DE1538530B2

DE1538530B2 - TRANSISTOR VOLTAGE REGULATOR

Info

Publication number: DE1538530B2
Application number: DE19661538530
Authority: DE
Inventors: Johan; Mitchell Ronald Reid; Kokomo Ind. Lund (V.St.A.)
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1965-09-15
Filing date: 1966-08-30
Publication date: 1972-04-13
Also published as: GB1086336A; DE1538530A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transistor-Spannungsregler für einen elektrischen Nebenschlußgenerator mit einem mit der Feldwicklung in Reihe liegenden Leistungstransistor und einem diesen steuernden Steuertransistor, der über eine Zenerdiod*. an einen an der gleichgerichteten Ausgangsspannunt liegenden Spannungsteiler angeschlossen ist, und mi; einer Einrichtung, die das Arbeiten des Leistungstransistors im Schaltbetrieb bewirkt, wobei die Transistoren, die Zenerdiode und die genannte Einrichtung in monolithischer Halbleiterblock-Bauweise hergestellt sind.The invention relates to a transistor voltage regulator for an electrical shunt generator with a power transistor lying in series with the field winding and one of these controlling control transistor, which has a Zener diode *. is connected to a voltage divider connected to the rectified output voltage, and mi; a device which causes the operation of the power transistor in switching mode, the transistors, the Zener diode and said device in monolithic semiconductor block construction are made.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1159 551 ist eineFrom the German Auslegeschrift 1159 551 is one

ίο Regeleinrichtung für Lichtmaschinen von Fahrzeugen mit einem in den Erregerstromkreis der Lichtmaschine eingeschalteten steuerbaren Halbleitergerät bekannt, bei welcher der Halbleiter außerdem eine mit Feldverdrängung arbeitende, auf die Strombahnen zwischen Emitter und Basis einwirkende Hilfselektrode hat, die an die zu regelnde Spannung angeschlossen ist.ίο Control device for vehicle alternators with a controllable semiconductor device connected to the generator's excitation circuit known, in which the semiconductor also works with field displacement, on the current paths has an auxiliary electrode acting between the emitter and the base, which is connected to the voltage to be regulated connected.

Aus dieser Druckschrift ist es weiterhin bekannt, eine Halbleiterscheibe als monolithischen Leiterblock auszubilden.From this publication it is also known to use a semiconductor wafer as a monolithic conductor block to train.

Weiterhin ist es aus der »Siemens-Zeitschrift«, 37. Jahrgang, 1963, H. 7, S. 566 bis 574, grundsätzlich bekannt, Festkörperschaltkreise aus Silicium in elektronischen Geräten einzusetzen. Weiterhin ist es aus dieser Druckschrift bekannt, die Kapazität eines in Sperrschicht gepolten pn-Überganges als Kondensator zu verwenden.It is also from the "Siemens-Zeitschrift", 37th year, 1963, issue 7, pp. 566 to 574, in principle known to use silicon solid-state circuits in electronic devices. Furthermore it is Known from this publication, the capacitance of a pn junction polarized in a barrier layer as a capacitor to use.

