DD246661B1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING A NEGATIVE AUXILIARY VOLTAGE FOR BATTERY-OPERATED DEVICES - Google Patents
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Description
1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer negativen Hilfsspannung für batteriebetriebene Geräte durch einen mit Transistor, Diode, Spule und Kondensator aufgebauten Sperrwandler, der unter Verwendung einer Zeitstufe durch ein Flipflop angesteuert wird, aus der Batterie sowie deren Ein- und Ausschaltung durch die positive Betriebsspannung, gekennzeichnet dadurch, daß der Emitter des Transistors (V 1) über das Strommeßglied (I) an die unstabilisierte Batteriespannung (Ußat) angeschaltet ist, daß die positive Betriebsspannungsklemme des Komparators (A 1) mit der geregelten und einVausschaltbaren positiven Ausgangsspannung (Up) verbunden ist, daß die Referenzspannung durch den ohmschen Teiler, aus den Widerständen (R 1) und (R2) bestehend, an den ersten Komparatoreingang geschaltet ist, daß der Istwert der Spannung (Un) durch den Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen (R3) und (R4), der zwischen positive und negative Ausgangsklemme geschaltet ist, an den zweiten Komparatoreingang angeschlossen ist, daß der Komparatorausgang mit dem RESET-Eingang des Flipflops (FF) verbunden ist und daß die Stromversorgung des Flipflops (FF) und der Zeitstufe (T) aus der nichtstabilisierten Spannung (Ußat) erfolgt.1. Circuit arrangement for generating a negative auxiliary voltage for battery-operated devices by a constructed with transistor, diode, coil and capacitor flyback converter, which is controlled by using a timer by a flip-flop, from the battery and their switching on and off by the positive operating voltage, characterized in that the emitter of the transistor (V 1) is connected to the unstabilized battery voltage (Uβat) via the current measuring element (I), in that the positive operating voltage terminal of the comparator (A 1) is connected to the regulated and switchable positive output voltage (Up), in that the reference voltage is connected to the first comparator input by the ohmic divider, consisting of the resistors (R 1) and (R 2), that the actual value of the voltage (U n ) is determined by the voltage divider consisting of the resistors (R3) and ( R4), which is connected between positive and negative output terminal, to the second comp Aratoreingang is connected, that the comparator output is connected to the RESET input of the flip-flop (FF) and that the power supply of the flip-flop (FF) and the time stage (T) from the non-stabilized voltage (Ußat).
2. Schaltungsanordnung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zeitstufe (T) und das R-S-Flipflop (FF) in CMOS-Technik realisiert sind.2. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the time stage (T) and the R-S flip-flop (FF) are implemented in CMOS technology.
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer negativen Hilfsspannung zum Betrieb einer elektronischen Schaltung. Diese Schaltungsanordnung eignet sich insbesondere zur Erzeugung einer der positiven Logikbetriebsspannung entgegengesetzten Hilfsspannung zum Betrieb von Analogbaugruppen in batteriebetriebenen Meßgeräten.The invention relates to a circuit arrangement for generating a negative auxiliary voltage for operating an electronic circuit. This circuit is particularly suitable for generating an auxiliary voltage opposite to the positive logic operating voltage for operating analog modules in battery-powered measuring devices.
Es ist bekannt, daß elektronische Schaltungen, insbesondere Operationsverstärker und Analog-Digital- bzw. Digital-Analog-Wandler zu ihrem Betrieb zwei zum Nullpotential symmetrische Versorgungsspannungen bzw. neben der positiven Logikbetriebsspannung von 5V-5% eine negative Hilfsspannung benötigen.It is known that electronic circuits, in particular operational amplifiers and analog-to-digital or digital-to-analog converters require for their operation two supply voltages symmetrical to the zero potential or, in addition to the positive logic operating voltage of 5V-5%, a negative auxiliary voltage.
Üblich sind bei batteriebetriebenen Geräten sowohl zusätzliche Batterien und Längsregler für den negativen Zweig als auch geregelte Transverter, welche die positive Batteriespannung oder die geregelte Betriebsspannung in eine Wechselspannung umformen und dann gleichrichten.Common to battery-powered devices are both additional batteries and series regulators for the negative branch as well as regulated transverters which convert the positive battery voltage or the regulated operating voltage into an AC voltage and then rectify it.
Weiterhin ist bei annähernd gleichem Stromverbrauch im positiven und negativen Zweig der Betrieb aus einer Batterie mit entsprechend höherer Spannung und Regelung der Gesamt- und der Mittenspannung bekannt.Furthermore, at approximately the same power consumption in the positive and negative branch of the operation of a battery with a correspondingly higher voltage and control of the total and the center voltage known.
