DE2347734C2

DE2347734C2 - Stromversorgungsschaltung

Info

Publication number: DE2347734C2
Application number: DE2347734A
Authority: DE
Inventors: Takashi Tokio/Tokyo Kayama
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE2347734A1; CA981335A; NL7313145A; FR2200717A1; GB1418086A; JPS4952919A; US3848179A; FR2200717B1; JPS5723473B2

Description

auf eine Stromversor-Oberbegriff des An-

Die Erfindung bezieht sich
gungsschaltung gemäß dem
Spruchs 1.

Eine Stromversorgungsschaltung der vorstehend bezeichneten Art ist prinzipiell bereits bekannt (US-PS 37 905). Bei dieser bekannten Stromversorgungsschaltung gibt eine Regelstufe eine konstante Spannung an eine Last ab, bis der Laststrom einen bestimmten Wert überschreitet. In diesem Augenblick geht die Regelstufe von der Regelung mit konstanter Spannung auf eine Regelung mit konstantem Strom über. Wenn die bekannte Stromversorgungsschaltung im Bereich konstanter Ausgangsspannung ihrer Regelkennlinie betrieben wird, dann wird die am Abgriff eines die Lastspannung abnehmenden Potentiometers auftretende Spannung der Basis eines zur Spannungsfeststellung dienenden Fehlerdetektor-Transistors zugeführt, der an sei-

nem Emitter über eine ZEN ER-Diode eine Bezugsspannung aufnimmt. Das am Kollektor des betreffenden Transistors auftretende verstärkte Differenzsignal wird einer Treiberstufe zugeführt, um in Übereinstimmung mit den Lastspannungsschwankungen entweder die Impedanz, die Stromrückführungszeit oder die Schaltfrequenz der erwähnten Regelstufe zu ändern. Ein Stromfeststellungs-Potentiometer wird dabei so eingestellt, daß bei Lastströmen unterhalb des maximalen Stroms ein Transistor nicht leitend ist Wenn der Laststrorr den maximaler? Wert erreicht, ist der betreffende Transistor so vorgespannt, daß er leitend wird. Der Spannungsabfall an der Kollektor-Emitter-Strecke des betreffenden Transistors sinkt dadurch ab, und in entsprechender Weise sinkt die Spannung an der ZENER-Diode ab. Eine Herabsetzung dieser Spannung bringt außerdem eine Herabsetzung der Spannung am Emitter des erwähnten Transistors mit sich, so daß das Differenzsignal am Kollektor dieses Transistors ebenfalls geändert wird, um die Treiberstufe und damit die Regelstufe entsprechend dem Strombetrieb zu steuern. Diese bekannte Schaltungsanordnung stellt somit keine Schaltungsanordnung dar, die eine geregelte oder konstante niedrige Spannung von beispielsweise 4 V abgesehen davon abgibt, daß ein Spannungsabfall an einer zu der Last in Reihe liegenden Impedanz anzeigt, daß eine richtige Last an die Stromversorgungsschaltung angeschlossen worden ist, woraufhin eine geregelte oder konstante relativ hohe Spannung von beispielsweise 32 V abgegeben wird.

Es ist ferner eine Schaltungsanordnung zur Rege'ung der Abgabe eines Stroms von einer Stromversorgung an eine Last bekannt (US-PS 29 04 742), bei der es darum geht, Lastspannungsänderungen über einen normalen Arbeitsbereich des Laststroms zu minimieren und den Laststrom dann zu begrenzen, wenn er den normalen Arbeitsbereich überschreitet. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung wird ein Strom von einer Gleichstromquelle an eine Last über eine Lastschaltung abgegeben, welche die Emitter-Kollektor-Strecke eines ersten Transistors in einer Reihenschaltung aufweist. Ein zweiter Transistor, der als Phasenumkehr-Stromverstärker wirkt, dient der Steuerung des Stroms in der Emittcr-Basis-Strecke des erwähnten ersten Transistors. Die Summe der Emitter-Kollektor-Ströme eines dritten Transistors und eines vierten Transistors, die von dem Lastkreis her gespeist werden, wird einem mit der Basisstrecke de? zweiten Transistors verbundenen Widerstand zugeführt, um dadurch den Strom zu steuern, der durch die Kollektor-Emitter-Strecke des zweiten Transistors und durch die dazu in Reihe liegende Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors fließt. Dabei wird eine Steuerspannung, die gleich der Differenz zwischen einer durch eine Diode festgelegten, weitgehend konstanten Spannung und einem vom Abgriff eines Potentiometers erhaltenen Teil der Lastspannung ist, der Emitter-Basis-Strecke des dritten Transistors aufgedrückt. Eine Steuerspannung, die gleich der Differenz zwischen einer weitgehend konstanten Spannung von der Diode und einer dem Laststrom proportionalen Spannung ist, wie sie an einem zu der Last in Reihe liegenden Widerstand erhalten wird, wird der Emitter-Basis-Strecke des vierten Transistors aufgedrückt. Wenn der Laststrom innerhalb eines bestimmten Arbeitsbereiches liegt, ist der vierte Transistor abgeschaltet oder im nichtleitenden Zustand. Die bekannte Schaltungsanordnung arbeitet dann in der Weise, daß der Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke des ersten Transistors auf Lastspannungsänderungen bzw. -Schwankungen hin derart gesteuert wird, daß Lastspannungsänderungen minimiert sind.
Wenn bei der gerade betrachteten bekannten Schaltungsanordnung der Laststrom auf eine über dem bestimmten Arbeitsbereich des Laststroms liegende Amplitude ansteigt, dann steigt der Kollektorstrom des erwähnten vierten Transistors an, wodurch sich der Widerstand in der Kollektor-Emitter-Strecke des ersten

