Schaltungsanordnung zur Regelung der Spannung einer Batterie Die Erfindung
betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Spannung . einer Batterie auf
einen auch bei starken Last- und Batteriespannungsschwankungen konstanten Wert.
Diese Schaltungsanordnung besteht aus einem die Batterie periodisch an- und abschaltenden
Schalttransistor, aus einem in Reihe mit diesem Schalter und hinter: ihm liegenden
induktiven Widerstand und aus einer Diode, die als Querglied und .mit ihrem einen
Pol an den Verbindungspunkt Induktivität und Schalter derärt, eingeschaltet ist,-
daß sich .die Diode bei, geschlossenem Schalter im Sperrbereich und bei geöffnetem
Schalter infolge der Gegen-EMK der Induktivität im Durchlaßbereich befindet. Weiterhin
besteht die genannte Schaltungsanordnung . aus Siebgliedern, die . der
Unterdrückung der `infolge des periodischen :'1n- und
Abschaltens entstehenden Weclfselspannun%9nteile
dienen, und aus einer @ Sch-lteinriehtung FP'"Et-zeu-
gung einer periodischen. intpulsförmigenj-Spamung
zur Steuerung rdes Schalters; -wobei dafix Verhältnis
der Breite eines Sehaltiifipulse=ku der Dauer des ge-
samten -Schältintervails'fin,Abhängkeit: von: der zu
regelnden -Spannüng.,iiü""einelr zttti.Röngtanthaltung
notwendigen Weise gesteuert wird. " a. .
Die Vewendding derartiger" Stabilisii@uisschal-
tbngen mit einäri -Schalter hat gegdriübe:r ' ähderen
bekannten SchalMngen@ Aden Vorteil; däß di&jVerlust-
leistung im Schalter;;''gso' z: B: im ' Träisiätor, -be-
eute@ld geringer ist. Dämlt isfrini#gr'oi)%t Belast-
tarkeitt, der_ Schalfungsanördning üiätär"V9@dung
des gleiche=TratisiAtbi:tnöglidh. Es-tälWrsön'üt'eine
ganze Reihe vöti"Sth*digkeit6h;- sö z °B@ das Kühl-
des" Trarisistor@ m-ä"ef`Vg#'didüüg einer
derartigen Sehältüiigsänörd"ridhg Weg.- Auch.*itd der
bei dieser S'ehalturi;anßrähng zu verWbhdende
Transistor' ba'&ütehdabiMiger"'und kIeineryean:: Auf
Gtund -dr -Einscliältung #biner?-Undirlltrentät"weiüßteht
beim "öffnen- des=@Scllaltet'@eirie' grt@ße=Späüriiiiig u,
an der Induktivität L d r= (wo-bei L die eingeschaltete
Induktivitt und n-: - der #''#`erentkalquo@ient# der
@tro-
..dt "'1_.,. . . .. , . . .,
mes nach der Zeit ist), die die vorhandenen Schaltmittel zerstören würde. Um dies
zu verhindern wird,. noch eine Diode als Querglied eingeschaltet.%'fbfer der Schalter,
so wird die Diode automatisch durchlässig. Der Stromkreis für den Spulenstrom 'L
schließt sich also über die nunmehr niederohmige Diode. Im Gegensatz hierzu befindet
sich die Diode bei geschlossenem Schalter im Sperrbereich, d. h., sie weist einen
großen Widerstand auf. Hierdurch bedingt steht über der Diode im Verlauf eines Schalt-
intervalls T der in F i .g: l @'dargeatellte Spa.mungs-
verlauf r1. Die,
.Spauüungsimpulse
ist;"etwa@ gleich der Batteriespannung: In der gleichen
Figur ist ;auch'noch.der Stromverlanf::durch diuSpullp
im :Verlaufe eines Schaltiuter-valls"gestr.chelt:j:einge
zeichnet und mit 2r bezeichnet. Das; ßchaitinlaJ- T
setzt . :sich, aus ,-den ; Teilmlervallen; T; (Impulsdaux
bzw. Zeit; ::inwder..der @ctal'Ge@schlossefrx;ist@1
Tz:@Zeit;< irrxldeh'Schaltm,r%'äffnet ist)rrzu:
Der mit 1: bezetichu:rSpannungsverluüf enthält,..
