161781. lajstromszámú szabadalom • Inverter
161781 5 6 gyorsítja a vezető tranzisztor lezárását és késlelteti a lezárt nyitását. Ezzel meggátolja vagy csökkenti az egyidejű vezetést. A 19 kondenzátor azzal, hogy az induktivitások feszültségét fenntartja, javítja a kikapcsolódó tranzisztor viszonyait, átveszi áramát és meglassítja az átkapcsolást, így 18 kondenzátorral együtt lehetővé teszi 3.2.2. alatti veszteség csökkentését. Az ilyen kapcsolásban működő inverter jelalakjait a 2c. ábra mutatja. Primer feszültsége trapéz alakú (27 görbe), a 16, ill. a 17 tranzisztor áramát a 28, ill. 29 görbe mutatja. összefoglalva megállapíthatjuk, hogy a javított kapcsolás ellenére marad átkapcsolási veszteség a 3.2.1.-ben leírt utánvezetés miatt (28 görbe 30 szakasza). Ez a veszteség a frekvenciával arányos, és elfogadható értéken tartása érdekében minél alacsonyabb kapcsolási frekvencia kívánatos, összevetve ezt a transzformátor veszteségről 1. alatt mondottakkal, látható, hogy a két ellentétes követelmény melletti optimumra kell az inverter frekvenciáját választani. Tapasztalat szerint az ilyen típusú átalakítók működési frekvenciája az alkalmazott tranzisztorok határfrekvenciájának egyharmadánál, az eredő hatásfok pedig 70%-nál nem nagyobb. A szükséges stabilizálás induktivitás helyett soros kapacitással is megvalósítható. Ilyen push-pull kapcsolású kapacitív stabilizálású inverter felépítését a 3a. ábra, idealizált jelalakjait a 3b. ábra szemlélteti. A 31 transzformátor szekunder tekercsére 32 fénycsövet 33 kondenzátorral sorban kapcsolják rá. A 31 transzformátor feszültségét 36 görbe, 34, ill. 35 kapcsoló áramát 37, ill. 38 görbe mutatja. A kapcsoló árama kilépéskor kicsi (37 görbe 39 szakasza), megfelelő vezérléssel pedig gondoskodni lehet a kapcsolók egyidejű nyitásának elkerüléséről, a 3.2.1. és 3.2.2. alatti veszteségek tehát nem lépnek fel. Ezzel szemben a kapcsolás hátrányai a következők: A kapcsoló bekapcsolási árama, egyben a csúcsáram, meglehetősen magas (37 görbe 40 szakasza), a megfelelő induktív stabilizálású inverter csúcsáramának 2,5—3-szorosa. Ez nagyobb teljesítményű (nagyobb csúcsáramú) kapcsolók alkalmazását igényli. Felléphet a 3.2.3. alatti bekapcsolási veszteség. A nagy áram miatt a bekapcsolás meglassul, miközben a kapcsolón egyidejűleg jelentős áram és feszültség, tehát disszipáció lehet. "Az ilyen típusú in verterek egy feszültségen jól működhetnek, de a tápfeszültség jelentős ingadozása esetén a fénycső árama megengedhetetlen mértékben változhat. Az ismertetett induktív és kapacitív stabilizálású inverterek hátrányos tulajdonságait azáltal igyekeznek csökkenteni, hogy két vagy több fénycső esetén úgynevezett kompenzált kapcsolást alkalmaznak, amelynél ugyanazokra a kapcsolókra — gyakran ugyanarra a transzformátorra — egy induktív és egy kapacitív stabilizálású fényeső kerül. Push-pull kapcsolású kompenzált inverter felépítését mutatja a 4a. ábra, idealizált jelalakjait a 4b. ábra. A 41 transzformátor szekunder tekercsére párhuzamosan kapcsolódik a 42 induktivitással stabili-5 zált 43 fénycső és a 44 kapacitással stabilizált 45 fénycső. A 48 görbe 41 transzformátor feszültségét, a 49, ül. 50 görbe 46, ill. 47 kapcsoló áramát mutatja. A kapcsolás előnyös, mert a bekapcsoláskor 10 fellépő nagy kapacitív áramot az induktív kör inverz árama jelentősen csökkenti. Ha a kilépési veszteség változatlan marad is, a hasznos teljesítmény megduplázódásával a hatásfok jelentősen javul (elérhető kb. 80—85%). 15 A kapcsolás hátrányai: Csak páros számú cső kiszolgálására készített inverternél alkalmazható. Valamelyik cső meghibásodásakor ugyanolyan, vagy fokozottan kedvezőtlen üzemviszonyok 20 lépnek fel, mint tisztán induktív, vagy tisztán kapacitív üzemben. Célunk olyan inverter készítése, amely mentes az ismert megoldások áttekintésénél felsorolt hiányosságoktól, emiatt üzeme gazdaságosabb, 25 és működése olyan tág referencia tartományban biztosított, ahol az ismertekkel egyáltalán nem, vagy csak gazdaságtalanul lehet a feladatot megoldani. Emellett a felhasznált alkatrészekkel — elsősorban a kapcsolókkal — szemben 30 kisebb követelményt támasztunk, az előnyösebb tulajdonságokkal tehát olcsóbb konstrukció párosul. A találmány szerinti megoldásnál új felismerés alapján megszüntetjük a kapcsolók 3.2. pont-35 ban ismertetett átkapcsolási veszteségeit és kihasználjuk az ezzel járó előnyöket. A kapcsolási frekvenciával arányos veszteség elhanyagolhatóvá tételével lehetővé tesszük a 40 működési frekvencia növelését, amely egyéb előnyök mellett az 1. pont értelmében a transzformátorveszteség csökkenését is maga után vonja, a hatásfok tehát két okból is javul. Tranzisztoros kapcsolásban a korábbiakkal azo-45 nos minőségű alkatrészeket feltételezve, az elérhető hatásfok 85—90%, egy fénycsöves megoldás esetén is, vagy lényegesen olcsóbb tranzisztorokkal (kisebb áramerősítési tényező és határfrekvencia) is könnyen megvalósítható a 50 80%. Az inverter működésképes a tápfeszültség olyan nagy értékingadozásainál, ill. olyan nagy értékeinél is, ahol az ismert megoldások szerint felépített inverterek már nem üzemelhetnek. 55 A 3.2. pontban felsorolt nehézségek ugyanis rohamosan növekednek a tápfeszültség növekedésével. Az ismert megoldásoknál szokásos U„± ±20% (U„ a névleges tápfeszültség) helyett -f-35%, 60 Un n—-20°/ tá P feszu lt sé g határok melletti működést is lehetővé tesz megoldásunk, ami különösen a szabályozatlan tápfeszültségű rendszereknél nélkülözhetetlen tulajdonság. Adott feszültség mellett az ismert megoldá-65 sokkal szemben a Ms veszteségi teljesítmény
