DE3418191A1 - Circuit for reversing the current direction to a DC load - Google Patents

Circuit for reversing the current direction to a DC load

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DE3418191A1 DE19843418191 DE3418191A DE3418191A1 DE 3418191 A1 DE3418191 A1 DE 3418191A1 DE 19843418191 DE19843418191 DE 19843418191 DE 3418191 A DE3418191 A DE 3418191A DE 3418191 A1 DE3418191 A1 DE 3418191A1
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Abstract

A circuit is described for reversing the direction of a current to a DC load, in which first to fourth transistors (1-4) are connected to one another in the form of a bridge such that one pair of connections is arranged in the bridge between a power supply (18) and an earth (13), and the other pair of connections is connected to the DC load (5). The control electrodes of the first and of the third transistors (1, 3) are supplied by means of fifth and sixth transistors (6, 7) with control signals for controlling a voltage via the DC load (5). The direction of the current flowing through the DC load (5) is reversed in that the control signals supplied to the control electrodes of the second, fourth, fifth and sixth transistors (2, 4, 6, 7) are changed in a suitable manner. <IMAGE>

Description

Schaltung zum Umschalten der Stromrichtung Circuit for switching the current direction

an eine Gleichstromlast BESCHRETBUNG Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Umschalten der Richtung eines Stromes, der an eine Gleichstromlast geliefert wird und insbesondere einen Schaltkreis in solch einer Schaltung zum Steuern der Spannung, die an die Gleichstromlast gelegt ist. to a DC load DESCRIPTION The invention relates to a Circuit for switching the direction of a current fed to a direct current load and in particular a circuit in such a circuit for controlling the voltage applied to the DC load.

Fig. 1 zeigt eine konventionelle Schaltung zum Umschalten der Richtung eines Stromes, der an eine Gleichstromlast gelegt ist. Eine Gleichstromlast 5 ist zwischen einem Knotenpunkt A und einem Knotenpunkt B an-geordnet. Der Knotenpunkt A ist mit dem Emitter eines NPN-Transistors 1 und mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 2 verbunden. Der Knotenpunkt B ist mit dem Emitter eines NPN-Transistors 3 und mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 4 verbunden. Der Emitter des NPN-Transistors 2 und der Emitter des NPN-Transistors 4 sind so miteinander verbunden, daß ihre Verbindung mit einem Masseanschluß 13 verbunden ist. Der Kollektor des NPN-Transistors 1 und der Kollektor des NPN-Transistors 3 sind miteinander so verbunden, daß ihre Verbindung mit der Verbindung zwischen dem Kollektor eines PNP-Transistors 14 und dem Emitter eines NPN-Transistors 15 in einer Ausgangsspannungs-Steuerschaltung 30 verbunden ist. Die Basis des NPN-Transistors 1 ist mit dem Kollektor eines PNP-Transftors 6 verbunden, während die Basis des NPN-Transistors 3 mit dem Kollektor eines PNP-Transistors 7 verbunden ist. Der Emitter des PNP-Transistors 6 und der Emitter des PNP-Transistors 7 sind so miteinander verbunden, daß ihre Verbindung mit einem ersten Stromversorgungsanschluß 12 verbunden ist. Der Emitter des PNP-Transistors 12 in der Ausgangsspannungs-Steuerschaltung 30 ist mit einem zweiten Stromversorgungsanschluß 17 verbunden. Die Basiselektroden des PNP-Transistors 6, des NPN-Transistors 2, des PNP-Transistors 7 und des NPN-Transistors 4 sind jeweils mit Steuereingangsanschlüssen 8, 9, 10 und 11 zum Umschalten der Richtung eines zur Gleichstromlast 5 fließenden Stromes verbunden.Fig. 1 shows a conventional circuit for switching the direction of a current applied to a DC load. A DC load 5 is between a node A and a node B. The hub A is to the emitter of an NPN transistor 1 and to the collector of an NPN transistor 2 connected. The node B is with the emitter of an NPN transistor 3 and with connected to the collector of an NPN transistor 4. The emitter of the NPN transistor 2 and the emitter of the NPN transistor 4 are connected to each other so that their Connection to a ground terminal 13 is connected. The collector of the NPN transistor 1 and the collector of the NPN transistor 3 are connected to each other so that their Connection to the connection between the collector of a PNP transistor 14 and the emitter of an NPN transistor 15 in an output voltage control circuit 30 is connected. The base of the NPN transistor 1 is connected to the collector of a PNP transistor 6 connected, while the base of the NPN transistor 3 is connected to the collector of a PNP transistor 7 is connected. The emitter of the PNP transistor 6 and the emitter of the PNP transistor 7 are interconnected so that their connection to a first power supply terminal 12th connected is. The emitter of the PNP transistor 12 in the output voltage control circuit 30 is connected to a second power supply connection 17. The base electrodes the PNP transistor 6, the NPN transistor 2, the PNP transistor 7 and the NPN transistor 4 are each with control input terminals 8, 9, 10 and 11 for switching the Direction of a current flowing to the direct current load 5.

