DE3420589C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung zweier unterschiedlicher, kontaktlos umschaltbarer Ausgangs­ gleichspannungen.

Eine bereits konzipierte Schaltungsanordnung dieser Art mit mechanischen Schaltern ist in Fig. 1 gezeigt. Diese Schaltung weist zwei Potentiometer 2 und 3 auf, die in Parallelschaltung zueinander zwischen einen Ver­ sorgungsspannungsanschluß 1 und Masse geschaltet sind. Diese Potentiometer 2 und 3 bewirken die Einstellung einer einem Transistor 5 zugeführten Vorspannung und sind mit ihren Gleitkontakten an die Basis des Transistors 5 angeschlossen, um eine konstante Spannung über einen Vor­ spannungsänderungsschalter 4 zu liefern, bei dem es sich um einen mechanischen Zweikontaktpunktschalter handelt. Der Kollektor des Transistors ist mit einem anderen Ver­ sorgungsspannungseingangsanschluß 6 verbunden. Der Emit­ ter ist an einen Konstantspannungsausgangsanschluß 7 an­ geschlossen und über einen Emitterwiderstand 8 mit Masse verbunden.

Man kann von dem Ausgangsanschluß 7 dieser herkömmlichen Schaltung zwei unterschiedliche Gleichspannungen dadurch erhal­ ten, daß man den Schalter 4 zwischen zwei Zuständen um­ schaltet, um die der Basis des Ausgangstransistors 5 zu­ geführte Vorspannung zwischen zwei Werten umzuschalten, zu dem Zweck, die Stärke des zwischen Kollektor und Emit­ ter des Transistors 5 fließenden Stroms zu ändern. Da die­ se Schaltung von dem mechanischen Schalter Gebrauch macht, kann der Vorgang des Umschaltens von einer auf die andere Spannung mit Sicherheit bewirkt werden. Es ist aber aufgrund der mechanischen Struktur schwierig, die Schaltung fernzusteuern. Verwendet man ein elektro­ magnetisches Relais, wäre es leicht, die Schaltung fern­ zusteuern, und es wäre ein Schaltvorgang ermöglicht, der auf einem elektrischen Signal beruht. Dies würde jedoch die Abmessungen der Schaltung und die von ihr verbrauchte Menge an elektrischer Energie erhöhen. Außerdem würde die Schaltung teurer.

Eine andere bereits konzipierte Schaltungsanordnung, bei der diese Probleme durch elektronisches Schalten der Spannung überwunden sind, ist in Fig. 2 gezeigt. Bei dieser Schaltung ist ei­ ne Reihenschaltung aus einem NPN-Schalttransistor 10 und einem Potentiometer 11 zwischen einem Versorgungs­ spannungseingangsanschluß 9 und Masse geschaltet. Das Potentio­ meter 11 dient zur Einstellung der dem Transistor 10 zugeführten Vorspannung. Eine zweite Serienschaltung aus einem NPN-Schalttransistor 12 und einem weiteren Potentiometer 13 zur Einstellung der dem PNP-Schalt­ transistor 12 zugeführten Vorspannung ist parallel zur ersten Reihen­ schaltung zwischen den Versorgungsspannungsanschluß 9 und Masse ge­ schaltet. Die Basis des Transistors 10 ist über einen Vorspannungswi­ derstand 14 mit einem Anschluß 15 verbunden, welcher der Zuführung einer Spannung zum Durchführen eines Umschalt­ vorgangs dient. Die Basis des Transistors 10 ist außer­ dem über einen Vorspannungswiderstand 16 mit Masse ver­ bunden. Ferner ist die Basis des Transistors 10 mit der Basis des Transistors 12 verbunden, und zwar über eine Diode 17, die einen Stromfluß in Sperrichtung verhindert. Die Basis des Transistors 12 ist über einen Vorspannungswiderstand 18 mit Masse verbunden. Die Gleitkontakte der Potentiometer 11 und 13 sind mit der Basis eines NPN-Transistors 21 verbunden, der eine konstante Spannung liefert, und zwar über Dioden 19 bzw. 20, die einen Stromfluß in Sperrichtung unterbinden. Der Kollektor des Transistors 21 ist mit einem anderen Versorgungsspannungsan­ schluß 22 verbunden, während der Emitter dieses Transi­ stors an einen Konstantspannungsausgangsanschluß 23 ange­ schlossen und über einen Emitterwiderstand 24 geerdet ist.

Wenn im Betrieb dieser Energieversorgungsschal­ tung keine Spannung an den Eingangsanschluß 15 angelegt wird, leitet der PNP-Transistor 12. Somit wird die mittels des Potentio­ meters 13 eingestellte Vorspannung über die Diode 20 auf die Basis des NPN-Ausgangstransistors 21 gegeben. Als Er­ gebnis erhält man am Ausgangsanschluß 23 eine durch diese Vorspannung bestimmte Gleichspannung.

