150880. lajstromszámú szabadalom • Folyamatos vezérlésű kapcsoló erősítő
Megjelent: 1964. július 1. MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ÜT NJSZABADALMI LEÍRÁS ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL 150.880 SZÄM Nemzetközi osztály: H 03 k AO—229 ALAPSZÁM Magyar osztály: 21 a1 36 SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Folyamatos vezérlésű kapcsoló erősítő ANÖD Áramirányítógyár, Budapest Feltalálók: Szűcs Árpád mérnök, Budapest (25%), Vancsó Gyula mérnök, Budapest (25%), Zentai Árpád technikus, Budapest (50%) A bejelentés napja: 1961. szeptember 16. Elektronikus erősítők végfokozatainál komoly nehézséget okoz a végfokozatban keletkező veszteségi teljesítmény. Ez egyrészt hatásfok-romlást idéz elő, másrészt a hőfejlődés miatt korlátozza a kivehető teljesítményt, A nehézség fokozott mértékben jelentkezik nagyteljesítményű félvezetős berendezésekben. A veszteség csökkentésének egyik hatásos módja, különösen tranzisztoroknál, a végfokozat kapcsoló üzemű működtetése. Ilyenkor csak két — kisveszteségű — stabil állapota van a végfokozatnak és a két állapot közti átmenet rövid időtartamú. A kimenő mennyiség csak két értéket, maximális és minimális értéket vehet fel, a be-, illetve kikapcsolt állapotnak megfelelően. Gyakran szükséges, hogy a kimenő mennyiség átlagértéke egy vezérlő jeltől függően folyamatosan változzék. Ennek előérésére a ki- és bekapcsolás idejének arányát folyamatosan változtatják. A vezérlő jel/impulzusszélesség átalakítást idáig különféle mágneses körökkel, többszörös vezérlésű csövekkel vagy komplikált elektronikus áramkörök segítségével végezték. Ezek közös hátránya bonyolultságuk, külső segéd-váltófeszültség szükségessége és az a tény, hogy ez"ek az áramkörök nem — vagy csak igen kis mértékben —• vesznek részt a hasznos vezérlő teljesítmény erősítésében. Felvetődött, hogy a vezérlőjellel közvetlenül is vezérelhető az impulzus-szélesség, de az irodalomban ismertetett kapcsolásokban a konkrét feladatokkal összefüggő járulékos igények miatt mégis a bonyolultabb megoldások valamelyikét alkalmazzák. Nem ismeretes olyan megoldás, amely a közvetlen AM—PWM. konverzió elvégzésére alkalmas. A találmány tárgyát képező elrendezés az AM—PWM konverziót önvezérlő kompenzációs kapcsolásban oldja meg, amikor is a mindenkori kimenőjel-integráló fokozatban képezett és negatív értelemmel visszacsatolt-átlagértéke és a vezérlőjel szuperponálódik és a két jel különbsége jut a bekapcsolóerősítő bemenetére. Az 1. ábra mutatja a kapcsolás leegyszerűsített tömbvázlatát, amelynek alapján ismertetjük a találmány szerinti készülék működését. Az A elem kapcsoló üzemű erősítő, amelynek 3 bemenete és 4 kimenete ellenfázisban vannak. A kapcsoló üzem egyszerűen egyenáramú erősítő megfelelő belső pozitív visszacsatolásával érhető el. A Gi elem a vezérlőfeszültséget szolgáltató generátor, amelynek 5 kapcsa az A erősítő 4 pontjával megegyező polaritású, a 6 kapcsa pedig ellentétes polaritású. A V elem integráló jellegű négypólus a negatív visszacsatoló körben, amely a 2 kimenetén az 1 pontján levő bemenő feszültség átlakértékét szolgáltatja. Két legegyszerűbb — közismert — kiviteli alakját a 3. ábra mutatja, ahol a 3/a ábra szerinti kivitel Rí ellenállásból és Ci kondenzátorból, a 3/b ábra szerinti kivitel pedig L2 induktivitásból és R 2 ellenállásból áll. A Ü—1 pontok a négypólus bemenő kapcsai, a 0—2 pontok pedig a kimenő kapcsok. A működést a 2/a ábrá;i látható feszültség diagramok alapján követhetjük nyomon, Ui feszültség különböző kivezérlések esetén az erősítő kimenő kapcsain levő feszültség az idő (t) függvényében. Az ábrán a pont-vonal jelölés mutatja a feszültség átlagértékét. A 2/b ábrán U2 feszültség az integráló négypólus kimenő feszültsége,
