DE1155850B

DE1155850B - Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung mit einem Schalttransistor und einer Drosselspule

Info

Publication number: DE1155850B
Application number: DES78031A
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: JPS432172B1

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. 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.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung mit einem Schalttransistor und einer Drosselspule 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 die während der Sperrzeit des Schalttransistors durchlässige Diode in Reihe mit einer Zusatzwicklung zu der im Längszweig liegenden Wicklung der als Energiespeicher verwendeten Drossel zwischen Emitter und Basis des Schalttransistors angeordnet ist, daß zwischen der Basis des Schalttransistors und der zweiten Wicklung der Drossel eine weitere Diode in Durchlaßrichtung eingeschaltet ist und daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors durch einen Kondensator überbrückt ist.
Bei der Anordnung nach dem Hauptpatent ist die Spannungsbeanspruchung des Schalttransistors, die zwischen Kollektor und Emitter auftritt, im wesentlichen durch die Eingangsspannung gegeben. Zwischen Emitter und Basis tritt jedoch noch eine zusätzliche Sperrspannung auf, die in der Rückkopplungsmasche induziert wird. Die gesamte zwischen Kollektor und Basis auftretende Spannung setzt sich also aus diesen beiden Anteilen zusammen.
Durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Einführung einer aus zwei Dioden bestehenden Weiche an der Basis des Schalttransistors wird es möglich, während der Durchlaß- und der Sperrzeit des Schalttransistors in seinem Emitter-Basis-Stromkreis verschiedene Übersetzungsverhältnisse der an der Drosselspule und ihren zusätzlichen Wicklungen auftretenden Spannungen wirksam werden zu lassen. Dadurch wird das während der Durchlaßzeit wirksame Übersetzungsverhältnis, das den ausregelbaren Bereich der Eingangsspannung wesentlich bestimmt, frei wählbar. Während der Sperrzeit läßt sich so die Sperrspannung zwischen Emitter und Basis auf das gerade notwendige Maß beschränken.
Die Schaltungsanordnung für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Im Prinzip stellt die in der Figur gezeigte Schaltung eine Anordnung zur Konstanthaltung einer Gleichspannung mit dem Schalttransistor Tsi und der Drosselspule Drl im Längszweig und der Diode D1 sowie dem Glättungskondensator C1 im Querzweig dar. Eine derartige Schaltungsanordnung zusammen mit dem Steuertransistor Ts. und dem Stehtransistor Ts3 ist im Hauptpatent ausführlich beschrieben. Die Wir-. kungsweise des Widerstandes R1, der Zenerdiode ZD1 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. Dieser Kondensator C ist aber nicht unbedingt erforderlich.
Die Schaltungsanordnung entsprechend dem Hauptpatent wird nach der Erfindung durch die aus den Dioden D2 und D3 bestehende Weichenschaltung unter Verwendung der Zusatzwicklung n3 zu der im Längszweig liegenden Wicklung n1 der als Energiespeicher wirkenden Drossel Drl ergänzt. Bei Anwendung dieser Weichenschaltung erübrigt es sich, die Emitter-Kollektor-Strecke des Schalttransistors Tsl durch eine Diode zu überbrücken; es genügt, an dieser Stelle den Kondensator C3 vorzusehen. Die Weichenschaltung nach der Erfindung kann auch bei Schaltungsanordnungen mit den im Hauptpatent beschriebenen weiteren Ausbildungsformen vorteilhaft angewendet werden. Die Bemessung der Wicklungen der Drossel Drl richtet sich im wesentlichen nach dem geforderten Regelbereich und nach den Daten der verwendeten Halbleiter.

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 (Tsz) geleiteten Teilstrom aufgespalten ist, wobei dem kleineren Teilstrom in einem Widerstand (R1) 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 die während der Sperrzeit des Schalttransistors (Tsl) durchlässige Diode (Dz) in Reihe mit einer Zusatzwicklung (n3) zu der im Längszweig liegenden Wicklung (n) der als Energiespeicher verwendeten Drossel (Drl) zwischen Emitter und Basis des Schalttransistors (Tsl) angeordnet ist, daß zwischen der Basis des Schalttransistors (Ts1) und der zweiten Wicklung (n1 -f- n.) der Drossel (Drl) eine weitere Diode (D3) in Durchlaßrichtung eingeschaltet ist und daß die Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors (Tsz) durch einen Kondensator (C3) überbrückt ist.