DE1588496C

DE1588496C - Circuit with a working in switching mode control semiconductor switching element

Info

Publication number: DE1588496C
Application number: DE19671588496
Authority: DE
Inventors: Arnold L Los Angeles Cahf Betton (V St A )
Original assignee: Litton Industries Inc
Current assignee: Litton Industries Inc
Priority date: 1966-12-02
Filing date: 1967-11-15
Publication date: 1973-04-26

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einenThe invention relates generally to one

ίο Schaltkreis mit einem im Schaltbetrieb arbeitenden Steuer-Halbleiterschaltelement, dessen Leitfähigkeitszustand mittels Spannungen steuerbar ist, die vom Ausgang einer mindestens zweistufigen Kippschaltung abgenommen werden, insbesondere für ein geregeltes Netzgerät wie Gleichstrom-GIeichstrom-Schaltregler mit Untersetzung. Die Erfindung wird daher an Hand dieses Anwendungsbeispiels beschrieben; sie kann jedoch für alle Meß-, Steuer- und Regelkreise Anwendung finden, in denen mittels eines im Schaltbetrieb arbeitenden Steuer-Halbleiterschal telements ein Eingriff ausgeübt wird.ίο Circuit with a working in switching mode Control semiconductor switching element, the conductivity state of which can be controlled by means of voltages, which from Output of an at least two-stage toggle switch can be picked up, in particular for a regulated one Power supply unit like DC / DC switching regulator with reduction. The invention is therefore aimed at Hand of this application example described; however, it can be used for all measuring, open-loop and closed-loop control circuits Find application in which telements by means of a switching operation control semiconductor scarf an intervention is carried out.

Es sind zahlreiche Arten von Netzgeräten bekannt, die eine konstante Gleichspannung liefern, z. B. stetig geregelte Netzgeräte. Besondere Bedeutung haben die pulsbreitenmodulierten Schaltregler, die auf dem Prinzip einer Zeitverhältnisregelung arbeiten, erlangt. Bei einem Netzgerät mit Zeitverhältnisregelung wird eine konstante Ausgangsspannung dadurch erhalten, daß die Dauer der Durchlaßzeit eines Serien-Schalttransistors des Steuer-Halbleiterschaltelements derart variiert wird, daß eine Impulsfolge mit einem konstanten Mittelwert erzeugt wird. Die Durchlaßzeit des Serien-Schalttransistors wird durch ein Fehlersignal beeinflußt, das erhalten wird, indem die Ausgangsspannung abgetastet und mit einer Bezugsspannung verglichen wird. Das Fehlersignal ist ein Maß für die Differenz zwischen der Ist-Ausgangsspannung und einer Soll-Ausgangsspannung.Numerous types of power supply units are known which supply a constant DC voltage, e.g. B. steadily regulated power supply units. The pulse-width-modulated switching regulators, which are based on the Working principle of a time ratio regulation, attained. In the case of a power supply unit with time ratio control, a constant output voltage obtained by the duration of the conduction time of a series switching transistor of the control semiconductor switching element is varied such that a pulse train with a constant Mean value is generated. The conduction time of the series switching transistor is determined by an error signal which is obtained by sampling the output voltage and using a reference voltage is compared. The error signal is a measure of the difference between the actual output voltage and a target output voltage.

Dieses Fehlersignal wird häufig in einem Differenzverstärker verarbeitet und zur Steuerung einer Kippschaltung, insbesondere eines Multivibrators, benutzt, der den Serien-Schalttransistor in Abhängigkeit von Zustandsänderungen einer Stufe, im allgemeinen eines Transistors des Multivibrators, wechselweise aufsteuert und zusteuert. Wenn die Ausgangsspannung über den Sollwert ansteigt, bewirkt die Fehlerspannung eine Änderung des Leitfähigkeitszustandes des Multivibrators, wodurch der Serienschalter zugesteuert wird. Wenn die Äusgangsspannung unter den Sollwert abfällt, verursacht die Fehlerspannung ebenfalls eine Änderung des Leitfähigkeitszustandes des Multivibrators, der in diesem Fall den Serien-Schalttransistor aufsteuert. Dieser Schaltzyklus, der von kurzer Dauer ist, wird in rascher Folge wiederholt, so daß eine Impulsfolge mit einem konstanten Mittelwert erzeugt und dementsprechend die Last mit einer stabilisierten Gleichspannung versorgt bleibt.This error signal is often used in a differential amplifier processed and used to control a multivibrator, in particular a multivibrator, the series switching transistor as a function of changes in state of a stage, in general of a transistor of the multivibrator, alternately opens and closes. When the output voltage rises above the setpoint, the fault voltage causes a change in the conductivity state of the multivibrator, whereby the series switch is closed. When the output voltage is below the The setpoint drops, the fault voltage also causes a change in the conductivity state of the Multivibrator, which in this case controls the series switching transistor. This switching cycle, which is from short duration is repeated in rapid succession so that a pulse train with a constant mean value generated and accordingly the load remains supplied with a stabilized DC voltage.

Ein grundsätzliches Problem dieser Netzgeräte ist der Leistungsverlust, der in dem Serien-Schalttransistör auftritt, wenn dieser auf- oder zugesteuert wird. Der Leistungsverlust im Transistor hängt von der Zeitspanne ab, die erforderlich ist, um den Leitfähigkeitszustand zu ändern. Diese Zeitspanne ist ihrerseits eine Funktion der Form des von der Regelschaltung gelieferten Steuerimpulses. Beispielsweise haben Impulse von Multivibratorschaltungen Anstiegszeiten, die von den Schaltungskomponenten der Multivibratorschaltungen abhängen. Der Wirkungsgrad dieserA fundamental problem with these power supply units is the power loss that occurs in the series switching transistor occurs when this is opened or closed. The power loss in the transistor depends on the Time required to change the conductivity state. This time span is your turn a function of the shape of the control pulse provided by the control circuit. For example, have impulses of multivibrator circuits rise times determined by the circuit components of the multivibrator circuits depend. The efficiency of this

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Art geregelter Netzgeräte ist daher eine Funktion der In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Schaltgeschwindigkeit der Regelschaltung, der Kipp- bistabile Anordnung, im allgemeinen ein Transistorschaltung, die den Serien-Schalttransistor umsteuert, Multivibrator, eine Diode auf, die in dem Stromweg d. h. dessen Leitfähigkeitszustand ändert. Bei den be- zwischen dem Kollektor der ersten der beiden Stufen kannten Anordnungen (ETZ-A, 1962, S. 395 bis 401) 5 und der Basis der zweiten der beiden Stufen liegt. Der ist nur eine Schaltstufe der mehrstufigen Kippschal- Kollektorwiderstand ist dabei an die dem Kollektor tung mit dem Steuereingang des Steuer-Halbleiterele- abgewandte Seite der Diode angeschlossen. Dadurch ments — hier des Serien-Schalttransistors — verbun- wird es möglich, den Stufen, d. h. Transistoren, geden. trennte und unterschiedliche Spannungen zu entneh-The type of regulated power supply unit is therefore a function of the Switching speed of the control circuit, the flip-flop-bistable arrangement, generally a transistor circuit, which reverses the series switching transistor, multivibrator, a diode that is in the current path d. H. whose conductivity changes. At the bed between the collector of the first of the two stages known arrangements (ETZ-A, 1962, pp. 395 to 401) 5 and is the basis of the second of the two stages. the is only one switching stage of the multi-stage toggle switch collector resistance is connected to the collector device connected to the control input of the control semiconductor element facing away from the diode. Through this ments - here the series switching transistor - connected it is possible to the stages, d. H. Transistors, geden. separated and different voltages to be taken

Die Ausgangsimpulse dieser Stufe, die sowohl io men, wenn sie aufgesteuert werden. So wird das HaIbbeim Übergang des Schaltens dieser Stufe von dem leiterschaltelement mittels des am Kollektor einer ersperrenden in den leitenden Zustand als auch beim sten der beiden Stufen abgenommenen Ausgangssi-Übergang von dem leitenden in den sperrenden Zu- gnals aufgesteuert und mittels des am Kollektor der stand auftreten, werden zum Schalten des Serien- zweiten der beiden Stufen abgenommenen Ausgangs-Schalttransistors verwendet, und zwar je nach Halb- 15 signals zugesteuert, wobei bei gleichartigen Transistoleitertyp zum Sperren bzw. öffnen. ren in den Stufen der Polarität des AusgangssignalsThe output pulses of this stage, which are both io men when they are turned on. This is how it is Transition of the switching of this stage of the conductor switching element by means of the locking device on the collector in the conductive state as well as in the first of the two stages removed output Si transition from the conducting to the blocking access and using the on the collector of the stand, are used to switch the second of the two stages removed output switching transistor in series used, depending on the half-signal, with the same type of transistor conductor to lock or open. ren in the steps of the polarity of the output signal

Eine derartige Steuerung hat den Nachteil, daß der der zweiten Stufe mittels eines weiteren Halbleiterele-Impuls der ansteuernden Schaltstufe, der beim Über- ments umgekehrt wird, um dafür zu sorgen, daß die gang vom leitenden Zustand in den gesperrten Zu- Signale mit der richtigen Polung an das Halbleiterstand auftritt, relativ lang ist. Geht man z. B. von 20 schaltelement angelegt werden,
einem astabilen Transistor-Multivibrator als Kipp- Entsprechend einer besonders zweckmäßigen Ausschaltung aus, so wird die Abfallzeit des bei vorste- führungsform der Erfindung ist die Schaltanordnung hendem Übergang auftretenden Signals durch die als stabilisierte Gleichstromquelle einsetzbar. In Zeitkonstante des zugeordneten Koppelkondensators einem solchen Falle wird das Halbleiterschaltelement bestimmt, die relativ groß ist. Bei den bekannten An- 25 in Serie zwischen Eingangs- und Ausgangsklemmen Ordnungen ist daher die Anstiegs- bzw. Abfallzeit des der Stromquelle gelegt, ist ein Schaltkreis vorgesehen, Steuerimpulses der Kippschaltung länger als die klein- der eine die Ist-Ausgangsspannung kennzeichnende ste Zeitspanne, die erforderlich ist, um den Serien- Abtastspannung liefert, ist ein weiterer Schaltkreis Schalttransistor aus dem Sättigungsleitfähigkeitszu- vorhanden, der eine die Soll-Ausgangsspannung darstand herauszutreiben, wodurch der maximale Wir- 30 stellende Bezugsspannung erzeugt und werden die kungsgrad dieser Art von Schaltkreisen begrenzt wird. Abtastspannung und die Bezugsspannung in einemSuch a control has the disadvantage that the second stage is triggered by a further semiconductor element pulse of the driving switching stage, which is reversed when the control is over, in order to ensure that the transition from the conductive state to the blocked closed signals with the correct Polarity occurs at the semiconductor, is relatively long. If you go z. B. of 20 switching elements can be created,
an astable transistor multivibrator as a toggle switch, the fall time of the signal occurring in the present invention, the switching arrangement can be used as a stabilized direct current source. In such a case, the semiconductor switching element, which is relatively large, is determined in the time constant of the associated coupling capacitor. In the case of the known connections in series between the input and output terminals, the rise or fall time of the current source is therefore set, a circuit is provided, the control pulse of the multivibrator is longer than the smallest one of the time span characterizing the actual output voltage, which is required to supply the series scanning voltage, another switching transistor circuit is available from the saturation conductivity, which is capable of driving out the target output voltage, whereby the maximum effective reference voltage is generated and the efficiency of this type of circuit is limited . Sampling voltage and the reference voltage in one