Schließlich ist es aus der französischen Patentschrift 1353 359 bekannt, einen Transistor-Spannungsregler in monolithischer Halbleiterblock-Bauweise herzustellen.Finally, it is known from French patent specification 1353 359, a transistor voltage regulator to be produced in monolithic semiconductor block construction.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Transistor-Spannungsregler in monolithischer Halbleiterblock-Bauweise in bezug auf die Regelgenauigkeit zu verbessern und dabei zu vermeiden, daß der Regler infolge seiner hohen Ansprechempfindlichkeit durch Störspannungen beeinflußt wird.The object of the invention is to provide a transistor voltage regulator in a monolithic semiconductor block design to improve in terms of the control accuracy and to avoid that the controller due to its high responsiveness is influenced by interference voltages.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Transistor-Spannungsregler der eingangs genannten Art vor, daß der Kollektor des Steuertransistors mit dem Kollektor eines weiteren Transistors und mit der positiven Klemme des Generators verbunden ist, daß der Emitter des Steuertransistors mit der Basis des weiteren Transistors verbunden ist, daß der Emitter des weiteren Transistors mit dem Emitter des Leistungstransistors verbunden ist, daß aus der Grenzschichtkapazität der Zenerdiode und aus der Kapazität der Basis-Emitter-Dioden der beiden Transistoren, kombiniert mit dem Spannungsso teiler-Widerstand und einem zwischen dem Widerstand und einem Abgriff angeordneten Teil des Spannungsteiler-Potentiometers, ein jRC-Glied gebildet ist, durch welches eine Wechselstromgenerator-Welligkeit sowie eine dieser Welligkeit überlagerte Dioden-Klingelspannung gleichzeitig aus dem der Zenerdiode zugeführten Signal ausgefiltert werden, und daß die gesamte Regler-Schaltungsanordnung in monolithischer Siliciumblock-Bauweise hergestellt ist.To achieve this object, the invention provides for a transistor voltage regulator of the type mentioned at the beginning Kind before that the collector of the control transistor with the collector of another transistor and connected to the positive terminal of the generator is that the emitter of the control transistor is connected to the base of the further transistor that the emitter of the further transistor with the Emitter of the power transistor is connected that from the junction capacitance of the zener diode and from the capacitance of the base-emitter diodes of the two transistors, combined with the voltage so divider resistor and a part of the arranged between the resistor and a tap Voltage divider potentiometer, formed by a jRC element is by which an alternator ripple and one of these ripples are superimposed Diode ringing voltage can be filtered out of the signal fed to the Zener diode at the same time, and that the entire regulator circuitry is made in monolithic silicon block construction.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei Schaltkreise mit jeweils einem Paar NPN-Transitoren vorgesehen sind, welche gemeinsame Kollektoranschlüsse haben.According to an advantageous development of the invention it is provided that two circuits with a pair of NPN transistors are provided, which have common collector connections.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist vor-According to a preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention is

^δ5 gesehen, daß die Verbindungsstelle der Kollektoranschlüsse an die Basis eines weiteren Steuertransistors (gehört zu dem einen Paar NPN-Transistoren) und über einen Widerstand an die positive ^δ 5 seen that the junction of the collector connections to the base of a further control transistor (belongs to the pair of NPN transistors) and via a resistor to the positive

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Anschlußklemme des Reglers angeschlossen ist, daß 28, die jeweils aus einem Paar Transistoren bestehen,Terminal of the controller is connected that 28, each consisting of a pair of transistors,

die Emitter des Steuertransistors und des weiteren die gemeinsame Kollektoranschlüsse aufweisen. Derthe emitters of the control transistor and furthermore have common collector connections. Of the

Steuertransistors jeweils an die Basis des weiteren erste Schaltkreis 26 umfaßt die NPN-Transistoren 30Control transistor in each case to the base of the further first circuit 26 comprises the NPN transistors 30

Transistors bzw. des Leistungstransistors ange- und 32, deren Kollektoren zusammengeschaltet undTransistor or the power transistor turned on and 32, the collectors of which are interconnected and

schlossen sind und daß die Emitter der letzteren 5 an eine Feldklemme 34 des Reglers angeschlossenare closed and that the emitters of the latter 5 are connected to a terminal block 34 of the controller

Transistoren geerdet sind. sind, die wiederum an die eine Seite der FeldwicklungTransistors are grounded. are, in turn, on one side of the field winding

Schließlich zeichnet sich eine weitere besonders 16 durch den Leiter 48 angeschlossen ist. Der EmitterFinally, another particularly 16 is connected by the conductor 48. The emitter

bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch des Transistors 32 ist an die Basis des Transistors 30Preferred embodiment of the invention thereby the transistor 32 is connected to the base of the transistor 30

aus, daß ein Widerstand in dem Spannungsteiler und der Emitter des Transistors 30 ist an einen ge-from that a resistor in the voltage divider and the emitter of transistor 30 is connected to a

durch einen Thermistor ersetzt ist und daß ein io erdeten Leiter 36 geschaltet.is replaced by a thermistor and that an io earthed conductor 36 is connected.

