DE1638153A1 - Netzgeraet bestehend aus einer Gleichspannungsquelle und einer Regelschaltung - Google Patents

Description

• Netzgerät bestehend aus einer Gleichspannungsquelle und einer Regelschaltung" Die Erfindung betrifft ein Netzgerät, bestehend aus einer Gleichspannungsquelle, insbesondere einer Batterie und einer Regelschaltung, die die Ausgangsgleichspannung dadurch konstant hält, daB zwischen Cleichstromquelle und angeschalteter Last die Emitter#gollektor-Strecke eines Regeltransistors eingeschaltet ist, der an seiner Basis im Sinne einer Konstanthaltung der Ausgangsspannung geregelt wird und der gleichzeitig als Schalter zur Abschaltung der Ausgangsspannung dient. Es sind Netageräte beispielsweise zur Versorgung von Funkgeräten bekannt, bei denen zwischen der Gleichspannungsquelle und der Last die Emitter#'Kollektor-Strecke eines Transistors eingeschaltet wird. Dieser Transistor wird an seiner Basis derart geregelt, daß die Ausgangsspannung weitgehend konstant ist (DAS 1 152 480). Bei dieser bekannten Regelschaltung wird der Regeltransistor gleichzeitig noch als Schalttransistor bendzt und zwar wird ihm eine ihn äperrende Spannung zugeführt und damit die Stromversorgung ausgeschaltet, wenn der Strom durch den Regeltransistor einen zu hohen Wert annimmt. Der Regel

  transistor sperrt also, wenn eine Überlastung des Netä-

  durch

  gerätes z.B./ urzschluß im angeschlossenen Funkgerät auf-

  tritt.

  Ein. derartiges Netzgerät ist beispielsweise bei Fernwirkgeräten ausreichend, solange die Spannung der Gleiohspannungsquelle also z. B, der Batterie nicht zu klein wird. Der Frequenzmodulator eines derartigen Fernwirk-

  gerätes, der die auezusendender: Träg$x:@azen mit den

  aus Tonfrequenzen bestehenden Steuerbefehlen moduliert, weist, da die Versorgungsspannung konstant ist, einen zulässigen maximalen Frequenzhub auf und auch der Modulations. verstärker und die die Ton- und Trägerfrequenzen erzeugenden Oszillatoren arbeiten zufriedenstellend. Sinkt jedoch die Batteriespannung unter einen Spannungswert, der gleich oder kleiner als die benötigte Versorgungsspannung ist, so sinkt auch die Versorgungsspannung für das Funkgerät ab, was zur Folge hat, daß auch der maximale Frequenz.. hub abnimmt, daß sich die Arbeitspunkte der Transistoren im Modulationsverstärker verschieben und somit gegebenenfalls eine Verzerrung zustgade kommt und daß sich auch die Frequenz der Oszillatoren zur Erzeugung der Träger- und Tonfrequenzen verschiebt, wenn diese spannungs- oder stromabhängige Glieder, also z. B. Kapazitätsdioden enthalten, deren Arbeitspunkt dann ebenfalls verschoben wird. Alle diese Erscheinungen, die einzeln oder auch gemeinsam auf. treten können, verursachen bei ddm erwähnten Fernwirkgerät eine Unsicherheit in der Übertragung der Steuerbefehle zu einer Empfangdatation bzw. es können sogar Fehlübertragunf zustande kommen. Ähnliche Probleme treten auch bei Funksprechgeräten mit Selektivruf auf, da auch hier bei absinkender Versorgungsspannung ein fehlerhafter Anruf zustande kommen kann. Auch bei anderen Geräten zur Nachrichtenübertragung kann sich die zu geringe Versorgungsspannung unangenehm bemerkbar machen.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die durch das Absinken der Versorgungsspannung unter einen vorgegebenen Wert auftretenden Nachteile zu vermeiden. Eierbei ist zu bedenken, daß die Geräte bei zu klein werdender Versorgungsspannung durchaus noeh betriebsbereit sind, jedmoh fehlerhafte Übertragungen bewirken können, ohne daß die das Gerät bedienende Person sofort auf diesen Zustand aioimerksam wird, wie z.B..besonders in unbemannten Stationen. Die oben angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die den Regeltransistor sperren, wenn die von der Gleichspannungaquelle gelieferte Gleichspannung unter einen vorgegebenen Spannungswert absinkt.
• Während also die bekannte Schaltungsanordnung dazu dient, die Ausgangsspannung des Netzgerätes bei zu hohen Eingangsspannungen auf &onstanten Spannungswert zu regeln' wird erfindungsgemäß zusätzlich bewirktq daß sich zu klein werdende Versorgungsspannungen nicht nachteilig auswirken können.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Netzgerätes dargestellt, bei dem auf konstante Ausgangsspannung geregelt wird und zusätzlich auch dann eine Abschaltung zustande kommt, wenn die Gleichspannungsquelle eine zu geringe Spannung liefert. Bierbei wird der Regeltransistor in an"-,sich bekannter Weise auch als Schalttransistor zusätzlich ausgenutzt. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schaltungsteil, der der Regelung der Versorgungsspannung auf einen konstanten Wert diezxt, relativ einfach ausgeführt. Die hier eingezeichnete Regelschaltung kann jedoch durch jede beliebige andere Regelschaltung ersetzt werden, die einen Längstransistor zwischen der Gleichspannungsquelle und der Last aufweist. Es kann also z.B. auch die in der deutschen Auslegeschrift 1 152 480 angegebene Regelschaltung hier zum Einsatz kommen.
• In der Zeichnung besteht die Regelschaltung! die das an den Klemmen 1 und 2 angeschlossene Funkgerät versorgen soll' und anderen Eingangsklemmen 3 und 4 eine nicht eingezeichnete Batterie liegt, aus dem Transisitor 5, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in der Verbindungsleitung zwischen Batterie und Last liegt, aus dem Widerstand 6, der Zenerdiode 7 und dem Ladekondensator B. Aufgrund derAnordnung der Zenerdiode 7 bleibt die Basis des Transistors 5 auf konstantem Potential liegen und bestimmt somit auch das E<ritterpotential dieses Transistors. Der Transistor 5 regelt die Ausgangsspannung auf einen näherungsweise konstanten Wert, da sich ja bei Änderung der angebotenen Batteriespannung das Potential am a ollektor des Mransistors 5 ändert, jedoch nicht am Emitter. Wie bereits oben gesagt, kann diese einfache Regelschaltung durch jede beliebige Regelschaltung ersetzt werden, bei der ein Regeltransistor 5 vorgesehen ist. Diese bisher beschriebene Schaltung regelt die Ausgangsspannung auf etwa konstanten Ausgangswert, solange die Batteriespannung abzüglichu.des minimalen Spannungsverlustes am Transistor nicht gleich oder kleiner als die Sollausgangsspannung wird, die durch die Wahl der Zenerdiode ? bestimmt ist.
• Die übrigen in.der Zeichnung eingezeichneten Bauelemente , dienen der Abschaltung der Spannungsversorgung bei zu klein werdender Batteriespannung, bei der, wie oben ausgeführt, im angeschlossenen Gerät unerwünschte Vorgänge und Fehl= Übertragungen zustande kommen können.
• Die kleinstmögliche Eingangsspannung wird durch die Einstellung des Widerstandes 9 des aus den Widerständen 9 und