Die Basis des NPN-Transistors 15 in der Ausgangsspannungs-Steuerschaltung 30 ist mit einem Steuereingangsanschluß 16 zum Steuern der Spannung über der Gleichstromlast 5 verbunden.The base of the NPN transistor 15 in the output voltage control circuit 30 has a control input terminal 16 for controlling the voltage across the DC load 5 connected.

Wenn beim Betrieb Niederpegelsignale zu den Eingangsanschlüssen 8 und 9 und Hochpegelsignals zu den Eingangsanschlüssen 10 und 11 geführt werden, werden der PNP-Transistor 6 und die NPN-Transistoren 1 und 4 eingeschaltet, während der PNP-Transistor 7 und die NPN-Transistoren 2 und 3 abgeschaltet werden.When operating low level signals to input terminals 8 and 9 and high level signals are fed to input terminals 10 and 11, the PNP transistor 6 and the NPN transistors 1 and 4 are turned on while the PNP transistor 7 and the NPN transistors 2 and 3 are switched off.

Demgemäß wird die Gleichstromlast 5 mit einem in der Richtung vom Knotenpunkt A zum Knotenpunkt B fließenden Strom versorgt.Accordingly, the DC load 5 becomes with one in the direction from Node A to node B is supplied with current flowing.

Die Spannung VA des Knotenpunkts A zu dieser Zeit wird durch die folgende Gleichung dargestellt: VA 16 BE15 VCE1 wobei V16 die Spannung am Steuereingangsanschluß 16, VBE1 die Basis-Emitter-Spannung des NPN-Transistors 15, und VcEl die Kollektor-Emitter-Spannung des NPN-Transistors 1 darstellen. Es wird in diesem Fall angenommen, daß gilt Vccl2 > V16, wobei VCC12 die Spannung am ersten Stromversorgungsanschluß 12 darstellt.The voltage VA of the node A at this time is given by the following Equation shown: VA 16 BE15 VCE1 where V16 is the voltage at the control input connection 16, VBE1 the base-emitter voltage of the NPN transistor 15, and VcEl the collector-emitter voltage of the NPN transistor 1. In this case, it is assumed that Vccl2 holds > V16, where VCC12 represents the voltage at the first power supply terminal 12.

Unter Vernachlässigung einer Änderung der Basis-Emitter-Spannung VBE15 und der Kollektor-Emitter-Spannung VCEl durch den Laststrom, kann die Spannung VA durch die Spannung V16 gesteuert werden. Ohne Berücksichtigung einer Änderung der Spannung VB des Knotenpunkts B durch den Laststrom kann deshalb die über die Gleichstromlast 5 angelegte Spannung VAB durch die Spannung V16 gesteuert werden.Neglecting a change in the base-emitter voltage VBE15 and the collector-emitter voltage VCEl by the load current, the voltage VA can be controlled by the voltage V16. Without considering a change in tension VB of the node B through the load current can therefore be the over the direct current load 5 applied voltage VAB can be controlled by the voltage V16.

Wenn, anders als oben beschrieben, Hochpegelsignale an die Eingangsanschlüsse 8 und 9 und Niederpegelsignale an die Eingangsanschlüsse 10 und 11 geführt werden, wird die Gleichstromlast 5 mit einem in der Richtung vom Knotenpunkt B zum Knotenpunkt A fließenden Strom versorgt. Es ist einleuchtend, daß auch in diesem Fall die über die Gleichstromlast 5 angelegte Spannung VAB durch die Spannung V16 auf ähnliche Weise wie oben beschrieben gesteuert werden kann.If, other than described above, high level signals to the input terminals 8 and 9 and low level signals are fed to input terminals 10 and 11, the DC load 5 becomes one in the direction from node B to node A flowing current is supplied. It is evident that in this case too the over the DC load 5 applied voltage VAB by the voltage V16 to similar Way can be controlled as described above.

