DE2519855A1 - Electronic voltage regulator for electric motors - comparator generates square wave with frequency and mark space varied to adjust average value - Google Patents

Electronic voltage regulator for electric motors - comparator generates square wave with frequency and mark space varied to adjust average value

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DE2519855A1
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Hans-Juergen Kupfer
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
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Abstract

An electronic voltage regulator for electric motor drives uses digital switching output stage to minimise power boss. The constant voltage source delivers an output dependent upon the reference voltage setting. A comparator stage compares the reference with the actual voltage supplied to the motor and the difference signal controls the power stage. The comparator output is digited, with zero output level if the difference is positive and a one output level of the difference is negative. The power stage output is therefore in the form of a square wave. The regulation is achieved by generating an average of the signal that is varied by frequency and mark/space ratio changes. To protect the output stage against overload a cut-out stage (14) is provided.

Description

Elektronischer Spannungsregler Die Erfindung betrifft einen elektronischen Spannungsregler, insbesondere für Elektromotoren mit einer einstellbaren Kontstantspannungsquelle als Sollwertgeber einem Vergleicher, der Sollwert und Istwert miteinander vergleicht, und einer von dem Vergleicher angesteuerten Ausgangsleistungsstufe. Derartige Spannungsregler, bei denen die Betriebsspannung am Verbraucher ständig gemessen, zu einer Istwertspannung umgeformt und dann mit einer analogen Sollwert spannung verglichen wird, sind seit langem bekannt. Electronic Voltage Regulator The invention relates to an electronic voltage regulator Voltage regulator, especially for electric motors with an adjustable constant voltage source as a setpoint generator a comparator that compares the setpoint and actual value with one another, and an output power stage controlled by the comparator. Such voltage regulators, in which the operating voltage at the consumer is constantly measured, to an actual value voltage transformed and then compared with an analog setpoint voltage have been since known for a long time.

Nachteilig hieran ist die hohe Verlustleistung des Reglers.The disadvantage here is the high power dissipation of the controller.

Weiterhin sind Spannungsregler mit Thyristoren bekannt, die Jedoch zum Abschalten der Regelstrecke aufwendige Löschschaltungen benötigen, da Thyristoren bekanntlich erst dann in den nichleitenden Zustand zurückkehren, wenn die Versorgungsspannung einen Nulldurchgang hatte.Furthermore, voltage regulators with thyristors are known, however require complex extinguishing circuits to switch off the controlled system, since thyristors as is known, only return to the non-conductive state when the supply voltage had a zero crossing.

Augabe der Erfindung ist es daher einen Spannungsregler der oben bezeichneten Art anzugeben, der eine äußerst geringe Verlustleistung aufweist bei gleichzeitig geringem Aufwand an Schaltelementen. Weiterhin soll das Hochfahren eines Elektrototores, der im Anfahrzeitpunkt nahezu einen Kurzschluß darstellt, ebenfalls möglich sein. Schließlich soll der Spannungsregler primärseitig für alle beim Betrieb kleiner Motoren üblichen Spannungen verwendbar sein.The object of the invention is therefore a voltage regulator of the type indicated above Specify type that has an extremely low power loss while at the same time low cost of switching elements. Furthermore, the start-up of an electric motor, which represents almost a short circuit at the start-up time, also be possible. In the end the voltage regulator should be on the primary side for all at Operation of small motors with normal voltages can be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ausgangssignal des Vergleichers nur zwei Schaltzustände einnehmen kann und das Ausgangs signal der Leistungsstufe eine Rechteckform aufweist.According to the invention, this object is achieved in that the output signal of the comparator can only adopt two switching states and the output signal the power level has a rectangular shape.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims refer to.

In den Zeichnungen sind weitere Einzelheiten der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 Blockschaltbild des Spannungsreglers Fig. 2 Detailliertes Schaltbild des Spannungsreglers.In the drawings, further details of the invention are in one Embodiment shown. It shows: FIG. 1 a block diagram of the voltage regulator Fig. 2 Detailed circuit diagram of the voltage regulator.

