DE1155848B - Arrangement for keeping a direct voltage constant with a switching transistor and a choke coil - Google Patents
Arrangement for keeping a direct voltage constant with a switching transistor and a choke coilInfo
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Description
Anordnung zur Kons#tanthaltung einer Gleichspannung mit einem Schalttransistor und einer Drosselspule Zusatz zum Patent 1123 749 Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung, die aus einer Gleichstromque#lle derart abgeleitet ist, daß die in ihrem Spannungswert schwankende Eingangsgleichspannung stets größer ist als die konstant gehaltene Gleichspannung und daß der aus der Gleichstromquelle entnommene mittlere Gleichstrom über den Lastwiderstand fließt, aber kleiner ist als der gesamte mittlere Gleichstrom über den Lastwiderstand, daß in einem Längszweig eine als Energiespeicher verwendete Drossel vorgesehen ist, die eingangsseitig durch einen elektronisch gesteuerten Umschalter, bestehend aus einem Transistor, dessen Kollektor-Emitter-Strecke im Längszweig liegt, und einer Diode im Querzweig, periodisch zwischen den beiden Eingangsklemmen hin- und hergeschaltet wird, und daß am ausgangsseitigen Anschluß der Drossel ein im Querzweig liegender Glättungskondensator angeordnet ist, bei der nach dem Hauptpatent 112-1749 der im Längszweig liegende Schalttransistor über seine Basis-Emitter-Strecke abhängig, von in einer zweiten Wicklung der Drossel durch deren Flußänderungen erzeugten Spannungen periodisch in Durchlaß- bzw. Sperrichtung geschaltet wird, bei der der den Kollektorstrom begrenzende Basisstrom des Schalttransistors während dessen Durchlaßzeit in einen größeren, durch die Emitter-Kollektor-Strecke, und in einen kleineren, durch die Emitter-Basis-Strecke eines Steuertransistors geleiteten Teilstrom aufgespalten ist, wobei dem kleineren Teilstrom in einem Widerstand über einen Stelltransistor ein Zusatzstrom superponiert wird, der von der konstant zu haltenden Ausgangsspannung durch Vergleich derselben mit einem Spannungsnormal, insbesondere einer Zenerdiode, abgeleitet ist, und bei der der Basis-Emitter-Stromkreis des Schalttransistors über eine während dessen Sperrzeit durchlässige Diode geschlossen ist.Arrangement for keeping a direct voltage constant with a switching transistor and a choke coil Addendum to patent 1123 749 constant DC voltage and that the average direct current taken from the direct current source flows through the load resistor, but is smaller than the total average direct current through the load resistor, that a throttle used as an energy store is provided in a series branch, which consists of an electronically controlled changeover switch on the input side from a transistor, whose collector-emitter path is in the series branch, and a diode in the shunt arm, is periodically switched back and forth between the two input terminals, and that at the output side connection of the choke a smoothing lying in the shunt arm capacitor is arranged in which, according to the main patent 1 12-1749, the switching transistor located in the series branch via its base-emitter path depending on voltages generated in a second winding of the choke by their flux changes is periodically switched in the forward or reverse direction, at the base current of the switching transistor, which limits the collector current, is split into a larger partial current through the emitter-collector path and a smaller partial current conducted through the emitter-base path of a control transistor during its conduction time, the smaller partial current being overridden by a resistor An additional current is superposed on an adjusting transistor, which is derived from the output voltage to be kept constant by comparing the same with a voltage standard, in particular a Zener diode, and in which the base-emitter circuit of the switching transistor is closed via a diode that is permeable during its blocking time.
Aufgabe der Erfindung ist es, dieAnordnungzurKonstanthaltung einer Gleichspannung mit einem Schalttransistor und einer Drosselspule weiter zu verbessern.The object of the invention is to provide the arrangement for keeping a To further improve DC voltage with a switching transistor and a choke coil.