In der in Fig. 1 gezeigten konventionellen Schaltung ist die AúsgangsspannungeSteuerschaltung 30 im allgemeinen vorgesehen als eine Halbleitereinrichtung unabhängig von anderen Komponenten. Der zu der Gleichstromlast 5 fließende Strom wird von dem zweiten Stromversorgungsanschluß 17 durch den PNP-Transistor 14 geliefert. Wenn deshalb die Gleichstromlast 5 mit einem großen Strom versorgt werden soll, muß der PNP-Transistor 14 einen großen Strom verarbeiten können. Das bedeutet, daß, wenn die Ausgangsspannungs-Steuerschaltung 30 integriert ist, die von dem PNP-Transistor 14 belegte Fläche auf der integrierten Schaltung vergrößert wird. Infolgedessen ist bei der konventionellen Schaltung nach Fig. 1 die Integration der Ausgangsspannungs-Steuerschaltung praktisch unmöglich.In the conventional circuit shown in Fig. 1, the output voltage is control circuit 30 generally envisaged as a semiconductor device independent of others Components. The current flowing to the DC load 5 is supplied from the second power supply terminal 17 supplied through the PNP transistor 14. Therefore, if the DC load 5 with To be supplied with a large current, the PNP transistor 14 must have a large one Can process electricity. That is, when the output voltage control circuit 30 is integrated, the area occupied by the PNP transistor 14 on the integrated Circuit is enlarged. As a result, the conventional circuit is after Fig. 1, the integration of the output voltage control circuit is practically impossible.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Schaltung zum Umschalten der Richtung eines an eine Gleichstromlast zu legenden Stroms. Die Schaltung nach der vorliegenden Erfindung weist einen Stromversorgungsanschluß, einen Masseanschluß, erste und zweite Verbindungsanschlüsse zum Verbinden der Gleichstromlast zwischen denselben, einen zwischen dem Stromversorgungsanschluß und dem ersten Verbindungsanschluß angeordneten ersten Transistor, einen zwischen dem Masseanschluß und dern ersten Verbindungsanschluß angeordneten zweiten Transistor, einen zwischen dem Stromversorgungsanschluß und dem zweiten Verbindungsanschluß angeordneten dritten Transistor, einen zwischen dem Masseanschluß und dem zweiten Verbindungsanschluß angeordneten vierten Transistor, eine Steuereinrichtung zum Steuern der Spannung über der Gleichstromlast und eine Einrichtung zum Liefern von Steuersignalen zum Umschalten der Richtung des Stromes durch die Gleichstromlast auf.The present invention is directed to a switching circuit the direction of a current to be applied to a DC load. The circuit after the present invention has a power supply connection, a ground connection, first and second connection terminals for connecting the DC load between the same one between the power supply terminal and the first connection terminal arranged first transistor, one between the ground terminal and the first connection terminal arranged second transistor, one between the power supply terminal and the second connection terminal arranged third Transistor, one between the ground terminal and the second connection terminal arranged fourth transistor, a control device for controlling the voltage across the DC load and means for providing control signals to the Switching the direction of the current through the DC load on.

Die Steuereinrichtung weist fünfte und sechste Transistoren und eine Spannungsliefereinrichtung zum variablen Liefern einer Spannung auf, bei der der fünfte Transistor zwischen der Steuerelektrode des ersten Transistors und der Spannungsliefereinrichtung vorgesehen ist und der sechste Transistor zwischen der Steuerelektrode des dritten Transistors und der Spannungsversorgungseinrichtung liegt. Die Steuersignale zum Umschalten der Richtung des Stromes werden an die Steuerel.ektroden der ersten, vierten, fünften und sechsten Transistoren geführt.The control device has fifth and sixth transistors and one Voltage supply device for the variable supply of a voltage at which the fifth transistor between the control electrode of the first transistor and the voltage supply device is provided and the sixth transistor between the control electrode of the third Transistor and the voltage supply device lies. The control signals to the The direction of the current is switched over to the control electrodes of the first, fourth, fifth and sixth transistors led.

Demzufolge ist es eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung zu liefern zum Umschalten der Richtung eines Stroms an eine Gleichstromlast, die wirksam die Ausgangsspannung steuern kann, während eine Vergrößerung der Fläche, die in der integrierten Schaltung belegt wird, minimiert wird.Accordingly, it is an essential object of the present invention to to provide a circuit for switching the direction of a current to a DC load, which can effectively control the output voltage while increasing the area, which is occupied in the integrated circuit is minimized.

Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren. Von den Figuren zeigen: Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm mit einer konventionellen Schaltung zum Umschalten der Richtung eines Stroms an eine Gleichstromlast; und Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm mit einer Schaltung zum Umschalten der Richtung eines Stroms an eine Gleichstromlast gemäß der Erfindung; Fig. 3 die Schaltungsstruktur eines Operationsverstärkers; Fig. 4 eine Ausgangssteuerschaltung; und Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Stromrichtungsumschalteeinrichtung.Other advantages and usefulnesses emerge from the following Description of exemplary embodiments in connection with the figures. Of the The figures show: FIG. 1 a circuit diagram with a conventional circuit for switching the direction of a current to a DC load; and Fig. 2 is a circuit diagram showing a circuit for switching the direction of a current to a DC load according to the invention; Fig. 3 shows the circuit structure of a Operational amplifier; Fig. 4 shows an output control circuit; and Fig. 5 shows another Embodiment of a current direction switching device.

