DE2143908A1

DE2143908A1 - CIRCUIT TO MAINTAIN A SUPPLY VOLTAGE

Info

Publication number: DE2143908A1
Application number: DE2143908A
Authority: DE
Inventors: Dieter Rakob
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-09-02
Filing date: 1971-09-02
Publication date: 1973-03-15

Description

Schaltung zur Konstanthaltung einer Speisespannung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Konstanthaltung einer Speisespannung mit einem in Reihe mit einer Last liegenden Stelltransistor und einem die Steuerspannung des Stalltransistors bei Inbetriebnahme der Schaltung beeinflussenden RC-Glied.Circuit for keeping a supply voltage constant The invention relates based on a circuit for keeping a supply voltage constant with a series with a load lying control transistor and a control voltage of the stall transistor RC element influencing the start-up of the circuit.

In der deutschen Auslegeschrift 1 270 158, Klasse 21c 67/70, ist eine Schaltung zur Stabilisierung einer Speisespannung mit einem Schutz gegen Einschaltatromapitzen beschrieben. Diese Schaltung weist einen mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke zwischen der Speise spannungsquelle und dem Verbraucher in Serie liegenden Stelltransistor auf, der an seiner Basis durch eine von der Differenz zwischen einer Bezugsspannung und der Ausgangsspannung gebildeten Steuerspannung gesteuert wird. Dabei iet im Steuerkreis des Stelltransistors neben einem im stationären Betriebszustand die Bezugsspannung bestimmenden Referenzelement noch ein im wesentlichen aus einem Kondensator und einem vorgeschalteten Ladewiderstand bestehendes Steuerorgan vorhanden, das selbsttätig bei Einschalten der Speisespannung nur ein allmähliches Ansteigen der Steuerspannung des Stelltransistors gewährleistet.In the German Auslegeschrift 1 270 158, class 21c 67/70, there is one Circuit for the stabilization of a supply voltage with protection against inrush air peaks described. This circuit has one with its collector-emitter path between the supply voltage source and the consumer in series control transistor on, at its base by one of the difference between a reference voltage and the control voltage formed from the output voltage is controlled. Iet im Control circuit of the control transistor in addition to one in the steady-state operating state Reference element determining the reference voltage also essentially consists of a capacitor and an upstream charging resistor existing control member available, the automatically only a gradual increase in when the supply voltage is switched on Control voltage of the control transistor guaranteed.

Der Stelltransistor der bekannten Schaltung wird also von einer beim Einschalten entstehenden zusätzlichen Steuerspannung zwangsweise so gesteuert, daß in ohne diese zusätzliche Steuerung aut'tretender Überstrom im Stelltransistor verhindert wird. Die zwangsweise Steuerung wird auf jedenFrill durchgeführt, gleichgültig ob sie durch die Art der an die stabilisierte Spannung angeschlossenen Last benötigt wird oder nicht.The control transistor of the known circuit is thus of a when Switching on resulting additional control voltage is forcibly controlled so that prevents overcurrent occurring in the setting transistor without this additional control will. The compulsory control is performed every frill whether or not it is required by the type of load connected to the stabilized voltage will or not.

Diesem Bekannten gegenüber soll die Erfindung die Aufgabe lösen, zwischen zwei verschiedenen Lasten einer Schaltung zur Konstanthaltung einer Speise spannung zu entscheiden.Against this acquaintance, the invention is intended to solve the problem between two different loads of a circuit to keep a supply voltage constant to decide.

Einer Last gegenüber, die praktisch dem Kurzschluß der Schaltung gleich kommt, reagiert die Schaltung durch Sperrung des Stelltransistors. Einar angeschalteten kapazitiven Last gegenüber tritt diese starke Strombegrenzung jedoch nicht in Erscheinung. Bei einer Schaltung der eingangs geschilderten Art wird diese Wirkung dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung das RC-Glied der Last und dem Stelltransistor bezüglich der Eingangs spannung parallelgeschaltet ist und die Ladespannung des Kondensators an einem von zwei Eingängen einer Vergleichs schaltung anliegt, deren anderer Eingang an die Verbindung zwischen Stelltransistor und last und deren Ausgang an den Steuereingang des Stelltransistors angeschlossen ist. Die Vergleichaschaltung kann ein Operationaverstär1-er mit zwei Eingangen sein. Zweckmäßig besteht der Operationsverstärker aus einem Transistor, dessen Basiselektrode an der Verbindung zwischen ladewiderstand und Kondensator des RC-Gliedes, dessen Emitter huber eine Diode an der Verbindung zwischen Stelltransistor und Last und dessen Eollektor am Steuereingang des Stelltransistors liegt. Dem Kondensator des RC-Gliedes ist zur Begrenzung seiner Ludespannung eine Zenerdiode parallelgeschaltet.Opposite a load that is practically the same as the short circuit of the circuit comes, the circuit reacts by blocking the setting transistor. Einar switched on However, this strong current limitation does not appear in the face of a capacitive load. With a circuit of the type described above, this effect is achieved by that according to the invention, the RC element of the load and the setting transistor with respect to the input voltage is connected in parallel and the charging voltage of the capacitor at one of two inputs of a comparison circuit, the other input to the connection between setting transistor and load and its output to the control input of the control transistor is connected. The comparison circuit can be an operation amplifier be with two entrances. The operational amplifier expediently consists of a transistor, its base electrode at the connection between the charging resistor and the capacitor of the RC element, the emitter of which has a diode at the connection between the setting transistor and the load and its collector is connected to the control input of the control transistor. The condenser of the RC element, a Zener diode is connected in parallel to limit its load voltage.

