200244. lajstromszámú szabadalom • Eljárás együtemű önrezgő transzverter működtetésére, valamint együtemű önrezgő transzverter
HU 200244 A A találmány tárgya eljárás együtemű önrezgő transzverter működtetésére, amelynek során a transzverter tápfeszültségre kapcsolásával a transzverter kapcsolóelemével párhuzamosan kötött, a transzverter üzemi alapfrekvenciáját meghatározó kondenzátort a transzverter feszültség áttételező transzformátorának primer tekercsén át feltöltjük és a kapcsolóelemre vezérlőegységből vagy szabályozóegységből vezérlőjelet adtmk és ezzel a kapcsolóelemet nyitjuk, majd a kapcsolóelemen átfolyó áram értékének, illetve időbeli lefolyásának függvényében a transzformátor visszacsatoló tekercséről levett vezérlőjellel a kapcsolóelemet vezérlőbemenetén át lezárjuk, majd az azon átfolyó csökkenő üzemi áram előre meghatározott ért&énél a kapcsolóelemet ismételten nyitjuk és a kapcsolóelem nyitását és zárását periodikusan ismételjük, továbbá találmányunk együtemű önrezgő transzverter feszültséget ádételező, célszerűen vasmagos nagyfrekvenciás transzformátorral, a transzformátor primer tekercsére csatlakozó, azzal sorbakapcsolt kapcsolóelemmel, ahol a primer tekercs egyik kivezetése és a kapcsolóelem egyik kivezetése adott esetben áramérzékelő fokozaton át a transzverter tápfeszültségkapcsaira van rákötve, a transzformátor primer teknőse és a kapcsolóelem közösített pontjára csatlakozó kondezátorral, amelynek másik kivezetése a transzformátor primer tekercsével vagy a kapcsolóelem kivezetésével közösítetten ugyancsak a tápfeszültségre van kapcsolva, továbbá a transzformátor visszacsatoló tekercséből, kondenzátorból és ellenáramból álló soros taggal, amely a kapcsolóelem vezérlőbemeneteire van kapcsolva, és tápfeszültségre csatlakozó indítóellenállással, amely szintén a kapcsolóelem egyik vezérlőbemenetére van csatlakoztatva. A technika állását képező hagyományos együtemű önrezgő transzverterek túlnyomó többsége olyan alapkapcsolásra vezethess vissza, amelyben a terhelés számára szükséges feszültséget előállító transzformátor — leggyakrabban vasmagos nagyfrekvenciás transzformátor—primer tekercsével kapcsolóelem, azaz nagyteljesítményű kapcsoiótranzisztor van sorbakötve. A tranzisztort kondenzátor hidalja át, míg bázisa indítóellenálláson keresztül tápfeszültségre, valamint a transzformátor visszacsatoló tekercséből, kondenzátortól és ellenállásból álló soros LCR tagra kapcsolódik. A tápfeszültség bekapcsolása után a transzverter üzemi frekvenciáját is meghatározó kondenzátor a transzformátor primer tekercsén át feltöltődik a tápfeszültség értékére. A kapcsolótramrisztor bázisába az indítóellenálláson át befolyó vezértőáram tölteni kezdi a bázisköri kondenzátort, és amikor annak feszültsége meghaladja a kapcsoiótranzisztor nyitófeszültségét, az nyitni kezd, csökkenti a kollektorára kapcsolódó kondenzátor feszültségét így a transzformátor primer tekercsén fellépő feszültség azonos fázisban áttranszformálódik a szekunder tekercsre, illetve a terhelésre. Ez a feszültség a visszacsatoló tekercsen, az azzal sartakapcsolt bázisköri kondenzátoron és ellenálláson át járulékos bázisáramot kelt és jobban nyitásba vezérli a kapcstAhranzisztort Ez az önerősítő folyamat következtében telítésbe kerül és a teljes tápfeszültség a primer tekercsre jut. A