DE3010618C2

DE3010618C2 -

Info

Publication number: DE3010618C2
Application number: DE19803010618
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. 7015 Korntal De Schweizer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-03-20
Filing date: 1980-03-20
Publication date: 1989-03-02
Also published as: DE3010618A1

Description

State of the art

Eine Schaltungsanordnung zum Kontakthalten einer Versorgungsspannung in einer einfachen Art ist schon bekannt. Sie umfaßt im wesentlichen einen mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke in die Verbindungsleitung zwischen einer Leistungsquelle und einem Verbraucher geschalteten Transistor, der somit als Längsregler wirkt, eine Steuerstufe, die die Spannung am Verbraucher mißt und den Innenwiderstand des Längstransistors ent sprechend steuert, sowie eine Anschwinghilfsstufe, die von der Leistungsquelle her oder aber vom Verbraucher her einen Impuls zum Aufsteuern des Längstransistors gibt. Zwar arbeitet die bekannte Schaltungsanordnung bis hinunter zu kleinen Spannungsdifferenzen zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schaltungsanordnung, sie ist auch kurzschlußfest und sie bietet ausreichend gute Regeleigenschaften bei einem geringen Schaltungs aufwand. Ohne eine Anschwinghilfe ist die einfache Schal tung nicht selbstanlaufend, daher bleibt bei der Inbe triebnahme der Schaltungsanordnung beim Anlegen einer Eingangsspannung und im Betrieb nach dem Aufheben eines Kurzschlusses am Ausgang die Ausgangsspannung dem Wert Null. Als statische Anschwinghilfe ist es üblich, der geschilderten Schaltungsanordnung einen Spannungs teiler vorzuschalten und von der Anzapfung des Spannungs teilers über eine Diode eine Verbindung zum heißen Ende des Ausgangs der Schaltungsanordnung herzustellen. Eine solche Anschwinghilfsstufe ist jedoch für stark schwan kende Eingangsspanungen, wie sie im Kraftfahrzeug-Bord netz auftreten können, nicht verwendbar. Eine dynamische Anschwinghilfe besteht vorzugsweise aus der Reihenschal tung eines Widerstands und eines Kondensators, die der Schaltungsanordnung vorgeschaltet ist, wobei der Kon densator am heißen Ende des Eingangs liegt, und bei der eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einer Diode zwischen dem Verbindungspunkt der Reihenschaltung aus dem Widerstand und dem Kondensator und der Basis des Steuertrasistors liegt. Der Nachteil dieser dy namischen Anschwinghilfe ist, daß positive Änderungen der Eingangsspannung und die Steuerstufe der Schaltungs anordnung übertragen werden und dadurch der Innenwider stand des Längstransistors kurzzeitig herabgesetzt werden kann. Außerdem wirkt die Anschwinghilfe nach einem Kurz schluß am Ausgang der Schaltungsanordnung nicht, die Aus gangsspannung bleibt weiterhin auf dem Wert Null. Schließ lich ist noch eine statische Anschwinghilfe mit einem Transistor bekannt, bei der der Schaltungsanordnung ein Spannungsteiler aus einer Reihenschaltung aus einem Wi derstand und einer Zenerdiode vorgeschaltet ist. Die Zenerdiode liegt mit einer Elektrode an Masse. Zwischen dem Verbindungspunkt der Reihenschaltung und der Basis des Steuertransistors liegt die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors der Anschwinghilfe, die Basis dieses Transistors ist an das heiße Ende des Ausgangs der Schaltungsanordnung angeschlossen. Der Aufwand für diese Schaltungsanordnung ist verhältnismäßig hoch, da ein zusätzlicher Transistor erforderlich ist, außerdem ist die Schaltung nicht kurzschlußfest, weil der Transistor ebenfalls angesteuert wird.A Circuit arrangement for keeping a supply voltage in a simple way is already known. It essentially includes one with his Emitter-collector path in the connecting line between a power source and a consumer switched transistor, thus acting as a series regulator acts, a control stage, the voltage at the consumer measures and ent the internal resistance of the series transistor speaking controls, as well as a start-up level that from the power source or from the consumer forth a pulse to open the series transistor gives. The known circuit arrangement works down to small voltage differences between the input and the output of the circuit arrangement, it is also short-circuit proof and it offers sufficient good control characteristics with a low circuit expenditure. The simple scarf is without a start-up aid not self-starting, so stick to the Driving the circuit arrangement when creating a Input voltage and in operation after picking up a Short circuit at the output the output voltage the value Zero. As a static starting aid, it is common the circuit arrangement described a voltage divider upstream and from tapping the voltage divides via a diode to the hot end to produce the output of the circuit arrangement. A however, such a start-up level is for strongly swan kende input voltages, as in the motor vehicle board network can occur, not usable. A dynamic Start-up aid preferably consists of the row scarf tion of a resistor and a capacitor that the Circuit arrangement is connected upstream, the Kon is at the hot end of the entrance, and at which is a series connection of a resistor and one Diode between the connection point of the series connection from the resistor and the capacitor and the base of the control transistor. The disadvantage of this dy Named start-up aid is that positive changes the input voltage and the control stage of the circuit arrangement are transmitted and thereby the internal resistance level of the series transistor can be briefly reduced can. In addition, the starter aid works after a short not at the end of the circuit arrangement, the off output voltage remains at zero. Close is still a static starting aid with a Known transistor, in which the circuit arrangement Voltage divider from a series connection from a Wi the state and a Zener diode is connected upstream. The Zener diode is grounded with one electrode. Between the connection point of the series connection and the base of the control transistor is the emitter-collector path of the transistor of the starter, the base of this The transistor is at the hot end of the output of the Circuit arrangement connected. The effort for this Circuit arrangement is relatively high since one additional transistor is required, too the circuit is not short-circuit proof because of the transistor is also controlled.

