173704. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenáramú vagy váltakozó áramú táphálózatok ágaiban folyó áramok összegének figyelésére
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1976. XII. 03. (BU-826) Közzététel napja: 1979.1. 27. 173704 Nemzetközi osztályozás: G 01 R 19/16, H 02 H 9/02 ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1979. IX. 29. Feltalálók: Szabadalmas: Ulbrich Gyula gépészmérnök 40%, Krasznai Endre Budapesti Rádiótechnikai Gyár, villamosmérnök 40%, Hömöstrei István technikus 20%, Budapest Budapest Kapcsolási elrendezés egyenáramú vagy váltakozó áramú táphálózatok ágaiban folyó áramok összegének figyelésére 1 A találmány tárgya elektronikus áramköri elrendezés, amely alkalmas táphálózat ágáramai összegének figyelésére és a határáram előre beállítható értékének elérésekor hibajel előállítására. A találmány egyik lényeges felhasználási területe 5 egyenáramú tápegységek túláramvédelmének kialakításánál van, másik fontos alkalmazási lehetőség váltakozó áramú hálózat csúcsáramára vonatkoztatott áramkorlátozási funkció ellátása. Az elektronikus túláramvédelem a korszerű 10 egyenáramú tápegységeknél általánosan elterjedt védelmi eljárás. Alkalmazása megtalálható a legkülönbözőbb igényű tápegységekben, és a monolitikus integrált stabilizátorokba is beépültek már a túláramvédő segédáramkörök. A különböző megöl- 15 dások elve hasonló: a terheléssel sorba kapcsolt ellenálláson a terhelőárammal arányos feszültségesés jön létre, ez a feszültség egy figyelő áramkör bemenetére kerül, és az áramkör kimenete a figyelt hálózatba — többnyire teljesítménytranzisztor segít- 20 ségével — olyan értelmű beavatkozást végez, hogy a terhelőáramot nem engedi egy határérték fölé növekedni. A hagyományos áramhatárolás esetén túlterhelés hatására a tápegység ki menete áramgenerátorrá 25 válik, a túlterhelés növekedésével a kimenőfeszültség csökken. Ennek a megoldásnak a legnagyobb hátránya, hogy túlterhelés esetén az áteresztőfokozat disszipációja a legkedvezőtlenebb üzemi állapot sokszorosa is lehet, az ilyen mértékű túlméretezés 30 2 pedig már közepes teljesítmények esetén is alapvetően gazdaságtalan. A fenti megoldás helyett a visszahajló áram-feszültségek karakterisztikájú, úgynevezett foldback áramkorlátozás a használatosabb. Ez az elrendezés két előnyt biztosít az első megoldáshoz képest: a kis áramú osztólánc tagjait részben potenciométerrel helyettesítve, a határáram értéke egyszerűen beállítható, másrészt az elemek megválasztásával elérhető, hogy kimeneti rövidzár esetén se lépje túl a teljesítményfokozat disszipációja az üzemi maximális értéket. A megoldás hátránya, hogy a soros ellenálláson előállított feszültség legalább három-négyszeres tranzisztor nyitófeszültséggel egyenlő, tehát 1,8-2,4 V nagyságú. Példának véve egy 5 V 10 A-es tápegységet, a figyelőellenálláson 18—24 W-os teljesítményveszteség jön létre, ami az 50 VV hasznos teljesítmény mellett azt jelenti, hogy az elektronikus áramkorlátozással a hatásfok lényeges mértékben romlik. Az említett probléma miatt nagyobb teljesítményű tápegységeknél kompromisszumot szoktak tenni. Egyik lehetőség az, hogy figyelt feszültségnek nem önmagában a soros ellenálláson létrejövő feszültséget tekintik, hanem mintegy megnövelik azt a teljesítménytranzisztor bázis-emitter feszültségével. Ezzel a kapcsolási fogással a hatásfokban valóban javulás érhető el, de csak a pontosság rovására. Hiszen azáltal, hogy a figyelt feszültségnek mostmár csak egy része arányos a terhelő árammal, a feszültségváltozás meredeksége, ezáltal 173704
