DE2524367A1 - Schaltung zur umwandlung von wechselspannungen in eine gleichspannung konstanter groesse - Google Patents

Schaltung zur umwandlung von wechselspannungen in eine gleichspannung konstanter groesse

Info

Publication number
DE2524367A1
DE2524367A1 DE19752524367 DE2524367A DE2524367A1 DE 2524367 A1 DE2524367 A1 DE 2524367A1 DE 19752524367 DE19752524367 DE 19752524367 DE 2524367 A DE2524367 A DE 2524367A DE 2524367 A1 DE2524367 A1 DE 2524367A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
voltage
circuit
transistor
impedance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19752524367
Other languages
English (en)
Inventor
Jack Randall Morgan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of DE2524367A1 publication Critical patent/DE2524367A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/18Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using Zener diodes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

2524367 Dipl.-Phys. O.E. Weber d-8 München 71
Patentanwalt Hofbrunnstraße 47
Telefon: (089)7915050
Telegramm: monopolweber münchen
M 129
MOTOROLA, INC.
5725 North East River Road, Chicago, 111. 60631 U.S.A.
Schaltung zur Umwandlung von Wechselspannungen in eine Gleichspannung konstanter Größe
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Umwandlung von Wechselspannungen in eine Gleichspannung und bezieht sich insbesondere auf eine Schaltung, welche dazu dient, Eingangsnetzspannungen zu regeln, deren Spitzenamplituden sich ändern können, um eine Versorgungsspannung konstanter Größe bzw. Amplitude mit minimaler Welligkeit zu liefern. Aufgrund der Unterschiede der Netzspannungen in verschiedenen Ländern kann die Netzspannung zwischen etwa 90 V in Japan bis zu etwa 250 V in Europa schwanken. In den Vereinigten Staaten von Amerika tritt eine Schwankung von etwa 20 % bei der Nennspannung von 120 V auf normalen Netzleitungen auf.
Aus diesem Grunde können internationale Reisende Probleme haben, wenn sie kleine Geräte wie elektrische Rasierapparate, elektrische Wecker oder andere kleinere Elektrogeräte des Reisebedarfs wie kleine Mixgeräte oder ähnliche Einrichtungen benutzen wollen,
50985 1 /0378
wenn die Betriebsspannung der Antriebselemente in solchen Geräten überschritten wird. Insbesondere haben einige elektrische Rasierapparate einen verhältnismäßig großen Wechselstrommotor, welcher dazu dient, die Scherköpfe anzutreiben. Gegenwärtig ist es manchmal erforderlich, den Rasierapparat von Hand umzuschalten, um den Motor dadurch auf den entsprechenden Anteil an Motorwindungen umzustellen, welcher der vorhandenen Netzspannung entspricht. Somit hat der Benutzer dafür zu sorgen, daß diese Umschaltung in Abhängigkeit von den verschiedenen Netzspannungen ordnungsgemäß ausgeführt wird, welche er in den verschiedenen Ländern der Erde antreffen kann. Wenn der Reisende nicht darauf achtet, auf die jeweils vorhandene Netzspannung umzuschalten, kann der elektrische Rasierapparat durch Überströme zerstört werden.
Der oben erwähnte Wechselstrommotor führt auch zu einem Nachteil bei der Fertigung eines elektrischen Rasierapparates. Wechselstrommotoren nehmen nämlich einen großen Raum ein und sind teuer. Es wird daher angestrebt, kleine, billige Gleichstrommotoren zu verwenden, die eine minimale Betriebsspannung erfordern. Eine Reglerschaltung, welche zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom geeignet ist und welche dazu in der Lage ist, schwankende Amplituden der Netζeingangsspannung in einem weiten Bereich auszuregeln, kann dazu verwendet werden, die Verwendung von solchen Gleichstrommotoren zu erleichtern.
Obwohl gegenwärtig vorhandene Regler, die zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom geeignet sind, dazu verwendet werden können, solche Eingangsspannungen zu verarbeiten, deren Amplituden zwischen 10 und 20 % schwanken, sind diese Regler jedoch nicht dazu geeignet, in Kleingeräten oder Kleinstgeräten verwendet zu werden, in welchen die Spitzenamplitude der Eingangsnetzspannung sich über 100 % ändert. Um Nennbetriebsspannungen
509851/0376
von 100 V bei Netzspannungen aufrecht zu erhalten, die Amplituden von 250 V haben, müssen gegenwärtig vorhandene Regler im allgemeinen zu starke Ströme verarbeiten. Für einen entsprechenden Energieverbrauch ist es erforderlich, Hochleistungs-Halbleitereinrichtungen zu verwenden und für eine entsprechende Wärmeabfuhr zu sorgen, um solche Einrichtungen zu schützen. Dadurch werden die Abmessungen solcher Regler in unerwünschter Weise vergrößert. Außerdem sind Leistungsbauelemente teuer und haben Nachteile bei einem Produkt, bei welchem nur minimale Herstellungskosten tragbar sind.
