165287. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenfeszültségnek szabályozott nagyságú növelésére

165287 3-4. ábrák egyoldalas egyenfeszültségnövelő kapcsolási elrendezések. Az ábrákon az azonos hivatkozási számok hasonló részleteket jelölnek. Az 1. ábrán látható kapcsolási elrendezésen Ul tápforrás 13 és 14 kapcsairól az 1 és 2 tirisztorok 9 indukciós tekercs szélső kivezetéseire (b, c) csatlakoznak, a berajzolt polaritás szerint. A 9 indukciós tekercs középmegcsapolása 7 és 8 kondenzátorok közösített fegyverzetére van kötve. A 7 kondenzátor nem közösített fegyverzete 3 és 5 diódák közösített pontjára, a 8 kondenzátor nem közösített fegyverzete 4 és 6 diódák közösített pontjára csatlakozik. A 3 és 4 diódák a 13 és 14 pontokra, az 5 és 6 diódák a 15 és 16 pontokra csatlakoznak, a bejelölt polaritás szerint. A 13 és 15 pontok közé 10 kondenzátor, a 14 és 16 pontok közé 11 kondenzátor van kötve. Az 1 és 2 tirisztorok vezérlőelektródáira 12 vezérlőegység csatlakozik. A 7 és 8 soros kondenzátorok 3 és 4 diódákon keresztül feltöltődnek a kapacitásuk által meghatározott feszültségre. A működés bármelyik tirisztor begyújtásával indulhat. Tegyük fel, hogy 1 tirisztort gyújtjuk. A 8 kondenzátor 1 begyújtott tirisztoron, 9 indukciós tekercs a-b féltekercsén és 4 diódán keresztül töltődik, miközben 7 kondenzátor tárolt töltése 5 diódán, 1 tirisztoron és 9 indukciós tekercs a—b féltekercsén keresztül 10 kondenzátorba áttöltődik. Ezt az áttöltődést 3 dióda lezárása teszi lehetővé. Ezt követően gyújtjuk 2 tirisztort. Az L és C elemek által meghatározott feszültségértékre feltöltött 8 kondenzátor feszültsége 6 diódán, 11 kondenzátoron és 2 begyújtott tirisztoron keresztül 9 indukciós tekercs a—c féltekercsére jut. Az a—b féltekercsben feszültség indukálódik, amely 7 kondenzátoron és 3 diódán keresztül záróirányban jut 1 tirisztorra, és kioltja azt, ha áramának tartóáramérték alá csökkenése miatt az már előzőleg ki nem aludt. Közben a 7 kondenzátor 2 begyújtott tirisztoron, 9 indukciós tekercs a—c féltekercsén, valamint 3 diódán keresztül töltődik. Ebben a fázisban 5 dióda lezár. A 8 kondenzátor tárolt töltése 6 diódán, 2 tirisztoron és 9 indukciós tekercs a—c féltekercsén keresztül 11 kondenzátorba töltődik. Ezt az áttöltődést 4 dióda lezárása teszi lehetővé. Ezt követően ismét gyújtjuk az 1 tirisztort, és a leírt működési ciklus kezdődik elölről. Egyébként a 9 indukciós tekercs féltekercsei helyett két különálló indukciós tekercs is alkalmazható, mivel az LC kör áramának polaritásváltása is kiolthatja a tirisztort. A 2. ábra kapcsolási elrendezése mindössze abban tér el "az 1. ábrán láthatótól, hogy a 9 indukciós tekercs középmegcsapolásáról (a) az Ul tápforrás 13 és 14 kapcsaira még külön 17 és 18 oltókondenzátorok is csatlakoznak. A kapcsolás működése megegyezik az előzőekben részletesen ismertetett kapcsolási elrendezés (1. ábra) működésével. Az eltérés mindössze annyi, hogy itt a tirisztorok oltását külön e célra beiktatott kondenzátorok (17,18) biztosítják. Az eddig ismertetett kapcsolási elrendezésekben az Ul tápforrás mindkét kapcsára szuperponálódott feszültség. A 3. ábrán látható kapcsolási elrendezés a tápfeszültségnek csak az egyik, esetünkben a negatív pontjára adódik járulékos feszültség. Ez a kapcsolás tulajdonképpen az 1. ábrán látható