188873. lajstromszámú szabadalom • Eljárás pulzáló vagy folyamatos üzemmódú félvezetős teljesítménykapcsoló fokozat terhelésköri zárlata elleni védelmére, például gépjárművek irányjelzőinél
A találmány tárgya eljárás pulzáló vagy folyamatos üzemmódú félvezetős teljesítménykapcsoló fokozat terhelésköri zárlata elleni védelmére, például gépjárművek irányjelzőinél, oly módon., hogy a teljesítménykapcsoló fokozatot a zárlat érzékelése után lekapcsoljuk. A találmány szerinti eljárással terhelésköri zárlatok esetén megakadályozhatjuk a félvezető alkatrészek károsodását. Ismeretes, hogy a közúti forgalomban résztvevő gépjármüvek irányjelző áramszaggatóval vannak ellátva, amelyek hődrótos vagy elektronikával vezérelt jelfogós, újabban pedig félvezetős kivitelűek lehetnek. A terhelésköri zárlatokkal szemben a gépjármüvekben olvadóbiztosítót alkalmaznak, amely az elektromechanikus rendszerű áramszaggatókat zárlat esetén megvédi a károsodástól, azonban a félvezetős (tranzisztoros) teljesítménykapcsoló fokozatot tartalmazó áramkörök, ha csak a gépjármű olvadóbiztosítója védi, tönkremennek, hamarabb, mint ahogy az olvadóbiztosító lekapcsolja. Másrészt e megoldás hátránya, hogy zárlat megszűnte után nem áll vissza az üzemszerű működés. Az irányjelző biztonsági felszerelés a gépjárművön, ezért élettartamával, megbízhatóságával szemben különleges elvárások érvényesek. A hoszszú élettartamú félvezetős szerkezetek elterjedésének egyik akadálya éppen a zárlatvédelmet olcsón, egyszerűen és megbizhatóan nyújtó eljárás hiánya volt. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, amelynek segítségével egyszerűen és megbízhatóan védhetők a teljesítménykapcsoló fokozatok félvezető alkatrészei zárlat esetén, és a rövid idejű zárlat megszűnte után visszaáll automatikusan az üzemszerű működés. Találmányunk ennek megfelelően eljárás pulzáló vagy folyamatos üzemmódú félvezetős teljesítménykapcsoló fokozat terhelésköri zárlat elleni védelmére, például gépjármüvek irányjelzőinél, oly módon, hogy a teljesítménykapcsoló fokozatot a zárlat érzékelése után lekapcsoljuk úgy, hogy zárlat érzékelése esetén a zárlat felléptét követően egy időzítő áramkör segítségével tbizlons.gi idő eltelte után lekapcsoljuk a teljesítménykapcsoló fokozatot, majd az időzítő áramkör segítségével egy T»tbiztonsági idő után ismételt bekapcsolást kísérelünk meg, és amennyiben a zárlat megszűnését érzékeljük, a teljesítménykapcsoló fokozatot ismét Üzemszerűen működtetjük, és a tbi/(onsigi idő eltelte előtt, ill. az ismételt bekapcsoláskor a félvezető biztonságos működési tartományán (SOAR) belüli működést a zárlati áram határolásával vagy növekedésének késleltetésével biztosítjuk. Amennyiben a teljesítménykapcsoló fokozatot pulzáló üzemmódban működtetjük, mint például gépjármüvek irányjelzőinél, a pulzáló üzemmódot biztosító áramkör előnyösen felhasználható időzítő áramkörként is. A találmány szerinti eljárást részletesebben kiviteli példán.c kapcsán ábráink segítségével ismertetjük. 1. ábra: A találmány szerinti eljárást megvalósító példaképpen’ áramkör blokkvázlata t 188 87:*. 