Außerdem bestehen bei den meisten bekannten Reglern Einschwingprobleme. Es können Stoßspannungen auftreten, wenn der Regler an das Netz angeschlossen wird oder vom Netz getrennt wird. Wenn eine solche Stoßspannung ein falsches Triggersignal auslöst, welches gleichzeitig mit dem Spitzenwert der angelegten Netzspannung auftritt, könnte die Ausgangsspannung des Reglers den Nennwert des Motors überschreiten und ihn zerstören.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reglerschaltung der eingangs erläuterten Art zu schaffen, welche eine konstante Ausgangsspannung liefert und unter solchen Bedingungen zu betreiben ist, unter denen extreme Amplitudenveränderungen in der Netzspannung auftreten, und zwar in der Weise, daß keine manuelle Umschaltung erforderlich ist, um die Schaltung zu schützen. Zugleich soll die Reglerschaltung derart ausgebildet sein, daß bei einer falschen Triggerung in Reaktion auf Spannungsstöße keine Beschädigung auftritt.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Patentbegehren niedergelegten Merkmale.
Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar y daß die erfindungsgemäße Reglerschaltung an Wechselspannungsnetze
609851/0376
angeschlossen werden kann, die Spitzenamplituden haben, welche von 90 V bis 250 V schwanken, wobei eine Ausgangsspannung mit einer konstanten vorgegebenen Größe und minimaler Welligkeit geliefert wird.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Eegierschaltung dazu in der Lage, unerwünschte Spannungsbelastungen von Schaltungselementen fern zu halten, die von Spannungsstößen infolge von Einschwingvorgängen herrühren könnten.
Die erfindungsgemäße Reglerschaltung eignet sich weiterhin auch dazu, in besonders kleinen Elektrogeräten eingebaut zu werden, welche Gleichstrommotoren verwenden, die eine konstante Versorgungsspannung benötigen.
Die Reglerschaltung gemäß der Erfindung ist dazu geeignet, eine Ausgangsgleichspannung vorgegebener Größe in Reaktion auf Eingangswechselspannungen zu liefern, welche sich ändernde Spitzenamplituden haben. Weiterhin erkennt die erfindungsgemäße Regierschaltung Spannungsspitzen oder Spannungsstoße aufgrund von Einschwingvorgängen oder Übergangserscheinungen und vermindert die Spannungs- und die Strombelastungen für Schaltungselemente. Die Reglerschaltung gemäß der Erfindung enthält einen Brückengleichrichter, eine Impedanz- oder eine Stromsteuereinrichtung, eine Fühlerschaltung und einen regenerativen Schalter bzw. Rückkopplungsschalter in einer Rückführschaltung bzw. Rückkopplungsschaltung. Die Brückengleichrichter schaltung hat Eingangsklemmen, an welche die Eingangswechselspannung angeschlossen wird, sowie Ausgangsklemmen, an denen die gleichgerichtete Spannung abgenommen werden kann. Die Impedanz- oder Stromsteuereinrichtung hat zwei Hauptklemmen und eine Steuerklemme, wobei die erste Hauptklemme mit
509861/0376
einer der Ausgangsklemmen des Gleichrichters verbunden ist und die andere Hauptklemme mit der Reglerausgangsklemme verbunden ist. Eine Fühlerschaltung ist an die Steuerklemme der Impedanzsteuereinrichtung angeschlossen und liefert ein Steuersignal zur Erhöhung und Verminderung der Impedanz der Impedanzsteuereinrichtung, wodurch entweder ein Strom unterdrückt wird oder das Fließen eines Stromes gestattet wird.
Eine Rückführschaltung bzw. Rückkopplungsschaltung, welche parallel zu den zwei Hauptklemmen der Impedanzsteuereinrichtung angeordnet ist, liefert ein Rückführsignal bzw. Rückkopplung ssignal an eine Ausgangsklemme dieser Einrichtung. Der Rückkopplungsschalter ist mit der Fühlerschaltung verbunden und mit der Ausgangsklemme der Rückkopplungsschaltung und spricht auf das Rückkopplungssignal an, um effektiv das Maß der Impedanzveränderung der Impedanzsteuereinrichtung zu erhöhen. Ein Filterelement, welches zwischen den Ausgangsklemmen der Reglerschaltung angeordnet ist, liefert eine Gleichspannung konstanter Größe.
509851/0376
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
Fig. 1 ein teilweise als Blockdiagramm dargestelltes Schaltschema, welches eine bekannte Regelschaltung veranschaulicht,
Fig. 2 ein teilweise als Blockdiagramm dargestelltes Schaltschema, welches eine in einer geschlossenen Regelschleife angeordnete Regelschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, und
Fig. 3 verschiedene Diagramm von Wellenformen, welche zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 2 dienen.
Nachfolgend wird eine bekannte Schaltung erläutert, und es werden einige Probleme beschrieben, um die Vorteile des erfindungsgemäßen Regelschaltungsaufbaues deutlicher hervortreten zu lassen. In der Fig. 1 ist eine bekannte Reihendurchgangs-Regelschaltung dargestellt.
Zwischen den Eingangsklemmen 2 und 4- eines Vollweggleichrichters 6 liegt eine Eingangswechsel spannung an. Der Vollweggleichrichter ist in herkömmlicher Weise geschaltet, um eine Gleichspannung veränderlicher Größe zu liefern, welche an der Ausgangsklemme 3 in bezug auf die Ausgangsklemme 5 positiv ist, und zwar in Reaktion auf die Eingangswechselspannung an den Klemmen 2 und 4-. Der Gleichrichter dient als Energieversorgungsquelle für den Regeltransistor 12 in der bekannten Schaltung. Der Transistor 12 bekommt einen Kollektorstrom über den Widerstand Der Emitter des Transistors 12 ist mit der Reglerausgangsklemme 18 verbunden. Der Widerstand 8 ist zwischen dem Kollektor des
509851/0376
Transistors 12 und einer positiven Klemme 3 des Gleichrichters 6 angeordnet. Die Basis des Transistors 12 ist über einen Widerstand 10 mit der positiven Klemme 3 des Gleichrichters 6 verbunden. Die Basis des Transistors 12 ist auch an die Bezugsklemme 5 des Gleichrichters 6 über eine Zenerdiode 14 zurückgeführt. Die Eeglerausgangsklemme 20 ist mit der Bezugsklemme 5 verbunden. Die Bauelemente 8, 10, 12 und 14· bilden eine Eeihendurchgangs-Eegelschaltung 22 gemäß dem Stand der Technik.
Im Betrieb wird die nicht-geregelte, gleichgerichtete Spannung zwischen den Klemmen 3 und 5 des Gleichrichters 6 normalerweise über den Transistor 12 an die Last 16 geführt. Wenn die Größe der Lastspannung die Durchbruchsspannung der Zener-Diode 14- übersteigt, beginnt die Zener-Diode 14 zu leiten, so daß dadurch der Basistreiberstrom an den Transistor 12 vermindert wird. Wenn jedoch ein geringerer Basistreiberstrom fließt, nimmt die effektive Impedanz des Transistors 12 zu, wodurch wiederum der Spannungsabfall zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter vergrößert wird und die an der Last 16 abfallende Spannung vermindert wird. Diese Arbeitsweise führt dazu, daß die Lastspannung nicht über einen vorgegebenen Wert hinaus anwächst.
Bei der oben beschriebenen bekannten Eeglerschaltung bestehen jedoch verschiedene Probleme, wenn sie in einem Leistungsübertragungsnetz verwendet wird, in welchem sich ändernde Netzspannungen auftreten, wie es oben bei der Erläuterung des Standes der Technik ausgeführt ist. Wenn die Größe der gewünschten Ausgangsspannung viel geringer ist als die Spitzenamplitude der Eingangsnetzwechselspannung, werden die Bauelemente des Seglers unerwünschten Spannungs- und Strombelastungen ausgesetzt. Genauer gesagt, an dem Transistor 12 wird ein großer Spannungsabfall erzeugt, der auch zu einem großen Strom führen kann. Unter diesen Bedingungen führt die Zener-Diode 14- einen großen Strom. Folglich
509851/0376
müssen der Transistor 12 und die Zener-Diode 14 als Leistungselemente ausgebildet sein. Solche Leistungselemente sind nicht nur teuer, sondern haben auch ein großes Volumen oder einen großen Raumbedarf, so daß derartige Schaltelemente dort unerwünscht sind, wo die Kosten und der Raum für eine Schaltung begrenzt sind, beispielsweise in kleinen Geräten oder insbesondere in Miniaturgeräten.
