147496. lajstromszámú szabadalom • Soros szabályozású elektronikus stabilizátor
Megjelent: 1960. augusztus 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.496. SZÁM 21. a4 . 29—35. OSZTÁLY — KO—1422. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Soros szabályozású elektronikus stabilizátor Központi Fizikai Kutató Intézet, Budapest Feltaláló: Sebestyén Béla oki. gépészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. augusztus 4. A találmány olyan soros szabályzású elektronikus tápegység, mely általánosan használható, azonban különösen nagyfeszültség stabilizálására alkalmas. Felépítése a nagyfeszültségű stabilizátoroknál fellépő követelményeknek megfelelő. Az alábbi ismertetés is ehhez igazodik. Nagyfeszültségű soros tápegység általában soros szabályozócsőből, a kimenőfeszültséggel paralel fekvőosztóból és szabályzóerősítőből áll. Egy szokásos megoldást az 1. ábra szemléltet. Itt —Vs— jelöli a soros csövet, —Ve— az erősítőcsövet, —Vr— a szabályzóerősítő részét képező referenciaelemet, mely ebben az esetben gáztöltésű stabilizá torcső. A kimenői eszültséggel paralel fekvő osztó ellenállásokat Ei, R2 jelöli. A stabilizátor úgy működik, hogy az osztón megjelenik a kimenőfeszültség változása. Ez rákerül az erősítőcső rácsára. A kimenőfeszültiség változása az erősítőcső anódjáról felerősítve és fázisfordítva rákerül a soros cső rácsára. Ez a hatás a kimenőfeszültség változását előidéző hatás — pl. hálózati feszültségingadozás — ellen dolgozik. Az 1. ábrán feltüntettük egy 3 kV kimenőfeszültségű tápegységben fellépő, hozzávetőleges íeszültségértékeket. Látható, hogy a —Ve— erősítőcsőre jelentékeny feszültség jut. Éppen ez, a nagyfeszültségű tápegységek kapcsán, komoly problémát jelent. A legtöbb számbajövő elektroncső ui. ilyen nagyságrendű feszültséget nem bír el. A találmány lényege az, hogy nem alkalmazunk szabályzó erősítőt; a megfelelő stabilitást a soros szabályzócső áramkörének megfelelő felépítésével biztosítjuk úgy, hogy egyetlen soros, szabályozócső helyett több — egymással sorba kapcsolt — csövet alkalmazunk ún. kaszkód kapcsolásban. Ennek segítségével biztosítani tudjuk, hogy a hálózat irányából jövő feszültségváltozás hatása a kimenőfeszültségre, előírt határon belül maradjon. A találmány szerinti stabilizátor a 6. ábrán látható. A működés megértéséhez a 2—5. ábra is szükséges. Ezek az ábrák fokonként mutatják be, hogyan működik a 6. ábra szerinti stabilizátor. A 2. ábrán egy nagy belső ellenállású —Vi— pentódát láthatunk. A pentóda árnyékolórácsát külön stabilizált forrással —Vs— stabilizáljuk. Ugyanezt a feszültséget használjuk fel referenciafeszültség céljára is. Az —Rí, Ro— elemekből álló osztó megcsapolása, az elektroncső vezérlőrácsára csatlakozik. Az elrendezés működése így a következő: Ha a hálózat irányából kapott egyenirányítóit feszültség (übe) megváltozik, a változás a pentóda anódján mutatkozó differenciális ellenálláson át leosztódik a kimenetre vonatkozóan. Az an ód on mutatkozó differenciális ellenállás a vezérlőrács körében létesített negatív visszacsatolás következtéiben a pentóda belső ellenállásának sokszorosa, nagyságrendileg 100—200 MOhm nagyságrendű. Így a kimeneten elhelyezkedő 5—10 MOhm nagyságrendű terhelés esetén S = 10—40 értékű A Tj6e stabilizálási jóság érhető el. (S = - ). Ez egy-A ki részt általában még nem kielégítő, másrészt a kapcsolásnak így továbbra is fennáll az a hibája, hogy a nagy belső ellenállású pentóda — átlagos csőtípust véve figyelembe — nem bírja el a fellépő nagyfeszültséget. Éppen ezért a 2. ábra kapcsolása a 3. ábrán látható módon egészül ki. A nagy belső ellenállású —V]— pentóda anódjához további —V2— trióda, vagy pentóda csatlakozik, kaszkód kapcsolásiban. Ezzel a csővel szemben alapvető követelmény az „anód-többi eltktróda" szakaszon a jó feszültségbírás. Ezen elsőrendű követelmény mellett mindenesetre jó,, ha a cső erősítési tényezője minél nagyobb értékű. (A találmány gyakorlati megoldása kapcsán ennek a csőnek az anódra vonatkoztatott vezérlőrács erősítési tényezője 20.) A teljes rendszer differenciális ellenállása a —V2— cső anódjára vonatkozóan nagyságrendileg 2.109—4.10 9 Ohm értékűre növekszik, ami 200—800 stabilitási tényezőnek