sich aus der Fourierzerlegung ergilit;,Gli
spunnargskcxmponente, ädie sich, trttt-,--"Lasts=c1;;Bat-
teriespannungsachu(arkugqn.: @duzcha.d%::-tberei::bd-
schriebene:"Anordn~?auütr»täudig glsit
regeln läßt: Nebm dry :Glerbapangslompowß
t*ten bekarintlklr. Kizmpone.eri,;t@a-
>1.. vr,. : , r t x1-1 -, 4.j11
Zen,
j ff
vo 2f -l# # , M #Nf , r
saitigudieser:eeb@t.e.@ena@d:ve;id-
tn; Siebgdie Induukti'vitK die<edm
lxfmduug:verwmdetiwefdMfirk:-men »iri'-ei-
üergeschalt:@Ität Als ° Siebglitdü.
geig 'der@:Sitr.nörtlnttg:. steht 4uauxpktisoh
trltr` nz>ch dl#@., Gleichsp@3T@M.v D.@ ztl@tr
Wert-.
.:Itw1:X -T,'..@ex:.:. d@J_,x:
obei U. . die Batteriespannung ist. Man erkennt,
. dvaf:
- daß durch Änderung des Verhältnisses -T'- die
Gleichspannung U geregelt werden kann. Es ist verständlich, daß U immer kleiner
als UB ist.Circuit arrangement for regulating the voltage of a battery The invention relates to a circuit arrangement for regulating the voltage. a battery to a constant value even with strong load and battery voltage fluctuations. This circuit arrangement consists of a switching transistor that periodically switches the battery on and off, an inductive resistor in series with this switch and behind it, and a diode that acts as a cross member and with its one pole at the connection point inductance and switch, is turned on, - that .the diode at, the switch is closed in the stop band and the switch is open due to the back EMF of the inductor is in the pass band. The circuit arrangement mentioned also exists. from sieve members that. the Suppression of the `as a result of the periodic: '1n- and
Switching off the resulting alternating voltage
serve, and from a @ Sch-lteinriehtung FP '"Et-zeu-
a periodic. intpulsiformj-Spamung
to control the switch; - where there is a fixed ratio
the width of a Sehaltiifipulse = ku the duration of the
velvet -Schältintervails'fin, dependency: from: the to
regulating voltage., iiü "" a zttti. X-ray posture
controlled in a necessary manner. "a..
The use of such "Stabilisii @ uisschal-
ting with einäri switch has gdriübe: r 'ähderen
well-known SchalMngen @ Aden advantage; that di & j loss-
power in the counter ;; '' gso 'z: B: in the' Träisiätor, -be-
eute @ ld is lower. Damlt isfrini # gr'oi)% t load
tarkeitt, the _ Schalfungsanördning üiätär "V9 @ dung
the same = TratisiAtbi: tnöglidh. Es-tälWrsön'üt'eine
whole series vöti "Sth * digkeit6h; - sö z ° B @ the cooling
of the "Trarisistor @ m-ä" ef`V g # ' didüüg one
such Sehältüiigsänörd "ridhg way.- Also. * itd the
with this S'ehalturi;
Transistor 'ba'& ütehdabiMiger "'and kIeineryean :: On
Gtund -dr -Einscliältung #biner? -Undirlltrentät "knows
at the "opening" = @ Scllaltet '@ eirie' grt @ ße = Späüriiiiig u,
at the inductance L dr = (where L is the switched on
Inductance and n-: - the # ''# `erentkalquo @ ient # de r @ tro-
..dt "'1 _.,... ..,...,
mes according to the time) that would destroy the existing switchgear. To prevent this from happening. Another diode is switched on as a cross-link. If the switch is activated, the diode is automatically permeable. The circuit for the coil current 'L is thus closed via the now low-resistance diode. In contrast to this, when the switch is closed, the diode is in the blocking range, ie it has a high resistance. As a result, there is a switching point across the diode interval T of the fun.