In der Fig. 2 ist ein Regler mit einem geschlossenen Regelkreis gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wodurch die oben genannten Probleme gelöst werden. Zwischen den Eingangskiemmen 30 und 32 des Vollweggleichrichters 34 wird eine Eingangswechselspannung angelegt. Der Gleichrichter, welcher in herkömmlicher Art geschaltet ist, liefert eine sich ändernde Gleichspannung, welche an der Ausgangsklemme 31 des Gleichrichters 34 in bezug auf die Ausgangsklemme 33 positiv i*t. Der Gleichrichter 34 dient auch als Energieversorgung für die Reglerschaltung. Der Kollektor und die Basis des Transistors 42 sind mit der positiven Klemme des Gleichrichters 34 über die Widerstände 36 bzw. 38 verbunden. Der Emitter des Transistors 42 ist mit der Reglerausgangsklemme 50 und mit einem Filterkondensator 58 verbunden.
In dieser Konfiguration steuert der Transistor 42 die Impedanz des Reglers und schaltet dadurch den Strom zwischen der Eingangsklemme und der Ausgangsklemme des Reglers aus und ein. Eine Zener-Diode 44 ist zwischen der Basis des Transistors 42 und der Klemme 33 angeordnet. Soweit entspricht die Schaltung der Fig. 2 der bekannten Schaltung nach Fig. 1. Um die oben erläuterten Probleme zu überwinden, wird ein Schalter verwendet, der aus einem Transistor 46 und einem Rückführkreis besteht, in welchem die Widerstände 40 und 48 angeordnet sind, so daß eine positive Rückführung gebildet wird. Die Widerstände 40 und 48 liegen in Reihe zwischen dem Kollektor und dem Emitter des
509851/0376
Transistors 42. Der Kollektor des Transistors 46 ist an den Verbindungspunkt zwischen der Basis des Transistors 42 und der Kathode der Zener-Diode 44 angeschlossen, und der Emitter des Transistors 46 ist mit dem Emitter des Transistors 42 verbunden. Der Basisstrom wird dem Transistor 46 über den Widerstand 40 zugeführt, wobei die Basis des Transistors 46 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 40 und 48 verbunden ist.
Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 2 wird mit Hilfe des Wellenformdiagramms der Fig. 3 beschrieben. Der Gleichrichter 34 ist derart ausgebildet, daß er als Eingangswechselspannung die Wellenform 60 zwischen seinen Eingangsklemmen empfängt und als gleichgerichtete Ausgangsspannung an seinen Ausgangsklemmen 31 und 33 clie Wellenform 62 liefert. Zu Beginn des ersten Halbzyklus der Wellenform 62, zum Zeitpunkt TQ, wenn Tiie gleichgerichtete Spannung einen positiven Verlauf nimmt, wird der Transistor 42 in Reaktion auf den über den Widerstand 38 fließenden Basisstrom eingeschaltet. Während die Größe der gleichgerichteten Spannung weiter ansteigt, wird der Transistor 42 gesättigt und führt mehr Strom, wie es in der Wellenform 70 dargestellt ist, der den Kondensator 58 auflädt. Diese Wirkung dauert so lange an, bis die Größe der Spannung am Kondensator 58 gemäß Wellenform 66 im Zeitpunkt T. einen Bezugswert erreicht, welcher einen Diodenabfall unter der Durchbruchsspannung der Zener-Diode 44 liegt. Die Zener-Diode 44 beginnt dann zu leiten, was dazu führt, daß der Transistor 42 aus der Sättigung herausgeführt wird. Der Widerstandsteiler, der aus den Widerständen 40 und 48 besteht, beginnt dann, eine Basistreiberspannung an den Transistor 46 zu liefern, und zwar in Reaktion auf den angestiegenen Spannungsabfall am Transistor 42. Folglich beginnt der Transistor 46 zu leiten. Wenn der Transistor 46 einzuschalten
509851/0376
- ίο -
beginnt, wird mehr Basistreiberspannung von dem Transistor 42 abgeführt, wodurch er rasch abgeschaltet wird und dadurch regenerativ der Transistor 46 stärker durchlässig wird. Die Wellenform 68 veranschaulicht, daß durch die Zener-Diode 44 Strom nur während der regenerativen Schaltwirkung fließt, die oben für den Zeitpunkt Tx. beschrieben wurde. Daher kann die Zener-Diode 44 für geringe Leistung ausgelegt sein, wodurch Kosten und Raum gespart werden.
Wie es durch die Wellenform 64 zwischen den Zeitpunkten Tx. und Tp dargestellt ist, wird Strom über die Widerstände 36, 38, 40, 48 und den Transistor 46 an den Kondensator 48 geführt. Die für die Widerstände 36, 38, 40 und 48 gewählten Werte sind derart dimensioniert, daß der Kondensator 58 zwischen den Zeitpunkten T^ und T2 über die Motorlast 52 entladen wird. Mit anderen Worten, durch die oben genannten Widerstände wird kein ausreichender Strom an den Kondensator 58 geführt, um ihn zwischen den Zeitpunkten Tx. und T2 aufzuladen, wie es durch die Wellenform 66 veranschaulicht ist.
