DE1513535A1 - Transistorisierte Spannungsregelschaltung - Google Patents

Description

UFLB, 1969

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den Berlin und Muaehen Wlttelsbaoherpl. 2

P 15 13 535.0 PA 65/3060

Transistorisierte Spannumgsregelaohaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine transistorisierte Span- ' nungsregelschaltung mit mindestens einem abhängig von den Ausgangsspannungsschwankungen geregelten, in einer der beiden Versorgungsleitungen angeordneten Transistor und einem zu diesem in Reihe liegenden Widerstand, dem die Baitter-Basisatrecke eines Steuertransistors in Eeihe mit einer Vorspannungsquelle parallel geschaltet ist.

In der Nachrichtenübertragungsteohnik werden häufig aus Gründen einer hohen Übertragungsqualität sehr konstante Yersorgungsspannungen für die einzelnen Übertragungsgerlte benötigt. Das trifft vor allem für die Modulatoren pulscodemodulierter Systeme zu. Geregelte Netzgeräte sind bekannt» Sie sind meistens so aufgebaut, daß auf den Netztransformator und den nachgesohalteten Gleichrichter ein Stellglied, das häufig aus widerstandsgesteuerten Transistoren besteht, folgt, welches von einer Stellgröße gesteuert wird. Die Stellgröße wird dadurch erzeugt, daß die Ausgangsspannung des Netzgerätes mit einer von einem Bezugsnormal gelieferten Spannung verglichen wird, wodurch sich aus der Differenz beider Spannungen die Stellgröße ergibt.

Zum Schutz von als Stellglied arbeitenden Transistoren in Spannungsregelschaltungen gegen Überlastung ist es .auch bekann b, den Spannungsabfall ^n einem vom Laetstrom durchflossenen Widerstand mit einer dtr Ausgangsspannung proportionalen Spannung im Ba3i3-Emitterkreis eines Steuertran istore zu vergleichen. Bei unzulässig hohem Lastetroa (Ku Schluß am Ausgang der Spannungsregeisohaltung) wird der St uertranaistor leitend gesteuert, wodurea der Stelltraneietur ge-•^{Jperrt wird}·

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NöUÖ Unterlugen lArt7J1Abi.2Nr.l3ett3de* Änderung·** v. 4.9.

Ss wurde auch bereits ein geregeltes letzgerät für hoohkonstante Ausgangsspannungen vorgeschlagen, bei dem evtl. durch Temperatureohwankungen auftretende fehler vermieden ' werden.

Der Einsatz von Hetzgeräten zur Stromversorgung bei pulscodemodulierten Systemen erfordert eine hochkonstante Ausgangsepannung. Es muß daher gewährleistet sein, dafl die Regelung stets sicher arbeitet und ein Ausfall derselben während des Betriebs weitgehend vermieden wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannungsregelschaltung zu schaffen, desson Regelung auch bei auftretenden Rückströmen nicht ausfällt.

Die Spannungsregelschaltung wird gemäB der Erfindung derart ausgebildet, daß parallel zum Ausgang der Spannungsregei schaltung eine von der Emitter-Kollektorstrecke mindestens eines lasttransis tors gebildete, vom Kollektorstroni des Steuertransistors laststromabhängig steuerbare G-rundlast, angeschaltet ist, Und daß der Steuertransistor sowie dar von ihm gesteuerte Lasttransistor im Basiskreia des Steuertraneistors bis zu einem minimalen Laststrom leitend gesteuert sind.

Ein Rückstrom, der die Regelwirkung gewöhnlicher SpannungsregeIsohaltungen unterbinden würde, kann immer dann auftreten, wenn ein Verbraucher «wischen die Spannungsregelschaltung und eine Spannung»quelle, die bezüglich der Ausgangsspannung der Regelschaltung höhere Spannung und gleiche Polarität aufweist, geschaltet wird. Durch Anwendung der laststromabhängig steuerbaren Grundlaet wird die Regelung nicht untertrochen. fegen seiner beeonderen Eigenschaften 110t sich die als Grundlaet verwendete Regelschaltung auch als Bntkopplungevierpol für Wechselspannungen vorteilhaft verwenden.

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Die Vorspannung des Steuertraneistore läßt sich in einfacher Weise durch eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode erieugen. Behaltet man in Beihe zum' Lasttransistor einen Wideretand ·1η, so wird dadurch ein Schutz des Transistors Tor Zerstörung bei allzu großen Bückströmen erreicht, da ein feil der rom Traneistor sonst aufzunehmenden Verlustleistung von de« Wideretand vernichtet wird.

Anhand der Aueftihrungebeispiele nach den Figuren 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert.

