203173. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés kis-zajú, stabil egyenfeszültség előállítására
1 HU 203 173 B 2 (6) és azzal sorba kapcsolt szűrő-fojtón (7) át a kapcsolási elrendezés kimenetét képezi, mely kimenet egyrészről a túlfeszültségvédő áramkör (12) bemenetére, másrészről potenciálleválasztó feszültségátalakítón (11) keresztül a szabályozó és meghajtó áramkör (9) ellenőrző feszültség-jelbemenetére van kötve. A kapcsolási elrendezés úgy van kialakítva, hogy a feszültségstabilizátor (1) kimenetéhez csatlakozó időzítő áramköre (2) van, melynek kimenete logikai VAGY kap- csolatot megvalósító áramkör (3) egyik bemenetére van kötve. A szűrő-fojtó (7) primer tekerccsel (L3-N1), továbbá szekunder tekerccsel (L3-N2) is rendelkezik, a szekunder tekercs (L3-N2) kimenete pedig csúcsegyenirányítón (4) keresztül a logikai VAGY kapcsolatot megvalósító áramkör (3) másik bemenetére van kötve, melynek kimenete tápfeszültségfigyelő áramkörön (8) keresztül a szabályozó és meghajtó áramkör (9) bemenetével van összekötve. Kapcsolótranzisztora (10) FET-tranzisztor (101), továbbá áramérzékelőt (13) tartalmaz, amelynek a FET-tranzisztor (101) drain-feszültségét vezetési állapotban kicsatoló további FET-tranzisztora (131) van. A további FET-tranzisztor (131) emittere (S’), közvetlenül és ellenálláson (132) keresztül, a szabályozó és meghajtó áramkör (9) ellenőrző áram-jelbemenetére van kötve. A találmány tárgya eljárás és kapcsolási elrendezés kis zajú, stabil egyenfeszültség előállítására. Egyenfeszültség előállítására számos megoldás ismeretes. Az egyik ismert megoldás termisztoros hővédelemmel rendelkezik, amely a p-n átmenet feszültségváltozásának figyelésén alapul és ily módon állít elő egyenfeszültséget. Egy másik ismert megoldás a kimeneti stabil egyenfeszültséget komparátorok segítségével figyeli és meghatározott értékek túllépése esetén tiltja az egyenfeszültséget előállító kapcsolási elrendezés működését. Ismeretes továbbá olyan megoldás is, amelynél az egyenfeszültség előállítása az impulzuskitöltési tényező változtatásán alapul. Ennél a megoldásnál kimeneti túláramnál az impulzuskitöltést csökkentik, ez azonban csak viszonylag alacsony (20-40 kHz) működési frekvenciáig használható, mert a kapcsolási időkből adódóan az impulzus szélessége egy bizonyos érték alá nem csökkenthető. A találmány célja olyan megoldás létrehozása, amellyel jó hatásfok mellett megfelelő hővédelemmel, a kimenő feszültség alsó és felső határának ellenőrzésével rendelkezik és lehetőséget ad olyan túláramvédelemre, amely például 100 kHz-es működési frekvencián már adódó kimeneti rövidzár problémáknak is megfelel. Felismertük, hogy a kapcsoló tranzisztorok közül a MOS-FET tranzisztorok önmagában ismert módon a hőmérséklet növekedésekor növekvő Rds ellenállását közvetlenül minden egyéb más áramfigyelő alkatrész nélkül fel lehet használni áramérzékelésre, hiszen a Rds ellenállás növekedésével megnő az áramjelként felhasználható és róla levett Uds feszültség is. Ily módon nincs szükség külön sönt alkalmazására, ezzel biztosítható az EMC-követelmények teljesítése. Felismerésünkkel megfelelő áramszabályozást lehet végrehajtani, amellyel szükség esetén - például környezeti hőmérséklet növekedéséből adódó tranzisztor- túlmelegedés esetén - csökkenthető az impulzuskitöltési tényező. Aramszabályozás nélkül ugyanis az áramjel a hőmérséklettel egyébként arányosan növekedne. Ismeretes, hogy a kapcsolóeszközként használt MOS-FET tranzisztorok a kívánt működésükhöz viszonylag stabil meghajtófeszültséget igényebek, amihez szükség van a bemeneti feszültség stabilizálására, mely köztudottan jelentős veszteséget okoz. Találmányunk további felismerése, hogy a kimenő feszültség is felhasználható a stabil egyenfeszültséget 20 előállító elektronika, így tehát például a MOS-FET tranzisztorok táplálására, amelynek segítségével igen előnyös hatásfokjavulás érhető el. Megoldásunknál ezért mindaddig, amíg megfelelő nagyságú kimeneti egyenfeszültséggel rendelkezünk, 25 addig a bemeneti feszültséget ebből a kimeneti feszültségből állítjuk elő. Amennyiben kimeneti feszültségünk még nbcs, vagy annak értéke nem megfelelő - túlfeszültség lép fel -, akkor és csak akkor használunk a bemeneti feszültség előállításához stabilizátort. Kí- 30 sérleteink szerint ezáltal jelentős mértékben csökkenthető a disszipációs veszteség, mivel nincs mindig szükség, illetve csak ritkán van szükség stabilizátor alkalmazására. A találmány tárgya eljárás kis zajú stabil egyenfe- 35 szükség előállítására, amelynek során a kimenő egyenfeszültséget impulzuskitöltési tényező változtatását követően megfelelő jelformálással állítjuk elő, miközben figyeljük a kimenőfeszültség felső határértékét és a határérték túllépése esetén letiltjuk a kimenő egyenfe- 40 szükséget. Az eljárás lényege, hogy az impulzuskitöltési tényező változtatásához a bemeneti feszültséget a kimenőfeszültségből közvetlenül - előnyösen csúcsegyenirányítva - állítjuk elő, miközben áramkorlátozást hajtunk végre oly módon, hogy növekvő terhelő- 45 áram esetén csökkentjük az impulzuskitöltési tényezőt. Amennyiben az impulzuskitöltési tényező változtatásához felhasznált kimenőfeszültségből közvetlenül előállított bemeneti feszültség meghatározott alső határérték alatt van, akkor az impulzuskitöltési tényező vál- 50 toztatásához szükséges bemeneti feszültséget stabilizált feszültség meghatározott időszakonként történő - célszerűen periódikus - bekapcsolásával biztosítjuk A találmány tárgya továbbá kapcsolási elrendezés 55 kis zajú, stabil egyenfeszültség előállítására, amelynek feszültségstabilizátora, túlfeszültségvédő áramköre, továbbá szabályozó és meghajtó áramkörhöz csatlakozó kapcsolótranzisztora van. A túlfeszültségvédő áramkör bemenetére a kapcsolási elrendezés kimenete csatla- 60 kozik. A kapcsolótranzisztor kimenete teljesítményt2