InFig. 1 ist beispielhaft das Blockschaltbild des Spannungsreglers dargestellt.InFig. 1 is an example of the block diagram of the voltage regulator shown.

Eine Konstantspannungsquelle 1, die über einen Sollwertgeber 2 einstellbar ist, ist mit ihrem konstanten Ausgang 3 als auch ihrem einstellbaren Ausgang 4 mit einem Vergleicher 5 verbunden. Hierbei ist der Ausgang3/mit dem Stromversorgungseingang 6 und der Ausgang 4 mit dem nichtinvertierenden Signaleingang 7 des Vergleichers verbunden. Der Ausgang 8 des Vergleichers 5 ist mit einer Ausgangsleistungsstufe 9 verbunden.A constant voltage source 1, which can be set via a setpoint generator 2 is, is with its constant output 3 and its adjustable output 4 with a comparator 5 is connected. Here the output 3 / is with the power supply input 6 and the output 4 with the non-inverting signal input 7 of the comparator tied together. The output 8 of the comparator 5 has an output power stage 9 connected.

Der Ausgang 10 der Ausgangsleistungsstufe 9 ist über einen Strommesser 11 mit einem Verbraucher 12 verbunden. Der Verbraucher ist außerdem an den invertierenden Eingang 13 des Vergleichers 8 angeschlossen. Der St:rommesser 11 ist stets mit einer elektronischen Sicherung 14 in Verbindung welche ihrerseits mit der Ausgangsleistungsstufe 9 in Kontakt ist.The output 10 of the output power stage 9 is via an ammeter 11 connected to a consumer 12. The consumer is also connected to the inverting Input 13 of the comparator 8 connected. The St: rommesser 11 is always with a electronic fuse 14 in connection which in turn with the output power stage 9 is in contact.

Über einen Schalter 15 sind die Konstantspannungsquelle 3, die Ausgangsleistungsstufe 9 und die elektronische Sicherung 14 mit einer ungeregelteii Versorgungsspannung U+ verbunden.The constant voltage source 3, the Output power stage 9 and the electronic fuse 14 with an unregulated Supply voltage U + connected.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 erläutert.The mode of operation of the circuit according to FIG. 1 will be explained below.

Die Konstantspannungsquelle 1 liefert zum einen eine geregelte Betriebsspannung für den Vergleicher 5 und eine über den Sollwertgeber 2 einstellbare Sollwert spannung.On the one hand, the constant voltage source 1 supplies a regulated operating voltage for the comparator 5 and a setpoint voltage adjustable via the setpoint generator 2.

Am Eingang des Verbrauchers 12 wird eine Istwertspannung abgegriffen.An actual value voltage is tapped at the input of the consumer 12.

Im Vergleicher 5 werden Sollwert- und Istwertspannung ständig miteinander verglichen.In the comparator 5, the setpoint voltage and the actual value voltage are constantly related to one another compared.

Ist die Sollwert spannung größer als die Istwertspannung so erscheint am Ausgang 8 des Vergleichers 5 ein Signal mit dem Spannungspegel Null. Ist die Sollwertspannung kleiner als die Istwertspannung so erscheint am Ausgang 8 des Vergleichers 5 ein Signal mit einem positiven Spannungspegel.If the setpoint voltage is greater than the actual value voltage, then appears at the output 8 of the comparator 5 a signal with the voltage level zero. Is the Setpoint voltage smaller than the actual value voltage appears at output 8 of the comparator 5, a signal with a positive voltage level.

Das Ausgangssignal des Vergleichers ist also ein digitales Signal. Zur Vermeidung undefinierter Schaltzustände, die bei Gleichheit von Soll- und Istwertspannung auftreten könnten, ist der Vergleicher 8 in seinem Schaltverhalten mit einer kleinen Hysterese versehen.The output signal of the comparator is therefore a digital signal. To avoid undefined switching states that occur when the setpoint and actual value voltage are equal could occur, the comparator 8 is in its switching behavior with a small Provided hysteresis.

