176588. lajstromszámú szabadalom • Szabályozható és stabilizált kimenőfeszültségü egyenfeszültség átalakító
3 176588 4 két (tirisztor) működtetnek, itt az átvihető teljesítményt a kapcsolóelem teljesítménye határozza meg. Ezek az átalakítók általában olyan tápfeszültséget igényelnek, amely egy telepcelláról nem biztosítható, ez azonban az alkalmazott többi félvezetőelem 6—30 V-os tápfeszültségigényére tekintettel korábban általában nem okozott zavart. Újabban egyre jobban terjednek azok a félvezetőelemek, amelyek egy telepcelláról biztosítható tápfeszültségről (1,2—2,0 V) is üzembiztosán működtethetők. Ez a körülmény, a viszonylag nagyobb teljesítményű és kapacitású nikkel-kadmium akkumulátorok, és az alkáli-mangán telepek alkalmazási lehetőségének figyelembevételével, a telep méretében, súlyában jelentős csökkentés lehetőségét rejti magában.Ilyen esetben— ha a kapcsolásban egyenfeszültség átalakító is szerepel —, az annak működtetéséhez szükséges magasabb tápfeszültség kizárja ezen lehetőségek kiaknázását. Az egyenfeszültség átalakítók kimenőfeszültségének értékét az alkalmazott transzformátor menetszámaránya, az egyenirányítás módja (egy vagy kétutas), a szűrőelemek kialakítása határozza meg, annak szabályozására általában nincs lehetőség, vagy ha van, csak teljesítményveszteség árán. Ugyanakkor a tápfeszültség értéke függ a terheléstől, és a terhelés változásával egyidejűleg nehezen tartható állandó értéken. Feszültségstabilizátor alkalmazása ismét veszteséggel jár, és a stabilizátoron a teljes kimenő teljesítmény átmegy,azt ennek megfelelően kell méretezni. E hibákon kíván segíteni a jelen találmány. A jelen találmány olyan egyenfeszültség-átalakítót ismertet, amely a váltakozó feszültség előállítására telítési tartományukban vezérelt kapcsolótranzisztorokat alkalmaz, miáltal viszonylag jelentős teljesítmény átvitele mellett is egy telepcelláról előállítható tápfeszültséggel is működtethető. A váltakozó feszültség amplitúdójának határolását külön (teljesítmény)tranzisztor végzi, ami lehetővé teszi azt, hogy ezen tranzisztor jelleggörbéjét befolyásoló bázisfeszültségen keresztül a kimenő feszültség értékét még a transzformátor primerkörében a szekunderkörből visszacsatolt feszültséggel szabályozzuk. Ez a szabályzás lehetővé teszi egyrészt a kimenőfeszültség veszteségmentes beállítását, másrészt annak stabilizálását olyan kapcsolás útján, ahol a stabilizátoron nem a teljes kimenőfeszültség, hanem egy, csupán a tranzisztor bázisáramával terhelt referenciafeszültség folyik át, ami a stabilizáló kapcsolás elemeinek méretezésénél bír jelentőséggel. A találmány egyik lehetséges kiviteli alakját az 1. sz. ábra tünteti fel. Az egyenfeszültség átalakítónak az 1 bemeneti kapocspárra kapcsolt egyenfeszültségről működő, váltakozó feszültséget és áramot előállító része a PNP típusú 2 és 3 kapcsolótranzisztorokból, az NPN típusú 4 kapcsolótranzisztorból, az NPN típusú 5 tranzisztorból, valamint a 6 transzformátor 61 és 6UI primertekercseiből áll. A 2 kapcsolótranzisztor bázisa a 6 transzformátor 61 primertekercsén keresztül van egy bázisosztó által leosztott tápfeszültségre, emittere egy emitterellenálláson, kollektora egy munkaellenálláson keresztül a teljes tápfeszültségre kapcsolva. A 4 kapcsolótranzisztor bázisa a 2 kapcsolótranzisztor kollektorfeszültségére van galvanikusan csatolva, emittere az 5 tranzisztor kollektorára, kollektorfeszültsége pedig a 3 kapcsolótranzisztor bázisára