In Fig. 2 ist eine Schaltung zum Umschalten der Richtung eines Stromes an eine Gleichstromlast gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Eine Gleichstromlast 5 ist zwischen einem Knotenpunkt A und einem Knotenpunkt B angeordnet. Der Knotenpunkt A ist mit dem Emitter eines NPN-Transistors 1 und mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 2 verbunden. Der Knotenpunkt B ist mit dem Emitter eines NPN-Transistors 3 und einem Kollektor eines NPN-Transistors 4 verbunden. Der Kollektor des NPN-Transistors 1 und der Kollektor des NPN-Transistors 3 sind miteinander so verbunden, daß ihre Verbindung mit einem Stromversorgungsanschluß 18 verbunden ist. Der Emitter des NPN-Transistors 2 und der Emitter des NPN-Transistors 4 sind miteinander so verbunden, daß ihre Verbindung mit einem Masseanschluß 13 verbunden ist. Die Basis des NPN-Tran.sistors 1 ist mit dem Kollektor eines PNP-Transistors 6 in einer Ausgangsspannungs-Steuerschaltung 40 verbunden. Die Basis des NPN-Transistors 3 ist mit dem Kollektor eines PNP-Transistors 7 in dem Ausgangsspannungs-Steuerschaltkreis 40 verbunden. In dem Ausgangsspannungs-Steuerschaltkreis 40 sind der Emitter des PNP-Transistors 6 und der Emitter des PNP-Transistors 7 so miteinander verbunden, daß ihre Verbindung mit dem Ausgangsanschluß einer Operationsverstärkerschaltung 19 verbunden ist.In Fig. 2 is a circuit for switching the direction of a current to a DC load in accordance with a preferred embodiment of the present invention Invention shown. A DC load 5 is between a node A and a Node B arranged. The node A is to the emitter of an NPN transistor 1 and connected to the collector of an NPN transistor 2. The node B is with the emitter of an NPN transistor 3 and a collector of an NPN transistor 4 connected. The collector of NPN transistor 1 and the collector of NPN transistor 3 are connected to each other so that their connection to a power supply terminal 18 is connected. The emitter of the NPN transistor 2 and the emitter of the NPN transistor 4 are connected to one another in such a way that their connection to a ground connection 13 connected is. The base of the NPN Tran.sistor 1 is connected to the collector of a PNP transistor 6 in an output voltage control circuit 40. The base of the NPN transistor 3 is connected to the collector of a PNP transistor 7 in the output voltage control circuit 40 connected. In the output voltage control circuit 40, the emitters are PNP transistor 6 and the emitter of PNP transistor 7 connected to one another so that that their connection to the output terminal of an operational amplifier circuit 19 is connected.

Der Ausgangsanschluß der Operationsverstärkerschaltung 19 ist mit ihrem Minus-Eingangsanschluß verbunden. Der Plus-Eingangsanschluß der Operationsverstärkerschaltung 19 ist mit einem Steuereingangsanschluß 20 zum Steuern der Spannung über die Gleichstromlast 5 verbunden. Die Basiselektroden des PNP-Transistors 6, des NPN-Transistors 2, des PNP-Transistors 7 und des NPN-Transistors 4 sind jeweils verbunden mit Steuereingangsanschlüssen 8, 9, 10 und 11 zum Empfangen von Steuersignalen zum Umschalten der Richtung des durch die Gleichstromlast 5 fließenden Stroms.The output terminal of the operational amplifier circuit 19 is with connected to their minus input terminal. The plus input terminal of the operational amplifier circuit 19 has a control input terminal 20 for controlling the voltage across the DC load 5 connected. The base electrodes of the PNP transistor 6, the NPN transistor 2, des PNP transistor 7 and the NPN transistor 4 are each connected to control input terminals 8, 9, 10 and 11 for receiving control signals to switch the direction of the current flowing through the direct current load 5.

Die Operationsverstärkerschaltung 19 ist als Spannungsfolger konstruiert, welcher abhängig von einem Signal von dem Steuereingangsanschluß 20 -die Emitterspannungen der PNP-Transisto-.The operational amplifier circuit 19 is constructed as a voltage follower, which depending on a signal from the control input terminal 20 -the emitter voltages the PNP transistor.

ren 6 und 7 steuert. Die Operationsverstärkerschaltung 19 kann beispielsweise durch eine wohlbekannte Schaltung wie in Fig. 3 gezeigt, gebildet sein. In Fig. 3 bedeutet das Plus-Zeichen auf der rechten Seite einen Plus-Eingangsanschluß der Operationsverstärkerschaltung 19 und das Minus-Zeichen auf der linken Seite einen Minus-Eingangsanschluß der Operationsverstärkerschaltung 19. Der in Fig. 3 gezeigte Operationsverstärkerschaltkreis, der als Spannungsfolger konstruiert ist, weist Transistoren Q1 bis Q7, Dioden D1 und D2, eine Konstant-Stromquelle I, eine Kapazität C und einen Widerstand R auf. In solch einer Operationsverstärkerschaltung wird ein Eingangssignal von einer Eingangssignalquelle hoher Impedanz einer Stromverstärkung ausgesetzt und als Ausgangssignal geliefert, wobei die Eingangsspannung wertmäßig identisch ist mit der Ausgangsspannung.ren 6 and 7 controls. The operational amplifier circuit 19 can, for example by a well-known circuit as shown in FIG. In Fig. 3, the plus sign on the right means a plus input terminal of the Operational amplifier circuit 19 and the minus sign on the left a Minus input terminal of the operational amplifier circuit 19. That shown in FIG Operational amplifier circuit constructed as a voltage follower has Transistors Q1 to Q7, diodes D1 and D2, a constant current source I, a capacitance C and a resistor R. In such an operational amplifier circuit, an input signal from a high impedance input signal source of a current gain suspended and supplied as an output signal, the input voltage in terms of value is identical to the output voltage.

