DE2212275A1

DE2212275A1 - Gleichspannungsreglerschaltung

Info

Publication number: DE2212275A1
Application number: DE19722212275
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Sugano; Akio Tanaka
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1971-03-15
Filing date: 1972-03-14
Publication date: 1972-09-28
Also published as: US3742338A; FR2130217A1; DE2212275B2; DE2212275C3; GB1343251A; FR2130217B1; CA980858A

Description

PATENTANWALTS BÜnO HOMSEN - TlEDTKE - BüHLING

TEL(HII) »Mil TELEX: ·-» 303 lopat 901707IT PATENTANWÄLTE München: Frankfurt/M.: Dipl.-Chem.Or.D.Thoimm Dipl.-Ing. W. Wtlnkwff

Dipl.-Ing. H. Tledtk· (Fuchthohl 71) Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinn· Dlpl.-Chem. Dr. U. Eggen

8000 München 2

Xals.r-Ludwlg-PI.ta6 14. März 1972

Matsushita Electronics Corporation Osaka, Japan

Gleichspannungsreglerschaltung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichspannunpsreglerschaltung, die an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist und die . einer an sie angeschlossenen Last eine stabilisierte Ausgangsgröße liefert, selbst wenn eine Änderung der Spannung der Gleichspannungsquelle oder der Last vorliegt.

Bei transistorierten elektronischen Schaltungen ist eine Energieversorgung als Vorspannungsquelle erforderlich, die eine konstante Ausgangsspannung unabhängig von der Änderung der Spannung der Energiequelle oder der angeschlossenen Last liefern kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Aunfilhrungsbeispielen näher orläutert.

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Mündlich· Abreden. InibMondar« durch Telefon, bedürfen schriftlicher Beetttlgung Pottichtok (München) Kto. 11W 74 Dreedner Benk (München) Kto. 8580709

Pig. 1 zeigt eine konventionelle Reglerschaltung für Konstantspannungsversorgung; und

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Gleichspannungsreglerschaltung.

In Fig. 1, in der eine bekannte Reglerschaltung veranschaulicht ist, bezeichnen die Bezugsziffern 1, 2, 3» Ί» 5 und 6 einen mit einer Energiequelle (nicht gezeigt) verbundenen Anschluß, eine Zenerdiode, einen Widerstand zum Zuführen von Strom zu der Zenerdiode, einen Transistor in Emitterfolgerschaltung, einen Emitterwiderstand für den Transistor bzw. einen Ausgangsanschluft.

In dieser Schaltung wird über den Widerstand 3 Strom zur Zenerdiode 2 geleitet. Demzufolge wird eine konstante Spannung an der Zenerdiode 2 entwickelt, und die an einem Punkt a in der Schaltung nach Fig. 1 verfügbare konstante Spannung wird über eine Emitterfolgerschaltung abgegeben, die aus dem Transistor U und dem Widerstand 5 besteht.

Selbst wenn nun eine Änderung der an dem Anschluß 1 anliegenden Spannung und daher eine Änderung des durch den Widerstand 3 fließenden Stroms auftritt, wird diese Änderung durch die Diode 2, die eine Zenereigenschaft hat, absorbiert, so daß die Spannungsänderung an dem Punkt a unterdrückt ist.

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Selbst wenn ferner der von dem Anschluß 6 abgenommene Strom infolge der Änderung der an den Anschluß 6 angeschlossenen Last geändert wird, wird die Spannungsänderung am Anschluß 6 infolge der Punktion der aus dem Transistor 4 und dem Widerstand 5 bestehenden Emitterfolgerschal tung unterdrückt.

Wie aus den vorhergehenden Ausführungen hervorgeht, kann bei der konventionellen Reglerschaltung die Änderung der Ausgangsspannung infolge der Änderung der Spannung der Energiequelle oder der angeschlossenen Last tatsächlich unterdrückt werdenj genau genommen liegt jedoch eine, wenn auch sehr kleine, Änderung der Ausgangsspannung vor, wenn eine Änderung der Energiezufuhrspannung auftritt.

