186838. lajstromszámú szabadalom • Egyenáramú szaggató
1 186838 2 A találmány egyenáramú szaggató, amely transzformátort, a transzformátor szekundér tekercséhez szorosan csatlakozó fojtótekercset, valamint egyenirányító és szűrő kapcsolást tartalmaz. Emellett a fojtótekercs előmágnesező áramát a kimenő egyenfeszültség függvényében beállító szabályozó áramkörrel rendelkezik, amelynek bemenete és kimenete között sorba van kapcsolva egy tranzisztor emitter-kollektor szakasza, egy referencia elem és egy dióda, továbbá a tranzisztor fázisa a kimenő egyenfeszültségre kapcsolt feszültségosztóhoz csatlakozik. Ilyen jellegű egyenáramú szaggatót ismertet az Intelec 1979. évi konferenciájáról készült jelentés 282—288. oldalain található „Switch Mode Converter Using High-Frequency Magnetic Amplifier” c. dolgozat, és főleg annak 1. ábrája. Az ott alkalmazott szabályozó kapcsolás pontosság tekintetében nagyon erősen függ a felhasznált alkatrészektől, amelyeknek nagy a szórása és a tűrése. A találmány feladata, hogy a bevezetőben említett fajtájú olyan egyenáramú szaggatót adjon meg, ami a nagy stabilitás mellett pontos és gyors szabályozási jelleget mutat. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti egyenáramú szaggató — amely transzformátort, a transzformátor szekundér tekercséhez szorosan csatlakozó fojtótekercset, valamint egyenirányító és szűrő kapcsolást tartalmaz, emellett a fojtótekercs előmágnesező áramát a kimenő egyenfeszültség függvényében beállító szabályozó áramkörrel rendelkezik, amelynek bemenete és kimenete között sorba van kapcsolva egy tranzisztor emitter-kollektor szakasza, egy referencia elem és egy dióda, továbbá a tranzisztor fázisa a kimenő egyenfeszültségre kapcsolt feszültségosztóhoz csatlakozik — oly módon van kialakítva, hogy a feszültségosztó és a tranzisztor fázisa közé egy műveleti erősítő mint arányosan működő hibaerősítő van beiktatva, és ehhez csatlakozik a referencia elem. A találmány szerinti egyenáramú szaggató további ismérve lehet, hogy a tranzisztor és a dióda közé ellenállás van beiktatva. Az ellenállás és a dióda között egy további tranzisztor emitter-kollektor szakasza található, a tranzisztor bázisa nulla potenciálra van kötve, és vezetőképessége a szabályozó áramkör elején levő tranzisztoréval ellentétes. A műveleti erősítő kimenete és az első tranzisztor bázisa közé dióda van beiktatva, a tranzisztor bázisához pedig egy nullpotenciálra között ellenállás csatlakozik. A pozitív vagy negatív Ua kimenő egyenfeszültség vezérelhetősége érdekében a tranzisztorok és diódák vezetőképessége felcserélhető. Az egyenáramú szaggató szabályozó kapcsolása gyorsműködésű és stabil karaktert mutat, ami a gyenge negatív visszacsatolású műveleti erősítőnek arányosan ható hibaerősítőként történő alkalmazásából ered. Ebből adódik a nagyfokú pontosság is. A találmányt kiviteli példa és rajz segítségével részletesen ismertetjük. A rajzon az 1. ábra egy egyenáramú szaggató elvi kapcsolási vázlata, a 2. ábra az egyenáramú szaggató szabályozó kapcsolásának áramutas rajza. Az 1. ábrán egy 2 transzformátor 1 primer tekercséhez egy elektronikus kapcsoló, pl. 3 tranzisztor csatlakozik. A 3 tranzisztor bázisát egy 4 generátor