DE1277350B

DE1277350B - Brueckenverstaerker, der von einem Graetzgleichrichter mit pulsierender Gleichspannung gespeist wird, insbesondere zur Verwendung in einem Temperaturregler

Info

Publication number: DE1277350B
Application number: DED51207A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Dobritz
Original assignee: DRAEGER GC REGELUNGSTECHNIK G
Current assignee: DRAEGER GC REGELUNGSTECHNIK G
Priority date: 1964-12-14
Filing date: 1964-12-14
Publication date: 1968-09-12

Description

Brückenverstärker, der von einem Graetzgleichrichter mit pulsierender Gleichspannung gespeist wird, insbesondere zur Verwendung in einem Temperaturregler Die Erfindung betrifft einen Brückenverstärker, der von einem Graetzgleichrichter gespeist wird, insbesondere zur Verwendung in einem Temperaturregler, mit einem npn-Transistor und einem pnp-Transistor, deren Emitter galvanisch miteinander verbunden sind.
Es sind bereits Brückenverstärker für Temperaturreg er bekannt, die Transistoren verwenden. Die deutsche Patentschrift 1106 999 gibt beispielsweise emen solchen Verstärker mit einem Transistor an, der jedoch, wie übrigens alle anderen bisher vorgeschlagenen derartigen Verstärker, beim konfinuierlichen Durchsteuern des Verstärkers große Verlustleistung zum Betrieb der Transistoren, erfordert. Außerdem werden solche Verstärker mit reiner Gleichspannung betrieben. Da Thermostatschalter oftmals in sehr kleinen Ausführungen gebraucht werden, wäre es umständlich, eine komplette Gleichrichterschaltung einschließlich der Lade- und Siebkondensatoren im Thermostatgehäuse unterbringen zu müssen.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, einen Brückenverstärker anzugeben, der keine reine Gleichspannung zu seinem Betrieb benötigt und außerdem mit sehr wenig Verlustleistung in den Transistoren auskommt.
Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Kollektor des npn-Transistors über einen Widerstand an positives Potential und gleichzeitig über einen temperaturabhängigen Widerstand an die Basis des pnp-Transistors gelegt ist, daß diese Basis über einen Widerstand an negativem Potential liegt sowie daß die Basis des npn-Transistors über einen Widerstand an positives Potential und gleichzeitig über einen Widerstand am Kollektor des pnp-Transistors angeschlossen ist, der über einen Widerstand mit negativem Potential verbunden ist.
Gemäß einer Ausbildung der Erfindung ist ein Widerstand zwischen der Basis des npn-Transistors und dem Kollektor des pnp-Transistors ein temperaturabhängiger Widerstand.
Der Brückenverstärker nach der Erfindung weist gegenüber bisher bekannten Lösungen mehrere Vorteile auf. Dadurch, daß er zum Betrieb keine konstante Gleichspannung benötigt, kommt man für die Gleichrichtung der Netzwechselspannung mit einem einfachen Graetzgleichrichter ohne zusätzliche Siebmittel aus. Außerdem müssen die einzelnen Transistoren keine große Verlustleistung verarbeiten, weshalb man kleine, preiswerte Typen verwenden kann.
Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen Stromlauf des Brückenverstärkers, F i g. 2 ein Spannungsdiagramm von in der Schaltung auftretenden Wechselspannungen.
Eine Wheatstonebrücke enthält einen Heizwiderstand 2, einen temperatarabhängigen Widerstand 3, die Widerstände 4 und 7, die Widerstände 8 und 9 sowie einen npn-Transistor 5 und einen pnp-Transistor 6. Einem Graetzgleichrichter 1 wird die gesamte Versorgungsspannung ungesiebt als pulsierende Gleichspannung UCD entnommen. Der temperaturabhängige Widerstand 3 ist ein Heißleiter, der mit den Heizwiderständen 2 und 9 wärmeleitend verbunden ist. Zwischen den in der Schaltung gekennzeichneten Punkten A und B entsteht die Brückendiagonalspannung UAB, deren zeitabhängiger, prinzipieller Verlauf in F i g. 2 dargestellt ist. Die mit ihren Basen an, den Punkten A und B liegenden Transistoren 5 und 6 sind zu Beginn jeder Periode gesperrt, d. h., ihre Emitter-Kollektor-Strecken sind nichtleitend. Erst wenn die Spannung UAB den Aussteuerbereich der Transistoren 5 und 6 erreicht, werden diese leitend, und es fließt ein Strom 1, vom Punkt C über den Heizwiderstand 2, die Kollektor-Emittex-Strecke des npn-Transistors 5, die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 6 und über den Widerstand 9 zum Punkt D. Der durch den Strom!, verursachte Spannungsabfall an den Widerständen 2 und 9 hat ein Ansteigen der Spannung UAB zur Folge. Es setzt ein positiver Rückkopplungsvorgang ein, der die Transistoren 5 und 6 für den Rest der Halbwelle voll öffnet.
Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Halbwelle der Versorgungsspannung UCD. Der temperaturabhängige Widerstand 3 wird durch Aufheizung über die beiden Heizwiderstände 2 und 9 kleiner und setzt damit auch die Brückenspannung UAB herab. Der Rückkopplungsvorgang setzt bei jeder folgenden Halbwelle der Speisespannung UCD immer später ein, bis schließlich selbst UAB .,#, im Zeitpunkt H/2 nicht mehr ausreicht, einen erneuten, leitenden Zustand der beiden Transistoren einzuleiten. Kühlt der temperaturabhängige Widerstand 3 geringfügig ab, so setzt der Heizvorgang erneut ein. Am Widerstand 3 stellt sich somit eine Gleichgewichtstemperatur ein, deren Sollwert z. B. durch den Widerstand 8 eingestellt werden kann.
Für Differenz-Temperaturregelung kann zusätzlich der Widerstand 8 temperaturabhängig sein, dessen dazugehöriger Heizwiderstand ist dann der Heizwiderstand 9.
Die elektrischen Werte der Widerstände sind so bemessen, daß bei kleiner werdendem Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstandes 3 nicht wesentlich mehr Querstrom durch die Widerstände 3 und 4 fließen kann. In der Praxis werden die Widerstandswerte der Widerstände 4 und 7 um mehrere Zehnerpotenzen größer gewählt als die der Heizwiderstände 2 und 9, so daß die Widerstände 4 und 7 als Begrenzerwiderstände wirken. Der Widerstand 8 kann ein variabler Widerstand sein, mit dem der Sollwert der gewünschten, konstant zu haltenden Temperatur eingestellt wird. Die Schaltung arbeitet in einem Bereich von etwa 0 bis 901 C, der beispielsweise im Vorlaufteil von Heizungsanlagen üblich ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel wurde eine Wechselspannung von 20 V an die Eingangsklemmen des Gleichrichters 1 gelegt. Der Heizwiderstand 2 hatte 100 9, der temperatarabhängige Widerstand 3 hatte 15 k9 bei 251 C und einem Temperatarkoeffizient Tk = 4.10-2/IC. Die Widerstände 4 und 7 hatten je 5,6 kQ, der Widerstand 9 100 kQ und der Widerstand 8 15 kQ.

Claims

Patentansprüche: 1. Brückenverstärker, der von einem Graetzgleichrichter mit pulsierender Gleichspannung gespeist wird, insbesondere zur Verwendung in einem Temperaturregler mit einem npn-Transistor und einem pnp-Transistor, deren Emitter galvanisch miteinander verbunden sind, d a - durch gekennzeichnet, daß der Kollektor des npn-Transistors (5) über einen Widerstand (2) an positives Potential und gleichzeitig über einen temperatarabhängigen Widerstand (3) an die Basis des pnp-Transistors (6) gelegt ist, daß diese Basis über einen Widerstand (4) an negativem Potential liegt sowie daß die Basis des npn-Transistors (5) über einen Widerstand (7) an positives Potential und gleichzeitig über einen Widerstand (8) am Kollektor des pnp-Transistors (6) angeschlossen ist, der über einen Widerstand (9) mit negativem Potential verbunden ist.
2. Brückenverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (8) zwischen der Basis des npn-Transistors und dem Kollektor des pnp-Transistors ein temperaturabhängiger Widerstand ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1106 999.