Das digitale Ausgangssignal des Vergleichers steuert nun die Ausgangsleistungsstufe 9 derart, daß die teistungsstufe 9 bei einem Pegel Null sperrt und bei einem positiven Pegel voll leitend ist. Hierdurch wird erreicht, daß in der Ausgangsleistungsstufe, abgesehen von Bauelementen bedingten Re st strömen im nichtleitenden Zustand und Restspannungen im leitenden Zustand, keine Verlustleistung auftritt.The digital output signal of the comparator now controls the output power stage 9 such that the teistungsstufe 9 blocks at a level zero and at a positive level Level is fully conductive. This ensures that in the output power stage, Apart from components-related Re st flow in the non-conductive state and Residual voltages in the conductive state, no power loss occurs.

Die Ausgangsspannung der Ausgangsleistungsstufe hat somit eine Rechteckform. Die Regelung der mittleren Verbraucherspannung erfolgt somit über Änderungen von Frequenz und Tastverhältnis. Zum Schutz der Ausgangsleistungsstufe 9 gegen Überstrom ist noch eine elektronische Sicherung 14 vorgesehen. Der Verbraucherstrom wird in dem Strommesser 11 gemessen. Sobald dieser Strom einen vorbestimmten maximal zulässigen Wert überschritten hat, wird die Ausgangsleistungsstufe von der elektronischen Sicherung 14 abgeschaltet. Die elektronische Sicherung 14 ist so ausgelegt, daß die Ausgangsleistungsstufe 9 so lange abgeschaltet bleibt, bis die Versorgungsspannung U+ über den Schalter 15 abgetrennt ist.The output voltage of the output power stage thus has a rectangular shape. The average consumer voltage is therefore regulated by changing Frequency and duty cycle. To protect the output power stage 9 against overcurrent an electronic fuse 14 is also provided. The consumer flow is in the ammeter 11 measured. As soon as this current reaches a predetermined maximum allowable Exceeds the value, the output power stage is activated by the electronic fuse 14 switched off. The electronic fuse 14 is designed so that the output power stage 9 remains switched off until the supply voltage U + via the switch 15 is separated.

In Fig. 2 ist ein detailiertes Schaltbild eines Ausführungsbeispieles nach der Erfindung angegeben. Die Konstantspannungsquelle 1 besteht aus Widerständen R1, R2, W , und R4, Transistoren T1 und T2, Dioden D1, D2, D3, und Kondensatoren C1 und C2. Es handelt sich hierbei um eine seit langem zum Stand der Technik gehörende Schaltung, so daß auf eine nähere Erläuterung verzichtet werden kann. Am Emitter des Transistors T2 ist die geregelte, konstante Gleichspannung abzugreifen. Der Vergleicher 5 enthält einen Operationsverstärker IC1 mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang. Der nichtinvertierende Eingang ist über einem Widerstand R16 mit dem Mittelabgriff eines einstellbaren Widerstandes R25 verbunden. Der Widerstand R25 ist auf der einen Seite über einen Widerstand R14 mit Masse, auf der anderen Seite über einen Widerstand R mit der geregelten konstanten 15 Gleichspannung der Konstantspannungsquelle 1 verbunden. Der Mittelabgriff des Widerstandes R25 ist zusätzlich über einen Kondensator C3 mit Masse verbunden.In Fig. 2 is a detailed circuit diagram of an embodiment specified according to the invention. The constant voltage source 1 consists of resistors R1, R2, W, and R4, transistors T1 and T2, diodes D1, D2, D3, and capacitors C1 and C2. This is one that has long been part of the state of the art Circuit, so that a more detailed explanation can be dispensed with. At the emitter The regulated, constant DC voltage is to be tapped off from the transistor T2. Of the Comparator 5 contains an operational amplifier IC1 with an inverting and a non-inverting input. The non-inverting entrance is above one Resistor R16 connected to the center tap of an adjustable resistor R25. The resistor R25 is connected to ground on one side via a resistor R14, on the other hand via a resistor R with the regulated constant 15 DC voltage the constant voltage source 1 connected. The center tap of the resistor R25 is also connected to ground via a capacitor C3.

Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers IC1 ist über einen Spannungsteiler (R17, R18, r R19) mit dem Ausgang der Ausgangsleistungsstufe verbunden, wobei der Widerstand R19 zwischen dem invertierenden Eingang und Masse liegt und die Widerstände R17 und R18 in Reihenschaltung zwischen dem inverstierenden Eingang und der Ausgangsleistungsstufe liegen.The inverting input of the operational amplifier IC1 is via a Voltage divider (R17, R18, r R19) connected to the output of the output power stage, where the resistor R19 between the inverting input and Ground and the resistors R17 and R18 in series between the inverting Input and output power stage.

Der Verbindungspunkt von Widerstand R17 mit Widerstand R18 ist über einen Kondensator mit Masse verbunden.The junction of resistor R17 with resistor R18 is across a capacitor connected to ground.

Weiterhin ist an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers IC1 die Anode einer Diode D5 angeschlossen, deren Kathode mit dem gemeinsamen Punkt der Widerstände R15 und R25 verbunden ist.It is also connected to the inverting input of the operational amplifier IC1 the anode of a diode D5 connected, its cathode with the common point of resistors R15 and R25 is connected.

Der Ausgang des Operatonsverstärkers IC1 ist über einen hochohmigen Widerstand R20 auf den nichtinvertierenden Eingang rückgekoppelt und mit der Basis eines Transistors T6 verbunden, die ihrerseits über einen Widerstand R21 mit der geregelten Konstant spannung verbunden ist. Der Emitter des Transistors T6 ist über einen Widerstand R23 mit der geregelten Konstant spannung und über eine Zenerdiode D6 (Kathode von D6 an Emitter von T6 mit Masse verbunden.The output of the operational amplifier IC1 is via a high impedance Resistor R20 fed back to the non-inverting input and to the base of a transistor T6 connected, which in turn via a resistor R21 with the regulated constant voltage is connected. The emitter of transistor T6 is over a resistor R23 with the regulated constant voltage and a Zener diode D6 (cathode of D6 connected to the emitter of T6 with ground.

Der Kolleor des Transistors T6 ist über eine Reihenschaltung bestehend aus einem Widerstand. R22, einer Zenerdiode D4 und einem Widerstand R7 mit der ungeregelten Versorgungsspannung verbunden. Der Ausgang des Vergleichers 5 liegt somit am Verbindungspunkt von Zenerdiode D4 und dem Widerstand R7. Der Vergleicher 5 ist mit der Ausgangsleistungsstufe 9 verbunden.The collector of the transistor T6 is connected in series from a resistance. R22, a zener diode D4 and a resistor R7 with the unregulated Supply voltage connected. The output of the comparator 5 is thus at the connection point from zener diode D4 and resistor R7. The comparator 5 is with the output power stage 9 connected.

Die Ausgangsleistungsstufe besteht aus einem pnp-Transistor T5 und einem npn-Transistor T7. Die Basis von 25 ist. der Eingang der Leistungsstufe. Der Emitter von T5 ist mit dem Kollektor von 27, der Kollektor von T5 mit der. Basis von T7 verbunden.The output power stage consists of a pnp transistor T5 and an npn transistor T7. The base of 25 is. the input of the power stage. Of the The emitter of T5 is with the collector of 27, the collector of T5 with the. Base connected by T7.