ίο Transistors erhöht Dadurch sinkt die Lastspannung ab. Wenn die Lastspannung hinreichend vermindert ist, ist der Kollektorstrom des dritten Transistors auf einen Minimalwert herabgesetzt, bei dem dieser Transistor abgeschaltet ist In diesem Zustand arbeitet die bekannte Schaltungsanordnung auf Lastspannungsänderungen hin derart, daß diese minimiert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie bei einer Stromversorgungsschaltung, von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, mit relativ geringem schaltungstechnischen Aufwand ein sicherer Betrieb sowohl der Stromversorgung als auch der von der Stromversorgung zu speisenden elektrischen Geräte ermöglicht ist.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß mit insgesamt besonders geringem schaltungstechnischen Aufwand sowohl ein sicherer Betrieb der Stromversorgung als auch der durch die Stromversorgung zu speisenden elektrischen Geräte gewährleistet ist.

ZweckmäßigeWeiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Stromversorgungsschaltung einer Fernsehkamera und eines Fernsehmonitors innerhalb eines industriellen Fernsehsystems bekannter Art und

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Das in F i g. 1 gezeigte Fernsehsystem umfaßt eine Fernsehkamera 11, eine Stromversorgung 12 und einen Fernsehmonitor 13. In der Fernsehkamera 11 wird ein Videosignal mittels einer Bildaufnahmeröhre 14 erzeugt und einer Signalverarbeitungsschaltung 16 zugeführt Das aufbereitete Signal wird vom Ausgang der Schaltung 16 der Basis eines Transistors 17 zugeführt. Dieser ist als Emitterfolger geschaltet, sein Emitter ist über einen Kondensator 18 und einen Anpassungswiderstand 19 an ein Koaxialkabel 21 angeschlossen. Ein typischer Widerstandswert für den Widerstand 19 ist 75 Ohm.

Das Koaxialkabel 21 ist mit der Stromversorgung 12 verbunden und endet an einem Anpassungswiderstand

22. Dieser ist mit seinem zweiten Anschluß über einen Kondensator 23 geerdet, der einen Stromweg niedriger Impedanz für Videosignale bildet. Dieser Kondensator ist ein Glättungskondensator einer Stromquelle 24, die an das Wechselstromnetz angeschlossen ist und einen Brückengleichrichter 26 enthäl». Das Videosignal wird vom Koaxialkabel 21 über einen Transistor 27 geführt, der als Emitterfolger geschaltet ist. Es gelangt über einen Kondensator 28 und einen Anpassungswiderstand 29 auf ein weiteres Koaxialkabel 31. Das andere Ende dieses Kabels ist an den Fernsehmonitor 13 angeschlossen. In diesem ist ein Widerstand 32 vorgesehen, der zur Impedanzanpassung an das Kabel 31 dient. Dieser Widerstand 32 hat gleichfalls einen Wert von 75 Ohm. Die

Spannung an dem Anpassungswiderstand 32 liegt gleichzeitig an Fernsehschaltungen, die insgesamt mit 33 bezeichnet sind. Diese liefern schließlich ein Signal an eine Kathodenstrahlbildröhre 34.