Wenn in Fig. 2 Niederpegelsignale an die Eingangsanschlüsse 8 und 9 und Idochpegelsignale an die Eingangsanschlüsse 10 und 11 geführt werden, werden der PNP-Transi.stor 6 und die NPN-Transistoren 1 und 4 eingeschaltet, während der PNP-Transistor 7 und die NPN-Transistoren 2 und 3 abgeschaltet werden.When in Fig. 2 low level signals to the input terminals 8 and 9 and Ioch level signals are supplied to the input terminals 10 and 11 the PNP Transi.stor 6 and the NPN transistors 1 and 4 switched on, during the PNP transistor 7 and the NPN transistors 2 and 3 are switched off.

Infolgedessen wird die Gleichstromlast 5 mit einem in der Richtung vom Knotenpunkt A zum Knotenpunkt B fließenden Strom versorgt. Die Spannung VA des Knotenpunkts- A zu dieser Zeit wird dargestellt durch die folgende Gleichung: VA = V19 VEC6- VBE1, wobei V19 die Ausgangsspannung der Operationsverstärkerschaltung 19 darstellt, das heißt, die Emitterspannung der PNP-Transistoren 6 und 7; VEc6 stellt die Emitter-Kollektor-Spannung des PNP-Transistors 6 und VBE1 stellt die Basis-Emitter-Spannung des NPN-Transistors 1 dar. Es wird in diesem Fall angenommen, daß Vcc WVAs wobei Vcc die Spannung des Stromversorgungsanschlusses 18 darstellt.As a result, the DC load 5 becomes one in the direction power flowing from node A to node B. The voltage VA des Node A at this time is represented by the following equation: VA = V19 VEC6- VBE1, where V19 is the output voltage of the operational amplifier circuit 19 illustrates, that is, the emitter voltage of the PNP transistors 6 and 7; VEc6 represents the emitter-collector voltage of the PNP transistor 6 and VBE1 represents the Base-emitter voltage of NPN transistor 1. It is assumed in this case, that Vcc WVAs where Vcc represents the voltage of the power supply terminal 18.

Da der Operationsverstärkerschaltkreis 19 als Spannungsfolger konstruiert ist, gilt V20 = V19, und somit VA V20 VEC6 BE1 Ohne Berücksichtigung von Änderungen der Emitter-Kollektor-Spannung VEB 6 und der Basis-Emitter-Spannung VBE1 durch den Laststrom, kann die Spannung VA des Knotenpunkts A durch die Steuerspannung V20 gesteuert werden, die über-den Steuereingangsanschluß 20 angelegt ist. Ohne Berücksichtigung von Änderungen der Spannung VB des Knotenpunkts B durch den Laststrom kann deshalbdie über die Gleichstromlast 5 angelegte Spannung VAB gesteuert werden durch die Steuerspannung V20.Since the operational amplifier circuit 19 is constructed as a voltage follower is, V20 = V19, and thus VA V20 VEC6 BE1 without taking any changes into account the emitter-collector voltage VEB 6 and the base-emitter voltage VBE1 through the Load current, the voltage VA of the node A can be controlled by the control voltage V20 which is applied via the control input terminal 20. Without consideration changes in the voltage VB of the node B by the load current can therefore reduce the Voltage VAB applied across the DC load 5 can be controlled by the control voltage V20.

Der Ausgangsstrom 119 der Operatidnsverstärkerschaltung 19 wird durch folgende Gleichung ausgedrückt: I19 =1B = Io/hFE' wobei hufe den Verstärkungsfaktor der NPN-Transistoren 1 und 3, 1 den durch die Gleichstromlast 5 fließenden Ausgangslaststrom, und IB den Basisstrom der NPN-Transistoren 1 und 3 darstellen.The output current 119 of the operational amplifier circuit 19 becomes through expressed as follows: I19 = 1B = Io / hFE 'where huf is the gain factor of the NPN transistors 1 and 3, 1 the output load current flowing through the DC load 5, and IB represent the base current of the NPN transistors 1 and 3.

Bisher wurde ein Fall beschrieben, bei dem Niederpegelsignale zu den Eingangsanschlüssen 8 und 9 und Hochpegelsignale zu den Eingangsanschlüssen 10 und 11 geführt werden. Wenn, im Gegensatz dazu, Hochpegelsignale zu den Eingangsanschlüssen 8 und 9 und Niederpegelsignale zu den Eingangsanschlüssen 10 und 11 geführt werden, wird die Gleichstromlast 5 mit einem in der Richtung vom Knotenpunkt B zum Knotenpunkt A fließenden Strom versorgt, wobei die über die Gleichstromlast 5 gelegte Spannung VAB bezüglich ihrer Polarität verglichen mit dem obigen Fall geändert wird. Es ist leicht einzusehen, daß auch in diesem Fall die über die Gleichstromlast 5 gelegte Spannung VAB gesteuert werden kann durch die Steuerspannung V20 auf ähnliche Weise wie oben.So far, a case has been described in which low level signals are added to the Input terminals 8 and 9 and high level signals to the input terminals 10 and 11 are performed. If, on the contrary, high level signals to the input terminals 8 and 9 and low level signals are fed to input terminals 10 and 11, the DC load 5 becomes one in the direction from node B to node A flowing current is supplied, the voltage applied across the DC load 5 VAB is changed in polarity as compared with the above case. It is It is easy to see that in this case, too, the load applied to the direct current load 5 Voltage VAB can be controlled by control voltage V20 in a similar manner as above.

