtsystems besonders bei kleinster Leistungsentnahme entsteht, wenn bei einer Reihenschaltung der Halbbrückenschaltungen eine Überwachungsschaltung die Symmetrie des kapazitiven Mittelanschlusses in Bezug auf die positive Versorgungsspannung und die negative Versorgungsspannung misst und dass das Ausgangssignal dieser Überwachungsschaltung das asymmetrische Verhalten anzeigt und zwar mit der Information der Richtung der Asymmetrie.One particularly stable behavior of the entire system, especially at the smallest Power extraction occurs when in a series connection of the half-bridge circuits a monitoring circuit the symmetry of the capacitive center terminal with respect to positive supply voltage and the negative supply voltage measures and that the output signal of this monitoring circuit is the asymmetric Indicates behavior with the information of the direction of Asymmetry.
Weiterhin hilft es dabei, wenn das Ausgangssignal der Überwachungsschaltung dazu verwendet wird, die Ansteuerimpulse derjenigen Halbbrückenschaltung zu blockieren oder zu verkürzen, die über die kleinere Versorgungsspannung verfügt, bis die Symmetrie der Versorgungsspannungen wieder hergestellt ist.Farther it helps in this case if the output signal of the monitoring circuit is used to to block the drive pulses of that half-bridge circuit or shorten, the over the has smaller supply voltage until the symmetry of the supply voltages is restored.
Zum Aufbau größerer Invertersysteme gibt es den vorteilhaften Weg, dass zwei Halbbrückenschaltungen und ein Haupttransformator (versehen evtl. mit den ersten sättigbaren Induktivitäten) und ein Stromwandler und ein Strom-Verdoppler-Gleichrichter (versehen evtl. mit den zweiten sättigbaren Zusatz-Induktivitäten) zu einem Leistungsteil zusammengefasst werden.To the Construction of larger inverter systems There is the advantageous way that two half-bridge circuits and one main transformer (possibly provide with the first saturable inductors) and a current transformer and a current doubler rectifier (provided possibly with the second saturable Additional inductors) too be summarized a power section.
Eine noch weitergehende Modularisierung entsteht, wenn ein Leistungsteil zusammen mit einem Ansteuerübertrager und mit Ansteuerschaltkreisen und mit einem Current-mode-Regler zu einem Teilsystem zusammengefasst werden.A even more extensive modularization arises when a power unit together with a drive transformer and with drive circuits and with a current-mode regulator be combined into a subsystem.
Invertersysteme mit sehr hohen Ausgangsleistungen lassen sich nun dadurch realisieren, dass mehrere Teilsysteme parallelgeschaltet werden und dass die Führungsgröße am Eingang der Current-mode-Regler für alle Teilsysteme identisch ist, und von einem gemeinsamen Hauptregler für das gesamte System er zeugt wird, wobei dann der Ausgangsstrom-Istwert den Strom des gesamten Systems darstellt.inverter systems with very high output powers can now be realized thereby that several subsystems are connected in parallel and that the Reference at the entrance the current mode knob for all subsystems is identical, and of a common main controller for the entire system he testifies, in which case the output current actual value represents the flow of the entire system.
Eine dramatische Reduzierung des Rippels auf dem Ausgangsstrom wird erreicht, indem bei einer Parallelschaltung mehrerer Teilsysteme der Oszillator mit nachgeschaltetem Pulsgenerator für alle gemeinsam ist und dass das Setzen der Flip-Flop-Speicher für die verschiedenen Halbbrückenschaltungen auf möglichst viele phasenversetzte Zeitpunkte aufgeteilt ist, damit die resultierende Welligkeit des Ausgangsstromes minimal wird.A dramatic reduction of the ripple on the output current is achieved in the case of parallel connection of several subsystems, the oscillator with downstream pulse generator is common to all and that Setting the flip-flop memory for the various half-bridge circuits on as possible many out of phase moments is split, hence the resulting ripple the output current is minimal.
Eine besonders vorteilhafte Kombination zur Einhaltung der gesetzlichen Oberwellenvorschriften am Versorgungsnetz entsteht, indem dem Leistungsteil an den Klemmen der positiven Versorgungsspannung und der negativen Versorgungsspannung eine an sich bekannte Hochsetzsteller-Schaltung und ein Netzgleichrichter vorgeschaltet wird, um die Stromaufnahme aus dem Versorgungsnetz steuern zu können.A particularly advantageous combination for compliance with the statutory Harmonic regulations on the supply network is created by the power section at the terminals of the positive supply voltage and the negative Supply voltage is a known boost converter circuit and a mains rectifier is connected upstream to the power input be controlled from the supply network.
Aus den gleichen Gründen ist es äußerst vorteilhaft, dass die vorgeschaltete Hochsetzsteller-Schaltung selbst aus einer Parallelschaltung mehrerer Hochsetzsteller-Schaltungen kleinerer Leistung realisiert ist.Out the same reasons it is extremely beneficial that the upstream boost converter circuit itself from a Parallel connection of several boost converter circuits of smaller power is realized.