Zur weiteren Vervollkommnung wird die Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung mit einem Schalttransistor und einer Drosselspule nach dem Hauptpatent gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß auf der als Energiespeicher wirkenden Drossel mindestens eine Wicklung für den Anschluß einer Gleichrichterschaltung, im wesentlichen bestehend aus einem Gleichrichter undeinem Ladekondensator, vorgesehen ist und daß der Gleichrichter jeweils derart gepolt ist, daß am Ausgang der Gleichrichterschaltung nur während der Zeit der Energieabgabe der Drossel eine Gleichspannung entsteht. Die Anordnung kann ferner so ausgebildet werden, daß der Schaltungsteil mit dem Widerstand, üi dem über den Stelltransistor der Zusatzstrom superponiert wird, so ausgebildet ist, daß eine Diode in Reihe mit einem Widerstand zwischen den ausgangsseitigen Pol einer Zusatzwicklung zu der im Längszweig liegenden Wicklung der Drossel und der Basis des Steuertransistors geschaltet ist, daß Basis und Emitter des Steuertransistors durch einen weiteren Widerstand verbunden sind, daß der Verbindungspunkt der Reihenschaltung aus Diode und Widerstand durch einen Kondensator mit dem Kollektor des Steuertransistors, mit dem eingangsseitigen Pol der Zusatzwicklung und mit dem ausgangsseitigen Pol der im Längszweig liegenden Wicklung der Drossel verbunden ist, daß der Kollektor des Stelltransistors direkt an die Basis des Steuertransistors gelegt ist und daß der die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors verbindende Widerstand so bemessen ist, daß der Steuertransistor während der Sperrzeit des Schalttransistors invers betrieben wird und dadurch die Funktion der während der Sperrzeit des Schalttransistors durchlässioren Diode übernimmt.For further perfection, the arrangement is to keep it constant a DC voltage with a switching transistor and a choke coil after Main patent according to the invention designed so that on the as energy storage acting choke at least one winding for the connection of a rectifier circuit, consisting essentially of a rectifier and a charging capacitor is and that the rectifier is polarized in such a way that at the output of the rectifier circuit a DC voltage is only generated during the time the choke is releasing energy. The arrangement can also be designed so that the circuit part with the Resistance, over which the additional current is superimposed via the setting transistor, see above is designed that a diode in series with a resistor between the output side Pole of an additional winding to the winding of the choke and lying in the series branch the base of the control transistor is connected, that the base and emitter of the control transistor connected by another resistor that the connection point of the series circuit from diode and resistor through a capacitor to the collector of the control transistor, with the input-side pole of the additional winding and with the output-side pole connected to the winding of the choke in the series branch that the collector of the setting transistor is placed directly on the base of the control transistor and that the resistance connecting the base-emitter path of the control transistor is that the control transistor is inverse during the blocking time of the switching transistor is operated and thereby the function of the during the blocking time of the switching transistor transmissive diode takes over.
Weiterhin ist es zweckmäßig, die Anordnung so auszugestalten, daß der Emitter des Stelltrausistors über ein Potentiometer mit dem ausgangsseitigen Ende der im Längszweig liegenden Wicklung der Drossel und der Potentiometerabgriff über eine in Sperrichtung betriebene Zenerdiode mit der Basis des Stelltransistors verbunden ist, daß von dem der Drossel gegenüberliegenden Pol des Glättungskondensators, der an der durchgehenden Leitung liegt, eine weitere in Sperrichtung betriebene Zenerdiode an den Emitter des Stelltransistors gelegt ist, daß von einer weiteren Wicklung der Drossel über eine während der Zeit der Energieabgabe der Drossel durchlässige Gleichrichterschaltung, im wesentlichen bestehend aus einem Gleichrichter und einem Ladekondensator, eine Gleichspannung abgeleitet und über einen Widerstand zwischen den Emitter des Stelltransistors und die durchgehende Leitung polrichtig für den für den Stelltransistor gewählten Halbleitertyp angelegt ist.Furthermore, it is expedient to design the arrangement so that the emitter of the control resistor via a potentiometer with the output side End of the winding of the throttle and the potentiometer tap in the series branch via a reverse-biased zener diode to the base of the Control transistor is connected that from the pole of the smoothing capacitor opposite the choke, which is on the continuous line, another operated in the reverse direction Zener diode is placed on the emitter of the control transistor, that of another Winding of the choke over a permeable during the time of the energy release of the choke Rectifier circuit, essentially consisting of a rectifier and a Charging capacitor, derived from a DC voltage and across a resistor between the emitter of the control transistor and the continuous line with the correct polarity for the for the selected semiconductor type is applied.
