DE2858167C2 - Spannungsregler für eine Gleichspannung - Google Patents

Spannungsregler für eine Gleichspannung

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DE2858167C2
DE2858167C2 DE19782858167 DE2858167A DE2858167C2 DE 2858167 C2 DE2858167 C2 DE 2858167C2 DE 19782858167 DE19782858167 DE 19782858167 DE 2858167 A DE2858167 A DE 2858167A DE 2858167 C2 DE2858167 C2 DE 2858167C2
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control transistor
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DE19782858167
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English (en)
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Hermann Dipl.-Ing. 7121 Hessigheim Vetter
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices

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Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannungsregler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.
Es ist (nach der US-PS 32 04 175) bereits ein in dieser Richtung liegender Spannungsregler bekannt, bei dem jeweils das Anschwingen der Regelschaltung mit Hilfe eines Kondensators bewerkstelligt ist und dieses Anschwingen dann nicht das Anschwingen der Regelschaltung mit Hilfe eines Kondensators bewerkstelligt ist und dieses Anschwingen dann nicht mit Sicherheit folgt, wenn der Kondensator nicht rechtzeitig und vollkommen entladen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannungsregler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches zu schaffen und dabei die vorerwähnte Unzulänglichkeit zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches genannten Merkmale gelöst.
Es ist (nach der DD-PS 91 853) auch schon ein Spannungsregler mit einer Anschwingschaltung bekannt, bei der zwischen dem eingangsseitigen Abschnitt des Plusleiters und dem Minusleiter eine aus einem Widerstand und einer Zenerdiode bestehende Serienschaltung vorgesehen ist und die am gemeinsamen Verbindungspunkt dieser beiden Bauelemente anstehende Spannung zum Anschwingen der Regelschaltung verwendet wird, wobei jedoch die bekannte Ansteuerschaltung einen mit den erfindungsgemäß benutzten Ansteuertransistoren nicht vergleichbaren Operationsverstärker enthält, was aufwendiger ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schaltungsmäßig dargestellt und in der nachrcigsp.asn "£scrirc;Dung risncr crmuiv;i <..
Der schaltungsmäßig dargestellte Spannungsregler hat zwei Eingangsanschlüsse 1,2 und zwei Ausgangsanschlüsse 3, 4. Zwischen dem Eingangsanschluß 1 und dem Ausgangsanschluß 3 verläuft ein Plusleiter 5, wogegen zwischen dem Eingangsanschluß 2 und dem Ausgangsanschluß 4 ein Minusleiter 6 vorgesehen ist. Dabei ist an die Eingangsanschlüsse 1, 2 die Serienschaltung einer Gleichstromquelle 7 und eines Betriebsschalters 8 und an die Ausgangsklemmen 3, 4 ein Verbraucher 9 angeschlossen. In den Plusleiter 5 ist die Emitter-Kollektor-Strecke eines Regeltransistors 10 eingefügt, so daß der Plusleiter 5 in einen dem Regeltransistor 10 vorausgehenden Abschnitt 5' und in einen auf den Regeltransistor 10 folgenden Abschnitt 5" unterteilt wird. Der Regeltransistor 10 wird durch einen pnp-Typ gebildet, wobei der Emitter dem Eingangsanschluß 1 und der KoI-lektor dem Ausgangsanschluß 3 zugewandt ist In dem dem Regeltransistor 10 vorausgehenden Abschnitt 5' des Plusleiters 5 liegt eine Verpolungsschutzdiode 11, deren Anode dem Eingangsanschluß 1 zugewandt ist Zwischen der Kathode der Verpolungsschutzdiode 11 und dem Minusleiter 6 ist ein Kondensator 12 eingefügt, der Störspannungsspitzen unwirksam machen soll. Die Basis des Regeltransistors 10 hat mit dem Kollektor eines npn-Steuertransistors 13 Verbindung, dessen Emitter sowohl über einen Widerstand 14 an den Minusleiter 6 als auch über eine Z-Diode 15 an den Abschnitt 5" des Plusleiters 5 angeschlossen ist Dabei ist die Anode der Z-Diode 15 mit dem Emitter des Steuertransistors 13 verbunden. Die zu dem Steuertransistor 13 gehörende Basis liegt an dem Verbindungspunkt 16 zweier Widerstände 17, 18, die als Spannungsteiler zwischen dem Abschnitt 5" des Plusleiters 5 und dem Minusleiter 6 liegen. Außerdem liegt zwischen dem Minusleiter 6 und dem Abschnitt 5" des Plusleiters 5 noch ein Kondensator 19, der die Funktion eines Pufferkondensators erfüllt
Der Abschnitt 5' des Plusleiters 5 ist zwischen Eingangsanschluß 1 und Verpolungsschutzdiode 11 Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der über einen Bemessungswiderstand 20 zu der Kathode einer Z-Diode 21 führt, deren Anode an dem Minusleiter 6 liegt. Der Ausgangspunkt für diesen Schaltungszweig kann auch nach der Verpolungsschutzdiode 11 liegen. Der zwischen dem Bemessungswiderstand 20 und der Z-Diode 21 liegende Verbindungspunkt 22 ist an den Emitter eines pnp-Hilfstransistors 23 angeschlossen, dessen Kollektor an der Basis des Steuertransistors 13 und dessen Basis an dem Abschnitt 5" des Plusleiters 5 liegen.
Die soeben beschriebene Schaltungsanordnung hat folgende Wirkungsweise:
Der Spannungsregler soll dafür sorgen, daß der Verbraucher 9 bei geschlossenem Betriebsschalter 8 von der Gleichstromquelle 7 ständig eine gleichbleibende Spannung erhält. Für den Fall, daß an den Ausgangsanschlüssen 3,4 die Ist-Spannung größer als die festgelegte Soll-Spannung wird, ergibt sich sowohl an dem Verbindungspunkt 16 als auch an dem Emitter des Steuertransistors 13 eine Potentialvergrößerung, wobei das Potential an dem Emitter des Steuertransistors 13 stärker ansteigt als dasjenige an dem Verbindungspunkl 16.
Hierdurch ergibt sich eine Abnahme der Basis-Emitter-Spannung an dem Steuertransistor 13 und abhängig davon eine Leitfähigkeitsverminderung an der Emitter-Kollektor-Strecke des Regeltransistors 10. Das hat zur Folge, daß die Spannung an den Ausgangsanschlüssen 3, 4 wieder auf den festgelegten Sollwert herabgeregelt wird.
Wird die Ist-Spannung an den Ausgangsanschlüssen 3,4 kleiner als die festgelegte Soll-Spannung, so nimmt die Basis-Emitter-Spannung an dem Steuertransistor 13 zu, was zur Folge hat, daß die Leitfähigkeit an der Emitter-Kcllektor-Strecke des Regeltransistors 10 wieder größer wird und die Ist-Spannung an den Ausgangsanschlüssen 3, 4 wieder auf den festgelegten Sollwert an-
steigt
Um sicherzustellen, daß beim Schließen des Betriebsschalters 8 der Spannungsregler auch tatsächlich seine Regelfunktion aufnimmt, wird zunächst einmal von dem Eingangsanschluß 1 fiber den Bemessungswiderstand 20 ein Steuerstrom zu der Basis-Emitter-Strecke des Hilfstransistors 23 geführt, der sich über den Ausgangsanschluß 3 und den Verbraucher 9 zum Ausgangsanschluß 4 fortsetzt, wodurch die Emitter-Kollektor-Strecke des Hilfstransistors 23 stromdurchlässig wird. Hierdurch setzt auch ein Stromfluß über die Basis-Emitter-Strecke des Steuertransistors 13 und damit auch über die Basis-Emitter-Strecke des Regeltransistors 10 ein, so daß auch die Emitter-Kollektor-Strecke des Regeltransistors 10 leitfähig wird. Mit dem Anstieg der Leitfähigkeit an der Emilter-Kollektor-Strecke des Regeltransistors 10 steigt auch das Potential an dem Abschnitt 5" des Plus-Isiters 5 nach positiven Werten hin an. Bei etwa
t/a> -Übe
setzt die Regelung ein und bringt die Spannung Ua an den Ausgangsanschlüssen 3, 4 auf den gewünschten Sollwert, wobei Ru der Widerstandswert des Wider-Standes 17, Rls der Widerstandswert des Widerstandes 18 und Übe die Basis-Emitter-Spannung an dem Steuertransistor 13 ist
Die Z-Diode 21 ist so dimensioniert, daß im Regelbetrieb die Spannung zwischen dem Verbindungspunkt 22 und dem Abschnitt 5" des Plusleiters 5 den Steuertransistör 23 sperrt. Die Schaltungselemente 20,21,22 und 23 üben dann keinen Einfluß mehr auf den Spannungsregler aus.
35
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (1)

1
Patentanspruch
Spannungsregler für eine Gleichspannung mit einem Plusleiter und einem Minusleiter, wobei in den Plusleiter die Emitter-Kollektor-Strecke eines pnp-Regeltransistors eingefügt ist und die Basis des Regeltransistors über die Emitter-Kollektor-Streckc eines npn-Steuertransistors mit dem Minusleiter Verbindung hat, wobei ferner der Steuertransistor in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Soll-Spannung und der am Regelausgang auftretenden Ist-Spannung gesteuert wird und wobei schließlich an dem Plusleiterabschnitt, der dem Regeltransistor in Stromrichtung vorzeichnet, daß von dem Widerstand (20) über eine in Sperrrichtung beanspruchte Z-Diode (21) eine Verbindung zum Minusleiter (6) hergestellt ist, wobei der zwischen dem Widerstand (20) und der Z-Diode (21) vorhandene Verbindungspunkt (22) über die Emitter-Kollektor-Strecke eines pnp-Hilfstransistors (23) an der Basis des Steuertransistors (13) liegt und die Basis des Hiifstransistors (23) an denjenigen Abschnitt (5") des Plusleiters (5) angeschlossen ist, der in Stromrichtung auf den Regeltransistor (10) folgt.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD91853A (de) *
US3204175A (en) * 1961-09-25 1965-08-31 Collins Radio Co Automatic self-starting voltage regulating device

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US-B.: "Electronic Circuits Manual", 1971, S.668 *

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