185807. lajstromszámú szabadalom • Inverter kapcsolási elrendezés előnyösen műszerek és berendezések hálózati adaptereihz
A találmány tárgya olyan kapcsolási elrendezés, mely elsősorban műszerek és berendezések inverter áramkörös hálózati adaptereinek az előállítására szolgál. A kitűzött célt az ismert hasonló rendeltetésű áramköröktől alapvetően más kapcsolási elrendezéssel oldottak meg. A javasolt kapcsolási elrendezésben olyan áramköri elemeket alkalmaztunk, melyek trapéz feszültséget nem lineáris visszacsatolással állítanak elő. ismeretes, hogy a műszerek és berendezések hálózati adaptereivel szemben a következő követelményeket támasztják: L. kis kapacitással csatolódjon a hálózathoz; kevesebb mint 10 pF 2. kis teljesítmény; kevesebb mint 10 W 3. zavarszint lesugárzott teljesítménye alacsony legyen; kevesebb mint 1000 ppm 4. az alkalmazott illesztő transzformátor nagy átütésű szilárdságú kell hogy legyen, nagyobb mint 2,5 kV 5. kisméretű legyen, kb. 100 cm3 6. megbízható működésű legyen. A gyakorlat szerint e követelményeket csak frekvenciaváltás alkalmazásával lehet teljesíteni, mert az 50 Hz-es hálózati frekvencia transzformálása a nagy menetszámigény miatt például kis kapacitás, kis térfogat és nagy átütési szilárdság biztosítását nem teszi lehetővé. Napjaink műszaki életében a frekvenciaváltást általában kétféle módon valósítják meg: a) Az 50 Hz-es hálózati váltakozó feszültséget közvetlenül megszaggatják a nagyfrekvenciás transzformálás számára. b) Az 50 Hz-es hálózati váltakozó feszültséget egyenirányítják és szűrik, majd inverterrel megszaggatják a nagyfrekvenciás transzformálás számára. Az egyik módszert mikor az 50 Hz-es hálózati váltakozó feszültséget megszaggatják, mint korszerű kiviteli példát javasol a 4 149 098 lajstromszámú USA-szabadalom. A leírásban kapcsoló tranzisztorok és diódák szaggatják meg a váltakozó feszültséget, amelyeket segédfeszültséggel táplált TTL logika vezérel. Ez a megoldás nem foglalja magában a nagyfrekvenciás transzformátort, valamint a szekunder oldali egyenirányító és szűrő rendszert. A kapcsolási elrendezésből egyértelműen megállapítható, illetve az ilyen jellegű megoldásokra is jellemző, hogy a megszaggatott jel a hálózati 50 Hz-el amplitúdó modulálva van, és a modulációs mélység 100%. Ha a kapcsolási elrendezést nem egyeníeszültségről táplált berendezéshez használjuk, akkor ez a tulajdonság nem jelent problémát. Ellenkező esetben azonban a kapcsoló tranzisztorokon rövid idejű impulzusok formájában, az átlagos áramnak 500%-os értékét is meghaladó áramcsúcsok folynak keresztül. Ezen megoldások gyakorlati kiviteleinél a zavarszűrésről is gondoskodni kell. A másik módszer, mely az előzőhöz képest szélesebb korben alkalmazott, mikor az 50 Hz-es hálózati váltakozó feszültséget egyenirányítják és szűrik, majd inverterrel megszaggatják a nagyfrekvenciás transzformálás számára. 9 A módszer tipikus példája a 4 149 234 lajstromszámú USA-szabadalom. A szabadalom önrezgő inverter kapcsolást mutat be. Ahol a megnövelt stabilitás érdekében az ellenütemü szaggató tranzisztorokkal az energiát áttevő, nagyfrekvenciás transzformátorral párhuzamosan kötött primer áramában korlátozott segéd transzformátorral hozzák létre a pozitív visszacsatolást, azaz a berezgést. Az ily módon kialakított kapcsolási elrendezés a védő diódákkal, korlátozó ellenállásokkal és az egyik szaggató tranzisztornál alkalmazott beindító ellenállással nagyfokú frekvenciastabilitást, jó hatásfokot és üzembiztos működést biztosit. Ezen kapcsolás négyszög feszültséggel táplálja a nagyfrekvenciás transzformátort. Ezért a működése során fokozott zavarvédelmet kell biztosítani. A kapcsolási elrendezésből következik, hogy folyamatosan kell biztosítani a tápellátást, valamint a terhelő áramot állandó szinten kívánatos tartani, hogy ne keletkezzenek a nagyfeszültség transzformátorban fluxus ugrások, mert azok károsító feszültségeket indukálhatnak. Összefoglalva a napjaink műszaki életében megvalósított megoldásokat, megállapítható, hogy a teljesítmény átvitelére alkalmasak, de járulékos intézkedéseket kell tenni a zavarelhárításra, az üzembiztonság növelésére és a hullámosság csökkentésére. Mindezeket figyelembe véve, napjaink műszaki követelményei csak nehezen, vagy hiányosan teljesíthetők. E követelmények kielégítését célozza az általunk kidolgozott találmány. A találmány tárgya tehát olyan inverter kapcsolási elrendezés, mely előnyösen műszerek és berendezések hálózati adaptereinek előállítására szolgál. A kitűzött feladatot az ismert korszerű, legújabb hasonló rendeltetésű áramköröktől alapvetően más kapcsolási elrendezéssel oldjuk meg, Az általunk javasolt kapcsolási elrendezésben olyan diszkrét és integrált áramköri elemeket alkalmazunk, melyek trapéz feszültséget nem lineáris visszacsatolással állítanak elő, és a kapcsolási elrendezés 220 V, 50-60 Hz hálózati feszültségre csatlakoztatható. Az t. ábrában vázolt kapcsolási elrendezésben az i hálózati biztosító egyenirányító és szűrő egység A kimenete a TV, nagyfeszültségű tranzisztor kollektora és az f?, munkapont beállító ellenállás egyik kivezetésével alkotott közösített pontra van bekötve, és ugyanezen Fr, nagyfeszültségű tranzisztor bázisa az 2?, munkapont beállító ellenállás másik kivezetésével a D, visszacsatoló diódával az Ri beindító ellenállással a C, beindító kondenzátorral és a D2 védő dióda egyik elektródájával alkotott közösített pontra csatlakozik, az emittere pedig a D2 védő dióda másik elektródájával és a 2 kiskapacitású nagyfrekvenciás transzformátor D kimenetére van bekötve. Az ugyanezen 2 kiskapacitású nagyfrekvenciás transzformátor C kivezetéséhez pedig sorrendben az egymással sorbakötött R2 visszacsatoló ellenállás, a Z visszacsatoló zener dióda és a í>, visszacsatoló dióda, továbbá a velük párhuzamosan az R2 beindító ellenállás és a Cj beindító kondenzátor vannak bekötve. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65