(Darlington-Schaltung) ) Der. Emitter von m ist über einen Widerstand R13 auf seine Basis rückgekoppelt. Der Kollektor des Transistors T7 ist über einen sehr niederohmigen Strommesswiderstand R9 mit der ungeregelten Versorgungsspannung verbunden. Der Emitter des Transistors 27 stellt den Ausgang der Leistungsstufe dar. Zusätzlich zum Verbraucher 12 ist dieser Ausgang über einen Widerstand R24 und eine Diode D7 in Sperrichtung mit Masse verbunden. Die elektronische Sicherung besteht aus dem Strommesswiderstand Rg, einem Widerstandsnetzwerk R5, R6, R7, R8, R10, R11, einer Kippschaltung aus zwei Transistoren T3 und T4 samt einem Widerstand R12, einer Leuchtdiode und einem Kondensator 05. An den gemeinsamen Punkt von Widerstand R9 und den Transistoren 25und T7 ist ein Widerstand R11 angeschlossen. Dieser ist mit Widerständen R8 und R10 verbunden. Der Widerstand R8 ist mit derungeregelten Versorgungsspannung, der Widerstand R10 mit einem NTC-Widerstand R6, einem Kondensator C5, der Basis des Transistors T3 und dem Kollektor des Transistors 4 verbunden.(Darlington pair) The. Emitter of m is through a resistor R13 fed back to its base. The collector of transistor T7 is via a very low-resistance current measuring resistor R9 with the unregulated supply voltage tied together. The emitter of transistor 27 represents the output of the Power level. In addition to the consumer 12, this output is via a Resistor R24 and a diode D7 connected to ground in the reverse direction. The electronic Fuse consists of the current measuring resistor Rg, a resistor network R5, R6, R7, R8, R10, R11, a flip-flop circuit made up of two transistors T3 and T4 together with one Resistor R12, a light emitting diode and a capacitor 05. To the common point a resistor R11 is connected between resistor R9 and transistors 25 and T7. This is connected to resistors R8 and R10. The resistor R8 is unregulated Supply voltage, the resistor R10 with an NTC resistor R6, a capacitor C5, the base of the transistor T3 and the collector of the transistor 4 are connected.

Der NTC-Widerstand R6 ist über einen Widerstand R5 mit der ungeregelten Versorgungsspannung verbunden. Der Kondensator C5 und der Emitter des Transistors T3 sind ebenfalls mit der ungeregeleten Versorgungsspannung verbunden.The NTC resistor R6 is connected to the unregulated via a resistor R5 Supply voltage connected. The capacitor C5 and the emitter of the transistor T3 are also connected to the unregulated supply voltage.

Der Kollektor des Transistors T3 ist mit der Basis des Transistors N verbunden, welche ihrerseits über den Widerstand R12 mit dem Emitter des Transistors T4 ist mit der Anode einer Leuchtdiode D8 verbunden, deren Anoden den Ausgang der elektronischen Sicherung 14 darstellt und mit dem Verbindunspunkt von Widerstand-R22 und Zenerdiode D4 und somit mit dem Eingang der Ausgangsleistungsstufe verbunden ist. Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 2 erläutert, soweit sie nicht schon aus der Erläuterung zu Fig.1 ersichtlich ist.The collector of transistor T3 is connected to the base of the transistor N connected, which in turn via the resistor R12 to the emitter of the transistor T4 is connected to the anode of a light-emitting diode D8, the anode of which is the output of the electronic fuse 14 and with the connection point of resistor-R22 and Zener diode D4 and thus connected to the input of the output power stage is. The mode of operation of the circuit according to FIG. 2 is explained below, so far it is not already apparent from the explanation of FIG.

Die Wirkungsweise der Konstantspannungsquelle bedarf keiner Erläuterung.The mode of operation of the constant voltage source does not require any explanation.

An dem Widerstand R25 wird der Sollwert der zu regelnden Spannung eingestellt. Der Kondensantor C3 dient dazu, schnelle zu 3 Anderungen der Sollwert spannung Arerhindern insbesondere beim Einschalten des Spannungsreglers, sodaß Elektromotoren langsam hochgefahren werden können, welche im Stillstand bekanntlich nahezu einen Kurzschluß darstellen, was bei zu schnellen Hochfahren der Sollwert spannung zu einem Ansprechen der elektronischen Sicherung führen würde.The setpoint value of the voltage to be regulated is applied to resistor R25 set. The capacitor C3 is used to quickly make 3 changes to the setpoint tension arerhinder especially when Switching on the voltage regulator, so that electric motors can be started up slowly, which is known to be at a standstill almost represent a short circuit, which is the setpoint if the setpoint is ramped up too quickly voltage would cause the electronic fuse to respond.

