184015. lajstromszámú szabadalom • Duplex mágneses leválasztó izolátor
3 184015 4 egyenlő mint a toroidvasgyúrű magasságának kétszerese. A találmány tárgya duplex mágneses leválasztó izolátor (DML). Mint izolátor ellátja a hagyományos feladatokat jobb specifikációs adatok mellett és azon túl duplex jellegű többlet szolgáltatásokat nyújt. Éspedig: — üzem közben a bemenet és a kimenetek funkcionálisan felcserélhetők, — kapuzás és moduláció megvalósítható a kéttev keresés kimenetnek bemenetként történő felhasználása esetén, — összekapcsolható két izolátor egy vagy kétirányú információátadás céljából. A mágneses leválasztás kifejezés utal a leválasztás módjára, amelynek kiviteli módja két mágnesmezős. A találmány szerinti DML-izolátor felhasználási területei a következők : — a galvanikus leválasztás és zavarelnyomás mellett, kétirányú kapcsolatot létesít két készülék vagy egy készülékben levő két egység között, miközben teljesíti a (MSZ—05 60—0702—79 x 07). I—II. érintésvédelmi osztályban a számítástechnikai kategóriában levő előírásokat, — nagy zavarelnyomást igénylő készülék kritikus egységeiben, vagy közösmodusú zavarj eleinyomási arány (CMRR) útján. Pl.: digitális voltmérőkben, mikroprocesszoros készülékek interface bemenetéinél, — kapuzott információs kapcsolat kétoldalú létrehozása: pl.: adattá vadásnál ipari, katonai környezetben, — digitális jelek modulációja azonos talppont esetén. Pl.: mint pulzusszélesség-modulátor végrehajtó szerve. — digitális jelek modulációja egymástól galvanikusan szigetelt talppontok esetén, — programozott logikai controller (PLC) hálózati érzékelés interface bemenetéként. Ismert megoldásként utalunk az Analog Devices vállalat 277/J berendezésre, amely szintén mágneses felépítésű izolátor, azonban csak egyszeres mágnesköre van. Hiányosságai : — input/output zavarjelelnyomása (CMRR) 60 Hz-en 120 dB, t — egyszeres mágneses körből eredő rövid kúszóutak, — leválasztófeszültsége 3500 Ve^(perc)60 Hz, t — felhasználási terület korlátozott. A találmány szerinti megoldás ezért célul tűzte ki az ismert megoldás műszaki adatainak javítását, hogy a DML-izolátor felhasználási területe bővülhessen és mind ipari mind pedig speciális területeken felmerülő igények kielégítésére alkalmas legyen. Konkrétan : — az input/output zavarjelelnyomás (CMRR) 60 Hz-en 130 dB legyen, — a leválasztófeszültség minimálisan 6,000 Ve/// perc/60 Hz legyen, — egyszerű-, ellenütemű, összegzett, modulált-, moduláló jelek létrehozása. A találmány szerinti megoldás a következő három felismerésen alapul: — a galvanikus leválasztás magas értékét úgy biztosítjuk, hogy egy-egy toroidtranszformátort alkalmazunk a bemeneten és a kimeneten, így hosszú kúszóutakat érhetünk el. A két toroidtranszformátor között egyetlen zárthurkot, toroidtranszformátoronként 1/2—1/2 menettel alkalmazunk. Az alkalmazott huzal kis dielektromos veszteségű, —40 °C hőmérsékletet bíró és nagy átütési szilárdságú. A zárthurok felépítésénél fogva kapacitás- és induktív szegény, Ohmikus értéke mOhm nagyságrendű. A toroidtranszformátorok közvetlen egymásrahatását korlátozzuk úgy, hogy a bemenő- és kimenő tekercseket a toroidgyűrűk egymástól elfordított részére helyezzük. — a zavarcsökkentés növelését, a következő megfontolás alapján érhetjük el. A DML-izolátor az alkalmazott két toroidtranszformátor következtében áramok és fluxusok segítségével működik. Ennek a körülménynek kettős jelentősége van : egyrészt jól definiálható jelteljesítmény van adva, másrészt a közvetítő jel áram, vagy fluxus az Ohm vagy a mágneses Ohm-törvény szerint, áramjellegű. Utóbbi a zavarérzékenység szempontjából legelőnyösebb. A legnagyobb áram a két toroidtranszformátort összekötő egyetlen menetben jelentkezik. A zavarvédelem szempontjából ideális jelteljesítmény 0,1— 0,2 W. A két toroidtranszformátort összekötő menet zavarcsökkentés szempontjából szükséges további követelményeit, a galvanikus leválasztásnál — fentiek szerint — kikötött feltételek biztosítják. — a DML-izolátor további előnyeit: egyszerű-, ellenütemű-, összegzett, modulált-, moduláló stb., jelek létrehozását a két toroidtranszformátoros felépítés, kis veszteségű kapcsolat, a be- és kimenetek különböző értelmű felhasználása biztosítja. A találmány szerinti megoldást rajzok alapján ismertetjük, melyek a következők: 1/a ábra a DML-izolátor elvi kapcsolási rajzát, 1/b ábra a DML-izolátor metszeti felépítését, 1/c ábra a DML-izolátor felülnézeti kiképzését, 2. ábra hét különböző kimeneti jelalakot, 3. ábra a 2. ábra szerinti jelalakokat előállító kapcsolásokat és bemeneti jeleket ábrázolja. Az 1. ábra alapján ismertetjük a DML-izolátor felépítését. A DML-izolátor elvi felépítése az 1/a ábrán látható. Az első Tj toroidtranszformátor tartalmaz első Lt tekercset, Mx toroid vasgyűrűvel, Dt külső átmérővel, 1,2 csatlakozási ponttal, második L2 tekercset, második T2 toroidtranszformátort, M2 toroidvasgyűrűvel, D2 külső átmérővel, harmadik L3 tekerccsel, negyedik L4 tekerccsel, 3,4 csatlakozási ponttal és ötödik L5 tekerccsel, 5,6 csatlakozási ponttal. Az első Tj toroidtranszformátor második L2 tekercse és a második T2 toroidtranszformátor harmadik L3 tekercse 12 zárthurkot alkot. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