vezérli, amely változtatható impulzulsszélességű négyszögjeleket állít elő. Az önmagukban ismert további részleteket itt nem ismertetjük. Az 1 primer tekercsből és a 3 tranzisztor emitter-kollektor szakaszából álló soros kapcsolásra Ua bemenő feszültséget kapcsolunk. A 2 transzformátor 5 szekundér tekercséhez sorosan csatlakozik egy telíthető 6 fojtótekercs (transzduktor), valamint egy szokványos felépítésű 7 egyenirányító és szűrő. A kimeneten a szabályozott Ua kimenő egyenfeszültég van jelen. Az Ua bemenetére vezetjük. A 8 szabályzó áramkör 10 kimenetén megfelelő vezérlő áram jelenik meg a 6 fojtótekercs előmágnesezéséhez. A 2. ábrán a 8 szabályozó áramkör áramutas rajza átható. A 9 bemenet a V2 tranzisztor kollektor-emitter szakaszán, az RIO ellenálláson, a VI1 tranzisztor emitter-kollektor szakaszán és a VI2 diódán keresztül a 10 kimenettel van összekötve. A V12 dióda anódjával van a 10 kimenethez csatlakoztatva. A 9 bemenethez az RÍ és R4 ellenállásokból álló feszültségosztó csatlakozik. Az RÍ és R4 ellenállások közös pontja az arányos hibaerősítőként működő D5 műveleti erősítő nem invertáló 12 bemenetére csatlakozik. A D5 műveleti erősítő invertáló 13 bemenete az R9 ellenálláson keresztül az Ur referenciaelemmel, valamint a 14 kimenet és a 13 bemenet között negatív visszacsatolást megvalósító R7 ellenállásai van összekötve. A 14 kimenet a V6 diódán keresztül össze van kötve a V2 tranzisztor bázisával, ami az R8 ellenálláson keresztül testelve van. A V6 dióda katódja a 14 kimenetre csatlakozik. A VI1 tranzisztor bázisa testre van kötve. A D5 műveleti erősítő áramellátás céljából a 9 bemenetre és testre van kötve. Az erősítő táplálható azonban pozitív és negatív segéd feszültséggel is. A V2 tranzisztoron levő Ua kimenő egyenfeszültség vezérlő árammá alakul, aminek a nagyságát a hibaerősítő határozza meg, és ami szokásos módon beállítja a telíthető 6 fojtótekercs előmágnesezését. Az RIO ellenállás a vezérlő áram beállítására szolgál, tovább ezzel lehet a 14 kimenetre kerülő feszültséget az Ur referenciaelem feszültségére beállítani. A VI1 tranzisztor jelszintátalakítóként dolgozik, míg a V12 dióda gondoskodik arról, hogy a vezérlő áram csak egy irányban folyhasson a 8 szabályozó áramkörben. A hibaerősítő tisztán arányosan dolgozik, azaz a 14 kimeneten megjelenő feszültség nagysága megfelel a 12 és 13 bemenetben levő feszültségek különbségének. Az erősítést az R7 és R9 ellenállások nagyságának megfelelő megválasztásával lehet beállítani, ami meghatározza a szabályozás sebességét és a stabilitást. Mivel, mint már említettük, az RIO ellenállás nagyságával a 14 kimeneten levő feszültség az UR referenciaelem feszültségére állítható be, az R7 ellenálláson keresztül folyó áram nagyon kicsi. Ez a 8 szabályozó áramkör nagyfokú statikus pontosságát eredményezi. Az áramvezérlés integrális viselkedést eredményez. Amikor a 3 tranzisztor vezet, akkor az Ue bemenő egyenfeszültség és a 6 fojtótekercs induktivitása áramot idéz elő, ami az 1. ábrán jobbról balra folyik a 6 fojtótekercsen keresztül. Amikor a 3 tranzisztor zár, akkor a 6 fojtótekercset visszaállító áramot a 8 szabályozó áramkör határozza meg. 5 ÍO 15 20 25 30 35 40 45 50 55 30 2
