189653. lajstromszámú szabadalom • Tápegység, különösen kisfeszültségű izzólámpához
1 189.653 2 A találmány tárgya tápegység, különösen kisfeszültségű izzólámpához, amely kapacitív terhelésű áramkört tartalmaz és ezzel izzólámpa részére kis feszültséget biztosit. Az izzólámpákkal kapcsolatos szakirodalomból jól ismert, hogy a kb. 120 V névleges feszültségen üzemeltetett izzólámpák hatékonysága, vagyis lm/W mutatója nem olyan jó, mint a kisebb feszültségen üzemeltetett izzólámpáké. Az ismert áramkörök a kisebb feszültség biztosítását a költségek, a térfogat és a tömeg nemkívánatos növelése révén érik el, vagy oly módon, hogy az elektromágneses kölcsönhatások szintje nemkívánatosán magas. Az irodalomból ismert kisfeszültségű izzólámpákat ellátó tápegységek mágneses alkatrészekkel érik el a feszültség transzformálását. A mágneses alkatrészek költségei azonban viszonlag nagyok és ezért a velük biztosított teljesítménynövekedés gazdaságtalan költségszinten valósul meg. Más tápegységekben fázisvezérlő technikákat alkalmaznak, amikoris nagyon szűk impulzusokra van szükség, és ilyenkor a tápegységgel kiszolgált terhelésen viszonylag nagy áramimpulzusok folynak. Ennek következménye az elektromágneses kölcsönhatások szintjének növekedése, a megbízhatóság csökkenése. Az előzőek alapján találmányunk célja olyan új tápegység kialakítása, amely különösen kisfeszültségű izzólámpák tápellátására alkalmas, olcsón állítható elő és nagy megbízhatósággal jellemezhető. Egy másik célja találmányunknak kisfeszültségű izzólámpák tápellátásához olyan újszerű tápegység kialakítása, amely lehetővé teszi az elektromágneses kölcsönhatások nemkívánatos magas szintjének elkerülését. Egy további célja a jelen találmánynak kisfeszültségű izzólámpák tápellátásához olyan tápegység kialakítása, amelyben az alkalmazott alkatrészek a teljes áram viszonylag kis részét követelik meg. A jelen találmány szerint a fentiekben említett és további célokat olyan tápegység kidolgozásával érjük el, amely bemeneti kapcsokra vezetett váltakozófeszültséget kisebb feszültséggé alakító, kimeneti kapcsokra csatlakoztatott feszültségátalakító egység tartalmaz és a találmány szerint a feszültségátalakító egység az egyik bemeneti kapocs és az egyik kimeneti kapocs között sorosan beiktatott főkapacitást, mint első kapacitív elemet, ezzek kapcsolt kisegítő kapacitást, mint második kapacitív elemet, az első kapacitív elemmel párhuzamosan kapcsolt vezérlő logikai elemet, valamint a második kapacitív elemmel kapcsolt, azt a bemeneti kapcsokra vezetett váltakozófeszültség minden periódusának legalább egy részében az első kapacitív elemmel párhuzamosan csatlakoztató, a vezérlő logikai elemek kimenetével összekötött kapcsolóelemet tartalmaz. Ugyancsak a kitűzött cél elérésére alkalmas az a tápegység, amelyben a találmány szerint a feszültségátalakító egység az egyik bemeneti kapocs és az egyik kimeneti kapocs között sorosan beiktatott első reaktív elemet, ezzel kapcsolt második reaktív elemet, továbbá a másodikreaktív elemet a bemeneti kapcsokra vezetett váltakozófeszültség minden periódusának legalább egy részében az első reaktív elemmel párhuzamosan csatlakoztató kapcsolóelemet tartalmaz, ahol a kapcsolóelem két egymással kapcsolt térvezérlésű tranzisztorral van kialakítva és mindkét térvezérlésű. tranzisztor forráselektródja és nyelőelektródja között egy-egy dióda van anódjával a fonás2 elektródhoz