Die Größe der gleichgerichteten Spannung nimmt ab, wie es durch die Wellenform 62 veranschaulicht ist, und zwar während des letzten Teils des Halbzyklus der gleichgerichteten Spannung. Folglich nähert sich der Wert der gleichgerichteten Spannung schließlich dem Spannungspegel an dem Filterkondensator 58 zum Zeitpunkt T2. Im Zeitpunkt Tp ist der Strom, welcher an den Transistor 46 über die Widerstände 36» 4-0 und 48 geführt wird, nicht ausreichend, um den Transistor 46 in den leitenden Zustand zu versetzen. Somit wird der Transistor 42 regenerativ in die Sättigung gezogen, und zwar aufgrund des Basisstromes, welcher über den Widerstand 38 an diesen Transistor geführt wird. Somit wird der Filterkondensator 58 zwischen den Zeitpunkten T2 und T, während des letzten Teils des Halbzyklus der gleichgerichteten
509851/0376
Spannung aufgeladen. Wenn die Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters unter die Spannung an dem Filterkondensator 58 absinkt, wie es durch die Wellenform 64 dargestellt ist, und zwar im Zeitpunkt T5,, werden die Transistoren 42 und 46 abgeschaltet. Der Regler ist dann dazu bereit, den oben beschriebenen Zyklus zu wiederholen.
Der Schalter, welcher den Transistor 46 umfaßt, vermindert den Leistungsverbrauch im Transistor 42 und in der Zener-Diode 44 in der folgenden Weise. Zweimal während jedes Zyklus der Netzwechselspannung, wenn nämlich die gleichgerichtete Spannung durch ihren Spitzenwert geht, wird der Kollektorstrom des Transistors 42, wie es durch die Wellenform 70 dargestellt ist, durch die Schaltwirkung des Transistors 46 auf Null vermindert. Die Wellenform 68 veranschaulicht, daß durch die Zener-Diode 44 nur während derselben Zeit ein Strom fließt, während welcher der Transistor 42 abschaltet, was zu der Zeit T^. erfolgt. Deshalb wird ein unerwünschter Zustand, der in bekannten Schaltungen vorhanden ist, beispielsweise eine hohe Stromdichte durch den Transistor 12 und die Zener-Diode 14 während der Spitzenspannungen, durch die Ausführungsform gemäß Fig. 2 überwunden.
Eine weitere wesentliche Betrachtung in bezug auf Reglerschaltungen ist die Betrachtung der Übergangsbedingung, welche auftritt, wenn der Regler zunächst an die Wechselspannungsleitung bzw. das Wechselspannungsnetz angeschlossen wird. Die denkbar ungünstigste Übergangsbedingung tritt bei Spitzennetzwechselspannungen auf.
Wenn bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 sich die Eingangswechselspannung auf einem Spitzenwert befindet, befindet sich auch die Spannung auf einem Spitzenwert, welche über den VoIlweggleichrichter 34- an die Reglerschaltung angelegt ist. Wenn
509851/0376
angenommen wird, daß der Kondensator 58 zunächst nicht geladen ist, so entsteht ein Zustand, in welchem eine maximale Leistung durch den Transistor 42 verbraucht werden könnte. Wenn unter dieser Bedingung eine nennenswerte Stromstärke auftreten kann, könnte der Transistor 42 beschädigt werden.
Während der Anfangsbedingungen wird der Transistor 42 jedoch daran gehindert, voll einzuschalten, wie es nachfolgend im einzelnen erläutert wird. Der Transistor 42 ist derart gewählt, daß er eine nicht ausreichende beta-Charakteristik aufweist, so daß er in Reaktion auf die Vorspannungen, welche an den Widerständen 36 und 58 entwickelt werden, nicht sofort in die Sättigung gelangen kann. Weil der Transistor 42 nicht sofort in die Sättigung gelangt, wird an dem Spannungsteilernetzwerk, welches die Widerstände 40 und 48 aufweist, eine ausreichend hohe Spannung erzeugt, um den Transistor 46 in den leitenden Zustand zu versetzen. Wenn der Transistor 46 leitet, wird die oben beschriebene regenerative Wirkung wiederholt, wodurch der Transistor 42 gesperrt wird. Dadurch wird der Transistor 42 gegen eine überlastung durch hohe Leistungen geschützt, welche auftreten können, wenn der Regler zuerst an das Wechselspannungsnetz angeschlossen wird.
