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Reihenschaltung von Transistoren zur Stromkonstanthaltung an
Gleichstromverbrauchern
Die Erfindung betrifft eine Reihenschaltung von Transistoren zur Stromkonstanthaltung an Gleichstromverbrauchern.
Bei der Anwendung von Transistoren für den Aufbau von Stromregelschaltungen bestehen insofern Schwierigkeiten, als der Spannungsregelbereich die maximale Use-Spannung der verwendeten Transistoren nicht überschreiten darf. Um diese Schwierigkeit für grössere Regelspannungen zu umgehen, besteht die Möglichkeit der Reihenschaltung von Transistoren. Da jedoch auch sehr gut aufeinander abgestimmteTransistorenAbweichungen von ihrenBetriebsgrössen aufweisen und sich diese Betriebsgrössen mit der Zeit und der Betriebsdauer ändern, sind entsprechende Massnahmen erforderlich, die eine solche Reihenschaltung erlauben. Um eine Reihenschaltung von Transistoren zu ermöglichen, wurden bisher in einer brückenartigenSchaltung zwei inReiheliegendeTransistoren gleichen Typs, z.
B. pnp durch einen weiteren Transistor des entgegengesetzten Typs, z. B. npn zwecks Fehlerkorrektur der Betriebsgrössen ergänzt.
Der Gegenstand der Erfindung löst die Aufgabe, eine Schaltung für die Regelung einer beliebig hohen Spannung anzugeben, die eine Stromkonstanthaltung unter Vermeidung von npn Transistoren ermöglicht. Dies wird bei einer Reihenschaltung von Transistoren zur Stromkonstanthaltung an Gleichstromverbrauchern, bei der die Steuerspannung jedes Transistors durch eine konstante Vergleichsspannung und durch eine vom konstant zu haltenden Strom gesteuerte Spannung gebildet ist, erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass der Emitter-Kollektorstrecke jedes Transistors jeweils eine Diode parallel und jedem Emitter ein Widerstand in Reihe geschaltet ist, wobei die Steuerspannung über die Serienwiderstände der Transistoren derart an deren Basen gelegt ist, dass jeweils der Pluspol zwischen dem Serienwiderstand und dem Kollektor des nächsten Transistors liegt.
Der Gegenstand der Erfindung ist an Hand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert-Es zeigen : Fig. l das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemässen Anordnung und Fig. 2 die vollständige Regelschaltung.
In der inFig. 1 dargestelltenRegelstufe liegt zwischen zwei Klemmen 1 und 2 eine Spannung UB' deren Grösse die maximale Kollektor-Emitter-Spannung eines handelsüblichen Transistors übersteigt. Mit der Klemme 1 ist der Kollektor eines Transistors T1 verbunden, dessen Emitter in Serie mit einem Widerstand W1 liegt. An den Emitter und den Kollektor sind weiter in den Punkten a und b die Anschlüsse einer Zenerdiode D1 angeklemmt, die somit der Emitter-Kollektorstrecke parallelgeschaltet ist und die derSpannungsbegrenzung dient. In Serie zumTransistor T1 liegen weitere Transistoren T2 bis Tn, deren Emitter-Kollektorstrecken ebenfalls jeweils durch Zenerdioden D2-Dn überbrückt sind, während in Serie zu deren Emittern die Widerstände W2-Wn liegen.
Die Transistoren werden durch Spannungen UV1-UVn angesteuert, deren Minuspol jeweils an der Basis und deren Pluspol an einem Punkt C zwischen dem Widerstand und dem Kollektor des nächsten Transistors angeklemmt ist. Der-
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eines Akkumulators dienen.
In Fig. 2 ist als Anwendungsbeispiel eine Reihenschaltung von Stufe 1 bis n dargestellt, mit deren
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seite durch eine Grätzschaltung Gr2-Gr5 gleichgerichtet wird. Damit steht an einem Elektrolytkon- densator C2 eine Gleichspannung zur Verfügung, die zum Betrieb der Konstantstromquelle dient. Die
Ausgangsklemmen 8 und 9 der Schaltung sind mit einem Verbraucherwiderstand, durch den der konstante Strom fliessen soll, abzuschliessen. Bei einem ausgeführten Gerät wurden fünf Stufen hintereinander- geschaltet, wobei mit einer Stufe, bedingt durch die dem Transistor T1 (UGE maximal 50V) jeweils parallelgeschaltete Zenerdiode D2,48 V ausregeln kann. Der im Ausgangskreis fliessende Strom wird dabei auf 10 mA konstant gehalten.
Bei einem Verbraucherwiderstand, der in den Grenzen zwischen 0-22 Kn schwankt, beträgt der Toleranzbereich des Ausgangsstromes zirka 10%. An den Klem- men 3 und 5 wird für die Erzeugung der Vergleichsspannung eine Wechselspannung abgenommen, die durch denGleichrichter Gr1 gleichgerichtet wird. Zwischen den Punkten 4 und 5 liegt ein Elektrolyt- kondensator C1 ; dieser übernimmt die Funktion eines Ladekondensators.
Die an den Punkten 4, 5 anstehende Gleichspannung wird über den Widerstand W1 der zwischen den Punkten 6 und 5 liegen- den Zenerdiode D1, die mit ihrem Anodenanschluss an der Basis des Transistors T1 liegt, zugeführt.
Die Kathode der Zenerdiode ist im Punkt 5 mit einem Anschluss des Widerstandes W2 verbunden, da- durch wird erreicht, dass durch den Transistor T1 entsprechend der Beziehung
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