Die Gleichspannung der Stromversorgung 12 wird über den Widerstand 22 und das Koaxialkabel 21 der Fernsehkamera 11 zugeführt. In der Fernsehkamera 11 wird die Gleichspannung einer Konstantstromschaltung 36 zugeführt. Diese entfernt eventuelle, durch das Videosignal erzeugte Wechselanteile, die vom Kabel 21 her übertragen werden können. Derartige Störspannungen werden durch einen Transistor 37 festgestellt, sein Ausgangssignal wird einem Transistor 38 zugeführt, um dessen Innenwiderstand zu steuern und die Störspannungen zu beseitigen. Die von der Konstantstromquelle 36 abgegebene Gleichspannung wird über einen Konstantspannungstransistor 39 geführt und dient als Betriebsspannung für die Signalverarbeitungsschaltung 16 sowie als Kollektorspannung für den Transistor 17. Die Betriebsspannung für den Fernsehmonitor 13 wird nicht über das Kabel 31 geführt, sondern durch eine eigene Stromversorgung im Fernsehmonitor 13 erzeugt.

Die Anschlüsse für die Kabel 21 und 31 sind nicht dargestellt, jedoch haben sie eine der üblichen Formen für industrielle Fernsehsysteme und können leicht gewartet werden. Bei der in F i g. 1 gezeigten Anordnung ist es jedoch möglich, die Kabel 21 und 31 gegeneinander zu vertauschen, so daß die Gleichspannung von der Gleichrichterschaltung 24 dem Widerstand 32 des Fernsehmonitors 13 zugeführt wird. Diese Spannung kann dann den Widerstand 32 und auch den Widerstand 22 der Stromversorgung 12 zerstören. Ein weiteres Ergebnis einer Vertauschung der Koaxialkabel 21 und 31 besteht darin, daß auch die Gleichrichterschaltung 24 selbst zerstört werden kann. Die Möglichkeit einer Vertauschung der Kabel 21 und 31 könnte durch Verwendung unterschiedlicher Anschlußstecker für beide Kabel beseitigt werden, jedoch müßten dann zwei verschiedene Arten von Steckern bereitgehalten werden, um alle Stecker gegebenenfalls auswechseln zu können.

Diese Schwierigkeiten eines Systems bekannter Art kann die Erfindung vermeiden, denn sie besteht in einer Schaltungsanordnung, bei der das Vertauschen von Kabeln zu bestimmten Funktionen führt Der Lastwiderstand für die Gleichrichterschaltung 24 ist für die beiden Fälle des Anschlusses der Fernsehkamera 11 und des Fernsehmonitors 13 an die Stromversorgung 12 unterschiedlich. Handelt es sich um eine richtige Anschaltung, so wird die zugeordnete Impedanz ausgewertet, und die vorbestimmte Betriebsspannung kann an sie angeschaltet werden.

Als ein Beispiel sei angenommen, daß die Spannung der Stromversorgung an dem Kabel 21 17 Volt beträgt und daß der Verbrauch der Kamera 11 bei 17 Volt χ 190 mA oder bei 3,23 Watt liegt Der äquivalente Widerstand für Gleichstrom hat dann einen Wert von 90 Ohm. Dieser Wert kommt dem Widerstandswert von 75 Ohm für den Widerstand 32 nahe, und es ist dann schwierig, den Unterschied zwischen einer Last von 90 Ohm und von 75 Ohm des Widerstandes 32 im Fernsehmonitor 13 festzustellen, wenn die Stromversorgungsspannung einen Wert von 17 Volt hat

In elektronischen Einrichtungen ist allgemein der Zusammenhang zwischen der Stromversorgungsspannung oder Betriebsspannung und dem verbrauchten Strom nicht linear. Wenn die Stromversorgungsspannung verringert wird, wird auch der Stromverbrauch verringert, jedoch in einem höheren Maße. Dies ist gleichbedeutend damit, daß bei Verringerung der Betriebsspannung der äquivalente Widerstand der Schaltung gegenüber Gleichstrom erhöht wird. Diese Wirkung gilt für die Fernsehkamera 11. Auch wenn der äquivalente Widerstand gegenüber Gleichstrom in dem zuvorgenannten Beispiel für eine Betriebsspannung von 17 Volt 90 Ohm beträgt, steigt der äquivalente Widerstand auf ca. 140 Ohm an, wenn die Betriebsspannung auf 3 Volt verringert wird. Wenn der äquivalente Gleichstromwiderstand der Fernsehkamera 11 einen Wert von 140 0hm hat, kann man relativ leicht zwischen diesem Wert und dem Wert von 75 Ohm für den Widerstand 32 unterscheiden.