Der Varistor 56, welcher zwischen dem Kollektor des Transistors 42 und der Schaltungsmasse angeordnet ist, dient dazu, die Reglerschaltung gegen Übergangsspannungen zu schützen, welche während des stetigen Betriebes auftreten können. Die Funktion des Varistors 56 besteht darin, die Spannung zu klemmen, welche an dem Kollektor des Transistors 42 auftritt, und zwar auf einen solchen Pegel, daß ein Kollektor-Emitter-Durchbruch verhindert wird. Wenn der Transistor 42 sich normalerweise in einem gesperrten Zustand befindet, und zwar aufgrund der regenerativen Wirkung des Transistors 46, wenn ein Netzspannungeübergang auftritt, könnte die Kollektor-Bnitter-Durchbruchsspannung !
509851/0376
des Transistors 42 überschritten werden. Der Varistor 56 ist Jedoch derart gewählt, daß der Spannungsübergang den Varistor 56 dazu veranlaßt, in den leitenden Zustand überzugehen und dadurch durch einen Shunt die Übergangsspannung vom Kollektor des Transistors 42 fernzuhalten.
Die folgende Tabelle der Widerstandswerte dient lediglich zur Veranschaulichung und gibt eine Aufstellung derjenigen Werte, welche in der Reglerschaltung gemäß Fig. 2 verwendet werden, die sich in einer praktischen Ausführungsform als erfolgreich erwiesen hat.
Durch die Ausführungsform gemäß Fig. 2 werden gegenüber bekannten Begierschaltungen verschiedene Vorteile erreicht. In Verbindung mit der Reglerschaltung 54 können eine Vielfalt von verschiedenen Lasten, welche eine spezielle minimale Gleichspannungswelligkeit erfordern, in einer Einrichtung verwendet werden, an welcher eine Spannung angelegt wird, die sich in ihrer Größe verändern kann. Weiterhin ist mit der Ausführungsform gemäß Fig. 2 der Vorteil erreichbar, daß Elemente mit minimalem Leistungsverbrauch verwendet werden können, so daß dadurch zugleich auch Wärmeabfuhrprobleme überwunden sind, die bei der Verwendung von teueren Bauelementen auftreten können.
Tabelle
Widerstand (R):
36 Ohm
38 "
40 "
48 " 100 0,5 W
Kondensator (C):
58 Mikrofarad 15 150 V
Transistor (T):
42 MJE 340
46 MPS A20
509851/0376
Wert Nennleistung
300 3 W
7500 3 W
7500 3 W

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    Λ) Reglerschaltung, welche auf ein Wechselspannungseingangssignal anspricht, das Spitzenamplituden aufweist, die sich in ihrer Größe verändern, um an den Ausgangsklemmen eine im wesentlichen konstante Ausgangsspannung zu liefern, wobei eine Gleichrichterschaltung vorhanden ist, welche dazu dient, in Reaktion auf das Eingangssignal an einer ersten und einer zweiten Ausgangsklemme ein gleichgerichtetes Signal zu liefern, dadurch gekennz eichnet, daß eine Impedanzsteuereinrichtung (42) vorgesehen ist, welche eine erste, eine zweite und eine Steuerelektrode aufweist, wobei die erste Elektrode mit einer der Ausgangsklemmen der Reglerschaltung verbunden ist, daß weiterhin ein erster Widerstand (36) vorhanden ist, welcher zwischen der ersten Ausgangsklemme der Gleichrichtereinrichtung (34) und der zweiten Elektrode der Impedanzsteuereinrichtung (42) angeordnet ist, daß weiterhin eine Bezugsspannungseinrichtung (44-) vorgesehen ist, welche eine erste und eine zweite Elektrode aufweist, daß die erste Elektrode mit der Steuerelektrode der Impedanz steuereinrichtung (4-2) und mit einer ersten Ausgangsklemme der Gleichrichterschaltung verbunden ist, daß die zweite Elektrode mit der zweiten Ausgangsklemme der Gleichrichterschaltung und mit der anderen Ausgangsklemme der Reglerschaltung verbunden ist, daß die Bezugsspannungseinrichtung auf die Ausgangsspannungsamplitude der Reglerschaltung anspricht und momentan in Reaktion auf die Größe der AusgangBspannungsaniplitude in Betrieb gesetzt wird, welche größer ist als ein vorgegebener Wert, um eine anfängliche Veränderung in der Größe der Impedanz der Impedanzsteuereinrichtung (4-2) auszulösen, daß weiterhin eine Rückführschaltung (4-0, 48) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode
    509851/0376
    der Impedanzsteuereinrichtung (42) vorhanden ist, wobei die Rückführschaltung einen gemeinsamen Verbindungspunkt hat, wobei die Rückführschaltung weiterhin auf die Veränderung in der Impedanz der Impedanzsteuereinrichtung (42) anspricht, um ein Rückführsignal zu liefern, und daß eine Schalteinrichtung/vorgesehen ist, welche eine erste, eine zweite und eine Steuerelektrode aufweist, wobei die erste Elektrode mit der ersten Elektrode der Impedanzsteuereinrichtung (42) verbunden ist, wobei die zweite Elektrode mit der ersten Elektrode der Bezugsspannungseinrichtung verbunden ist, wobei weiterhin die Steuerelektrode mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Rückführschaltung verbunden ist und wobei die Schalteinrichtung auf das Rückführsignal anspricht, um in regenerativer Weise das Änderungsmaß der Impedanz der Impedanzsteuereinrichtung (42) zu vergrößern.
