DE1763360A1 - Stabilisierungsschaltung mit zwei Transistoren - Google Patents

Description

• Stabilisierungsschaltung mit zwei Transistoren Die Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Stabilisierungsschaltung mit zwei Transistoren zum Erzeugen eines konstanten Stromes oder einer konstanten Spannung, vorzugsweise für Spannungen unter 6 Volt. Der Anspruch 3 des Hauptpatents Nr...... . bezieht sich auf eine solche Schaltung zum Stabilisieren der Betriebsspannung einer batteriegespeisten Transistorschaltung, die insbesondere zur Impulsmessung, -formung, -vervielfachung, -erzeugung und/oder -zählung dient und bei der alle Transistoren ständig an Betriebsspannung liegen. Bei derartigen Geräten, die vorzugsweise als Taschenmeßinstrumente ausgebildet sind, ist es erforderlich, die Betriebsspannung in möglichst engen Grenzen-unabhängig vom Ladezustand der Batterie, von der Belastung und von der Temperatur weitgehend konstant zu halten, weil vom Grad der Konstanz die Genauigkeit des Meßergebnisses direkt abhängt. Zum Konstanthalten von Betriebsspannungen sind, abgesehen von den herkömmlichen Maßnahmen mittels kittels Glimmlampen, mittels Relais und mittels vormagnetisierten Drosselepulen, auch eine Vielzahl von elektronischen Schältungsanordnungen bekannt, bei denen fast ausnahmslos neben Regeltransistören eine oder mehrere Dioden, insbesondere Zenerdioden verwendet werderi:- Silizium-Zenerdioden sind verhältnismäßig teuer und im Preis etwa zwei npn-Silizium-Transistoren gleichzusetzen. Außerdem sind Zenerdioden für die Stabilisierung von Spannungen unter 6 Volt nicht für hohe Stabilisierungsgenauigkeit geeignet, weil Zenerdioden für diesen Spannungsbereich nicht mehr die gewünschte Steilheit der Kennlinie nach dem charakteristischen Knick besitzen, so daß die in vielen Fällen angestrebte Genauigkeit der Stäbilisierung nicht erreicht werden kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Gleichstrom-Stabilisierungsschaltung zum Erzeugen eines konstanten Stromes oder einer konstanten Spannung zu schaffen, die ohne Dioden aufgebaut ist und bei der unter Verwendung nur weniger alterungebeständiger Bauteile eine genügend große Konstanz der Ausgangsgröße, insbesondere auch bei Spannungen unter 6 V erzielt wird.
• Diese Aufgabe wird durch die Erfindung bei einer Gleichstrom-Stabilisierungsschaltung mit zwei Transistoren der eingangs beschriebenen Gattung durch die,im Hauptanspruch gekennzeichneten Mittel und Maßnahmen gelöst.
• Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Äusführungsbeispieles näher beechrieben und in der Zeichnung dargestellt. Die zu stabilisierende Gleichspannung UE wird den Eingangsklemmen 1 und 2 zugeführt. An dieser Spannung liegen zueinander parallel zwei Transistoren 3 und 4 vom gleichen Leitfähigkeitstyp. Sie sind so geschaltet, daß der Arbeitswiderstand 5 des ersten Transistors 3 im Kollektorkreis und der Arbeitswiderstand 6 des zweiten Transistors 4 im Emitterkreis liegen. Der-Kollektor des Transistors 3 ist mit der Basis des Transistors 4 verbunden, und der Emitter des Transistors 4 ist über den Basiswiderstand 7 mit der Basis des Transistors 3 verbunden. Die stabilisierte Spannung Uv ist darin zwischen dem Emitter des Transistors 4 und dem am Minuspol liegenden Anschluß des Arbeitswiderstands 6 abgreifbar. Um in bezug auf die Größe der stabilisierten.Spannung UV genügend Spielraum zu haben, wird der Arbeitswiderstand 6 des Transistors 4 zweckmäfligerweise als Spannungsteiler aus den Teilwiderständen 6a und 6b gebildet. Der Basiswider= stand 7 des Transistors 3 ist dann mit der Mittelanzapfung der beiden Teilwiderätände 6a, 6b verbunden.
• Zur Kompensation des Temperaturfehlers kann der Teilwiderstand 6a des Arbeitswiderstandes 6 ganz oder teilweise aus einem temperaturabhängigen Widerstand 6c gebildet sein, wie es als Alternative bei 8 dargestellt ist. Der Arbeitswiderstand 5 des Transistors 3 begrenzt den maximalen Basisstrom des Transistors 4. Der Widerstand 6a bzw. 8 begrenzt den r minimalen Strom über den Transistor 4 und den Widerstand 6b. Durch Veränderung der Größe des Widerstandes 6b bei konstantem Widerstand 6a kann die stabilisierte Spannung U" varl iert werden. Der Widerstand 7 begrenzt den maximalen Basisstrom des Transistors 3. Zusätzlich kann parallel zur Emitterkollektorstrecke des'Transistbrs 4 ein Widerstand 9 geschaltet I werden, der einen zusätzlichen Spannungsabfall-am Widerstand 6abzw. 8 hervorruft. Didser steigt mit der Eingangsspannung IJE an und steuert somit den Transistor 3 zusätzlich auf, wodurch die Spannung an der Basisemitterstrecke des Transistors 4 verringert wird. Diese Maßnahme wirkt also einer Vergrößerung von U y, entgegen. Um eventuelle Regelschwingungen zu unterdrücken, ist ein Kondensator 14 parallel zur Basiskollektorstrecke des Transistors 4 geschaltet.
• Die Wirkungsweise der Stabilisierungsschaltung ist wie folgt: Bei ansteigender Eingangsspannung.%wird zunächst der Transistor 4 weiter geöffnet und somit steigt auch der Strom über den Arbeitswiderstand 6. Mit zunehmendem Strom erhöht sich der Spannungsabfall am Widerstand 6a, so daß der Transistor 3 weiter aufgesteuert wird, was eine Vergrößerung des Spannungsabfalles am Widerstand 5 zur Folge hat. Dieser größere Spannungsabfall. wirkt der vorangegangenen Aufsteuerung entgegen, so daß die Spannung Uv ihren vorgesehenen Wert wieder erreicht.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn Transistoren des=gleichen Zeitfähigkeitetyps verwendet werden, insbesondere npn-Siliziumtrandstoren. Ist dieser Stabilisierungsschaltung beispielsweise eine Schalt- oder Verstärkerstufe nachgeschaltet, bei der ebenfalls Transistoren'deä gleichen Typs verwendet werden, eo is-t wegen des gleichen temperaturganges dieser Tränsistoren, die bei 8 dargestellte Temperaturkompensation überflüssig. Durch geeignete Wahl der Größe des Widerstands 9 kann der positive Restfehler weitgehend kompensiert werden.
• Soll die Schaltung@zur Erzeugung eines konstanten Stromes angewendet werden, so wird anstelle des Widerstanded 6 oder 6a oder 6b der Lastwiderstand des Verbrauchers eingeschaltet.**

