175080. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kis zajszintű szabályozott egyen-vagy váltakozó feszültséget elállító átalakító vezérlésére, illetve szabályozására
3 175080 4 A fent ismertetett változtatható kitöltési tényezőt biztosító vezérlések esetében a túláramvédelmet feszültségszabályozásra vezetik vissza, de abban az esetben, ha a fogyasztó kis váltakozó komponensű egyenfeszültséget kíván, amely csak elektrolit kondenzátoros szűrés segítségével valósítható meg. a túláram vagy rövidzár okozta kis kitöltési tényező, és az ezzel járó nagy váltakozó komponens, miatt feleslegesen nagy kondenzátorokat kell alkalmazni, különben azok a fellépő nagy váltakozó komponenstől felrobbanhatnak. További problémát okoz különösen váltakozó feszültséget előállító átalakító esetében az a tény is, hogy kimeneti rövidzár esetén az átalakító tranzisztorai csak nagyon rövid ideig vannak nyitva, de igen nagy periodikus csúcsáramokat vezetve. Túlméretezett, feleslegesen nagy áramú tranzisztorok alkalmazásával ez nem okoz problémát, de egyrészt megemelkednek a költségek, másrészt a nagyfrekvenciás átalakítás gátló tényezőjévé válhat, mivel a jelenleg használatos nagyáramú tranzisztorok tárolási ideje a hasonló technológiával készített kisáramú tranzisztorokhoz képest igen nagy. Ebben az esetben az átkapcsolási rövidzárakat kiküszöbölő holtzónát feltétlenül növelni kell, de a változatlan szabályozási tartomány biztosítása miatt így megnövekedett szünetidő következtében a felharmonikus tartalom fokozódni fog. Fokozottan jelentkezik a probléma, ha az átalakító terhelése működés alatt széles tartományban változik, hiszen kis terhelésnél a többlet-töltésből adódó tárolási idő a periódusidővel összemérhetővé válik, romlik az így kialakított átalakító hatásfoka és szabályozási paraméterei. Kis zajú, szabályozható, jó hatásfokú nagyfrekvenciás működést lehetővé tevő és túláramvédelmet tartalmazó feszültségátalakító csak a fent ismertetett hátrányok csökkentését, illetve megszüntetését biztosító vezérlés segítségével valósítható meg. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogyha a vezérlő áramkört olyanná alakítjuk ki, hogy az a vezérlési szünetet változtassa, de azt a periódusidő negyedénél (90°) nagyobbra ne engedje nőni, és az általa biztosított túláramvédelem 90°-ig feszültségszabályozást okozzon, 90° elérése után pedig a vezérlési szünetet állandósítsa az ismert megoldások kapcsán említett problémák részben vagy teljesen megoldódnak. Túláram esetén az átalakító kimenő egyenfe;zültségének váltakozó komponense korlátozódik, így a szűrőkörben alkalmazott kondenzátorok igénybevétele lényegesen csökken, de csökken az átalakító tranzisztorainak igénybevétele is a periodikus csúcsáramokat illetően. Ezért kevésbé túlméretezett, de egyben nagyobb frekvencián is jó kapcsolási tulajdonságokkal rendelkező tranzisztorok is alkalmazhatók. így az átkapcsolási rövidzárakat kiküszöbölő holtzónák időtartama nagymértékben csökkenthető, miálal a negyedperiódusnyi idő szinte teljes egészében szabályozási tartománnyá tehető. Névleges bemenő feszültséghez 60°-os vezérlési szünetet állítva ez a tartomány körülbelül ±25%-os beQ menő feszültségváltozás kiszabályozására elég, ami a gyakorlatban szokásos igénynél lényegesen nagyobb. A vezérlési szünet fenti módon történő beállítása lehetőséget ad arra, hogy az egyes felharmonikusoknak az alapharmonikushoz viszonyított értéke a szabályozási tartományon belül kicsi maradjon, illetve az effektiv érték szempontjából legnagyobb — harmadik — harmonikus a kimenő feszültségben fokozottan kis mértékben jelentkezzen. Egy, találmány szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolás blokkvázlata, a 2. ábra a blokkvázlathoz tartozó impulzusdiagram túláram esetén, a 3. ábra a blokkvázlathoz tartozó impulzusdiagram kimeneti rövidzár esetén. A H. G. háromszöggenerátor 1 kimenete össze van kötve a KI komparátor 2 bemenetével, a KI komparátor 3 bemenete a K. K. különbségképző 4 kimenetére van csatlakoztatva. Ha a KI komparátor 2 bemenete pozitívabb mint a 3 bemenet feszültsége, akkor a KI komparátor 5 kimenetén pozitív impulzus jelenik meg. Ugyanerre a kimenetre van csatlakoztatva a V logikai VAGY kapu 6 bemenete. Ha nincs kimeneti rövidzár, akkor a V logikai VAGY kapu 7 bemenete nulla potenciálon van, és 8 kimenetén pozitív impulzus jelenik meg. A V logikai VAGY kapu 8 kimenete rá van kötve az I inverter 9 bemenetére, melynek 10 kimenetén negatív impulzus keletkezik. Az I inverter 10 kimenete csatlakozik a Bl bistabil multivibrátor 11 bemenetére, melynek 13 kimenetén negatív impulzus keletkezik. Ez a kimenet összeköttetésben van az N.V.l logikai NEM—VAGY kapu 14 bemenetével, az N.V.l logikai NEM—VAGY kapu 15 bemenete az I inverter 10 kimenetére van kötve. Ha a 14 és 15 bemenet egyaránt nulla potenciálon van, akkor az N.V.l logikai NEM—VAGY kapu 16 kimenetén pozitív impulzus jelenik meg, amely összekötés útján a B2 bistabil multivibrátor 17 bemenetére jut és a B2 bistabil multivibrátor 18 kimenetét negatív feszültségbe billenti. Ezzel egyidőben a B2 bistabil multivibrátor 19 kimenete pozitív feszültségbe billen. A B2 bistabil multivibrátor 18 kimenete az N.V.2 logikai NEM—VAGY kapu 20 bemenetére, 19 kimenete pedig az N.V.3 logikai NEM—VAGY kapu 24 bemenetére van csatlakoztatva. Az N.V.l logikai NEM—VAGY kapu 16 kimenete összeköttetésben van az N.V.2 logikai NEM—VAGY kapu 21, ill. az N.V.3 logikai NEM—VAGY kapu 23 bemenetével. Az N.V.2 logikai NEM— VAGY kapu 22 kimenete adja a fél periódusra jutó vezérlőjelet és össze van kötve az A’ feszültségátalakító 26 bemenetével. Az N.V.3 logikai NEM—VAGY kapu 25 kimenete adja a másik fél periódusra jutó vezérlőjelet és össze van kötve az A’ feszültségátalakító 27 bemenetével. Az A’ feszültségátalakító 29 kimenete az F.É. feszültségérzékelő 31 bemenetére csatlakozik, amely bemenet vesz mintát a kimenőfeszültségből. Az F.É. feszültségérzékelő 33 kime-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