Widerstand zwischen den einstellbaren Abgriff und Die Schaltung 26 ist gut geeignet zur HerstellungResistance between the adjustable tap and the circuit 26 is well suited to manufacture

die Zenerdiode geschaltet ist. durch eine integrierte Schaltungstechnik, da derthe zener diode is switched. through integrated circuit technology, since the

Der gemäß der Erfindung erreichbare technische gemeinsame Kollektoranschluß ein gemeinsamer Fortschritt ist im wesentlichen darin zu sehen, daß Block aus N-Typ-Material sein kann und die Emitterunerwünschte Regelvorgänge infolge von Restwellig- 15 Basis-Funktionen leicht hergestellt werden können.
keiten oder Klingelspannungen vermieden werden. Der Schaltkreis 28 umfaßt ebenso wie der Schalt-The technical common collector connection achievable according to the invention, a common advance, is essentially to be seen in the fact that the block can be made of N-type material and the emitter-undesired control processes can easily be produced as a result of residual-wave base functions.
or bell tensions can be avoided. The circuit 28, like the circuit

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen kreis 26 zwei NPN-Transistoren 38 und 40, derenAnother advantage of the inventive circuit 26 has two NPN transistors 38 and 40, whose

Schaltungsanordnung ist darin zu sehen, daß durch Kollektorelektroden zusammengeschaltet und an eineCircuit arrangement can be seen in that interconnected by collector electrodes and connected to one

die Ausnutzung von elektronischen Bauelementen- Verbindungsstelle 42 angeschlossen sind, die an diethe exploitation of electronic components connection point 42 are connected to the

komponenten (Grenzschichtkapazität der Zenerdiode 20 Basis des Transistors 32 und die eine Seite einescomponents (boundary layer capacitance of the Zener diode 20 base of the transistor 32 and one side of a

56 und Kapazität der Basis-Emitter-Strecken der Widerstandes 44 geschaltet ist.56 and capacitance of the base-emitter paths of the resistor 44 is connected.

Transistoren 38, 40) eine Wirkung erzielt wird, wie Die Verwendung von zwei Transistorpaaren 38, 40Transistors 38, 40) an effect is achieved, such as The use of two pairs of transistors 38, 40

sie bisher nur mit zusätzlichen Bauelementen erreicht und 30, 32 erfolgt im Hinblick auf eine besondersit has so far only been achieved with additional components and 30, 32 takes place with regard to a special

wurde. hohe Ansprechempfindlichkeit der Regelanordnung.became. high sensitivity of the control arrangement.

Die Erfindung ist nachfolgend beispielsweise an 25 Die entgegengesetzte Seite des Widerstandes 44 istThe invention is illustrated below, for example at 25 The opposite side of the resistor 44 is

Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt über einen Leiter 46 an eine Reglerklemme 52 ge-Hand of drawing described; in this shows via a conductor 46 to a controller terminal 52

F i g. 1 ein Schaltbild eines Transistor-Spannungs- schaltet. Der Emitter des Transistors 40 ist an die reglers gemäß der Erfindung, der an die durch Basis des Transistors 38 und der Emitter des Tran-Dioden gleichgerichtete Spannung eines Wechsel- sistors 38 ist an einen geerdeten Leiter 36 geschaltet. Stromgenerators angeschlossen ist, und 3° Die Kollektoranschlußklemme des Schaltkreises 28F i g. 1 is a circuit diagram of a transistor voltage switch. The emitter of transistor 40 is connected to the regulator according to the invention, which is connected to the base of the transistor 38 and the emitter of the Tran diodes The rectified voltage of an alternating transistor 38 is connected to a grounded conductor 36. Generator is connected, and 3 ° the collector terminal of circuit 28

F i g. 2 einen Transistor-Spannungsregler gemäß ist also an die Basisanschlußklemme des SchaltkreisesF i g. 2 a transistor voltage regulator according to is therefore connected to the base connection terminal of the circuit

der Erfindung mit einem abgewandelten Eingangs- 26 geschaltet,the invention with a modified input 26 connected,

filter. Eine Freilaufdiode 50 ist parallel zur Feldwicklungfilter. A freewheeling diode 50 is parallel to the field winding

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugs- 16 geschaltet; dieser Kreis liegt außerhalb desIn the drawing, the same reference 16 denotes switched; this circle lies outside the

zeichen gleiche Teile. Ein Transistor-Spannungsregler 35 Reglers.mark equal parts. A transistor voltage regulator 35 regulator.