course r1. The,
.Spauungsimpuls
is; "about @ equal to the battery voltage: In the same
Figure is; also'noch.der Stromverlanf :: by diuSpullp
im: course of a Schaltiuter-valls "gestr.chelt: j: ein
draws and denotes 2r. That; ßchaitinlaJ- T
puts . : oneself, from, -den; Partial intervals; T; (Impulse daux
or time; :: inwder..der @ ctal'Ge @ schlossefrx; is @ 1
Tz: @time; <irrxldeh'Schaltm, r% 'is open) rrzu:
The voltage loss with 1: bezetichu: r contains ..
is ergilit from the Fourier decomposition;, Gli
spunnargskcxmponente, ädie, trttt -, - "Lasts = c1 ;; Bat-
teriespannungsachu (arkugqn .: @ duzcha.d% :: - tberei :: bd-
wrote: "Anordn ~? auütr» täudig glsit
can regulate: Nebm dry: Glerbapangslompowß
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> 1 .. vr ,. :, r t x1-1 -, 4.j11
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üergeschalt: @ Ität Als ° Siebglitdü.
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Value-.
.: Itw1: X -T, '.. @ ex:.:. d @ J_, x:
obei U.. the battery voltage is. One recognises,
. dvaf:
- That by changing the ratio -T'- the
DC voltage U can be regulated. It is understandable that U is always less than UB .
In der F i g. 2 ist die oben erläuterte Anordnung dargestellt. Die
Batterie ist- mit' 3 bezeichnet, der verwendete Transistorschalter mit 4. Gesteuert
wird der Transistorschalter durch den Multivibrator 5. Da
dessen
Schaltungsanordnung bekannt ist, wurde der Einfachheit halber sein Schaltprinzip
nicht im einzelnen dargestellt. Vielmehr wurde der Multivibrator nur schematisch
eingezeichnet. Der Längswidei#-stand wird durch die Induktivität 6 gebildet. Zum
Schutz des Transistorschalters dient die Dille 7. Zusammen mit der Kapazität
8 stellt die Induktivität ein Siebglied dar, durch welches die über der Diode stehende
Spannung geglättet wird. Zur Ableitung des Regelkriteriums, d. h. zur Änderung des
Testverhältnisses des Multivibrators in Abhängigkeit von der Größe der Ausgangsgleichspannung,
dient das Potentiometer 9 mit der daran angeschalteten Verbindungsleitung zum Multivibrator,
Beginnt sich die Spannung am Abgriffspunkt des Potentiometers zu ändern, so ändert
sich durch, die gewählte Anordnung sofort auch das Testverhältnis des Multivibrators
5, wodurch eine Rückregelung der Ausgangsgleichspannung auf den alten Wert bewirkt
wird. Mit Hilfe des Potentiometers 9 läßt sich auch die gewünschte Größe der Ausgangsgleichspannung
von Hand einstellen.In FIG. 2 shows the arrangement explained above. The battery is marked with '3, the transistor switch used with 4. The transistor switch is controlled by the multivibrator 5. Since its circuit arrangement is known, its switching principle has not been shown in detail for the sake of simplicity. Rather, the multivibrator has only been shown schematically. The longitudinal resistance is formed by the inductance 6. The socket 7 serves to protect the transistor switch. Together with the capacitance 8, the inductance represents a filter element through which the voltage across the diode is smoothed. To derive the control criterion, i.e. to change the test ratio of the multivibrator depending on the size of the output DC voltage, the potentiometer 9 with the connecting line to the multivibrator connected to it is used Arrangement immediately also the test ratio of the multivibrator 5, whereby the output DC voltage is regulated back to the old value. With the help of the potentiometer 9, the desired size of the output DC voltage can also be set by hand.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die bisher beschriebene Schaltungsanordnung
weiter zu verbessern, und zwar sollen durch die Erfindung die Flanken der dem Transistor
4 zugeführten Schaltimpulse versteilert werden, was eine Herabsetzung der Verlustleistung
während der Schaltzeiten zur Folge hat.The purpose of the present invention is to use the circuit arrangement described so far
To further improve, namely the edges of the transistor through the invention
4 supplied switching pulses are steepened, which reduces the power loss
