163578. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés hálózati transzformátor nélküli egyenirányításhoz a hálózattól galvanikusan elválasztott egyenfeszültség előállítására

7 163578 A 4/a ábra a 3. ábra szerinti kapcsolás 1-2 bemeneti pontjára kapcsolt hálózati váltakozó feszültséget ábrázolja. A 4/b ábrán a tranzisztorok UBE vezérlő feszültsége látható, melynek amplitúdója 1 V nagyságrendű. A szaggatott vonal az UBE nyitó feszültséget ábrázolja, melynél a TI és T2 tranzisztorok nem vezetési állapotból vezetési állapotba billennek át (T3 és TI 1 időpillanat). Ez a feszültség szilícium tranzisztoroknál kb. 0,4 V. A vezetési állapotból a nem vezetési állapotba történő visszabillenés is az UBE nyitó feszültség szinten történik (T6 és T14 időpillanat). A 4/c ábra a tranzisztorok kapcsolási állapotát jelzi. A 4/c és 4/e ábrák összehasonlításából látható, hogy a TI és T2 tranzisztorok mindig akkor kerülnek vezetési állapotba, amikor a Dl és D2 dióda nem vezet. Ezért a 3-4 kimeneti pontokon megjelenő URT egyenfeszültség (4/f ábra) a hálózati váltakozó feszültségtől galvanikusan elválasztott. Mivel a TI és T2 tranzisztorok felfutási, töltéstárolási és lefutási ideje /us nagyságrendű, a 20 ms-os periódus idő mellett az ábrán nem ábrázolható. Az 5. ábra a találmány szerinti egyfázisú egyutas egyenirányító kiviteli alakja közepes és nagyteljesítményű áramátalakítás esetére. A kapcsolás az 1. ábra szerinti egyfázisú egyutas egyenirányító kiviteli alakja, melynél az elektronikus kapcsolók kioltható tirisztorok. Az előbbihez hasonló példát véve alapul a kioltható tirisztorokkal és a D1-D2 diódákkal szemben támasztott követelmények a 220 V-os hálózati váltakozó feszültség egyenirányítása esetén: a Thl és Th2 tirisztorok, valamint a Dl és D2 diódák anód-katód zárófeszültsége 3000 V legyen. Nem vezető állapotban a lehető legnagyobb ellenállása legyen (min. 2 Mohm). Az előbbi feltétel betartása esetén % kapcsolás itt is megfelel az MSZ 91/1-68 szabványban előírtaknak. Mivel a Thl és Th2 tirisztorok kapcsoló üzemmódban működnek, kicsi a disszipációs teljesítmény. Az 5. ábra szerinti egyenirányító megvalósításával néhányszor 100 W esetleg néhány fCW teljesítmény átalakító. Ez a galvanikus elválasztást biztosító egyenirányító kisméretű, mivel nem tartalmaz hálózati transzformátort. Az ábrán a vezérlőegység bloksematikusan van ábrázolva. Ez a 2. ábíához tartozó leírásnak megfelelően egy elektronikus vezérlő áramkör, mely előállítja a Thl és Th2 kioltható tirisztorok működtetéséhez szükséges, a hálózati váltakozó feszültséggel fázismerev kapcsolatban levő és attól galvanikusan elválasztott vezérlő impulzusokat. A 6. ábra a találmány szerinti egyfázisú egyutas egyenirányító tirisztoros kiviteli alakjának elvileg felvázolható működés-idő diagrammja. A működés a 2. ábrához tartozó leírásnak megfelelően történik. A 6. ábrán.is az az állapot van rögzítve, amikor a hálózatra kapcsolás a t=0 időpillanatban történik és ekkor kezdődik a hálózati váltakozó feszültség pozitív félperiódusa (6/a ábra). ; A 6/b ábrán a Thi és Th2 "kioltható tirisztorok megfelelő időpillanatban történő működtetéséhez szükséges vezérlő impulzusok láthatók. A Thl és Th2 tirisztorok bekapcsolását (nem vezetési állapotból vezetési állapotba történő átbillentését) a pozitív impulzusok (T3, TI3 időpillanat), kikapcsolását a negatív impulzusok végzik (T7, T17 időpillanat). A kioltható tirisztorok működési állapotát a 6/c ábra mutatja. 