DE1155849B

DE1155849B - Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung mit einem Schalttransistor und einer Drosselspule

Info

Publication number: DE1155849B
Application number: DES78030A
Authority: DE
Inventors: Robert Nicolaus
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-02-14
Filing date: 1962-02-14
Publication date: 1963-10-17
Also published as: JPS43336B1

Description

Anordnung zur Konstanthaltung 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 Gleichstromquelle 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 1123 749 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. Sperrrichtung 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.
Es wurde bereits vorgeschlagen, bei Schaltungsanordnungen dieser Art zusätzliche Wicklungen an der Drosselspule anzubringen und über diese mittels Gleichrichter, die während der Zeit der Energieabgabe der Drosselspule durchlässig sind, weitere stabilisierte Gleichspannungen abzunehmen, die als Verbraucherspannungen und/oder interne Hilfsspannungen verwendet werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung mit einem Schalttransistor und einer Drosselspule nach dem Hauptpatent weiter zu verbessern.
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 der Emitter des Schalttransistors an einem Pol der Eingangspannung liegt und über die zweite Wicklung der Drossel mit dem Kollektor des Steuertranstistors verbunden ist, daß der Emitter des Steuertransistors direkt mit der Basis des Schalttransistors zusammengeschaltet ist und die während der Sperrzeit des Schalttransistors durchlässige Diode den Kollektor des Steuertransistors mit der Basis des Schalttransistors verbindet, daß der Widerstand, in dem über den Stelltransistor ein Zusatzstrom superponiert wird, zwischen der Basis des Steuertransistors und der durchgehenden Leitung von Eingangsspannung zu Ausgangsspannung liegt, daß der Emitter des Stelltransistors mit dem ausgangsseitigen Ende der im Längszweig liegenden Wicklung der Drosselspule und sein Kollektor über zwei in Reihe geschaltete Ladekondensatoren mit der Basis des Steuertransistors verbunden ist, wobei diese Ladekondensatoren über Gleichrichter mit zusätzlichen Wicklungen der Drossel derart verbunden sind, daß der eine Gleichrichter während der Zeit der Energieaufnahme und der andere Gleichrichter während der Zeit der Energieabgabe der Drosselspule durchlässig ist und daß sich die Spannungen an den Ladekondensatoren in ihrer Reihenschaltung addieren, das ferner die Basis des Stelltransistors über eine Zenerdiode mit dem Abgriff eines zwischen den Ausgangsklemmen liegenden Potentiometers verbunden ist. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß man bei Verwendung eines pnp-Typs als Schalttransistor für die widerstandslose Durchgangsleitung zwischen Eingang und Ausgang die Minusleitung verwenden kann. Andererseits kann bei Verwendung der Plus-Leitung als widerstandslose Durchgangsleitung ein Transistor vom npn-Typ als Schalttransistor benutzt werden.
. Eine Schaltungsanordnung für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Für dargestellt. Im Prinzip stellt die in der Figur gezeigte Schaltung eine Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung mit dem Schalttransistor Ts, und der Drosselspule Drl im Längszweig und der Diode D1 sowie dem Glättungskondensator Cl im Querzweig dar. Eine derartige Schaltungsanordnung zusammen mit dem Steuertransistor Tsl und dem Stelltransistor Ts. ist im Hauptpatent ausführlich beschrieben. Die Wirkungsweise des Widerstandes R1, der Zenerdiode ZDl 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.
Die in der Figur dargestellte Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist gegenüber der Anordnung nach dem Hauptpatent so abgewandelt, daß man bei Verwendung eines pnp-Typs als Schalttransistor Tsl für die widerstandslose Durchgangsleitung zwischen Eingang und Ausgang die Minusleitung verwenden kann. Andererseits kann bei Verwendung der Plusleitung als widerstandslose Durchgangsleitung ein Transistor vom npn-Typ als Schalttransistor benutzt werden. Wie aus der Figur ersichtlich, ist der Emitter des Schalttransistors Tsl, für den ein pnp-Typ verwendet ist, direkt an den Pluspol der Eingangsspannung U1 gelegt. Von hier aus besteht eine Verbindung über die Wicklung n1 der Drossel Drl zum Kollektor des Steuertransistors Ts2. Die während der Sperrzeit des Schalttransistors Tsl durchlässige Diode D2 ist zwischen Kollektor des Steuertransistors Ts2 und der Durchverbindung vom Emitter des Steuertransistors Ts. zur Basis des Schalttransistors Tsl angeordnet. Die Basis des Steuertransistors Ts2 ist über den Widerstand R1, in dem mittels Stelltransistor Ts3 der Zuatzstrom superponiert wird, direkt mit der durchgehenden Minusleitung verbunden. Der Stelltransistor Ts. liegt mit seinem Emitter direkt an der positiven Ausgangsklemme. Die Basis desselben ist über die Zenerdiode ZDl mit dem Abgriff des an die Ausgangsklemmen geschalteten Potentiometers verbunden. In der Durchverbindung zwischen Kollektor des Stehtransistors Ts3 und Basis des Steuertransistors Ts2 liegt eine Reihenschaltung von zwei zusätzlichen Gleichrichterschaltungen zur Gewinnung von internen Hilfsspannungen. Die Gleichrichterschaltung, bestehend aus der Wicklung n4 der Drossel Drl, dem Gleichrichter G2 und dem Ladekondensator C4, ist dabei so ausgebildet, daß der Gleichrichter nur während der Zeit der Energieabgabe stromdurchlässig ist, so daß sich an dem Ladekondensator C4 die konstante Gleichspannung U4 ausbildet, die ungefähr gleich der Ausgangsspannung U2 gewählt werden kann. Die Gleichrichterschaltung mit der Wicklung n3 der Drossel Drl, dem Gleichrichter G1 und dem Ladekondensator C3 ist so ausgebildet, daß der Gleichrichter G1 nur während der Zeit der Energieaufnahme durchlässig ist, so daß sich an dem Ladekondensator C3 eine Spannung U3 ausbildet, die sich mit der Differenz von Eingangsspannung Ui minus Ausgangsspannung U2 verändert.