Deshalb wird in der Schaltung zum Umschalten der Richtung eines Stromes an eine Gleichstromlast gemäß der vorliegenden Erfindung der Strom in dem Ausgangsspannungssteuerschaltkreis um einen Faktor l/hFE verglichen mit der konventionellen Schaltung verringert. Peim Integrieren der Ausgangsspannungs-Steuerschaltung kann deshalb die auf dr integrierten Schaltung belegte Fläche reduziert werden. Lnfolgedessen kann der Ausgangsspannungs-Steuerschal.t,kreis mit den ersten bis vierten Transistoren 1 bis 4 wirksam sogar dann integriert werden, wenn eine Gleichstromlast 5 mit einem großen Strom versorgt werden muß.Therefore, in the circuit for switching the direction of a current to a DC load in accordance with the present invention, the current in the output voltage control circuit reduced by a factor of 1 / hFE compared to the conventional circuit. Peim Integrating the output voltage control circuit, therefore, the integrated on dr Circuit occupied area can be reduced. As a result, the output voltage control circuit can can be effectively integrated with the first to fourth transistors 1 to 4 even when a DC load 5 needs to be supplied with a large current.

Da die belegte Fläche reduziert, ist, kann weiter die Anzahl von Elementen in der Ausgangsspannungs-Steuerschaltung 40 erhöht werden zum Bewirken einer Vielzahl von Ausgangsspannungs-Steuerverfahren. Wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, können in einer integrierten Schaltung zusätzliche Schaltungen eingeschlossen werden. Ein Ausgangsspannungs-Steuerschaltkreis 40 nach Fig. 4 weist drei Operationsverstärkerschaltungen l9a, 19b und l9c mit einer beispielsweise in Fig. 3 gezeigten Schaltungsstruktur und eine Steuerschaltung 20 zum Auswählen einer der Operationsverstärkerschaltungen l9a, 19b und l9c als Antwort auf ein Eingangssignal am Eingangsanschluß 22 auf, während ein Steuersignal an die Steueranschlüsse 8 bis 11 zum Steuern der Richtung des durch die Gleichstromlast 5 fließenden Stroms geliefert wird. Der Operationsverstärkerschaltkreis l9c hat einer Eingangsanschluß 21. In der in Fig. 4 ge-.As the occupied area is reduced, so can the number of elements in the output voltage control circuit 40 can be increased to effect a plurality of output voltage control method. For example, as shown in Fig. 4, additional circuits can be included in an integrated circuit. An output voltage control circuit 40 shown in Fig. 4 comprises three operational amplifier circuits 19a, 19b and 19c with a circuit structure shown in FIG. 3, for example and a control circuit 20 for selecting one of the operational amplifier circuits l9a, 19b and l9c in response to an input signal at input terminal 22, while a control signal to the control terminals 8 to 11 for controlling the direction of the current flowing through the DC load 5 is supplied. The operational amplifier circuit 19c has an input connection 21. In the one shown in FIG.

zeigten Schaltung wird die Gleichstromlast 5 mit einem Strom in einer durch die Steuerschaltung 20 gesteuerten Richtung versorgt, während die Spannung darüber auf die schon erwähnte Weise basierend auf der eingestellten Spannung des Operationsverstärkerschaltkreises, der durch die Steuerschaltung 20 ausgewählt wurde, gesteuert wird.The circuit shown is the DC load 5 with a current in one Direction controlled by the control circuit 20 while the voltage about it in the already mentioned way based on the set voltage of the Operational amplifier circuit selected by control circuit 20, is controlled.

Es soll hier bemerkt werden, daß bei der obigen Ausführungsform die NPN-Transistoren 1 bis 4 durch PNP-Transistoren 5 ersetzt werden können. Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Schaltung mit solch einer Struktur. In Fig. 5 sind wohlbekannte zusätzliche Transistoren zwischen den PNP-Transistoren 1 und 6 und zwischen den PNP-Transistoren 3 und 7 jeweils angeordnet zum Auslösen des Durchschaltens der Transistoren. Die Gleichstromlast 5 kann durch einen in der Richtung vom Knotenpunkt A zum Knotenpunkt B fließenden Strom versorgt werden durch Zuführen von Hochpegelsignalen an die Steueranschlüsse 8 und 11, während Niederpegelsignale an die Steueranschlüsse 9 und 10 geführt werden; demgegenüber fließt ein Strom In Richtung vom Knotenpunkt B zum Knotenpunkt A durch die Gleichstromlast 5, wenn Niederpegelsignale an die Steueranschlüsse 8 und 11 und Hochpegelsignale an die Steueranschlüsse 9 und 10 geführt werden.It should be noted here that in the above embodiment, the NPN transistors 1 to 4 can be replaced by PNP transistors 5. Fig. 5 shows an example of a circuit having such a structure. In Fig. 5 are well-known ones additional transistors between PNP transistors 1 and 6 and between the PNP transistors 3 and 7 each arranged to trigger the switching on of the Transistors. The DC load 5 can pass through one in the direction from the node A current flowing to node B can be supplied by supplying high level signals to the control terminals 8 and 11, while low level signals to the control terminals 9 and 10 are performed; on the other hand, a current In flows direction from node B to node A through the DC load 5 when low level signals to the control connections 8 and 11 and high level signals to the control connections 9 and 10 are performed.