Gemäß der Erfindung wird die Betriebsspannung zunächst unter den normalen Wert abgesenkt, so daß eine Schaltung in der Stromversorgung den Unterschied zwischen der möglichen an sie angeschalteten Belastung feststellen kann. Wenn der Ausgang der Stromversorgung richtig über das Koaxialkabel 21 mit der Fernsehkamera 11 verbunden ist, hat die ausgewertete Impedanz einen relativ hohen Wert. Wenn andererseits das Kabel 21 mit dem Kabel 31 vertauscht und an den Fernsehmonitor 13 angeschlossen ist, so stellt die Auswerteschaltung die Impedanz des Widerstandes 32 fest. Es existiert nicht nur ein wesentlicher Unterschied zwischen der Impedanz von 75 Ohm des Widerstandes 32 und der effektiven Impedanz von ca. 140 Ohm der Fernsehkamera 11, wenn die Betriebsspannung einen niedrigen Wert von ca. 3 Volt hat, sondern dieser niedrige Spannungswert kann auch sicher an den Widerstand 32 angeschaltet werden, ohne ihn durch überhöhten Strom zu beschädigen oder zu zerstören.

F i g. 2 zeigt eine Stromversorgung 41, die eine Schaltung zur Auswertung der Impedanz enthält, an die die Stromversorgung angeschaltet ist. Die Stromversorgung 41 enthält eine Spannungsquelle 24 ähnlich der in F i g. 1 gezeigten. Die Ausgangsspannung der Stromquelle 24 wird über einen Filterkondensator 42 auf zwei Anschlüsse 43 und 44 geleitet, die gleichzeitig die Eingänge für eine Spannungsregeleinrichtung 46 bilden. Die Ausgangsspannung der Spannungsregeleinrichtung 46 erscheint zwischen dem gemeinsamen Anschluß 44 und der sogenannten heißen Klemme 47. Diese Spannung wird an einen Spannungsteiler mit zwei Widerständen 48 und 49 gelegt der Teilungspunkt dieses Spannungsteilers ist mit der Basis eines Transistors 51 verbunden. Eine Zenerdiode 52 ist zwischen dem Emitter des Transistors 51 und den gemeinsamen geerdeten Anschluß 44 geschaltet Diese Zenerdiode 52 liefert eine Bezugsspannung, die durch den Transistor 51 mit der Spannung an dem Teilungspunkt zwischen den Widerständen 48 und 49 verglichen wird. Der Kollektor des Transistors 51 ist mit der Basis eines in Reihe geschalteten Regeltransistors 53 verbunden, so daß dessen Impedanz gesteuert wird und damit die Spannung zwischen den Anschlüssen 47 und 44 einen konstanten Wert erhält, der eine Funktion der Bezugsspannung an der Zenerdiode 52 ist

Ein Widerstand 55 ist in Reihe zwischen dem Ausgangsanschluß 47 der Spannungsregeleinrichtung 46 und eine zweite sogenannte heiße Klemme 56 der Stromversorgung geschaltet Diese Ausgangsklemme ist mit dem Innenleiter des Koaxialkabels 21 verbunden. Der Außenleiter des Koaxialkabels ist an einen Anschluß 57 angeschaltet der direkt mit dem geerdeten Anschluß 44 verbunden ist Der Widerstand 55 dient als Anpassungswiderstand für das Koaxialkabel 21 und hat daher einen typischen Wert von 75 Ohm. Zwei Diffe-

renzverstärker 58 und 59 sind zwischen die Anschlüsse 47 und 44 geschaltet und werden durch die Ausgangsspannung der Spannungsregeleinrichtung 46 betrieben. Der Differenzverstärker 58 enthält zwei Transistoren

61 und 62. Die Basis des Transistors 61 ist mit der Ausgangsklemme 56 verbunden, so daß dieser Transistor 61 durch die Ausgangsspannung an den Anschlüssen 56 und 57 gesteuert wird. Die Basis des Transistors 62 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen zwei Widerständen 63 und 64 verbunden, die einen weiteren Spannungsteiler zwischen den Anschlüssen 47 und 44 bilden. Auf diese Weise arbeitet der erste Differenzverstärker 58 entsprechend einem Vergleich der Ausgangsspannung der Spannungsregeleinrichtung 46 mit der Ausgangsspannung der Stromversorgung selbst.

Der Differenzverstärker 59 enthält zwei Transistoren 66 und 67, die einen gegenüber den Transistoren 61 und

62 entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp haben. Die Basis des Transistors 66 ist mit dem Kollektor des Transistors 61, die Basis des Transistors 67 mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen zwei Widerständen 68 und 69 verbunden, die einen dritten Spannungsteiler zwischen den Anschlüssen 47 und 44 bilden. Der Differenzverstärker 59 vergleicht die Ausgangsspannung am Kollektor des Transistors 61 mit der Spannung am gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 68 und 69.