Fig.1 eeigt das Prinsipschaltbild der transistorisierten SpannungeregelBohaltung mit steuerbarer Grundlast. Die gleiehaurichtende Spannung wird über den Hetztransformator 1 einer GUeichrichtereohaltung 2 augeführt. Dem Ausgang dieses Gleichrichters 1st ein Stellglied 3 naohgesehaltet. Die Ausgangespannung U₂ am Ausgang des Stellgliedes wird dem Begelveretärker 4, der aus mehreren Verstärkerstufen bestehen kann, zugeführt. Der Transistor der ersten Verstärkers tufe dient hierbei als Vergleichetransistor. Am Bingang dieses Yergleichetransietora liegt ebenfalls die Ton times Bezugsnormal 5 gelieferte Besugsspannung TJ.. Die dureh den Tergleioa erhaltene Stellgröße, die im speziellem fall als Hegelstrom I_Q erhaltem wird, wird Asm Stellen·* 3 zugeführt. Das Stellglied 3 ist is. allgemeinen als gesteuerter Transietor oder als Transiator-Kaekadenatufβ ausgebildet. Parallel sum Ausgang des letigerätea liegt die gesteuerte önuidlast 7* die bei Bückstrom den überwiegenden Anteil deaselbe» aufnimmt, so daS Al« Regelung im Itt«gerät Aufrechterhalten wird.

Xm Jig.2 ist ein Auaftthrungsbeispiel geeei«t. In Beihe zu dem Stellglied 3» das ala Transistor ausgebildet sein kann, liegt im fuge der einen Tersorgungsepannungsleitung der ohmsehe Widerstand B^. Parallel su diesem Widerstand ist

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die Emitter-Basisstrecke des Transistors T₇ angeordnet, ' und der Kollektor dieses Transistors liegt über den Wider- ^; stand Rg an der anderen Versorgungsspannungsleitung. Der Transistor T₇ wird mittels einer Batterie mit einer Vorspannung Uq angesteuert. Die Vorspannung ist so gewählt, * daß der Transistor T₇ bei minimalem Laststrom gerade noch geöffnet ist. Der Kollektor dieses Transistors ist mit der Basis des Lasttransistors Τ_β verbunden, und der Emitter dieses Transistors T_Q ist wiederum an die Basis eines weiteren Transistors Tq geführt, so daß die beiden Transistoren eine Gleichstromverstärkeranordnung bilden. Der Kollektor des Trandstors T_Q ist mit dem Kollektor des Transistors T_Q und beide Kollektoren sind über den Widerstand Rq mit der negativpoligen Versorguhgezuleitung verbunden.

Da der Transistor T₇ bei Nennstrom leicht dürchgesteuert ist, sind auch die Transistoren Tg und T„ dürchgfeBteuert, so daß ein Teil des Nennstromes als Stabilisierungsrunestrom über die aus den beiden Transistoren T_Q und Tq bestehende Grundlast fließt. Wird der aus dem Netzgerät entnommene Strom erhöht, so werden, bedingt durch disn Spannungsabfall am ohmschen Widerstand R₁-* der Transistor T₇ und damit auch die von ihm abhängigen Transistoren T_Q und T_g gesperrt. Die Regelung dieses Netzgerätes erfolgt von seinem Ausgang über die schematisch dargestellte Regeleinrichtung Die Regelung ist also bei Werten um den minimalen Laststrom bzw. bei höheren Werten gewährleistet. Ein nunmehr auftretender Rückstrom I„ wirkt dem Regelstrom I entgegen, so

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daß der Spannungsabfall am Widerstand R₁- nunmehr wieder verringert wird, wodurch der Transistor T₇ immer mehr durchgesteuert wird und damit auch die Transistoren T₀ und T~ öffnet, so daS der nunmehr fließende Rückstrom zu seinem größten Teil über die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T_g und den Widerstand R„ abfließt. Dadurch wird aber

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erreicht, daß der Regelstrom I₀ aufrechterhalten wird und auch bei auftretendem Rückstrom stets eine gute Regelung ge währleistet ist.

Die Schaltung arbeitet also so, daß eine Ruhestromstabilisierung vorhanden ist, die für wachsende, positive lastströme allmählich abgeschaltet wird. Erst wenn der Rückstrom derart groß würde, daß der Regelstrom I_q» der den Stabilisierungsruhestrom darstellt, ganz verschwinden würde, würde die Regelung aussetzen. Es ist daher zweckmäßig, die Schaltung so auszulegen, daß auch bei höchstem vorkommenden Rückstrom noch ein Regelstrom I übrig bleibt. Da bei zunehmendem Rückstrom I_R der Strom I nur sehr langsam abnimmt, benötigt man nur einige Prozent des maximalen Rückstromes als Ruhestrom Iq.

3 Patentansprüche
2 figuren

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Transistorisierte Spannungsregelschaltung mit mindestens einem abhängig von den AusgangsSchwankungen geregelten, in einer der beiden Versorgungsleitungen angeordneten Transistor und einem zu diesem in Reihe liegenden Widerstand, dem die Emitter-Basisstrecke eines Steuertransistors in Reihe mit einer Vorspannungsquelle parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Ausgang der Spannungsregelschaltung eine von der Emitter-Kollektorstrecke mindestens eines Lasttransistors (Tg, Tq) gebildete, vom Kollektorstrom des Steuertransistors (T₇) laststromabhängig steuerbare Grundlast angeschaltet ist, und daß der Steuertransistor (T„) sowie der von ihm gesteuerte Lasttransistor (T_Q, Τ~) im Basiskreis des Steuertransistors bis zu einem minimalen Laststrom leitend gesteuert sind.

2. Transistorisierte Spannungsregelschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung (Uq) durch eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode erzeugt ist.

3. Transistorisierte Spannungsregelschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu den Ausgangselektroden des Lasttransistors (T_Q, Tq) ein Widerstand geschaltet ist.