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Differenzverstärker derart zusammengefaßt, daß zwei Schaltkreis mit einem im Schaltbetrieb arbeitenden komplementäre Fehlersignale erhalten werden, die die Steuer-Halbleiterschaltelement, dessen Leitfähigkeits- Abweichung der Ist-Ausgangsspannung von der Sollzustand mittels Spannungen gesteuert wird, die vom 35 Ausgangsspannung kennzeichnen und die an jeweils Ausgang einer mindestens zweistufigen Kippschal- einen der beiden Eingänge der beiden Stufen der bitung abgenommen werden, so auszubilden, daß die stabilen Anordnung angelegt werden. Die Bezugs-Verlustleistung des Steuer-Halbleiterschaltelements spannung kann von dem geregelten Ausgang der geringer und damit der Wirkungsgrad höher ist. Die Stromquelle oder von dem nicht geregelten Eingang Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung 40 der Stromquelle abgeleitet werden,
dadurch, daß beide Stufen der Kippschaltung aus- Die neuartige Schaltanordnung weist ein Halbleigangsseitig mit der Steuerelektrode des Steuer-Halb- terschaltelement auf, das in Abhängigkeit von an eine leiterschaltelcments verbunden sind und Mittel vorge- bistabile Anordnung angelegten Steuersignalen aufsehen sind, durch die das Steuer-Halbleiterschaltele- steuerbar und zusteuerbar ist, wobei die bistabile Anment ausschließlich mittels des am Ausgang der ersten 45 Ordnung ihrerseits zwecks Steuerung des Halbleiterder beiden Stufen beim Wechsel dieser Stufe vom ge- schaltelements betätigbar ist.The invention is based on the object of combining the differential amplifier in such a way that two circuits with a complementary error signal operating in switching mode are obtained, which control the semiconductor switching element whose conductivity deviation of the actual output voltage from the setpoint state is controlled by means of voltages that range from 35 Identify the output voltage and which are taken from the output of an at least two-stage toggle switch one of the two inputs of the two stages of the bit, so that the stable arrangement is applied. The reference power loss of the control semiconductor switching element voltage can be from the regulated output which is lower and thus the efficiency is higher. According to the invention 40, the current source can be derived from the current source or from the non-regulated input.
in that both stages of the flip-flop The novel switching arrangement has a semi-input side with the control electrode of the control half-switching element, which are connected as a function of control signals applied to a conductor switching element and means of a pre-bistable arrangement, through which the control -Semiconductor switching element is controllable and controllable, the bistable anment being actuated exclusively by means of the at the output of the first 45 order for the purpose of controlling the semiconductor of the two stages when changing this stage from the switching element.

sperrten in den leitfähigen Zustand auftretenden Aus- Da im allgemeinen Spannungen entgegengesetzter gangssignals aufgesteuert und ausschließlich mittels Polarität erforderlich sind, um das Halbleiterschaltdes am Ausgang der zweiten der beiden Stufen beim element zwischen seinen beiden Leitfähigkeitszustän-Wechsel dieser Stufe vom gesperrten in den leitfähi- 50 den umzusteuern, ist bei den geregelten Gleichstromgen Zustand auftretenden Ausgangssignals zugesteu- quellen oder Schaltreglern nach der Erfindung vorert wird. zugsweise ein Umkehrverstärker vorgesehen, der zwi-blocked in the conductive state occurring off Since voltages are generally opposite output signal and are only required by means of polarity in order to switch the semiconductor at the output of the second of the two stages at the element between its two changes in conductivity Switching from the blocked to the conductive level at this stage is necessary for the regulated direct current levels State occurring output signal zugesteu- sources or switching regulators according to the invention will. preferably a reversing amplifier provided between

Jede Änderung des Leitfähigkeitszustandes des sehen den Ausgang des ersten Transistors des bistabi-Steuer-Halbleiterschaltelements erfolgt also durch len Multivibrators und den Serien-Schalttransistor geImpulse der Kippschaltung, die ausschließlich dann 55 koppelt ist und mittels dessen der Serien-Schalttransiabgeleitet werden, wenn die Stufen der Kippschaltung stör zugesteuert wird, wenn der erste Transistor des in den Durchlaßzustand übergehen. Da somit nur der Multivibrators öffnet. Dadurch, daß der Serien-Übergang vom nichtleitenden Zustand in den leiten- Schalttransistor mit dem invertierten Ausgangssignal den Zustand ausgenutzt wird, werden von der erfin- des ersten Transistors des bistabilen Multivibrators dungsgemäßen Anordnung Ansteuerimpulse geliefert, 60 gesteuert wird, wenn dieser öffnet, und nicht mit dem die gegenüber bekannten Schaltanordnungen eine ver- Ausgangsimpuls des zweiten Transistors des bistabikürzte Abfall- bzw. Anstiegszeit besitzen, wodurch len Multivibrators, sobald dieser Transistor sperrt, die Schaltgeschwindigkeit erhöht und das Steuer- wird die Anstiegszeit des Triggerimpulses verkürzt, Halbleiterschaltelement insbesondere innerhalb einer weil ihre kleinste Dauer nicht mehr durch die Zeitkonkleinstmöglichen Zeitspanne gesperrt wird. Die Ver- 65 stante des Kopplungsnetzwerks des zweiten Transilustleistung wird dadurch wesentlich verringert, so stors begrenzt wird.Any change in the conductivity state of the see the output of the first transistor of the bistable control semiconductor switching element is therefore carried out by means of len multivibrators and the series switching transistor the flip-flop, which is then only coupled and by means of which the series switching transistor is derived if the stages of the flip-flop is controlled to disturb when the first transistor of the go into the on state. Because only the multivibrator opens. Because the series transition from the non-conductive state to the conductive switching transistor with the inverted output signal the state is exploited by the invention of the first transistor of the bistable multivibrator according to the arrangement control pulses supplied, 60 is controlled when this opens, and not with the which compared to known switching arrangements a ver output pulse of the second transistor of the bistable abbreviated Have fall or rise time, whereby len multivibrators as soon as this transistor blocks, the switching speed increases and the control- the rise time of the trigger pulse is shortened, Semiconductor switching element in particular within a because its smallest duration is no longer possible due to the smallest possible time Period is blocked. The mind of the coupling network of the second Transilust achievement is thereby significantly reduced, so stors is limited.

daß der Wirkungsgrad besser ist und gleichzeitig auch Mit der Erfindung wird dementsprechend einethat the efficiency is better and at the same time with the invention is accordingly a

Kühlprobleme vermindert werden. Schaltanordnung geschaffen, die sich insbesondere alsCooling problems are reduced. Switching arrangement created, in particular as

Stromquelle eignet, um eine nicht geregelte Spannung in eine geregelte Spannung mit vorbestimmten Amplitudenbereich umzuwandeln. Dabei wird eine Impulsfolge mit variabler Impulsbreite, die von einem umgesteuerten Serienschalter geliefert wird, gefiltert, so daß eine gleichmäßige stabilisierte Ausgangsspannung erhalten wird. Mit der Erfindung wird ferner eine stabilisierte Stromquelle geschaffen, die eine im wesentlichen konstante Ausgangsspannung bei sehr geringer Eigenverlustleistung aufrechterhalten kann.Power source suitable to convert an unregulated voltage into a regulated voltage with a predetermined amplitude range to convert. It is a pulse train with variable pulse width, which is reversed by a Series switch is supplied filtered so that a uniform stabilized output voltage is obtained. The invention also provides a stabilized power source that essentially comprises a can maintain constant output voltage with very low intrinsic power loss.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigtFurther features, advantages and possible applications of the invention emerge from the Representations of exemplary embodiments and from the following description. It shows

F i g. 1 ein Schaltbild einer stabilisierten Stromquelle nach der Erfindung,F i g. 1 is a circuit diagram of a stabilized current source according to the invention,

F i g. 2 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der stabilisierten Stromquelle nach der Erfindung undF i g. 2 is a circuit diagram of a further embodiment of the stabilized current source according to the invention and

Fig.3 Signale, die an verschiedenen Stellen der Stromquelle während eines Arbeitsspieles auftreten.Fig. 3 signals which at different points of the Power source occur during a work cycle.

F i g. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Ausführungsform einer stabilisierten Stromquelle, bei der eine Schaltanordnung nach der Erfindung vorgesehen ist. Eine nichtgeregelte Spannungsquelle ist an zwei Eingangsklemmen 10 und 11 derart angeschlossen, daß die Klemme 10 positiv ist. Die geregelte Ausgangsspannung wird entweder an den Ausgangsklemmen 22 und 24 abgenommen, wobei das positive Potential an der Klemme 22 liegt, oder aber an den Klemmen 23 und 24, wobei das negative Potential an der Klemme 23 liegt. Die nicht veranschaulichte Last kann entweder an die beiden Klemmen 22,24 oder die beiden Klemmen 23,24 angeschlossen werden. Um an die Last eine geregelte Ausgangsspannung abzugeben, die positiv gegenüber der Masseklemme 24 ist, wird ein Stromkreis geschlossen, indem die Ausgangsklemme 24 mit der Eingangsklemme 11 verbunden wird und indem die Ausgangsklemme 22 über eine Induktivität 16 in Reihe mit einem Transistorschalter 12, der als Stellglied wirkt, mit der Eingangsklemme 10 verbunden wird.F i g. 1 shows a schematic circuit diagram of an embodiment of a stabilized current source at a switching arrangement according to the invention is provided. An unregulated voltage source is on two input terminals 10 and 11 connected in such a way that terminal 10 is positive. The regulated output voltage is either taken from the output terminals 22 and 24, the positive potential is applied to terminal 22, or to terminals 23 and 24, the negative potential being applied the terminal 23 lies. The load, not shown, can either be applied to the two terminals 22,24 or to the connected to both terminals 23,24. To provide a regulated output voltage to the load, which is positive with respect to the ground terminal 24, a circuit is completed by the output terminal 24 is connected to the input terminal 11 and by the output terminal 22 via an inductance 16 in series with a transistor switch 12, which acts as an actuator, with the input terminal 10 is connected.

Eine konstante Ausgangsspannung wird in zwei Stufen erzeugt. In einer ersten Stufe wird der Transistorschalter 12 derart betätigt, daß Impulse konstanter Amplitude und regelbarer Breite erhalten werden. In einer zweiten Stufe wird die Impulsfolge mittels eines Filters geglättet, daß die Induktivität 16, Kondensator 20 und 21 sowie eine Diode 18 aufweist.A constant output voltage is generated in two stages. In a first stage the transistor switch is used 12 operated so that pulses of constant amplitude and controllable width are obtained. In a second stage, the pulse sequence is smoothed by means of a filter that the inductance 16, capacitor 20 and 21 and a diode 18.

Das positive nichtgeregelte Potential an der Eingangsklemme 10 wird an den Kollektor des Transistorschalters 12 angelegt. Der Transistorschalter 12 wird mittels Steuerimpulsen auf- und zugesteuert, die an seinen Basis-Emitter-Übergang angelegt werden, wodurch dieser Übergang wechselweise in Durchlaß- und in Sperrichtung vorgespannt wird. Der Transistorschalter 12 leitet, wenn der Basis-Emitter-Übergang in Durchlaßrichtung und der Kollektor-Basis-Übergang in Sperrichtung vorgespannt werden. Wenn beide Übergänge in Sperrichtung vorgespannt sind, tritt keine Stromleitung auf (mit Ausnahme eines Reststromes). Die Steuerung des Transistorschalters 12 erfolgt in Abhängigkeit von einem doppelten Fehlersignal, das seinerseits eine Funktion der Schwankungen der Ausgangsspannung ist.The positive, unregulated potential at input terminal 10 is applied to the collector of the transistor switch 12 created. The transistor switch 12 is opened and closed by means of control pulses that be applied to its base-emitter junction, whereby this junction alternately and is biased in the reverse direction. The transistor switch 12 conducts when the base-emitter junction biased in the forward direction and the collector-base junction in the reverse direction. When Both junctions are reverse biased, no conduction occurs (with the exception of one Residual current). The transistor switch 12 is controlled as a function of a double error signal, which in turn is a function of the output voltage fluctuations.