10 ist verwendet zur Regelung der Ausgangsspannung Da der Leiter 36 geerdet ist, ist er an die negative10 is used to regulate the output voltage. Since the conductor 36 is grounded, it is connected to the negative

eines Generators 12. Der Generator kann von ver- Seite des Brückengleichrichters 18 (Anschlußklemmeof a generator 12. The generator can be connected to the bridge rectifier 18 (terminal

schiedener Art (Wechselstromgenerator, Gleichstrom- 22) angeschlossen. Die Regleranschlußklemme 52 istof various types (alternator, direct current 22) connected. The controller connection terminal 52 is

generator) sein und ist in der Zeichnung dargestellt an die positive Klemme 20 des Brückengleichrichtersgenerator) and is shown in the drawing at the positive terminal 20 of the bridge rectifier

als Wechselstromgenerator mit einer dreiphasenstern- 4° 18 über einen Leiter 54 angeschlossen,as an alternator with a three-phase star 4 ° 18 connected via a conductor 54,

geschalteten Ausgangswicklung 14 und einer Feld- Der auf die Spannung ansprechende Kreis zumswitched output winding 14 and a field The circuit responsive to the voltage for

wicklung 16. Die Ausgangswicklung 14 ist an die Schalten der beiden Kreise 26 und 28 weist einewinding 16. The output winding 14 is connected to the switching of the two circuits 26 and 28 has a

Wechselstromeingangsklemmen eines Dreiphasen- PN-Flächen-Zenerdiode 56 und einen Spannungs-AC input terminals of a three-phase PN junction zener diode 56 and a voltage

Brückengleichrichters 18 angeschlossen, der sechs teiler mit den Widerständen 58, 60 und 62 auf, derBridge rectifier 18 connected, the six divider with resistors 58, 60 and 62 on, the

Siliciumdioden umfaßt und eine positive Gleich- 45 dazu dient, eine Spannung zu erzeugen, die propor-Silicon diodes and a positive DC 45 is used to generate a voltage proportional to

stromausgangsklemme 20 und eine negative, geerdete tional der gleichgerichteten Ausgangsspannung descurrent output terminal 20 and a negative, grounded tional of the rectified output voltage of the

Gleichstromausgangsklemme 22 aufweist. Wechselstromgenerators ist. Der Widerstand 60 istHas DC output terminal 22. Alternator is. Resistance 60 is

Diese Anschlußklemmen können verwendet wer- ein Potentiometer und weist einen einstellbaren Ab-These terminals can be used as a potentiometer and have an adjustable

den, um verschiedene Gleichstrombelastungen anzu- griff 64 auf, der an die eine Seite der Zenerdiode 56that, in order to attack different direct current loads 64, which is applied to one side of the Zener diode 56

schließen, beispielsweise bei einem Motorfahrzeug, 5o geschaltet ist, deren andere Seite an die Basis desclose, for example in a motor vehicle, 5o is connected, the other side of which is connected to the base of the

um einen Ladestrom an eine Batterie 24 zu liefern. Transistors 40 in dem zweiten Schaltkreis 28 ange-to supply a charging current to a battery 24. Transistor 40 in the second switching circuit 28

Der Transistor-Spannungsregler 10 steuert den schlossen ist.The transistor voltage regulator 10 controls the closed.

