178044. lajstromszámú szabadalom • Stabilizált tápforrás a hálózatinál nagyobb, pl. 2kV feletti tápfeszültség szolgáltatására
178044 4 nak már kismértékű megváltozásából eredő gerjesztés nagy mértékben változtathatja a lézerfény intenzitását. A stabilitást ugyanakkor nem csak kis méret és súly mellett kell biztosítani, .hanem a szabályozásnak gyakorlatilag veszteségmentesnek kellene lennie, a kimenő áram, illetve feszültség beállítását pedig reprodukálható pontossággal kell tudni végezni, ami ismét felveti a nagyfokú stabilitás követelményét. A különböző típusú lézerek teljesítmény-felvétele erősen eltérő. Azok üzeméhez akkor igazodunk optimálisan, ha a tápforrás egyes szerkezeti részeinek cseréjével a tartományváltás lehetőségét is biztosítjuk a tápforrás alapvető felépítésének, egész üzemének változtatása nélkül. Legalább részben moduláris felépítéssel pl. 50, 100, 400 W kimenő teljesítményű üzemmódra beállítható (átszerelhető) tápforrásra van szükség. A gázlézerek ismert üzemi sajátossága, hogy begyújtáskor nagyobb feszültséget igényelnek, mint stacioner üzemben. Adott esetben ezt a járulékos szolgáltatást is úgy kell biztosítani, hogy az alapvető felépítés, az eredő befoglaló méret, a súly gyakorlatilag ne változzék. Kihat a terjedelemre az az érintésvédelmi követelmény is, hogy a tápforrás belső szerkezetéhez tartozó nagyfeszültségű részeket a megfelelő szigetelésen túlmenően galvanikusan le kell választani a hálózatról. A nagy stabilitás biztosítására sokféle megoldást dolgoztak ki. Ezek egyrésze a hagyományos tápforrás-alaptípusok szerint van felépítve. Igen elterjedtek a különböző soros, illetve párhuzamos stabilizátorok, továbbá a szabályozható teljesítményű oszcillátorok. Hagyományos, analóg jellegű zárthürkú szabályozással dolgozó rendszerek ezek, a szabályozó hurok negatív visszacsatolású, azt jelentős tartalékenergiára kell méretezni, a szabályozás távol van attól, hogy veszteségmentes legyen. A hagyományos analógjellegű szabályozó rendszereknek ugyanakkor igen korlátozott a flexibilitása. A pontosság javítása céljából fejlesztették ki a 147 130 lajstromszámú magyar szabadalom szerinti megoldást, melynél a referenciajel ingadozásait is kompenzálják visszacsatolással, s így egy-két nagyságrenddel jobb stabilitást érnek el, különösen olyankor, amikor a kimenőfeszültség szintje jóval nagyobb, mint a referenciajel szintje, ami pl. 3 kV körüli üzemi feszültség esetén mindenképpen fennáll. A minőségi követelményeket jól kielégítő megoldás hátránya - különösen e sajátos szakterületen — a nagy méret és súly (mintegy 250 N és rack-fiók nyi méret), valamint a stabilizálás veszteséges jellege. A 157 026 lajstromszámú szabadalom szerinti megoldásnál a hálózati váltakozó áramot feltranszformálják, egyenirányítják és szűrik. A szabályozást a hálózati transzformátor primer körében elrendezett mágneses erősítő teszi lehetővé, a súly ebből eredően mintegy 40 kg és arányosan nagy a befoglaló méret. Az ismert típusok közös hiányosságai közül kiemeljük különösen az aránytalanul nagy befoglaló méreteket és a kívánatosat nagyságrenddel meghaladó súlyt, továbbá azt, hogy a szabályozhatóság és a stabilitás minden esetben számottevő teljesítmény-veszteséggel jár, a felépítés sajátosságaiból folyóan a mindenkori rendszer vagy kifejezetten a feszültség-, vagy kifejezetten az áramstabilizálás feltételeihez illeszkedik, a felépítés nem moduláris, a felépítésből eredően a rendszer nem ad módot a gázlézer begyújtásánál szükséges tranziens feszültségnövelés közvetlen megvalósítására. Tanulmányoztuk az energiaátalakítási folyamatban egymást követő műveletek sajátosságait és az egyes műveletekhez rendelkezésre álló — különböző típusú — megoldásokat és felismertük, hogy ha egy meghatározott, az ismert megoldásokétól eltérő kombináció szerint választjuk meg a láncba kapcsolandó egységek típusait, akkor ezen önmagukban ismert építőegységek ismert sajátosságainak kölcsönhatásban való hasznosítása révén járulékos előnyök is nyerhetők és kedvezőbb üzemi feltételek biztosíthatók, továbbá a szabályozó áramkörnek az ismert tápforrásokétől eltérő felépítése révén kedvező feltételekkel láthatók el az alapvető szabályzási feladatok és ezen túlmenően — számottevő változtatás szüksége nélkül - a mindenkori konkrét alkalmazási helyen szükséges járulékos szolgáltatások is nyújthatók. A találmány szerint ezt úgy érjük el, hogy invertert és - az inverter és a fogyasztói kimenő kapcsok közé kapcsolt - egyenirányítót, valamint szabályozó áramkört tartalmazd tápforrás hálózati csatlakozó kapcsá(i)ra tirisztoros áramirányító egység csatlakozik, az áramirányító egység kimenetére csatlakozik közvetlenül vagy közvetve az — ultrahangfrekvenciás — inverter és a szabályozó áramkör analóg bemenetű és digitális kimenetű és annak bemenete közvetlenül vagy közvetve a tápforrás fogyasztói kimenő kapcsá(i)ra, kimenete a tirisztorok) gyújtóáramköré(i)ben elrendezett impulzus-transzformátorokba csatlakozik. Célszerűen a hálózati szűrést úgy oldjuk meg, hogy az áramirányító egység és az inverter közé láncban kapcsoljuk a hálózati frekvenciás szűrőegységet. Inverterrel és arra láncban csatlakozó egyenirányítóval kialakított tápforrás alkalmazását már javasolták és ilyen elrendezésű tápforrásnál már azt is javasolták, hogy az inverter üzemeljen a hálózatinál jóval nagyobb hangfrekvencián a frekvenciafüggő elemek (kondenzátorok) méreteinek csökkentése céljából (lásd pl. az egyébként mástárgyú 1 488 850 lajstromszámú NSzK szabadalmi leírást). A találmány szerinti kombináció ehhez képest minőségileg más módon teszi lehetővé a — más alkalmazási területen fellépő - ellentmondó feltételek, a sajátos szabályozási követelmények és a súly- és méretkorlátozás együttes kielégítését, mimellett az ismert módon eltérhető súlycsökkentés is alkalmazást nyer. A találmány szerinti kombináció alapvető sajátosságaiból következik, hogy — mellőzhetjük az ismert megoldásoknál alkalmazott hálózati transzformátort, a tápforrás súlyának egyik főtényezőjét (az egyetlen hálózati frekvenciás építőelem a hálózati frekvenciás szűrőkor),- a fogyasztói kimenetről hagyományos módon vett analóg feszültség-, illetve árammintákat olyan analóg bemenetű szabályozó áramkörre adhatjuk, mely digitális beavatkozójelet ad a kimenetre, s így a tirisztor ismert vezérlőkörére és az analóg 5 10 15 2U ?.5 50 35 40 45 Sü 55 60 65