Wird nämlich der durch die Zenerdiode fließende Strom geändert, erfolgt notwendigerweise die Änderung der Zenerspannung, die normalerweise sehr klein ist. Dadurch ändert sich die Spannung an dem Punkt a und die an dem Anschluß 6 verfügbare Ausgangsspannung.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung wird dieses bei der bekannten Reglerechaltung häufig auftretende Problem gelöst j sie besitzt einen Stromkreis zum Zuführen von Strom für die Zenerdiode, der nicht durch die Änderung der Energiezufuhrspannung beeinflußt ist, und kann eine stabilisierte Ausgancsspannung liefern.

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Die erfindungsgemäße Schaltung wird nun anhand des in Fig. 2 gezeigten Beispiels erläutert.

Die in Pig. 2 gezeigten Schaltungselemente 1, 2, *» und 6 sind die gleichen wie die in Fig. 1 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichneten Schaltungselemente; Widerstände 7 und 8 unterteilen die Spannung an einer Zenerdiode 2, ein Transistor 9 und ein Widerstand Io bilden eine Emitterfolper-3chaltungj ein Transistor 11 bildet eine Schaltung zum Abgeben eines konstanten Stroms durch Verwendung der an dem Emitter des Transistors 9 verfügbaren Spannung als Basisvorspannung des Transistors 11; Widerstände 12 und 13 dienen als Emitterbzw. Kollektorwiderstand für den Transistor 11; zur Temperaturkompensation ist eine Diode I¹J eingefügt; ein Transistor 15 und ein Widerstand 16 bilden eine Schaltung zur Versorgung der Zenerdiode 2 mit einem konstanten Strom; und ein Widerstand 17 leitet den Anfangsstrom zur Zenerdiode 2. Die Betriebsweise dieser Schaltung zum Erreichen einer stabilisierten Ausgangsspannung ist folgende:

Wird eine Gleichspannung von einer Energiequelle (nicht gezeigt) an den Anschluß 1 angelegt, wird über den Widerstand 17 der Zenerdiode 2 Strom zugeführt, so daß eine Spannung an dem Punkt b im Emitterkreis des Emitterfolgertransistors Ί erscheint. Die Spannung an dem Punkt b liegt dann als Vorspannung an der Basis des Transistors 11 über den Kmitterfolgertransistor 9 an. Gleichzeitig fließt ebenfalls durch den

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Transistor 15 Strom.

Auf diese Weise wird augenblicklich, wenn die Spannung an dem Anschluß 1 anliegt, ein Stromkreis aufgebaut, der über den Transistor 15 Strom zur Zenerdiode 2 führt*

Da die Basisvorspannung des Transistors 11 von der Zenerspannung der Diode 2 abhängt, wird der Kollektorstrom des Transistors 11 konstant gehalten, und da die Basisvorspannung des Transistors 15 ebenfalls von dem konstanten Strom abhängt, wird der Kollektorstrom des Transistors 15 und daher der Strom zur Zenerdiode 2 konstant gehalten.

Daher wird die Zenerepannung der Referenzdiode 2 kaum durch die Änderungen des Stroms und der Spannung beeinflußt, sondern nimmt einen konstanten Wert an. Demzufolge treten trotz der Änderung der Spannung der Energiequelle keine Schwankungen der an dem Anschluß 6 auftretenden Ausgangsspannung auf, so daß eine sehr stabile Spannungequelle gebildet werden kann.

Es ist zu bemerken, daß der Widerstand 17 in der in Fig. 2 gezeigten Schaltung eine sehr bedeutende Rolle spielt

Ohjie den Widerstand 17 würde nämlich keine Spannung an dem Punkt b auftreten, und es würden keine Kollektoretrö-

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me durch die Transistoren 11 und 15 fließen, da selbst bei Anliegen einer Spannung an dem Anschluß 1 kein Strom durch die Zenerdiode fließen kann. Und daher könnte von dem Ausgangsanschluß 6 keine Ausgangsspannung abgeleitet werden. Der Widerstand 17 dient somit dazu, den Änfangsstrom zur Referenzdiode, d.h. Siliziumzenerdiode 2, zu leiten, und wird als unerlässliches Schaltungselement angesehen. Der Widerstandswert, den der Widerstand 17 besitzt, muß sehr sorgfältig gewählt werden.

