202684. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés hordozható akkumulátoros készülékek tápellátására és akkumulátorának töltésére
1 HU 202684 B 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés hordozható akkumulátoros készülékek hálózatról történő adapteres tápellátására és lemerült akkumulátorának töltésére, amely a megfelelő üzemmódra történő átkapcsolást automatikusan biztosítja. A találmány különösen jól alkalmazható hordozható orvosi műszerekhez, például hordozható EKG-készülékekhez. Akkumulátoros készülékek hálózatról történő adapteres üzemeltetésére, illetve akkumulátorának töltésére igen sokféle megoldás ismert. A Friwo FW 600 típusú akkumulátortöltő készülék alkalmazása esetén például az akkumulátorokat felhasználási helyükről ki kell szerelni, majd az akkumulátortöltő készülékhez csatlakoztatva a műszaki paramétereknek megfelelően meghatározott ideig tölteni. A megoldás hátránya, hogy az akkumulátor kiszerelés és töltés utáni visszaszerelése, valamint a töltés ellenőrzése munkaráfordítást, illetve kezelőszemélyzetet igényel. A Varta Uni III típusú töltőkészülék úgy működik, hogy a lemerült akkumulátorok töltése során egy előre beállított töltésiidő eltelte után automatikusan kikapcsol. Hiányossága, hogy az akkumulátorok töltöttségi szintjének meghatározatlansága folytán elégtelen feltöltődés, illetve túltöltődés jöhet létre. Hasonló elvi működésűek és hasonló felépítésűek a MEDICOR BTA 13 és Schiller Cardovit 3 típusú hálózati adapter és töltőkészülékek, melyeknél az adapter- és a töltőegység közös áramkörben van elrendezve. A megoldás hiányossága, hogy az adapter- és a töltőegység kimeneti feszültsége konstans, így például kisült akkumulátor esetén a töltési ciklus elején a töltőáram az akkumulátor műszaki adataiban előírt maximális töltőáram többszöröse lehet, ami az akkumulátor élettartamát károsan befolyásolja, míg a töltés előrehaladtával a töltőáram egyre csökken, ezért az akkumulátor teljes feltöltéséhez szükséges idő jelentős mértékében megnövekszik. Ismert továbbá a Mellige Servocard B2 típusú készülék, amelyben az alkalmazott akkumulátort a készülékbe beépített töltőáramkör tölti. Hiányossága, hogy a hálózati adaptertöltő és az akkumulátor a készülékbe beépítve helyezkedik el, ami jelentős térfogat- és tömegnövekedést eredményez, a hordozható készülék mobilitása tehát csökken. Nehézséget jelent továbbá, hogy az akkumulátor túltöltődésének megakadályozására hőérzékelője van, ezért a töltőáramkor és az akkumulátor közötti megfelelő termikus kapcsolat biztosítása céljából a töltőáramkőrt az akkumulátorral közös egységben kell elhelyezni. A 173 202 lajstromszámú HU szabadalmi leírásból olyan stabilizált hálózati tápegység ismerhető meg, amelynek hálózati egyenirányítója, ármakorlátozott feszültségstabilizátora, az akkumulátorágba kapcsolt túláramérzékelője és a túláramérzékelő által vezérelt kapcsolója van, amely az akkumulátorágat zárja vagy megszakítja. A tápegységet továbbá az akkumulátor kapocsfeszültségét figyelő feszültségérzékelő áramkörrel van ellátva, amelynek kimenete az akkumulátorágba iktatott vezérelt kapcsoló vezérlőbemenetére csatlakozik. A vezérelt kapcsolóval segédtöltő ármakör van párhuzamosan kapcsolva. Az akkumulátor kapocsfeszültségét figyelő feszültségérzékelő ármakör a szabályozás stabilitásának növelése és a fogyasztó számára kedvező üzemi feszültségviszonyok biztosítása céljából hiszterézises jellegű áramkör, amelynek a bekapcsolási küszöbszintnél magasabb feszültségértékű visszabillenési küszöbszintje van. Ez a megoldás nem elsősorban az akkumulátoros készülékek akkumulátorának töltésére, illetve adapteres üzemmódjának biztosítására szolgál, hanem sokkal inkább olyan egyenáramú fogyasztók megbízható tápáramellátására, amelyeknél a folyamatos üzemképesség fenntartása hálózatkimaradás, vagy meghibásodás esetén is alapvető követelmény. Ilyenkor a fogyasztó áramellátásáról automatikusan az állandóan feltöltött készenléti állapotban tartott akkumulátor gondoskodik. Az ilyen tápegység akkumulátoros készülékek akkumulátorának töltésére történő felhasználása ezért gyakorlati okokból nem célszerű. Hátrányként jelentkezik továbbá, hogy a tápegységnek az akkumulátort feszültséggenerátorosan töltő üzemmódja is van. A találmánnyal célunk olyan kapcsolási elrendezés kialakítása, amelynek révén hordozható akkumulátoros készülékek hálózatról történő adapteres tápellátása helyhez kötött alkalmazásuk esetén biztosítható, továbbá a készülék lemerült akkumulátora feltölthető, a két üzemmód közötti átkapcsolás automatikus, és az akkumulátor töltése az előírt árammal történik. A megoldáshoz az a felismerés vezetett, hogy olyan hordozható akkumulátoros készülékeknél, amelyeknél meghibásodás vagy hálózatkimaradás esetén a folytonos üzemmód biztosítása nem szükséges, elegendő megfelelő átkapcsolással altemetív módon vagy az adapteres, feszültséggenerátoros tápellátás, vagy az áramgenerátoros akkumulátortöltés biztosítása. A megoldást elősegítette továbbá az a felismerés, hogy a két üzemmód közötti átkapcsolást az akkumulátor feszültségét érzékelő ablakkomparátor kimenőjelével célszerű vezérelni. Hordozható akkumulátoros készülékek, különösen orvosi műszerek, például EKG-készülékek tápellátására a találmány szerint olyan kapcsolási elrendezést alakítottunk ki, amelynek stabilizált tápegységgel összekapcsolt átkapcsolható feszültség/áramgenerátora van, amely vezérelhető kétállású átkapcsolóegységgel rendelkezik, amelynek vezérlőbemenetére az akkumulátor feszültségét érzékelő ablakkomparátor kimenete csatlakozik, ahol az átkapcsoló feszültség/áramgenerátor kimenete védődiódán keresztül a készülék csatlakozókapcsolójára csatlakozik, amely a készülékbe bedugaszolt helyzetében a készülék tápbemenetére és az akkumulátorra, valamint az ablakkomparator bemenetére csatlakozik. A csatlakozó-kapcsoló ebben a helyzetében az akkumulátort az ablakkomparátor bemenetével, valamint véges ellenálláson keresztül a készülék tápbemenetével köti össze. A csatlakozó-kapcsoló készülékből kihúzott helyzetében az akkumulátor közvetlenül a készülék tápbemenetére csatlakozik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés tehát a készüléktől a csatlakozó-kapcsoló kihúzásával választható el. Ekkor a készülék az akkumulátorról üzemeltethető. A csatlakozó-kapcsoló készülékbe bedugaszolt helyzetében az ablakomparátor bemenetére az akkumulátor feszültsége kerül. A készülék kikapcsolt állapotában az akkumulátoron gyakorlatilag nincs terhelés, így az ablakomparátor az akkumulátor feltöltöttségi állapotától függő tényleges feszültséget érzékeli, és a feszültséggenerátoros, illetve áramgenerátoros üzemmódot ennek függévényében vezérli. A készülék bekapcsolt állapotában az akkumulátor terhelést kap, aminek 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