Zur Strombegrenzung ist zweckmäßig ein Transistor mit seinem Kollektor an die Basis des Stelltransis-tors und mit seiner Basis-Emitter-Strecke parallel zu einem im Leitungszug zwischen Stelltransistor und last liegenden Widerstand geschaltet.A transistor with its collector is useful to limit the current to the base of the variable transistor and with its base-emitter path in parallel connected to a resistor in the line between the setting transistor and the load.

Die Erfindung wird anhand von drei Figuren, die ein Ausführungsbeispiel dars tellen, näher erläutert.The invention is based on three figures which illustrate an exemplary embodiment represent, explained in more detail.

Figur 1 stellt ein Blockschaltbild der Erfindung dar.Figure 1 shows a block diagram of the invention.

In Figur 2 ist ein Strcmlaufplan des Blockschalbildes nach Figur 1 dargestellt.In Figure 2 is a circuit diagram of the block diagram after Figure 1 shown.

In Figur 3 ist ein Diagramm der zeitlichen Verläufe der Ausgangs spannungen der Schaltung bei verschiedenartigen Lasten'im Vergleich zu der Ladespannung des Kondensators des RC-Gliedes dargeßtellt.In Figure 3 is a diagram of the timing of the output voltages the circuit for different types of loads compared to the charging voltage of the Capacitor of the RC element is shown.

An den Eingangsklemmen 1 und 2 der Figur 1 ist eine ungeregelte Gleichspannung angeschlossen. Den Ausgangsklemmen 3 und 4 ist eine konstantgehaltene Speisespannung zu entnehmen. Mit einem Schalter 5 kann die Schaltung eingeschaltet werden. In einem Querzweig der Schaltung liegt ein RC-Glied, das aus dem Ladewiderstand 6 und dem Kondensator 7 besteht. Zur Begrenzung der Ladespannung ist dem Kondensator 7 eine Zenerdiode 8 parallelgeschaltet. Die Verbindung zwischen Ladewiderstand und Kondensator liegt an einem Eingang eines Operationaverstärkers 9. Der andere Eingang des Operationsverstärkers ist mit der geregelten Ausgangsspannung bzw. der Spannung an der Last verbunden. Im Längszweig zwischen den Klemmen 1 und 3 liegt ein Stellglied 10 zusammen mit einem Strombegrenzer. Eine Steuerklemme des Stellgliedes 10 ist mit der Ausgangsklemme des Operationeverstärkers 9 verbunden.An unregulated DC voltage is applied to input terminals 1 and 2 in FIG connected. The output terminals 3 and 4 have a constant supply voltage refer to. The circuit can be switched on with a switch 5. In one Cross arm of the circuit is an RC element, which consists of the charging resistor 6 and the Capacitor 7 consists. To limit the charging voltage, the capacitor 7 is a Zener diode 8 connected in parallel. The connection between the charging resistor and the capacitor is at one input of an operational amplifier 9. The other input of the operational amplifier is connected to the regulated output voltage or the voltage at the load. In the series branch between the terminals 1 and 3, an actuator 10 is located together with a current limiter. A control terminal of the actuator 10 is connected to the output terminal of the operational amplifier 9 is connected.

