DE1023090B - Schaltungsanordnung zur Umwandlung einer geringen in eine hohe Gleichspannung unter Verwendung eines Transistor-Relaxationsoszillators - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Umwandlung einer geringen in eine hohe Gleichspannung unter Verwendung eines Transistor-RelaxationsoszillatorsInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung (Transverter) zur Umwandlung einer geringen
Transistor-Betriebsspannung in eine hohe Gleichspannung. Die Schwingungen eines Transistoroszillators
werden hochtransformiert, gleichgerichtet und als Betriebsspannung für andere Zwecke verwendet.
Es ist bereits bekannt, z. B. aus Proceedings of the IRE, Nov. 52, S. 1521 ff., einen Transistor in einem
Relaxationsoszillator zu verwenden, bei dem die Emitterelektrode mit der einen, z. B. mit der positiven
Klemme einer Spannungsquelle, wie z. B. einer Batterie, die Kollektorelektrode über die Primärwicklung
eines Transformators mit der andexen Klemme dieser Quelle und die Basiselektrode über die
Sekundärwicklung des Transformators in Reihe mit einem Widerstand mit der Emitterelektrode verbunden
sind. In dieser Weise werden negative Spannungsimpulse in der Primärwicklung des Transformators
im Augenblick erzeugt, in dem der Transistor gesperrt wird. Die Amplitude dieser Impulse kann dabei ein
Mehrfaches der Spannung der genannten Spannungsquelle sein. Die Spannungsimpulse werden über einen
Gleichrichter einem gegebenenfalls mit Glättungsmitteln versehenen Belastungskreis zugeführt. Dieser
bekannten Schaltungsanordnung haftet der Nachteil an, daß die an der Belastung erzeugte Spannung sich
ändert, wenn die Belastungsimpedanz und/oder die Spannung der Transistorspeisequelle variiert.
Bei einer Schaltungsanordnung zur Umwandlung einer geringen in eine große Spannung mittels eines
TransistOT-Relaxationsoszillators mit Gleichricht- und
Filtermitteln zum Gleichrichten der Oszillatorschwingungen werden diese Nachteile vermieden, und es
werden ein sicheres Anschwingen und eine gute Stabilisierung der Ausgangsgleichspannung erzielt, wenn
gemäß der Erfindung mit mindestens einem Teil des Basis-Emitter-Eingangskreises des Oszillatortransistors
ein Nebenschlußkreis parallel geschaltet ist, mittels dessen der Basisstrom des Oszillatortransistors
durch Vergleich der gleichgerichteten Oszillatorschwingungen mit einer Bezugsspannung derart gesteuert
wird, daß eine annähernd konstante Beziehung zwischen der durch Gleichrichtung der Oszillatorschwingungen
erzeugten Spannung und der Bezugsspannung aufrechterhalten wird.
Es sei bemerkt, daß es an sich bekannt ist, die Ausgangsspannung einer mit einer Elektronenröhre
arbeitenden, fremdgesteuerten Kippschaltungsanordnung durch Vergleich eines Teiles der Ausgangsspannung
oder der gleichgerichteten, an einer Sekundärwicklung des Ausgangstransformators auftretenden
Spannung mit einer konstanten Spannungsquelle eine Differenzspannung zu gewinnen und zur Steuerung
S chaltungs anordnung
zur Umwandlung einer geringen
zur Umwandlung einer geringen
in eine hohe Gleichspannung
unter Verwendung eines Transistor-Relaxationsoszillators
unter Verwendung eines Transistor-Relaxationsoszillators
Anmelder:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)
Eindhoven (Niederlande)
Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 20. Mai, 11. Juni 1954, 18. Januar
und 29. April 1955
und 29. April 1955
Leon Henry Light, London,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
einer Vorspannung der Elektronenröhre auszunutzen.
Nach der Erfindung wird aber die Stabilisierungswirkung bei einem selbstschwingenden Relaxationsoszillator unter Berücksichtigung der besonderen
Eigenschaften eines Transistors durch Änderung der Basis-Emitter-Steuerspannung mit Hilfe eines gesteuerten
Nebenschlusses zweckmäßig ausgenutzt, wobei sich eine sicher anschwingende Anordnung ergibt.
Die Erfindung wird zur Erzeugung einer stabilisierten Ausgangsspannung benutzt.
Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung näher erläutert, in der
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, Fig. 2 eine Variante von Fig. 1,
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, Fig. 2 eine Variante von Fig. 1,
Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel und
Fig. 4 eine Variante von Fig. 3 darstellen.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 besitzt einen als Oszillator geschalteten Transistor 1 von der
p-n-p-Art, dessen Emitterelektrode 2 mit dem Pluspol der Batterie 10 und gleichzeitig mit einem Punkt konstanten
Potentials, z. B. Erde, verbunden ist. Die zugehörige Kollektorelektrode 4 ist einerseits über die
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gesehen, um die vom Oszillator gelieferte Energie entsprechend der Größe der Belastung 30 zu ändern.
Zu diesem Zweck ist die Basiselektrode 3 des Transistors 1 über einen Gleichrichter 15 mit der Kollektor-5
elektrode 14 des Transistors 11 verbunden; diese Verbindung bildet einen veränderlichen Nebenschluß des
Basis-Emitter-Eingangswiderstandes desTransistors 1, wodurch der Basisstrom des Transistors 1 geändert
werden kann. Der Gleichrichter 15 \-erhindert die
Primärwicklung 5 eines Transformators 6 mit der negativen Klemme einer Gleichspannungsquelle 10,
z. B. von 3 V, andererseits über einen Gleichrichter 8 mit einem Glättungskondensator 17 verbunden. Die
Belastung 30 ist zwischen den Klemmen 25 und 26 geschaltet.
Die Basis 3 des Transistors 1 ist über einen Widerstand 9 in Reihe mit der Sekundärwicklung 7 des
Transformators 6 mit Erde verbunden. W'eiter ist
diese Basis über einen Gleichrichter 15 mit dem KoI- io Spannungsspitzen des Oszillators daran, bis zur lektor 14 eines Transistors 11 verbunden, dessen Kollektorelektrode 14 vorzudringen. Der Transistor 11 Emitter 12 mit der negativen Klemme einer Bezugs- wird dabei vom Transistor 21 gesteuert, der mit gespannungsquelle 20, z. B. von 1,5 V, und mit der posi- erdetem Kollektor geschaltet ist, und dessen Basistiven Klemme einer Hilfsspannungsquelle 16, z. B. von elektrode 23 mit dem Spannungsteiler 18, 19 ver-1,5 V, verbunden ist. Die negative Klemme der Quelle 15 bunden ist, so daß ein Teil der Ausgangsspannung an 16 liegt an Erde. Die Basis 13 des Transistors 11 ist die Basis 23 gelegt wird.
Transformators 6 mit Erde verbunden. W'eiter ist
diese Basis über einen Gleichrichter 15 mit dem KoI- io Spannungsspitzen des Oszillators daran, bis zur lektor 14 eines Transistors 11 verbunden, dessen Kollektorelektrode 14 vorzudringen. Der Transistor 11 Emitter 12 mit der negativen Klemme einer Bezugs- wird dabei vom Transistor 21 gesteuert, der mit gespannungsquelle 20, z. B. von 1,5 V, und mit der posi- erdetem Kollektor geschaltet ist, und dessen Basistiven Klemme einer Hilfsspannungsquelle 16, z. B. von elektrode 23 mit dem Spannungsteiler 18, 19 ver-1,5 V, verbunden ist. Die negative Klemme der Quelle 15 bunden ist, so daß ein Teil der Ausgangsspannung an 16 liegt an Erde. Die Basis 13 des Transistors 11 ist die Basis 23 gelegt wird.
