173202. lajstromszámú szabadalom • Stabilizált hálózati tápegység készenléti akkumulátorcsatlakozással
5 173202 13 vezérelt kapcsolót a fogyasztóhoz visszakapcsoltatni, hanem csak körülbelül 0,4 V-tal nagyobb feszültség esetén. A hiszterézises jelleggel egyrészt a szabályozás stabilitását növeljük, mivel az esetleges berezgés veszélyét kiküszöböljük, másrészt pedig a fogyasztó számára kedvező üzemi feszültség-viszonyokat biztosítunk, mivel az akkumulátort csak akkor kapcsoljuk vissza a közvetlen töltésre, amikor már elegendően feltöltött állapotban van ahhoz, hogy a fogyasztó működését ne befolyásolja. Ha a tápegységhez csak részlegesen feltöltött vagy hosszabb időn keresztül használatlan akkumulátort csatlakoztatnánk, akkor az akkumulátor az alacsony feszültségét rákényszerítené a stabilizált tápegységre, és ez a visszahajló karakterisztika-szakaszon ezen az alacsony feszültségen működne, és ennek következtében a fogyasztó hátrányos módon a szükséges névleges feszültségnél alacsonyabb feszültségű táplálást kapna. A találmány szerinti megoldásnál azonban, ha az akkumulátor feszültsége kisebb, mint a névleges akkumulátorfeszültség mintegy 85%-a (a választott példa esetén tehát 10,7 V alatt van), akkor a 15 feszültségérzékelő a 14 VAGY kapun keresztül működteti a 13 vezérelt kapcsolót és ez az akkumulátort a fogyasztói oldalról lekapcsolja, azaz az A és C pontok közötti kapcsolatot bontja. A segédtöltő áramkör célszerűen nem-lineáris feszültség-áram karakterisztikájú, és ilyen módón a maximális töltőáramot korlátozza. Feltöltetlen akkumulátor csatlakozása esetén tehát az akkumulátort mindaddig a 11 segédtöltő áramkör tölti, ameddig kapocsfeszültsége eléri a névleges akkumulátorfeszültség előírt, például 90%-át, a jelen esetben 11,4 V-ot, amikor a 15 feszültségérzékelő áramkör a 13 vezérelt kapcsoló alapállapotba helyezésével az A és C pontokat egymással ismét összeköti. Ilyen feltöltöttség mellett mindig olyan töltőáram folyik az akkumulátor felé, amelyet az 1 áramkorlátozott feszültségstabilízátor a fogyasztó előírt feszültséghatáron belül történő üzemeltetése mellett még képes szolgáltatni. A 2. ábrán az 1. ábra szerinti megoldás egy változatát tüntettük fel, amelynél a 11 segédtöltő áramkört 21 izzólámpa és ezzel sorosan kapcsolt Dl dióda képezi. A nem-lineáris jelleget az izzólámpa ismert karakterisztikája hozza létre, a Dl dióda szerepe pedig az, hogy a 3 fogyasztó zárlata esetén megakadályozza az akkumulátor visszafelé történő kisülését. Amíg az 1. ábrán vázolt megoldásnál a 16 billenőfokozat a 12 túláramérzékelő egyszeri működése után egészen a 17 nyomógomb működtetéséig a 13 vezérelt kapcsolót kikapcsolt állapotban tartotta, addig a 2. ábrán vázolt áramkör tartalmaz olyan 22 feszültségérzékelőt is, amely a C és D pontok közötti feszültséget figyeli. Ha a fogyasztó zárlata vagy túlárama miatt a 12 túláramérzékelő a 13 vezérelt kapcsolót működtette, akkor a 22 feszültségérzékelő a 23 inverteren keresztül mindaddig bontja az A és C pontok közötti akkumulátorágat, ameddig a C és D pontok között a feszültség túlságosan alacsony. Ha a zárlat megszűnik, akkor a 22 feszültségérzékelő a 23 inverteren keresztül megszünteti a 13 vezérelt kapcsoló kikapcsolt állapotát, és az akkumulátor áramkör ismét üzemi helyzetbe kapcsolódik. Az 1. és 2. ábrákra a 14 és 14’ VAGY kapukat az érthetőség