  10 gebildeten @@panntungsteilers bs;.@@ r..1@;.ais des mit

  dem Transistor 11 galvanisch gekoppelten Transistors 12 ist mit dem Abgriff des Spannungsteilers 9, 10 über eine Zenerdiode 13 und einen Schutzwiderstand 14 verbunden. Die Transistoren 11 und 12 haben außerdem noch einen gemeinsamen Emitterwiderstand 15. Der Kollektor des Transistors 12 liegt über seinen Arbeitswiderstand 16 an der BB»tteriespannung, während der Kollektor des Transistors 11 mit der Basis des Regeltransistors 5 verbunden ist. Solange die Spannung der Batterie nicht unter den vorgegebenen Mindestwert absinkt, ist die Zenerdiode 13 leitend und der Transistor 12 ist durchgeschaltet. Sinkt dagegen die Batteriespannung an den Klemmen 3, 4 unter den Mindest# wert ab, so sperrt die Zenerdiode 13, der Transistor 12 wird ebenfalls gesperrt und der Transistor 11 leitet nunmehr. Dieser Kippvorgang der beiden Transistoren 11 und 12 wird durch ihren gemeinsamen Emitterwiderstand 15 noch unterstützt und beschleunigt. Im gekippten Zustand, in dem als::: der Transistor 11 leitend ist, wird der Regeltransistor 5 gesperrt, da nunmehr der vom Transistor 5 zu seiner Offenhaltung benötigte Basisstrom über den Transistor 11 abgeleitet wird. Damit wird das angeschlossene Gerät stromlos. Der über den Transistor 11 abgeleitete Basisstrom des Transistors 5 erzeugt an dem Widerstand 15 einen zusätzlichen Spannungsabfall, der bei Wi2eransteigen der Batteriespannung erst überschritt ,werden muß, bevor der Transistor 5 wider durchgeschaltet wird. Die Einschaltspannung liegt somit höher als die Auaschaltspannung. Durch geeignete Bemessung der Widerstände 16. 6 und 15 läßt sich diese Schaltdifferenz festlegen.
• Die erfindungsgemäße Schaltung zum Abschalten der Strom versorgung bei zu klein werdender EingangsspanuLmg ist einlach und billig. Sie kann überall dort nachträglich ein. gObaut-werden= wo eine Regelschaltung mit einem ryängatransistor vorgesehen ist. Das Einbauvolumen ist gering, jedoch die Zuverlässigkeit der Schaltung groß. Die Ansprechsschwelle der Schaltung kann in einem weiten Bereich variiert werden.

Claims (3)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Netzgerät, bestehend aus einer Gleichspannungsquelle, insbesondere einer Batterie und einer Regelschaltung, die die Ausgangsgleichspannung dadurch konstant hält, daß zwi- schen Gleichstromquelle und angeschalteter last die Enitter-# Kollektor-Strecke eines Regeltransistors eingeschaltet ist, der an seiner Basis im Sinne einer Konstaathaltung der Ausgangsspannung geregelt wird und der gleichzeitig als Schalter zur Abschaltung der Ausgangsspannung dient, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die den Regeltransistor sperren, wenn die von der Gleichspannungsquelle gelieferte Gleichspannung unter einen vorgegebenen Spannungswert absinkt.
2. 2. Netzgerät nach Anspruch 'I', dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel aus zwei galvansich miteinander verbundenen Transistoren bestehen, von denen der erste durch einen über eine Zenerdiode anliegenden Teil der zu überwachenden Gleichspannung angesteuert wird und solange leitend ist, bis ein durch die Zenderdiode bestimmter Spannungswert unterschritten wird und von denen der zweite nach Sperrung des ersten Transistors leitend wird und damit den Regeltransistor sperrt.
3. 3. Netzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transistoren einen gemeinsamen Emitter# widerstand aufweisen.