Eine weitere Anschwingschaltung für elektronisch stabilisierte Netz geräte ist aus der DD 91 853 bekannt. In dieser Druckschrift wird eine Schaltungsanordnung zum Konstanthalten einer Versorgungsspan nung mit einer Längsregelstufe beschrieben, die mittels einer aus drei Bauelementen, nämlich eines Widerstandes, einer Zenerdiode und einer Diode bestehenden Anschwinghilfsstufe ein sicheres Anspringen beim Einschalten Speisespannung ermöglicht.Another start-up circuit for electronically stabilized network devices is known from DD 91 853. In this publication a circuit arrangement for keeping a supply voltage constant tion described with a longitudinal control stage, which by means of a three components, namely a resistor, a Zener diode and a start-up auxiliary stage existing diode a safe start enables supply voltage when switched on.

Die bisher bekannten Schaltungen sind für eine Verwendung in einem Bordnetzsystem für Kraftfahrzeuge nur wenig geeignet. Die Bordnetz spannung, die gleich der Eingangsspannung für die Schaltungsan ordnung ist, schwankt stark, nämlich zwischen 5 Volt und 20 Volt, sie ist außerdem mit Störspannungen überlagert, die in der Spitze 100 Volt erreichen können. Die Ausgangsspannung der Schaltungsan ordnung soll jedoch konstant sein; die Belastung durch Verbraucher variiert im engen Rahmen.The previously known circuits are for use in one On-board electrical system for motor vehicles is not very suitable. The electrical system voltage equal to the input voltage for the circuit order, fluctuates strongly, namely between 5 volts and 20 volts, it is also superimposed with interference voltages that are at the top Can reach 100 volts. The output voltage of the circuit however, order should be constant; the burden of consumers varies within a narrow range.

Object of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanord nung zum Konstanthalten einer Versorgungsspannung ein sicheres An schwingen zu ermöglichen. Weiterhin sollte diese Schaltungsanordnung kurzschlußfest und auch bei stark schwankenden Eingangsspannungen funktionsfähig sein. Gelöst wird diese Aufgabe durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruchs.The invention has for its object in a circuit arrangement voltage to keep a supply voltage constant to allow swinging. Furthermore, this circuit arrangement should short-circuit proof and also with strongly fluctuating input voltages be functional. This task is solved by the kenn drawing features of the claim.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber den bekannten Anordnungen den Vorteil, daß sie auch dann, wenn kein Ausgangsstrom floß, wieder anschwingt. Außerdem ist sie kurzschlußfest. Schließlich ist sie auch bei stark schwankenden Eingangsspannungen im gewünschten Maß funktionsfähig.The arrangement according to the invention with the characteristic Features of the main claim compared to the known Arrangements have the advantage that even if none Output current flowed, swings again. Besides, it is short-circuit proof. After all, it is also strong fluctuating input voltages to the desired degree functioning.