csatlakoztatva. A vezérlő logikai elem célszerű kialakítása olyan, hogy az első reaktív elem feszültségét referenciafeszültséggel összehasonlító eszközt, továbbá a térvezérlésű tranzisztorokat vezető és nem vezető állapotba hozó eszközt tartalmaz, ahol a vezető állapotba való hozás összehasonlítás alapján akkor történik meg, amikor a referenciafeszültség közelítőleg egyenlő az első reaktív elem feszültségével vagy annál nagyobb, illetve a nem vezető állapotba hozás akkor, amikor az első reaktív elem feszültsége nagyobb, mint a referenciafeszültség. Ugyancsak célszerű, ha olyan műveleti erősítőt tartalmaz, amely kimenetével változtatható időtatartamú jelet szolgáltat, amellyel rendre a kapcsolóelem vezető és nem vezető állapotba hozható. Ugyancsak a kitűzött célok elérésére dolgoztunk ki olyan, különösen kis feszültségű izzólámpa tápellátására szolgáló tápegységet, amely bemeneti kapcsokra vezetett váltakozófeszültséget kisebb feszültséggé alakító kimeneti kapcsokra csatlakoztatott feszültségátalakító egységet tartalmaz, ahol a feszültségátalakító egység az egyik bemeneti kapocs és az izzólámpára csatíakoztatott egyik kimeneti kapocs között sorosan beiktatott főkapacitást, továbbá vezérlő logikai elem vezérlő kimenetére csatlakoztatott két térvezérlésű tranzisztorral felépített, »térvezérlésű tranzisztorokban egymással ellenkező irányban vezető parazita diódákkal ellátott kapcsolóelemet, a kapcsolóelemmel a bemeneti kapcsokra vezetett váltakozófeszültség minden peródusának legalább egy részében a főkapacitással párhuzamosan kapcsolt kisegítő kapacitást tartalmaz, ahol a vezérlő logikai elem a főkapacitás feszültségét a bemeneti kapcsokra vezetett váltakozófeszültség minden félhullámában referenciafeszültséggel öszszehasonlító és a térvezérlésű tranzisztorokat kapcsoló műveleti erősítővel van ellátva, ahol a térvezérlésű tranzisztorok vezető állapotba való kapcsolása akkor következik be, ha a referenciafeszültség közelítőleg egyenlő a fő kapacitás feszültségével vagy nagyobb annál, míg a térvezérlésű tranzisztorokat akkor kapcsolja nem vezető állapotba, ha a főkapacitás feszültsége nagyobb, mint a referenciafeszültség, a referenciafeszültség a bemeneti kapcsokra vezetett váltakozófeszültség minden félperiódusában változtatható, amikor a térvezérlésű tranzisztorok vezető állapotban vannak, és a változtatás az izzólámpa feszültségszintjének változásakor következik be. A kapcsolóelem előnyösen vezérlő logikai elemmel generált jel hatására lép működésbe. A terhelésen folyó áram teljes megváltozását az határolja be, hogy a főkapacitás a kisegítő és a főkapacitás öszegezett kapacitanciájában milyen részarányt képvisel. így a találmány szerint tápegység a bemeneti tápfeszültségnél kisebb feszültségen üzemeltetett terhelés, különösen hatékony tápellátást biztosítja. A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alak kapcsán a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti tápegység vázlatos kapcsolási rajza, a 2. ábra a találmány szerinti tápegységben alkalmazott kapcsolóelem vázlata, amikor a kisegítő kapacitás a főkapacitással párhuzamosan van kapcsolva, a 3. ábra a találmány szerinti tápegységben alkalmazott vezérlő logikai elem kapcsolási vázlata abban az esetben, ha a kisegítő kapacitás a főkapacitással párhuzamosan van kapcsolva, míg a 4. ábra a főkapacitás, a kisegítő kapacitás és a mű-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