direkt mit dem Emitter 22 eines Transistors 21 ver- Der Emitter 22 hat etwa das gleiche Potential wie
bunden, dessen Kollektor 24 geerdet ist. Die Basis 23 die Basis 23; dieses Potential wird mit dem Potential,
des Transistors 21 ist mit dem Verbindungspunkt der z. B. von 1,5 V, des Emitters 12 des Transistors 11
Widerstände 18 und 19 verbunden. Das freie Ende 20 verglichen, dessen Basis 13 mit dem Emitter 22 verdes
Widerstandes 19 liegt an der positiven Klemme bunden ist. Der von der Basis 3 zum Kollektor 14
der Bezugsspannungsquelle 20. Das freie Ende des fließende Strom ist vom Ergebnis dieses Vergleichs
Widerstandes 18 ist mit der Ausgangselektrode des abhängig.
Gleichrichters 8 verbunden. Tatsächlich wird also durch den Transistor 11 der
Bei dieser Schaltungsanordnung \verden vom Tran- 25 Teil der Ausgangsspannung, der am Widerstand 19
sistor 1 impulsförmige Schwingungen erzeugt, die liegt, mit der Bezugs spannung der Quelle 20 vermittels
des Gleichrichters 8 gleichgerichtet werden. glichen. Für einen bestimmten Wert der gewünschten
Die erhaltene Gleichspannung wird der Belastung 30 Ausgangsspannung ist das Verhältnis zwischen der
zugeführt. Wird die Spannung der Quelle 10 an die Spannung am Widerstand 19 und der Gesamtaus-Kollektorelektrode
4 des Transistors 1 angelegt, so 30 gangsspannung derart gewählt, daß an der Grenze des
wird der Transistor 1 leitend, und es fließt in der Stabilisationsbereiches, die dem maximalen Ausgangs-Wicklung
5 ein wachsender Strom. Die Zunahme strom entspricht, der den Transistor 11 durchfließende
dieses Stromes induziert in der mit der Basiselektrode3 Strom gerade noch nicht vollständig unterbrochen ist.
verbundenen Sekundärwicklung 7 eine Spannung, In diesem Zustand fließt der maximale Strom durch
welche die Basiselektrode in die negative Richtung 35 den Widerstand 9 und ein minimaler Strom durch den
aussteuert, so daß schließlich nur ein sehr geringer Transistor 11. Die Wirkungsweise der Anordnung ist
Spannungsunterschied zwischen der Kollektorelek- weiter derart, daß innerhalb des Regelbereiches eine
trode 4 und der Emitterelektrode 2 verbleibt. In dieser Belastungsstromabnahme, d. h. eine Spannungs-Weise
steht annähernd die ganze Spannung der Speise- zunähme zwischen den Klemmen 25, 26 mit einer Zuquelle
10 über der Selbstinduktion der Wicklung 5, 40 nähme des durch den Transistor 11 abgeführten
d. h. daß der diese Wicklung durchfließende Strom Stroms einhergeht. Dies bewirkt eine Abnahme des
Stroms der Basis 3. Hiermit hängt eine der geringeren
Energieabnahme der Belastung 30 entsprechende Abnahme der Ausgangsenergie des Oszil-45
lators zusammen, derart, daß zwischen den Klemmen 25, 26 eine ziemlich konstante Ausgangsspannung entsteht.
Der Wert, auf den die Ausgangsspannung stabilisiert wird, kann dadurch geändert werden, daß der an
der Kollektorstrom ab, wodurch eine in Bezug gegen 50 die Basis 23 angelegte Teil der Ausgangsspannung geErde
positive Spannung in der Wicklung 7 entsteht, ändert wird, z. B. durch Änderung des Verhältnisses
die den Transistor 1 sperrt. Durch die Stromunter- zwischen den z. B. als Potentiometer ausgebildeten
brechung in der Primärwicklung 5 wird eine hohe Widerständen 18 und 19.
negative Spannung an der Kollektorelektrode 4 er- Der Transistor 21 dient dazu, den Basiskreis 13
zeugt. Diese Spannung wird aufrechterhalten, bis der 55 dem Widerstand 19 anzupassen. Die Eingangsimpeüber
den Gleichrichter 8 dem Glättungsfilter 17, 18, danz des Transistors 11 ist nämlich zu klein, um direkt
mit dem Spannungsteiler 18, 19 verbunden zu werden, sei es denn, daß das Verhältnis der Widerstände 18,
19 sehr groß gewählt oder sehr kleine Widerstands-60 werte verwendet werden. Ein großes Verhältnis würde
einen Empfindlichkeitsverlust herbeiführen, kleine Widerstandswerte würden mit einem Ausgangsenergieverlust
einhergehen.
