188893. lajstromszámú szabadalom • Tápegység kisfeszültségű terhelésekhez, különösen izzólámpákhoz
1 188 893 2 A találmány tárgya tápegység kisfeszültségű terhelésekhez, különösen izzólámpákhoz, amely váltakozóáramú feszültségforrásról táplált feszültségcsökkentő elrendezést tartalmaz. A találmány szerinti tápegység hálózati váltakozófeszültségű periodikus változásoknak felhasználásán alapul. Igen gyakran van szükség arra, hogy terheléseket viszonylag nagyobb feszültségű váltakozóáramú feszültségforrásról üzemeltessünk. így például a kisfeszültségű lámpák egy egész sora nagyobb fényhasznosítással üzemel, ha az izzószálat kisebb feszültségen tápláljuk, mint azt az izzólámpák esetében hagyományosan előírták. A feszültség csökkentésére szolgáló áramkörök azonban számos hátrányt mutatnak. Egy csoportjukban az elektromágneses interferencia szintje túlságosan magas, másik csoportjuk viszonylag nagy áramok és/vagy feszültségek felhasználását igényli. Ismeretesek olyan megoldások is, amelyek szerint az izzólámpák kisfeszültségű tápegységeiben a feszültség transzformálásához mágneses köröket alkalmaznak. Az ilyen elrendezések azonban a mágneses eiemek alkalmazása miatt távolról sem nevezhetők gazdaságosnak. Más tápegységek fázisvezérlésre épülő áramköröket alkalmaznak, ahol igen keskeny feszültségimpulzusokat nagy áramsűrűség mellett engednek át a terhelésen. Ez a megoldás viszont sok esetben kevéssé megbízható. A kitűzött feladat ennek megfelelően olyan tápegység kialakítása kisfeszültségű terhelésekhez és k ülönösen izzólámpákhoz, amelyek olcsón előállíthatok, nagy megbízhatóságúak és amelyekben a lámpán átfolyó áramnak csak egy viszonylag kis részét felhasználó elemeket kell felhasználni. A kitűzött feladat megoldására olyan tápegységet dolgoztunk ki, amely váltakozóáramú feszültségforrásról táplált feszültségcsökkentö elrendezést tartalmaz, és a találmány szerint a feszültségcsőkkentő elrendezés a váltakozóáramú feszültségforráson keresztül a terheléssel csatlakoztatott, a terhelésen minimális kívánt áram átfolyását biztositó reaktariciájú első reaktív elemet, második reaktív elemet, vezérlőjel hatására a második reaktív elemet az elsővel párhuzamosan beiktató és ezzel a második reaktiv elemen két áramirány közül az egyikben vezérelt áramutat létrehozó kapcsolóelemet, valamint a vezérelt áramútta! párhuzamosan beiktatott és a második reaktív elemen biztosított áramiránnyal ellentétes irányú áramvezetési utat létrehozó egyirányú vezető elemet tartalmaz, ahol a kapcsolóelem és az egyirányú vezető elem a váltakozóáramú feszültségforrás által leadott áramciklus egy adott részén keresztül a második reaktív elemen és a terhelésen kiegészítő áram áthajtására és a ciklus adott részének változtatására alkalmasan vannak kiképezve. Az első reaktív elem célszerűen főkapacitás, mig a második kisegítő kapacitás, amelynek kapacitanciája a főkapacitásénál kisebb, és a két kapacitancia aránya a feltételektől függ. A vezérelt áramút kialakítására, illetve ellenkező irányban söníölő dióda használható fel. A terhelés áramának teljes változását a főkapacitás és a teljes kapacitás (tehát az összegezett főkapacitás és kisegítő kapacitás) kapacitanciáinak aránya határozza meg, ahol a kapacitások az első és második reaktív elem szerepét játsszák. A kapcsolásban előnyösen a kapcsolóelemet a söntölő dióda vezető állapotában vagy ha a söntölő dióda nem vezető állapotban van, a főkapacitáson megjelenő pozitív feszültségcsúcs esetén kapcsoljuk vezető állapotba. A találmány szerinti tápegység egy előnyös kiviteli alakjában főkapacitás és terhelés feszültségét követő logikai vezérlő egység van, amely az egyirányú vezetőelem vezetési állapotában vagy az első reaktív elemen, például a főkapaciíáson polarizációs csúcs elérésekor a kapcsolóelemet vezető állapotba hozza. Ez a logikai vezérlő egység alkalmas szabályozott időtartamon belül a kapcsolóelemet vezető állapotba hozó vezérlőjel generálására. Igen előnyös, ha a találmány szerinti tápegység monostabil multivibrátort tartalmaz, amely változtatható időtartamú jelet szolgáltató, a kapcsolóelemet kapcsolójel hatására vezető állapotba hozó kimenettel van ellátva, és célszerűen a kimeneten továbbított jel időtartamának a terhelésen átfolyó áramnak megfelelő jel alapján történő változtatására alkalmasan van kiképezve. A találmány szerinti tápegység egy előnyös kiviteli alakjában a terhelés feszültségét és az első reaktív elem feszültségét figyelő és a monostabil multivibrátor üzemét befolyásoló eszközökkel van ellátva. Ugyancsak előnyös, ha a kapcsolóeszközt a váltakozóáramú feszültségforrás által leadott áram periódusa során az első pozitív poiaritású feszültségcsúcs környezetében első időintervallumban vezető állapotba hozó egységgel van ellátva, míg az egyirányú vezető elem ugyanannak a periódusnak a vége előtt fellépő következő pozitív poiaritású feszültségcsúcs előtti második időintervallumban vezetésre alkalmasan van kiképezve. A fentiek szerint kialakított tápegység alkalmas hálózati frekvencián való üzemelésre és képes izzólámpák, valamint hasonló kisfeszültségű terhelések teljesítményfelvételének hatásos vezérlésére. A találmány tárgyát a továbbiakban példaként! kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük részletesen. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti tápegység egy lehetséges blokkdiagramja vázlatosan, az la. ábra a főkapacítás áramának, az lb. ábra a terhelés áramának, az lc. ábra a kisegítő kapacitás áramának, az ld. ábra a kapcsolóegység meghajtó jelének, az le. ábra az első inverter feszültségének, az lf. ábra a második inverter feszültségének, az lg. ábra a kapcsolásban alkalmazott NEM-ÉS- kapu bemenetére juttatott feszültségnek, míg az lh. ábra a monostabil multivibrátorral kialakított logikai vezérlőegység kapcsolási vázlata. A találmány szerinti 10 tápegység (1. ábra az la., lb., le. ábra szerinti jelváltozásokkal) 12 váltakozóáramú feszültségforrásból felvett és 11 terhelésre juttatott teljesítmény nagyságának vezérlésére szolgál. A 11 terhelés lehet például kisfeszültségű izzólámpa, amelynek VL feszültsége 24 és 36 V között 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