Durch diese Maßnahmen können außer der an dem im Querzweig am ausgangsseitigen Ende der Drossel liegenden Glättungskondensator abnehrabaren, konstand gehaltenen Gleichspannung, die stets kleiner als die in ihrem Spannungswert schwankende Eingangsgleichspannung ist, noch zusätzliche Gleichspannungen mitstabilisiert werden, die je nach Bemessung auch größer als die Eingangsgleichspannung gewählt werden können. Diese Gleichspannungen können als Verbraucherspannungen und/oder als interne Hilfsspannungen verwendetwerden. Als interne Hilfsspannungen können sie zur Erweiterung des Regelbereiches und/ oder zur Verbesserung des Regelverhaltens dienen.As a result of these measures, in addition to the constant DC voltage that can be removed from the smoothing capacitor located in the shunt branch at the output end of the choke, which is always smaller than the input DC voltage, which fluctuates in its voltage value, additional DC voltages can also be stabilized which, depending on the dimensioning, can also be larger than the input DC voltage can be chosen. These DC voltages can be used as consumer voltages and / or as internal auxiliary voltages. As internal auxiliary voltages, they can be used to expand the control range and / or to improve the control behavior.
Eine Schaltungsanordnung für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt.A circuit arrangement for an embodiment of the invention is shown in the figure.
Im Prinzip stellt die in der Figur gezeigte Schaltung eine Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung mit dem Schalttransistor Ts, und der Drosselspule Dr, im Längszweig und der Diode D, sowie dem Glättungskondensator C, im Querzweig dar. Eine derartige Schaltungsanordnung zusammen mit dem Steuertransistor Ts. und dem Stelltransistor TS3 ist im Hauptpatent ausführlich beschrieben. Die Wirkungsweise des Widerstandes R., der Diode ZDi und des Potentiometers P ist ebenfalls unter den gleichen Bezugszeichen im Hauptpatent bereits erläutert. Der Vollständigkeit wegen ist bei der in der Figur dargestellten Schaltung am Eingang noch der Kondensator C eingezeichnet, der aber auch entfallen kann.In principle, the circuit shown in the figure represents an arrangement for keeping a DC voltage constant with the switching transistor Ts and the choke coil Dr in the series branch and the diode D and the smoothing capacitor C in the shunt branch. Such a circuit arrangement together with the control transistor Ts. and the control transistor TS3 is described in detail in the main patent. The mode of operation of the resistor R., the diode ZDi and the potentiometer P is also already explained under the same reference numerals in the main patent. For the sake of completeness, capacitor C is also shown at the input of the circuit shown in the figure, but it can also be omitted.
Die Schaltungsanordnung entsprechend dem Hauptpatent wird nach der Erfindung durch die Stromkreise, bestehend aus den zusätzlichen Wicklungen n. bzw. n4 auf der Drossel Drp und die zugehörigen Gleichrichter G, bzw G, mit den Ladekondensatoren C, bzw. C4 ergänzt.The circuit arrangement according to the main patent is supplemented according to the invention by the circuits consisting of the additional windings n. Or n4 on the choke Drp and the associated rectifier G or G, with the charging capacitors C or C4.
