DE2642532A1

DE2642532A1 - Schaltungsanordnung zum erzeugen einer kontinuierlich veraenderbaren gleichspannung

Info

Publication number: DE2642532A1
Application number: DE19762642532
Authority: DE
Inventors: Guenter Peltz
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1976-09-22
Filing date: 1976-09-22
Publication date: 1978-03-23

Description

Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer kontinuierlich
veränderbaren Gleichspannung Zusatz zu Patent:... (P 26 08 266.6) Die Erfindung betrifft ebenso wie das Hauptpatent eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer kontinuierlich veränderbaren Gleichspannung aus einer konstanten, insbesondere mit einer temperalurkompcnsicrten Z-Diode bestückten, Gleichspannungsquelle, wobei zwischen dem Eingang einer Siebschaltung und einem Bezugpotential die Kollektor-Emitter-Strecke eines von einer in ihrem Tastverhältnis veränder]. ichen Impulsfolge an der Basis gesteuerten Schalttransistors angeordnet ist, wie sie im Prinzip aus der DT-OS 21 21 633 bekannt ist.
Die bekannte Sckaltungsai1ordnung besteht aus einem astabilen Multivibxator, bei dem das Tastverhältnis und die Frequenz der erzeugten Etechteckschwingung mittels eines dem einen der beiden Kopplungskondensatoren parallelgeschalteten Drehkondensator einstellbar ist. Die erzeugte Rechteckschwingung wird am Verbindungspunkt von kollektor und Kollektorwiderstand des einen der beiden Multivibratortransistor-en abgenommen und dem Eingang des Sicbglieds zugeführt, d. h. die Kollektor-Emitter-Strecke dieses Muitivibratortransistors ist zwischen dem Eingang der Slebschaltung und dem Schaltungsnullpunkt angeordnet und seiner Basis ist die in ihrem Tastverhältnis veränderliche Impulsfolge zugeführt.
Die bekannte Schaltungsanordnung erfüllt die der Aufgabe des Hauptpatents und der vorliegenden Zusatzanmeldung gemeinsam zugrundeliegenden Forderungen nicht, daß nämlich die konstante Gleichspannungsquelle nicht oder lediglich konstant belastet werden soll, der Ausgangswiderstand der Schaltung in beiden Schaltzuständen des Schalttransistors gleich und niederohmig sein soll, damit die Siebschaltung eingangsseitig an einem niedrigen und konstanten Generatorwider stand betrieben wird, und daß schließlich die am Ausgang des Siebglieds abnehmbare kontinuierlich veränderbare Gleichspannung in linearer Beziehung zum Tastverhältnis der Impulsfolge stehen soll.
Das Hauptpatent schlägt zur Lösung dieser Aufgabe eine Schaltung vor, die im wesentlichen einen Differenzvcrstäl.-ker mit negativem Arbeitswiderstand enthält. Die vorliegende Anmeldung gibt eine weitere Lösung der erwähnten Aufgabe an, wie sie im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angeyeben ist.
Die Erfindung wird nun anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erlert. Das in der Figur gezeigte bevorzugte Ausführuiigsbeispiel benutzt als konstante Gleichspannungsquelle die Z-Diode 1, die über den Vorwiderstand 2 am spannungsführenden Pol 3 einer Betriebsspannungsquelle liegt. Diese Betriebsspannungsquelle kann beispielsweise eine der in einem üblichen Fernsehgerät erzeugten Cleichspannungen von etwa 150 bis 200 V sein, wenn die Schaltungsanordnung nach der Erfindung in einem Fernsehgerät zum Erzeugen der Abstimmspannung fü die verwendeten Xapazitätsdioden eingesetzt werden soll. In diesem Falle wird auch bevorzugt eine sogenannte temperaturkompensierte Z-Diode als konstante Gleichspannungsquelle 1 benutzt. Als konstante Gleichspannungsquelle können jedoch auch andere, eine konstante Spannung abgebende Bauelemente, wie z. B. Trockenbatterien, Kleinakkus, Glimtttstabilisatoren etc., verwendet werden.
Die konstante Gleichspannungsquelle 1 in Form der erwähnten Z-Diode ist entsprechend der Figur der Zeichnung in einer ersten Reihenschaltung angeordnet, die in der folgenden Reihenfolge die konstante Gleichspannungsquelle 1, die Diodenanordnung 4, den ersten Widerstand 5 und die Hilfsgleichspannungsquelle 6 enthält und mit dem Schaltungsnullpunkt verbunden ist. Als Diodenanordnung 4 kann beispielsweise ein durch Kurzschluß zwischen Basis und Kollektor als Diode zu betreibender Transistor oder auch eine andere Halbleiterdiode verwendet werden. Dieniodenanordnung 4 ist dabei in Flußrichtung des in der ersten Reihenschaltung fließenden Querstromes geschaltet, d. h., wie im Ausführungsbcispiel gezeigt, die Anoden von Z-Diode 1 und Diodenanordnung 4 sind miteinander verbunden.
Als Hilfsgleichspannungsquelle 6 ist im Ausführungsbeispiel eine weitere Z-Diode gezeigt. Im übrigen sind jedoch auch hier die oben erwähnten Realisierungsmöglichkeiten anwendbar.