Stromfiuß durch die Feldwicklung 16 des Generators Die Zenerdiode 56 hat vorzugsweise dieselben 12, um dessen Ausgangsspannung zu regeln. Bei Charakteristiken wie die Emitter-Basis-Übergangseinem Motorfahrzeug wird der Generator von dem 55 zone eines Planar-Transistors. Die Zenerdiode hat Motor des Fahrzeugs über einen weiten sich ändern- einen sehr niedrigen Leckstrom in umgekehrter Richden Geschwindigkeits- oder Drehzahlbereich ange- tung und weist einen scharfen Knick in ihrer Spantrieben. Zusätzlich ändert sich die Belastung an dem nungs-Strom-Kennlinie auf. Zum Beispiel kann die Generator in Abhängigkeit von der Art und Anzahl Durchbruchscharakteristik der Zenerdiode 56 in der Gleichstrombelastungen, die gespeist werden. ^6o umgekehrter Richtung (Sperrichtung) im wesent-Durch den erfindungsgemäßen Regler wird die Aus- liehen dieselbe sein wie die der Emitter-Basis-Übergangsspannung des Generators 12 über einen sich gangszone eines 2N2711-Planar-Transistors.
verändernden Motordrehzahlbereich und einem sich Bei dem Regler nach F i g. 1 ist, wenn die Ausverändernden Belastungsbereich im wesentlichen gangsspannung des Generators 12 niedriger ist als die konstant gehalten. ⁶5 Sollspannung, die Zenerdiode 56 in umgekehrterCurrent flow through the field winding 16 of the generator. The zener diode 56 preferably has the same 12 in order to regulate its output voltage. For characteristics such as the emitter-base junction of a motor vehicle, the generator is powered by the 55 zone of a planar transistor. The Zener diode causes the vehicle's engine to change over a wide range of very low leakage currents in the reverse direction of the speed or engine speed range and has a sharp kink in its chip drives. In addition, the load changes on the voltage-current characteristic. For example, depending on the type and number of breakdown characteristics of the zener diode 56, the generator may be in the DC loads that are fed. ^{In the} opposite direction (reverse direction), the loan will be the same as that of the emitter-base junction voltage of the generator 12 via a transition zone of a 2N2711 planar transistor.
changing engine speed range and a When the controller according to F i g. 1 is when the changing load range is essentially the output voltage of the generator 12 lower than that kept constant. ⁶ 5 nominal voltage, the Zener diode 56 in reverse

Der Regler 10 ist hergestellt als monolithischer Richtung (Sperrichtung) nicht leitend; dadurch hatThe regulator 10 is made as a monolithic direction (reverse direction) non-conductive; thereby has

Halbleiterblock (integrierte Schaltung) unter Ver- die Verbindungsstelle 42 im wesentlichen dasselbeSemiconductor block (integrated circuit) under connection point 42 essentially the same

wendung von zwei Transistor-Schaltkreisen 26 und Potential wie der Leiter 46. Da der Emitter des Tran-application of two transistor circuits 26 and potential as the conductor 46. Since the emitter of the tran-

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sistors 30 an einem negativen Potential liegt, werden oder zu filtern, geschieht dies durch ein ÄC-Glied, die Transistoren 30 und 32 in einen leitenden Zu- welches eine ÄC-Zeitkonstante aufweist, die mit der stand vorgespannt, und die Feldwicklung 16 wird Periode der Dioden-Klingelfrequenz vergleichbar ist. gespeist über die Gleichstromausgangsklemme 20, Der Widerstandsteil dieses i?C-Gliedes wird durch den Leiter 55, den Leiter 48, die Anschlußklemme 5 den Widerstand 58 und den Teil des Widerstandes 60 34, den Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 30 gebildet, der zwischen den Abgriff 64 und den Wider- und den geerdeten Leiter 36. stand 58 geschaltet ist. Die Kapazität des i?C-Gliedessistor 30 is at a negative potential, or to filter, this is done by an ÄC element, the transistors 30 and 32 in a conductive Zu- which has a λC time constant that with the stood biased, and the field winding 16 is period comparable to the diode ringing frequency. fed via the DC output terminal 20, the resistance part of this i? C element is through the conductor 55, the conductor 48, the terminal 5, the resistor 58 and the part of the resistor 60 34, the collector-emitter circuit of the transistor 30 is formed, which is between the tap 64 and the resistor and the grounded conductor 36. Stand 58 is connected. The capacitance of the i? C limb