kapcsolótranzisztor koHektorárama terhelés alatt exponenciálisan nő, miközben a bázisárama az 1 LCR tag kondenzáctorának töltődése következtében exponenciálisan csökken. Ha a bázisáram a kollektoráram és a nagyjelű áramerősítési tényező hányadosával számítható határérték alá csökken, a kapcsolótranzisztor kikerül a telítésből és kollektorfeszültsége a rákapcsolt kondenzátor által meghatározott sebességgel nőni kezd. A transzformátor primer tekercsén így csökken a feszültség, így csökken a visszacsatoló tekercs feszültsége, ami tovább csökkenti a kapcsolótranzisztor bázisáramát. A folyamat végén a kapcsolótranzisztor lezárt, bázisán záróirányú áram folyik át, kollektorfeszültsége torz félszínuszalakot ír le, majd harmad-fél tápfeszültségen ismét bekapcsol és a leüt folyamat periodikusan ismétlődik. Az ismertetett áramkör számos felhasználást korlátozó hiányosságai a következők:- a kapcsolótranzisztor bázisa egyenáramúlag nincs megfogva, így az nősen hőmérsékletfüggő belső Icbo árama hozzáadódva a vezérlő bázisáramhoz szabályozási gondot okoz. Ez az Icbo áram azátkapcsolási veszteségek miatt akkora lehet, hogy a rendszer megszalad, szabályozhatatlanná válik és a kapcsolótranzisztor túldisszipálódik,- hálózati feszültségtől történő táplálás esetén a transzverterre jutó egyenfeszültség 300 V körüli értékű. Hatásfok és energiafelhasználási okokból a kapcsolótranzisztor kollektorfeszültségét közel 800- 1000 V szintre kellene felemelni. Mivel a tranzisztorok biztonsággal csak Uceo feszültséget bírnak ki károsodás nélkül, ha bázis — emitter átmenetük nincs ténylegesen alacsony impedanciával lezárva, a kapcsolás nem igazán megbízható,- a kapcsolási elrendezés stabil működése érdekében a kapcsolőtranzisztort még azelőtt be kell kapcsolni, mielőtt kollektorfeszültsége nullára csökkenne. Ha a kapcsolótraneisztort a szokásos módon harmad tápfeszültsége körül kapcsoljuk vissza, a rákötött kondenzátor energiáját a tranzisztornak kell felemésztem. Ez gyakorlati tapasztalataink szerint hozzávetőlegesen 1W veszteséget jelent Ha a tranzisztort 200 V kollektorfeszültség körül kapcsoljuk be - - a stabil működés és szabályozhatóság miatt ez gyakori—a fenti veszteség négyszeresére nő, ami már a félvezető számára is számottevő. A veszteségen túl az áramkör megbízhatósága is erősen csökken, mert a tranzisztornak túl kell élnie a kristályszerkezetben helyi túlterheléseket okozó lökésszerű igénybevételt- a kapcsolótranzisztor nyitott, telített helyzetében a növekvő kollektorárammal szemben csökkenő bázisáramot kap, ami ugyancsak a tranzisztor veszteségeit növeli,- kikapcsoláskor a kapcsoló tranzisztor záró bázisárama lassan alakul ki, miközben kollektorfeszüksége hasonló ütemben emelkedik. A ktssú átmenet ismét veszteséget jelent A találmánnyal célunk az ismert együtemű önrezgő transzverterek működésének kedvezőbbé tétele újszerű vezérlés és kapcsolási elrendezés révén. Felismerésünk szerint ennek érdekében a kapcsolótranzisztor emitter—bázis átmenetét ki kell üríteni, függetlenítve a szabályozást a tranzisztor Icbo értékétől. A tranzisztort csak feszültségmentes állapotban szabad bekapcsolni és bázisárainál megfelelő tartalékkal kell lezárni, hogy ne léphessenek fel veszteségnövelő tmziens szakaszok. Kitűzött feladatunk megoldá2 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