Claims

PATENTANSPRUCH. Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung, die aus einer Gleichstromquelle 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 1123 749 der im Längszweig liegende Schalttransistor (Tsl) über seine Basis-Emitter-Strecke abhängig von in einer zweiten Wicklung der Drossel (Drl) 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 (Ts2) geleiteten Teilstrom aufgespalten ist, wobei dem kleineren Teilstrom in einem Widerstand (R) über einen Stelltransistor (Ts3) ein Zusatzstrom superponiert wird, der von der konstant zu haltenden Ausgangsspannung durch Vergleich derselben mit einem Spannungsnormal, insbesondere einer Zenerdiode (ZDl), abgeleitet ist, und bei der der Basis-Emitter-Stromkreis des Schalttransistors über eine während dessen Sperrzeit durchlässige Diode (D2) geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Schalttransistors (Tsl) an einem Pol der Eingangsspannung (Ul) liegt und über die zweite Wicklung (n2) der Drossel (Drl) mit dem Kollektor des Steuertransistors (Ts.) verbunden ist, daß der Emitter des Steuertransistors (Ts.) direkt mit der Basis des Schalttransistors (Tsl) zusammengeschaltet ist und die während der Sperrzeit des Schalttransistor (Tsl) durchlässige Diode (D2) den Kollektor des Steuertransistors (Ts2) mit der Basis des Schalttransistors (Tsl) verbindet, daß der Widerstand (Rl), in dem über den Stelltransistor (Ts.) ein Zusatzstrom superponiert wird, zwischen der Basis des Steuertransistors (Ts2) und der durchgehenden Leitung von Eingangsspannung (Ul) zu Ausgangsspannung (Uz) liegt, daß der Emitter des Stelltransistors (Ts.) mit dem ausgangsseitigen Ende der im Längszweig liegenden Wicklung (n1) der Drosselspule (Drl) und sein Kollektor über zwei in Reihe geschaltete Ladekondensatoren (C4, C3) mit der Basis des Steuertransistors (Ts.) ver- bunden ist, wobei diese Ladekondensatoren (C3, C,4) über Gleichrichter (G1, G2) mit zusätzlichen Wicklungen (n3, n4) der Drossel (Dr) derart verbunden sind, daß der eine Gleichrichter (G1) während der Zeit der Energieaufnahme und der andere Gleichrichter (G..,) während der Zeit der Energieabgabe der Drosselspule (Drl) durchlässig ist und daß sich die Spannungen an den Ladekondensatoren (C3, C4) in ihrer Reihenschaltung addieren, daß ferner die Basis des Stelltransistors (Ts3) über eine Zenerdiode (ZDl) mit dem Abgriff eines zwischen den Ausgangsklemmen liegenden Potentiometers (P) verbunden ist.