Der Transistor 21 ist derart geschaltet, daß der Oszillator gelieferte Energie ist nämlich etwa konstant 65 Kollektorkreis dem Ein- und Ausgangskreis gemeinbei
einem konstanten Wert des Basisstroms, der im sam ist, so daß die Eingangsimpedanz des Basiskreises
wesentlichen durch die Spannung über der Wicklung 7 23 hoch und die Ausgangsimpedanz des Emitter-
und die Größe des Widerstandes 9 bestimmt ist. kreises 22 niedrig ist. In dieser Weise bewirkt der
Um die Spannung zwischen den Klemmen 25, 26 Transistor 21 eine Impedanzanpassung zwischen dem
zu stabilisieren, sind nach der Erfindung Mittel vor- 70 Spannungsteiler 18, 19 und dem Transistor 11.
etwa linear zunimmt. Diese Stromzunahme induziert eine annähernd konstante Spannung in der Sekundärwicklung
7, so daß ein im wesentlichen konstanter Basisstrom im Transistor 1 fließt.
Dieser Zustand dauert an, bis der Kollektorstrom des Transistors 1 nicht weiter steigen kann und die
Spannung über der Wicklung 7 abnimmt. Der Basisstrom fällt dann plötzlich ab, und zugleich nimmt auch
19 zugeführte Strom aufhört. Auf diese Weise wird im Glättungsfilter 17, 18, 19 eine negative Spannung
erzeugt. Danach wird der Transistor 1 wieder leitend, und der Schwingungszyklus wiederholt sich.
Einem solchen Oszillator haftet der Nachteil an, daß die zwischen den Klemmen 25,26 erzeugte Gleichspannung
unter anderem von der Größe der angeschlossenen Belastung 30 abhängig ist. Die vom
Die mit der geschilderten Schaltungsanordnung zu erhaltende Ausgangsspannung ist durch die zulässige
Kollektor spannung des Transistors 1 begrenzt. Wenn
höhere Ausgangsspannungen gewünscht sind, kann der Transformator 6 mit einer dritten Wicklung versehen
werden, welche die Spannung über der Wicklung 5 hinauftransformiert. Der Gleichrichter 8 ist an
diese Wicklung anzuschließen. Anstatt dieser zusätzlichen Wicklung kann auch die Primärwicklung 5 des
Transformators als hinauftransformierender transformator ausgebildet werden.
Nach einer in Fig. 2 dargestellten Variante wird ein p-n-p-Transistor 31 als Oszillator geschaltet. Der
Emitter 32 und die positive Klemme der Speisespannungsquelle 10, ζ. B. von 3 V, sind mit Erde verbunden.
Der Kollektor 34 ist über die Primärwicklung 35 eines Transformators 36 mit der negativen Klemme
der Speisespannungsquelle 10 verbunden.
Die Basis 33 des Transistors 31 liegt unter Zwi-
des Transistors 51. Der Transistor 51 wird vom Transistor 61 gesteuert, der mit geerdetem Kollektor
geschaltet ist, wobei der Basis-Emitter-Kreis des Transistors 51 die Belastungsimpedanz des Emitterkreises
des Transistors 61 bildet. Ein Teil der Spannung über dem Spannungsteiler 49 ist an die Basis 63
gelegt.
Das Potential des Emitters 62 erreicht im wesentlichen den gleichen Wert wie dasjenige der Basis 63.