van kapcsolva. A 3 kapcsolótranzisztor kollektorkörébe van kötve a 6 transzformátor 6111 primertekercse. A 3 kapcsolótranzisztor és az 5 tranzisztor emitter közvetlenül a tápfeszültségen van. A 6 transzformátor az egymástól teljesen független 61 és 6111 primertekercsekből, és az egymástól ugyancsak teljesen független 6n és 61V szekundertekercsekből áll, közös vasmagon, célszerűen toroidtranszformátorként kialakítva. A 6n szekundertekercs feszültségét az egy utas 8 egyenirányító egyenirányítja, és a 9 feszültségstabilizáló áramkör stabilizálja, ez a feszültség a 13 kimeneten jelenik meg. Ezt a feszültséget az állandó értékű 10 ellenállásból, és a változtatható értékű 11 ellenállásból álló osztólánc kapcsolja össze a 6 transzformátor 6IV szekundertekercsének a Graetz kapcsolású kétutas 7 egyenirányító által egyenirányított feszültségével. Mivel a 6n és 61V szekundertekercsek a 15 vázzal össze vannak kapcsolva, az egyutas 8 egyenirányító, és a Graetz kapcsolású kétutas 7 egyenirányító ellentétes polaritása miatt a 6n és a 6IV szekundertekercsek egyenirányított feszültsége ellentétes polaritással egymással szembe vannak kapcsolva. Az állandó értékű 10 ellenállásból és a változtatható értékű 11 ellenállá :ból álló feszültségosztó osztópontjára van kapcsolva a 12 vezeték útján az 5 tranzisztor bázisa. Az így összekapcsoltegyenfeszültség-átalakító 6 transzformátorának mágneses fluxusát a 3 kapcsolótranzisztornak a 6111 primertekercsen átfolyó kollektorárama gerjeszti. Ez a kollektoráram az alacsony tápfeszültség ellenére jelentős értékű, mivel a 2,3 és 4 kapcsolótranzisztorok a telítési tartományukban vannak vezérelve, és a kapcsolásból következően a 4 és 3 kapcsolótranzisztorok áramerősítési tényezőjének a szorzatával számolhatunk. Mivel a bekapcsolási áramlökés a 6 transzformátor 61 primertekercsén át a 2 kapcsolótranzisztor bázisára jut, a 61 primertekercs megfelelő menetirány bekötése esetén a 2, 3 és 4 kapcsolótranzisztorok négyszögimpulzusokat állítanak elő. Ezen impulzusok amplitúdóját az 5 tranzisztor állapota határozza meg, mivel az 5 kapcsolótranzisztor emittere ennek kollektorára van kötve. Az 5 tranzisztor bázisfeszültségét azonban az állandó értékű 10 ellenállásból és a változtatható értékű 11 ellenállásból álló osztólánc osztási aránya határozza meg, ezért a négyszögimpulzusok amplitúdója a változtatható értékű 11 ellenállással állítható be. A négyszögimpulzusok amplitúdója határozza meg a 6IV szekundertekercsben indukált váltakozó feszültség értékét. Ez az érték a terhelés függvényében változhat. Nem változhat azonban a 6U szekundertekercs egyenirányított feszültsége, mert azt a 9 feszültségstabilizáló áramkör állandó értéken tartja. Ezért a változtatható értékű 11 ellenállással beállított feszültségosztási arány a 14 kimeneten megjelenő feszültség változása esetén olyan értelemben változik, és ezzel olyan értelemben változtatja az 5 tranzisztor bázisfeszültségét, hogy az a 14 kimeneten megjelenő feszültség csökkenésekor a 3 kapcsolótranzisztor négyszögimpulzusának amplitúdóját növeli. Ezzel a 14 kimeneten megjelenő feszültségnek a változtatható értékű 11 ellenállással beállított értékét a terhelés változásától függetlenül állandó értéken lehet tartani. Az Így szerkesztett egyenfeszültség-átalakító alkalmas igen alacsony, 1,2—2,0 V közötti tápfeszültség mellett viszonylag jelentős teljesítmények átalakítására, oly mó-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