Anhand der Figur 2 wird auch die Wirkungsweise der Schaltun ersichtlich. Einzelheiten der Figur 2, die mit denen der Figur 1 übereinstimmen, tragen die gleichen Bezugszeiehen. Der Operationsverstärker 9 der Figur 1 besteht aus einem Transistor 11, dessen Basiselektrode an die Verbindung des Ladewiderstandes 6 mit dem Kondensator 7 angeschlossen ist. Das Stellglied 10 und der Strombegrnnzer bestehen im wesentlichen .lus Transistoren 12 bw. 13. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 12 liegt in Serie mit einer an die Klemmen 3 und 4 anzuschließenden Last. Die Basiselektrode des Transistors 12 ist über eine Zenerdiode 14 , die eine Referenzspannung abgibt, mit der Klemme 4, die den Masseanschluß bildet, verbunden. Der Kollektor des Transistors 11 ist ebenfalls mit der Basiselektrode des Transistors 12 verbunden. Der Emitter des Transistors 11 steht über eine Diode 15 mit der Klemme 3 in Verbindung. Im Längazweig liegt weiterhin ein Widerstand 16 zwischen dem Emitter des Transistors 12 und der Klemme 3. Parallel zu dem Widerstand 16 liegt die Basis-Emitter-Strecke des strombegrenzenden Transistors 13, dessen Kollektor ebenfalls mit der Basis des Transistors 12 in Verbindung steht.The mode of operation of the circuit can also be seen on the basis of FIG. Details of Figure 2, which correspond to those of Figure 1, wear the same Reference. The operational amplifier 9 of FIG. 1 consists of a transistor 11, its base electrode to the connection of the charging resistor 6 with the capacitor 7 is connected. The actuator 10 and the current limiter essentially consist .lus transistors 12 bw. 13. The emitter-collector path of the transistor 12 is located in series with a load to be connected to terminals 3 and 4. The base electrode of transistor 12 is via a Zener diode 14, which is a reference voltage gives up, connected to the terminal 4, which forms the ground connection. The collector of the transistor 11 is also connected to the base electrode of transistor 12. The emitter of transistor 11 is connected to terminal 3 via a diode 15. In the longitudinal branch there is also a resistor 16 between the emitter of transistor 12 and the Terminal 3. Parallel to the resistor 16 is the base-emitter path of the current-limiting Transistor 13, the collector of which is also connected to the base of transistor 12 stands.

Der Kollektor des Transistors 13 ist weiterhin über einen Kollektorwiderstand 17 mit der ungeregelten Eingangsspannung verbunden. Beim Einschalten des Schalers 5 wird von der RC-Kombination, also dem Funktionsgenerator, eine vorgegebene Exponentialfunktion erzeugt, die im Transistor 11 mit der Ausgangsspannung an der Klemme 3 verglichen wird. Ein Kurzechluß an den Ausgangsklemmen 3 und 4 wird sofort dadurch vom Transistor 11 erkannt, daß seine Basis positiver a19 sein Emitter wird. Dadurch wird die Basis des Stelltransistors 12 so beeinflußt, daß dieser Transistor abschaltet. Sind demgegenüber die Ausgangpklemmen 3 und 4 mit einer kapazitiven Last beschaltet, dann bleibt die Basis des Transistors -11 immer negativ gegenüber dem Emitter.The collector of transistor 13 is still through a collector resistor 17 connected to the unregulated input voltage. When switching on the switch 5 becomes a predefined exponential function from the RC combination, i.e. the function generator generated, which is compared in transistor 11 with the output voltage at terminal 3 will. A short circuit at the output terminals 3 and 4 is immediately triggered by the transistor 11 recognized that its base more positive a19 becomes its emitter. This becomes the base of the adjusting transistor 12 influenced so that this transistor switches off. Are on the other hand the output terminals 3 and 4 are connected to a capacitive load, then the Base of transistor -11 always negative compared to the emitter.

Diese Verhalt-nisse sind aus Figur 3 zu entnehmen, wo die obere Kurve die Ausgangaspannung UA bei einer kapazitiven Last, die mittlere Kurve die Basispannung U a Transistor 11 und die untere Kurve die AusgangaPpan nung UK bei Kurzschluß bzw. große überlast in ihrem zeitlichen Verlauf bedeuten.These relationships can be seen in FIG. 3, where the upper curve the output voltage UA with a capacitive load, the middle curve the base voltage U a transistor 11 and the lower curve the output voltage UK in the event of a short circuit or mean a large overload in their temporal course.

5 Patentansprüche 3 Figuren5 claims 3 figures

Claims

Circuit for keeping a supply voltage constant with an adjusting transistor in series with a load and one with the control voltage of the control transistor when the circuit is started up, influencing the RC element, characterized in that the RO element (6, 7) of the load and the setting transistor (12) is connected in parallel with respect to the input voltage and the charging voltage of the capacitor (7) at one of two inputs of a comparison circuit (11) whose other input is connected to the connection between the setting transistor (12) and Load and its output connected to the control input of the control transistor (12) is.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the comparison circuit is an operation amplifier.

3. A circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the Comparison circuit is a transistor (1t) whose base electrode is at the connection between charging resistor (6) and capacitor (7) of the RC element, the emitter of which is above a diode (15) at the connection between the setting transistor (12) and the load and its Collector at the control input of the transistor (12).

4. Circuit according to claim 1 or one of the following, characterized in that that the capacitor (7) a Zener diode (d) is connected in parallel.

5. Circuit according to claim 1 or one of the following, characterized in that that a current limiting transistor (13) with its collector at the base of Control transistor (12) and with its base-emitter path parallel to an im Cable run between the setting transistor (12) and the load resistor (16) connected is.