157026. lajstromszámú szabadalom • Tápegység elektronikus készülékhez, célszerűen laserhez

3 157026 4 csolt beavatkozó elem, például digitális logikai egység által kapuzott differenciál erősítő szabályoz. A mágneses erősítő kevéssé elterjedt, de ismert alkatrész. Méretezésével kiterjedt irodalom foglalkozik, például; F. H. Frost-Smith „The Theory and Design of Magnetic Amplifiers, 1958." A kiviteli példákban szereplő mágneses erősítőpár alatt például két darab háromoszlopos mágneses erősítő értendő. Az 1. ábra szerinti elvi kapcsolás egy ismert szilárd test laser tápegység teljesítményfokozatának bemutatására szolgál a találmánnyal való öszevetés végett. Teljesítménye 1 kW. A hálózati tápfeszültség az 1 védelem ellenőrzésével a 2 áramkorlátozó fojtón át jut a 3 nagyfeszültségű transzformátor primer tekercsére. A szekunder tekercsről kilépő feszültséget a 4 transzformátorral fűtött 5 tirátronokból álló, vezérelt nagyfeszültségű egyenirányító egyenirányítja a 6 beavatkozó elem által ellenőrzött, előre beállított végfeszültség eléréséig. A kilépő egyenáram a terhelést képező 7 tároló kondenzátor telepet tölti, kapacitása néhány mF. A néhány kV töltési végfeszültség elérésekor 6 lezárja a vezérelt egyenirányítót, majd előre beállított szünet tartamára a védelem útján bontja a hálózati táplálást. Ezután a 7 kondenzátor telep megfelelő gyújtójel hatására a lasert gerjesztő villanócsöveken át gyakorlatilag teljesen kisül. A leírt működés automatikusan, vagy kézi indításra ismétlődik. Az 1 védelem további feladata a tiratronok üzemi hőmérséklethatáraira, túlfeszültségekre, túláramokra, és a tiratronok viszszagyújtására vonatkozó felügyelet. A kezdeti töltőáram megengedett felső határát a 2 fojtó állítja be, és a töltőáram a töltés folyamán csökken. Hogy ez a töltési időt ne növelje lényegesen, a 3 nagyfeszültségű transzformátor a szükségesnél lényegesen nagyobb kimenő feszültségre van tervezve és ugyanilyen arányban nagyobb a teljesítménye is. A készülék üzembiztonsága az elektromechanikus alkatrészek, mágneskapcsolók, jelfogók gyakori ellenőrzésén és karbantartásán, valamint a vezérelt egyenirányító megbízhatóságán múlik. Más, ismert változat gyanánt említhető a 2 és 3 alkatrészek szóró transzformátorral, vagy ísrcorezonáns transzformátorral való helyettesítése, 5 vezéreletlen egyenirányítóval való helyettesítése, és 1 tirisztorral, vagy szimisztorral való helyettesítése. A továbbiakban a 2, 3 és 4 ábrák szerinti elvi kapcsolású kiviteli példák szolgálnak a találmány ismertetésére, tárgyának ezekre való korlátozása nélkül. A találmány első kiviteli példája egy szilárdtest laser tápegység teljesítményfokozata. Elvi kapcsolását a 2. ábra szemlélteti. Rendeltetése az 1. ábra kapcsán bemutatott ismert megoldáséval azonos, teljesítménye kétszer akkora, térfogata fele akkora, és súlya valamivel kisebb. A 8 és 9 mágneses erősítőpár 13 és 14 munkatekercsei sorba vannak kapcsolva, és a 10 egyenirányítón át a terhelést képező 7 kondenzátor telep a 15 szekunder tekercs közvetítésével a 14 munkatekercshez van csatolva. Mindkét munkatekercscsel 11 kondenzátor van párhuzamosan kapcsolva. Mindkét 17 szekunder tekercs 12. egyenirányítón át egy-egy 16 vezérlő tekercshez, ez pedig 6 beavatkozó elemhez van kapcsolva. A hálózati tápfeszültség a két sorba kapcsolt munkatekercsen oszlik meg. A mágneses erősítők között keresztcsatolás van, tehát a jelen kiviteli példa esetében bistabil áramkört alkotnak, melynek visszacsatoló köre a beavatkozó elemen át zárul. Nyugalmi állapotban 9 kap vezérlést, ezért 14 reaktanciája minimális, és gyakorlatilag, az egész hálózati feszültsége a 11 kondenzátorral kihangolt 13 munkatekercs veszi fel. Mivel 9 munkatekercsén minimális feszültség van, 15 kimenő feszültsége is minimális, és az átvihető teljesítmény gyakorlatilag le van kapcsolva a terhelésről. Kézi, vagy automatikus indítás hatására a beavatkozó egység átkapcsol, 9 vezérlése megszűnik és a töltés megindul. Kezdetben a 7 kondenzátor telep 9-re nézve rövidzár jellegű terhelést jelent, így 15, 14 és 17 tekercsein továbbra is minimális feszültség van, tehát 8 is minimális vezérlést kap, és 13 munkatekercsének nagy reaktanciája folytán 7 és a 9 mágneses erősítő 15, 14 és 17 tekercseinek feszültsége együtt növekszik, tehát a 12 egyenirányítón át velük növekszik a 8 mágneses erősítő. vezérlő árama is. A 14 munkatekercs feszültségének növekedésével a 13 munkatekercsre jutó feszültség csökken, de 8 vezérlésének növekedése miatt a munkatekercs reaktanciája is, ezért a terhelés felé folyó áram — a töltés befejező szakaszától eltekintve — a töltés folyamán nem csökken, sőt az áramköri paraméterektől függő ütemben növekedik. A töltés befejező szakaszában 8 munkatekercsének reaktanciája eléri a vasmagjának telítéséhez tartozó minimális értéket és ezért a vezérlés önmagában már nem elegendő a töltőáram csökkenésének megakadályozására. Ebben a szakaszban válik hatásossá a 9 mágneses erősítő 14 munkatekercsével párhuzamosan kapcsolt 11 kondenzátor, mely a 8 mágneses erősítő 13 munkatekercsének minimális induktivitásával soros rezonanciára hangolja ki a 13—11 és 14—11 elemek által képviselt impedanciát. Csak a domináns elemeket említve, 13 és a 14-hez tartozó 11 kondenzátor soros rezgőkört alkot, és 7 mint e kondenzátorral párhuzamosan kapcsolt ohmos csillapítás szerepel. E rezgőkört a 13 munkatekercs induktivitásának csökkenése a rezonancia felé hangolja, ennek következtében növekszik a kimenő feszültség és áram, ami az induktivitás további csökkenését vonja maga után, és a folyamat halmozódik. Másrészt e rezgőkör csillapítása a kimenő feszültség növekedésével csökken, t hát jósági tényezője növekszik, ez pedig ugyancsak halmozódó jelleggel a köráram és a kimenő feszültség növekedésére vezet és a rendszer egy limitált kimenő feszültség eléréséig, vezérelt ferrorezonáns áramgenerátor gyanánt működik. A 9 mágneses erősítő 14 munkatekercsének feszültsége elvben a háló-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2