kapcsolási elrendezés egyoldalas változata, vagyis a 11 kondenzátor, valamint a 4 és 5 diódák elmaradtak, és a 8 10 15 20 30 35 40 45 55 60 65 kondenzátor közvetlenül a 14 pontra van kötve. A működése is megegyezik az 1. ábrán látható kapcsolás működésével, az eltérés mindössze annyi, hogy a 8 kondenzátornak itt nincs áttöltési feladata, csak oltási funkciót lát el, és a 19 dióda megakadályozza 7 kondenzátor átpolarizálódását. Amennyiben az 1 és 2 tirisztorokat áramuknak az LC elemek miatti polaritásváltása biztonsággal kioltja, a 8 kondenzátor elhagyható. A 4. ábrán látható kapcsolási elrendezés a 2. ábrán található kapcsolás egyoldalas kiviteli alakja. Az eltérés mindössze annyi, hogy a 7 és 10 kondenzátorok, valamint a 3 és 5 diódák elmaradtak. Működése, az elmaradt elemek funkcióit leszámítva, ugyancsak megegyezik a 2. ábra kapcsolásáéval. Az ismertetett kapcsolások bármelyik változatánál, a 7 és 8 kondenzátorokkal párhuzamosan, továbbá az 5 és 6 diódákkal azonos polaritással és sorosan, diódák köthetők be, amelyek a hatásfokot javítják. Az eddigiekben ismertetett kapcsolási elrendezések működési leírása alapján megállapítható, hogy az 1 és 2 tirisztorok gyújtásának gyakoriságával, vagyis a frekvencia növelésével egyre nagyobb töltésmennyiséget tudunk a 10 és 11 kondenzátorokba, illetve a velük párhuzamosan kötött terhelésre juttatni. A szállított töltésmennyiség és a terhelőáram összehasonlított aránya határozza meg a 10 és 11 kondenzátorokon kialakuló feszültség nagyságát. Ebből már látható, hogy a járulékos feszültség (U3, U2) értéke a frekvencia változtatásával szabályozható. Természetesen szabályozhatjuk külön a járulékos feszültség értékét, de a feszültségek összegét, vagyis az eredő feszültséget is. Ez utóbbi tulajdonképpen az Ul telepfeszültség szabályozásának felel meg. Az 1 és 2 tirisztorok kapcsolási frekvenciáját az ütemadó egység frekvenciakorlátozásával maximálhatjuk. Ezáltal a szállított töltésmennyiségnek határt szabunk, vagyis áramkorlátozást valósítunk meg. Igen nagy terhelőáram esetén célszerű több párhuzamosan kötött egységet alkalmazni. Ezeket egy központi vezérlő egységgel, egymáshoz képest fázisban eltolva vezérelhetjük. Egymást azonos fáziskéséssel követő vezérlőjelek esetén, amit shift regiszterrel könnyen előállíthatunk, az eredő frekvenciát megsokszorozzuk. Ennek igen nagy előnye, hogy a magas frekvencia miatt, a szűrőtagok kedvezően kis mérete mellett is igen jó szűrés biztosítható. A párhuzamosítás a kimeneti pontok (15, 16) összekötésével egyszerűen elvégezhető. Egy központi ütemadó alkalmazásával tulajdonképpen csak egyetlen vezérlő és szabályzó egységre van szükség. Ennek további előnye, hogy a párhuzamos egységek igénybevétele azonos a megegyező működési frekvencia miatt, vagyis szimmetrikusan vannak terhelve. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Kapcsolási elrendezés egyenfeszültségnek szabályozott nagyságú növelésére, azzal jellemezve, hogy tápforrás kapcsairól (13, 14) központi vezérlő egységgel (12) gyújtott vezérelt félvezetők, előnyösen tirisztorok (1,2) indukciós tekercs (9) két szélső kivezetésére (b, c) csatlakoznak, és ezen tekercs középkivezetése (a) kondenzátorok (7, 8) közösített fegyverzetére van kötve, és a kondenzátorok nem közösített fegyverzetei nem közösített elektródákkal