Beson ders vorteilhaft ist, daß der Längstransistor entlastet wird, da die Anschwinghilfsstufe selbst gegebenenfalls einen geforderten Minimalstrom aufbringen kann. Durch die Doppelfunktion der Anschwinghilfsstufe ist es häufig möglich, für den Längstransistor eine kleinere oder billigere Type zu verwenden. Der Längstransistor kann dann sogar direkt auf eine Leiterplatte montiert werden, in vielen Fällen ist kein Kühlblech mehr er forderlich.Especially it is advantageous that the series transistor is relieved is, since the start-up aid level itself if necessary can apply a required minimum current. By it is the dual function of the starting aid often possible, a smaller one for the series transistor or cheaper type to use. The series transistor can even be mounted directly on a circuit board in many cases he is no longer a heat sink conducive.

drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are in the drawing shown and in the description below explained.

Fig. 1 zeigt eine vollständige Schaltung be kannter Art, die Fig. 1 shows a complete circuit be known type

Fig. 2 und 3 je ein Ausführungsbei spiel. Fig. 2 and 3 each play a Ausführungsbei.

Description of the embodiments

In Fig. 1 ist zunächst eine bekannte Schaltungsanordnung S vorgestellt. Sie enthält einen Längstransistor T ₂, dessen Emitter an den Eingangsanschluß E und dessen Kollektor an den Ausgangsanschluß A geführt ist. Zwi schen der Basis des Längstransistors T ₂ und dem Masse anschluß M liegt die Reihenschaltung der Kollektor- Emitter-Strecke eines Steuertransistors T ₁ und eines Emitter-Widerstands R ₃. Zwischen dem Kollektor des Längs transistors T ₂ und dem Emitter des Steuertransistors T ₁ ist eine Zenerdiode D ₁ angeschlossen. Zwischen dem Ausgangsanschluß A und dem Masseanschluß M liegt ein Spannungsteiler aus den Widerständen R ₁ und R ₂. An den Verbindungspunkt zwischen R ₁ und R ₂ ist die Basis des Steuertransistors T ₁ angeschlossen. Der Schaltungsan ordnung S ist eine Anschwinghilfsstufe H vorgeschaltet. Die Anschwinghilfsstufe H umfaßt die Reihenschaltung aus einem Hilfskondensator C _h und einem Hilfswider stand R _h ₁. Der Kondensator C _h liegt mit seinem einen Ende an dem Eingangsanschluß E, der Widerstand R _h ₁ mit seinem einen Ende am Masseanschluß M. Vom Verbindungs punkt der Reihenschaltung zur Basis des Steuertransi stors T ₁ führt eine Reihenschaltung aus einem zweiten Hilfswiderstand R _h ₂ und einer Hilfsdiode D _h. An den Ausgang der Schaltungsanordnung S ist als Verbraucher ein Lastwiderstand R ₁ angeschlossen. Die Eingangs spannung für die Schaltungsanordnung S wird bei dem bekannten Schaltungsbeispiel aus einem Netzgerät gelie fert, das aus einem Übertrager Ü und einem Gleich richtergerät G besteht.A known circuit arrangement S is first presented in FIG. 1. It contains a series transistor T ₂ , the emitter of which is connected to the input connection E and the collector of which is connected to the output connection A. Between the base of the series transistor T ₂ and the ground terminal M is the series connection of the collector-emitter path of a control transistor T ₁ and an emitter resistor R ₃ . Between the collector of the series transistor T ₂ and the emitter of the control transistor T _1, a Zener diode D ₁ is connected. Between the output terminal A and the ground terminal M is a voltage divider consisting of the resistors R ₁ and R ₂ . The base of the control transistor T _{1 is} connected to the connection point between R ₁ and R ₂ . The circuit arrangement S is preceded by an auxiliary starting stage H. The auxiliary starting stage H comprises the series circuit comprising an auxiliary capacitor C _h and an auxiliary resistor R _h ₁ . One end of the capacitor C _h is connected to the input terminal E , the one end of the resistor R _h _{1 is} connected to the ground terminal M. From the connection point of the series connection to the base of the Steuertransi stors T ₁ leads a series connection of a second auxiliary resistor R _h ₂ and an auxiliary diode D _h . A load resistor R _{1 is} connected to the output of the circuit arrangement S as a consumer. The input voltage for the circuit arrangement S is gelie manufactured in the known circuit example from a power supply unit consisting of a transformer U and a rectifier device G.

