DE3100597C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung nach dem Oberbe­ griff des Hauptanspruchs.

Aus der DE-Z-"Regelungstechnische Praxis", 1974, Heft 9, Seite M 57 ist eine abgleichbare Schaltungsanordnung zur Stabilisierung einer elektrischen Spannung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei der im ersten Leiterabschnitt die Emitter-Kollektor-Strecke eines Längstransistors liegt, wobei am Emitter dieses Transistors die stabi­ lisierte Spannung abgenommen werden kann und die Basis des Transistors über eine Parallelschaltung eines Einstellwiderstandes, einer Zener­ diode und eines Kondensators mit einem zweiten Leiterabschnitt verbun­ den ist. Mit dieser Schaltungsanordnung kann eine stabilisierte Aus­ gangsspannung erhalten werden, deren Wert abhängig ist von der Durch­ bruchsspannung der Zenerdiode.

Eine derartige Schaltungsanordnung zur Spannungsstabilisierung ist auch aus dem Fachbuch von Tietze/Schenk: "Halbleiterschaltungstechnik", 1980, Seite 371, Abbildung 16.7 bekannt. Dort wird ein Emitterfolger, dessen Basis an eine Referenzspannungsquelle angeschlossen ist, als Spannungsregler verwendet, der aus einer ungeregelten Eingangsspannung eine geregelte Ausgangsspannung bildet. Wenn die Referenzspannung an einem Potentiometer abgegriffen wird, läßt sich eine einstellbare Aus­ gangsspannung erzielen.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine stabilisierte Ausgangs­ spannung zu erhalten, und sicherzustellen, daß trotz Streuungen der verwendeten Bauelemente eine Ausgangsspannung erhalten wird, deren Wert oberhalb eines gewünschten Sollwertes, aber auch unterhalb eines anderen gewünschten Sollwertes liegt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden durch Anwendung der kennzeichnenden Maßnahmen des Hauptanspruches die Unzulänglich­ keiten bekannter Schaltungsanordnungen zur Spannungsregelung in be­ friedigendem Maß vermieden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Maßnahmen für die schaltungs­ mäßige Realisierung der Erfindung angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schaltungs­ mäßig dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert.

Ausführungsbeispiel

Die in der Zeichnung dargestellte Schaltungsanordnung zur Spannungs­ stabilisierung soll zur Stabilisierung der zwischen einem ersten Leiterabschnitt 1 und einem zweiten (mit Masse verbundenen) Leiterabschnitt 2 vorhandenen elektrischen Spannung dienen. Die elek­ trische Spannung wird von einer Gleichstromquelle 3 zur Verfügung ge­ stellt, deren Minuspol an einer zum zweiten Leiterabschnitt 2 gehören­ den Eingangsklemme 4 liegt und deren Pluspol mittels eines Betriebs­ schalters 5 an eine zu dem ersten Leiterabschnitt 1 gehörende Ein­ gangsklemme 6 legbar ist. Zwischen einer zu dem ersten Leiterabschnitt 1 gehörenden Ausgangsklemme 7 und einer zu dem zweiten Leiterabschnitt 2 gehörenden Ausgangsklemme 8 ist schaltungsmäßig ein Lastwiderstand 9 eingefügt, an dem eine konstante Spannung wirksam sein soll. Zu diesem Zweck ist in dem ersten Leiterabschnitt 1 die Kollektor-Emit­ ter-Strecke eines (npn-) Längs­ transistors 10 vorgesehen, wobei der Emitter der Ausgangs­ klemme 7 zugewandt ist und der dem Kollektor vorausgehende Teil 11 des Leiterabschnittes 1 über einen Bemessungswider­ stand 12 mit der zu dem Längstransistor 10 gehörenden Ba­ sis Verbindung hat. Außerdem ist die Basis des Längstran­ sistors 10 Ausgangspunkt für einen Schaltungszweig, der zunächst über einen ohmschen Einstellwiderstand 13 und da­ nach über eine von der Spannung in Sperrichtung beanspruchte Zenerdiode 14 zum zweiten Leiterabschnitt 2 verläuft. Der aus dem Einstellwiderstand 13 und der Zenerdiode 14 be­ stehenden Serienschaltung ist die Serienschaltung eines ohmschen Festwiderstandes 15 und einer weiteren Zenerdiode 16 parallel geschaltet, wobei die Anoden der beiden Zenerdioden 14, 16 einander zugewandt sind und der Be­ messungswiderstand 12 über den Festwiderstand 15 mit der Basis des Längstransistors 10 Verbindung hat.

Zweckmäßig ist es, im ersten Leiterabschnitt 1 zwischen dem Anschluß des Bemessungswiderstandes 12 und dem Kollektor des Längstransistors 10 eine von der Spannung in Durchlaß­ richtung beanspruchte Verpolungsschutzdiode 17 vorzusehen.

Des weiteren empfiehlt es sich, die Schaltungsanordnung - wie mit gestricheltem Linienzug angedeutet - dahingehend zu ergänzen, daß zwischen den Anoden der beiden Zener­ dioden 14, 16 und dem zweiten Leiterabschnitt 2 eine von der Spannung in Durchlaßrichtung beanspruchte Diode 18 und zwischen der von dem Bemessungswiderstand 12 zu dem Festwiderstand führenden Verbindung und dem zweiten Lei­ terabschnitt 2 eine von der Spannung in Sperrichtung be­ anspruchte Diode 19 eingefügt wird.

Schließlich ist es vorteilhaft, zwischen dem von dem Emitter des Längstransistors 10 sich fortsetzenden Teil 20 des ersten Leiterabschnittes 1 und dem zweiten Leiter­ abschnitt 2 einen Pufferkondensator 21 einzufügen.

Die soeben beschriebene Schaltungsanordnung hat fol­ gende Wirkungsweise:

Die Zenerdiode 16 hat eine Zenerspannung, die es er­ laubt, die Spannung an dem Lastwiderstand 9 - trotz aller Streuungen der Bauelemente - auf einem Wert zu halten, der oberhalb des gewünschten Sollwertes liegt. Dagegen hat die Zenerdiode 14 eine Zenerspannung, die es ge­ stattet, die Spannung am Lastwiderstand 9 - ebenfalls trotz Streuungen aller Bauelemente - auf einem Wert zu halten, der unterhalb des gewünschten Sollwertes liegt. Mit Hilfe des Einstellwiderstandes 13 wird dann schließ­ lich die Vorspannung an der Basis des Längstransistors 10 so festgelegt, daß sich der gewünschte Spannungs­ wert an dem Lastwiderstand 9 ergibt.

Durch den Pufferkondensator 21 wird die Sollspannung an dem Lastwiderstand 9 auch dann aufrechterhalten, wenn doch einmal kurze Spannungsabsenkungen an den Ausgangs­ klemmen 7, 8 auftreten sollten.

Durch die vorgesehene Verpolungsschutzdiode 17 wird die Schaltungsanordnung für den Fall gegen Schaden geschützt, daß beim Anschluß an die Stromquelle 3 einmal die Ein­ gangsklemmen 4, 6 verwechselt werden sollten.

Durch die Diode 18 wird die Sollspannung an dem Last­ widerstand 9 auch dann aufrechterhalten, wenn Temperatur­ veränderungen auftreten. Es empfiehlt sich aber in diesem Zusammenhang, die Diode 19 einzufügen, damit negative Störimpulse keinen unerwünschten Einfluß auf die Schal­ tungsanordnung ausüben können. Positive Störimpulse wer­ den durch die Zenerdioden 14, 16 unwirksam gemacht.

Claims (5)

1. Abgleichbare Schaltungsanordnung zur Spannungsstabilisierung mit einem Emitterfolger, der aus einem Längstransistor besteht, wobei der Kollektor über die Reihenschaltung eines Bemessungswiderstandes (12) und einer Zenerdiode (16) mit Masse verbunden ist und parallel zu der Zenerdiode (16) ein Einstellwiderstand (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit dem Einstellwiderstand (13) eine wei­ tere Zenerdiode (14) geschaltet ist, deren Anode mit Masse verbunden ist und daß zwischen dem Verbindungspunkt von Zenerdiode (16) und Be­ messungswiderstand (12) und der Basis ein Festwiderstand (15) angeord­ net ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschluß des Bemessungswiderstandes (12) und dem Kollek­ tor des Längstransistors (10) eine von der Spannung in Durchlaßrich­ tung beanspruchte Verpolschutzdiode (17) vorgesehen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden der beiden Zenerdioden (14, 16) gemeinsam über eine von der Spannung in Durchlaßrichtung beanspruchte Diode (18) mit Masse Verbin­ dung haben.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Bemessungswiderstand (12) und dem Festwiderstand (15) vorhandene Verbindung über eine von der Spannung in Sperrichtung beanspruchte Diode (19) an Masse liegt.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Emitter des Längstransistors (10) und Masse ein Puffer­ kondensator (21) liegt.