Der eben erläuterten ersten Reihenschaltung ist eine zweite Reihenschaltung parallelgeschaitet, die vom Schaltungsnullpunkt aus in folgender Reihenfolge den zwei'ceil Widerstand 7, die Kollektor-Emitter-Strecke des ersten Transistors 8 uiid den dritten Widerstand 9 enthalt. Dem zweiten Widerstand 7 ist die Kollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors 12 parallelgeschaltet, dessen Basis über den impulseingang 13 die in ihrem Tastverhältnis veränderliche Impulsfolge zugeführt ist. Der schaltungsnullpunktabgewandte Anschluß des zweiten Widerstandes 7 liegt somit am Eingang 14 der Siebschaltung 15.
Der Schalttransistor 12 ist im Ausführungsbeispiel ein npn-Transistor mit am Schaltungsnullpunkt liegendem Emitter. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, einen pnp-Transistor mit am Schaltungsnullpunkt liegendem Kollektor zu verwenden. Die Siebschaltung 15 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem dreigliedrigen RC-Tiefpaß. Die Basis des ersten Transistors 8 liegt am Verbindungspunkt der Diodenanordnung 4 mit dem ersten Widerstand 5.
Die am Eingang 14 des Siebglieds 15 bei gesperrtem Schalttransistor 12 auftretende Spannung ist, wenn die Widerstandswerte des zweiten und dritten Widerstandes einander gleich sind, gleich dem Nennwert der konstanten Gleichspannungsquelle 1, da mittels der Fluß spannung der Diodenanordnung 4 die Fluß spannung der Basis-Emitter-Strecke des ersten Transistors 8 kompensiert ist.
Bei am Impulsingag 13 anliegender in ihrem Tastverhältnis veränderlicher Impulsfolge wird somit der Eingang der Siebkette zwischen dem Potential der konstanten Gleichspannungsquelle 1 oder, falls die Widerstandswerte des zweiten und dritten Widerstandes voneinander abweichen, zwischen einem zum Potential der konstanten Gleichspannungsquelle proportionalen Potential und dem Potential des Schaltungsnullpunkts umgeschaltet.
Dies führt ohne den zweiten Transistor 10 dazu, daß im ersten Transistor 8 je nach auftretendem Tastverhältnis der veränderlichen Impuisfolge eine tastverhältnisabhängige Verlustleistung auftritt, da zwar der Kollektor-Emitzer-Strom konstant ist, jedoch die Kollektor-Emitter-Spannung zwischen den erwähnten beiden Potentialen dauernd umgeschaltet wird.
Der Transistorkristail nimmt daher im Betrieb in Abhängigkeit vom Tastverhältnis der veränderlichen Impulsfolge unterschiedliche Temperaturen an, die nach einer jeweiligen Änderung des Tastverhältnisses auf grund der Wärmeträgheit des Transistors nur stark verzögert ihren jeweiligen stationären Wert annehmen. Dies führt dazu, daß auch die am Ausgang 16 des Siebglieds 15 abnehriibare veränderliche Gleichspannung erst nach einer gewissen Zeit den tatsächlich beabsichtigten Wert erreicht, was insbesondere bei der erwähnten Verwendung der Erfindung in Rundfunk- oder Fernsehempfängern mit Kapazitätsdiodenabstimmung unerwünscht ist.
Durch den zum ersten Transistor 8 komplementären zweiten Transistor 10, dessen Basis am Verbindungspunkt von erstem Widerstand 5 und Hilfsgleichspannungsquelle 6, dessen Kollektor am Emitter des ersten Transistors 8 und dessen Emitter über den vierten Widerstand 11 am Kollektor des ersten Widerstands 8 und somit auch am schaltungsnullpunktabgewandten Ende des zweiten Widerstandes 7 und dem Eingang 14 der Siebschaltung liegt, wird erreicht, daß bei durchgeschaltetem Schalttransistor 12 der im ersten Transistor 8 fließende Kollektor-Emitter-Strom durch den dann leitenden zweiten Transistor 10 und den in diesem fließenden Kollektor-Emitter-Strom so verringert wird, daß das Produkt aus Kollektor-Einitter-Spannung und Kollektor-Emitter-Strom des ersten Transistors 8 sowohl für gesperrten als auch leitenden Schalttransistor 12 konstant ist. Der genaue Wert des Kollektor-Emitter-Stromes des zweiten Transistors 10 wird dabei über den Widerstandswert R11 des vierten Widerstandes 11 entsprechend dieser Bedingung eingestellt.
Die Spannung U6 der Hilfsgleichspannungsquelle 6 wird unter Berücksichtigung der bei gesperrtem Schalttransistor 12 am Eingang 14 liegenden Spannung U14 so gewählt, daß in diesem Betriebszustand die Basis-Emitter-Durchbruchspannung des zweiten Transistors 10 nicht erreicht wird, d. h. die Spannung U6 ist einige Volt kleiner als die Spannung der konstanten Gleichspannungsquelle 1 bei gleich großen Widerständen 7 und 9.
Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung weist somit aufgrund des gewählten Aufbaus keine thermische Umschaltspannungsdrift auf, so daß die am Ausgang 16 der Siebschaltung auftretende kontinuierlich veränderliche Gleichspannung insbesondere zur Kapazitätsdiodenabstimmung verwendet werden kann.
Der Vorwiderstand 2 kann entfallen, wenn die Spannung der Betriebsspannungsquelle gleich der erforderlichen Summe der Spannungsabfälle U1 + U4 + U5 + U6 an den Bauelementen 1, 4, 5 und 6 ist.
Bei einer erprobten und optimal dimensionierten Schaltung wurden folgende Bauelementtypen und -werte verwendet: 1 = ZTK 33 7 = 6,8 k# 2 = 12 k# 8 = BC 252 B 3 = + 180 V 9 = 6,8 kA 4 = BC 256 B 10 = BF 240 5 = 6,8 k# 11 = 9,1 k# 6 = ZPD 30 12 = BC 171 B 2 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung mit 1 Figur