Der Verstärker 27 in F i g. 1 ist in F i g. 2 gleichfalls dargestellt und an den Innenleiter des Koaxialkabels 21 angeschlossen. Der Ausgang des Verstärkers 27 ist über einen Kondensator 28 und einen Anpassungswiderstand 29 an einen Anschluß 71 angeschaltet. Dieser ist mit dem Innenleiter des Koaxialkabels 31 verbunden, dessen Außenleiter mil einem Erdanschluß 72 verbunden ist. Die Stromversorgung 41 hat einen Ein-Aus-Schalter 73. Ein Widerstand 74 ist zwischen dem Anschluß 43 und die Basis eines Transistors 76 geschaltet; die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors ist zwischen dem gemeinsamen Anschluß 44 und eine Diode 77 geschaltet, die mit dem Emitter des Transistors 51 verbunden ist Der Transistor 76 und die Diode 77 bilden eine Reihenschaltung parallel zur Zenerdiode 52.

Wenn die Stromversorgung 41 (F i g. 2) durch Schließen des Schalters 73 in Betrieb gesetzt wird, wird der Transistor 76 über den Widerstand 74 leitend gesteuert. In diesem Zustand bilden der Transistor 76 und die Diode 77 eine Quelle relativ niedriger Bezugsspannung, die ein Betreiben der Zenerdiode 52 in normalem Betrieb verhindert. Die niedrige Bezugsspannung an der Diode 77 und dem Transistor 76 wird durch den Transistor 51 mit der Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 48 und 49 verglichen und bewirkt, daß der Transistor 53 einen relativ hohen Widerstand annimmt, so daß die Spannung zwischen den Anschlüssen 47 und 44 einen niedrigen Wert von ca. 4 Volt hat Wenn das Koaxialkabel 21 mit der in F i g. 1 gezeigten Fernsehkamera 11 richtig verbunden ist, so wird die Spannung von 4 Volt an den Anschlüssen 47 und 44 an eine Reihenschaltung angelegt, die den Widerstand 55 und die Gleichstromschaltungen der Kamera 11 enthält Da diese Gleichstromschaltungen einen äquivalenten Gleichstromwiderstand von ca. 140 Ohm in diesem Betriebszustand haben, hat die Spannung Vs zwischen den Anschlüssen 56 und 57 einen Wert von ca. 2,6 Volt

Wenn andererseits die Koaxialkabel 21 und 31 miteinander vertauscht werden, so daß das Kabel 21 mit dem Fersehmonitor 13 verbunden ist so hat der Widerstand an den Anschlüssen 56 und 57 einen Wert von 75 Ohm, dies ist der Wert des Widerstandes 32.

Da der Widerstand 55 gleichfalls einen Wert von 75 Ohm hat, werden die 4 Volt zwischen den Anschlüssen 47 und 44 geteilt, so daß die Spannung V₅ ca. 2 Volt beträgt. Dieser Wert ist wesentlich geringer als die Spannung von 2,6 Volt für den Fall des richtigen Anschlusses des Koaxialkabels 21 an die Fernsehkamera 11.

Wenn der Schalter 73 ohne eine Beschallung des Kabels 21 geschlossen wird, so fließt kein Strom durch den Widerstand 55, und die Spannung Vs an den Anschlüssen 56 und 57 hat den vollen Wert von 4 Volt, der mit dem Spannungswert zwischen den Anschlüssen 47 und 44 übereinstimmt und wesentlich höher liegt als die richtige Spannung von 2,6 Volt.

Das Verhältnis der Widerstände 63 und 64 zueinander ist derart, daß bei richtigem Anschluß des Koaxialkabels 21 an die Fernsehkamera 11 die Spannung V5 mit einem Wert von ca. 2,6 Volt größer als die Spannung Vt an dem Widerstand 64 ist. Dadurch wird der Transistor 61 leitend, der Transistor 62 gesperrt. Das Verhältnis der Widerstände 68 und 69 ist derart, daß bei leitendem Transistor 61 die Spannung V₀ an seinem Kollektor niedriger als die Spannung V7 an dem Widerstand 69 ist. Dadurch wird der Transistor 66 leitend und der Transistor 67 gesperrt