Weiter können die PNP-Transistoren 6 und 7 ersetzt werden durch NPN-Transistoren. In diesem Fall werden die an die Steueranschlüsse 8 und 10 geführten Signale invertiert, um einen Betrieb ähnlich wie in obigem Fall zu ermöglichen.Furthermore, the PNP transistors 6 and 7 can be replaced by NPN transistors. In this case the signals fed to the control connections 8 and 10 are inverted, to enable operation similar to the above case.

Es soll weiter bemerkt werden, daß, obwohl ein Spannungsfolgerschaltkreis mit dem Operationsverstärkerschaltkreis 19 als Ausgangsspannungs-Steuerschaltung bei obiger Ausführungsform benutzt wird, auch andere geeignete Schaltungen dafür substituiert werden können; auch können die Emitter der Transistoren 6 und 7 direkt getrieben werden.It should be further noted that although a voltage follower circuit with the operational amplifier circuit 19 as the output voltage control circuit is used in the above embodiment, other suitable circuits for it can be substituted; the emitters of transistors 6 and 7 can also be direct to be driven.

Claims (7)

Schaltung zum Umschalten der Stromrichtung an eine Gleichstromlast PATENTANSPRÜCHE Q Schaltung zum Umschalten der Richtung eines Stroms an eine ichstromlast , gekennzeichnet durch: einen Stromversorgungsanschluß (18), einen Masseanschluß (13), erste und zweite Verbindungsanschlüsse (A, B) zum Dazwischenverbinden der Gleichstromlast (5), einen ersten Transistor (1) zwischen dem Stromversorgungsanschluß (18) und dem ersten Verbindungsanschluß (A), einen zweiten Transistor (2) zwischen dem Masseanschluß (13) und dem ersten Verbindungsanschluß (A), einen dritten Transistor (3) zwischen dem Stromversorgungsanschluß (18) und dem zweiten Verbindungsanschluß (B), einer vierten Transistor (4) zwischen dem Masseanschluß (13) und dem zweiten Verbindungsanschluß (B), eine Steuereinrichtung (40) zum Steuern der Spannung über der Gleichspannungslast (5), wobei die Steuereinrichtung (40) fünfte und sechste Transistoren (6, 7) und eine Spannungsliefereinrichtung (19) zum variablen Liefern einer Spannung aufweist, wobei der fünfte Transistor zwischen der Steuerelektrode des ersten Transistors )und aer Spannungsliefereinrichtung (19) angeordnet ist, der sechste Transistor (7) zwischen der Steuerelektrode des dritten Transistors (3) und der Spannungsliefereinrichtung (19) angeordnet ist, wobei die Spannung über der Gleichstromlast (5) gesteuert wird durch Ändern der Spannung von der Spannungsliefereinrichtung (l9), und eine Einrichtung (8, 9, 10, 11) zum Liefern von Steuersignalen zum Umschalten der Richtung des Stroms zu der Gleichstromlast (5) an die Steuerelektroden des zweiten Transistors (2), des vierten Transistors (4), des fünften Transistors (6) und des sechsten Transistors (7). Circuit for switching the direction of current to a direct current load CLAIMS Q Circuit for switching the direction of a current to an ego current load , characterized by: a power supply connection (18), a ground connection (13), first and second connection terminals (A, B) for connecting the DC load (5), a first transistor (1) between the power supply terminal (18) and the first connection terminal (A), a second transistor (2) between the ground terminal (13) and the first connection terminal (A), a third transistor (3) between the power supply terminal (18) and the second connection terminal (B), a fourth transistor (4) between the ground terminal (13) and the second connection terminal (B), a control device (40) for controlling the voltage across the DC voltage load (5), wherein the control device (40) fifth and sixth transistors (6, 7) and a voltage supply device (19) for variably supplying a voltage, the fifth transistor between the control electrode of the first transistor) and the voltage supply device (19) is arranged, the sixth transistor (7) between the control electrode of the third Transistor (3) and the voltage supply device (19) is arranged, wherein the Voltage across the DC load (5) is controlled by changing the voltage of the voltage supply device (19), and a device (8, 9, 10, 11) for supplying of control signals for switching the direction of the current to the DC load (5) to the control electrodes of the second transistor (2), the fourth transistor (4), the fifth transistor (6) and the sixth transistor (7). 