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer kontinuierlich veränderbaren Gleichspannung aus einer konstanten, insbesondere mit einer temperaturkompensierten Z-Diode bestückten, Gleichspannungsquelle, wobei zwischen dem Eingang einer Siebschaltung und einem Bezugspotential die Kollektor-Emitter-Strecke eines von einer in ihrem Tastverhältnis veränderlichen Impulsfolge an der Basis gesteuerten Schalttransistors angeordnet ist, dadurch gekennzei-hnel, daß die konstante Gleichspannungsquelle (1) einerseits über einen Vorwiderstand (2) mit dem spannungsführenden Pol (3) einer Betriebsspannungsquelle verbunden und andererseits in einer ersten Reihenschaltung angeordnet ist, die in der folgenden Reihenfolge die konstante Gleichspannungsquelle (1), eine Diodenanordnung (4), einen ersten Widerstand (5) und eine Hilfsgleichspannungsquelle (6) enthält und mit dem Schaltungsnullpunkt verbunden ist, daß eine der ersten Reihenschaltung parallelgeschaltete zweite Reihenschaltung vom Schaltungsnullpunkt aus in folgender Reihenfolge einen zweiten Widerstand (7), die Kollektor-Emitter-Strecke eines ersten Transistors (8) und einen dritten Widerstand (9) enthält, daß am Verbindungspunkt von Diodenanordnung (4) und erstem Widerstand (5) die Basis des ersten Transistors (8) und am Verbindungspunkt von erstem Widerstand (5) und Hilfsgleichspannungsquelle (6) die Basis eines zum ersten Transistor (8) komplementären zweiten Transistors (10) liegt, dessen Kollektor mit dem Emitter des ersten Transistors (8) und dessen Emitter über einen vierten Widerstand (11) mit dem Kollektor des ersten Transistors (8) verbunden ist, daß dem zweiten Widerstand (7) die Kollektor-Emitter-Strecke des Schalttransistors (12) parallelgeschaltet ist und daß der Kollektor-Emitter-Strom des zweiten Transistors (10) über den Widerstandswert (R11) des vierten Widerstandes (11) derart eingestellt ist, daß die im ersten Transistor (8) auftretende Verlustleistung bei Anliegen der in ihrem Tastverhältnis veräiiderlichen Impulsfolge an der Basis des Schalttransistors (12) konstant ist.
2. Verwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 zur Erzeugung der veränderbaren Abst immspannung in kapa z itäts -diodenbestückten Pvundfunk- und Fernsehempfängern.