Als Sollwert für die geregelte Hilfsspannung wird eine gesonderte Referenz eingesetzt. Bei Verwendung von Längsreglern für die positive und negative Spannung ist die Nutzung der positiven Ausgangsspannung als Referenz für die geregelte negative Ausgangsspannung bekannt. Damit wird das zusätzliche zweite Referenzelement eingespart und bei Kurzschluß oder Überlast der positiven Spannung wird auch die negative Hilfsspannung automatisch abgeschaltet.The setpoint for the regulated auxiliary voltage is a separate reference. When using positive and negative sequence length regulators, the use of the positive output voltage as a reference for the regulated negative output voltage is known. Thus, the additional second reference element is saved and in case of short circuit or overload of the positive voltage and the negative auxiliary voltage is automatically switched off.
Soll das Gerät mit nichtrastenden Bedienelementen ein- und ausgeschaltet werden, so wird die negative Hilfsspannung üblicherweise auf der geregelten positiven Betriebsspannung durch spezielle integrierte Spannungsinverter, auf der Basis von umgeschalteten Kondensatoren, gewonnen. Dabei ist der erzielbare Gesamtwirkungsgrad für Batteriebetrieb unbefriedigend.If the device is to be switched on and off with non-latching operating elements, the negative auxiliary voltage is usually obtained at the regulated positive operating voltage by means of special integrated voltage inverters based on switched capacitors. The achievable overall efficiency for battery operation is unsatisfactory.
Weiterhin ist nachteilig, daß die durch den Transverter auf die Quelle rückwirkende Störspannung somit die Qualität der stabilisierten positiven Betriebsspannung verschlechtert.A further disadvantage is that the interference voltage retroactively applied to the source by the transverter thus degrades the quality of the stabilized positive operating voltage.
Zur Ansteuerung von Gleichspannungswandlern sind verschiedene Verfahren bekannt. Im US-Patent 3356930 wird eine Schaltung beschrieben, die über ein Flipflop die zu regelnde Größe für eine bestimmte Zeit einschaltet. In der Patentschrift DDWP 151663 wird ein Verfahren beschrieben, das mit geringem ökonomischen Aufwand eine Zwangssteuerung von Gleichspannungswandlern realisiert, bei dem die Belastungsparameter des Schaltelements und die Welligkeit von Strom und Spannung exakt festgelegt werden können. Diese Anordnungen eignen sich aufgrund hohen ökonomischen Aufwandes nur für den Aufbau von Gleichspannungswandlern mit hoher Leistung.For controlling DC-DC converters, various methods are known. In US Patent 3356930 a circuit is described which turns on a flip-flop to be controlled size for a certain time. In the patent DDWP 151663 a method is described, which implements a positive control of DC-DC converters with little economic effort, in which the load parameters of the switching element and the ripple of current and voltage can be precisely determined. These arrangements are due to high economic cost only for the construction of DC-DC converters with high performance.
Ziel der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer negativen Hilfsspannung hoher Konstanz mit minimalem Bauelementeaufwand und gutem Wirkungsgrad zu schaffen.The aim of the invention is to provide a circuit arrangement for generating a negative auxiliary voltage high consistency with minimal component cost and good efficiency.
Aufgabe der Erfindung ist es, die genannte Schaltungsanordnung so zu gestalten, daß sie sich mit einer positiven Betriebsspannung elektronisch ein- und ausschalten läßt und unempfindlich gegenüber Umgebungstemperaturänderungen sowie kurzschluß- und leerlauffest ist.The object of the invention is to make said circuit arrangement so that it can be switched on and off electronically with a positive operating voltage and insensitive to ambient temperature changes and short-circuit and idle proof.
Die Aufgabe wird mit einer Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art durch einen mit Transistor, Diode, Induktivität und Kondensator aufgebauten Sperrwandler dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß zwischen einer Batteriespannungsquelle und dem Emitter des Transistors ein Strommeßglied geschaltet ist, das über eine Zeitstufe mit dem SET-Eingang eines R-S-Ripflops verbunden ist. Der Ausgang des Flipflops liegt an der Basis des Transistors und dessen RESET-Eingang ist mit der Ausgangsklemme des an der positiven Betriebsspannung liegenden Komparators verbunden. An dem Referenzeingang des Komparators liegt die mit einen Spannungsteiler geteilte positive geregelte Betriebsspannung an, während der andere Komparatoreingang mit dem Spannungsteiler verbunden ist, der an die positive Betriebsspannungsklemme und die negative Hilfsspannungsklemme angeschlossen ist.The object is achieved with a circuit arrangement of the type described above by a built-in transistor, diode, inductance and capacitor flyback converter, characterized in that according to the invention between a battery voltage source and the emitter of the transistor, a current measuring element is connected via a timer with the SET input of a RS-Ripflops is connected. The output of the flip-flop is at the base of the transistor and its RESET input is connected to the output terminal of the comparator at the positive operating voltage. At the reference input of the comparator is the divided with a voltage divider positive regulated operating voltage, while the other comparator input is connected to the voltage divider, which is connected to the positive operating voltage terminal and the negative auxiliary voltage terminal.