Auto- 10 Da die Basis 53 mit dem Emitter 62 verbunden, ist,
wird dieses Potential mit dem des Emitters 52 (Erde) verglichen. Der verstärkte, nach dem Kollektor 54
fließende Strom, und also der Strom nach der Basis 33, ist vom Ergebnis dieses Vergleichs abhängig. Der
zwischen dem Gleitkontakt des Widerstandes 49 und der negativen Klemme der Bezugsquelle 50 auftretende
Teil der Ausgangsspannung wird also tatsächlich im Transistor 51 mit der Bezugsspannung
verglichen. Die Anordnung ist derart, daß innerhall)
schenschaltung eines Gleichrichters 45 in Reihe mit 20 des Regelbereiches eine Zunahme der Ausgangsspaneiner Sekundärwicklung 37 des Transformators 36 an nung (z. B. infolge einer Abnahme des Belastungs-Erde.
Diese Basis ist auch mit dem Kollektor 44 eines stromes) eine Abnahme des über den Transistor 41
n-p-n-Transistors 41 verbunden. Der Emitter 42 nach der Basis 33 fließenden Stromes herbeiführt,
dieses Transistors 41 ist mit der negativen Klemme Dies geht mit einer derartigen Abnahme der Auseiner
Spannungsquelle 46, z. B. von 1,5 V, verbunden. 25 gangsenergie des Transistors 31 einher, daß die Span-Seine
Basis 43 ist direkt mit dem Kollektor 54 eines nung zwischen den Klemmen 55 sich viel weniger
p-n-p-Transistors 51 verbündten, dessen Emitter 52 ändert als ohne Verwendung der Transistoren
geerdet und dessen. Basis 53 mit dem Emitter 62 eines 41, 51, 61.
p-n-p-Transistors 61 verbunden ist. Der Wert, auf den die Schaltungsanordnung die
Der Kollektor 64 des Transistors 61 liegt an der 30 Ausgangsspannung zu stabilisieren sucht, kann durch
negativen Klemme der Spannungsquelle 46; die Basis Änderung des an die Basis 63 angelegten Teiles der
63 liegt an einem Gleitkontakt eines Widerstandes. 49,
der in Reihe mit einem Widerstand 48 und einer
Bezugsspannungsquelle 50 zwischen den Ausgangsklemmen 55 und 56 liegt, wobei die positive Klemme 35
der Quelle 50 geerdet ist.
der in Reihe mit einem Widerstand 48 und einer
Bezugsspannungsquelle 50 zwischen den Ausgangsklemmen 55 und 56 liegt, wobei die positive Klemme 35
der Quelle 50 geerdet ist.
Der Transformator 36 hat eine zweite Sekundärwicklung 40, von der ein Ende geerdet und das andere
Ende über einen Gleichrichter 38 mit der Klemme 55
verbunden ist. Ein Kondensator 47 liegt zwischen den 40 Klemme der Quelle 46 zu verbinden ist.
Klemmen 55, 56 und dient diazu, die gleichgerichtete In nicht dargestellten Varianten der zwei bereits
Klemmen 55, 56 und dient diazu, die gleichgerichtete In nicht dargestellten Varianten der zwei bereits
Spannung zu glätten. geschilderten Schaltungsanordiiungen wird die an die
Die Wirkungsweise des Oszillators ist im wesent- Basis 23 des Transistors 21 (Fig. 1) oder an die Basis
liehen die gleiche wie die des an Hand von Fig. 1 be- 63 des Transistors 61 (Fig. 2) gelegte Spannung mitschriebenen
Oszillators. Während der Periode, in der 45 tels. einer zusätzlichen. Wicklung oder einer Anzapder
Transistor 31 leitend ist, fließt aber kein Strom fung einer bestehenden Wicklung des Transformaüber
den Gleichrichter 45 nach seiner Basis, da wäh- torso bzw. 36 erzeugt; diese Spannung wird gleichrend
dieser Periode in der Sekundärwicklung 37 eine gerichtet und geglättet, bevor sie an die Basis gelegt
Ausgangsspannung eingestellt werden. Der Transistor 61 dient dazu, die Impedanz des Spannungsteilers. 48,
49 dem Eingangskreis des Transistors 51 anzupassen. Der von der Spannungsquelle 46 zu liefernde Strom
ist sehr gering; gewünschtenfalls kann diese Spannungsquelle
als Bezugsspannungsquelle verwendet werden, wobei das von dem Widerstand 48 abgewandte
Ende des Widerstandes 49 mit der negativen
Spannung erzeugt wird, die den Gleichrichter 45 sperrt. Infolge der periodischen Unterbrechung des
die Primärwicklung 35 durchfließenden Stroms wird in der Wicklung 40 eine hohe Spannung erzeugt, derart,
daß die Anode des Gleichrichters 38 positiv wird. Diese Spannung wird vom Gleichrichter 38 gleichwird.
