181205. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenfeszültség stabilizálására
3 181205 4 sok viszonylag drágák és sok áramköri elemet tartalmaznak, amiből következik, hogy magasak az áramköri elemek költségei, az előállítási költségek, és a helyszükséglet is nagy. A találmány célja, hogy az ismert műszaki megoldások fent említett hátrányait kiküszöböljük, és egyenfeszültség stabilizálására olyan kapcsolási elrendezést hozzunk létre, amely különösen az alkatrészekkel és az élőmunkaráforditással kapcsolatos előállítási költségeket illetően olcsóbb, továbbá, amelynek kisebb a helyszükséglete. A találmány alkalmazásakor a hasznos eredmény azonkívül abban nyilvánul meg, hogy a kapcsolandó feszültségszabályozóra jellemző magas hatásfokot minimális alkatrész- és helyigénnyel együtt érjük el. A nagy hatásfok következtében egyrészt energiamegtakarítást érünk el, ami különösen a hordozható, elemmel táplált elektronikus készülékeknél nagyon fontos, másrészt csökkentjük a készülék veszteségi teljesítményét, aminek hatására az alkatrészek termikus igénybevétele kisebb lesz. így a találmány szerinti kapcsolási elrendezés alkalmazásával csökken a készülékek meghibásodása, azaz nagyobb megbízhatóságot érünk el vele. Végezetül a — nagy hatásfok ellenére — csekély alkatrész-szükséglet lehetővé teszi, hogy kevesebb alkatrészt használjunk és ennek következtében a készülék súlya is kisebb lesz, ami különösen a hordozható készülékek esetében nem alábecsülendő előny. Mindent összevetve a találmány segítségével nagyobb használati értékű és olcsóbb előállítás ki dolgozására törekszünk. A találmány feladata, hogy a lehető legnagyobb hatásfok megtartásával és minimálisra csökkentett veszteségi teljesítménnyel egyenfeszültség stabilizálására olyan kapcsolási elrendezést hozzunk létre, amely egyesíti magában a kis súly és a nagyobb megbízhatóság előnyeit, ugyanakkor a kapcsolási elrendezést egyszerű, és a lehető legkevesebb alkatrészből csekély munkaráfordítással lehet létrehozni. A találmány szerint a kitűzött feladatot olyan kapcsolási elrendezés létrehozásával oldottuk meg, amely önmagában ismert, elektronikus kapcsolóból, tároló-fojtótekercsből, tárolókondenzátorból és szabadonfutó diódából álló teljesítményfokozat elektronikus kapcsolóját vezérlő astabil multivibrátort foglal magába, amely egy, a kereskedelmi forgalomban kapható indítóáramkörrel van felépítve, amely egy belső feszültségstabilizátor-kapcsolást, egy erősítőt, egy hiszterézissel rendelkező küszöbértékkapcsolót, egy invertáló kimenőfokozatot és egy nem-invertáló kimenőfokozatot tartalmaz. A találmány szerint az astabil multivibrátorban a küszöbértékkapcsoló bemenetére kondenzátor van kapcsolva, amely a belső stabilizált feszültségről felváltva egy-egy ellenálláson keresztül töltődik fel és egy ellenálláson, valamint az erősítő kimenetén keresztül sül ki. A küszöbértékkapcsoló vezérli a nem-invertáló kimenőfokozatot és az invertáló kimenőfokozatot, mely utóbbi egy ellenálláson keresztül az erősítő bemenetével össze van kötve, és így a négyszögjelek előállításához szükséges visszacsatolást képez. A nem-invertáló kimenőfokozat vezérli a teljesítményfokozat elektronikus kapcsolóját. A találmány szerint a kimenőfeszültség állandó értékű szabályozásához az astabil multivibrátor kikapcsolási idejét úgy szabályozzuk, hogy a kimenőfeszültséget az erősítő bemenetére egy Zener-diódán és egy ellenálláson keresztül csatoljuk vissza. Ha a kimenőfeszültség értéke a Zener-dióda letörési feszültsége által meghatározott referenciafeszültség értéke fölé no, az erősítő vezérlőjelet kap, a küszöbértékkapcsoló bemeneténél lévő kondenzátor kisülését letiltjuk és ennek következtében az astabil multivibrátor kikapcsolási ideje olyan mértékben hosszabbodik meg, ameddig a stabilizált egyenfeszültség a referenciafeszültség értékére be nem áll. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy további kiviteli alakjánál a Zener-diódával egy kondenzátor van párhuzamosan kapcsolva, és a Zener-dióda és egy azzal sorbakapcsolt ellenállás csatlakozási pontja egyenirányító dióda katódjával van összekötve, amelynek anódja földpotenciálra van kapcsolva. Ilyen kapcsolási elrendezéssel biztosítjuk, hogy a találmány szerinti kapcsolási elrendezés bekapcsolásakor a referenciafeszültség és következésképpen a stabilizált egyenfeszültség időben késleltetve fut fel, ezzel egyrészt kiküszöböljük a stabilizált egyenfeszültség túllövését, másrészt megakadályozzuk a bekapcsolási tranziensek kialakulását. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy további előnyös kiviteli alakjánál a küszöbértékkapcsoló bemenetét egy további ellenálláson keresztül összekötjük a stabilizálatlan egyenfeszültséggel. Ezzel azt érjük el, hogy a küszöbértékkapcsoló bemenetére kapcsolt kondenzátor feltöltődési ideje a következésképpen az astabil multivibrátor, valamint a teljesítményfokozatban lévő elektronikus kapcsoló bekapcsolási ideje a stabilizálatlan egyenfeszültség nagyságával ellentétesen változik, és ezzel megakadályozzuk, hogy a stabilizált egyenfeszültség a növekvő stabilizálatlan egyenfeszültséggel növekvő mértékben hullámossá váljék. Az alábbiakban a találmány szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra egy kapcsolási elrendezés egyenfeszültség stabilizálására, a 2. ábra pedig a teljesítményfokozat elektronikus kapcsolóját mutatja. Az 1. ábrán a teljesítményfokozat 1 elektronikus kapcsolója látható, amelynek vezérlőbemenetére astabil multívibrátor csatlakozik. Az astabil multivibrátor integrált 5 indítóáramkörből áll, amely 6 belső feszültségstabilizátorkapcsolást, 7 erősítőt, hiszterézissel rendelkező 8 küszöbértékkapcsolót, 9 invertáló kimenőfokozatot, 10 nem-invertáló kimenőfokozatot, az áramkörön belül elhelyezett 12 és 13 ellenállásokat foglal magába, továbbá különálló 11 kondenzátorból, 14 és 25 ellenállásokból áll. Az astabil multivibrátor által előállított négyszögimpulzusok periódusideje alatt a 11 kondenzátor a 12 és 13 ellenállásokon keresztül mindaddig töltődik, amíg a 8 küszöbértékkapcsoló felső kapcsolási pontját el nem éri, és a 12 ellenállásra, valamint a 7 erősítő kimenetére csatlakozva addig sül ki, amig a 8 küszöbértékkapcsoló alsó kapcsolási pontját el nem éri. A 11 kondenzátor periodikus töltése és kisütése úgy történik, hogy a 8 küszöbértékkapcsoló a 9 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