  2. 2. Reglerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (58) zwischen den Ausgangsklemmen der Reglerschaltung angeordnet ist, und daß ein zweiter Widerstand (38) zwischen der ersten Ausgangsklemme der Gleichrichterschaltung und der ersten Elektrode der Bezugsspannungseinrichtung angeordnet ist.
  3. 3. Reglerschaltung nach Anspruch Λ und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzsteuereinrichtung (42) einen ersten Transistor aufweist, welcher einen Emitter, einen Kollektor und eine Basis hat, die jeweils als erste Elektrode, zweite Elektrode bzw. Steuerelektrode dienen, und daß die Schalteinrichtung einen zweiten Transistor aufweist, der einen Emitter, einen Kollektor und eine. Basis hat, die jeweils als erste Elektrode, zweite Elektrode bzw. Steuerelektrode dienen.
    509851/0376
  4. 4. Reglerschaltung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführschaltung weiterhin einen dritten Widerstand (40) aufweist, welcher zwischen der zweiten Elektrode der Impedanzsteuereinrichtung (42) und dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Rückführschaltung angeordnet ist, und daß die Rückführschaltung weiterhin einen vierten Widerstand (48) aufweist, welcher zwischen der ersten Elektrode der Impedanzsteuereinrxchtung (42) und dem gemeinsamen Verbindungspunkt angeordnet ist,
    5· Reglerschaltung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungseinrichtung eine Zener-Diode aufweist.
    S09851 /0378
DE19752524367 1974-06-04 1975-06-02 Schaltung zur umwandlung von wechselspannungen in eine gleichspannung konstanter groesse Pending DE2524367A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/476,180 US3947752A (en) 1974-06-04 1974-06-04 Circuit for converting alternating current voltages to a constant magnitude direct current voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2524367A1 true DE2524367A1 (de) 1975-12-18

Family

ID=23890829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752524367 Pending DE2524367A1 (de) 1974-06-04 1975-06-02 Schaltung zur umwandlung von wechselspannungen in eine gleichspannung konstanter groesse

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3947752A (de)
JP (1) JPS512952A (de)
DE (1) DE2524367A1 (de)
NL (1) NL7506627A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0260776A2 (de) * 1986-09-15 1988-03-23 Tektronix, Inc. Netzfrequenzsynchronisierte Stromversorgung

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4388572A (en) * 1980-05-15 1983-06-14 Sybron Corporation Constant speed regulator for DC motors
JPS5757643A (en) * 1980-09-25 1982-04-06 Noda Plywood Mfg Co Ltd Manufacturing of woody fiber board
JPS5851318U (ja) * 1981-09-30 1983-04-07 日本コロムビア株式会社 定電圧電源回路
JPS59110934A (ja) * 1982-12-15 1984-06-27 Atsugi Motor Parts Co Ltd 減衰力可変型液圧緩衝器用電子制御装置の安定化電源回路
US4754388A (en) * 1985-07-15 1988-06-28 Harris Corporation Regulator circuit for converting alternating input to a constant direct output
DE3612147A1 (de) * 1986-04-10 1987-10-15 Philips Patentverwaltung Schaltungsanordnung zur erzeugung einer gleichspannung aus einer sinusfoermigen eingangsspannung
GB2226195A (en) * 1988-12-15 1990-06-20 Philips Nv A transient protection circuit
EP0500113B1 (de) * 1991-02-22 1997-12-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Stromversorgungseinheit
GB2280050A (en) * 1993-07-16 1995-01-18 Andis Co Voltage regulator for a hand-held appliance
EP0782786A1 (de) * 1994-09-21 1997-07-09 Abbott Laboratories Spannungswandler mit hohem wirkungsgrad und reglerschaltung
US5598093A (en) * 1995-07-26 1997-01-28 Acatrinei; Beniamin Low dissipation controllable electron valve for controlling energy delivered to a load and method therefor
GB2334600A (en) * 1998-02-24 1999-08-25 Lucas Ind Plc Pre-regulated power supplies for ECUs