Das Ausgangssignal des Transistorschalters 12, eine pulsierende Gleichspannung, wird an die Induktivität 16 angelegt. Die Diode 18 ist mit der in F i g. 1 dargestellten Polung an den Emitter des Transistors 12 und die Induktivität 16 angeschlossen. Der Kondensator 21 ist mit der anderen Seite der Induktivität und der Ausgangsklemme 23 verbunden.The output signal of the transistor switch 12, a pulsating DC voltage, is applied to the inductance 16 created. The diode 18 is with the in F i g. 1 polarity shown at the emitter of the transistor 12 and the inductance 16 connected. The capacitor 21 is on the other side of the inductor and the output terminal 23 connected.

An der Klemme 22 wird ein positives Ausgangspotential erhalten, wenn die Ausgangsklemme 23 mit der Masseklemme 24 verbunden wird. An der Klemme 23 kann ein negatives Ausgangspotential erhalten werden, wenn die Klemme 22 mit der Masseklemme 24 verbunden wird.A positive output potential is obtained at terminal 22 when the output terminal 23 is connected to the Earth terminal 24 is connected. A negative output potential can be obtained at terminal 23, when the terminal 22 is connected to the earth terminal 24.

Während der Zeitspanne, innerhalb deren der Transistorschalter 12 leitet, wird das am Emitter dieses transistors auftretende positive Potential an die Induktivität 16 angelegt. Während dieser Durchlaßzeit speichern die Induktivität 16 und der Kondensator 21 Energie, die Induktivität in Form eines Magnetfeldes und der Kondensator in Form einer statischen Ladung. Wenn der Transistorschalter 12 zugesteuert wird, liefern das zusammenbrechende Magnetfeld der Induktivität 16 und die Ladung des Kondensators 21 Energie, um einen ständigen Stromfluß aufrechtzuerhalten. During the period of time within which the transistor switch 12 conducts, the emitter becomes this transistor occurring positive potential is applied to the inductance 16. During this passage time The inductance 16 and the capacitor 21 store energy, the inductance in the form of a magnetic field and the capacitor in the form of a static charge. When the transistor switch 12 is closed is provided by the collapsing magnetic field of inductance 16 and the charge on capacitor 21 Energy to maintain a steady flow of electricity.

Während der Transistorschalter 12 gesperrt ist, schließt die Diode 18 den Stromkreis für den Laststrom. Ein Kondensator 14 ist zwischen die Eingangsklemme 10 und die Ausgangsklemme 23 gelegt, um zu verhindern, daß Einschwingimpulse vom Transistorschalter 12 zurück zur nichtgeregelten Spannungsquelle reflektiert werden. Derartige Impulse entstehen durch die Umsteuerung des Schalttransistors 12. Der Kondensator 20 liegt zwischen dem Emitter des Transistors 12 und der Ausgangsklemme 23. Er vermindert Hochfrequenzstörungen, indem er den Sperr-Wiederkehrstrom durch die Diode 18 herabsetzt.While the transistor switch 12 is blocked, the diode 18 closes the circuit for the load current. A capacitor 14 is connected between the input terminal 10 and the output terminal 23 in order to prevent transient pulses from being reflected from transistor switch 12 back to the unregulated voltage source. Such impulses arise by reversing the switching transistor 12. The capacitor 20 is located between the emitter of the transistor 12 and the output terminal 23. It reduces high frequency interference by blocking the reverse current by the diode 18 decreases.

Komplementäre Fehlersignale oder ein doppeltes Fehlersignal, das so bezeichnet wird, weil es dieselbe Information über zwei getrennte Leitungen führt, dienen der Regelung des Ausgangssignals als Funktion von Abweichungen der Ausgangsspannung von einem Sollwert. Diese Fehlersignale werden von einem ersten Differenzverstärker 28 mit zwei Transistoren 28^4 und 285 erzeugt und in einem zweiten Differenzverstärker 41 verstärkt, der Transistoren 40 und 42 aufweist.Complementary error signals, or a double error signal, so named because it is the same Information leads over two separate lines, are used to regulate the output signal as a function of deviations of the output voltage from a target value. These error signals are generated by a first Differential amplifier 28 generated with two transistors 28 ^ 4 and 285 and in a second differential amplifier 41 amplified, the transistors 40 and 42 has.

Ein Bezugspotential, das unabhängig von Schwankungen der Ausgangsspannung ist, wird an die Basis des Transistors 28 A mittels einer Bezugsspannungsschaltung angelegt, die einen Widerstand 30, eine Z-Diode 32 und einen Stellwiderstand 34 aufweist. Der Widerstand 30 und der Stellwiderstand 34 liegen in Reihe zwischen der Ausgangsklemme 22 und der Ausgangsklemme 23. Die Z-Diode 32 ist parallel zum Stellwiderstand 34 geschaltet. Die am Widerstand 34 anliegende Spannung hat infolge der Eigenschaften der Z-Diode 32 einen konstanten, von Schwankungen der Ausgangsspannung unabhängigen Wert. Die Spannung an dem einstellbaren Abgriff des Widerstandes 34, die eine innerhalb eines vorgegebenen Bereichs verstellbare Bezugsspannung darstellt, wird an die Basis des Transistors 28 A des Differenzverstärkers 28 angelegt. Ein Widerstand 36 ist zwischen die Verbindungsstelle der Emitter der beiden Transistoren des Differenzverstärkers 28 und die Ausgangsklemme 23 geschaltet. Der Betrag des Emitter-Basis-Stromes im Differenzverstärker 28 ist eine Funktion des Widerstandswertes des Widerstands 36.A reference potential, which is independent of fluctuations in the output voltage, is applied to the base of the transistor 28 A by means of a reference voltage circuit which has a resistor 30, a Zener diode 32 and a variable resistor 34. The resistor 30 and the variable resistor 34 are connected in series between the output terminal 22 and the output terminal 23. The Zener diode 32 is connected in parallel to the variable resistor 34. As a result of the properties of the Zener diode 32, the voltage applied to the resistor 34 has a constant value that is independent of fluctuations in the output voltage. The voltage at the adjustable tap of the resistor 34, which represents a reference voltage adjustable within a predetermined range, is applied to the base of the transistor 28 A of the differential amplifier 28. A resistor 36 is connected between the junction of the emitters of the two transistors of the differential amplifier 28 and the output terminal 23. The magnitude of the emitter-base current in the differential amplifier 28 is a function of the resistance value of the resistor 36.

Ein von Schwankungen der Ausgangsspannung abhängiges und damit die Ausgangsspannung abta-A dependent on fluctuations in the output voltage and thus the output voltage

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stendes Signal wird an die Basis des Transistors 28 B Stromwege von der nichtgeregelten SpannungsquelleStendes signal is to the base of transistor 28 B current paths from the unregulated voltage source

des Differenzverstärkers 28 über eine Abtastschaltung für die Kollektorströme der Transistoren 40 bzw. 42.of the differential amplifier 28 via a sampling circuit for the collector currents of the transistors 40 and 42, respectively.

angelegt, die eine Z-Diode 26 und einen Widerstand Bei einem i?C-gekoppelten Multivibrator öffnen undapplied, which open a Zener diode 26 and a resistor in the case of an i? C-coupled multivibrator and

38 aufweist. Diese beiden Schaltelemente liegen in sperren die Stufen 50 und 52 wechselweise, d. h. wenn38 has. These two switching elements are in blocking stages 50 and 52 alternately, i. H. if

Reihe zwischen den Ausgangsklemmen 22 und 23. 5 die eine Stufe öffnet, sperrt die andere. Die Transisto-Row between output terminals 22 and 23. 5 opens one stage, blocks the other. The transistor

Die Verbindungsstelle zwischen der Z-Diode 26 ren 50 und 52 werden mittels der an ihre Basen ange- und dem Widerstand 38 ist an die Basis des Transi- legten Fehlersignale wechselweise aufgesteuert. Ein stors 28 B des Differenzverstärkers 28 angeschlossen. Widerstand 56 bildet einen Stromweg zur negativen Die Z-Diode 26 erfüllt zwei Funktionen. Zum einen Eingangsklemme 11 für den Kollektorstrom des Transorgt sie für einen Abfall des Potentials der Ausgangs- io sistors 50. In ähnlicher Weise bilden eine Diode 62 spannung auf den gewünschten Wert an der Basis des und ein Widerstand 60 einen Stromweg für den KoI-Transistors 28 B, zum anderen erlaubt sie, daß lektorstrom des Transistors 52.
Schwankungen des Ausgangspotentials in vollem Um- Ein Kondensator 54 ist zwischen den Kollektor fang an diese Basis angelegt werden. Da der Span- des Transistors 50 und die Basis des Transistors 52 genungsabfall an der Diode 26 konstant bleibt, treten 15 schaltet. Ein Kondensator 58 liegt zwischen der Versämtliche Schwankungen am Widerstand 38 auf und bindungssteile des Widerstands 60 mit der Diode 62 gelangen als Abtastspannung an die Basis des Transi- und der Basis des Transistors 50. Die Kondensatoren stors 28 B. 54 und 58 sorgen für die gegenseitige Kopplung derThe connection point between the Zener diode 50 and 52 are alternately controlled by means of the error signals applied to their bases and the resistor 38 is applied to the base of the transient. A stors 28 B of the differential amplifier 28 is connected. Resistor 56 forms a current path to the negative. Zener diode 26 fulfills two functions. On the one hand, input terminal 11 for the collector current of the transistor causes the potential of the output iosistor 50 to drop B, on the other hand, it allows the reader current of the transistor 52.
Fluctuations in the output potential in full A capacitor 54 is to be applied between the collector fang on this base. Since the voltage drop of the transistor 50 and the base of the transistor 52 remains constant at the diode 26, 15 switches occur. A capacitor 58 is between the Versämliche fluctuations at the resistor 38 and binding parts of the resistor 60 with the diode 62 reach the base of the transistor and the base of the transistor 50 as a scanning voltage. The capacitors 28 B. 54 and 58 ensure the mutual Coupling the

Infolge der beschriebenen Schaltungsauslegung er- Transistoren 50 und 52, die erforderlich ist, um dieAs a result of the circuit design described he transistors 50 and 52, which is required to the

scheinen die komplementären Fehlersignale, die pro- 20 eine Stufe zuzusteuern, wenn die andere Stufe öffnet,the complementary error signals that pro 20 seem to control one stage when the other stage opens,

portional der Differenz zwischen der Ausgangsspan- Wenn beispielsweise der Transistor 50 aufgesteuertproportional to the difference between the output voltage when, for example, transistor 50 is turned on

nung und dem vorbestimmten Sollwert sind, der durch wird, entlädt sich der Kondensator 54 über die Basisvoltage and the predetermined setpoint, which is through, the capacitor 54 discharges through the base

Einstellung des Abgriffs des Widerstands 34 ausge- des Transistors 52. Durch diesen Stromfluß wird derSetting of the tap of the resistor 34 out of the transistor 52. This flow of current is the

wählt wird, an den Kollektoren der Transistoren 28 A Basis-Emitter-Übergang des Transistors 52 in Sperr-is selected, at the collectors of the transistors 28 A base-emitter junction of transistor 52 in blocking

und 28 B des Differenzverstärkers 28. 25 richtung vorgespannt, so daß der Transistor 52 ge-and 28 B of the differential amplifier 28. 25 direction biased so that the transistor 52 is

Die Ausgangssignale des Differenzverstärkers 28, sperrt wird. In entsprechender Weise entlädt sich derThe output signals of the differential amplifier 28 is blocked. The discharges in a corresponding manner

d. h. die beiden komplementären Fehlersignale, wer- Kondensator 58 über die Basis des Transistors 50 undd. H. the two complementary error signals, capacitor 58 across the base of transistor 50 and

den an den linearen Differenzverstärker 41 mit den sperrt den Transistor 50, wenn der Transistor 52 zuThe one connected to the linear differential amplifier 41 with the blocks the transistor 50 when the transistor 52 is closed

beiden Transistoren 40 und 42 angelegt. Der Kollek- leiten beginnt.two transistors 40 and 42 applied. The collective leadership begins.

tor des Transistors 28 A ist mit der Basis des Transi- 30 Die Frequenz, mit der die beiden Transistoren 50,gate of the transistor 28 A is connected to the base of the transistor 30 The frequency with which the two transistors 50,

stors 40 verbunden. Der Kollektor des Transistors 52 oder Stufen des Multivibrators 51 ihren Leitfähig-stors 40 connected. The collector of the transistor 52 or stages of the multivibrator 51 their conductivity

28 B ist an die Basis des Transistors 42 angeschlossen. keitszustand ändern, ist eine Funktion der Ladezeit28 B is connected to the base of transistor 42. Changing the state of the device is a function of the charging time

Die Emitter der Transistoren 40 und 42 sind unterein- der Kondensatoren 54 und 58. Diese Frequenz wird inThe emitters of the transistors 40 and 42 are among each other the capacitors 54 and 58. This frequency is in

ander und mit einem Widerstand 44 verbunden, des- erster Linie durch den Betrag des Kollektorstroms derother and connected to a resistor 44, primarily by the amount of the collector current of the

sen andere Seite an die Klemme 23 angeschlossen ist. 35 Transistoren 40 und 42 bestimmt. Da diese Kollektor-the other side is connected to terminal 23. 35 transistors 40 and 42 are determined. Since this collector

Der Betrag des Emitter-Basis-Stromes der Transisto- ströme sich in Abhängigkeit von Schwankungen derThe amount of the emitter-base current of the transistor currents depends on fluctuations in the

ren 40 und 42 hängt von dem Widerstandswert des Ausgangsspannung an der Ausgangsklemme 22 än-ren 40 and 42 depends on the resistance value of the output voltage at output terminal 22.

Widerstands 44 ab. dem, ist auch die Durchlaßzeit der Transistoren 50Resistance 44 from. dem, is also the on time of the transistors 50

Ein Widerstand 46 ist zwischen die Eingangs- und 52 eine Funktion der Ausgangsspannung,
klemme 10 und die Basis des Transistors 40 geschal- 40 Der Kollektor des Transistors 52 ist an die Basis tet. Wie erwähnt, wird die nichtgeregelte Gleichspan- des Transistorschalters 12 angeschlossen. Jedesmal, nung an die Eingangsklemme 10 angelegt. Diese wenn die eine Komponente des doppelten Fehlersinichtgeregelte Spannung wird vermindert, um den gnals an der Basis des Transistors 52 den Transistor 52 Spannungsabfall am Widerstand 46 an die Basis des aufsteuert, nähert sich das Potential am Kollektor des Transistors 28/1 angelegt. Schwankungen des durch 45 Transistors 52 dem positiven Potential an der Einden Widerstand 46 fließenden Stromes auf Grund von gangsklemme 10. Dieser schnell ansteigende positive Schwankungen des Kollektor-Basis-Stromes des Potentialstoß wird an die Basis des Transistorschal-Transistors 28/4 steuern die Basis des Transistors 40. ters 12 angelegt, um den Transistorschalter 12 aufzu-Der Widerstand 46 gibt ferner den Kollektor-Basis- steuern.A resistor 46 is between the input and 52 a function of the output voltage,
terminal 10 and the base of transistor 40 is connected to 40 The collector of transistor 52 is connected to the base. As mentioned, the unregulated DC voltage of the transistor switch 12 is connected. Each time, voltage is applied to input terminal 10. This if the one component of the double error unregulated voltage is reduced by the signal at the base of the transistor 52, the transistor 52 voltage drop across the resistor 46 to the base of the opens, the potential at the collector of the transistor 28/1 approaches. Fluctuations in the current flowing through 45 transistor 52 to the positive potential at Einden resistor 46 due to output terminal 10. This rapidly increasing positive fluctuations in the collector-base current of the potential surge is sent to the base of the transistor switching transistor 28/4 control the base of the Transistor 40. ters 12 applied to the transistor switch 12 on-The resistor 46 is also the collector-base control.

Vorspannungsstrom des Transistors 40 vor. Ein 50 Erfindungsgemäß steuert der Schaltverstärker, der Widerstand 48 ist zwischen die Eingangsklemme 10 aus einem Transistor 64 aufgebaut ist, den Transistorfür die nichtgeregelte Gleichspannung und die Basis schalter 12 jedesmal dann zu, wenn der Transistor 50 des Transistors 42 geschaltet. Seine Aufgaben glei- durch die andere Komponente des doppelten Fehlerchen denjenigen des Widerstandes 46. Auf diese signals aufgesteuert wird, die an der Basis des Transi-Weise werden an den Kollektoren der Transistoren 40 55 stors 50 erscheint. Ein Kondensator 66 ist zwischen und 42 des Verstärkers 41 zwei komplementäre, ver- die Basis des Schaltverstärker-Transistors 64 und den stärkte Fehlersignale erhalten. Kollektor des Transistors -50 gelegt. Der Kollektor desBias current of transistor 40 before. According to the invention, the switching amplifier, the resistor 48 is constructed between the input terminal 10 of a transistor 64, controls the transistor for the unregulated DC voltage and the base switch 12 every time the transistor 50 of the transistor 42 is switched. Its tasks are the same as those of the resistor 46 through the other component of the double error. On this signal, which appears at the base of the transi mode, at the collectors of the transistors 40 55 stors 50 appears. A capacitor 66 is between and 42 of the amplifier 41 two complementary, ver the base of the switching amplifier transistor 64 and the stronger error signals received. Collector of transistor -50 placed. The collector of the

Ein Verstärker 64 und ein etwas modifizierter bi- Transistors 64 ist mit der Basis des Transistorschalters stabiler Multivibrator, dessen wesentliche Bauele- 12 gekoppelt. Der Emitter des Transistors 64 ist an mente mit 51 bezeichnet sind und der Transistoren 50 60 eine Vorspannungsschaltung angeschlossen, die aus und 52 aufweist, steuern den Stromfluß durch den einem Kondensator 68, einer Diode 70, einem Wider-Transistorschalter 12 in Abhängigkeit von den beiden stand 72 und einem Kondensator 74 bestellt.
Fehlersignalen, die von den Kollektoren der Transi- Der steile positive Spannungsanstieg am Kollektor stören 40 und 42 abgenommen werden. Diese Fehler- des Transistors 50, der auftritt, wenn der Transistor signale laufen zu den Basen der Transistoren 50 bzw. 65 50 zu leiten beginnt, wird über den Kondensator 66 an 52. Die Emitter der Transistoren 50 und 52 sind mit die Basis des Transistors 64 übertragen. Dieser rasch der Eingangsklemme 10 verbunden. Die Basis- ansteigende positive Spannungsstoß steuert den Tran-Emitter-Übergänge der Transistoren 50 und 52 bilden sistor 64 auf. Wie oben erwähnt, wird nun, d. h. wennAn amplifier 64 and a somewhat modified bi-transistor 64 are coupled to the base of the transistor switch, a stable multivibrator whose essential components are 12. The emitter of transistor 64 is denoted by 51 and the transistors 50 60 are connected to a bias circuit, which has off and 52, control the flow of current through a capacitor 68, a diode 70, a resistor transistor switch 12 depending on the two stood 72 and ordered a capacitor 74.
Error signals from the collectors of the transi- The steep positive voltage rise at the collector disturb 40 and 42 are picked up. This error of the transistor 50, which occurs when the transistor signals running to the bases of the transistors 50 or 65 50 begins to conduct, is connected to the capacitor 66 at 52. The emitters of the transistors 50 and 52 are with the base of the transistor 64 transferred. This is quickly connected to input terminal 10. The base-rising positive voltage surge controls the tran-emitter junctions of transistors 50 and 52 form sistor 64. As mentioned above, now, ie if

9 109 10

der Transistor 50 öffnet, der Transistor 52 zugesteu- Transistorspannung 12, der an eine parallel zu den ert. Die Diode 62 trennt den Kollektor des Transistors Klemmen 10 und 11 liegende Spannungsquelle ange-52 vom Kondensator 58. Dies hat zur Folge, daß die schlossen ist, rasch geöffnet und geschlossen wird,the transistor 50 opens, the transistor 52 zugesteu- transistor voltage 12, which is connected to a parallel to the The diode 62 separates the collector of the transistor terminals 10 and 11 from the voltage source connected to 52 from the capacitor 58. This has the consequence that the is closed, is quickly opened and closed,

zur Sperrung des Transistorschalters 12 erforderliche Das Ausgangssignal des Schalters 12 ist eine pul-required to disable the transistor switch 12 The output signal of the switch 12 is a pulsed

Zeitspanne eine Funktion des Auftretens des steilen 5 sierende Gleichspannung, die im wesentlichen gleich negativen Spannungsstoßes am Kollektor des Transi- der Eingangsspannung ist, wenn der Schalter gestors52 ist und nicht eine Funktion der Entladege- schlossen oder eingeschaltet ist, und die gleich Null ist,Period of time a function of the occurrence of the steep 5 sizing DC voltage, which is essentially the same negative voltage surge at the collector of the transistor input voltage is when the switch gestors52 is and is not a function of the discharge is closed or switched on, and which is equal to zero,

schwindigkeit des Kondensators 58. wenn der Schalter geöffnet oder ausgeschaltet ist. Derspeed of the capacitor 58. when the switch is open or off. the

Der den Kondensator 68, die Diode 70, den Mittelwert der Ausgangsspannung des Transistor-Widerstand 72 und den Kondensator 74 umfassende io schalters 12 ist proportional der Amplitude der Ein-Schaltungsteil bildet eine Vorspannungsschaltung für gangsspannung und dem Tastverhältnis, das definiert den Transistor 64. Der Kondensator 68, der zwischen ist als das Verhältnis zwischen der Durchlaßzeit des dem Emitter des Transistors 64 und der Eingangs- Transistorschalters 12 und der Gesamtbetriebszeit, klemme 11 liegt, entlädt sich rasch, wenn der Verstär- Durch Verwendung der Diode 18, die zusammen mit ker-Transistor 64 leitet. Der Widerstand 72 und der 15 einem Kondensator 14 den Transistorschalter 12 Kondensator 74 sind in Reihe zwischen die Eingangs- überbrückt, und der Induktivität 16 in Reihe mit dem klemme 11 und den Emitter des Transistorschalters Schalter wird ein Stromkreis für den Laststrom gebil-12 geschaltet. Die Diode 70 liegt zwischen dem Emit- det, wenn der Schalter geöffnet oder gesperrt ist, so ter des Transistors 64 und der Verbindungsstelle zwi- daß ständig ein Strom fließen kann,
sehen dem Widerstand 72 und dem Kondensator 74. 20 Die an die Last abgegebene Ausgangsspannung Wie erwähnt, wird der Transistor 64 aufgesteuert, um wird auf einem vorbestimmten Wert gehalten, indem den Transistorschalter 12 schlagartig zu sperren. . der Schalter 12 in Abhängigkeit von dem doppelten Wenn der Transistorschalter 12^vzu leiten aufhört, lädt Fehler signal betätigt wird, das ein Maß für die Abweisich der Kondensator 74 über den Kondensator 68 ne- chung der Ausgangsspannung von dem vorbestimmgativ auf. Durch das Aufladen des Kondensators 68 25 ten, durch die Bezugsspannung dargestellten Sollwert mit einer negativen Spannung wird der Transistor 64 ist. Das Fehlersignal wird erzeugt, indem die Auszugesteuert, so daß er für das nächste Arbeitsspiel be- gangsspannung im Differenzverstärker 28 mit der Bereitsteht, zugsspannung verglichen wird. Wenn die Ausgangs-The capacitor 68, the diode 70, the mean value of the output voltage of the transistor resistor 72 and the capacitor 74 comprehensive io switch 12 is proportional to the amplitude of the on-circuit part forms a bias circuit for the output voltage and the duty cycle that defines the transistor 64. The Capacitor 68, which is between the ratio between the conduction time of the emitter of transistor 64 and the input transistor switch 12 and the total operating time, terminal 11, discharges rapidly when the amplifier -Transistor 64 conducts. The resistor 72 and the 15 a capacitor 14 the transistor switch 12 capacitor 74 are bridged in series between the input, and the inductance 16 in series with the terminal 11 and the emitter of the transistor switch switch is a circuit for the load current gebil-12 switched. The diode 70 lies between the emitter, when the switch is open or blocked, so that the transistor 64 and the connection point can continuously flow a current between them.
see the resistor 72 and the capacitor 74. 20 The output voltage delivered to the load As mentioned, the transistor 64 is turned on in order to be kept at a predetermined value by the transistor switch 12 being suddenly blocked. . the switch 12 depending on the double If the transistor switch 12 ^v stops conducting, error signal is actuated, which is a measure of the deviation of the capacitor 74 across the capacitor 68 from the output voltage from the predetermined value. By charging the capacitor 68 25 th, setpoint represented by the reference voltage with a negative voltage, the transistor 64 is. The error signal is generated by controlling the pull-out so that it is compared with the input voltage in the differential amplifier 28 for the next working cycle with the tension voltage ready. If the initial

Bei der Anordnung nach Fig. 2, die eine weitere spannung unter den Sollwert abfällt, schließt das Feh-Ausführungsform einer erfindungsgemäßen stabili- 30 lersignal den Schalter 12. Steigt andererseits die Aussierten Spannungsquelle zeigt, wird die an die Basis gangsspannung über den Sollwert, sperrt das Fehlerdes Transistors 28 A des Differenzverstärkers 28 an- signal den Transistorschalter 12. Auf diese Weise gelegte Bezugsspannung aus dem nichtgeregelten wird der Mittelwert der Ausgangsspannung an den Gleichspannungspotential an der Eingangsklemme 10 Ausgangsklemmen 22 oder 23 praktisch konstant gegewonnen. Zwischen die Eingangsklemmen 10 und 11 35 halten. Der Schaltvorgang kann nicht in dem Augenist ein Spannungsteiler gelegt, der aus dem von den blick erfolgen, in dem die Ausgangsspannung nach Widerständen 76, 78 und 80 gebildeten Widerstands- oben oder unten von dem Sollwert abweicht, weil die netzwerk und einer in Reihe damit liegenden Z-Diode Betätigungsschaltung und der Transistorschalter 12 82 besteht. Wegen der Eigenschaften von Z-Dioden selbst eine gewisse Zeitverzögerung verursachen. Die bleibt die Spannung an der Verbindungsstelle zwi- 40 Zeitverzögerung des Schaltvorganges führt zu einem sehen der Z-Diode 82 und den Widerständen kon- leichten Überschwingen der Ausgangsspannung in postant. sitiver oder negativer Richtung. InfolgedessenIn the arrangement according to FIG. 2, which drops a further voltage below the nominal value, the faulty embodiment of a stabilizing signal according to the invention closes the switch 12. On the other hand, if the voltage source increases, the output voltage to the base above the nominal value is blocked the error of the transistor 28 A of the differential amplifier 28 signals the transistor switch 12. In this way applied reference voltage from the unregulated, the mean value of the output voltage at the direct voltage potential at the input terminal 10 output terminals 22 or 23 is obtained practically constant. Hold between input terminals 10 and 11 35. The switching process cannot be carried out in the eye is a voltage divider, which takes place from the view in which the output voltage formed by resistors 76, 78 and 80 deviates above or below the target value because the network and one in series with it Z-diode actuation circuit and transistor switch 12 82 consists. Because of the properties of Zener diodes themselves cause a certain time delay. The voltage remains at the junction between 40 time delay of the switching process leads to a seeing of the Zener diode 82 and the resistors slight overshoot of the output voltage in postant. positive or negative direction. Consequently

Diese konstante Spannung wird einem zweiten schwankt die Ausgangsspannung innerhalb eines klei-This constant voltage is a second, the output voltage fluctuates within a small

Spannungsteiler zugeführt, der zwischen dieser Ver- nen Bereichs um den Sollwert.Voltage divider fed to the range between these veins around the setpoint value.

bindungsstelle und der Eingangsklemme 11 liegt. Der 45 Das Prinzip der bei den verschiedenen Ausfühzweite Spannungsteiler besteht aus einem Widerstand rungsformen der Erfindung verwendeten Arbeitsweise 84 und der in Reihe damit liegenden Parallelschaltung liegt in der Art der Pulsbreitenmodulation. Der Tranaus einem Kondensator 86, der Z-Diode 32 und dem sistorschalter 12 leitet nur so lange, wie die Aus-Stellwiderstand 34. Ebenso wie bei der Ausführungs- gangsspannung kleiner als der Sollwert ist, und bleibt form nach Fig. 1 steht am Abgriff des Stellwider- 50 umgekehrt gesperrt, solange die Ausgangsspannung stands 34 eine konstante Spannung zur Verfügung, größer als der Sollwert ist. Wesentliche Faktoren, die deren Amplitude innerhalb eines vorbestimmten Be- den Wirkungsgrad der Stromquelle bestimmen, sind reichs geändert werden kann. Diese zweite Ausfüh- insbesondere der Betrag der vom Transistorschalter rungsform der Erfindung, bei der der Spannungsteiler 12 bei der Änderung des Leitfähigkeitszustandes veram Eingang liegt, wird benutzt, wenn die Soll-Aus- 55 brauchten Leistung und der Leistungsbetrag, der in gangsspannung zu niedrig ist, um die Bezugsspannung der Schaltungsanordnung verbraucht wird, die die zu liefern, die für die Betätigung des Differenzverstär- Umsteuerung bewirkt. Der beim Schalten eintretende kers 28 benötigt wird. Bei den meisten stabilisierten Leistungsverlust hängt von der Zeitspanne ab, die zur Stromquellen ist, ebenso wie bei den vorliegend be- Durchführung des Schaltvorgangs erforderlich ist. schriebenen Anordnungen, die Eingangsspannung 60 Entsprechend den Grundgedanken der Erfindung wesentlich größer als die Ausgangsspannung. wird eine Umsteuerschaltung verwendet, die eine mi-binding point and the input terminal 11 is. The 45 The principle of the different executions Voltage divider consists of a resistor operating mode used in the invention 84 and the parallel connection in series with it is of the pulse width modulation type. The Tranaus a capacitor 86, the Zener diode 32 and the transistor switch 12 only conducts as long as the off-variable resistor 34. Just as with the execution output voltage is and remains lower than the nominal value Form according to Fig. 1 is reversed at the tap of the variable resistor 50 blocked as long as the output voltage 34 a constant voltage was available, greater than the setpoint. Essential factors that whose amplitude determine the efficiency of the power source within a predetermined range Reichs can be changed. This second execution, in particular, the amount of the transistor switch Rung form of the invention, in which the voltage divider 12 veram when changing the conductivity state Input is used if the target output 55 required power and the power amount that is in output voltage is too low to reach the reference voltage of the circuitry that is consuming the to deliver, which causes the actuation of the differential amplifier reversal. The one entering when switching kers 28 is required. Most stabilized power loss depends on the length of time that is left to Current sources are, as is necessary in the case of the present case, to carry out the switching process. written arrangements, the input voltage 60 According to the basic idea of the invention much larger than the output voltage. a reversing circuit is used that has a minimal

Im folgenden seien das Grundkonzept der stabili- nimale Leistung erfordert, um den Schalter innerhalb sierten Stromquelle nach der Erfindung und die Art einer kleinstmöglichen Zeitspanne zu sperren,
und Weise betrachtet, in der ein Arbeiten mit hohem Eine Stromquelle mit Zeitverhältnisregelung und Wirkungsgrad unter Verwendung einer kleinstmögli- 65 Untersetzung kann eine Lastspannung regeln, die chen Anzahl von Schaltungskomponenten erreicht einen Wert zwischen einem Bruchteil der Eingangswird. Ein Gleichspannungs-Gleichspannungs-Um- spannung und nahezu der vollen Eingangsspannung Wandlung mit Untersetzung wird erzielt, indem der hat. Die zum Betrieb einer Stromquelle der in Fig. 1In the following, the basic concept of the stable minimum power is required in order to block the switch within the current source according to the invention and the type of the smallest possible period of time,
A power source with time ratio control and efficiency using the smallest possible reduction ratio can regulate a load voltage, the number of circuit components reaches a value between a fraction of the input. A DC-DC voltage conversion and almost the full input voltage conversion with reduction is achieved by having. For operating a power source of the type shown in FIG. 1

11 1211 12

veranschaulichten Art erforderliche kleinste Ein- Eingangsspannung abzüglich eines etwaigen Spangangsspannung ist gleich der Summe aus dem er- nungsabfalles am Transistorschalter 12 angestiegen wünschten Spannungsabfall an der Last und dem sein muß.the type illustrated, the smallest input voltage required minus any span voltage is equal to the sum of the drop in power at the transistor switch 12 has risen desired voltage drop across the load and that must be.

