186268. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés fűtött katódot tartalmazó, előfűtést igénylő kisülőcső vagy elektronsugárcső, például haladóhullámú cső előfűtési idejének beállítására
3 186268 4 A találmány tárgya eljárás és kapcsolási elrendezés fűtött katódot tartalmazó, előfűtési igénylő kisülőcső vagy elektronsugárcső például haladóhullámú cső előfűtési idejének beállítására. A találmány szerinti megoldás előnyösen alkalmazható például mikrohullámú távközlési rendszerek erősítőihez, a haladóhullámú csövek integrált tápegységeiben. Haladóhullámú csövek, ezenkívül más elektroncsövek, például nagyfeszültségű és speciális vákuumelekroncsövek esetében a gyári katalógusok előírják az üzemi nagyfeszültségek bekapcsolása előtt a csövek ún. előfűtését, biztosítva ezáltal a katód üzemi hőmérsékletre emelését. Az előfűtés a katód meghibásodásának, valamint a katód élettartamcsökkenésének megakadályozása céljából szükséges. Az előfűtési idő függvénye a csőfajtának. Az eddig ismert és alkalmazott módszerek két fő csoportra oszthatók: analóg és digitálisra. Az analóg módszereknél rendszerint egy kondenzátor töltéséhez szükséges idő adja az előfűtési időt. A kondenzátor feltöltődése után, vagyis amikor a bekapcsolás létrejön, a kapcsolóáramkör egy jelfogó záróérintkezőjén keresztül a kondenzátor töltését kisüti, hogy az újabb bekapcsolási folyamathoz a kondenzátor töltésmentes legyen. Ennek következtében a legrövidebb hálózatkimaradások esetén is a teljes előfűtési idővel fűtik elő a csövet, ami például egy mikrohullámú gerinchálózati távközlési rendszer haladóhullámú erősítőjében megengedhetetlenül hosszú időkiesést jelent a működésben. A digitális megoldás lényege abban van, hogy egy oszcillátor jelét számlálja egy számlánc és adott jelszám elérése után a számlánc kimenetén megjelenő jel indítja a nagyfeszültségek bekapcsolását. Ennek a korszerűnek látszó módszernek ugyancsak nagy hátránya, hogy rövididejű hálózatkimaradások esetén a számlánc kinullázódik, ezért a hálózati feszültség megjelenésekor elölről kezdi a teljes előfütést. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, hogy az elektroncsöveknél az előfűtés alkalmazása ill. az előfűtési idő függvénye legyen a feszültségkimaradás időtartamának, miáltal minimumra csökkenthető tápfeszültség kimaradáskor az elektroncső működéskiesése. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a már egyszer felfűtött katódot annak konstrukciós hőidőállandójától függő rövid ideig (például közepes teljesítményű haladóhullámú csöveknél kb. 10—15 másodpercig) tartó tápfeszültség kimaradás utáni visszakapcsoláskor még felfűtöttnek lehet tekinteni, és ilyen esetben nincs szükség előfűtésre, másrészt, ha a katód a hosszú idejű tápfeszültségkimaradás utáni visszakapcsoláskor már nem is tekinthető teljesen felfűtöttnek, mindenesetre egy bizonyos, a katód konstrukciós hőidőállandójától függő tápfeszültségkimaradási időtartamig nem szükséges teljes előfűtési alkalmazni, hanem az előfűtési időt a tápfeszültségkimaradás idejének függvényében állíthatjuk be. Ennek megfelelően találmányunk eljárás és kapcsolási elrendezés fűtött katódot tartalmazó, előf ütést igénylő kisülőcső vagy elektronsugárcső például haladóhullámú cső előfűtési idejének beállítására, melynél a katód konstrukciós hőidőállandójához képest rövid ideig tartó tápfeszültségkimaradást követően az elektroncső nagyfeszültségeit a tápfeszültség ismételt megjelenésével