197646. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés háromállapotú meghajtó fokozattal rendelkező, galvanikusan leválasztott, szabályozott egyenfeszültséget szolgáltató egyenfeszültség egyenfeszültség átalakítóhoz
A találmány tárgya kapcsolási elrendezés háromállapotú meghajtó fokozattal rendelkező, galvanikusan leválasztott, szabályozott egyenfeszültséget szolgáltató egyenfeszültség-egyenfeszültség átalakítóhoz. Az ismert galvanikusan levájasztott, szabályozott egyenfeszültség átalakítók alkalmazásának célja pontos értékű egyenfeszültség létrehozása változó egyenfeszültségből. Ez a változó egyenfeszültség általában egyenirányítóit és szűrt váltakozó feszültség. A feladatot az ismert megoldások általában három jól elkülöníthető egységgel oldják meg. Ezek egy transzformátort tartalmazó egyenfeszültség átalakítóból, egy szabályozó fokozatból (galvanikus kapcsolatban a kimeneti, szabályozott feszültséggel) és a szabályozó fokozat segédenergia forrásából (a bemeneti feszültségből táplált, galvanikusan leválasztott segédenergia forrás) állnak. Az egyszerűbb megoldásoknál a harmadik fokozat elmarad, az egyenfeszültség átalakító maga táplálja a szabályozó fokozatot, de a rendszer indításához a bekapcsoláskor egy külön indító áramkörre van szükség. A találmány ez utóbbi szabályozott egyenfeszültség átalakító tökéletesítését célozza. Az ismert megoldások nagy részében a szabályozó fokozat az egyenfeszültség átalakítókapcsolóeleméhez (tranzisztorához) meghajtó transzformátor segítségével kapcsolódik a galvanikus leválasztás érdekében. Az egyenfeszültség átalakító kapcsoló elemének (tranzisztorának) optimális kapcsolóüzemű működését a szabályozó fokozat meghajtó áramköri része oldja meg. A szabályozó fokozat bemeneti jele a szabályozott kimeneti feszültség, ennek állandó értéken tartását a kapcsoló elem (tranzisztor) bekapcsolási- és szünetideje arányának változtatásával érik el. A rendszer működésbe hozása, indítása az öntápláló kialakítású megoldásnál egy egyszerű impulzus generátorral történik. Ez az impulzus generátor a bemeneti feszültségforrásból kapja az energiát és az egyenfeszültség átalakító kapcsoló elemét (tranzisztorát) működteti. A kezdeti néhány működési periódus után a szabályozó fokozat kellő energiával rendelkezik ahhoz, hogy a továbbiakban a kimenő feszültség állandó szinten tartásának megfelelően ki-, illetve bekapcsolja a kapcsolóelemet (tranzisztort) az impulzus generátortól függetlenül. Ilyen kialakítást ábrázol a Siemens cég kiadásában megjelent Schaltbeispiele 1977/78 című kiadvány a 152. oldalon. Az itt ismertetett egyenfeszültség átalakító egy kapcsoló tranzisztorral működő, záróüzemű (flyback típusú) átalakító. Az átalakítót egy RC taggal és egy diac diódával felépített impulzus generátor indítja. A szabályozó kör meghajtó áramköri része tranzisztorból és meghajtó transzformátorból áll. A teljesítmény tranzisztor nyitását a periódusidő szünet idejében a meghajtó 1 transzformátorban felhalmozott energia adja azáltal, hogy a tranzisztor kikapcsol. A teljesítmény tranzisztor lezárását a tranzisztor nyitásával érik el. A készülék bekapcsolási szakaszában tehát, amíg a szabályozó áramkör nem ad vezérlő impulzust a tranzisztor részére, az nyitott állapotú. Ezáltal a meghajtó transzformátor primer tekercsén áram folyik, ennek a szekunder tekercsbe transzformáit értéke söntöii az indító áramkört kapcsoló teljesítmény tranzisztor nyitó áramát. Amennyiben a szabályozó áramkör bármilyen hiba miatt nem működik, az nem söntöii az impulzus generátor indító jelét, s a kapcsoló tranzisztor többlet energiát kap. A kimeneíi feszültséget ez esetben az indító impulzus generátor és az egyenfeszültség átalakító kimenetét terhelő külső impedancia szabja meg. Szélsőséges esetben, a kimeneten fellépő zárlat esetén a névleges áramnál nagyobb áram, terheletlen esetben pedig a névleges kimeneti feszültségnél nagyobb feszültség alakulhat ki. A 2 151 821 A lajstromszámú GB szabadalmi leírás ugyanakkor olyan elrendezést ismertet, amelynél a találmány szerinti kivitellel analóg módon a kimeneti feszültség közvetlen érzékelése és az egyenfeszültség átalakítása egyetlen kapcsoló fokozattal történik. E rendszer sajátossága az, hogy a bekapcsoláskor a beépített tranzisztor viszonylag hosszú ideig vezet, s így ezen idő alatt akár a teljesítmény tarnszformátor telítődése, akár kimeneti zárlat miatt a tranzisztor árama a névleges érték többszöröse lehet. Igény továbbá e megoldásnál, hogy a vezérlő áramkörre stabil, alacsony értékű tápfeszültség jusson, s mivel ezt a bemenő feszültségből kell biztosítani, nagyobb feszültségigény esetén ez többletveszteséget okoz. A 171 272 lajstromszámú HU szabadalmi leírásban ismertetett megoldásnál két, egymással sorbakötött kapcsolóüzemű átalakító végzi a bemenő feszültség kívánt szintre való beállítását. E kivitelnél a kimeneti feszültség pontos értéken való tartását nem közvetlenül, hanem közvetett módon oldják meg egyrészt egy transzformátor fluxusát, másrészt egy kimeneti egyenirányító diódán eső feszültséget érzékelve, A találmány szerinti megoldás célja, hogy a bekapcsolási, indítási szakaszban a lehető legkisebb energiát kapja az egyenfeszültség átalakító kapcsoló tranzisztora mindaddig, amíg a szabályozó áramkör számára szükséges segédtápfeszültség rendelkezésre nem áll; a kis energiájú működtetés hatására a kimeneti pont üresjárási feszültsége, zárlat esetén pedig árama nem hatadja meg a normál működés névleges értékeit és ezzel együtt az alkatelemek határadatait. Ezáltal az egyenfeszültség átalakító által táplált berendezésben akkor sem keletkezik kár, ha az egyenfeszültség átalakító szabályozó köre működésképtelen. 2 197646 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