US6208258B1 (en) * 1998-09-30 2001-03-27 Core Technology, Inc. Circuit and method for determining whether AC mains voltage is below or above a predetermined set point
US6650550B2 (en) * 2002-02-12 2003-11-18 Technical Witts, Inc. Synchronous rectifier self gate drive for zero voltage switching power conversion circuits
US9071073B2 (en) * 2007-10-04 2015-06-30 The Gillette Company Household device continuous battery charger utilizing a constant voltage regulator
GB2458699A (en) * 2008-03-28 2009-09-30 Deepstream Technologies Ltd Linear regulator with zero crossing coordination
CN101860200A (zh) * 2010-04-27 2010-10-13 华为技术有限公司 掉电保持电路、方法及供电系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3100863A (en) * 1961-08-03 1963-08-13 Hewlett Packard Co Current limited transistor voltage regulator
US3336521A (en) * 1964-09-09 1967-08-15 Electro Optical Systems Inc Converter/regulator feedback reference
US3405319A (en) * 1966-01-03 1968-10-08 Gen Electric Series regulator with disabling network
DE1563772A1 (de) * 1966-10-20 1970-04-09 Siemens Ag Als vollelektronische,bipolare UEberstromsicherung wirkende Schaltungsanordnung
JPS4810976B1 (de) * 1969-03-12 1973-04-09

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0260776A2 (de) * 1986-09-15 1988-03-23 Tektronix, Inc. Netzfrequenzsynchronisierte Stromversorgung
EP0260776A3 (en) * 1986-09-15 1988-10-19 Tektronix, Inc. Line frequency switching power supply line frequency switching power supply

Also Published As

Publication number Publication date
JPS512952A (de) 1976-01-12
US3947752A (en) 1976-03-30
NL7506627A (nl) 1975-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69623394T2 (de) Schaltkreis und Verfahren zum Steuerung eines Einschaltstrombegrenzers in ein Leistungswandler mit Leistungsfaktorkorrektur
DE2524367A1 (de) Schaltung zur umwandlung von wechselspannungen in eine gleichspannung konstanter groesse
DE69712243T2 (de) Universeller Leistungsmodul
DE2513005C3 (de) Netzgerät zur Transformation einer ungeregelten, pulsierenden Eingangsspannung in eine stabilisierte Gleichspannung
EP0082105B1 (de) Eigensichere Stromversorgungseinrichtung mit einem im Primärkreis eines Transformators angeordneten steuerbaren Halbleiter
DE3006565A1 (de) Schaltung zur begrenzung des einschaltstromstosses insbesondere fuer gleichrichter und netzgeraete
DE3245112A1 (de) Netzgeraet
EP0287166B1 (de) Schaltungsanordnung zur Begrenzung der Einschaltstromspitzen bei einem Schalttransistor
EP0057910B1 (de) Schaltung zur geregelten Speisung eines Verbrauchers
EP1449299A1 (de) Schaltungsanordnung zum zuverlässigen schalten von stromkreisen
DE1915884A1 (de) Elektrischer Steuerkreis fuer die Betaetigung einer ueber Gateelektroden ansteuerbaren,zwei Schaltzustaende besitzenden statischen Schalteinheit
DE2022693A1 (de) Drosselspulenanordnung mit veraenderlicher Impedanz,insbesondere zur Begrenzung von UEberstroemen
DE3544955C2 (de)
DE3149447A1 (de) Regelungsschaltung zum konstanthalten der betriebsspannung eines elektrischen verbrauchers
DE2755607C2 (de)
DE2545919B2 (de) Zweipoliges, berührungslos wirkendes Wechselspannungsschal tgerät
DE3942645C2 (de)
DE3330045A1 (de) Schaltungsanordnung zur speisung von elektrischen gleichstromverbraucheranordnungen
DE19841972A1 (de) Getakteter Shuntregler
DE2560608C2 (de)
AT374310B (de) Schaltungsanordnung fuer die versorgung von gleichstromverbrauchern aus einem wechselstromnetz
DE3624055C2 (de)
DE1026850B (de) Einrichtung zur Verbindung von Stromkreisen unterschiedlicher Spannungen
DE1064611B (de) Maximal- oder Minimal-Relais fuer Wechselstrom
DE2100460C3 (de) Schaltungsanordnung zum Schutz von steuerbaren Halbleitergleichrichtern innerhalb eines mit Wechselstrom gespeisten Gleichrichtemetzgerätes

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee