DE1513319B2

DE1513319B2 - Schaltungsanordnung zur stabilisierung kleiner gleich spannungen

Info

Publication number: DE1513319B2
Application number: DE19651513319
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl Ing 2000 Wedel G05f 1 56 Jockei
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Priority date: 1965-10-04
Filing date: 1965-10-04
Publication date: 1971-08-19
Also published as: DE1513319A1; CH463606A; BE687563A; NL148721B; NL6613966A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungs- nungsabfall als Referenzspannung herangezogen

anordnung zur Stabilisierung kleiner Gleichspannun- werden kann.

gen, insbesondere von Gleichspannungen unter Die weitere Ausbildung der Erfindung besteht 4 Volt, mit einem Transistor-Stellglied und mit einer darin, daß zusätzlich ein Zwischentransistor vom transistorierten Vergleichseinrichtung, deren Aus- 5 pnp-Typ vorgesehen ist, der mit seiner Emittergangsstrom der Summe aus einer konstanten Refe- Kollektor-Strecke zwischen dem positiven Pol der renzspannung und der Teilspannung eines quer zum geregelten Spannung und der Basis des Transistor-Ausgang der Schaltungsanordnung liegenden Span- Stellglieds liegt, wobei die Basis des Zwischentrannungsteilers verhältnisgleich ist und welcher der den sistors mit dem Kollektor des Vergleichstransistors Spannungsabweichungen entgegenwirkenden Stell- io verbunden ist.
größe entspricht. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird

Es gibt eine Reihe von elektrischen Geräten, deren dazu vorgeschlagen, daß als Transistor-Stellglied ein Versorgungsspannung von Monozellen oder Akku- npn-Silizium-Epitaxial-Transistor vorgesehen ist. mulatoren, z. B. Braunsteinbatterien (Nennspannung Dadurch wird der Regelspannungsabfall sehr klein 1,5 Volt) oder Nickel-Kadmium-Akkumulatoren 15 gehalten, weil der Epitaxial-Transistor besonders (Nennspannung 1,25 Volt), geliefert wird. Sollen niedrige Werte für die Sättigungsspannung aufweist, diese Spannungsquellen gegeneinander austauschbar Außerdem ist er in einem großen Temperatursein, so ist dazu in manchen Fällen eine Stabilisie- bereich zu verwenden.

rungsschaltung erforderlich. Die bekannten Stabili- Weiter von Vorteil ist, daß die Kollektorsättigungssierungsschaltungen sind in diesem Spannungsbereich 20 spannung des Epitaxial-Transistors einen positiven jedoch nicht anwendbar, weil ein geeignetes Refe- Temperaturkoeffizienten besitzt,
renzelement zur Bildung einer Referenzspannung Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer nicht vorhanden ist. Es sind zwar Stabilisierungs- Zeichnung erläutert. Die Schaltung enthält ein Transchaltungen für Gleichspannung bekannt, die einen sistor-Stellglied 10 vom npn-Silizium-Epitaxial-Typ, Sollwert durch Vergleich mit einer Referenzspan- 25 einen Zwischentransistor 11 und einen Vergleichsnung bilden, die von einem besonderen Referenz- transistor 12, beide vom pnp-Silizium-Typ. Sie entelement, z. B. einer Z-Diode abgenommen wird. In hält weiter ein Potentiometer 13, einen Arbeitswiderdem besagten Spannungsbereich gibt es keine EIe- stand 14, einen Widerstand 15, über den eine Störmente mit Zener-Charakteristik. Auch ist der Regel- wert-Aufschaltung erfolgt, einen NTC-Widerstand Spannungsabfall bei den bekannten Schaltungen teil- 30 16 zur Temperaturkompensation und einen. Siebweise zu groß. kondensator 17. Die ungeregelte Spannung ist mit U₁

Ferner ist in der USA.-Patentschrift 2 841757 und die geregelte mit U₂ bezeichnet,
eine Schaltung angegeben, die mit einer Vorwärts- Die Ansteuerung des Transistor-Stellglieds 10 erregelung versehen ist und einen Proportionalregler folgt über den Transistor 11, der in Abhängigkeit enthält. Das bedeutet, daß jede Änderung der Ein- 35 von den sich ändernden Kollektorströmen des Vergangsspannung eine proportionale Änderung der gleichstransistors 12 gesteuert wird. Dessen Emitter-Emitter-Basis-Spannung eines Vergleichstransistors Basis-Sättigungsspannung, die etwa bei 750 mV zur Folge hat, die erst die Steuerung eines Längs- liegt, ist konstant und wird erfindungsgemäß als transistors bewirkt. Damit nimmt die Emitterspan- Referenzspannung herangezogen. Bei einer Änderung nung des Vergleichstransistors für jeden Wert der 40 der geregelten Spannung U₂ ändert sich der Kollek-Eingangsspannung eine andere Größe an und kann torstrom des Transistors 12 und ruft am Arbeitskeinesfalls als konstante Referenzspannung für eine widerstand 14 einen veränderten Spannungsabfall Stabilisierungsschaltung dienen. hervor. Da die Emitter-Basis-Spannung des Transi-

Auch in der Schaltung nach der USA.-Patentschrift stor-Stellglieds 10 ebenfalls als konstant angesehen 2 862 175 soll der Transistor unmittelbar von der 45 werden kann, bewirkt eine Änderung des Spannungs-Eingangsspannung gesteuert werden. Dazu wird in abfalls am Widerstand 14 eine Änderung der KoI-der Anordnung nach F i g. 1 dieser Patentschrift die lektor-Basis-Spannung des Transistor-Stellglieds 10. Emitter-Basis-Spannung direkt über die Widerstands- Der Transistor 11, dessen Emitter-Kollektor-Strecke änderung eines Varistors in Abhängigkeit vom Span- zwischen dem positiven Pol der geregelten Spannung nungsteilerstrom geändert. Jeder Drehzahl des 50 und der Basis des Transistor-Stellglieds 10 liegt und Gleichspannungsgenerators ist eine andere Emitter- dessen Basis mit dem Kollektor des Vergleichstran-Basis-Spannung zugeordnet, da für jede Drehzahl sistors 12 verbunden ist, dient zur Vorzeichenumkehr ein anderer Strom in der Feldwicklung eingestellt und liefert gleichzeitig den Basisstrom des Transistorwerden muß, um stets die gleiche Ausgangsspannung Stellglieds 10. Eine Vorzeichenumkehr durch den zu erhalten. 55 Zwischentransistor 11 muß deshalb erfolgen, weil

Aufgabe der Erfindung ist es darum, eine Stabili- eine Vergrößerung der geregelten Spannung U₂ einen sierungsschaltung vorzuschlagen, die dem eingangs vergrößerten Kollektorstrom des Vergleichstransistors dargelegten Mangel abhilft und für eine Stabilisierung zur Folge hat, der das Transistor-Stellglied 10 weiter kleiner Gleichspannungen, insbesondere von Gleich- aufsteuern würde, wenn er auf dessen Basis gegeben Spannungen im Bereich um 1 Volt, geeignet ist. 60 würde. Das Umgekehrte muß jedoch der Fall sein. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Ein größerer Kollektorstrom des Transistors 12 soll an der Emitter-Basis-Strecke eines innerhalb der einen größeren Spannungsabfall am Transistor-Vergleichseinrichtung angeordneten Silizium-Ver- Stellglied 10 zur Folge haben,
gleichstransistors auftretende Spannungsabfall als Mit Hilfe des Potentiometers 13 wird der Arbeits-Referenzspannung dient. Die Erfindung geht dabei 65 punkt der erfindungsgemäßen Stabilisierungsschaltung von der Erkenntnis aus, daß der Spannungsabfall an eingestellt. Da die Emitter-Basis-Sättigungsspannung der Emitter-Basis-Strecke eines Transistors vom des Transistors 12 bei etwa 750 mV liegt, ist damit Silizium-pnp-Typ konstant ist, so daß dieser Span- der kleinste einstellbare Wert der stabilisierten Span-

nung U₂ gegeben. Der größte erreichbare Wert entspricht der Eingangsspannung abzüglich der Kollefctor-Sättigungsspannung des Transistor-Stellglieds 10. Über den Widerstand 15 wird zur Störwertaufschaltung ein Teil der Schwankung der ungeregelten Eingangsspannung U₁ rückgekoppelt. Durch diese Störwertaufschaltung wird ein Verbraucher, der an der Ausgangsspannung U₂ liegt, außerdem gegen Störspannungsspitzen geschützt. Je nach dem Verhältnis zwischen dem Widerstand 15 und dem unteren Teil des Potentiometers 13 wird der Regelfaktor positiv oder negativ.

Eine Temperaturkompensation des Arbeitspunktes erfolgt mit Hilfe des NTC-Widerstand 16 über die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 12.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Stabilisierung kleiner Gleichspannungen, insbesondere von Gleichspannungen unter 4 Volt, mit einem Transistor-Stellglied und mit einer transistorierten Vergleichseinrichtung, deren Ausgangsstrom der Summe aus einer konstanten Referenzspannung und der Teilspannung eines quer zum Ausgang der Schaltungsanordnung liegenden Spannungsteilers verhältnisgleich ist und welcher der den Spannungsabweichungen entgegenwirkenden Stellgröße entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Emitter-Basis-Strecke eines innerhalb der Vergleichseinrichtung angeordneten Sihzium-Vergleichstransistors (12) auftretende Spannungsabfall als Referenzspannung dient.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Zwischentransistor (11) vom pnp-Typ vorgesehen ist, dessen Emitter-Kollektor-Strecke zwischen dem positiven Pol der geregelten Spannung und der Basis des Transistor-Stellglieds (10) liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Transistor-Stellglied ein npn-Silizium-Epitaxial-Transistor vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen