191347. lajstromszámú szabadalom • Váltakozóáram indikátor,különösen kapcsolók és kapcsolótáblák ki- ill bekapcsolt állapotának jelzésére
3 191 347 4 csaihoz Dl világító dióda van csatlakoztatva. Ha az áramváltó L1 áramtekercsén valamilyen váltakozó áram folyik át, ez az L2 szekunder tekercsben usz váltakozó feszültséget indukál. A viszonyokat a 2. ábra alapján követhetjük. A nullátmenet „A” pontjától az usz szekunder feszültség pozitív, és növekszik. Amikor eléri a világító dióda uny nyitóirányú feszültségét, áram indul meg a szekunder körben. A feszültség növekedtével az áram is nő. A méretezésnél az feltétel betartásával biztosítjuk, hogy az áram ne nőjön a megengedett érték fölé. Mint említettük, ez a feltétel azt jelenti, hogy a szekunder oldali Z impedancia legyen olyan nagy, hogy az usz szekunder feszültség és a világító dióda nyitóirányú uny feszültségesése közötti feszültségkülönbség a világító diódára megengedhető áramnál kisebb áramot hajtson át a szekunder körön. Időben továbbmenve az usz szekunder feszültség csökken, az áram is csökken. Amikor az UsZ szekunder feszültség eléri a világító dióda uny nyitóirányú feszültségét, az áram megszűnik. Az ,j. |u?zzUny|dt>lvk feltétel betartásával biztosítjuk azt, hogy a világító diódán a tv vezetési idő alatt átfolyó áram elegendően nagy legyen ahhoz, hogy a dióda világítson. Időben továbbmenve az Usz szekunder feszültség negatív lesz. Az |UCS|<UZ feltétel betartásával biztosítjuk azt, hogy a világító dióda záróirányú igénybevétele ne legyen nagyobb az Uz megengedettnél. Ez alatt alapvetően azt értjük, hogy a diódára ne jusson akkora |UCs| feszültség, amely benne károsodást okoz. Mint látjuk, a fenti méretezés lehetővé teszi, hogy az alapvetően egyenáramú és áramkorlátozással működtetendő eszközt közvetlenül váltakozó áramról működtessük. Példa 11x14 mm-es El transzformátorlemezből, 5 mm csomagvastagság esetén a vaskeresztmetszet 20 mm*. Egy átlagos világító diódára Uz = 5 V, iFmax — 50 mA. A tekercsadatok: L1 áramtekercs 1 menet, 0 1,2 mm, L2 szekunder tekercs 625 menet, 0 0,08 mm. Ekkor a szekunder tekercs ellenállása 68 ohm. A primer tekercsen 5 Amper 50 Hz-es áramot átfolyatva a világító dióda üzemszerűen világít. Amennyiben a főáramkörben folyó áram széles határok közt változik, lehetséges, hogy kis áramoknál a láthatóság, nagy áramoknál a világító dióda záróirányú igénybevétele egymást kizáró feltételeket szab. Ebben az esetben megoldás a világító diódával ellenpárhuzamosan kötött D2 dióda, amint ez a 3. ábrán látható. Ez az ellenpárhuzamosan kötött D2 dióda lehet szintén világító dióda, amit az ábrán zárójelbe tett nyilakkal érzékeltettünk. Ez esetben nagyobb fényerőt kapunk a váltakozó feszültség mindkét félperiódusának kihasználásával. A két világító dióda lehet egy tokban is. Figyelembe véve az alkalmazott áramváltó kis méretét (1-2 cm3), á váltakozóáram-indikátor egyetlen egységbe szerelhető. Ez esetben az áramváltónak nem kell leválasztást biztosítania a primer és szekunder oldal között. Ezzel csökken a váltakozóáram-indikátor össztérfogata. Amint a 4. ábrán látható, a kivitelezés is egyszerűsödik, mert a vékony szekunder tekercs egyik végét bent az áramváltóban tekercseléskor rá lehet kötni a vastag primer tekercs egyik végére. így csak egy kivezetést kell készíteni a vékony, kényes szekunder tekercsből. Az ellenpárhuzamos D2 dióda csatlakoztatási lehetőségét szaggatott vonalakkal érzékeltettük. Az egyetlen egységgé tokozott váltakozóáram-indikátor az általa biztosított többletinformáció szolgáltatásával kiegészítheti a kapcsolótáblákon, műszereken használatos jelzőlámpák, világító nyomógombok sorát. Az eszköz lehetséges mérete és szolgáltatása miatt célszerű kiviteli formája lehet, ha nyomógombbal vagy egyéb kapcsolóeszközzel egybeépítve készül. Célszerű minél nagyobb fajlagos fényáramú világító dióda alkalmazása (pl. piros), a jó észlelhetőség érdekében. Szabadalmi igénypontok 1. Váltakozóáram-indikátor feszültségforrással és a feszültségforrással táplált világító diódával, különösen kapcsolók és kapcsolótáblák ki-, illetve bekapcsolt állapotának jelzésére, azzal jellemezve, hogy a feszültségforrás áramváltó (Tr) és a világító dióda (Dl) ennek szekunder kapcsaira van kötve, amikor is egyrészt l^cs| <- Uz ahol Ucs a szekunder üresjárási záróirányú csúcsfeszültség, Uz a világító dióda záróirányú feszültsége; másrészt ahol usz a szekunder feszültség, uny a világító dióda nyitóirányú feszültségesése, Z a szekunder kör impedanciája, lpmait a világító dióda megengedett maximális nyitóirányú árama, T a váltakozó feszültség periódusideje, tv a szekunder kör vezetési időtartama, Ivk a világító dióda világításához szükséges áram küszöbértéke. 2. Az 1. igénypont szerinti váltakozóáram-indikátor, azzal jellemezve, hogy a világító diódához (Dl) további dióda (D2) van ellenpárhuzamosan csatlakoztatva. 3. A 2. igénypont szerinti váltakozóáram-indikátor, azzal jellemezve, hogy a további dióda (D2) is világitó dióda. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti váltakozóáram-indikátor, azzal jellemezve, hogy az áramváltó (Tr) egyik primer kapcsa az áramváltó (Tr) egyik szekunder kapcsával az áramváltón (Tr) belül össze van kötve. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4 db ábra 3