Ist nämlich der Widerstandswert des Widerstandes 17 klein und ist daher der über den Widerstand 17 zur Zenerdiode 2 geleitete Strom groß, würde es schwierig sein, eine höchst stabile Ausgangsspannung zu erhalten.

Daher sollte der Widerstandswert des Widerstandes 17 derart gewählt werden, daß der durch den Widerstand 17 fließende Strom im Vergleich zu dem Kollektoratrom des Transistors 15 ausreichend klein ist.

Natürlich muß in diesem Fall der durch den Widerstand 17 fließende Strom zumindest einen solchen Wert haben, daß eine Ausgangsspannung an den» Anschluß 6 bei Anliegen einer Spannung an dem Anschluß 1 erzeugt werden kann.

Aue den vorhergehenden Ausführungen ergibt sich, daß die Ausgangsgröße der erfindungsgemäßen Gleichspan-

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-T-

nungBreglerschaltung nicht durch die Änderung der Spannung der angeschlossenen Energiequelle beeinflußt wird und daher zur Versorgung einer transistorierten elektronischen Schaltung mit einer konstanten Spannung wirkungsvoll benutzt wird.

Mit der Erfindung wird somit eine Schaltung geschaffen, in der die von einer Referenzdiode oder einer Siliziumzenerdiode abgeleitete Spannung über eine Emitterfolgerschaltung zur Basis eines Transistors rückgekoppelt wird und der durch den Emitter-Kollektorkreis des Transistors fließende konstante Strom seinerseits der Referenzdiode zugeführt wird, so daß eine derart stabilisierte Ausgangsspannung erhalten werden kann, wie sie nicht durch eine Zenerdiode allein erreicht werden kann.

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Claims

Patentansprüche

/■!•/Ileichspannungsreglerschaltung mit einer Bezugsdiode, einer Stromzufuhreinrichtung zum Zuführen von Strom zu der Diode, einer Emitterfolgerschaltung, die mit der Bezugsdiode verbunden ist und einen Ausgangsanschluß besitzt, und einem Konstantstromschaltungsabschnitt,dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhreinrichtung aus der Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors(15)und aus einem dieser Emitter-Kollektorstrecke parallel geschalteten Widerstand (17)besteht, daß die Emitterwiderstände (7, 8) des Transistors (4) der Emitterfolßerschaltung einen Spannungsteiler zum Unterteilen der an dem Emitter des Transistors (*1) der Emitterfolgerschaltung erscheinenden Ausgangsspannung bilden, wobei die an dem gemeinsamen Schaltungsknoten der für die Spannungsteilung vorgesehenen Emitterwiderstände (7,8) verfügbare Spannung über eine zweite Emitterfolgerschaltung an der Basis des Transistors (15) des Konstantstromschaltungs· abschnitts anliegt und das Fließen eines konstanten Stroms durch den Kollektor des Transistors (15) des Konstantstromschaltungsabschnitts erlaubt, wobei die Basisvorspannung des Transistors (15) der Stromzufuhreinrichtung unter Zugrundelegung des konstanten Stroms erhalten wird.
2. Gleichspannungsreglerschaltung, gekennzeichnet durch einen ersten Transistor (¹O dessen Emitter mit einem

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Ausgangsanschluß (6) und dessen Kollektor mit einem Ende (1) einer Spannungsquelle verbunden ist, eine Bezugsdiode (2), die zwischen die Basis des ersten Transistors (4) und Masse geschaltet ist, eine Parallelschaltung aus einem zwischen dem einen Ende (1) der Spannungsquelle und der Basis des ersten Transistors (4) angeschlossenen Widerstand (17) mit einem zweiten Transistor (15), und einen dritten Transistor (9), dessen Basis mit dem gemeinsamen Schaltungsknoten von Spannungsteilerwiderständen (7, 8) verbunden ist, die in Serie an den Emitter des ersten Transistors (4) angeschlossen sind, und dessen Kollektor mit dem einen Ende (1) der Spannungsquelle und dessen Emitter im wesentlichen mit der Basis des zweiten Transistors (15) verbunden ist.

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