Damit wird die geregelte positive Ausgangsspannung, die elektronisch ein-/ausschaltbarist, als Referenzspannung für die geregelte negative Hilfsspannung genutzt. Die geregelte positive Betriebsspannung dient als Sollwert für den auf positivem Potential arbeitenden Komparator, der die Regelung der Hilfsspannung bewirkt. Dadurch folgt die Hilfspannung der positiven Betriebsspannung.Thus, the regulated positive output voltage, which is electronically on / off, is used as a reference voltage for the regulated negative auxiliary voltage. The regulated positive operating voltage serves as a setpoint for the comparator operating at a positive potential, which causes the regulation of the auxiliary voltage. As a result, the auxiliary voltage follows the positive operating voltage.
Der Schalttransistor des Transverters wird durch das R-S-Flipflop in der Art angesteuert, daß bei Unterspannung der Transistor durchgesteuert und beim Erreichen eines gewünschten Abschaltstromes gesperrt wird. Da der Komparator aus der positiven Betriebsspannung versorgt wird, bewirkt die Abschaltung derselben auch die Abschaltung der negativen Hilfsspannung.The switching transistor of the transverter is driven by the R-S flip-flop in the way that when undervoltage, the transistor is turned on and locked when reaching a desired turn-off. Since the comparator is supplied from the positive operating voltage, the shutdown of the same causes the shutdown of the negative auxiliary voltage.
Es ist vorteilhaft, wenn Strommeßglied, Flipflop und Zeitstufe in CMOS-Technik aufgebaut werden, damit diese aufgrund des dadurch geringen statischen Ruhestroms ständig an der Batterieklemme angeschaltet sein können.It is advantageous if current measuring element, flip-flop and time stage are constructed in CMOS technology, so that they can be constantly connected to the battery terminal due to the resulting low static quiescent current.
Durch den auf positivem Potential arbeitenden Komparator ist eine monolithische Integration gemeinsam mit dem Reglerfürdie positive Spannung einfach möglich. Der Einsatz von Mehrfach-Operationsverstärkern gestattet eine ökonomische Realisierung mit den vorhandenen Standardbauelementen.The positive potential comparator allows monolithic integration in concert with the positive voltage regulator. The use of multiple operational amplifiers allows an economical realization with the existing standard components.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer negativen Hilfsspannung.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a circuit arrangement for generating a negative auxiliary voltage.
Die negative Hilfsspannung Un wird mit dem aus Transistor V1, Diode V2, Spule L1 und Kondensator Cl bestehendenThe negative auxiliary voltage Un is the one consisting of transistor V1, diode V2, coil L1 and capacitor Cl
Sperrwandler erzeugt. Die Ausschaltbedingung wird vom Strommeßglied I abgeleitet und in der Zeitstufe T gespeichert. Die Spannungsregelung erfolgt durch Vergleich der mit dem Spannungsteiler R3, R4 geteilten Differenzspannung zwischen geregelter positiver Betriebsspannung UPund negativer Hilfsspannung Un und der mit dem Spannungsteiler R1, R2 geteilten positiven Betriebsspannung Up.Flyback converter generated. The switch-off condition is derived from the current measuring element I and stored in the time stage T. The voltage regulation takes place by comparison of the difference voltage divided by the voltage divider R3, R4 between regulated positive operating voltage U P and negative auxiliary voltage U n and the positive operating voltage Up divided by the voltage divider R1, R2.
Wird die positive Betriebsspannung Up abgeschaltet, ist auch die Hilfsspannung Un gleich OV. Die Stromaufnahme dieser Schaltung ist dann vernachlässigbar klein, wenn Strommeßglied I, Zeitstufe T, und Flipflop FF, die ständig von der Batteriespannung UBat betrieben werden, in CMOS-Technik realisiert sind.If the positive operating voltage Up is switched off, the auxiliary voltage U n is equal to OV. The current consumption of this circuit is then negligibly small when current measuring I, T level, and flip-flop FF, which are constantly operated by the battery voltage U Ba t, implemented in CMOS technology.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28775486A DD246661B1 (en) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING A NEGATIVE AUXILIARY VOLTAGE FOR BATTERY-OPERATED DEVICES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28775486A DD246661B1 (en) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING A NEGATIVE AUXILIARY VOLTAGE FOR BATTERY-OPERATED DEVICES |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD246661A1 DD246661A1 (en) | 1987-06-10 |
| DD246661B1 true DD246661B1 (en) | 1990-03-21 |
Family
ID=5577087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD28775486A DD246661B1 (en) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING A NEGATIVE AUXILIARY VOLTAGE FOR BATTERY-OPERATED DEVICES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD246661B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4206478A1 (en) * | 1992-03-02 | 1993-09-09 | Thomson Brandt Gmbh | Voltage stabiliser integrated circuit for CD player, television receiver or video recorder - compares constant voltage provided by internal source with reference voltage and clock voltage to control series switch, with rectifier across IC pins |
-
1986
- 1986-03-11 DD DD28775486A patent/DD246661B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4206478A1 (en) * | 1992-03-02 | 1993-09-09 | Thomson Brandt Gmbh | Voltage stabiliser integrated circuit for CD player, television receiver or video recorder - compares constant voltage provided by internal source with reference voltage and clock voltage to control series switch, with rectifier across IC pins |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD246661A1 (en) | 1987-06-10 |
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Legal Events
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