169576. lajstromszámú szabadalom • Impulzusszélesség vezérelt kapcsolóüzemű DC-DC transzverter kapcsolási elrendezés

3 169576 4 értékeknél viszonylag kicsi, a kis zajfeszültség eléréséhez nagy időállandójú és többfokozatú szűrő beépítése szükséges. Ilyen szűrő esetében az átviteli függvényre vonatkozó - az előzőekben említett - követelmények vagy nagyon nehezen, vagy egyáltalán nem teljesíthetők. Az átalakítót a szabályozási körbe áthelyezve a szabályozás könnyen instabillá válik és a rendszer beleng. Egy másik ismert típusú átalakítónál szinuszos oszcillátort alkalmaznak, ahol a változtatható amplitúdójú, kisfeszültségű szinuszos jelet egy nagyáttételű transzformátorral feltranszformálják majd szűrik. Tekintettel az állandó megfelelően nagyra választott működési frekvenciára, a transzformátor kisméretű lehet és a szűrés egyszerűen és jó hatásfokkal megoldható. Átviteli függvénye kevés és kis időállandójú tárolókat tartalmaz. Az áramkör hatásfoka azonban a maximális kimenőfeszültség alatt működtetve és nagyobb terhelések mellett jelentősen romlik. A transzformátor primer oldalát tápláló félvezető eszköz nem kapcsolóüzemben dolgozik és hatásfoka optimális esetben is jóval elmarad a 100%-tól. Az ilyen áramkör állandó terhelésnél és nem változtatható nagyfeszültség esetén használatos. Az elmondottakból látható, hogy az ismert és a gyakorlatban alkalmazott nagyfeszültségű DC-DC átalakítók nem elégítenek ki minden velük szemben támasztott követelményt, felhasználásuk esetén bizonyos kompromisszumos megoldást kell választani. A kompromisszum főbb szempontjai lehetnek: a nagyfeszültség stabilitása - változtathatósága, a terhelés nagysága, a terhelés változtathatósága vagy az áramkör hatásfoka. Cél a találmánnyal olyan DC-DC átalakító megvalósítása, mely az ismert különböző megoldások pozitív tulajdonságait optimálisan egyesíti magában, vagyis egyidejűleg biztosítja a változtatható stabilizált nagyfeszültséget változó terhelés mellett, ugyanakkor az áramkör hatásfoka a terheléstől függetlenül megközelítőleg 100%. A találmány szerinti áramköri elrendezést az ábra szemlélteti. A 10 négybemenetű kapcsoló áramkör két bemenetére az átalakítandó DC kis egyenfeszültség, két kimenetére pedig a 11 impulzus transzformátor primer tekercse van kapcsolva. A kétutas 12 egyenirányító bemenete az impulzus transzformátor szekunder tekercsével, kimenete pedig egy 13 aluláteresztő szűrőn keresztül a DC ki - nagyfeszültségű kimenet - van kötve. A két bemenetű 14 logikai áramkör egyik bemenetére egy 15 impulzusszélesség átalakító c kimenete, a másik bemenetére egy 16 óra jelgenerátor d kimenete, két a, b kimenete pedig a 10 négybemenetű kapcsoló áramkör további két bemenetével van összekötve. 5 A kétbemenetű 15 impulzusszélesség átalakító egyik bemenete a 16 órajelgenerátor d kimenetével, a másik bemenet pedig az impulzusszélességet szabályozó Uv egyenfeszültségforrással van összekötve. Az áramkör vezérlését az állandó impulzus is-10 métlődési frekvenciájú 16 óra jelgenerátor végzi, mely egy astabil multivibrator. Az impulzus ismétlődési frekvenciát nagyra választva a szűrés problémája könnyen megoldható, annál is inkább, mert állandó impulzus ismétlődési frekvenciára köny-15 nyen méretezhető egy jó hatásfokú szűrő. A 16 órajelgenerátor d kimenetével indítja a 15 impulzusszélesség átalakítót, melynek karakterisztikája folytonos és monoton függvényt alkot. Az impulzus Tv szélessége - mely zérustól maximálisan az impul-20 zus ismétlődési frekvencia T periódus idejének feléig terjedhet - az Uv vezérlőfeszültséggel változtatható. A 15 impulzusszélesség átalakító és a 16 órajelgenerátor kimenete vezérli a 14 logikai hálózatot. A 14 logikai hálózat két kimenetén felváltva 25 jelennek meg a Tv szélességű vezérlő impulzusok, melyek a félvezetős kivitelű 10 négybemenetű kapcsoló áramkört vezérlik. Ez a 10 négybemenetű kapcsoló áramkör a „DC-be" bemenetre kapcsolt egyenfeszültséget oly módon kapcsolja felváltva all 30 impulzus transzformátor primer tekercsére, hogy annak fluxusterület integrálja hosszabb időre vonatkoztatva zérus legyen. 35 Szabadalmi igénypont Áramköri elrendezés kapcsolóüzemű DC-DC átalakítóhoz, melynek DC bemenete és DC kimenete között láncba kapcsolt kapcsoló áramköre, impulzus 40 transzformátora, előnyösen kétutas egyenirányítója és aluláteresztő szűrője van, azzal jellemezve, hogy a négybemenetű kapcsolóáramkör (10) további két bemenetére egy logikai hálózat (14) két kimenete (a, b), a két bemenetű logikai hálózat (14) egyik 45 bemenetére impulzusszélesség átalakító (15) kimenete (c), a másik bemenetére egy óra jelgenerátor (16) kimenete (d), továbbá az impulzusszélesség átalakító (15) egyik bemenetére az órajelgenerátor (16) kimenete (d), a másik bemenetére (e) pedig az 50 impulzusszélességet szabályozó egyenfeszültséaforrás (Uv) van kötve. 1 rajz, 1 ábra A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 77.4628.66-42 Alföldi Nyomda, Debrecen — Felelős vezető: Benkő István igazgató 2