Claims (1)

1. Patentansprifche Gleichstrom-Stabilisierungsschaltung mit zwei Transi- storen zum Erzeugen eines konstanten Stromes oder einer konstanten Spannung, vorzugsweise für Spannungen unter 6 V, insbesondere nach Anspruch 3 des Hauptpatents Nr.... (Patentanmeldung ........:)ß dadurch gekennzeichnet, da8 zwei Transistoren (3,4) desselben Leitfähigkeitstype mit ihren Arbeitswiderständen (5 bzw. 6) parallel an der zu stabilisierenden Spannung (UB) liegen, daß der ,Arbeitswiderstand (5) des ersten Transistors (3) im Kol- lektorkreis und der des zweiten. Transistors (4) in Emit- terkreis liegt! wobei der Kollektor des ersten Transi- .. stars (3) mit der Basis des zweiten (4) und die Basis des ersten Transistors (3) über einen Widerstand.(?) mit dem bitter des zweiten .4) verbunden sind. 2.Schaltung nach Anepruch 1, dadurch Kekennzeichnettda8 '..:.der im Emitterein' . die reiten Transistors (4) liegen- . de Arbeitswidaratand ale Spannungsteilor (6a, 6b) au$ge- . ,g-Basis' des .bildet ietxan dessen @talanzap f =ersten ranaiesrs () liegt. Schalte .eh spruoh 1 . dadurch e enhaei chnet,', - daß e.'@ plely zuKoUektor-ttaretrecke das Kveiten Tran- ":. ei oto:ra #4) ein ' Kopplmg*Viderstand (@) geschaltet ,Ist. 4. Schaltung nach Anspruch,1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, daB parallel zur Basis-KOllektorstrecke des zwei- . ten Transistors (4) ein Kondensator (10) geschaltet ist. 5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Anaprüche# da- durch gekennzeichnet, da9 Silizium-Transistoren verwen- det sind. 6. Schaltung nach einem der*vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die stabilisierte Spannung (UV) am Arbeitswiderstand (6 bzw.6a und 6b) des zweiten Tran-" sietore (4) abgenommen wird. ?. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Erzielen eines konstanten Stroaesf dadurch gekennzeichnet, daß der Lastwiderstand des Verbranchers der Arbeitswiderstand (6) oder ein Teil (z. E. 6b) des- selben ist. 86-Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitswiderstand (6) des zweiten Trgnsietors (4) ganz oder teil- weise durch einen temperaturabhängigen Widerstand (6c) gebildet ist.