158944. lajstromszámú szabadalom • Veszteségmentes túláram-, illetve rövidzárlat-védelem tranzisztoros tápegységeknél
158944 3 4 történő rövidzárlat esetében a megnövekedett ánaim átfolyik a soros áteresztő tranzisztoron, amelyen egyben megjelenik a teljes tápfeszültség is ós így a túl disszipálás — célszerű méretezés esetén — elkerülhetetlen. Üzenni állapotban az ellenálláson eső feszültség a hatásfokot rontja, különös tekintettel akkiuimulátaros táplálásánál, Amper-nagyságrendű fogyasztásikor. Az la. és lfo. ábra szerinti kapcsolásoknak megfelelő áramköröket ismertet az amerikai „RCiA Power Circuits Manuel" című szakkönyve, ahol a li93—;19i6 oldalakon közli a zárlatvédelem nagyveszteségű karakterisztikáit. A két jellemző kapcsolás szerint felépített berendezés működését az alábbiak szerint követhetjük. Ilyen esetben a kimenő feszültség csökkenéséből származó feszültség többlet a T4 tranzisztorra kerül és tartós túlterhelés esetében azt tönkretes.zi ((itúldisszipál). Számszerű példánál: U6e 24V, Uftißttaib 20V, Iki 2*A. Üzemszerű működésben a T4 tranzisztor 8 W-ra van igénybe véve, 2,5 A tiúiteiiheMs esetében a kimenő feszültség pl. 16V, a T4 tranzisztorra eső feszültség 9¥, az áram 2,15 A, a T4 tranzisztor 22,5 W-ra van igénybevéve. lenő köröket, vagy az üzemi disszipációt meghaladó zárlati .áramot eredményező zárlatvédelmi áramköröket ismertet. Ismeretesek még billenő multivibrator áramkörökkel vezérelt túláraim, illetve rövidzár védelmek, ezeknek a hátránya a túlságosan nagy alkatrész igény és aránytalan bonyolultsága, egy egyszerű stabilizált tápegységhez viszonyítva. Teljes védelmet nyújt a jelfogóval kombinált védő áraimkor, de mint elektromechanikus alkatrész, igen jó minőséget igényel, a veszteséges működtetés itt is jelentkezik, továbbá lassú .működésénél fogva minden esetiben célravezető. Célunk olyan kapcsolási elrendezés kialakítása, amely lehetővé teszi egy tranzisztoros, stabilizált tápegység tökéletes védelmét a fellépő rövidzárlat vagy túláraim ((tetszőlegesen' beállítható) esetében. A megoldás teljesen elektronikus és nem tartalmaz sem elektromechanikus, sem pedig késleltető alkatrészeiket, biztosítva a rendszer azonnali aikcióképességét. Jellemzője a vezérlést Végző minimális teljesítmény, valamint az a tulajdonsága, hogy a zárlat vagy túláram fennállásáig nem teszi lehetővé a fogyasztó visszakapcsolását. Elektromos vesztesége, illetve feszültség igénye 0,1 W rendű. A találmány szerinti berendezés működését a 2. ábra alapján ismertetjük. A teljesítmény T4 tranzisztoron átfolyó terhelő áraim tized volt rendű, feszültségesést létesít az R5 ellenálláson, nyitó irányú, de a nyitást még el nem érő szintű feszültséget adva a kísteljesítniényű T5 tranzisztor bázis-emittere köze. A T4 tranzisztor kollektor-emittarét áthidaló R6 (kOhtm rendű) és R7 (Oihim rendu) ellenállásból álló osztó lánc szerepe, amely ellenállások diódákkal is belyéttesítihetőlk, a következők: Terhelés növekedésnél vagy rövidzárlatnál az R5 ellenálláson eső feszültség eléri a nyitó szintet, a T5 tranzisztoron és az R 4 ellenálláson kollektor áram folyik. Ennek hatására a T3 tranzisztor záróirányba vezérli a T4 tranzisztort, a kollektor-emitter között növekedik a feszültség, ez a feszültség az R6 és R, ellenállásból álló osztón jelentkezve lavinaszerű áram növekedést okoz a T5 tranzisztoron és egyben a T3 tranzisztor bázisára zárófeszüleséget ad. Ennek hatására záródik a teljesítmény T4 tranzisztor es a teljes tápfeszültség megjelenik a kollektor és emitter között. Ilyen állapotban a berendezés rövidzárási áramát az Rg—-R7 osztó értéke, Valamint a T 4 és T3 tranzisztor Ice/He határozza meg, amely egy 5 Amperes 12V-os tápegységnél kisebb, imint 2)0 mA. A túláram, vagy rövidzárlat megszűnése után Hasonló módon működik az :1b. szerinti kapcsolás alapján felépített berendezés, azzal a különbséggel, hogy az R2 és R3 ellenállásból felépítet* fesziültségosztióra kötött T2 tranzisztor émitteire a kimenő feszültség csökkenése irányáben tolódik záréirányba, és így a lezárás gyorsabb — de mint fent — a kimenő feszültség értéke a részleges túlterhelés függvényéiben itt is ugyanúgy változtat, illetve a túldisszipálás előállhat, ami a T4 tranzisztor elpusztulásához vezet. — 20—25 alkatrészből (4 félvezető) felépített zarlatvédő jelfogós áramkört ismertet az Iníefrmetall kapcsolásokat tartalmazó saakfcöttyve. Á Siemens kapcsolási példákat közlő szakirodalom többféle ségédféiszültségeket igénylő sok alkatrészből felépített bil- 65 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Az U stab/n (.2. ábra) kapcsokra csatlakozó terhelés növekedése esetén az Rx ellenálláson 20 feszültségesés áll elő, a T2 tranzisztor bázisa nyitó irányú feszültséget kap a Dx korlátozó diódán keresztül, ennek következtében a T2 kollektor körében található R4 ellenálláson (a Tx tranzisztor munka elleniállása) megniöveke- ^5 dik a feszültségesés és így a T3 , illetve T 4 tranzisztor bázisa záró irányba tolódik el. (la. ábra). Hátránya, hogyha egy stabilizált. feszültséget szolgáltató tápegységtől azt kívánjuk, hogy a kimenő feszültsége ne változzon, — mert a fo- 30 gyasztó, feszültség érzékeny rendszer — akkor ez a megoldás nem használható, mert egy névlegesnél nagyobb terhelés esetén (részzárlat, vagy bármilyen okból növekvő terhelés esetén) a kimenő feszültség a T2 tranzisztor vezérlése 35 folytán csökken, és a túlterheléstől függően bármilyen értéken megállhat.
