190567. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés váltakozóáram előállítására, különböző feszültségű áramkörök közötti átvitelére és stabilizálására
3 11)0567 4 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés váltakozóáram előállítására, különböző feszültségű áramkörök közötti átvitelére és stabilizálására, amelynek egy szaggató áramköre, egy áramérzékelő egysége, egy szűrő áramköre, egy önrezgő invertere, valamint egy szabályozó áramköre van. A gyakorlatban és a szakirodalomban számos olyan kapcsolási elrendezés ismeretes, amely stabil váltakozóáramot állít elő különböző feszültségű áramkörök közötti átvitel céljára. Erre többek között nagyfeszültségű vákuumcsövek fűtőáramának biztosításakor van szükség. Ezek között is megkülönböztetett helyen szerepelnek j azok az alkalmazások, amelyeknél a cső ánódáramának szabályozása a fűtőáram effektiv értékének változtatásával történik. Tipikus példaként a röntgencsövek fűtőáramszabályozását említjük, ahol adott anódfeszültségnél az anódáram és ezen keresztül a sugárzás intenzitásának kézbentarthatósága a fűtőáram értékének nagypontosságú beállithatóságától függ. A fentiekben leírt feladatokat ellátó megoldások egy része elöstabilizált feszültségből ellenállásváltoztatással állítja be az áram effektiv értékét. Korszerűbb, elektronikus működésű áramköröknél a tényleges áram valódi effektiv értékének mérésével és a szabályozást végző egységbe való visszacsatoláséval gyakorlatilag tökéletes megoldást lehet kialakítani. Az első csoportba tartozó kapcsolásokra az egyszerű, robosztus felépítés, az alacsony működési frekvencia - tipikusan 50 vagy 100 Hz - és az alacsony költségszint a jellemző. Az elöstabilizált feszültséget általában ferrorezonanciás módszerekkel állítják elő (pl. a MEDICOR EDR 750/B vagy NEODIAGNOMAX típusú röntgenkészülékei fűtőáramköreiben). Hátrányuk, hogy viszonylag nagy geometriai és súlyméretekkel realizálhatók, rossz a hatásfokuk, a váltakozóáram effektiv értékének beállítása hosszadalmas és körülményes munkát igényel, valamint nem minden esetben elégítik ki a pontossági követelményeket. A korszerűbb, elektronikus áramkörökkel a működési frekvencia a kHz-es tartományba emelhető, ami méret és súlycsökkenést eredményez, és az elérhető pontosság az alkalmazott áramköri egységek minőségi jellemzőitől - és ezen keresztül az árától - függ. A hatásfok kapcsolóüzemű szabályozás alkalmazásával jelentősen növelhető. Hátrányként itt az emelhető ki, hogy a tényleges áram effektiv értékének a mérését többnyire a szabályozó egység potenciáljától jelentős mértékben különböző potenciálú (50...100kV nagyságú) szekunder áramkörben kell végrehajtani és nagy feszültségkülönbség áthidalásával kell a feldolgozás helyére továbbítani a mért értéket. Ez jelentősen megnöveli az áramkör költségeit és bonyolultságát, amivel fordítva arányos a megbízhatóság. A műszaki fejlődés, a minőségi és megbízhatósági követelmények növekedése szükségessé tette a nagy pontossággal szabályozható effektiv értékű, különböző feszültségű áramkörök közötti átvitelre alkalmas váltakozóéramok előállítását. Az ezt biztosító áramkörökkel szemben követelmény, hogy kis térfogatiak és súlyúak, jó hatásfoknak, megbízható működésűek és olcsók legyenek. A (.alálmány tárgya olyan kapcsolási elrendezés, amely a fenti igényeket kielégíti. Alapját az a felismerés képezi, hogy egy ohmos-induktív jellegű terhelőkört tápláló, négyszögfeszültséget előállító, önrezgő inverter kapcsolás bemenóáraménak középértéke és kimenóáramának effektiv értéke közötti arány terhelököri időállandótól függő változása az önrezgési frekvencia alkalmas megválasztásával tetszőlegesen kicsi, jól meghatározott érték alatt tartható. Ez viszonylag magas önrezgési frekvencián lehetőséget biztosít a kimenóáram effektiv értékével arányos jel szabályozóköri potenciálon való leképzésére. így egyszerű felépítésű, olcsó, megbízható működésű, kis térfogatú és súlyú, jó hatásfokú kapcsolási elrendezés valósítható meg véltakozóáram előállítására, különböző feszültségű áramkörök közötti átvitelére és stabilizálására. A találmány tehát kapcsolási elrendezés váltakozóáram előállításéra és különböző feszültségű áramkörök közötti átvitelére és stabilizálására, amelynek szaggató áramköre, áramérzékelő egysége, szűrő áramköre, önrezgő invertere van, amelyek sorba vannak kapcsolva. A találmányt az jellemzi, hogy az áramérzékelő egység áramközépértékkel arányos jelet szolgáltató kimenete és az áramalapjel szabályozó áramkörön át jut a szaggató áramkör vezérlő bemenetére. Az önrezgő inverternek szinkronjel kimenete van, amelyik közvetlenül csatlakozik az egyenáramú szaggató szinkronizáló bemenetére, így az egyenáramú szaggató frekvenciája az inverter önrezgési frekvenciájának kétszerese. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés előnyös kiviteli alakjában az önrezgő inverter oly módon van kialakítva, hogy az egy transzformátoros kimenetű önmagában ismert astabil multivibrator kapcsolás, amelynek időzítő áramkörét külön stabilizált egyenfeszültség táplálja, szinkronjelkimenete pedig egy összegző erősítő kimenete, amelynek bemenetel a multivibrátor két tranzisztorának bázisára csatlakoznak. Az önrezgő inverter bemenete a transzformátoros kimenetű astabil multivibrátor primér tekercsének középpont kivizetése, az önrezgő inverter váltakozóáramú kimenete pedig a transzformátor szekunder tekercse. A szaggató áramkör előnyösen egy jelforditó és egy nem jelforditó bemenettel rendelkező komparátor, és egy logikai vezérlőbemenettel rendelkező önmagában ismert 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
