203433. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés félvezető kapcsolóelemek védelmére, előnyösen hálózati inverterekhez
5 HU 203 433 B 6 A találmány szerinti kapcsolási elrendezés célszerű megoldása esetén az ellenállás egyik sarkához csatlakozó kapcsoló optócsatolóként van kiképezve. Az ellenállás második ellenálláson keresztül egymással sorbakapcsolt harmadik ellenállást, potenciométert és negyedik ellenállást tartalmazó feszültségosztóval van összekötve és a potenciométer csúszkája az optócsatoló tranzisztorához csatlakozik. A kapcsolási elrendezés további célszerű megoldásánál a komparátor műveleti erősítőt tartalmaz, amelynek invertáló bemenete hatodik ellenálláson keresztül egyrészről az optócsatoló tranzisztorának emitteréhez, másrészről ötödik ellenálláson keresztül negatív tápfeszültséghez van kötve. A műveleti erősítő kimenete kilencedik ellenálláson és azzal sorbakapcsolt Zener-diódán földelve van és a kapcsolóáramkör optócsatolóként van kiképezve, amelynek tranzisztora a vezérlőegységgel van összekötve. Az optócsatoló soros tizedik ellenálláson keresztül pozitív tápfeszültségre van kötve. A kilencedik ellenállás és a Zener-dióda közös pontja nyolcadik ellenálláson át egyrészről a műveleti erősítő neminvertáló bemenetére csatlakozik, másrészről azzal sorbakapcsolt hetedik ellenálláson keresztül az ellenállás másik sarkával van összekötve. Az invertáló bemenet diódán keresztül a műveleti erősítő kimenetével, és a negatív tápfeszültség tizenegyedik ellenálláson keresztül a műveleti erősítő neminvertáló bementével van összekötve. A megoldás előnyösen tranzisztort tartalmaz, amelynek bázisa és kollektora a második ellenálláshoz, emittere pedig az ellenállás és a hetedik ellenállás közösített pontjához van kötve, amely földelve van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lehetséges példakénti megoldását a mellékelt rajzok alapján ismertetjük részletesen, ahol- az 1. ábra a kapcsolási elrendezés blokkvázlatát,- a 2. ábra pedig az egyes egységek előnyös részletes felépítését ábrázolja. Az 1. ábrán látható, hogy a hálózati 220 V feszültséget 1 egyenirányító egyenirányítja, amelyhez 2 szűrőegység csatlakozik. A 2 szűrőegység félvezető kapcsolóelemeket tartalmazó 3 egységre, előnyösen M villamos motorhoz csatlakozó hálózati inverterre van kapcsolva. A félvezető kapcsolóelemeket tartalmazó 3 egység 11 vezérlőegységgel van összekötve. A 2 szűrőegység és a félvezető kapcsolóelemeket tartalmazó 3 egység közé RÍ ellenállás van iktatva, amely RÍ ellenállás sarkai meghatározott billenési szintű 5 komparátorra csatlakoznak. Az 5 komparátor és az R1 ellenállás egyik sarka közé 13 nullkomparátorral összekötött 4 kapcsoló van iktatva. A 13 nullkomparátorra start-stop 7 kapcsolóval és/vagy alapértékbeállító 8 elemmel rendelkező 6 analógegység kimenete van vezetve. Az 5 komparátor kimenete továbbá all vezérlőegység működését engedélyező 10 kapcsolóáramkörre csatlakozik. A 11 vezérlőegység önmagában ismert 12 kijelzővel, előnyösen LED-diódával van ellátva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés az alábbiak szerint működik részletesen. A 2 szűrőegység és a félvezető kapcsolóelemeket tartalmazó 3 egység között beiktatott RÍ ellenálláson az átfolyó áram feszültséget ejt. Az alapállapotban zárt 4 kapcsolón keresztül ez a feszültség az 5 komparátorra jut, amelynek billenési szintje meghatározott értékre, például a félvezető kapcsolóelemeket tartalmazó 3 egységben