182634. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kapcsolóűzemű stabilizátorok lágy indítására túláramvédelmére
182634 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés kapcsolóüzemű stabilizátorok lágy indítására és túláramvédelmére, amelyet elektronikus berendezések tápfeszültség ellátásánál lehet alkalmazni. Mint ismeretes, az elektronikus berendezésekben a stabilizátorokat általában a kapacitív jellegű áramkörök, illetve a kis „hideg-ellenállású” elemek (pl. izzók) terhelik, és ezek a bekapcsoláskor a névleges érték többszörösével terhelik a tápegységet. Emiatt a stabil izátorokban általában alkalmazott kapcsolótranzisztort túl kell méretezni, hogy a bekapcsoláskor fellepő áramot kibírja, vagy pedig korlátozni kell a stabilizátorból kivehető áramot. Az első megoldásnak határt szab a tranzisztorral bekapcsolható maximális áram. A stabilizátorból kivehető áram korlátozására ismert megoldás az ún. lágy indítás és túláramvédelem, lásd pl. a 170.851 sz. magyar szabadalmi leírást. Ennek hiányossága, hogy külön tápfeszültséget igényel a lágy indítást és túláramvédelmet biztosító áramköri egység. Emiatt bonyolult, és csak nagy teljesítményű, kapcsolóüzemű („forward rendszerű”) tápegységeknél célszerű az alkalmazása. A túláramvédelem megoldható a/, amerikai RCA cég „mintavételezős túláramvédelmével”, lásd az Elektronic Engineering c. lap 1976. márciusi számának 39—40. oldalait. Itt túláram esetén a védőáramkor meghatározott időnként engedélyezi a stabilizátor működését és túláram esetén újra kikapcsol. A megoldás hátránya, hogy akkor is újra tud indulni, ha a túláram, nem szűnt meg, vagyis a túláram elleni védelem nem biztonságos. A találmány feladata a fenti hiányosságok kiküszöbölésével olyan kapcsolási elrendezés létrehozása, amely egyszerű felépítésű, kis fogyasztású, különleges alkatrészeket nem tartalmaz, így a „forward” rendszerű, kapcsolóüzemű tápegységeknél felhasználható. A kitűzött feladatot olyan kapcsolási elrendezés létrehozásával oldottuk meg, amely áramérzékelőt, ahhoz csatlakoztatott kapcsolóegységet, a kapcsolóegység vezérlőbemenetére csatlakoztatott szabályozó egységet és lágy indító áramkört tartalmaz, ahol az újdonság abban van, hogy a kapcsolási elrendezés a fentieken kívül elektronikus kapcsolót és leválasztó diódákat tartalmaz ; a lágy indító áramkör a szabályozó egység referencia bemenetére, az elektronikus kapcsoló tiltó bemenete az áramérzékelő egység tiltó bemenetére, tápfeszültség bemenete az áramérzékelő egység kimenetére, kimenete pedig az egyik leválasztó diódán keresztül a szabályozó egység tiltó bemenetére, a másik leválasztó diódán keresztül pedig a szabályozó egység referencia bemenetére van csatlakoztatva; továbbá a lágy indító áramkör Miller-integrátort és azzal párhuzamosan kapcsolt integráló kondenzátort foglal magába. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést az alábbiakban kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a kapcsolási elrendezés tömbvázlata; a 3 2. ábra pedig a kapcsolási elrendezés kimenőfeszültségének jelalakját mutatja. Mint az 1. ábrán látható, a hálózati Ube feszültség 4 áramérzékelő egység bemenetére van csatlakoztatva, amelynek kimenete 1 kapcsolóegység bemenetével, ugyanezen kimenete 5 elektronikus kapcsoló tápfeszültség-bemenetével, tiltó-kimenete az 5 elektronikus kapcsoló tiltó-bemenetével van összekötve, az 5 elektronikus kapcsoló kimenete egv-egy Dl illetve D2 diódán keresztül 2 szabályozó egység referencia-bemenetével illetve tiltó-bemenetével van összekötve, a 2 szabályozó egység kimenete pedig az 1 kapcsolóegység vezérlő-bemenetével van összekötve. Az 5 elektronikus kapcsoló X nyomógombbal van ellátva, amely a közös földpont és az 5 elektronikus kapcsoló engedélyező-bemenete közé van iktatva. A 2 szabályozó egység referencia bemenetére 3 lágy indító áramkör csatlakozik. A szabályozó egység tulajdonképpen egy integráló áramkör, mely egy szűrőkondenzátorral párhuzamosan kapcsolt Miller-integrátorból áll. Ennek az áramkörnek csak bekapcsoláskor van szerepe. Alkalmzása esetén a 2 szabályozó egység referenciafeszültségét fokozatosan, kb. 300—400 msec alatt engedi megnövekedni a beállított értékig. Ennek megfelelően növekszik a stabilizátor kimenőfeszültsége is a 2. ábra szerint. A kimenőfeszültség ilyen lassú növekedésével már elkerülhető az ugrásszerű áramváltozás kapacitív illetve izzólámpa terhelés hatására bekapcsoláskor. Ez a 3 lágy indító áramkör tehát megakadályozza a bekapcsoláskor keletkező nagy áramlökést, ami olyan túláram védelem kialakítását teszi lehetővé kapcsolóüzemű feszültségstabilizátoroknál, ami gyors működésű, és viszonylag kicsi túlterhelést (kb. a névleges terhelés +15%-t) már hibának érzékeli. A találmányban a túláram védő áramkör a feszültséggel vezérelt 5 elektronikus kapcsoló, mely automatikusan bekapcsol túlterhelés, vagy zárlat esetén, és leállítja a stabilizátor működését. A 4 áramérzékelő egység a feszültségstabilizátorba folyó áramot figyeli. Ha az áram túllépi a megengedett értéket a 4 áramérzékelő egység bekapcsolja az 5 elektronikus kapcsolót, amely a Dl, D2 diódákon keresztül kikapcsolja a 2 szabályozó egységet, amelyet újra bekapcsolni csak az Ui,e tápfeszültség újra bekapcsolásával, vagy az N nyomógomb megnyomásával lehet. A 4 áramérzékelő egység lényegében egy áramfigyelő ellenállásból és egy áramérzékelő tranzisztorból áll. Az elektronikus kapcsoló két tranzisztorból felépített kapcsoló. A találmány szerinti áramköri elrendezés előnye: 1. Egyszerű felépítés. 2. Kis fogyasztás. 3. Különleges alkatrészeket nem tartalmaz. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