In dieser Weise wird der Stromverlust durch die Widerstände 18, 19 bzw. 48, 49 vermieden.
Unter Umständen kann der Transistor 21 bzw. 61 entfallen; die mittels der zusätzlichen Wicklung oder
der Transformatoranzapfung erzeugte Spannung, die an die Basis 23 bzw. 63 zu legen wäre, wird dann an
gerichtet und liefert zwischen den Klemmen 55, 56 55 die Basis 13 bzw. 53 gelegt,
eine die Spannung der Speisequelle 10 übersteigende Eine Beschränkung des Regelbereiches der Schal-
eine die Spannung der Speisequelle 10 übersteigende Eine Beschränkung des Regelbereiches der Schal-
Gleichspannung, tungsanordnungen nach den Fig. 1 und 2 folgt daraus.
Bei dieser Schaltungsanordnung sind ebenfalls daß es nicht möglich ist, einem Transistor einen derartigen
Basisstrom zuzuführen, daß sein Kollektor-
dieser Schaltungsanordnung sind ebenfalls Mittel vorgesehen, um die Ausgangsenergie des Oszillators
entsprechend der Belastung 30 zu steuern, so daß eine beträchtliche Spannungsstabilisierung erreicht
wird. Diese Mittel umfassen den Transistor 41, dessen Kollektor 44 mit der Basis 33 verbunden ist,
so daß der Basisstrom des Transistors 31 durch Regestrom Null wird. Diese Beschränkung kann dadurch
aufgehoben werden, daß ein richtig gerichteter Strom in einen oder in mehrere der Kollektorkreise eingeführt
wird, um den nicht reduzierbaren Teil des Kollektorstromes auszugleichen. Zum Beispiel kann in der
lung des Kollektorstromes des Transistors 41 geändert 65 Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ein Widerstand
werden kann.
Der Transistor 41 ist von der 11-p-n-xA.rt, so daß
sein Kollektorstrom direkt als Basisstrom des Transistors 31 dienen kann. Der Strom der Basis 43 ist
zwischen dem Kollektor 44 und der negativen Klemme der Speisequelle 10 geschaltet werden, um diesen
nicht reduzierbaren Stromteil abzuführen.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 besitzt einen
ebenfalls identisch mit dem Strom des Kollektors 54 70 p-n-p-Transistor 71, dessen Emitter 72 mit der posi-
tiven, geerdeten Klemme einer Speisequelle 10, z. B. von 3 V, verbunden ist. Der Kollektor 74 des Transistors
71 ist über die Primärwicklung 75 eines Transformators 76 an die negative Klemme der Quelle 10
angelegt. Die Basis 73 ist durch eine Sekundärwicklung 77 des Transformators 76 über ein damit in
Reihe geschaltetes- .RC-Netzwerk geerdet. Letzteres besteht aus einem Widerstand 79 und einem dazu parallel
geschalteten Kondensator 86 und hat eine vorgeschriebene Zeitkonstante. Der Transformator 76 hat
eine zweite Sekundärwicklung 80, die über einen Gleichrichter 78 mit den Klemmen eines Glättungskondensators
87 verbunden ist. Eine Belastung 30 ist mit diesem Kondensator parallel geschaltet. Der
Transformator 76 hat noch eine dritte Sekundärwicklung 88, deren Enden mit Erde bzw. über einen Gleichrichter
85 und eine Bezugsspannungsquelle 90 mit dem · RC-Netzwerk 79, 86 verbunden sind.