Die Basis eines Transistors 78 ist mit dem Kollektor des Transistors 66 verbunden; die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 78 ist mit der Emitter-Basis-Strecke des Transistors 76 verbunden. Wenn die Spannung am Kollektor des Transistors 66 erhöht wird, wird der Transistor 78 leitend und verringert die Spannung an der Basis des Transistors 76 bis zu einem Punkt, daß dieser gesperrt wird. Die zuvor leitende Schaltung mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 76 und der Diode 77 wird nun gesperrt, und die Spannung an der Zenerdiode 52 kann frei auf den der Leitung entsprechenden Wert ansteigen, auf dem sie stabilisiert wird. Der Vergleichstransistor 51 verringert so den Widerstand des Transistors 53, so daß die Spannung zwischen den Anschlüssen 47 und 44 wesentlich ansteigt und einen normalen Wert erreicht. Durch den Spannungsabfall an dem Widerstand 55 bei Normalbetrieb beträgt die Spannung an dem Anschluß 47 ca. 32 Volt, wodurch sich eine Spannung am Anschluß 56 von ca. 17 Volt positiv gegenüber dem Erdanschluß 57 ergibt

Eine Zenerdiode 79 ist zwischen dem Anschluß 47 und dem Kollektor des Transistors 66 geschaltet, sie wird bei Ansteigen der Spannung an dem Anschluß 47 auf einen Wert von 32 Volt leitend und hält die Spannung an der Basis des Transistors 78 auf dessen Leitfähigkeitswert

Die über das Kabel 21 von der Fernsehkamera 11 gelieferten Videosignale werden an den Anpassungswiderstand 55 gelegt Der Ausgangswiderstand der Spannungsregeleinrichtung 46 ist ziemlich niedrig, gemessen an dem Anschluß 47, so daß der an dem Anschluß 47 liegende Anschluß des Widerstandes 55 wechselstrommäßig geerdet ist Die Videosignale werden dann dem Verstärker 27 zugeführt und über den Kondensator 28 und den Widerstand 29 auf das Kabel 31 geleitet welches zum Fernsehmonitor 13 führt

Wenn das Kabel 21 mit dem Fernsehmonitor 13 verbunden ist und die Stromversorgung 41 eingeschaltet wird, so ist der Widerstand 32 direkt an die Ausgangsanschlüsse 56 und 57 der Stromversorgung angeschaltet Wie bereits beschrieben, hat dann die Spannung V5 ei-

nen Wert von ca. 2 Volt, der geringer als die Spannung V₆ an der Basis des Transistors 62 ist. Dadurch ist der Transistor 61 gesperrt und der Transistor 62 leitend. Die Kollektorspannung V_c am Transistor 61 wird dann ungefähr gleich der Spannung an dem Anschluß 47, so daß der Transistor 66 gesperrt wird und die Spannung an seiner Emitter-Kollektor-Strecke abfällt. Dadurch wird die Spannung an der Basis des Transistors 78 zu gering, um diesen leitend zu halten. Der Transistor 76 kann dann wieder leitend werden, so daß der Stromkreis mit der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 76 und der Diode 77 die Bezugsspannung am Emitter des Transistors 51 auf einen niedrigen Wert hält und damit die Ausgangsspannung an der Spannungsregeleinrichtung 46, gemessen an dem Anschluß 47, auf den niedrigen Wert von ca. 4 Volt gehalten wird. Dieser Wert reicht zur Leitendsteuerung der Zenerdiode 79 nicht aus, und die Spannung V₅ am Ausgang 56 bleibt auf dem Wert von 2 Volt. Ein geringer Strom von ca. 27 mA fließt durch den Widerstand 32. Die im Widerstand 32 unter diesen Umständen verbrauchte Leistung beträgt ca. 52 mW. Auch ein für kleine Leistungen dimensionierter Widerstand kann diese Leistung vertragen. Ferner ist die durch den Widerstand 55 verbrauchte Leistung gleichfalls so gering, daß er nicht beschädigt wird. Ferner kann die Spannungsregeleinrichtung 46 nicht beschädigt werden.

Wie bereits ausgeführt, beträgt die Spannung V₅ ca. 4 Volt, wenn die Ausgangsklemmen 56 und 57 nicht an ein Koaxialkabel angeschaltet sind. Diese Spannung ist höher als die Spannung V₆ am Widerstand 64. Jedoch ist sie so hoch, daß ein starker Basisstrom durch den Transistor 61 sowie durch dessen Emitter fließt. Dieser Basisstrom erhöht die Spannung am Emitter durch einen erhöhten Spannungsabfall an dem Emitterwiderstand. Der Spannungsabfall zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors 61 ist dabei ziemlich niedrig, so daß die Kollektorspannung V_c gleichfalls auf einen Punkt erhöht wird, an dem sie höher als die Spannung V₇ am Widerstand 69 ist Dies ist derselbe Zustand wie bei Anschaltung des Koaxialkabels 21 fehlerhaft an den Fernsehmonitor 13. In diesem Falle betrug die Spannung V₅ ca. 2 Volt, dieser Wert lag unter der richtigen Spannung von 2,6 Volt. Unter den hier beschriebenen Bedingungen beträgt die Spannung V₅ ca 4 Volt, dieser Wert liegt höher als die richtige Spannung. Die Differenzverstärker 58 und 59 liefern so dasselbe Eigebnis, wenn die Spannung V₅ von dem richtigen Wert in positiver oder negativer Richtung abweicht.

