192877. lajstromszámú szabadalom • Vezérlő elektronikát megvalósító kapcsolási elrendezés kapcsolóüzemű tápegységekhez
3 192877 4 A találmány tárgya olyan vezérló elektronikát megvalósító kapcsolási elrendezés, mely alkalmas a napjainkban elterjedt kapcsolóüzemű tápegységrendszerek, nevezetesen nyitóüzemű, nyitóüzemű transzformátoros, záróüzemű, ellenütemű és hídkapcsolású átalakító vezérlésére. Ismeretes az a tény, hogy a legtöbb üzemelő elektronikus készüléket egy hálózati tápegységen keresztül kapcsolják a váltakozóáramú hálózatra. E tápegységgel szemben az üzemeltetők sokrétű igényeket támasztanak és a feladatoktól függően általában az alábbi követelményeket kell teljesíteniük: 1. A hálózati váltakozó feszültség alakítása a készülék üzemeltetéséhez alkalmas egyenfeszültséggé. 2. Az esetek döntő többségében az egyenfeszültség stabilizálása. 3. Néhány kivételtől eltekintve a tápegység kimenetének a hálózatról való galvanikus leválasztása. Közismert, hogy a napjainkban kivitelezett és forgalomba hozott tápegységek lényegében két nagy kategóriába, nevezetesen a lineáris stabilizált tápegységek és a kapcsolóüzemű stabilizált tápegységek csoportjába sorolhatók. A forgalomban lévő berendezéseket igen szemléletesen foglalja össze és ismerteti Ferenczi Ödön „Kapcsolóüzemű tápegységek” c. művében, Műszaki Könyvkiadó Bp. 1978. A hagyományos kivitelű lineáris stabilizált tápegység gyakorlatilag egyenfeszültség - szabályozóból és az azt tápláló stabilizálatlan tápegységből áll. A hagyományos kivitelű lineáris stabilizált tápegység feszültségszabályozó áramköre lényegében feszültségosztóként fogható fel. A feszültségosztó egyik tagjának az ellenállása változtatható, így a helyes irányú változtatással elérhető, hogy a bemeneti feszültség ingadozása és a terhelés változása ellenére a feszültségosztó által szolgáltatott feszültség a megfelelően finom változtatással állandó értékű kimeneti feszültség legyen. A feszültségosztó osztási viszonya párhuzamos szabályozás eBetén pedig egy ellenállás megfelelő változtatásával állítható be. A félvezetős feszültségszabályozók esetében a beavatkozó elem a tranzisztor, mely változó ellenállásként viselkedve leosztja a rögzített kimeneti feszültség és a szabályozatlan bemeneti feszültség közötti feszültségkűlönbséget, a fogyasztónak megfelelő áramerősség mellett. A beavatkozó szabályozó elemen a disszipált teljesítmény igen nagy lehet, mely korlátozza az ilyen szabályozó kimeneti teljesítményét. A lineáris stabilizált tápegységek előnyei a következők:- A kapcsolási elrendezésű egyszerű, jó kimeneti jellemzőkkel rendelkeznek, nevezetesen a nagy bemeneti terhelési stabilitás, kiváló bemeneti és terhelési tranziens átviteli jellemzők nagy búgófeszültség - elnyomás.- Nincs zavarfeszültségük, tehát tűrésről nem kell gondoskodni. E jelentős előnyök mellett azonban számos hátránnyal is rendelkeznek, melyeket, röviden az alábbiakban lehet összefoglalni:- A megjelenési formájuk terjedelmes, súlyos.- Alacsony hatásfokú, mert azt a nagy disszipáció korlátozza az ilyen szabályozók kimeneti teljesítményét, emiatt ventilátoros hűtésre lehet szükség.- A hálózati tápegységeknél a hallható frekvencia tartományokba eső 50, ill. 100 Hz-es búgófeszültség, valamint a hálózati transzformátor által keltett szórt mágneses komponensek egyes alkalmazások esetén igen zavaróak lehetnek.- Kevésbé tűri a stabilizálatlan bemeneti feszültség - hálózati feszültség - ingadozását.- A kimeneti feszültséget fenntartó képessége - hold up -, illetve a tápegység energiatároló képessége kicsi. A korszerű elektronikus elemek megjelenésével, mint pl. a nagysebességű, nagyfeszültségű kapcsoló teljesítmény tranzisztorok, a transzformálás és a szűrés céljait szolgáló javító jellemzőjű ferritmagok, nagysebességű teljesítmény egyenirányítók kis soros és kis induktivitású elektrolit kondenzátorok stb. lehetőség nyílt az igen kedvező tulajdonságokkal rendelkező kapcsolóüzemű stabilizált tápegységek előállítására. A kapcsolóüzemű tápegység egy kapcsolóüzemű egyenfeszültség szabályozóból és az azt tápláló stabilizálatlan tápegységből áll. Az egyenfeszültségek kapcsolóüzem módú szabályozásának a lényege az, hogy egy félvezető kapcsoló szabályos időközökként összekapcsolja a fogyasztót az energiaforrással, majd leválasztja róla. A be - és kikapcsolás viszonylagos időtartamának változtatgatásával egy automatikus szabályozási kör közel állandó értéken tartja a fogyasztóra jutó feszültség középértékét. Az ilyen szabályozóknál a megfelelő szűrésről mindig gondoskodni kell. Korszerű megoldás az úgynevezett kétpont szabályozású feszültség stabilizátor elrendezés. Az áramkörben a tranzisztor kapcsolóüzemben dolgozik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