Da der Generator nun erregt ist, steigt seine Aus- wird gebildet durch die Grenzschichtkapazität der gangsspannung an. Wenn die Ausgangsspannung Zenerdiode 56 und die Kapazität der beiden in über die Sollspannung hinausgeht, leitet die Zener- ίο Durchlaßrichtung vorgespannten Basis-Emitter-Strekdiode 56 in umgekehrter Richtung (Sperrichtung) und ken der Transistoren 38 und 40. Diese Eigen- oder liefert einen Basis-Emitter-Strom an die Transistoren Parallelkapazität wird als Teil des i?C-Gliedes ver-40 und 38. Hierdurch wird der Transistor 38 in einen wendet, da der Regler in integrierter Schaltungsleitenden Zustand vorgespannt, so daß ein Strom technik hergestellt ist. In diesem ÄC-Glied ist der durch den Widerstand 44 fließt und die Verbindungs- 15 kombinierte Widerstand aus dem Widerstand 58 und stelle 42 nun ein negatives Potential hat, welches im einem Teil des Widerstandes 60 so hoch, daß die wesentlichen gleich dem Potential des geerdeten Kapazität der Zenerdiode 56 in Reihe mit den Basis-Leiters 36 ist. Dadurch werden die Transistoren 30 Emitter-Strecken der Transistoren 38 und 40 aus- und 32 nun in einen nichtleitenden Zustand vor- reicht, die richtige i?C-Zeitkonstante zu schaffen. Im gespannt, und der Stromfluß durch die Feldwicklung 20 Hinblick darauf können der Widerstand 58 und ein 16 wird reduziert. Hierdurch wird die Ausgangs- Teil des Widerstandes 60 einen Widerstandswert von spannung des Generators verringert. Durch An- und etwa 100 Kiloohm haben.Since the generator is now excited, its formation increases. It is formed by the boundary layer capacitance of the output voltage. When the output voltage zener diode 56 and the capacitance of the two in Goes beyond the nominal voltage, the Zener conducts ίο forward biased base-emitter Strekdiode 56 in the opposite direction (reverse direction) and ken of the transistors 38 and 40. This own or supplies a base-emitter current to the transistors parallel capacitance is ver-40 as part of the i? C element and 38. This turns the transistor 38 into one, since the regulator is in integrated circuit conducting Condition biased so that a current technique is established. In this AC member is the flows through the resistor 44 and the connection 15 combined resistance from the resistor 58 and set 42 now has a negative potential, which is so high in one part of the resistor 60 that the substantially equal to the potential of the grounded capacitance of the zener diode 56 in series with the base conductor 36 is. As a result, the transistors 30 are emitter paths of the transistors 38 and 40 and 32 now passes into a non-conductive state to create the correct i? C time constant. in the tensioned, and the current flow through the field winding 20 in view of the resistor 58 and a 16 is reduced. As a result, the output part of the resistor 60 has a resistance value of generator voltage decreased. By and about 100 kilo ohms.

Abschalten des Transistors 30 in Abhängigkeit von In F i g. 2 sind die Ausgangswicklung des Wechsel-Turning off the transistor 30 as a function of In F i g. 2 are the output winding of the alternating

der zwischen den Leitern 52 und 36 auftretenden Stromgenerators und der Brückengleichrichter nicht Spannung wird die Ausgangsspannung des Generators 25 dargestellt; der Spannungsregler nach Fig. 2 kann im wesentlichen konstant gehalten. jedoch in derselben Weise an den Wechselstrom-the current generator occurring between the conductors 52 and 36 and the bridge rectifier do not Voltage is the output voltage of the generator 25; the voltage regulator of Fig. 2 can held essentially constant. but in the same way to the alternating current

Beispielsweise können — ohne jedoch die Erfin- generator geschaltet sein wie der Spannungsregler dung hierauf zu beschränken — die Schaltungs- nachFig. 1.For example, but without the invention generator can be switched like the voltage regulator to restrict this - the circuit according to Fig. 1.

bestandteile des Spannungsregulators 10 die folgen- Der Spannungsregler nach F i g. 2 unterscheidetComponents of the voltage regulator 10 the following- The voltage regulator according to FIG. 2 differs

den Werte haben: 3° sich von dem in Fig. 1 gezeigten Spannungsreglerhave the values: 3 ° from the voltage regulator shown in FIG

dadurch, daß ein Widerstand 70 zwischen die Zener-in that a resistor 70 between the Zener

Transistoren 30 und 32 .. Typ 2 N 4222 diode 56 und dem Abgriff 64 an dem Potentiometer-Transistors 30 and 32 .. Type 2 N 4222 diode 56 and the tap 64 on the potentiometer