Wenn die Anschlüsse 56 und 57 nun über das Koaxialkabel 21 mit der Fernsehkamera 11 verbunden werden, so verursacht die durch die Kamera gebildete Last eine Spannung an den Anschlüssen 56 und 57, die auf den richtigen Wert von 2,6 Volt abfällt, so daß über die mit den Differenzverstärkern 58 und 59 gebildeten Vergleicherschaltungen der Transistor 76 gesperrt wird und die Ausgangsspannung der Spannungsregeleinrichtung 46, gemessen zwischen den Klemmen 47 uind 44, auf ca. 32 Volt ansteigt. Wie bereits ausgeführt, wird dadurch eine Spannung von ca. 17 Volt an den Ausgängen 56 und 57 der Stromversorgung erzeugt

Wenn das Koaxialkabel 21 plötzlich von den Anschlüssen 56 und 57 abgetrennt wird und die Spannung V₅ auf dem richtigen Wert von 17 Volt liegt, so steigt diese Spannung auf ca. 32 Volt an, da kein Spannungsabfall am Widerstand 55 herrscht Eine Zenerdiode 81 wird leitend, wenn die Spannung V₅ wesentlich über 17 Volt ansteigt Wenn die Zenerdiode 81 leitend wird,

so steuert sie einen weiteren Transistor 82 derart, daß dieser gleichfalls leitend wird. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 82 ist an die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 78 angeschaltet, so daß dieser gesperrt wird, wenn der Transistor 82 leitend wird. Dadurch kann der Transistor 76 leitend werden, wodurch die Bezugsspannung am Emitter des Transistors 51 verringert und die Spannung zwischen den Anschlüssen 47 und 44 auf den Wert von ca. 4 Volt abfallen wird.

Eine Stromversorgungsschaltung nach der Erfindung ermöglicht also, daß die Spannung V₅ zwischen den Anschlüssen 56 und 57 den Wert von ca. 17 Volt nur dann erreicht, wenn diese Anschlüsse richtig mit einer Schaltung verbunden sind, die die für die Stromversorgung vorgeschriebene Last bildet. Wenn die Last an den Anschlüssen 56 und 57 zu groß ist, was dem Anschluß des Koaxialkabels 21 an den Fernsehmonitor 13 entspricht, oder wenn keine Last an den Anschlüssen 56 und 57 liegt, so verringert die Schaltungsanordnung automatisch die Spannung an den Anschlüssen 56 und 57 auf einen sicheren, niedrigen Wert.

Es sei darauf hingewiesen, daß die vorstehend beschriebenen Spannungswerte lediglich Beispiele darstellen. Ferner kann eine Stromversorgungsschaltung nach der Erfindung auch mit anderen Geräten anstelle von Fernseheinrichtungen verwendet werden. Stromversorgungen werden für viele unterschiedliche Einsatzzwecke selbständig vertrieben, deshalb kann der durch die Erfindung erzielbare Sicherheitsfaktor in jedem Falle verwirklicht werden, wenn eine Stromversorgung an eine für sie nicht bestimmte Last angeschlossen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stromversorgungsschaltung für die Speisung eines elektrischen Gerätes (11,13) mit einer geregelten Gleichspannung,

mit einer Gleichspannungsquelle (24),
mit Ausgangsanschlüssen (56, 57), zwischen denen ein elektrisches Gerät (11, 13) unter Bildung einer Schaltungslast anschließbar ist,
mit einem von der Gleichspannungsqueile (24) her gespeisten Spannungsregler (46), der einen Spannungsteiler-Ausgangskreis (63, 64) und eine den betreffenden Spannungsteiler-Ausgangskreis (63, 64) mit den Ausgangsanschlüssen (56,57) derart verbindende Impedanz (55) aufweist, daß die betreffende Impedanz mit der Last in Reihe liegt, und
mit einer zu dem Spannungsregler (-t-6) gehörenden einstellbaren Impedanzeinrichtung (53), die durch einen ersten Komparator (51) derart steuerbar ist, daß eine Ausgangsspannung des betreffenden Spannungsreglers (46) in bezug auf eine von einem Bezugsspannungsgenerator (52, 76, 77) abgegebene Bezugsspannung festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet,