Um dabei eine gleiche Stromaufteilung zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Sollwertsignal für den Eingangsstrom der einzelnen Hochsetzsteller-Schaltungen für alle identisch ist.Around while achieving an equal distribution of power is provided that the setpoint signal for the Input current of the individual boost converter circuits for all identical is.
Eine besonders wirtschaftliche und aus dem Gesichtspunkt der EMV vorteilhafte Lösung entsteht, wenn die einzelnen Hochsetzsteller-Schaltungen in einem pha senversetzten Takt arbeiten, so dass damit die Welligkeit des Eingangsstromes reduziert wird.A particularly economical and advantageous from the point of view of EMC solution arises when the individual boost converter circuits in one pha senversetzten clock work, so that thus the ripple of the Input current is reduced.
Eine Bauteilreduzierung und stabilere EMV-Verhältnisse entstehen, wenn das Takterzeugungssystem für die Teilsysteme und die Takterzeugung für die Hochsetzsteller-Schaltungen miteinander synchronisiert sind und sich aus einem einzigen gemeinsamen Oszillator und einem gemeinsamen Pulsgenerator ableitbar sind.A Component reduction and more stable EMC conditions arise when the Clock generation system for the subsystems and the clock generation for the boost converter circuits are synchronized with each other and made up of a single common Oscillator and a common pulse generator can be derived.
Eine Kostenreduzierung lässt sich bei diesem Invertersystem auch dadurch erreichen, dass die vier Transistoren der beiden Halbbrückenschaltungen mit einem einzigen Ansteuerübertrager angesteuert werden, der über eine Primärwicklung und vier separate Sekundärwicklungen verfügt.A Cost reduction leaves achieve in this inverter system also in that the four transistors of the two half-bridge circuits with a single drive transformer be driven over a primary winding and four separate secondary windings features.
Sehr hohe Schaltfrequenzen lassen sich dadurch erreichen, dass die Transistoren der Halbbrückenschaltungen vom Typ MOSFET sind.Very High switching frequencies can be achieved by using the transistors the half-bridge circuits of the MOSFET type.
Weitere Montagevorteile und einfachere Ersatzteilehaltung entsteht, wenn ein Leistungsteil mit einer vorgeschalteten Hochsetzsteller-Schaltung mechanisch als Modulbaugruppe zusammengefasst sind, so dass durch unmittelbares Parallelschalten mehrerer solcher Modulbaugruppen Leistungskomponenten hoher Gesamtleistung realisiert werden können.Further Assembly advantages and easier spare parts attitude arises, if a power unit with an upstream boost converter circuit mechanically combined as a module assembly, so that by direct parallel connection of several such module assemblies Power components high overall performance can be realized.
Eine vorteilhafte Standardisierung entsteht, wenn jede dieser Modulbaugruppen ein eigenes Kühlprofil besitzt.A advantageous standardization arises when each of these module assemblies a separate cooling profile has.
Diese Merkmale sind je nach dem benötigten Einsatz des Invertersystems in einem weiten Bereich miteinander kombinierbar.These Features vary depending on the required use of the inverter system can be combined with each other in a wide range.
Im Bereich der Schweißtechnik ist es ganz besonders vorteilhaft, viele kleinere Leistungsteile im Phasenversatz miteinander zu betreiben, weil dadurch das Gewicht der benötigten Drosseln stark reduzierbar ist. Besonders wichtig ist dies bei tragbaren Maschinen. Beim Betrieb von Invertern am dreiphasigen Drehstromnetz von 3×400 V ist eine Serienschaltung der Halbbrückenschaltungen sehr vorteilhaft, denn beim Einsatz von MOSFET-Transistoren nimmt die Stromtragfähigkeit mit steigender Spannungsfestigkeit drastisch ab, so dass sich wirtschaftlichere Lösungen ergeben, da Transistoren mit halber Spannungsfestigkeit eingesetzt werden können.in the Field of welding technology It is particularly advantageous, many smaller power parts operate in phase offset with each other, because thereby the weight the needed Chokes is greatly reduced. This is especially important with portable machines. When operating inverters on the three-phase three-phase network of 3 × 400 V is a series circuit of the half-bridge circuits very advantageous, because when using MOSFET transistors takes the ampacity drastically decreases with increasing dielectric strength, making more economical solutions revealed because transistors used with half dielectric strength can be.
Durch Kombination der meisten dieser Merkmale ist ein Invertersystem entstanden, das auf sehr kleinem Raum mit geringem Gewicht eine hohe Ausgangsleistung erreicht. Hervorzuheben ist dabei die bis dato unerreicht hohe Regel-Dynamik und Rippelarmut eines Inverters dieser Größe- und Gewichtsklasse. Den Vorschriften der Oberwellenanteile wird voll Genüge getan. Das Baukastensystem erbringt große wirtschaftliche Vorteile.By Combining most of these features has created an inverter system, in a very small space with low weight a high output power reached. To emphasize here is the hitherto unequaled high control dynamics and ripple poverty of an inverter of this size and weight class. The Rules of harmonic components is fully satisfied. The modular system yields big economical advantages.
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings explained in more detail. It demonstrate:
In
Die
zweite Halbbrückenschaltung
In
Das
Einschalten und Ausschalten der Flip-Flop-Speicher
In
In
In
In
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