kedvéért tüntettük fel, beláthatjuk azonban, hogy a 13 vezérelt kapcsolót vezérlő vonalak minden nehézség nélkül más olyan elrendezésben kiképezhetők, amely a vázolt működést eredményezi. A 3. ábrán az áramkorlátozott feszültségstabilizátor egy előnyös kiviteli alakját tüntetjük fel, amely 30 soros áteresztő fokozatból, ezt szabályozó 33 feszültségszabályozó fokozatból, és 32 szabályozó erősítőből áll. A 30 soros áteresztő fokozat vezérlését az X ponton keresztül kapja. Az egyenirányított szabályozatlan feszültségforrás K pontja és az X pont között 31 áramgenerátor helyezkedik el, amely az X pont felé állandó 11 áramot továbbít- Az II áram a 30 'soros áteresztő fokozatot nyitóirányban feszíti elő. A 33 feszültségszabályozó fokozat bemenete az RI, P3 és R2 elemekből álló feszültségosztó révén a kimeneti feszültséget figyeli, ezt 38 feszültséggenerátor stabil feszültségével összehasonlítja, és kimenetén olyan 12 áramot hoz létre, amely az le áramot csökkenti, és a 30 soros áteresztő fokozatot ismert módon úgy szabályozza, hogy az E és F pontok között a kimeneti feszültség állandó értékű legyen. Az áramkorlátozó 32 szabályozó erősítő egyrészt 36 áramérzékelőről, másrészt P2 potenciométer révén az E és F pontok közötti kimeneti feszültségről kap vezérlést. A 35 különbségképzővel azt szemléltetjük, hogy az áramkorlátozó 32 szabályozó erősítő akkor kap nyitóirányú vezérlést, amikor a stabilizator kimeneti árama növekszik, és kimeneti feszültsége csökken. A 34 feszültséggenerátor az áramkorlátozó 32 szabályozó erősítőt olyan mértékben feszíti elő, hogy az csak meghatározott vezérlőjel mellett tudjon kinyitni. A feszültségstabilizátor működését az 5. ábrán vázolt karakterisztika kapcsán ismertetjük. Ha a terhelő áram értéke nulla és Imax között van, akkor a 33 feszültségszabályozó fokozat képes a kimenő U feszültség stabil értéken való tartására. Körülbelül 0,8 • Imax értéket meghaladó terhelő áramoknál az áramkorlátozó 32 szabályozó erősítő már nyitóirányú vezérlést kap, és az 13 áram a 30 soros áteresztő fokozat vezérlő le áramát csökkenti. Ennek hatására a kimeneti feszültség csökkenni igyekszik, de ezt a csökkenést a 33 feszültségszabályozó fokozat észleli és kompenzálni igyekszik, mégpedig oly módon, hogy az 12 áramot csökkenti. Mihelyt azonban az 12 áram nullára csökken, a terhelőáram növekedése okozta 13 áram növekedését a 33 feszültségszabályozó fokozat már nem tudja kompenzálni, és ekkor az árammaximumhoz elérkeztünk. A terhelés további növekedése már nem tudja növelni a kimeneti áram értékét, hanem az 13 áram fog megnövekedni, ami a kimeneti feszültséget lecsökkenti. A maximális áramú pont után ugyanis a kimeneti feszültség csökkenése az áramkorlátozó 32 szabályozó erősítőt egyre inkább nyitóirányba vezérli, az 13 áram értéke növekszik, az le áram értéke pedig csökken. Az le áram csökkenése a 30 soros áteresztő fokozat lezárását eredményezi, ennek eredményeként a kimeneti feszültség tovább csökken, végül nulla kimeneti feszültség mellett körülbelül 0,2 • Imax értékű rövidzárlati áram fogfoly ni. Ez az áram olyan kicsi, hogy a 30 soros áteresztő fokozat tranzisztorait túlzottan már nem veszi igénybe. A zárlat megszüntetése után a stabilizátor automatikusan üzemi állapotba kerül. A 4. ábrán a 3. ábrán vázolt áramkör egy konkrét 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60. 65
