194657. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés ellenütemű kapcsolóüzemű tápegység vezérlő impulzus aszimmetriájának korlátozására
1 194 657 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés elleniitcmü kapcsolóüzemű tápegység vezérlő impulzus aszimmetriájának korlátozására. A kapcsolóüzemű tápegységek esetén - mint a tápegységeknél általában - szükség van a kimeneti áram értékének korlátozására. Ezt elsősorban a berendezésen belül megtalálható alkatrészek védelme indokolja, de nem elhanyagolható szempont a kimenetre kapcsolt eszközök túláramának megakadályozása sem. A kapcsolóüzemű tápegységeknél a helyzet annyival bonyolultabb, hogy itt a kapcsoló tranzisztorok lényegesen gyorsabb működésűek, így a tönkretételük is gyorsabban következhet be, ezért már a nyitási periódus időtartama alatt gondoskodni kel! a túláram megakadályozásáról. Ebből a célból alakították ki az úgynevezett dinamikus túláramvédelmet. A vezérlő jelek előállítására kialakított integrált áramkörök többsége már olyan segédáramköröket is magában foglal, amelyek segítségével ezen túláramvédelem egyszerűen megoldható. Ilyen megoldást ismertet pl. az: Integrierte Schaltnetzteil-Steuerschaltungen TDA 4700/TDA 4718 Function und Anwendung (Siemens AG, Bereich Bauelemente) című kiadvány a 19. és 20. oldalán, a 11. és 12. ábrán. Az áramkorlátozás vezérlő jelét célszerűen a kapcsoló tranzisztorok kollektor áramából áramváltó transzformátoron keresztül lehet kicsatolni. A megoldás egyszerűsége mellett figyelembe keli venni azonban azt a tényt, hogy a transzformátor kismértékű elmágneseződése zavart okozhat a berendezés működésében, így előfordulhat, hogy a hidkapcsolású kapcsolófokozat egy oldala túláram esetén a bekapcsolás pillanatában letilt,míg a másik oldal a normál működés során beállt impulzusszélcsscgű vezérlőjelet kap. Ez az üzemállapot az impulzus transzformátort telítésbe vezérli és a kapcsolótranzisztorok tönkremenetelét okozza. A találmány elé célul tűztük ki olyan áramkör kialakítását, mely a fenti hátrányt kiküszöböli és korlátozza az impulzusszélcsscg ugrásszerű megnövekedését függetlenül attól, hogy az az impulzustranszformátor telítése vagy egyéb ok miatt következne be. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy amennyiben a kapcsolóhíd egyik, illetve másik ágának nyitását vezérlő impulzusok lefutó élével egy időzítő áramköri (monostabil multivibrátort) indítunk el és ezen áramkör időzítését a kapcsolófrekvencia periódusidejének megfelelően állítjuk be — ami megegyezik a nyitó impulzusok felfutó élei között eltelt idővel - akkor ezen időzítő áramkör csak abban az esetben szolgáltat egy kimeneti impulzust, ha a kapcsoló impulzusok szélessége nem egyezik meg. Minden esetben megjelenik viszont ez az impulzus, ha egy keskenyebb vezérlőjelet egy szélesebb követ. A kitűzött célt azáltal értük el, hogy a találmány szerinti kapcsolási elrendezést az jellemzi, hogy vezérlőegységének első kimeneté időzítő egység első bemenetére és kapcsoló egység első bemenetére, második kimenete az időzítő egység második bemenetére és a kapcsoló egység második bemenetére csatlakozik, az időzítő egység kimeneté a vezérlő egység tiltó bemenetéhez van csatolva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy előnyös kiviteli alakjánál az időzítő egység kimenete jelformálón keresztül van a vezérlő egység tiltó bemenetéhez csatolva. Időzitő egy égként előnyösen alkalmazható újra indítható monostabil multivibrátor oly módon, hogy az időzítő egység első és második bemenete a menostabil multivibrátor egy-egy indítóbemenetével van összekötve a monostabil multivibrátor időzítő bemenetéi közé kondenzátor van kapcsolva és ezen monostabil multivibrátor kimenete az időzítő egység kimenete. A találmány néhány előnyös kiviteli alakját az alábbi kiviteli példák és a mellékelt ábrák alapján ismertetjük részletesen, ahol az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy lehetséges kiviteli alakjának tömbvázlatát mutatja, a 2. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy bővített kiviteli alakjának tömbvázlata látható, a 3. ábra az időzítő egység egy gyakorlati megvalósítását ábrázolja, a 4. ábra az időzítő egység egy további kiviteli alakját mutatja, az 5. ábra a jelformáló egy megvalósítását mutatja, és a 6. ábra a kapcsoló egység egy egyszerűsített formáját ábrázolja. Az 1. ábrán az 1 vezérlő egység az első 11 kimenetén és a második 12 kimenetén megjelenő kapcsolójclekkel vezérli a 3 kapcsoló egységet annak első 31 bemenetén és második 32 bemenetén keresztül. Ezen kapcsolójelek ugyancsak rá vannak kapcsolva a 2 időzítő egység első 21 bemenetére és második 22 bemenetére. A 2 időzítő egység 23 kimenetén létrejövő jel az 1 vezérlő egység tiltó 13 bemenetére van vezetve. Amennyiben az 1 vezérlő egység első 1 ! kimenetén megjelenő impulzus szélessége megegyezik a második 12 kimeneten megjelenő impulzus szélességével, úgy ezen két impulzus lefutó elei között az eltelt idő megegyezik a felfutó élek között eltelt idővel, ami éppen a kapcsolási frekvencia periódusidejének felel meg. Mivel a 2 időzítő egység oly módon van beállítva, hogy időzítése ezen periódusidőnek fele! meg, annál egy minimális értékkel magasabb, az egymás után következő impulzusok lefutó élei tartósan az egyik állapotban tartják a 2 időzítő egység 23 kimenetét. Ha azonban bármilyen okból változás következik be, azaz egy rövidebb impulzust egy hosszabb impulzus követ, a lefutó élek közötti távolság nagyobb, mint a felfutó élek közötti távolság, azaz a kapcsoló frekvencia periódusideje, a 2 időzítő egység 23 kimenetén egy impulzus jelenik meg, amely az 1 vezérlő egység tiltó 13 bemenetén keresztül - mely mind az első 11 kimenetre, mind a második 12 kimenetére hat - megszünteti, lekapcsolja a hosszabbnak bizonyult impulzust. A 2. ábrán az előbbi elrendezésnek egy bővített változata látható. Ennél a 2 időzítő egység 23 kimenete a 4 jelformáién keresztül van az 1 vezérlő egység 13 tiltó bemenetére csatlakoztatva. Az elrendezés a fentiekhez hasonlóan működik, a 4 jelformáid azt a célt szolgálja, hogy olyan impulzust állítson elő mind szintben, mind jelformában, amely legjobban megfelel az 1 vezérlő egység számára. A 3. ábrán az 1. és 2. ábrán'ábrázolt 2 időzítő egység egy gyakorlati megvalósítása látható. Ennél a 2 időzítő egység az újraindítható 24 monostabil multivibrátorral van megvalósítva, ennek indító bemenetéi a 2 időzítő egység első 21 bemenetét és a második 22 5 10 1 5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
