Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

102 Kapitel 3: Brückenzweigstrukturen
Anmerkung: Bei der Ableitung von Gleichung (3.2) wurde der Einfachheit wegen die
Rückwirkung der Schaltzustände der beiden nicht beteiligten Phasen vernachlässigt.
Nimmt man einen vernachlässigbaren Grundschwingungsspannungsabfall an der
Induktivität L an dann gilt:
uN 2 1 = ( 1−
δ )
U
O
Kombiniert man (3.2) und (3.4) erhält man folgende Tastverhältnisgrenzwerte:
1 1 LAσ
δ1/ 2 = ± −
2 4 T
N
NA
1 U 2
i
O
D
F
(3.4)
(3.5)
Für die gegenständliche praktische Realisierung des Konvertersystems ergeben sich
damit mit TP = 1/fP = 40µs, ½UO = 400V, N = 72Wdg., NA = 4Wdg., iDF = 20A und einer
Streuinduktivität LAσ = 1.6µH > LAσ,min (siehe(3.1)) Tastverhältnisgrenzwerte von
δ1=96.3% und δ2=3.7%, wobei δ1 wie bereit erwähnt nicht beachtet wird. Die optimale
Windungszahl NA = 4 der konzentrierten Zusatzwicklung auf der Eingangsinduktivität
wurde experimentell ermittelt. Das resultierende Windungszahlverhältnis N/NA = 18
stimmt mit der Dimensionierungsrichtlinie, die in [44] mit N1/N2= 5 … 20 angegeben
ist, gut überein.
3.3 Analyse des Schaltverhaltens mit und ohne Einschaltentlastung
In Abb.3.7 ist die Schaltung zur Bestimmung der Ein- und Ausschaltverluste mit und
ohne Einschaltentlastung angegeben. Die Messanordnung wurde auf einer
doppelseitigen Leiterplatte aufgebaut. Alle Messungen wurden ohne DRC
Überspannungsbegrenzungsschaltungen oder RC Spannungsanstiegsbegrenzungs-
schaltungen parallel zu den Leistungshalbleitern durchgeführt. Tab.3.1 zeigt die
detaillierte Beschreibung aller verwendeten Komponenten zur Bestimmung des
Schaltverhaltens. Der Leistungstransistor S wird mit einer speziellen Pulssequenz, die
in Abb.3.8 dargestellt ist, angesteuert. Die Sequenz hat eine Wiederholrate von ca. 1Hz,
damit der Effekt der Eigenerwärmung und damit die Abweichung der
Sperrschichttemperatur von der Kühlkörpertemperatur vernachlässigbar ist. Zuerst wird
durch das Einschalten des Leistungstransistors der gewünschte Spitzenwert des
Drosselstromes aufgebaut, anschließend wird für ca. 4µs ausgeschaltet und wieder für
ca. 4µs eingeschaltet. Die Schaltverluste werden dann beim letzten Impuls ermittelt.