Bei dem zugrunde liegenden Regelverfahren wird in der Drosselspule Dr, periodisch Energie gespeichert und wieder entnommen. Die Induktionsspannungen in sämtlichen Wicklungen der Drossel Dr, sind während der Zeit der Energieaufnahme in weiten Grenzen veränderlich und zur Gewinnung zusätzlicher konstanter Ausgangsspannungen nicht verwendbar. Während der Zeit der Energieabgabe jedoch sind sämtliche Induktionsspannungen wegen der Regelung im Hauptstromkreis weitgehend konstant. Wird durch Ventile bzw. Gleichrichter Gl. G, nur während der Zeit, in der die Induktionsspannungen der Drossel Dri konstant sind, ein Stromfluß in den zusätzlichen Stromkreisen n., Gll C3 bzw. n4, G2, C4 ermöglicht, so werden die LadekondensatorenC., C4 in den einzelnen Stromkreisen auf konstante Spannungen aufgeladen. Der Vorteil liegt unter anderem darin, daß mit einem Regler mehrere Gleichspannungen gleichzeitig konstant gehalten werden. Solche Spannungen können z. B. als Heiz-, Anoden- und/oder Gittervorspannungen für Funk- bzw. Meßgeräte benutzt werden.In the underlying control method, energy is periodically stored in the choke coil Dr, and then withdrawn again. The induction voltages in all windings of the choke Dr can be varied within wide limits during the time of energy consumption and cannot be used to obtain additional constant output voltages. During the time of energy release, however, all induction voltages are largely constant because of the regulation in the main circuit. If Eq. G, only during the time in which the induction voltages of the choke Dri are constant, a current flow in the additional circuits n., Gll C3 or n4, G2, C4 is enabled, so the charging capacitors C., C4 in the individual circuits are kept constant Tensions charged. The advantage is, among other things, that several DC voltages can be kept constant at the same time with one regulator. Such tensions can e.g. B. can be used as heating, anode and / or grid bias for radio or measuring devices.
Beispiele für die interne Verwendung derartiger zusätzlicher Stromkreise mit konstanten Ausgangsspannungen sind der in der Figur dargestellten Schaltung ebenfalls entnehmbar. Der zusätzliche Stromkreis mit der Wicklung n., der Drossel Drj, dem Gleichrichter G, und dem Ladekondensator C6 liefert eine stabilisierte Gleichspannung U, über den Spannungsteiler, bestehend aus dem Widerstand R, und der Zenerdiode ZD, für den Stelltransistor Ts., Auch aus der Wicklung n. der Drossel Dr, wird über die Diode D, eine Spannung abgenommen, die den Kondensator-C, auf die konstante Gleichspannung Ul. auflädt. Diese Gleichspannung U, wird ebenfalls als interne Hilfsspannung verwendet. Der Widerstand Rj, in dem über den Stelltransistor Ts. ein Zusatzstrom superponiert: wird, ist bei der in der Figur dargestellten Schaltungsanordnung in Abwandlung der Schaltungsanordnung nach dem Hauptpatent so angeordnet, daß er die Basis des Transistors Ts. mit der Diode D2 verbindet, wobei zusätzlich Emitter und Basis des Steuertransistors Ts. durch den Widerstand R, derart überbrückt sind, daß der Steuertransistor Tsl, während der Sperrzeit des Schalttransistors TS, invers betrieben wird und dadurch die Funktion der während der Sperrzeit des Schalttransistors Tsl durchlässigen Diode übernimmt.Examples of the internal use of such additional circuits with constant output voltages can also be taken from the circuit shown in the figure. The additional circuit with the winding n., The choke Drj, the rectifier G, and the charging capacitor C6 supplies a stabilized DC voltage U, via the voltage divider, consisting of the resistor R, and the Zener diode ZD, for the control transistor Ts., Also from the winding n. the choke Dr, a voltage is taken over the diode D , which the capacitor-C, to the constant direct voltage Ul. charges. This DC voltage U is also used as an internal auxiliary voltage. The resistor Rj, in which an additional current is superimposed via the setting transistor Ts., Is arranged in the circuit arrangement shown in the figure as a modification of the circuit arrangement according to the main patent so that it connects the base of the transistor Ts. To the diode D2 , wherein In addition, the emitter and base of the control transistor Ts. are bridged by the resistor R in such a way that the control transistor Tsl is operated inversely during the blocking time of the switching transistor TS and thereby takes over the function of the permeable diode during the blocking time of the switching transistor Tsl.
Claims (2)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2729978A1 (en) * | 1976-07-02 | 1978-01-05 | Raytheon Co | POWER SUPPLY DEVICE, IN PARTICULAR FOR SWITCH POWER SUPPLIES |
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1963
- 1963-02-13 SE SE159463A patent/SE317737B/xx unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2729978A1 (en) * | 1976-07-02 | 1978-01-05 | Raytheon Co | POWER SUPPLY DEVICE, IN PARTICULAR FOR SWITCH POWER SUPPLIES |
Also Published As
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SE317737B (en) | 1969-11-24 |
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