Transistoren 38 und 40 .. Typ 2 N 2711 Widerstand 60 geschaltet ist, um die Filter- oderTransistors 38 and 40 .. type 2 N 2711 resistor 60 is connected to the filter or

Zenerdiode 56 Emitter-Basis- Dämpfungstätigkeit des Spannungsreglers durch ErZener diode 56 emitter-base damping activity of the voltage regulator by Er

Grenzschicht eines 35 höhung der ÄC-Zeitkonstante zu verbessern. Durch 2N2711-Planar- ^en Einbau dieses Widerstandes wird außerdem derTo improve the boundary layer of an increase in the ÄC time constant. By 2N2711 planar installation of this resistor is also the

Transistors ^zur Verfügung stehende Basisstrom des Transistor-Transistor available ^to base current of the transistor

„,., . j .. ₁ T-r-, ,„ Schaltkreises 28 verringert; durch die Schaltkreise 26",.,. j .. ₁ Tr-,, "circuit 28 decreased; through circuits 26

Widerstand 44 1 Kiloohm ,,„.,., , . ^& ' . , , _xr ,_.. , Resistance 44 1 kiloohm ,, ".,.,,. ^& '. _{,, xr} , _ ..,

und 28 ist jedoch eine ausreichende Verstärkung inand 28, however, is a sufficient gain in

Widerstand 58 33 Kiloohm ₄₀ dem Kreis verfügbar. Weiterhin ist der Widerstand 58Resistance 58 33 kiloohms ₄₀ available to the circle. Furthermore, the resistor is 58

Widerstand 60 100 Kiloohm durch einen Thermistor 72 ersetzt, der einen nega-Resistor 60 100 kiloohms replaced by a thermistor 72, which has a negative

Widerstand 62 200 Kiloohm tiven Widerstandstemperatur-Koeffizienten aufweist.Resistance 62 has 200 kiloohm tive resistance temperature coefficient.

Der Widerstandswert des Thermistors 72 kann beiThe resistance of thermistor 72 can be

Obgleich in der vorerwähnten Tabelle spezifische Raumtemperatur etwa 1,45 Kiloohm und der WiderCharakteristiken von Einzel-Transistoren angegeben 45 standswert des Widerstandes 70 kann etwa 100 Kilosind, ist es selbstverständlich, daß diese lediglich als ohm betragen.Although in the aforementioned table, specific room temperature is about 1.45 kiloohms and the cons characteristics given by single transistors 45 the resistance value of the resistor 70 can be about 100 kilos, it goes without saying that these are only considered to be ohms.

