154629. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kapcsolóüzemű erősítők átkapcsolási veszteségének, vagy mechanikai működésű áramszakítók igénybevételének csökkentésére
154629 8 alkalmazott kapacitás kisebb, a feszültség a b görbe szerint, ha nagyobb, úgy a c görbe szerint változik. Természetesen a veszteség a b görbe esetében nagyobb, a c görbe esetében pedig még kisebb tesz, mint az a görbének megfelelő kapacitás esetében. Ugyancsak kedvező a Q kapacitás hatása abban az esetben is, ha az áramforrás Zj belső impedanciája nem elhanyagolható. A feszültség változását ilyen esetben a ,Fig. 4 mutatja. Mindaddig ugyanis, míg az Uc kollektorfeszültség el nem éri az U& feszültség értékét, s a D dióda nem kezd vezetni, az áramforrást terhelő 1* áraim nem változik, tehát a Z»t, belső impedancián feszültségváltozás nincs. Miután az IQ diódaár.am megindul, az U'& feszültség s ezzel együtt az Uc kollefctorfeszültség is egy az Us feszültségre szuperponált csillapított lengést Végez, melynek csillapítása és frekvenciája a Ci kapacitás és Z& belső impedancia érteikétől függ. Helyesen méretezett kapacitás esetén azonban, mint, ahogy az a' görbe mutatja, a feszüitséglengtés már a tranzisztor árammentes állapotában következik be, így az átkapcsolási veszteséget nem növeflá. A x2 idő, ill. a Ci kapacitás kisülésélhez szükséges Ar-i idő alatt, mint az a Fig. 4 alapján látható, az áramforrás belső impedanciáján fellépő induktív feszültségesés a kollelkltorfeszültséget, s ezzel együtt a veszteséget csökkenti. A Fig. 3 szerinti kapcsolás ebben az egyszerű formában azonban csak egyes kivételes esetekben használható eredményesen. A tranzisztor zárásakor ugyanis a x^ idő alatt a Ci kapacitás változatlanul feltöltött állapotban marad, majd a tranzisztoron át a Ax% idő alatt kisül. A kisütés közben a tranzisztoron keletkező többlet-veszteség elsősorban az Jc kollektoráram változásának meredekségétől függ, s csak akkor kisebb, mint a Ti idő alaltt megtakarított veszteség, ha az Jc kollaktoráram változásának meredeksége a T2 idő alatt a xx idő alatti meredekségnek többszöröse, vagy ha az áramforrásnak jelentős induktivitása van. Jelentősen csökkenti a Ax2 idő alatt, nyitáskor keletkező többletveszteséget egy, a Q kapacitással a Fig. 6 szerint sarbakötött Rí ellenállás. Ez esetben az Uc kollektorfeszültség már AX-ÍR idő alatt O^vá válik, s minthogy a Ci kapacitás J' kisütő áramának a maximuma is lényegesen kisebb, megfelelően méretezett ellená^ás esetén a többleítveszteség csak töredéke a Fig. 3 szerinti kapcsolásban keletkező többletveszteségnek. Ezt a hatást szemlélteti a Fig. 4, ill a Fig. 5 pontvoniaHal felrajzolt görbéje. A Ax2R idő utáni exponenciálisan csökkenő J' kisütő -áram, amelyet a Fig. 4, ill. a Fig. 5 pontvonallal feltüntetve mutet, a tranzisztoron számottevő veszteséget már nem okoz, minthogy az Uc kollektorfeszültség ez időszákbán közel zérus. Mennél nagyobb az R| ellenállás, annál kisebb a Ax2Tt idő, s az J' kisütő áram. Az Rí 10 15 20 35 40 ellenállás növelésének az szab határt, hogjr a Ct kapacitásnak a T[ idő alatt kellőképpen ki kell sülnie. A Fig. 3 és Fig. 6 szerinti kapcsolás előnyeit egyesíti a Fig. 7 szerinti kapcsolás, amelynek jellemzője, hogy az Rí 'ellenállással. megfelelő polaritással dióda van párhuzamosan kapcsolva. így a %Í idő alatt a dióda az Rj ellenállást rövidre zárja és a Cj kapacitás feszültség- és veszíteség^dsökfcentő hatása teljes egészében érvényesül, ugyanakkor a x% ill. Axi, idő alatt a Ci kapacitás kisütő áramát az Rí eltenállás megfelelően korlátozza. A diódával kiegészített Rí ellenállás kedvezően befolyásolja az áramforrás belső impedanciája miatt keletkező kapcsolási túlfeszültség alakulását is, minthogy az e'ső negyed-periódus után erőteljes csillapítást ad. (Fig. 5, a'ff göirbe.) A találmány egy másik kiviteli alakját a Fig. 8 mutatja. E kapcsolást az jellemzi, hogy a diódával kiegészített R—C tag a tranzisztor kimenő kapcsai helyett a Z impedancia kapcsaira van kötve. Ha az áramforrás Z» belső impedanciája elhanyagolható, azaz Z& = 0, e kapcsolás 25 egyenértékű a Fig. 7 szerinti kapcsolással. A feltöltött kondenzátor ugyanis a tranziens folyamiatok szempontjából helyettesíthető egy kisütött kondenzátorral és vele sorbákapesolt 0 belső impedanciájú feszültségforrással. (Fig. 9). SO Mivel az Üb és UM feszültség egyenlő, a feszültségforrásokat párhuzamosan kapcsolva a Fdg. 7 szerinti kapcsoláshoz jutunk. A két kapcsolás között a különbség csak annyi, hogy a Q kapacitás töltő és kisütő áram'a szerepet cserél. Ha az áramforrás Z& belső impedanciája nem elhanyagolható, a két kapcsolás már nem teljesen egyenértékű. A Fig. 8 szerinti kapcsolásban ugyanis a Zb belső impedancián keletkező zJU&i, ill. ZÍU62 induktív feszültség a Ti, ill. a T2 + -\- Axi idő alatt egyszerűen összegeződik az U» feszültséggel. így a Tt idő alatt az átkapcsolási Veszteség növekszik, a x<i -f- Axi idő alatt csökken. 45 ' A Fig. 7, ill. Fig. 8 szerinti kapcsolás természetesen kombinálva is alkalmazható. Ez esetben a feszültség lefolyása elhanyagolható Z» belső impedancia mellett a Ti idő alatt csupán a kapacitások összegétől, a Xi idő alatt ezen felül sz 50 Rí, ill- R'i ellenállások értékétől függ. Számottevő Zj, belső impedancia esetén a feszültség lefolyása, s ezzel együtt az átkapcsolási veszteség, valamint a tranzisztor maximális feszültség-igénybevétele (a' görbe maximuma) a meg-55 osztott kapacitások viszonyától is függ. Általános esetben a Fig. 11 szerinti kapcsolásban szaggatott vonallal rajzolt kapcsolási elemek mindegyike külön-külön, vagy tetszés szerinti kombinációban alkalmazható különböző 60 R11 • • • Rín, ill- R'11 - • • R'ifr ellenállás, illetve On ... Cm, ill. C'11 ... C'ifc kapacitás értékekkel. Ezen elemek megfelelő kombinációiával a legkülönbözőbb követölményeik, ill. üzemi viszonyok esetére felépíthető a legmegfelelőbb kap-65 csolás. 3
