195898. lajstromszámú szabadalom • Közepes teljesítményű, kis csúcsáramú kapcsolóüzemű egyenfeszültség - egyenfeszültség-átalakító
1 195 898 2 csatolási tényező nem érheti el az m=l értéket, s ez a tény veszteségként jelentkezik. Az átalakító tartalmaz „n” számú, ahol n ^2TI, T2, ... Tn tranzisztort, amelyeknek kollektora és Cl pufferkapacitás egyik fegyverzete a Be bemenőpontra, bázisa V vezérlőáramkör VI, V2, ... Vn vezérlőkimenetére, emittere Dl, D2, ... Dn dióda katódjára és LI, L2, ... Ln induktivitás egyik végére, az LI, L2, ... Ln induktivitás másik vége a V vezérlő áramkör Vr referencia bemenetére, a Cl pufferkapacitás másik fegyverzete a Dl, D2,... Dn dióda anódja és C2 szűrőkapacitás másik fegyverzete földpontra van kötve. Az átalakítóra jellemző, hogy a V vezérlő áramkör VI, V2, ... Vn vezérlőkimeneteinek, a T1,T2, ...Tn tranzisztoroknak, a Dl, D2, ... Dn diódáknak és az Ll, L2, ... Ln induktivitásoknak a száma megegyezik, a C2 szűrőkapacitás egyik fegyverzete az L1,L2,... Ln induktivitások másik közösített végére és az átalakító Ki kimenőpontjára csatlakozik. A VI, V2, ... Vn vezérlőkimeneteken megjelenő vezérlőjelek fázisban periodikusan eltoltak, egyenkénti frekvenciájuk az ultrahangok alsó tartományába esik és amplitúdójukat, kitöltési tényezőjüket a V vezérlő áramkör szabályozza. Az átalakító működését a 3. és 4. ábra alapján ismertetjük. Az átalakító Be bemenőpontjára vagy egyenirányított és szűrt hálózati-, vagy akkumulátor tápfeszültséget csatlakoztatunk. Egyidejűleg a V vezérlőáramkör is tápfeszültséget kap. A V vezérlőáramkör VI, V2, ... Vn vezérlőkimenetein fázisban eltolt vezérlőjelet ad egy-egy TI, T2,... Tn tranzisztor bázisára. A jelek egymásután időben eltolva jelennek meg a TI, T2, ... Tn tranzisztorok bázisán. Végigfutnak a TI, T2, ... Tn tranzisztorokon és periodikusan újra kezdődnek. A vezérlőjelek jellemzőit a tápegység kimenetéről levett feszültség határozza meg. A vezérlőjelek felváltva nyitják a TI, T2,... Tn tranzisztorokat. A V vezérlőáramkör jeleinek hatására nem lehetnek egy időben nyitva a TI, T2, ... Tn tranzisztorok. Ily módon amíg az első TI tranzisztor vezető állapotban van és árama a kimenet felé folyik, addig a többi T2, ... Tn tranzisztor zárva van. Ugyanekkor a zárt állapotban lévő T2, ... Tn tranzisztorokhoz tartozó L2, ... Ln induktivitás D2,... Dn diódáján keresztül a hozzá tartozó T2, ... Tn tranzisztora előző nyitott periódusa alatt keletkezett mágneses energiáját a Ki kimenőpontra táplálja. Ezalatt az L2, ... Ln induktivitásban tárolt áram hozzátáplálódik a nyitott első Ti tranzisztor kimenő áramához. Abban az időpontban, amikor valamennyi TI, T2, ... Tn tranzisztor zárva van, akkor valamennyi Ll, L2,... Ln induktivitás párhuzamosan táplálja a kimenetet. A 4. ábra a vezérlőjeleknek és áramoknak idődiagramjcleit ábrázolja egy előnyös megvalósításnál, ahol a feltüntetett vezérlőjelek száma kettő. A 4/a ábra az első TI tranzisztor és az első Ll induktivitás, a 4/b ábra a második T2 tranzisztor és második L2 induktivitás által leadott áram jelalakjait tünteti fel. A 4/c ábra pedig a kimenetet tápláló áram alakját. Az ordinátán az áram, az abszcisszán a vezérlőjelek periódusideje van ábrázolva. A kimenetijei frekvenciája a vezérlőjelek számának növelésével arányosan emelkedik. A 3. és 4. ábrából kiolvasható, hogy az Ij,e bemenő áram megoszlik a TI, T2,... Tn tranzisztorok között. Ily módon a Dl, D2,... Dn diódákra jutó áram értéke „n”-ed része pl. egy ismert megoldású átalakító áramához viszonyítva. A találmány szerinti átalakító TI, T2, ... Tn tranzisztorainak száma előnyösen 2 és 8 között változhat. A kimeneti jel zajfrekvenciájának alapharmonikusa az alkalmazott tranzisztorok típusától függően 20 kHz és 1 MHz közötti lehet. Pl. 4 db BUY 12 típusú tranzisztor esetén 100 kHz, 4 db FET típusú tranzisztor esetén pedig 400 kHz a kimeneti jel frekvenciája. A találmány szerinti megoldás kitűzött céljait teljesítette és előnyei a következők: — a tranzisztoroknak különböző időben történő nyitása azt eredményezi, hogy nem terhelik egy időben a rákapcsolt feszültséget. Ily módon az alkalmazott tranzisztorok és vezérlőjelek számának növelésével — csökken a bemenő áram csúcsértéke; — kisebb értékű kapacitások alkalmazhatók; — nincs szükség nagyfeszültségű, drága, tőkés importból beszerezhető diódákra; — kisebb méretűek az induktivitások, s így előállításuk nem igényel komplikált és költséges technológiát; — a kimeneten jelentkező zajfrekvencia alapharmonikusa a vezérlőjelek számának emelkedésével arányosan nő. Ily módon szűrése könnyebb és kisebb kapacitás mellett is jobb; — a több vezérlőjel hatására megnövekedett kapcsolási frekvencia javítja az egyenfeszültség-egyenfeszültség átalakító dinamikus tulajdonságait, aminek különösen nagy jelentősége van a kapcsolóüzemű átalakítóknál; — a tranzisztorok paramétereiből adódó szórás kiegyenlítésére nincs szükség, mert azok nem párhuzamos kapcsolásban és különböző időben működnek. így elmaradnak a soros ellenállások, ami a veszteségek csökkentését és a dinamikus tulajdonságok javulását is eredményezi; — a több vezérlőjelet előállító vezérlőáramkör alkalmazása nem okoz többletköltséget, mert erre a célra olcsó és hazai gyártmányú integrált áramkör használható. Szabadalmi igénypont Közepes teljesítményű, kis csúcsáramú kapcsolóüzemű egyenfeszültség-egyeufes7.ültség átalakító, amely tartalmaz „n” számú, ahol n ^ 2 tranzisztort (TI, T2, ... Tn), amelyeknek kollektora és pufferkapacitás (Cl) egyik fegyverzete bemenöpontra (Be), bázisa vezérlőáramkör (V) vezérlökimenetére (VI, V2, ... Vn), emittere dióda (D1,D2,... Dn) katódjára és induktivitás (Ll, L2.... Ln) egyik végére, az induktivitás (Ll, L2, ... Ln) másik vége a vezérlőáramkör (V) referencia bemenetére, (Vr) a pufferkapacitás 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 i