Das Eingangsnetzwerk R17, R18, R19, und 04 dient zur Abschwächung und Aufbereitung rechteckförmigen Istwertspannung, wobei der Kondensator C4 ständig auf-und entladen wird. Dadurch entsteht eine mittlere Gleichspannung die am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers IC1 den Istwert bildet. Die Rückkoppelung des Operationsverstärker über den Widerstand R20 dient zur Erzeugung eines hystereseförmigen Schaltverhaltens des Operationsverstärkers, der im eingeschalteten Zustand somit stets in der Sättigung betrieben wird.The input network R17, R18, R19, and 04 is used for attenuation and processing of square-wave actual value voltage, the capacitor C4 constantly is charged and discharged. This creates an average DC voltage at the inverting one Input of the operational amplifier IC1 forms the actual value. The feedback of the Operational amplifier via resistor R20 is used to generate a hysteresis Switching behavior of the operational amplifier when it is switched on is always operated in saturation.

leitet Die Diode D5/zu hohe Eingangsspannungen, wie sie beim Betrieb induktiver Lasten leicht entstehen können, vom Eingang des Schaltkreises ab. Der Ausgang des Operationsverstärkers 101 steuert den Transistor T6 an und dieser wiederum die Ausgangsleistungsstufe. Damit der Transistor T6 beim Signal mit dem Potential Null einwandfrei sperrt und kein Kollektor-Emitterstrom fließt, erhält der Transistor T6 über den Widerstand R23 eine positive Emitterspannung, die durch die Zenerdiode D6 begrenzt wird. The diode D5 / conducts input voltages that are too high, as they would during operation inductive loads can easily arise from the input of the circuit. Of the The output of the operational amplifier 101 controls the transistor T6 and this in turn the output power level. So that the transistor T6 at the signal with the potential Zero blocks properly and no collector-emitter current flows, the transistor receives T6 a positive emitter voltage through the resistor R23, which is generated by the Zener diode D6 is limited.

Bei der Ausgangsleistungsstufe wurde eine pnp-npn-Endstufe gewählt, da hierbei die Restspannung im leitenden Zustand besonders klein ist, sodaß ebenfalls die Verlustleitung minimal wird. In dem niederohmigen Widerstand R9 wird der Ausgangsstrom-des elektornischen Spannungsreglers gemessen, indem der an dem Widerstand R9 strom proportionale Spannungsabfall über das Widerstandsnetzwerk R8, und R11, und R10, R6, R dem Transistor T3 zugeführt wird. Die 5 Transistoren T3 und T4 bilden zusammen eine KiEpstuS.-Wenn der am Widerstand R9 auftretende SpannungsabfaL einen bestimmten Schwellwert überschritten hat, wodurch das Potential an der Basis vom Transistor T3 abgesenkt wird, wird der pnp-Transistor T3 leitend. Somit gelangt positive Spannung an der Basis vorn Transistor 4, wodurch dieser leitend wird und eine negative Spannung.an die Basis von T3 legt. Die Kippstufe T3, T4 ist somit selbsthaltend und kann nur durch kurzes Abschalten der Betriebsspannung in den Ruhezustand zurückgebracht werden. Mit den Widerständen R5, R10, und dem NTC-Widerstand R6 wird eine Temperaturkompensation erreicht, sodaß die Ansprechschwelle der elektronischen Sicherung unabhängig von der Umgebungstemperatur ist. Der Kondensator C5 macht die Kippstufe für kurze Störspannungsimpulse unempfindlich.A pnp-npn output stage was chosen for the output power stage, since the residual voltage in the conductive state is particularly small, so too the conduction loss becomes minimal. In the low-resistance resistor R9, the output current-des electronic voltage regulator measured by the current proportional to the resistor R9 Voltage drop across the resistor network R8, and R11, and R10, R6, R the transistor T3 is supplied. The 5th Transistors T3 and T4 together form a KiEpstuS.-If the voltage drop occurring at the resistor R9 a certain Has exceeded the threshold, reducing the potential at the base of the transistor T3 is lowered, the pnp transistor T3 is conductive. So there is positive voltage at the base of the transistor 4, which makes it conductive and a negative voltage lays the foundation of T3. The flip-flop stage T3, T4 is thus self-retaining and can only can be returned to the idle state by briefly switching off the operating voltage. With the resistors R5, R10, and the NTC resistor R6, a temperature compensation is established reached, so that the response threshold of the electronic fuse is independent of the ambient temperature. The capacitor C5 makes the flip-flop for short interference voltage pulses insensitive.