Die Wirkungsweise des Oszillators entspricht im wesentlichen derjenigen des mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen
Oszillators.
Ohne die Wicklung 88 und die mit ihr verbundenen Teile wäre die Spannung über der Belastung 30
unter anderem von dem Wert dieser Belastung abhängig. Eine Stabilisierung der über der Belastung 30
auftretenden Spannung wird dadurch erreicht, daß die Spannung der Wicklung 88 abgenommen und mittels
des Gleichrichters 85 mit der Spannung der Bezugsquelle
90 verglichen wird. Wenn also die über der Wicklung 88 auftretende Spannung diejenige der Bezugsquelle
90 übersteigt, wird das RC-Netzwerk 79, 86 von einem Strom durchflossen. Hierdurch wird
eine Vorspannung für die Basis 73 erzeugt, so· daß der den Transistor 71 durchfließende Strom bei einem
niedrigeren Wert seines Kollektorstromes unterbrachen wird. Infolgedessen wird der Speisequelle 10
weniger Energie entnommen, so daß die Ausgangsspannung über der Belastung 30 auch verringert wird.
Offensichtlich wird jeglicher Neigung, der Spannung über der Belastung 30 oberhalb eines von der Bezugsspannung
bestimmten Schwellwertes zuzunehmen, von der erzeugten Basisvorspannung entgegengewirkt.
Diese Schaltungsanordnung ist sowohl gegen Belastungsspannungsänderungen infolge Belastungsänderungen
als auch gegen solche wirksam, die durch Speisespannungsänderungen herbeigeführt werden.
Die Bezugsspannungsquelle 90 kann durch eine sogenannte Bezugsdiode ersetzt werden, z. B. durch eine
in Sperrichtung geschaltete Germaniumdiode, deren Strom-Spannungs-Charakteristik eine Schwelle aufweist
und in welcher der Strom infolge des Zoneneffektes bei geringer Spannungszunahme oberhalb der
erwähnten Schwelle plötzlich schnell zunimmt.
Bei der Variante nach Fig. 4 wird die Speisequelle gleichzeitig als Bezugsspannungsquelle verwendet.
Selbstverständlich wird mit dieser Schaltungsanordnung keine Stabilisierung der Ausgangsspannung in
bezug auf Speisespannungsänderungen erreicht. Entsprechende Teile sind in den Fig. 3 und 4 mit den
gleichen Bezugszeichen versehen. Nach Fig. 4 ist ein 60 Ende der Wicklung 88 über den Gleichrichter 85 mit
dem .RC-Netzwerk 79, 86 verbunden. Das andere Ende der Wicklung 88 liegt an der negativen Klemme
der Speisequelle 10.
Diese Schaltungsanordnung wirkt im wesentlichen 65 in der gleichen Weise wie diejenige nach Fig. 3, ausgenommen,
daß die Spannung über der Wicklung 88 größer als die Spannung der Speisequelle 10 werden
muß, bevor ein Strom zum RC-Netzwerk 79, 86 fließt und darin eine Vorspannung für die Basis 73 erzeugt. 70
Die geschilderten Schaltungsanordnungen können auch dazu verwendet werden, ihre Teile und namentlich
ihren Oszillatortransistor gegen Überspannungen zu schützen, die bei etwaigen Unterbrechungen ihres
Belastungskreises auftreten könnten. Unter Umständen, z. B. wenn der Belastungswiderstand und die
Speisespannung im wesentlichen konstant sind und der Stromverbrauch möglichst gering zu halten ist.
