170829. lajstromszámú szabadalom • Feszültségszabályozó áramköri elrendezés vezérlőelektródával ellátott szelephatású félvezető eszközzel kialakított, egy, vagy többfázisú hálózatról üzemeltetett egyenáramú tápforráshoz

3 170829 4 javítási költségei meglehetősen magasak, valamint elektronikus kialakítása folytán nem rendelkezik gyors és egyszerű gyújtási szög állítási lehetőséggel sem. Az analóg rendszerű gyújtáskésleltető áramkörök általában azonos felépítésűek. Egy, a kívánt késleltetésnek megfelelően változtatható szintű egyenfeszültségjelet és egy, az egyenirányítandó feszültséghez szinkronizált fűrészjelet, vagy pl. a hálózatra transzformátorok párhuzamos elrendezésével nyert szinuszjelet, komparátor alkalmazásával összehasonlítanak és a szintegyezéskor megjelenő kimeneti jelet használják vagy közvetlenül, vagy impulzusformáló áramkörön keresztül, többnyire transzformátoros csatolással a tirisztor gyújtására. Az impulzusformáló áramkör a megfelelő energiatartalmú gyújtóimpulzus előállítását végzi, melyet többnyire egy feltöltött kondenzátor segédtirisztoron keresztül való kisütésével állítanak elő. Ez esetben a segédtirisztor anódján föllépő feszültségugrás a már említett transzformátoron keresztül szolgáltatja a gyújtójelet az egyenirányítást végző tirisztor részére. Ilyen megoldást ismertet a magyar 161 568 lajstromszámú szabadalom is. Más megoldásoknál blocking oszcillátoros jelformáló áramköröket is alkalmaznak. { Az ismertetett analóg rendszerű gyújtáskésleltető áramkörök számos hátrányos tulajdonsággal rendelkeznek. Részben probléma, hogy a fűrészjel, mint a komparálandó jel alkalmazása esetén a komparálási, ill. az egyenfeszültség szint és az egyenirányítóit jel középértéke között nem lineáris a kapcsolat, így a szinuszos összehasonlítás az elterjedtebb. A szinuszos összehasonlítással működő gyújtásszögvezérlő berendezéseknél azonban a félvezetők működése szempontjából kritikus időpillanatban, pl. nagy inverz üzemű gyújtáskésleltetésnél a gyújtás kimaradhat, illetve a gyújtáskésleltetés nagysága a szinuszhullám szélsőértékei közelében bizonytalanná válik. Ezt, a 156 623 lajstromszámú magyar szabadalom szerint - bonyolult áramköri megoldást alkalmazva - a komparálandó feszültségre egy biztos komparálási időpillanatot adó impulzus szuperponálásával oldják meg. A biztos gyújtás létrehozásához más áramköri elrendezések többszörös gyújtójelet, ún. fésűs gyújtást alkalmaznak, pl. a 156 967 lajstromszámú magyar szabadalom szerint, amit szintén csak bonyolult áramköri felépítéssel lehet megvalósítani. Azon impulzusformáló áramköri elrendezéseknél, amelyeknél a gyújtóimpulzust feltöltött kondenzátor segédtirisztoron keresztül történő kisütésével állítják elő, előfordul, hogy a jelenlevő kapacitások és induktivitások, valamint a kondenzátort töltő egyenáram jelenléte következtében rezgés keletkezik, amely kedvezőtlen esetben a segédtirisztort nem tudja kioldani, és így az egyenirányítást végző tirisztor vezérlést nem kap. Az üzembiztos működésben zavar jelentkezik abban az esetben is, amikor a gyújtóimpulzus energiatartalma kevés a félvezetőeszköz gyújtásához, ill. a félvezetőnél melegedési problémák okozhatnak üzemzavart, ha a gyújtóimpulzus energiatartalma a szükségesnél nagyobb. Ezeket a hátrányokat további áramköri elemek, tekercsek és ellenállások, a rezgés létrejöttét pedig a kondenzátor töltésének a kisütés időpontjára történő letiltását végző kapcsoló beiktatásával igyekeznek kiküszöbölni. Egy ilyen kapcsoló áramköri kialakítását a 162 778 lajstromszámú magyar szabadalom is ismertet. A gyújtóimpulzus transzformátor közbeiktatásával végzett továbbítása esetén az azonos polaritású impulzusok a transzformátort előmágnesezik, amely szintén az üzembiztos működést rontja. Az ebből adódó rendellenességek elkerülése végett egy egyenárammal táplált tercier tekercset is elhelyeznek a transzformátoron, ami az áramkör felépítését szintén tovább bonyolítja. Mindezen áramköröknél a gyújtási szög állítása potenciométerrel kialakított osztóhálózat leosztásának vagy változtatható értékű ellenállás értékének változtatásával történik. Ezek azonban csak korlátozott beállítási pontosságot biztosítanak a korlátozottan megbízható működésű, pl. potenciométernél linearitási hiba, csúszkabizonytalanság, változó értékű átmeneti ellenállás stb. áramköri elemek alkalmazása miatt. Az áramkörök üzembiztos működését nagymértékben csökkenti a mozgó alkatrészeket tartalmazó áramköri elemek kisebb élettartama, valamint a gyártási szórásból és öregedésből kifolyólag kevésbé megbízható transzformátorok és kondenzátorok alkalmazása is. Ezeken kívül nem megoldott a többfázisú hálózatról üzemeltetett egyenirányító berendezéseknél a különböző fázisú áramokat egyenirányító félvezetőeszközök gyújtási szögének azonos mértékben történő együttes változtatása sem. Mindezek szükségessé tették egy olyan gyújtási szög változtatásán alapuló feszültségszabályozó áramköri elrendezés kialakítását, melyet vezérlőelektródával ellátott szelephatású félvezetőeszközökhöz alkalmazva, üzembiztosan és nagy pontossággal szabályozható kimeneti feszültségű egyenáramú tápforrás kialakítását teszi lehetővé, anélkül, hogy a felsorolt hátrányok, ill. hiányosság valamelyike is jelentkezne, így a találmánnyal cél egy olyan új áramköri elrendezés kialakítása, mely a vezérlőelektródával ellátott, szelephatású félvezetőeszközök gyújtási szögének széles határok közötti változtatását és pontos beállítását teszi lehetővé. A további cél olyan áramköri elrendezés kialakítása, mely egyaránt alkalmas egy- vagy többfázisú hálózatról működtetett egyenirányító berendezés kimeneti feszültségének változtatásához az egyes fázisú áramokat egyenirányító félvezetőeszközök gyújtási szögének azonos mértékű változtatása révén. A találmány szerinti áramköri elrendezés kialakításánál cél volt az is, hogy az áramköri elrendezés egyszerű felépítésű legyen és kisszámú, nagy megbízhatóságú áramköri elemet tartalmazzon. A találmányt megvalósító feszültségszabályozó áramköri elrendezés vezérlőelektródával ellátott szelephatású félvezetőeszközzel, pl. tirisztorral vagy triackal megvalósított egy- vagy többfázisú hálózatról üzemeltetett, változtatható kimeneti feszültségű tápforrás kialakítására alkalmas, ahol a fázisok számával azonos számú primer és szekunder tekercsből kialakított első és második transzformátora, valamint vezérlőelektródával ellátott szelephatású félvezetőeszköze van, és fázisvezetékenként megismételten a fázisvezetékre az első és a második transzformátor egy-egy primer tekercse párhuzamosan kap-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2