Spannungsabfall an der Induktivität 16 und dem Nun sei angenommen, daß der Transistorschal-Transistorschalter 12. Um jedoch einen leistungsfä- 5 ter 12 gesperrt wird. Der auf die Energie des zusamhigen Betrieb der Schaltanordnung als Stromquelle zu menbrechenden Magnetfeldes der Induktivität 16 zuerzielen, sollte die Eingangsspannung den zwei- bis rückzuführende Strom nimmt in einem Maße ab, das sechsfachen Wert der Ausgangsspannung haben. Der ebenfalls durch die Zeitkonstante der Induktivität 16 Wert der Eingangsspannung, der zum leistungsfähig- bestimmt wird. Nachdem das Magnetfeld zusammensten Betrieb der Stromquelle führt, kann durch Expe- io gebrochen ist, liefert die Ladung des Kondensators 21 riment ermittelt werden. Die mittlere Lastspannung den Laststrom, bis der Kondensator entladen ist. Eine Ei innerhalb einer sich wiederholenden Zeitspanne Abnahme des Stromflusses bedeutet, daß die Aussteht mit der Eingangsspannung E_in in folgendem Zu- gangsspannung an der Klemme 22 absinkt. Die Aussammenhang: gangsspannung würde schließlich auf Null abfallen, r· _ T_0n „ 15 Im praktischen Betrieb wird der Schalter in Arbeits-Γ +"τ spielen umgesteuert, deren Periode wesentlich kürzer °" °" als die Zeitkonstante der Induktivität 16 und des Konwobei T_0n die gesamte Durchlaßzeit des Schalters und densators 21 ist. Dadurch, daß ein Arbeitsspiel mit T₀,, die gesamte Sperrzeit des Schalters ist. einer im Vergleich zu dieser Zeitkonstanten kurzenVoltage drop across the inductance 16 and now it is assumed that the transistor switching transistor switch 12 is blocked by a more powerful 12. To achieve the magnetic field of the inductance 16 breaking down on the energy of the coherent operation of the switching arrangement as a current source, the input voltage should decrease the current to be fed back to an extent that is six times the value of the output voltage. The value of the input voltage, which is also determined by the time constant of the inductance 16, which is determined to be efficient. After the magnetic field leads to the most common operation of the power source, it can be broken by experiment, the charge on the capacitor 21 delivers riment to be determined. The mean load voltage represents the load current until the capacitor is discharged. An Ei within a repetitive time span of decrease in the current flow means that the outstanding decreases with the input voltage E _in in the following access voltage at terminal 22. The Aussammenhang: output voltage would eventually drop to zero, r · _ T _0n τ "15 In practical operation, the switch is in working Γ + is" reversed play, whose period is substantially shorter ° "°" than the time constant of the inductance 16 and the Konwobei T _{0n is} the total on time of the switch and capacitor 21. Because a working cycle with T ₀ ,, is the total blocking time of the switch, a short time compared to this time constant

Die Diode 18 nach Fi g. 1 sorgt für einen Strom- 20 Dauer gewählt wird, wird erreicht, daß die Ausgangsdurchgang im Laststromkreis, wenn der Transistor- spannung innerhalb eines engen Bereichs um den Sollschalter 12 gesperrt ist. Infolgedessen kann die in mittelwert steigt und fällt.The diode 18 according to FIG. 1 ensures a current 20 duration is chosen, that the output passage is achieved in the load circuit when the transistor voltage is within a narrow range around the setpoint switch 12 is blocked. As a result, the mean can rise and fall.

der Induktivität 16 gespeicherte Energie den Last- Die Regelung erfolgt dadurch, daß der Transistorgleichstrom während des Teils des Arbeitsspiels schalter 12 derart betätigt wird, daß die Ausgangsweiterfließen lassen, innerhalb dessen der Transistor- 25 spannung- innerhalb eines engen Bereichs um einen schalter 12 gesperrt ist. Wenn der Transistorschal- Sollwert pendelt. Die Betätigung erfolgt zweckmäter 12 leitet, wird durch den dann fließenden Strom ßigerweise dadurch, daß die Ausgangsspannung und ein Magnetfeld in der Induktivität 16 aufgebaut und die Bezugsspannung in einem Differenzverstärker der Kondensator 21 geladen. Wenn der Transistor- verglichen werden, eine Fehlerspannung erzeugt wird, schalter 12 sperrt, halten die Energie des zusammen- 30 um dessen Leitfähigkeitszustand zu ändern, wenn die brechenden Magnetfelds der Induktivität 16 und die Ausgangsspannung über die Bezugsspannung ansteigt im Kondensator 21 gespeicherte Ladung den Strom- und unter die Bezugsspannung abfällt, und daß der fluß über die Last, die Induktivität 16 und die Diode Serienschalter für beide Änderungen des Leitfähig-18 aufrecht. Weil die an der Induktivität 16 anlie- keitszustandes mit dem Ausgangssignal ein und dergende mittlere Spannung gleich Null ist, erscheint der 35 selben Stufe des Multivibrators umgesteuert wird. Spannungsabfall an der Induktivität 16 nicht in dem Selbstverständlich kann nicht erreicht werden, daß Ausdruck für die mittlere Ausgangsspannung an der der Transistorschalter seinen Leitfähigkeitszustand Klemme 22. Die Diode 18 muß mit richtiger Polung · augenblicklich ändert, wenn die Ausgangsspannung angeschlossen sein, um den Strom während des Sperr- über den Sollwert ansteigt oder unter den Sollwert abteiles eines Arbeitsspiels fließen zu lassen und wäh- 40 fällt. Zeitverzögerungen treten in der Umsteuerschalrend des Durchlaßteils eines Arbeitsspiels zu sperren. tung und in der Zeitspanne auf, die erforderlich ist, Infolgedessen steht an der Klemme 22 eine Ausgangs- um den Serienschalter zu öffnen oder zu sperren. Entspannung zur Verfügung, deren Amplitude von dem sprechend einer besonderen Ausführungsform der Betrag der Eingangsspannung und dem Tastverhältnis Grundgedanken der Erfindung arbeiten die Diode 62 des Transistorschalters 12 abhängt. 45 und der Verstärkertransistor 64 derart, daß die vonthe inductance 16 stored energy the load The regulation takes place in that the transistor direct current during the part of the working cycle switch 12 is operated so that the output continues to flow leave, within which the transistor 25 voltage within a narrow range around one switch 12 is locked. When the transistor switching setpoint fluctuates. The actuation takes place more appropriately 12 conducts, is ßigerweise by the then flowing current in that the output voltage and a magnetic field built up in the inductance 16 and the reference voltage in a differential amplifier the capacitor 21 is charged. When the transistor is compared, an error voltage is generated switch 12 locks, keeping the energy of the together 30 to change its conductivity state when the breaking magnetic field of inductance 16 and the output voltage increases above the reference voltage charge stored in capacitor 21 drops the current and below the reference voltage, and that the Flow across the load, inductance 16 and diode series switch for both changes in conductivity-18 upright. Because the on-line condition at the inductance 16 is one and the other with the output signal If the mean voltage is zero, the same stage of the multivibrator appears to be reversed. The voltage drop across the inductor 16 cannot, of course, not be achieved Expression for the mean output voltage at which the transistor switch has its conductivity state Terminal 22. With correct polarity, the diode 18 must instantly change when the output voltage connected to the current during the blocking rises above the setpoint or below the setpoint compartment of a work cycle and select 40 falls. Time delays occur in the Umsteuererschalrend to block the passage part of a work cycle. and in the period of time that is required As a result, there is an output at terminal 22 to open or block the series switch. Relaxation available, the amplitude of which is speaking of a particular embodiment of the Amount of the input voltage and the duty cycle. Basic concepts of the invention operate the diode 62 of the transistor switch 12 depends. 45 and the amplifier transistor 64 such that the

Die Induktivität 16 und der Kondensator 21 unter- dem bistabilen Multivibrator 51 mit den TransistorenThe inductance 16 and the capacitor 21 under the bistable multivibrator 51 with the transistors

stützen die Erzeugung einer stetigen Ausgangsgleich- 50 und 52 benötigte Zeit, um den Transistorschaltersupport the generation of a steady output equal 50 and 52 required time to turn the transistor switch

spannung aus einer pulsierenden oder nicht geregelten 12 in Abhängigkeit von einem Fehlersignal zu sper-voltage from a pulsating or non-regulated 12 to be blocked depending on an error signal.

Eingangsspannung. Die Ausgangsspannung an der ren, verringert wird.Input voltage. The output voltage at the ren is reduced.

Klemme 22 ist eine Funktion des Spannungsabfalls an 50 Durch den Vergleich der Bezugsspannung und der der Induktivität 16, der seinerseits eine Funktion der abgetasteten Ausgangsspannung im Differenzverstär-Änderungsgeschwindigkeit des durch die Induktivität ker 28 wird das doppelte Fehlersignal erhalten, das 16 fließenden Stromes ist. Das bedeutet, daß die Aus- proportional der Abweichung der Ausgangsspannung gangsspannung an der Klemme 22 schwankt, weil sich von einem Sollwert ist. Bei der Ausführungsform der der Strom in der Induktivität 16 ändert. Es sei bei- 55 Erfindung nach Fig. 1 wird die Bezugsspannung erspielsweise angenommen, daß der Transistorschal- halten, indem die Ausgangsspannung an den Widerterl2 für eine gewisse Zeitspanne ständig geschlos- stand 30 und die Z-Diode 32 angelegt wird. Die sen wird. Die Aufteilung der Eingangsspannung auf Durchbrucheigenschaften der Z-Diode sind derart, die Last und die Induktivität 16 wird dann durch den daß die an der Diode 32 anstehende Spannung kon-Anfangswert des fließenden Stromes bestimmt. Nach 60 stant und unabhängig von Schwankungen der Auseiner Zeitspanne, die von der Zeitkonstante der In- gangsspannung ist. Eine Spannung, die proportional duktivität 16 abhängt, hat der Stromfluß ein Magnet- der Ausgangsspannung an der Klemme 22 schwankt, feld aufgebaut und ist der Kondensator 21 auf einen wird abgeleitet, indem die Z-Diode 26 und der Widerstationären Wert aufgeladen. Zu diesem Zeitpunkt ist stand 38 zwischen die Ausgangsklemmen 22 und 24 der Spannungsabfall an der Induktivität 16 gleich 65 geschaltet werden. Wiederum bleibt der Spannungs-Null, da die Änderungsgeschwindigkeit des Strom- abfall an der Z-Diode konstant. Mittels der Z-Diode flusses gleich Null ist. Das bedeutet, daß die Aus- 26 wird eine Spannungsverschiebung erhalten, die es gangsspannung an der Klemme 22 auf den Wert der ermöglicht, die Ausgangsspannung bis herauf auf nullTerminal 22 is a function of the voltage drop across 50 by comparing the reference voltage and the of inductance 16, which in turn is a function of the sampled output voltage in the differential amplification rate of change Because of the inductance ker 28, twice the error signal is obtained, which is 16 of the current flowing. This means that the output is proportional to the deviation of the output voltage output voltage at terminal 22 fluctuates because it is different from a setpoint. In the embodiment of the current in inductance 16 changes. With the invention according to FIG. 1, the reference voltage is for example assumed that the transistor switch by applying the output voltage to Widerterl2 30 was constantly closed for a certain period of time and the Zener diode 32 was applied. the will sen. The distribution of the input voltage on the breakdown properties of the Zener diode is such, the load and the inductance 16 is then determined by the that the voltage applied to the diode 32 k initial value of the flowing stream. After 60 stant and regardless of fluctuations in the disorder Time span that depends on the time constant of the input voltage. A voltage that is proportional depends on the inductance 16, the current flow has a magnet - the output voltage at terminal 22 fluctuates, field is built up and the capacitor 21 is discharged by the Zener diode 26 and the resistive value charged. At this point there was a stand 38 between output terminals 22 and 24 the voltage drop across the inductance 16 can be switched to equal 65. Again the tension remains zero, because the rate of change of the current drop across the Zener diode is constant. Using the Zener diode flow is zero. That means that the Aus 26 will get a voltage shift that it output voltage at terminal 22 to the value that enables the output voltage to go up to zero