kann es erwünscht sein, daß beim Normalbetrieb kein Strom durch den Gleichrichter 15 (Fig. D. 45 (Fig. 2)
oder 85 (Fig. 3, 4) fließt. Die Schwellwertspannung der Stabilisiereinrichtung wird dann so hoch gewählt,
daß diese Einrichtung bei normaler Belastung der Schaltungsanordnung unwirksam bleibt. Dies ist
durch eine richtige Bemessung des Spannungsteilers 18, 19 (Fig. 1) oder 48, 49 (Fig. 2) oder der Wicklung
88 (Fig. 3 und 4) erreichbar. Wenn der Belastungskreis der Schaltungsanordnung unterbrochen
wird, nehmen die Ausgangsgleichspannung und die Amplitude der Oszillatorsehwingungen zu. Diese Zunahme
wird aber durch die Stabilisiereinrichtung beschränkt. Sobald die Ausgangsspannung den genannten
Schwellwert erreicht, tritt Stabilisierung ein und wird der Oszillatortransistor derart polarisiert, daß
die der Speisequelle 10 entnommene Energie verringert wird.
In den geschilderten Schaltungsanordnungen können
die n-p-n-Transistoren durch p-n-p-Transistören
ersetzt werden und umgekehrt, wobei die erforderlichen Polaritätsumkehrungen der Spannungen,
Gleichrichter usw. selbstverständlich erfolgen müssen.
Claims (6)
1. Schaltungsanordnung zur Umwandlung einer geringen in eine hohe Gleichspannung unter Verwendung
eines Transistor-Relaxationsoszillators und Mitteln zum Gleichrichten der Oszillatorschwingungen
sowie Filtern der Gleichspannung, dadurch gekennzeichnet, daß mit mindestens einem
Teil des Basis-Emitter-Eingangskreises des Oszillatortransistors ein Nebenschlußkreis parallel geschaltet
ist, mittels dessen der Basisstrom des Oszillatortransistors durch Vergleich der gleichgerichteten
Oszillatorschwingungen mit einer Bezugsspannung derart gesteuert wird, daß eine
annähernd konstante Beziehung zwischen der durch Gleichrichtung der Oszillatorschwingungen
erzeugten Spannung und der Bezugsspannung aufrechterhalten wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußkreis
die Koilektor-Emitter-Strecke eines Steuertransistors
und eine Spannungsquelle zur Speisung dieses Transistors enthält.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Koilektor-Emitter-Strecke
des Steuertransistors in bezug auf. den Basisstrom des Oszillatortransistors in Sperrrichtung
geschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußkreis
außerdem eine Diode enthält, die zwischen der Basis des Oszillatortransistors und der Kollektor-Emitter-Strecke
des Steuertransistors in Sperrrichtung geschaltet ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektor-Emitter-Strecke
des Steuertransistors in bezug auf den Basisstrom des Oszillatortransistors in Durchlaß-
richtung geschaltet ist und daß der mit dem Nebenschlußkreis parallel geschaltete Teil des
Basis-Emitter-Einigangiskreises des Oszillatortransistors
eine in bezug auf den Basisstrom dieses Transistors in Sperrichtung geschaltete Diode
enthält.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der Emitter des Oszillatortransistors mit einer
ersten Klemme der Speisespannungsquelle verbunden ist und der Kollektor unter Zwischenschaltung
der Primärwicklung eines Transformators an der anderen Klemme der Speisespannungsquelle
liegt und die Basis des Oszillatortransistors unter Zwischenschaltung einer Sekundärwicklung
dieses Transformators und über einen damit in Reihe geschalteten Widerstand mit dem Emitter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Nebenschlußkreis aus der Reihen-
10
schaltung einer zweiten Sekundärwicklung des Transformators, eines Gleichrichters und der
Bezugsspannungsquelle besteht und mit dem Reihenwiderstand des Basiskreises des Oszillatortransistors
parallel geschaltet ist, so daß der Gleichrichter die Oszillatorschwingungen an der
zweiten Sekundärwicklung des Transformators mit der Bezugsspannung vergleicht und die Vorspannung
am Reihenwiderstand dementsprechend ίο steuert.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Proceedings of the IRE, Nov. 1952, S. 1521
bis 1523;
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1949, S. 244.
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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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