177217. lajstromszámú szabadalom • Közös energiabázissal és vezérelt energia felhasználással rendelkező, moduláris, többkimenetű kapcsolóüzemű tápegység rendszer előnyösen számítógépek vagy automatikai rendszerek tápellátására
3 177217 4 hog> a hálózati feszültséget egy nagyteljesítményű, kisfrekvencián működő transzformátor alakítja kisfeszültséggé. melyet egyenirányítanak és szűrnek. E rendszer úgy stabilizálja a terhelés kapcsain a feszültséget, hogy a fel nem használt energiát a soros stabilizátor egység hővé alakítja. E megoldás nyilvánvalóan nagyon rossz hatásfokú. E rossz hatásfok fennállása mellett mégis azért terjedt el. mert kapcsolástechnikailag igen egyszerű. Azonban napjaink energiatakarékossági igényét és a bonyolult körülményeket ez a megoldás már messzemenően nem elégíti ki. Egy korszerű és napjainkban általánosan elterjedt, hálózatról működő kapcsolóüzemű tápegység rendszert közöl a 4017787 lajstromszámú USA szabadalom. A szabadalom feltalálói Hirohitó Hant és Hironori Shimamura oly tápegységet mutat be, mely számítógép tápellátására vonatkozik, A szabadalom lényege, hogy alapvetően egy stabil kimenőfeszültséget szolgáltat. A feszültség stabilizálásához impulzusszéíesség-modulációt alkalmaz. A kapcsolóüzemű tápegységhez szükséges belső energiát vagy egy kisfrekvenciás transzformátor segítségével a hálózatból nyeri, vagy pedig egy segédtekercs révén a nagyfrekcenciás impulzus sorból állítja elő működés közben, míg a beindításhoz szükséges energiát a hálózatból egy félvezetőket tartalmazó áramkör állítja elő. Az ismertetett szabadalom előnye, hogy a korábbi megoldáshoz képest jó hatásfokkal alakítjk át a hálózatból nyert energiát a számítógép ellátására. A megoldás kisméretű és üzembiztos. Hátránya, hogy csak egy kimenőfeszültséget szolgáltat, tehát ez azt jelenti, hogy minden kimenő feszültség szolgáltatásához egy-egy újabb komplett kapcsolóüzemű tápegységet kell alkalmazni. További hátrány, hogy a hálózati feszültség kimaradása. vagy annak a megengedett névleges érték ala való esése esetén nem üzemel. Egy másik hálózatról üzemeltetett kapcsolóüzemű tápegység több kimenő feszültséget biztosít, melyet a 4024449 lajstromszámú USA szabadalom ír le. A szabadalom robbanásveszélyes üzemi körülmények között is biztosan felhasználható. Az idézett szabadalomban a feltalálók, Peter H. Burrie. Harmen H. Dijstelbergen és társai olyan rendszert ismertettek, melyben a hálózati energiát nagyfrekvenciás impulzus sorozattá alakítják és egy közös ferrit transzformátor primer tekercsébe vezetik. E transzformátornak több szekunder tekercse van, mely a nagyfrekvenciás impulzus sorból különböző egyenfeszültségeket állít elő, mely feszültségeket olyan külön alkalmazott stabilizátorokkal stabilizálták. mely a kimenőkapcsokon fellépő rövidzár esetére védelmet biztosít. A szabadalomban ismertetett megoldás hátránya, hogy a kimeneten alkalmazott impulzustranszfonnátor szekunder áramköreiben alkalmazott stabilizátorok csak veszteség árán tudják a feszültség stabilizálást elvégezni. E korszerűnek minősített kapcsolóüzemű tápegység rendszer sem biztosítja a hálózat feszültség kimaradása esetén a számítógép tápellátásához szükséges energiát. A megoldásból azonban következtetni lehet, hogy a hálózati feszültség kimaradása esetén a tápegység rendszerben marad némi energia, azonban ennek felhasználása nem vezérelt. Mindent egybevetve, a gyakorlatban megvalósított nem elektromechanikus tápellátó berendezéssel felépített számító vagy automatikai rendszereknél alapvető hiányosság, hogy a hálózati tápfeszültség kimaradása, vagy annak a megengedett érték alá való csökkenése, illetve valamely belső, kevésbé fontos egységnek a meghibásodásából eredő túlterhelés esetén még most sem teljesen megoldott a számítási eredmények biztonságos mentése és a berendezés egységeinek vezérelt kikapcsolása. Az általunk kidolgozott találmány ezen alapvető hiányosság kiküszöbölését célozza. A javasolt találmány tárgya egy közös energiaellátó és tároló, valamint tetszőleges moduláris kiépítésű vezérelt energia felhasználást megvalósító többkimenetü kapcsolóüzemű tápegység. A kitűzött feladatot olyan kapcsolási elrendezéssel oldjuk meg. melyben fő energiaellátást biztosító hálózati feszültség szűrésére, egyenirányítására és kapacitív tárolására, valamint a segédenergia ellátására egyenfeszültséget szolgáltató egységet alkalmazunk. A kapcsolási elrendezésben alkalmazott segédenergia szolgáltató egység, központi energia forrással rendelkezik. A javasolt tápegység rendszert az 1 ábrában mutatjuk be. Az ábrában feltüntetett megnevezések a következőket jelentik : 1 bemenő szűrő egység 2 egyenirányító egység 3 energiatároló egység 4 figyelő és vezérlő egység 5 teljesítmény átalakító egység 6 kimenő szűrő egység 7 modulátor egység 8 teljesítmény átalakító egység 9 kimenő szűrő egység 10 modulátor egység 11 teljesítmény átalakító egység 12 kimenő szűrő egység ! 3 modulátor egység » 14 segéd teljesítmény átalakító egység 15 stabilizált egyenfeszültség átalakító egység a) hálózati bemenő pont b) segéd hálózat bemenő pont c) d) teljesítmény kimenő pontok e) f) g) szolgáltatások csatlakozó pontjai h) i) külső vezérlő csatlakozó pont Az 1. ábrában bemutatott kapcsolóüzemű tápegység rendszerben a hálózati bemenő pontra a 4 figyelő és vezérlő egység csatlakozik, mely sorrendben egy-egv kimeneti ponttal a 7 modulátor egységre és/vagy tetszés számú további 10, 13 modulátor egységekhez és az i külső vezérlő csatlakozó pontra van bekötve. A 4 figyelő és vezérlő egység egy további bemeneti pontjára a 3 energiatároló egység van bekötve. Az ábrából egyértelműen kitűnik, hogy egy három egyenrangú különböző kimenőfeszültséget szolgáltató egységet mutattunk be. Megjegyezzük, hogy á találmány tárgya kiterjed tetszőleges kimenőfeszültséget szolgáltató és tetszőleges számú 15 stabilizált egyenfeszültség átalakító egységekre is. Az ábrában vázolt kapcsolási elrendezés működése pedig a következő: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