lévő félvezető elemekre megengedhető rövid idejű csúcsáramnak megfelelő értékre van beállítva. Abban az esetben, ha ilyen értékű áram fellép, akkor az S komparátor bebillen és mindaddig ebben az állapotban marad, amíg a 4 kapcsoló zárt állapotban van. Az 5 komparátor bebillenése a 10 kapcsolóáramkör zárását eredményezi, amely azonnal letiltja a félvezető kapcsolóelemek működtetéséhez szükséges önmagában ismert jelek generálását all vezérlőegységben. Ezáltal a félvezető kapcsolóelemeket tartalmazó 3 egységhez csatlakozó M villamos motorra kapcsolt feszültség értéke nulla lesz, így a félvezető kapcsolóelemek disszipációmentes munkapontba kerülnek. Az M villamos motor megoldásunk értelmében csak akkor indítható újra, ha a 6 analógegység start-stop 7 kapcsolójával, és/vagy az alapértékbeállító 8 elemmel előnyösen potenciométerrel a 6 analógegység alapjelét nullára állítjuk és ezt követően ismét beállítjuk a kívánt alapjelértéket. A 6 analógegység nullaértékű alapjele esetén ugyanis a 13 nullkomparátor nyitja a 4 kapcsoló áramkörét, amelynek következtében az 5 komparátor alaphelyzetbe billen vissza. Ezáltal a 10 kapcsolóáramkör nyitott állapotba kerül, vagyis ismét olyan állapotot vesz fel, hogy all vezérlőegység ne tiltsa le a félvezető kapcsolóelemeket tartalmazó 3 egység előnyösen hálózati inverter vezérlőjeleit Megoldásunknál tehát például a zárlat megszűnte után külső beavatkozással a start-stop 7 kapcsoló és/vagy az alapértékbeállító 8 elem előzőekben leírt működtetésével az M villamos motor újraindítható. Célszerűen azt a tényt hogy all vezérlőegység nem szolgáltat vezérlőjeleket a félvezető kapcsolóelemeket tartalmazó 3 egység számára, all vezérlőegységhez csatlakozó 12 kijelzővel, előnyösen LED-diódával kijelezzük. Az ismertetett megoldás tehát a félvezető kapcsolóelemeken áthaladó áramot figyeli, ily módon alkalmas a félvezető kapcsolóelemek védelmére. A 2. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egyes részegységeinek részletes áramköri felépítését, annak előnyös megoldását ábrázolja. Az RÍ ellenállás egyik sarkához csatlakozó 4 kapcsoló a 2. ábra szerint optócsatolóként van kiképezve. Az RÍ ellenállás második R2 ellenálláson keresztül egymással sorbakapcsolt harmadik R3 ellenállást, Pl potenciométert és negyedik R4 ellenállást tartalmazó feszültségosztóval van összekötve, mely az RÍ ellenállás másik sarkához kapcsolódik. API potenciométerrel és a negyedik R4 ellenállásai Cl kondenzátor van párhuzamosan kötve. A Pl potenciométer csúszkája az optócsatoló OT1 tranzisztorához csatlakozik. Az 5 komparátor ezen előnyös megoldás esetén műveleti Ml erősítőt tartalmaz, amelynek invertáló bemenete hatodik R6 ellenálláson keresztül egyrészről az optócsatoló OT1 tranzisztorának emitteréhez, másrészről ötödik R5 ellenálláson keresztül negatív -UT tápfeszültséghez van kötve. A műveleti Ml erősítő kimenete kilencedik R9 ellenálláson és azzal sorbakapcsolt D2 Zener-diódán át földelve van. A 10 kapcsolóáramkör előnyösen szintén optócsatolóként van kiképezve, amelynek OT2 tranzisztora all vezérlőegységgel van összekötve és az optócsatoló soros, tizedik RIO ellenálláson keresztül pozitív +UT tápfeszültségre van kötve. A kilencedik R9 ellenállás és a D2 Zener-dióda közös pontja nyolcadik R8 ellenálláson át egyrészről a műveleti Ml erősítő neminvertáló bemenetére csatlakozik, másrészről azzal sorbakapcsolt hetedik R7 ellenálláson 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
