192001. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kapcsolóüzemű tápegységek primer oldali szabályozására
1 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés kapcsolóüzemű tápegységek primer oldali szabályozására, amely kapcsolási elrendezés bemenetére csatlakozó kapcsolóelem(ek) áramátalakítón át nagyfrekvenciás fesziiltségátalakító(k)ra csatlakoznak és a kapcsolóelemiek) vezérlő bemeneté(ei)re közvetlenül vagy közvetítő fokozat(ok)on keresztül impulzusszélesség szabályozó áramkör van kötve. Mint ismeretese kapcsolóüzemű tápegységeknél általában a kimeneti feszültséget valamilyen referencia feszültséggel hasonlítják össze, és a felerősített hibajel nagyságától függően a primer oldali kapcsolóelemeket a szekunder oldaról vezérlik, hogy hosszabb vagy rövídebb ideig legyenek nyitva. E megoldás hátránya, hogy a szabályozó és vezérlő körbe valahol nagy feszültségszilárdságú leválasztó áramkört - pl. optocsatolót- - kell elhelyezni, valamint az, hogy a bekapcsolás után a szekunder oldalon nincs segédfeszültség, erről külön kell gondoskodni. A találmány célja, hogy a tápegység primer oldalról legyen vezérelve úgy, hogy ne kelljen figyelni a kimeneti feszültséget, de az a bemeneti feszültségtől és a terhelés nagyáságtól csak nagyon kis mértékben függjön. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy változó primer feszültség esetén a feszültségváltozással fordítottan arányosa, valamint a kimeneti áram nagyságával közel egyenes arányban kell változtatni a kapcsolóelemek bekapcsolt idejét a periódusidőhöz képest. A találmánynak az a lényege, hogy az impulzusszélesség szabályozó áramkör szabályozó bemenetére olyan vezérelt áramgenerátor kimenete csatlakozik, amely vezérelt áramgenerátor egyik bemenetére az áramátalakító másik kimenete, míg a vezérelt áramgenerátor másik bemenetére egy, a bemeneti feszültséggel arányos feszültségű pont van kötve. A találmányt részletesebben az ábrákon szemléltetetten kiviteli példák segítségével ismertetjük, az 1. ábrán a találmány egy kiviteli példája szerinti kapcsolási elrendezés blokkvázlatát mutatjuk be, míg a 2. ábrán a találmány egy másik kiviteli példája szerinti kapcsolási elrendezés látható. Az 1. ábrán látható kapcsolási elrendezés 1 bemeneté 2 kapcsolóelemen keresztül 3 áramátalakítóra csatlakozik. A 3 áramátalakító egyrészt nagyfrekvenciás 4 feszültségátalakító, másrészt olyan 5 vezérelt áramgenerátorra van kötve, amely 5 vezérelt áramgenerátor másik bemenetére egy, a bemeneti feszültséggel arányos feszültségű 6 pont csatlakozik. Az 5 vezérelt áramgenerátor kimenete olyan 7 impulzusszélesség szabályozó áramkör bemenetére van kötve,amely 7 Impulzusszélesség szabályozó áramkör kimenete közvetlenül, vagy 8 közvetítő fokozaton keresztül a 2 kapcsolóelem vezérlő bemenetére csatlakozik. A 2. ábra szerinti kapcsolási elrendezés a találmánynak egy félhidas kapcsolóüzemű kiviteli példája ahol bemenet 9 és 10 kapcsai közé az egyik hídágon 2 kapcsolóelem, míg a másik hidágon két, 11, 12 kondenzátor közös pontja közé van a 3 áramátalakító és a nagyfrekvenciás feszültségátalakító kapcsolva. A példa szerint a 3 áramátalakító 13 áramtranszformátorból és a 13 áramtranszformátor szekunder tekercsére kötött 14 egyenirányítóból áll, míg a nagyfrekvenciás feszültségátalakító 15 transzformátor. A két 2 kapcsolóelem közös pontja és a két 11, 12, kondenzátor közös pontja közé a 13 áramtranszfoimátos primer tekercse és a 15 transzformátor primer te2 kercse van sorbakapcsolba. A 14 egyenirányító egyik kimenete fix feszültségű 16 pontra, míg a-14 egyenirányító másik kimenete közvetlenül vagy közvetve a vezérelt áramgenerátor egyik bemenetére van kötve. A kiviteli példa szerint a vezérelt áramgenerátor 17 tranzisztor, amely 17 tranzisztor egyik bemenetére, a bázisára, a 14 egyenirányító kimenete, míg a 17 tranzisztor másik bemenetére, az emitterére a bemeneti feszültséggel arányos feszültségű 6 pont 18 ellenálláson keresztül csatlakozik. A 17 tranzisztor kimeneté, a kollektora a 7 impulzusszélesség szabályozó áramkör olyan 19 monostabil multivibrátor, amely 19 monostabil multivibrátor 20 RJC szabályozó menetére csatlakozik közvetlenül vagy közvetve a 16 tranzisztor kollektora. Az 1 bemeneten megjelenő bemeneti feszültség 9, 10 kapcsai 21, 22 ellenállásokon keresztül csatlakoznak a bemeneti feszülséggel arányos feszültségű 6 pontra. A találmány szerinti kapcsolási elrendezések a következőképpen működtethetők: A 2 kapcsolóelem állítja - elő a feszültségátalakítón a teljesítmény impulzussorozatokat. Az impulzusszélesség szabályozó áramkör a 8 közvetítő fokozaton keresztül vezérli ezt. Az 1 vezérelt áramgenerátor annál nagyobb áramot ad ki a kimenetén, minél magasabb a 6 pont, vagyis a primer oldal feszültsége. Ez a növekvő áram úgy szabályozza a 7 impulzusszélesség szabályzó áramkörön és a 8 közvetítő fokozaton keresztül a 2 kapcsolóelemet, hogy csökkenjen az impulzusok szélessége, ami azt eredményezi, hogy a kimeneti feszültség átlaga állandó lesz. A 3 áramátalakító - melyen a szekunder áram leosztott része folyik - növekvő kimeneti áramnál csökkenő kimeneti áramot hoz létre az 5 vezérelt áramgenerátor kimenetén, mely növeli az impulzusok szélességét, így a kimeneti áramtól is független lesz a kimeneti feszültség. A 2. ábrán ez szemléletesebben látható. Növekvő kimeneti feszültségnél az 18 ellenálláson, így a 17 tranzisztor kollektorán nagyobb áram folyik, csökken a 19 monostabil multivibrator időzítési ideje, vagyis az impulzusszélessége. Növekvő kimeneti áramnál a 17 tranzisztor bázisa pozitívabb lesz, a 18 ellenálláson csökken az áram, nő a 19 monostabil multivibrátor időzítési ideje. A találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel felépített tápegység előnye: A találmány kapcsolóüzemű tápegységeknél stabilizálja a kimenő feszültséget anélkül, hogy azt figyelné valamilyen áramkör, leválasztás nélkül tudja vezérelni a primer oldali kapcsolóelem(ek)et. Nincs szükség a szekunder oldalon külön segédfeszültségre, így mind egyen mind váltakozó feszültségű hálózatról üzemeltethető és egyszerűbb a készülék. Nincs szükség a vezérlésben nagy feszültséget is elviselő galvanikus leválasztásra. A találmány nincs a kiviteli példákban ismertetett megoldásokra korlátozva, hanem kiterjed az igénypontok, különösen a főigénypont által oltalom alá vont összes megoldásra. Szabadalmi igénypontok 1. Kapcsolási elrendezés kapcsolóüzemű tápegységek primer oldali szabályozására, amely kapcsolás 192.001 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
