Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

322 17 Nichtidealitäten im Modulator und im Leistungskreis
s A
s A+
s A-
i SA+
i DA-
u A0
t f,i
t d-
T tot
T tot
t d,i,aus td,i,ein
t f
t d+
t r
t r,i
Bild 17.10. Umschaltvorgang in einem Brückenzweig, mit Totzeit und Schaltverzögerung
links: bei positivem Phasenstrom, rechts: bei negativem Phasenstrom
t
t
t
t
t
t
Einschalten des anderen eingefügt werden müssen, um transiente Brückenkurzschlüsse zu
vermeiden. Die Totzeit T tot muss so gross gewählt werden, dass der zuletzt leitende Schalter
sicher ausgeschaltet ist, bevor der neue einschaltet, d.h. grösser als die maximal mögliche
Zeit t d,i,aus,max -t d,i,ein,min .
Eine weitere Verfälschung des Schaltvorganges ergibt sich durch den Sperrverzug der
Dioden. Die Sperrverzugszeit ist normalerweise aber so kurz, dass sie keine störende Verfälschung
des Pulsmusters ergibt.
Stromrichterzustände während der Totzeit T tot : In dieser Zeit erhält kein Halbleiter des
Brückenzweiges ein Ein-Signal. Die Mittelpunktspannung wird durch die Ausschaltverzögerung
des zuletzt leitenden Halbleiters, die Freilaufdioden und die Polarität des Phasenstromes
bestimmt. Sind die abschaltbaren Halbleiter ausgeschaltet und ist der Strom
positiv, so leitet die Diode D A- , die Mittelpunktspannung beträgt im Idealfall -U d /2, andernfalls
leitet D A+ und es ist u A0 =U d /2. Dieser Zustand gilt anschliessend an die Totzeit
solange, bis derjenige Schalter, der neu ein Einschaltsignal erhalten hat, wirklich reagiert.
Für die Verzögerung der Mittelpunktspannung gegenüber der Schaltfunktion resultiert so:
iA > 0: td+ ≈ Ttot + td, i, ein+
tri , td- ≈ td, i, aus
iA < 0: td+ ≈ td, i, aus
td- ≈
Ttot + td, i, ein+
tri , (17.1)
Für die Verzerrungen ist also beim einen Schaltvorgang nur die Ausschaltverzögerung des
Halbleiters und beim anderen die Summe von Totzeit, Einschaltverzögerung und Anstiegszeit
des Stromes massgebend. Bild 17.11 links illustriert diesen Fall. Totzeit und
Ausschaltverzögerung plus Anstiegszeit sind mit 5%TT respektive 3%TT an der oberen
Grenze der praktisch auftretenden Werte gewählt. Das gleiche Bild rechts zeigt die entstehenden
beachtlichen, niederfrequenten Verzerrungen.
s A
s A+
s A-
i DA+
i SA-
u A0
T tot
t d,i,ein
t d-
t r,i
t f
t d+
T tot
t d,i,aus
t r
t f,i
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t
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