2. ábra : A találmány szerinti eljárást megvalósító, példaképpeni áramkör kapcsolási rajza Az 1. ábra szerinti kapcsolásban az 1 időzítő áramkör, amely gépjármű irányjelző esetén az 5 áramszaggató áramkörnek része, a 2 meghajtó fokozatra van kapcsolva, amelynek kimenete egyrészt a 3 teljesítménykapcsoló fokozatra, másrészt az 5 érzékelőre csatlakozik. A 3 teljesítménykapcsoló fokozat kimenete a 4 terhelésre, ill. az 5 érzé- 10 kelőre van kötve. Az 5 érzékelő kimenetével a 6 beavatkozó szervre csatlakozik, amelynek kimenete az l időzítő áramkörre kapcsolódik. .................. Az 1 időzítő áramkör meghatározott periódusidővel és kitöltési tényezővel rendelkező négyszög- 15 jeleket állít elő, amely a 2 meghajtó fokozaton keresztül működteti a 3 teljesítménykapcsoló fokozatot. Az 5 érzékelővel érzékeljük egyrészt, hogy a 3 teljesítménykapcsoló fokozat bekapcsolt állapotban van-e, másrészt, hogy van-e zárlat a 4 terhelé- 2° sen. Zárlat esetén a 6 beavatkozó szerv segítségével biztonsági 'dö eltelte után megszakítjuk a négyszögjelet. Á tbj,lonsígi időt úgy választjuk meg, hogy még az alkalmazott félvezető eszközök biztonságos műkő- 25 dési tartományán belül maradjunk. Az ismételt bekapcsolási kísérleteket a négyszögjelek ismétlődő felfutó éleinél végezzük, szintén a biztonságos működési tartománynak megfelelő időtartamú impulzust engedélyezve a 6 beavatkozó szerv segítségé- 30 vei. Zárlat megszűnte után az 5 érzékelő, a 6 beavatkozó szerv és 1 időzítő áramkör útján visszaáll a normális üzemmód. (Természetesen a nem pulzáló, hanem folyamatos üzemmódban működő teljesítménykapcsoló fokozat esetén a fellépő zárlatra 35 induló pulzáló részegységgel kell a teljesítménykapcsoló fokozat vezérlését kiegészíteni.) A példaként bemutatott elektronikus áramszaggató 1 időzítő áramköre indított üzemű astabil multivibrátor, amely normál működés közben 40 1 — 1,5 Hz frekvenciájú, 50% kitöltési tényezőjű vezérlőjelet biztosít a 3 teljesítménykapcsoló fokozat számára. A vezérlőjelet biztosító astabil multivibrátor jele a zárlat és ezáltal a 6 beavatkozó szerv hatására úgy módosul, hogy a 3 teljesítménykap- 45 csoló fokozat bekapcsolt állapotának megfelelő idő nagyon lecsökken, a kikapcsolt állapotnak megfelelő időtartam pedig gyakorlatilag változatlan marad. A millísec nagyságrendű ideig tartó zárlati áramimpulzus 1 : 500-tól 1 : 1000-ig kitöltési té- 50 nvező mellett a 3 teljesítménykapcsoló fokozat kapcsolótranzisztorail már nem károsítja. A frekvencia és a kitöltési tényező értékét mindig az adott alkalmazási körülmények döntik el. A 2. ábrán egy gépjármű irányjelző lámpáit mü- 55 ködtetö áramkör kapcsolása látható, ahol a Tl, T2 tranzisztorok a teljesítménykapcsoló fokozat részei, amely pulzáló üzemmódban működik. A 49a jelű kapcsoló zárásakor a Dl dióda, R8 ellenállás, T3 tranzisztor és R9 ellenállás segítségével bekap® csoiódik a TI és T2 tranzisztor, a T6 tranzisztor és RIO ellenállás pedig biztosítja a bekapcsolt állapotot azután is, hogy a Dl dióda katódja magas potenciálszintre kerül. Ezzel egyidejűleg az időzítő R21 és R38 ellenállásokon keresztül töltődni kezd ? 2