13 1413 14

Volt einzustellen. Ohne die Spannungsverschiebung sen der Transistor 52 leitet. Positive Impulse vom wäre die kleinstmögliche Ausgangsspannung gleich Kollektor des Transistors 52 werden infolgedessen der Bezugsspannung. Die Eingangssignale für die Ba- über die Diode 62 und den Kondensator 58 an die Basen der beiden Transistoren des Differenzverstärkers sis des Transistors 50 angekoppelt.
28 werden von der am Abgriff des Widerstandes 34 5 Der Verstärkertransistor 64 liefert ein negatives abgenommenen konstanten Spannung und der am Signal, das die Aufgabe hat, den Transistorschalter Widerstand 38 anstehenden schwankenden Abtast- 12 rasch zu sperren. Der Verstärkertransistor 64 wird spannung gebildet. Die beiden koplementären Fehler- durch den rasch ansteigenden positiven Impuls vom signale, die die Differenz zwischen der Abtastspan- Kollektor des Transistors 50 gesteuert, der auftritt, nung und der Bezugsspannung darstellen, erscheinen io wenn der Transistor 50 öffnet. Dieser Impuls wird im an den Kollektoren des Differenzverstärkers 28. Diese Verstärkertransistor 64 verstärkt und umgekehrt. Das Signale stellen die Eingangssignale für die Basen des am Kollektor des Verstärkertransistors 64 auftretende zweiten Differenzverstärkers 41 dar, der die Transi- Steuersignal sperrt den Transistorschalter 12 rastoren 40 und 42 aufweist. Die linear verstärkten und scher, als dies mit Hilfe eines Signals vom Transistor invertierten Signalkomponenten, welche die beiden 15 52 möglich sein würde, da es eine kürzere Abfallzeit Fehlersignale bilden, erscheinen an den Kollektoren hat und einen negativeren Spannungswert erreicht,
der Transistoren 40 und 42. Die Arbeitsweise der stabilisierten StromquelleSet volts. Without the voltage shift sen, the transistor 52 conducts. Positive pulses from the lowest possible output voltage would be equal to the collector of transistor 52 as a result of the reference voltage. The input signals for the Ba- via the diode 62 and the capacitor 58 are coupled to the bases of the two transistors of the differential amplifier sis of the transistor 50.
The amplifier transistor 64 supplies a negative constant voltage and the fluctuating sampling 12 that is present at the signal, which has the task of rapidly blocking the transistor switch resistor 38, is applied to the signal. The amplifier transistor 64 is formed voltage. The two complementary errors - represented by the rapidly rising positive pulse from the signal, which controls the difference between the sampling span collector of transistor 50 that occurs, voltage and the reference voltage - appear when transistor 50 opens. This pulse is amplified at the collectors of the differential amplifier 28. This amplifier transistor 64 and vice versa. The signals represent the input signals for the bases of the second differential amplifier 41, which occurs at the collector of the amplifier transistor 64 and which blocks the transi control signal, the transistor switch 12 has rastors 40 and 42. The linearly amplified and shear signal components, which are inverted with the help of a signal from the transistor, which the two 15 52 would be possible, since it has a shorter fall time error signals, appear at the collectors and reach a more negative voltage value,
of transistors 40 and 42. The operation of the stabilized current source

Im folgenden seien die Arbeitsweise des bistabilen nach der Erfindung läßt sich besser in Verbindung mit Multivibrators 51 mit den Transistoren50und52und den in Fig. 3 gezeigten Signalen verstehen. Die Dardie Arbeitsweise des Verstärkertransistors 64 betrach- 20 stellung der Signale in F i g. 3 ist nicht unbedingt maßtet. Die beiden invertierten Fehlersignale an den KoI- stabsgerecht. Sämtliche Darstellungen der Fig. 3 gelektoren der Transistoren 40 und 42 steuern die Basen hen von einer angenommenen Zeitskala von 25 Mider pnp-Transistoren 50 und 52. Bei einem bistabilen krosekunden für ein Arbeitsspiel aus.
Multivibrator leitet die eine Stufe, während die andere F i g. 3 (a) zeigt die konstante Bezugsspannung, die Stufe gesperrt ist. Die Leitfähigkeitszustände der 25 zwischen die Basis des Transistors 28 A des Differenz-Transistoren 50 und 52 werden in Abhängigkeit von Verstärkers 28 und Klemme 23 angelegt wird,
einem negativen Fehlersignal umgekehrt, das an die Statt ständig zu wiederholen, daß eine der ermittel-Basis des pnp-Transistors angelegt wird, der gesperrt ten Spannungen an einem Schaltungselement bezogen ist. Es sei beispielsweise angenommen, daß der Tran- auf Masse oder auf die Masseklemme 24 anliegt, sei sistor 50 gesperrt und der Transistor 52 geöffnet ist. 30 im folgenden nur das Schaltungselement genannt, an Wenn der Transistor 50 zu leiten beginnt, nähert sich dem die Spannung ermittelt wird, wobei es sich verseine Kollektorspannung der an den Emitter angeleg- steht, daß die Masseklemme des Oszillographen, der ten Eingangsspannung. Der positive Impuls, der am zur Darstellung eines bestimmten Signals verwendet Kollektor des Transistors 50 auftritt, wenn dieser werden kann, mit der geerdeten Seite, d.h. mit der Transistor zu leiten beginnt, wird an die Basis des 35 Klemme 24, der geregelten Stromquelle verbunden Transistors 52 angekoppelt. Der Transistor 52 war zu- wird.In the following, the operation of the bistable according to the invention can be better understood in connection with multivibrator 51 with transistors 50 and 52 and the signals shown in FIG. The operation of amplifier transistor 64 consider the signals in FIG. 3 is not necessarily measured. The two inverted error signals to the cost-appropriate. All representations of Fig. 3 selectored the transistors 40 and 42 control the Basen hen from an assumed time scale of 25 mider pnp transistors 50 and 52. With a bistable microsecond for a working cycle.
Multivibrator leads one stage, while the other F i g. 3 (a) shows the constant reference voltage, the stage is locked. The conductivity states of 25 between the base of transistor 28 A of differential transistors 50 and 52 are applied depending on amplifier 28 and terminal 23,
a negative error signal reversed, which instead of constantly repeating that one of the detect-base of the pnp transistor is applied, the blocked th voltages is related to a circuit element. It is assumed, for example, that the tran- is applied to ground or to the ground terminal 24, sistor 50 is blocked and transistor 52 is open. If the transistor 50 begins to conduct, the voltage is approached, whereby it is the collector voltage that is applied to the emitter, that the earth terminal of the oscilloscope, the th input voltage. The positive pulse that occurs at the collector of transistor 50, which is used to represent a certain signal, when this can become with the grounded side, ie with the transistor begins to conduct, is connected to the base of the 35 terminal 24, the regulated current source transistor 52 coupled. The transistor 52 was closed.

vor geöffnet. Die Ankopplung des positiven Impulses Es sei angenommen, daß der Transistorschalterbefore opened. The coupling of the positive pulse Assume that the transistor switch

an die Basis der anderen Stufe sperrt diese Stufe, da 12 leitet. Fig. 3 (ό) zeigt die Abtastspannungsände-This stage locks to the base of the other stage, since 12 conducts. Fig. 3 (ό) shows the scanning voltage changes

der Transistor 52 ein pnp-Transistor ist. Der bistabile rangen an der Basis des Transistors 28 B. Die Span-transistor 52 is a pnp transistor. The bistable wrestles at the base of transistor 28 B. The span

Multivibrator hat infolgedessen seine Leitfähigkeits- 40 nungsänderungen an diesem Basisübergang werdenAs a result, the multivibrator has its conductivity changes at this base transition

zustände gewechselt. von der Ausgangsspannung an den Klemmen 22, 23changed states. from the output voltage at terminals 22, 23

Üblicherweise werden die Ausgangsimpulse von abgeleitet. Während der Zeitspanne, innerhalb deren einer Stufe eines bistabilen Multivibrators an den Se- der Transistorschalter 12 leitet, steigt die Amplitude rienschalter angekoppelt, um diesen auf- und zuzu- der Ausgangsspannung an. Wie F i g. 3 (b) zeigt, ersteuern. Erfindungsgemäß wird das positive Signal, 45 folgt der Anstieg der Abtastspannung über den Wert das am Kollektor des Transistors 52 auftritt, wenn der der Bezugsspannung hinaus. Der Augenblickswert der Transistor 52 zu leiten beginnt, benutzt, um den Tran- Abtastspannung steigt für die zur Umsteuerung des sistorschalter 12 aufzusteuern, da der Schalter 12 Transistorschalters 12 erforderliche Zeitspanne ebenein npn-Transistor ist. Der Transistor 52 öffnet rasch so wie für die Zeitspanne weiter, die vergeht, bis in Abhängigkeit von der an seine Basis angelegten 50 der Transistorschalter 12 zu leiten aufhört.
Komponente des doppelten Fehlersignals. Wenn je- Es sein nunmehr untersucht, welche Wirkung der doch der Transistor 52 durch ein vom Transistor 50 Anstieg der Abtastspannung über die Bezugsspanangekoppeltes Signal gesperrt wird, wird die Abfall- nung hat. In den F i g. 3 (c) und 3 (d) sind Differenzzeit des negativen Signals am Kollektor des Transi- spannungen dargestellt, die an den Kollektoren der stors 52 durch die Zeitkonstante des Koppelkonden- 55 Transistoren 28 Λ und 28 B und damit an den Basissators 58 bestimmt. Um den Transistorschalter 12 anschlüssen der Transistoren 40 bzw. 42 auftreten, zu sperren, muß Energie aus dem Basis-Emitter-Über- Diese Signale werden mittels der Transistoren 40 und gang abgeführt werden. Die bei der Sperrung des 42 verstärkt.Usually the output pulses are derived from. During the period of time within which one stage of a bistable multivibrator conducts the transistor switch 12 to the transistor switch 12, the amplitude of the ring switch, coupled to it, increases and closes the output voltage. Like F i g. 3 (b) shows steering. According to the invention, the positive signal, 45 follows the rise in the scanning voltage above the value that occurs at the collector of transistor 52 when that of the reference voltage is above. The instantaneous value of the transistor 52 begins to conduct, used to control the tran- sampling voltage rises for the time required to reverse the transistor switch 12, since the switch 12 transistor switch 12 is an npn transistor. The transistor 52 continues to open rapidly as for the period of time which elapses until the transistor switch 12 ceases to conduct depending on the 50 applied to its base.
Component of the double error signal. If it is now investigated what effect the transistor 52 is blocked by a signal coupled from transistor 50 to the increase in the scanning voltage above the reference span, the decrease will have. In the F i g. 3 (c) and 3 (d) show the difference time of the negative signal at the collector of the transient voltages, which is determined at the collectors of the stors 52 by the time constant of the coupling capacitor 55 transistors 28 and 28 B and thus at the base station 58. In order to block the transistor switch 12 connections of the transistors 40 and 42 respectively, energy must be drawn from the base-emitter-over- These signals are dissipated by means of the transistors 40 and gear. Which reinforced when the 42 was blocked.