In der Emitterleitung von Transistor 24 liegt eine Leuchtdiode, die anzeigttiaß die.elektronische Sicherung angesprochen hat. Durch die Zenerdiode D4 ist die Restspannung der Kippstufe und der Leuchtdiode im leitenden Zustand für den Transistor T5 unwirksam. Uber die Leuchtdiode D8 und die Zenerdiode D4 gelangt bei Ansprechen der elektronischen Sicherung positives Potential an die Basis von Transistor T5 welcher gesperrt wird. Damit wird das Potential-ander Basis von Transistor T7 niedrig, der Transistor T7 sperrt ebenfalls und es fließt kein Strom mehr zum Verbraucher. Eventuell auftretende Induktionsspannungsspitzen von Magnetspulen oder Elektromotoren werden von der Diode D nach Masse kurzgeschlossen. 1? Durch den Lastwiderstand R24 wird erreicht, daß die Spannungsregelung auch im Leerlauf, also ohne angeschlossenen Verbraucher funktioniert. Es ist klar, daß dieser Spannungsregler nicht nur für den Betrieb von Elektromotoren verwendet werden kann. Durch den Einsatz dieses Spannungsreglers kann jeder Verbraucher an alle vorkommenden Spannungen angepasst werden. Man kann sich auch auf eine einzige Verbraucherspannung festlegen und somit das Typenprogramm verkleinern.In the emitter line of transistor 24 there is a light emitting diode which indicates when the electronic fuse has responded. Through the zener diode D4 is the residual voltage of the flip-flop and the light-emitting diode in the conductive state for the transistor T5 ineffective. Via the light-emitting diode D8 and the Zener diode D4 when the electronic fuse responds, positive potential is applied to the base of Transistor T5 which is blocked. This will make the potential at the base of the transistor T7 low, the transistor T7 also blocks and no more current flows to the Consumer. Possible induction voltage peaks from solenoid coils or Electric motors are short-circuited to ground by diode D. 1? By the load resistance R24 ensures that the voltage regulation even when idling, i.e. without a connected Consumer works. It is clear that this voltage regulator is not just for the operation of electric motors can be used. By using this voltage regulator each consumer can be adapted to all occurring voltages will. You can also commit to a single consumer voltage and thus that Reduce type range.

Claims (11)