Charakteristiken von Transistoren angegeben Wurden, Wie vorher wird die Kapazität der Zenerdiode 56 die Teil eines oder mehrerer monolithischer Silicium- in Serie mit den Basis-Emitter-Strecken der Tranblöcke sind. sistoren 38 und 40 und dem Widerstand des Kreises Die Ausgangsspannung des Brückengleichrichters 50 72, 60, 70 als i?C-Schaltung verwendet zur Dämp-18 weist einen Welligkeitsanteil auf, der am Span- fung oder Filterung des Wechselstromgeneratornungsregelkreis und an der Zenerdiode 56 liegt. Die Welligkeits- und des Dioden-Klingelanteils. Durch Frequenz dieses Welligkeitsanteils ist eine Funktion Einschaltung des Widerstandes 70 mit einem relativ der Drehzahl, mit der der Wechselstromgenerator hohen Widerstandswert zwischen den Abgriff 64 und angetrieben wird. Auf Grund der relativ hohen 55 die Zenerdiode 56 ist es jedoch möglich, den WiderImpedanz des Transistorreglers hat dieser Wellig- standswert des Spannungsteilers 72, 60, 62 zu verkeitsanteil einen vernachlässigbar kleinen Effekt auf ringern, verglichen mit dem Widerstand desselben den Spannungsregler. Zusätzlich ist jedoch noch ein Spannungsteilers in F i g. 1 (58, 60, 62). Der Span-Dioden-Klingelanteil vorhanden, der der Wechsel- nungsregler nach F i g. 2 arbeitet in derselben Weise stromgenerator-Welligkeit überlagert ist und ebenfalls 60 wie der in F i g. 1 dargestellte, indem der Transistor der Zenerdiode 56 zugeführt wird und der von der 30 an- und abgeschaltet wird, um den Stromfluß in Grenzschichtkapazität der Dioden des Brücken- der Feldwicklung 16 und dadurch die Ausgangsgleichrichters 18 herrührt. spannung des Generators zu steuern. In F i g. 2 ver-Falls es erwünscht ist, die kombinierte Wechsel- hindert das beschriebene i?C-Glied, daß der Regler stromgenerator-Welligkeit und Dioden-Klingelspan- 65 durch die Wechselstromgenerator-Welligkeit und den nung, die an der Zenerdiode 56 liegt, zu dämpfen Dioden-Klingelanteil ausgesteuert wird.Characteristics of transistors have been given. As before, the capacitance of the zener diode 56 will be part of one or more monolithic silicon in series with the base-emitter paths of the tranblocks. sistors 38 and 40 and the resistance of the circuit. The output voltage of the bridge rectifier 50, 72, 60, 70 used as an IC circuit for attenuation has a ripple component that is due to the voltage or filtering of the alternating current generator control circuit and the Zener diode 56 . The ripple and the diode ring component. The frequency of this ripple component is a function of switching on the resistor 70 with a relative speed at which the alternating current generator is driven between the tap 64 and high resistance value. Due to the relatively high value of the Zener diode 56, however, it is possible to reduce the resistance of the transistor regulator. This ripple value of the voltage divider 72, 60, 62 has a negligible effect compared to the resistance of the voltage regulator. In addition, however, there is also a voltage divider in FIG. 1 (58, 60, 62). The span diode bell component is present, which the change regulator according to Fig. 2 operates in the same way that current generator ripple is superimposed and also 60 as that in FIG. 1, in that the transistor is fed to the Zener diode 56 and is switched on and off by the 30, in order to produce the current flow in the boundary layer capacitance of the diodes of the bridging the field winding 16 and thereby the output rectifier 18. to control the voltage of the generator. In Fig. If it is desired, the combined alternating prevents the described i? C element that the regulator current generator ripple and diode ringing voltage through the alternating current generator ripple and the voltage, which is applied to the Zener diode 56, too attenuate the diode ringing component.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Transistor voltage regulator for an electrical shunt generator with a power transistor lying in series with the field winding and a control transistor that controls this, which is connected via a Zener diode to a voltage divider connected to the rectified output voltage, and with a device that allows the power transistor to work in Switching operation effected, the transistors, the Zener diode and said device being made in monolithic semiconductor block construction, characterized in that the collector of the control transistor (40) with the collector of a further transistor (38) and with the positive terminal (20) of the Generator is connected, that the emitter of the control transistor (40) is connected to the base of the further transistor (38), that the emitter of the further transistor (38) is connected to the emitter of the power transistor (30) that from the junction capacitance of the Zener diode (56) and from the capacitance at the base-emitter diodes of the two transistors (38, 40), combined with the voltage divider resistor (58) and a part of the voltage divider potentiometer (60) arranged between the resistor (58) and a tap (64) RC element is formed by which an alternator ripple and a diode ring voltage superimposed on this ripple are simultaneously filtered out of the signal fed to the zener diode (56), and that the entire regulator circuit arrangement is made in monolithic silicon block construction.

2. transistor voltage regulator according to claim 1, characterized in that two circuits (26, 28) each with a pair of NPN transistors (30, 32; 38, 40) are provided, which are common Have collector connections (34, 42).

3. transistor voltage regulator according to claim 1, characterized in that the connection point (42) to the base of another control transistor (32) and via a resistor (44) to the positive terminal (52) of the regulator is connected that the emitter of the control transistor (40) and the further control transistor (32) each to the base of the further transistor (38) or the power transistor (30) are connected and that the emitters of the latter Transistors are grounded (at 36).

4. transistor voltage regulator according to one of claims 1 to 3, characterized in that a resistor (58) in the voltage divider is replaced by a thermistor (72) and that a Resistor (70) is connected between the adjustable tap (64) and the Zener diode (56).