174449. lajstromszámú szabadalom • Elektronimus kapcsolási elrendezés impulzus kitöltési tényező szabályozáson alapuló, előnyösen nagy teljesítményű kapcsolóáramkörökhöz
MAGYAR SZABADALMI 174449 NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS " JL SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1977. III. 3. (HI-460) Nemzetközi osztályozás : fal H 03 K 1/18 *** Közzététel napja: 1979. VI. 28. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1980. VIII. 31. Feltalálók: Szabadalmas: Boros Imre 50%, Breyer Gábor 10%, oki. villamosmérnökök, Híradástechnikai Szövetkezet, Ferenczi József technikus, 10%, Budapest, Budapest Győrffy Ernő old. villamosmérnök, 30%, Nagymaros Elektronikus kapcsolási elrendezés impulzus kitöltési tényező szabályozáson alapuló, előnyösen nagy teljesítményű kapcsoló-áramkörökhöz 1 A találmány tárgya elektronikus kapcsolási elrendezés, amely impulzus kitöltési tényező szabályozáson alapuló előnyösen nagy teljesítményű kapcsoló áramkörökhöz alkalmazható. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés alkalmazásának különösen a kapcsolóüzemű tápegységek esetében van nagy jelentősége, ahol a kimenő feszültség stabilizálása impulzus szélesség változás — szabályozás útján valósul meg. A hagyományos kapcsolóüzemű tápegységek működését az alábbi példa szerint ismertetjük. Az analóg működésű tápegységek folyamtosan, a kapcsoló üzemű tápegységek szakaszosan vesznek energiát a hálózatból, vagy egyéb energiaforrásból. Azonos működési alapelv (szakaszos üzem) mellett két ismert típusuk létezik: 1. flyback rendszer (záró irányú) 2. forward típusú (áteresztő irányú) Flyback rendszer (la ábra) A kapcsoló zárásakor I](t) áram folyik az induktivitáson keresztül Ti időtartamig (vezetési idő). A kapcsoló nyitásakor ez az áram megszűnik, az induktivitásban tárolt energia D diódán keresztül I2(t) áramot biztosít Rt terhelés és C2 kondenzátor számára Tj ideig. (1. ábra) Egy működési periódus időtartama: T = T! + T2 Forward rendszer (lb ábra) A kapcsoló zárásakor I2 (t) áram folyik induktivitáson keresztül Rt terhelésbe és az energiatároló C2 kondenzátorba. A kapcsoló nyitásakor az induktivi-174449 2 tásban tárolt energia I2 (t) áramot biztosít Rt terhelés és C2 kondenzátor számára, az áramkör D diódán keresztül záródik. Mindkét típus jellemző tulajdonsága, hogy a kapcsoló bekapcsolási és kikapcsolási idejé- 5 nek arányát változtatva a kimenő feszültség szabályozható. A rendszernek ezt a tulajdonságát használják fel a kimenő feszültség stabilizálására. Ideálisan működő kapcsolóüzemű stabilizátoroktól elvárható követelmény, hogy a kimenő feszültség ál- 10 landó értéken tartása mellett, a terhelőáram a névleges érték és az üresjárat között változhasson', továbbá a kimenő feszültség állandó értéken tartása mellett a bemenő feszültség minél szélesebb határok között változhasson. 15 Megállapíthatjuk, hogy a hagyományos elrendezésű kapcsolóüzemű tápegység ezeket a követelményeket nem képes teljesíteni. Ahhoz ugyanis, hogy a fentiekben meghatározott széles követelménytartományban a rendszer helyesen működjék, biztosítani kell a kap- 2o csolóelem (továbbiakban tranzisztor) ideális kapcsolót megközelítő működését. A kapcsoló tranzisztor ideális üzemi feltételeinek biztosítása szempontjából meghatározó jelentőségű tényező a vezérlés. A szokásos transzformátoros csa- 25 tolású meghajtó (vezérlő) áramkörök csak relatíve szűk tartományban tudják biztosítani a kapcsolótranzisztor ideálist megközelítő vezérlését. Ennek alátámasztására vizsgáljuk meg a kapcsolótranzisztor bázis-emitter pontjaira jutó vezérlő impulzus amplitúdójá- 30 nak változását az impulzusszélesség függvényében.