In Fig. 2 ist eine erste Variante der Erfindung gezeigt. Die Schaltungsanordnung S umfaßt die gleichen Schaltungs elemente wie das bekannte Beispiel nach Fig. 1. Als An schwinghilfe ist jetzt der Schaltungsanordnung S eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R _p und einer Zener diode D _z vorgeschaltet, wobei die Anode der Zenerdiode mit dem Masseanschluß M verbunden ist; weiter liegt zwischen dem Verbindungspunkt X der Reihenschaltung und dem Ausgangsanschluß A der Schaltungsanordnung S eine Diode D ₃ mit ihrer Kathode am Ausgangsanschluß A. Für die Dimensionierung der Schaltelemente ist zu be achten. daß die Durchbruchspannung U _z der Zenerdiode D _z mindestens so groß sein muß wie die eingestellte Ausgangsspannung U _a.In Fig. 2 shows a first variant of the invention is shown. The circuit arrangement S includes the same circuit elements as the known example of FIG. 1. oscillating support as to now the circuit arrangement S _p is a series circuit of a resistor R and a Zener diode D _z connected upstream, wherein the anode of the Zener diode to the ground terminal M connected is; furthermore, between the connection point X of the series circuit and the output connection A of the circuit arrangement S, there is a diode D ₃ with its cathode at the output connection A. Please note the dimensions of the switching elements. that the breakdown voltage U _{z of} the Zener diode D _z must be at least as large as the set output voltage U _a .

Diese Anschwinghilfe kann überall dort angewendet werden, wo der Ausgangsstrom I _a sehr klein oder gleich Null wer den kann.This start-up aid can be used wherever the output current I _{a is} very small or equal to zero.

In Fig. 3 ist eine zweite Variante der Erfindung vorge stellt. Jetzt ist die Diode D ₃ durch einen ohmschen Widerstand R _p ersetzt. Für die Dimensionierung gilt, daß die Zenerspannung U _z mindestens so groß sein muß wie die Ausgangsspannung U _a und daß der Widerstand R _pz = (U _z - U _a) : I _amin ist. Die Widerstände R _p ₁ und R _pz der Anschwinghilfsstufe H erfüllen zwei Funktionen: Einmal dienen sie als Anschwinghilfe, zum anderen entlasten sie den Längstransi stor T ₂, weil die Widerstände R _p ₁ und R _pz gegebenenfalls den Mindestausgangsstrom I _amin aufbringen können.In Fig. 3, a second variant of the invention is provided. The diode D ₃ is now replaced by an ohmic resistor R _p . For dimensioning, the Zener voltage U _z must be at least as large as the output voltage U _a and the resistance R _pz = (U _z - U _a ): I _amine . The resistors R _p ₁ and R _{pz of} the starting auxiliary stage H fulfill two functions: on the one hand they serve as starting aid, on the other hand they relieve the longitudinal transistor T ₂ , because the resistors R _p ₁ and R _{pz can} possibly apply the minimum _{output current} I _amine .

In manchen Anwendungsfällen kann die Zenerdiode entfallen. Dann steigt jedoch die Ausgangsspannung U _a für die Eingangsspannungen U _e, die nicht vorgesehene hohe Werte erreichen, über den vorgege benen konstanten Wert hinaus an.In some applications, the Zener diode can be omitted. Then, however, the output voltage U _a for the input voltages U _e , which do not reach high values, rises above the predetermined constant value.

Claims

Circuit arrangement for keeping a supply voltage constant with a longitudinal regulating stage, a control stage and an auxiliary starting stage, which comprises three two-pole switching elements (R _p ₁ , R _pz , D ₃ , D _z ), of which starting from a common connection point (X) with its respective Free end of the first Schaltele element (R _p ₁ ), an ohmic resistor, at the input (E) , and the third (D _z ), a reverse Zener diode, at the ground terminal (M) , characterized in that the second switching element a rectifier element switched in the forward direction (D ₃ ) or an ohmic resistor (R _pz ) and is present at the output of the series control stage (T ₂ ).