during the switching times.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine mit dem induktiven
Widerstand verkoppelte weitere Indukdvität vorgesehen ist, daß diese mit ihrer einen
Klemme an die Basis und mit ihrer anderen Klemme an den Emitter des Schalttransistors
angeschaltet ist, derart, daß sich eine Rückkopplungsschleife ergibt und daß in
einer der Verbindungsleitungen zwischen der weiteren Induktivität und Schalttransistor
ein Schalter, insbesondere ein zweiter Schalttransistor, eingeschaltet ist, der
durch die Ausgangsspannung der Schalteinrichtung gesteuert wird und damit die Rückkopplungsschleife
periodisch öffnet und schließt.This is achieved according to the invention in that one with the inductive
Resistance coupled further Indukdvität is provided that this with its one
Terminal to the base and with its other terminal to the emitter of the switching transistor
is turned on in such a way that a feedback loop results and that in
one of the connecting lines between the further inductance and switching transistor
a switch, in particular a second switching transistor, is switched on, the
is controlled by the output voltage of the switching device and thus the feedback loop
periodically opens and closes.
An Hand der Fi g. 3 soll die erfindungsgemäße Verbesserung der in
F i g. 2 dargestellten und oben beschriebenen Anordnung erläutert werden. In der
F i g. 3 ist im wesentlichen die gleiche Schaltungsanordnung wie in F i g. 2 dargestellt.
Gleiche Teile sind daher -mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Geändert ist
in der Schaltungsanordnung der F i g. 3 lediglich der Schaltteil zur Steuerung des
Transistorschalters 4. Während er in der Schaltungsanordnung der F i g. 2
direkt vom Muldvibrator gesteuert wird, wird gemäß der in F i g. 3 dargestellten
Ausbildung der Erfindung eine indirekte Steuerung des Transistorschalters vorgenommen.
Die Induktivität 6 ist ; hier mit einer zweiten Induktivität 10 verkoppelt.
Diese Induktivität 10 ist in einen Leitungszug zwischen Emitter und Basis
des Schalttransistors eingeschaltet. Sie bildet mit dem Leitungszug eine. Rückkopplungsschleife.
Der ebenfalls im Leitungszug liegende zweite Schalttransistor 11 wird von
der Ausgangsspannung des Multivibrators gesteuert und bewirkt somit die Ein- und
Ausschaltung der Rückkopplüng. Diese indirekte Steuerung des Schalttransistors 4
hat den Vorteil, daß die Flanken der dem Transistor 4 . zugeführten Schaltimpulse
versteilert werden, was eine Herabsetzung der Verlustleistung während der Schaltzeiten
zur Folge hat. Diese zusätzliche Rückkopplungsschleife mit indirekter Schaltung
des Schalttransistors 4 hat sich in der Praxis bestens bewährt.On the basis of Fi g. 3 is the improvement according to the invention of the in F i g. 2 and described above will be explained. In FIG. 3 is essentially the same circuit arrangement as in FIG. 2 shown. The same parts are therefore provided with the same reference numerals. What has changed is the circuit arrangement of FIG. 3 only the switching part for controlling the transistor switch 4. While it is in the circuit arrangement of FIG. 2 is controlled directly by the hollow vibrator, according to the method shown in FIG. 3 embodiment of the invention shown an indirect control of the transistor switch made. The inductance 6 is; coupled here to a second inductance 10. This inductance 10 is connected in a line between the emitter and base of the switching transistor. It forms one with the cable run. Feedback loop. The second switching transistor 11 , which is also located in the line, is controlled by the output voltage of the multivibrator and thus causes the feedback to be switched on and off. This indirect control of the switching transistor 4 has the advantage that the edges of the transistor 4. supplied switching pulses are steepened, which has a reduction in the power loss during the switching times. This additional feedback loop with indirect switching of the switching transistor 4 has proven its worth in practice.