188893. lajstromszámú szabadalom • Tápegység kisfeszültségű terhelésekhez, különösen izzólámpákhoz
1 188 893 2 10 15 20 van. A 10 tápegység lehetővé teszi, hogy az izzólámpa a fényesség egy meghatározott tartományában meghatározott állandó kimenő teljesítmény mellett üzemeljen, ilyenkor a VL feszültség értéke kicsire választható, míg a lámpa IL árama meghatá-j rozott, például 20 %~os tartományban változtathat tó. A 12 váltakozóáramú feszültségforrás 10' és 10* bemeneti pontokra csatlakozik, amelyekről a feszültség A és C kapcsolási pontokra jut. A 11 terhelés, például izzólámpa, az A kapcsolási pont és az áramkör B csatlakozási pontja közé van beiktatva. A B csatlakozási pont és a C kapcsolási pont közé első reaktív elem, például C, főkapacitás van beiktatva. A B csatlakozási pontra másik oldalról 14 kapcsolóelem csatlakozik, amelynek másik pontja második reaktív elemre, például C2 kisegítő kapacitás egyik fegyverzetére van vezetve. A C2 kisegítő kapacitás másik fegyverzete a C kapcsolási pontra kapcsolódik. A B csatlakozási pont, az A és C kapcsolási pontok, valamint a 14 kapcsolóelem vezérlő bemenete 16 logikai vezérlő egységre van csatlakoztatva. A 14 kapcsolóelem bármely olyan elem lehet, amely alkalmas a B csatlakozási pont és a második 25 reaktív elemnek, a C2 kisegítő kapacitásnak a C kapcsolási ponttól távolabb fekvő pólusa között vezérelt módon kisfeszültségű áramvezetési út létrehozására, és így olyan feltételek megteremtésére, hogy a 14 kapcsolóelem vezérlő bemenetén csatla- 30 koztatott vezérlő jel hatására a C2 kisegítő kapacitásra vagy kapacitásról a B csatlakozási ponthoz viszonyítva áram folyhat. A 14 kapcsolóelem előnyös kialakítása olyan, hogy unipoláris kapcsolóeszközt tartalmaz D diódával párhuzamosan és a 35 D dióda anódja a B csatlakozási pontra, katódja a C2 kisegítő kapacitásra van vezetve. Egy előnyös megoldás szerint a 14 kapcsolóelem MOSFET felépítésű S teljesítménytranzisztort (térvezérlésű MOS-teljesítménytranzisztort) tartalmaz, és benne 40 a D dióda van kialakítva az S teljesítménytranzisztor 14b nyelőelektródja és 14 c forráselektródja között Az S teljesítménytranzisztor 14a vezérlőbemenete (kapuelektródja) egyben a 14 kapcsolóelem vezérlőbemenete is. 45 A 10 tápegység dinamikus üzemű párhuzamos kapcsolású kapacitív feszültségátalakítóként van kialakítva, ahol a 11 terhelés által képviselt RL ellenállásán folyó 1, áram minimális értéke tulajdonképpen a C, főkapacitás I, árama. A terhelésen 50 folyó 1L áram egy kiegészítő részét a C2 kisegítő kapacitáson folyó I2 áram képviseli. Ennek megfelelően a terhelés minimális árama és teljesítményfelvétele akkor biztosítható, ha a C2 kisegítő kapacitáson nem folyik áram a 12 váltakozóáramú feszültségforrás periódusai alatt. Ugyanezen az alapelven az is megállapítható, hogy a maximális áram és teljesítményfelvétel akkor következik be, ha a teljes periódus alatt a C2 kisegítő kapacitáson 12 áram folyik. A terhelés áramának és teljesítményfelvételének (vagyis például a lámpa fényességének) átmeneti értékét akkor kapjuk, ha a C2 kisegítő kapacitáson az í2 áram nagyjából a 12 váltakozóáramú feszültségforrás minden félperiódusában folyik. Ez 35 55 60 annyit jelent, hogy a 12 váltakozóáramú feszültségforrás periódusai alatt annak az időtartamnak a változtatásával, ami alatt a C2 kisegítő kapacitáson I2 áram folyik, a terhelésen folyó áram és a terhelés teljesítményfelvétele szabályozható. A kapcsolóeszközként alkalmazott S teljesítménytranzisztor aktív kapcsolóeszköz, amely lehetővé teszi, hogy rajta keresztül az áram átfolyása a bekapcsolást kővetően meghatározott idő elteltével megszűnjön. Az S teljesítménytranzisztor bekapcsolása és kikapcsolása közötti időtartam meghatározza a terhelésen folyó áram és a terhelés által felvett teljesítmény értékhatárait. Az S teljesítménytranzisztor előnytelen terhelésének megelőzésére célszerű a C2 kisegítő kapacitás bekapcsolását úgy vezérelni, hogy az áram ne folyhasson a C2 kisegítő kapacitás és a C, főkapacitás között. Ennek megfelelően a 16 logikai vezérlőegységet az S teljesítménytranzisztor és általában a 14 kapcsolóelem bekapcsolására alkalmasan kell kiképezni oly módon, hogy akkor lépjen működésbe, amikor a C, főkapacitás és a C2 kisegítő kapacitás Vt, illetve V2 feszültségei lényegében egyenloek, vagyis a D dióda vezető állapotában vagy pedig ha a D dióda nemvezető állapotára van jszükség, amikor a C, főkapacitás V2 feszültsége pozitív maximumát veszi fel. í A 10 tápegység 1. ábrán bemutatott áramköri elrendezésének működését világosabbá teszi, ha azt a C, főkapacitás V, feszültségének és a C2 kisegítő kapacitás I2 áramának középértékénél, továbbá a terhelés lényegében maximális és lényegében minimális áramánál elemezzük. Meghatározott kezdeti t0 időpontban a Cj főkapacitás V, feszültsége (la. ábra) pozitiv maximális értéket vesz fel. Ekkor a Q főkapacitás I, árama minimális értékeryvan, mivel a kis teljesítménytényező miatt az áram a V, feszültséghez viszonyítva fázisban lényegében 90°-kal el van tolva vagy lényegében 0 értékű. A 14 kapcsolóelem és benne az, S teljesítménytranzisztor bekapcsolásával, ami a 14a vezérlőbemenetre, mint kapuelektródra vezetett megfelelő Vl4il feszültség hatására a B csatlakozási ponton következik be, a 16 logikai vezérlőegység hatására (le. ábra) az S teljesítménytranzisztor t, időpontig vezető állapotban marad. A t0 és t, időpontok között a C2 kisegítő kapacitáson folyó áram negatív csúcsa felé kezd csökkenni, és azt a t, időpontban éri el (lb. ábra). A kisegítő kapacitás Is árama a C2 kapacitástól folyik, a 14 kapcsolóelem vezető sávjában (például az S teljesítmény tranzisztorban a 14b nyelőelektródtól a 14c forráselektródig) és ez az áram hozzáadódik a C, főkapacitás állandó I, áramához, majd a 11 terhelés felé folyik. Ennek megfelelően a terhelés árama 1( =1, + 12. A t, időpontban az S teljesítménytranzisztor kapuelektródjának meghajtása megszűnik, az S teljesítménytranzisztor kikapcsolódik és az I2 áram folyása megszűnik. A C2 kisegítő kapacitás V2 feszültsége a kisülés miatt lényegében zérus értékre csökken, bár a C5 főkapacitás V, feszültsége tovább csökken a negatív minimum felé, míg a VIN vonali feszültség szintén a negatív minimum felé tart. Ezt követően a V, feszültség növekedni kezd 3