egyidőben, külön előfűtési idő nélkül bekapcsoljuk, másrészt viszont a katód konstrukciós hőidőállandójával összemérhető, valamint ahhoz képest hosszú ideig tartó tápfeszültségkimaradást követően, a tápfeszültség megjelenésekor az elektroncsövet a nagyfeszültségek bekapcsolása előtt előfűtjük és az előfűtési időt a tápfeszültségkimaradás idejének függvényében állítjuk be. A kapcsolási elrendezés kondenzátorból, diódát és ellenállást tartalmazó töltő- és kisütőágból, kisütőellenállásból, valamint komparátoros kapcsolóáramkörből áll úgy, hogy a töltő- és kisütőágak egymással párhuzamosan vannak kapcsolva, és feszültségforrás kapcsaira a kisütőág a vele sorbakapcsolódó kondenzátorral, továbbá a töltőág a vele is sorbakapcsolódó kondenzátorral, továbbá a kisütőellenállás van kapcsolva, és a töltőág dióda-ellenállás közöspontja a komparátoros kapcsolóáramkör bemenetére van kapcsolva, a komparátoros kapcsolóáramkör kimenete pedig az elektroncső nagyfeszültségét bekapcsoló áramkörre van csatlakoztatva. Célszerű a könnyű állíthatóság érdekében a töltőág, ezenkívül a kisütőág ellenállását szabályozható kivitelben beépíteni. Találmányunkat részletesebben kiviteli példánk kapcsán ábráink segítségével mutatjuk be. 1. ábra. Haladóhullámú csöves erősítő integrált tápegységének blokkvázlata 2. ábra. Egy, a találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas előfűtést vezérlő időzítő áramkör kapcsolási elrendezése Az 1. ábrán látható egy blokkvázlat, amely egy haladóhullámú csöves erősítő integrált tápegységét mutatja be. Az UT tápfeszültség bekapcsolás után a rádiófrekvenciás 11 szűrőn keresztüljut a 12 f ütőfeszültséget előállító áramkörre, továbbá a 10 előfűtést vezérlő időzítő áramkörre, valamint a 14 nagyfeszültséget előállító áramkörre. Az előfűtési idő letelte után a 10 előfűtést vezérlő időzítő áramkör indítja a 13 nagyfeszültséget bekapcsoló áramkört és így a nagyfeszültségek a haladóhullámú cső megfelelő elektródáira kapcsolódnak (katódra, kollektorra, helixre, gyorsítóelektródára). Találmányunk a 10 előfűtést vezérlő időzítő áramkörre vonatkozik, amelynek egy lehetséges kiviteli alakját a 2. ábrán mutatjuk be. A feszültségforrás Ux tápfeszültségének bekapcsolásakor a C kondenzátor a töltőágon keresztül Ux tápfeszültségre töltődik fel. A töltőág a változtatható értékű RÍ ellenállás és a töltési funkciónak megfelelően kötött Dl dióda soros kapcsolásából áll. A töltőág dióda-ellenállás K közös pontja az A komparátoros kapcsolóáramkör — mely TI tranziszterből, Z Zener-diódából és a kapcsolódó R4 ill. R5 ellenállásokból áll — bemenetére, példánkban a térvezérlésű TI tranzisztor vezérlőelektródájára csatlakozik. A TI tranzisztor nyitófeszültségének szintjét a Z Zener-diódával állítjuk be. A C kondenzátor feltől tődésével kinyit a TI tranzisztor és a kimenetén megjelenő jel pedig a 13 nagyfeszültséget bekapcsoló áramkört működteti. Tápfeszültségkimaradás esetén a C kondenzátor a töltőággal párhuzamosan kapcsolódó kisütőág változtatható értékű R2 kondenzátorán és a kisütési funkciónak megfelelően kötött D2 diódáján, valamint az R3 kisütőellenálláson keresztül elkezd kisülni. Az R3 kisütőellenállás esetünkben az előfűtést vezérlő időzítő áramkörrel párhuzamosan kapcsolódó egyéb áramkörök ellenállását jelképezi, melyek ha túlságosan nagy ellenállásértéket adnak, akkor külön ellenállást is beiktathatunk velük párhuzamosan. Rö-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