Patentansprüche Claims ,?E 1. ßlektronischer Spannungsregler, insbesondere für Elektromotoren mit einer einstellbaren Konstantspannungsquelle, als Sollwertgeber einen Vergleicher, der Sollwert und Istwert miteinander vergleicht, und einer von dem Vergleicher angesteuerten Ausgangsleistungsstufe dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Vergleichers (5) nur zwei Schaltzustände einnehmen kann und das Ausgangssignal der Leistungsstufe (9) eine Rechteckform aufweist.,? E 1. Electronic voltage regulator, especially for electric motors with an adjustable constant voltage source, a comparator as setpoint generator, compares the setpoint and actual value with one another, and one controlled by the comparator Output power stage characterized in that the output signal of the comparator (5) can only adopt two switching states and the output signal of the power stage (9) has a rectangular shape. 2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleistung durch Veränderung von Frequenz und Tastverhältnis des Ausgangssignals regelbar ist. 2. Voltage regulator according to claim 1, characterized in that the Output power by changing the frequency and duty cycle of the output signal is adjustable. 3. Sapnnungsregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (5) einen gegengekoppelten Differenzverstärker (in1) mit einem Hystereseschaltverhalten aufweist. 3. voltage regulator according to claim 2, characterized in that the Comparator (5) a negative feedback differential amplifier (in1) with a hysteresis switching behavior having. 4. Spannungsregler nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Differenzverstärker verbunden, die Sollwertspannung führende Leitung über einen Kondensator (3) mit Masse verbunden ist, zur Verhinderung schneller Änderungen der Sollwertspannung. 4. Voltage regulator according to claim 3, characterized in that a connected to the differential amplifier, the setpoint voltage carrying line via a capacitor (3) is connected to ground to prevent rapid changes the setpoint voltage. 5. Spannungsregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Istwertspannung führender Eingang des Differenzverstärkers (in1) über eine Diode (D5) mit einem Punkt, der im normalen Betriebsfall ein höheres Potential aufweist, verbunden ist. 5. Voltage regulator according to claim 3, characterized in that a the input of the differential amplifier (in1) carrying the actual value voltage via a diode (D5) with a point that has a higher potential in normal operation, connected is. 6. Spannungsregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsistwertspannung in einem dem Vergleicher vorgesobaltetentNetzwerk (R17, R18, R19, C4) geglättet und in ihrer Höhe verringert wird. 6. Voltage regulator according to claim 3, characterized in that the Output actual value voltage in a network connected upstream of the comparator (R17, R18, R19, C4) is smoothed and reduced in height. 7. Spanaungsregler nachkpspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher mit einem Transistor (T6) verbunden ist, dessen Emitter über eine Zenerdiode -(D6) mit Masse und über einen Widerstand (R23) mit einer geregelten Versorgungsspannung ver--bunden ist und dessen Kollektor über einen Widerstand (R22) und eine Zenerdiode (D4) mit der Ausgangsleistungsstufe (25, 27) verbunden ist. 7. voltage regulator nachkpspruch 2, characterized in that the Comparator is connected to a transistor (T6), the emitter of which is connected to a zener diode - (D6) to ground and via a resistor (R23) to a regulated supply voltage is connected and its collector via a resistor (R22) and a Zener diode (D4) is connected to the output power stage (25, 27). 8. Spannungsregler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Leistungsstufe (T5, T7) über einen hochohmigen Widerstand (R24) und eine Diode (D7) mit Masse verbunden ist. 8. Voltage regulator according to claim 7, characterized in that the Output of the power stage (T5, T7) via a high-resistance resistor (R24) and a diode (D7) is connected to ground. 9. Spannungsregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstrom derLeistungsendstufe (25, T7) über einen Widerstand (R9) gemessen wird, der über ein Netzwerk (R11, R8, R10, R5) und einen NTC-Widerstand (R6) zugeführt wird. 9. Voltage regulator according to claim 8, characterized in that the Output current of the power output stage (25, T7) measured via a resistor (R9) which is fed via a network (R11, R8, R10, R5) and an NTC resistor (R6) will. 10. Spannungsregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nippschaltung bei tberschreiten des zulässigen Ausgangsstromes die Leistungsendstufe abschaltet.10. Voltage regulator according to claim 9, characterized in that the Snap action when the permissible output current is exceeded, the power output stage turns off. 11. Spannungsregler nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß das Abschalten des Leistungsstufe über eine Leuchtdiode optisch angezeigt wird.11. Voltage regulator according to claim 10, characterized in that the Switching off the power level is visually indicated by a light-emitting diode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4347467A (en) * 1977-12-08 1982-08-31 Lucas Industries Limited Control circuit for a D.C. motor

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