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (1) ein NPN-Transistor ist, dessen Kollektor mit dem Stromversorgungsanschluß (18) und dessen Emitter mit dem ersten Verbindungsanschluß (A) verbunden ist, der zweite Transistor ein NPN-Transistor ist, dessen Kollektor mit dem ersten Verbindungsanschluß (A) und dessen Emitter mit dem Masseanschluß (13) verbunden ist, der dritte Transistor (3) ein NPN-Transistor ist, dessen Kollektor mit dem Stromversorgungsanschluß (18) verbunden ist und dessen Emitter mit dem zweiten Verbindungsanschluß (B) verbunden ist, und der vierte Transistor (4) ein NPN-Transistor ist, dessen Kollektor verbunden ist mit dem zweiten Verbindungsanschluß (B), und dessen Emitter verbunden ist mit dem Masseanschluß (13).2. Circuit according to claim 1, characterized in that the first Transistor (1) is an NPN transistor, the collector of which is connected to the power supply connection (18) and the emitter of which is connected to the first connection terminal (A), the second transistor is an NPN transistor whose collector is connected to the first connection terminal (A) and whose emitter is connected to the ground terminal (13), the third transistor (3) is an NPN transistor, the collector of which is connected to the power supply connection (18) is connected and its emitter is connected to the second connection terminal (B) and the fourth transistor (4) is an NPN transistor whose collector is connected is connected to the second connection terminal (B), and its emitter is connected to the ground connection (13). 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transistor (1) ein PNP-Transistor ist, dessen Emitter mit dem Stromversorgungsanschluß (18) und dessen Kollek-.3. A circuit according to claim 1, characterized in that the first Transistor (1) is a PNP transistor, the emitter of which is connected to the power supply connection (18) and its collective. tor mit dem ersten Verbindungsanschluß (A) verbunden ist, der zweite Transistor (2) ein PNP-Transistor ist, des-sen Emitter mit dem ersten Verbindungsanschluß (A) und dessen Kollektor mit dem Masseanschluß (13) verbunden ist, der dritte Transistor (3) ein PNP-Transistor ist, dessen Emitter mit dem Stromversorgungsanschluß (18) und dessen Kollektor mit dem zweiten Verbindungsanschluß (B) verbunden ist, und der vierte Transistor (4) ein PNP-Transistor ist, dessen Emitter mit dem zweiten Verbindungsanschluß (B) und dessen Kollektor mit dem Masseanschluß (13) verbunden ist.tor is connected to the first connection terminal (A), the second Transistor (2) is a PNP transistor, the emitter of which is connected to the first connection terminal (A) and whose collector is connected to the ground terminal (13), the third transistor (3) is a PNP transistor, the emitter of which is connected to the power supply connection (18) and the collector of which is connected to the second connection terminal (B), and the fourth transistor (4) is a PNP transistor, the emitter of which is connected to the second Connection terminal (B) and its collector connected to the ground terminal (13) is. 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte Transistor (6) ein PNP-Transistor ist, dessen Emitter-mit der Spannungsliefereinrichtung (19) und dessen Kollektor mit der Steuerelektrode des ersten Transistors (1) verbunden ist, und der sechste Transistor (7) ein PNP-Trans-istor ist, dessen Emitter mit der Spannungsliefereinrichtung (19) und dessen Kollektor mit der Steuerelektrode des dritten Transistors (3) verbunden ist.4. Circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the fifth transistor (6) is a PNP transistor, the emitter of which is connected to the voltage supply device (19) and its collector connected to the control electrode of the first transistor (1) is, and the sixth transistor (7) is a PNP trans-istor, whose emitter with the voltage supply device (19) and its collector with the control electrode of the third transistor (3) is connected. 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der fünfte Transistor (6) ein NPN-Transistor ist, dessen Kollektor mit der Spannungsliefereinrichtung (19) und dessen Emitter mit der Steuerelektrode des ersten Transistors (1) verbunden ist, und der sechste Transistor (7) ein NPN-Transistor ist, dessen Kollektor mit der Spannungsliefereinrichtung (19) und dessen Emitter mit der Steuerelektrode des dritten Transistor (3) verbunden ist.5. Circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the fifth transistor (6) is an NPN transistor, the collector of which is connected to the voltage supply device (19) and its emitter connected to the control electrode of the first transistor (1) is, and the sixth transistor (7) is an NPN transistor, whose collector with the voltage supply device (19) and its Emitter with the control electrode of the third transistor (3) is connected. 6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsliefereinrichtung (19) eine Operationsverstärkerschaltung aufweist, und die an den fünften und sechsten Transistoren (6, 7) anzulegende Spannung variabel vorgesehen ist durch die Operationsverstärkerschaltung.6. Circuit according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the voltage supply device (19) has an operational amplifier circuit, and the voltage to be applied to the fifth and sixth transistors (6, 7) is variable is provided by the operational amplifier circuit. 7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationsverstärkerschaltung als Spannungsfolger ausgeführt ist.7. A circuit according to claim 6, characterized in that the operational amplifier circuit is designed as a voltage follower.
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