Transistorschalters 12 verlorengehende Leistung ist Die zwei komplementären Fehlersignale, die an proportional dem Betrag der Zeitspanne, die dafür er- 60 den Kollektoren der Transistoren 40 und 42 erscheiforderlich ist. Entsprechend einem wesentlichen nen, sind in den F i g. 3 (e) bzw. 3 (/) dargestellt. Die Merkmal der Erfindung werden die negativen Span- Fehlersignalkomponenten schwanken zwischen einem nungen am Kollektor des Transistors 52 mittels der hohen Wert und einem niedrigen Wert und umge-Diode 62 vom Kondensator 58 abgeblockt. Die Diode kehrt, und zwar in Abhängigkeit davon, daß die Abtrennt den Kollektor des Transistors 52 vom Konden- 65 tastspannung gemäß F i g. 3 (6) über den Wert der Besator 58 während des Teils eines Arbeitsspiels, inner- zugsspannung ansteigt und unter diesen Wert abfällt, halb dessen der Transistor 52 sperrt, beeinflußt je- Während der Anstiegszeit fällt die Kollektorspannung doch nicht den Teil eines Arbeitsspiels, innerhalb des- des Transistors 40 entsprechend Fi g. 3 (e) auf einenTransistor switch 12 losing power is the two complementary error signals that appear on proportional to the amount of time which the collectors of transistors 40 and 42 require for this is. According to an essential element, FIGS. 3 (e) and 3 (/) respectively. the Characteristic of the invention, the negative span error signal components will vary between one voltages at the collector of transistor 52 by means of the high value and a low value and vice-diode 62 blocked by capacitor 58. The diode reverses, depending on the fact that the disconnects the collector of the transistor 52 from the capacitor 65 sensing voltage according to FIG. 3 (6) on the value of the Besator 58 during part of a work cycle, internal tension increases and falls below this value, half of which the transistor 52 blocks, influences each- During the rise time, the collector voltage falls but not the part of a work cycle within which the transistor 40 according to FIG. 3 (e) on one

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weniger positiven Wert ab. Diese Spannung wird an nung anstieg, weil der Transistorschalter 12 geöffnet die Basis des Transistors 50 angelegt, der gesperrt war. Wenn die Spannung am Emitter des Transistorwird, während der Transistorschalter 12 leitet. Das schalters 12 auf einen leicht negativen Wert abfällt negative Signal am Kollektor des Transistors40 führt [s. Fig. 3 (/)], wird ein negativer Impuls vom Konzu einem Umkippen des Multivibrators 51 in folgen- 5 densator 74 über die in Durchlaßrichtung vorgeder Weise. Das negative Signal des Transistors 40 lädt spannte Diode 70 übertragen, wodurch der Konden Kondensator 58 auf. Der Transistor 50 beginnt zu densator 68 negativ aufgeladen wird. Auf diese Weise leiten, da der Basis-Emitter-Übergang in Durchlaß- hat die den Kondensator 74, den Widerstand 72 und richtung vorgespannt wird. F i g. 3 (g) zeigt die Form die Diode 70 umfassende Vorspannungsschaltung den der Kollektorspannung des Transistors 50. Während io Kondensator 68 für das nächste Arbeitsspiel vorbereider Transistor 50 gesperrt ist, wird der Kondensator tet. Die Abtastspannung gemäß F i g. 3 (b) erreicht ih-54 aufgeladen. Wenn der Transistor 50 rasch zu leiten ren Spitzenwert und beginnt dann zu sinken, weil der beginnt, entlädt sich der Kondensator 54 über den Transistorschalter 12 nun zu leiten aufgehört hat.
Basis-Emitter-Übergang des Transistors 52, wodurch Im weiteren Verlauf des Arbeitsspiels wird durch der Transistor 52 gesperrt wird. 15 das Abfallen der Abtastspannung unter den Wert derless positive value. This voltage will rise to voltage because the transistor switch 12 is open and applied to the base of transistor 50, which was blocked. When the voltage at the emitter of the transistor becomes while the transistor switch 12 is conducting. The switch 12 drops to a slightly negative value, which leads to a negative signal at the collector of the transistor 40 [s. Fig. 3 (/)], a negative pulse from the con to a tilting of the multivibrator 51 in the following capacitor 74 via the forward direction in the forward direction. The negative signal of the transistor 40 charges the charged diode 70, which causes the condensate capacitor 58 to be charged. The transistor 50 begins to capacitor 68 is charged negatively. Conduct in this way, since the base-emitter junction has the condenser 74, the resistor 72 and is directionally biased. F i g. 3 (g) shows the form of the bias circuit comprising the diode 70 and the collector voltage of the transistor 50. While the transistor 50, which is preparing for the next cycle, is blocked, the capacitor is switched off. The sampling voltage according to FIG. 3 (b) reaches ih-54 charged. When the transistor 50 rapidly conducts its peak value and then begins to decrease because it begins to discharge, the capacitor 54 through the transistor switch 12 has now stopped conducting.
Base-emitter junction of transistor 52, which in the further course of the work cycle is blocked by transistor 52. 15 the drop in the scanning voltage below the value of the

Der positive Impuls am Kollektor des Transistors Bezugsspannung [Fig. 3 (&)] der Transistorschal-50 wird ferner an die Basis des Verstärkertransistors ter 12 erneut aufgesteuert. Wie aus einem Vergleich 64 angelegt. Der der Basis des Verstärkertransistors zwischen den Fig.3 (e) und 3 (/) mit den Fig.3 (c) 64 zugeführte Impuls ist in F i g. 3 (m) veranschau- bzw. 3 (d) hervorgeht, kehren sich die beiden Fehlerlicht. Dieser Impuls zieht die Basis des Verstärker- 20 signale an den Kollektoren der Transistoren 40 und 42 transistors 64 auf weniger negatives Potential. um, wenn sich die Polarität der Bezugsspannung ge-The positive pulse at the collector of the transistor reference voltage [Fig. 3 (&)] the transistor switch 50 is further controlled to the base of the amplifier transistor ter 12 again. As laid out from a comparison 64. The pulse applied to the base of the amplifier transistor between FIGS. 3 (e) and 3 (/) with FIGS. 3 (c) 64 is shown in FIG. 3 (m) demonstrates or 3 (d) , the two error lights are reversed. This pulse pulls the base of the amplifier signals at the collectors of transistors 40 and 42 and transistor 64 to a less negative potential. when the polarity of the reference voltage changes

Aus F i g. 3 (n) geht hervor, daß der Emitter des genüber der Abtastspannung ändert. Während dieses Verstärkertransistors 64 mittels des Kondensators 68 Teils des Arbeitsspiels steuert die negative Spannung auf einem negativen Wert gehalten wird. Sobald der nach Fig.3 (/) die Vorspannung am Basis-Emitter-Verstärkertransistor 64 auf Grund des an seiner Basis 25 Übergang des Transistors 52 durch Aufladung des anliegenden positiven Impulses zu leiten beginnt, ent- Kondensators 54 um.From Fig. It can be seen from 3 (n) that the emitter changes from the scanning voltage. While this amplifier transistor 64 controls part of the working cycle by means of the capacitor 68, the negative voltage is kept at a negative value. As soon as the bias voltage at the base-emitter amplifier transistor 64 according to FIG.

lädt sich der Kondensator 68 über den Verstärker- Wenn der Transistor 52 zu leiten beginnt, nähert transistor 64. F i g. 3 (Ji) zeigt, daß die Spannung am sich seine Kollektorspannung dem Wert der Emittergemeinsamen Anschluß des Kollektors des Ver- Spannung, wie aus F i g. 3 (z) hervorgeht. Eine positive Stärkertransistors 64 dem Kollektor des Transistors 30 Spannung wird vom Kollektor des Transistors 52 über 52 und der Basis des Transistorschalters 12 auf ein die in Durchlaßrichtung vorgespannte Diode 62 und negatives Potential abfällt. Während der Zeitspanne, den Kondensator 58 angekoppelt und steuert den innerhalb deren der Transistorschalter 12 leitend Transistor 50 zu.capacitor 68 charges through amplifier- When transistor 52 begins to conduct, transistor 64 approaches. 3 (Ji) shows that the voltage at its collector voltage corresponds to the value of the emitter common connection of the collector of the voltage, as shown in FIG. 3 (z) can be seen. A positive amplifier transistor 64 to the collector of transistor 30 voltage is dropped from the collector of transistor 52 via 52 and the base of transistor switch 12 to a forward-biased diode 62 and negative potential. During the period of time, the capacitor 58 is coupled and controls the transistor switch 12 to conduct transistor 50 within it.

war, lag die Basisspannung des Schalters 12 auf einem Die Spannung an der Verbindungsstelle der Diode Spannungswert, der nahezu gleich dem Wert der Ein- 35 62 mit dem Kondensator 58 ist in F i g. 3 (k) dargegangsspannung an der Klemme 10 war. Der Ver- stellt. Die positive Spannung am Kollektor des Transistärkertransistor 64 leitet während einer sehr kurzen stors 52 treibt die Basis des Transistorschalters 12 Zeitspanne, so daß die Energie aus dem Basisüber- auf einen positiven Wert, wodurch der Transistorgang des Transistorschalters 12 abgeführt wird, wo- schalter wieder aufgesteuert wird,
durch der Transistorspannung 12 rasch zugesteuert 40 Wie aus Fig.3 (7) zu erkennen ist, steigt die wird. Emitter-Spannung des Transistorschalters 12 vonThe voltage at the junction of the diode was a voltage value which is almost equal to the value of the input 35 62 with the capacitor 58 in FIG. 3 (k) was the output voltage at terminal 10. The misplaced. The positive voltage at the collector of the transistor transistor 64 conducts during a very short period of time 52 drives the base of the transistor switch 12 so that the energy from the base over- to a positive value, whereby the transistor path of the transistor switch 12 is dissipated, the switch is turned on again will,
rapidly closed by the transistor voltage 12 40 As can be seen from FIG. 3 (7), the is increases. Emitter voltage of the transistor switch 12 of

Wie aus F i g. 3 Q) hervorgeht, fällt die Emitter- einem leicht negativen Wert auf einen Wert an, derAs shown in FIG. 3 Q) , the emitter falls from a slightly negative value to a value that

spannung des Transistorschalters 12 von einem ho- sich der Eingangsspannung nähert, wenn der Transi-voltage of the transistor switch 12 from a ho- approaches the input voltage when the transi-

hen Wert auf einen leicht negativen Wert. storschalter 12 wieder öffnet. An diesem Punkt be-hen value to a slightly negative value. stor switch 12 opens again. At this point

Aus F i g. 3 (Z) ist zu erkennen, daß der Kondensa- 45 ginnt das Arbeitsspiel von neuem. Die Abtastspantor 74 eine positive Ladung während der Zeitspanne nung gemäß Fi g. 3 (Jb) steigt während der Zeitspanne aufrechterhalten hat, innerhalb deren die Abtastspan- an, innerhalb deren der Transistorschalter 12 leitet.From Fig. 3 (Z) it can be seen that the condenser starts the cycle again. The scanning frame 74 has a positive charge during the time span shown in FIG. 3 (Jb) rises during the period of time within which the sampling span during which the transistor switch 12 is conducting.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit with a working in switching operation control semiconductor switching element, whose Conductivity state is controllable by means of voltages, which from the output of an at least two-stage Flip-flop can be removed, characterized in that both stages (SO, 52) of the flip-flop switch on the output side are connected to the control electrode of the control semiconductor switching element (12) and means (62, 64) are provided through which the control semiconductor switching element (12) exclusively by means of the at the output of the first (52) of the two stages when changing this stage from the blocked one The output signal that occurs in the conductive state can be controlled and only by means of des at the output of the second (50) of the two stages when changing this stage from the blocked output signal occurring in the conductive state can be controlled.

2. Circuit according to claim 1, with a transistor flip-flop circuit, characterized in that the flip-flop is an astable multivibrator (51) with a diode (62) in the current path between the collector of the first (52) of the two stages and the base of the second (50) of the two Steps to which the collector resistor (60) is located on the first side facing away from the collector is connected and which prevents the occurring when the transistor of the first stage is turned off Pulse to the control semiconductor switching element got.

3. Circuit according to claim 1 or 2, characterized in that an inverter stage is connected to the second stage is connected, which the polarity of the output signal of the second stage by means of a further semiconductor element (64) which directly actuates the control semiconductor switching element reverses.

4. Circuit according to claim 1 or one of the following claims, characterized in that that the switching state of the flip-flop is changed by a control variable.

5. Switching arrangement according to one of the preceding claims for use as a stabilized Direct current source, in which the semiconductor switching element (12) in series between input and Output terminals (10, 11 or 22 or 23, 24) of the power source, a circuit (26, 38) is provided, which supplies a sampling voltage characterizing the actual output voltage, another Circuit (30, 32, 34) is present, which generates a reference voltage representing the target output voltage, and the sampling voltage and the reference voltage "are combined in a differential amplifier (28, 41) such that two complementary error signals are obtained, which indicate the deviation of the actual output voltage of the target output voltage and which are connected to one of the two inputs of the two stages (50, 52) of the bistable arrangement (51) are applied. '"

6. Switching arrangement according to claim 5, characterized in that the reference voltage of the regulated output of the power source is derived (Fig. I).

7. Switching arrangement according to claim 5, characterized in that the reference voltage of the non-regulated output of the power source is derived (F i g. 2).