5 A 6/c és a 6/e ábrák összehasonlításából látható, hogy a Thl és Th2 kioltható tirisztorok mindig akkor kerülnek vezetési állapotba, amikor a Dl és D2 dióda nem vezetési állapotban van. Ezért a 3—4 kimeneti pontokon meglevő URT egyenfeszültség (6/f ábra) a 10 hálózati váltakozó feszültségtől galvanikusan elválasztott. Mivel a Thl és Th2 kioltható tirisztorok felfutási és feléledési ideje 100 /xs körüli érték, a 20 ms-os periódus idő mellett az ábrán nem ábrázolható. 15 A 7. ábra a találmány szerinti galvanikus elválasztást biztosító egyfázisú kétutas egyenirányító elvi felépítése. A kapcsolás az 1. ábrának megfelelő két egyfázisú egyutas egyenirányítóból van felépítve. Az egyenirá-20 nyitást a hálózati váltakozó feszültség egyik félperiódusában a Dl és D2 dióda, a másik félperiódusban a D3 és D4 dióda végzi, így a Cpl és Cp2 pufferkondenzátorokon azonos nagyságú és polaritású egyenfeszültség jelenik meg. 25 Ezt a két feltöltött kondenzátort az Ekl és Ek2 és az Ek3—Ek4 elektronikus kapcsolók felváltva kapcsolják a közös CT tároló kondenzátorra, illetve az RT terhelő ellenállásra. Az Ekl és Ek2 valamint az Ek3-Ek4 elektronikus kapcsolók ellentétes működte-30 tését a bloksematikusan ábrázolt vezérlőegység biztosítja. Az Rvl, Rv2, Rv3, Rv4 védő ellenállások töltőáram korlátozásra szolgálnak. A 3—4 kimeneti pontokon galvanikusan elválasztott egyenfeszültség jelenik meg, mivel mindkét egyfázisú egyutas 35 egyenirányító galvanikus elválasztást biztosít. A 8. ábra a találmány szerinti egyfázisú kétutas egyenirányító elvileg felvázolható működés-idő diagrammja. A működés összhangban van a 2. ábrához 40 leírtakkal, csak a 8. ábrán két, egymáshoz képest 180°-os fáziseltéréssel működő 1. ábra szerinti egyfázisú egyutas egyenirányító működés-idő diagrammja látható. Az ábrán az az állapot van rögzítve, amikor a 45 hálózatra kapcsolás a t=0 időpillanatba történik és ekkor kezdődik a hálózati váltakozó feszültség pozitív félperiódusa (8/a ábra). Mivel a D3-D4 diódákból, valamint a Cp2 pufferkondenzátorból álló szimmetrikus elrendezésű második egyfázisú egyutas egyen-50" irányító ellentétesen kapcsolódik a hálózatra, így a 8/a ábrán látható hálózati váltakozó feszültséget éppen ellentétes fázissal kapja. A 8/b és 8/e ábrák összehasonlításából látható, hogy az Ekl és Ek2 elektronikus kapcsoló mindig akkor kerül vezetési 55 állapotba, amikor a Dl és D2 dióda már nem vezet. Ugyanez mondható el a 8/c és a 8/g ábrák összehasonlításából az Ek3 és Ek4 elektronikus kapcsolóra, valamint a D3 és D4 diódákra vonatkozóan. 60 Ezért a 3—4 kimeneti pontokon megjelenő URT egyenfeszültség a hálózattól galvanikusan elválasztott. A 8/h ábrán látható, hogy az egyfázisú kétutas egyenirányítónál a búgófeszültség az egyutaséhoz viszonyítva kisebb. 65 A 9. ábra a találmány szerinti egyfázisú kétutas 4