daß ein zweiter Komparator (58) vorgesehen ist, der die Spannung (V₅) an den Ausgangsanschlüssen (56, 57) mit einer von dem Spannungsteiler-Ausgangskreis (63, 64) des Spannungsreglers (46) erhaltenen Spannung (V₆) unter Abgabe eines dem Verhältnis der miteinander verglichenen Spannungen (Vs, V^) entsprechenden Signals vergleicht, und
daß ein dritter Komparator (59) vorgesehen ist, der den zweiten Komparator (581 mit dem Bezugsspannungsgenerator (52,76,77) verbindet und der auf die Inbetriebsetzung der Gleichspannungsquelle (24) hin sowie so lange, wie das Signal von dem zweiten Komparator (58) von einem bestimmten Wert abweicht, die Abgabe der Ausgangsspannung mit einem relativ niedrigen Wert (4 V) von dem Spannungsregler (46) bewirkt und in dem Fall, daß das Signal von dem zweiten Komparator (58) bei dem betreffenden bestimmten Wert ist, die Abgabe der Ausgangsspannung von dem Spannungsregler (46) mit einem relativ hohen Werf (32 V) bewirkt.

2. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsspannungsgenerator eine Diode (52) aufweist, die normalerweise so betrieben ist, daß die Bezugsspannung mit einem relativ hohen Wert auftritt, daß der Diode (52) Halbleiterelemente (76,77) parallelgeschaltet sind,
daß ein Steuerelement (78) für die Halbleiterelemente (76,77) über den dritten Komparator (59) mit dem zweiten Komparator (56) zur Steuerung durch diesen verbunden ist,

daß die Halbleiterelemente (76, 77) auf die Inbetriebsetzung der Gleichspannungsquelle (24) hin in den leitenden Zustand gelangen und die Spannung ar. der genannten Diode (52) so lange vermindern, bis das Signal von dem zweiten Komparator (58) her von dem genannten bestimmten Wert abweicht, und daß das Steuerelement (78) bei dem genannten bestimmten Wert des Signals von dem zweiten Komparator (58) her derart betätigt ist, daß die Halbleiterelemente (76, 77) in den nichtleitenden Zustand gelangen und dadurch einen normalen Betrieb der Diode (52) für die Erzeugung der einen relativ hohen Wert aufweisenden Bezugsspannung ermöglichen.

3. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Komparator (58) einen ersten Differenzverstärker (61,62) aufweist, der eingangsseitig an der Impedanz (55) zur Messung der an dieser abfallenden Spannung angeschlossen ist und der das dem Verhältnis der miteinander verglichenen Spannungen (Vs, Vt) entsprechende Signal erzeugt,

daß der dritte Komparator (59) einen zweiten Differenzverstärker (66, 67) aufweist, der mit einem Eingang an dem Spannungsteiler-Ausgangskreis (47, 44) des Spannungsreglers (46) und mit einem zweiten Eingang an dem ersten Differenzverstärker (61, 62) angeschlossen ist und der auf die Ausgangsspannung des genannten Spannungsreglers (46) anspricht, und

daß der zweite Differenzverstärker (66, 67) mit einem Ausgangskreis (Kollektor des Transistors 66) an dem Steuerelement (78) zu dessen Steuerung angeschlossen ist

4. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgangskreis (47, 44) des Spannungsreglers (46) und dem Steuerelement (78) eine Verbindung (79) vorgesehen ist, durch die die Halbleiterelemente (76,77) in dem Fall im nichtleitenden Zustand gehalten werden, daß die Ausgangsspannung des Spannungsreglers (4fe) der Bezugsspannung hohen Wertes entspricht, nachdem der zweite Differenzverstärker (66, 67) das Steuerelement (78) veranlaßt hat, die Halbleiterelemente (77,76) in den nichtleitenden Zustand zu überführen.

5. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß eine Halbleiterschaltung (81, 82) mit dem Steuerelement (78) für die Halbleiterelemente (76, 77) verbunden ist und daß die Ausgangsanschlüsse (56, 57) mit der Halbleiterschaltung (81,82) verbunden sind, welche in dem Fall in den leitenden Zustand gelangt, daß die Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen (56, 57) einen zulässigen Wert überschreitet wobei die der Diode (52) parallelgeschalteten Halbleiterelemente (76,77) in den leitenden Zustand gelangen und die Ausgangsspannung niedrigen Wertes von dem Spannungsregler (46) bereitstellen, wenn die Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen den zulässigen Wert überschreitet.