Wenn an den Eingangsanschluß 15 eine geeignete Spannung angelegt wird, gelangt der Transistor 10 in den Ein­ schaltzustand, während der Transistor 12 gesperrt wird. Daher wird die mittels des Potentiometers 11 eingestellte Vorspannung über die Di­ ode 19 auf die Basis des Ausgangstransistors 21 gegeben, so daß am Ausgangsanschluß 23 eine durch diese Vorspan­ nung bestimmte Gleichspannung verfügbar ist.

Diese Energieversorgungsschaltung, bei der die beiden Transistoren 10 und 12 als elektronische Schalter verwendet werden, arbeitet im wesentlichen nach demselben Prinzip wie die in Fig. 1 gezeigte Schaltung, weist jedoch gegenüber der Schaltungsanordnung mit dem mechanischen Schalter den Vorteil auf, daß sie aufgrund der elektronischen Schalter mit viel weniger elektrischer Energie für den Umschalt­ vorgang auskommt. Wie jedoch Fig. 2 zeigt, benötigt die Schaltungsanordnung mit den beiden Schalttransistoren eine beträchtliche Anzahl von Bauelementen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs­ anordnung der genannten Art gegenüber der Schaltung nach Fig. 2 so weiterzuentwickeln, daß sie mit einer geringeren Anzahl von Bauelementen auskommt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In "Funkschau" 5/1981, S. 100 ist eine Referenzspannungs- Quelle dargestellt, mit deren Hilfe verschiedene stabile Referenzspannungen erzeugt werden können. Die Basis einer Ausgangs-Transistorstufe wird von dem Ausgang eines Operationsverstärkers angesteuert, dessen invertierter Eingang die rückgekoppelte Ausgangsspannung, und dessen nicht-invertierter Eingang über einen mechanischen Schalter von einem IC Vergleichsspannungen empfängt. Das oben angesprochene Problem der Auswahl einer der Gleichspannungen mit Hilfe eines elektrischen Steuer­ signals wird allerdings auch bei dieser Referenzspannungs­ quelle nicht gelöst.

Im folgenden wird eine Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Schaltungsanordnung zur Erzeugung zweier unter­ schiedlicher, kontaktlos umschaltbarer Ausgangsgleich­ spanungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Schaltungsskizze einer bereits konzipierten Schaltungsanordnung zur Erzeugung zweier unter­ schiedlicher Ausgangsspannungen mit Hilfe von mechanischen Schaltern,

Fig. 2 eine Schaltungsskizze einer bereits konzipierten Schaltungsanordnung zur Erzeugung zweier unter­ schiedlicher, kontaktlos umschaltbarer Ausgangs­ gleichspannungen, und

Fig. 3 eine Schaltungsskizze einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung zweier unterschiedlicher, kontaktlos umschaltbarer Ausgangs­ gleichspannungen. In der Skizze sind solche Schaltungs­ teile, die mit Schaltungsteilen nach Fig. 2 übereinstimmen, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 besitzt zwei Strom­ pfade 25 und 26 zwischen einem Versorgungsspannungsan­ schluß 9 und Masse. Ein Halbleiterschalter in Form eines NPN-Schalttransistors 10 sowie ein erstes Potentiometer 11 zur Einstellung der Vorspannung des Schalttransistors 10 befinden sich in dem Strompfad 25. In dem Strompfad 26 befindet sich ein zweites Potentiometer 13 zum Einstellen der an einen Transistor 21 angelegten Vorspannung. Die Basis des Transistors 10 ist über einen Widerstand 14 mit einem Eingangsanschluß 15 verbunden, an den eine Spannung zum Um­ schalten des elektronischen Schalters angelegt wird. Die Basis des Transistors 10 ist außerdem über einen Wider­ stand 16 mit Masse verbunden. Die Potentiometer 11 und 13 weisen Gleitkontakte 27 bzw. 28 auf, die mit den Anoden von Dioden 19 bzw. 20 verbunden sind, die einen Stromfluß in Sperrichtung verhindern. Die Kathoden dieser Dioden sind mit der Basis des bereits er­ wähnten NPN-Transistors 21 verbunden, der eine Konstant­ spannung liefert. Der Kollektor dieses Transistors ist mit dem anderen Versorgungsspanungsanschluß 22 verbunden, während dessen Emitter mit einem Konstantspannungsausgangs­ anschluß 23 verbunden und über einen Emitterwiderstand 24 an Masse angeschlossen ist. Die Dioden sind hier also als ODER-Verknüpfung geschaltet.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 sind die Potentio­ meter 11 und 13 so eingestellt, daß die mittels des Potentio­ meters 11 eingestellte Spannung größer ist als die mittels des Potentiometers 13 eingestellte Spannung. Das heißt, die vom Gleitkontakt 27 des Potentiometers 11 abgenommene Spannung ist größer als die vom Gleitkontakt 28 des Potentio­ meters 13 abgenommene Spannung.

Wenn im Betrieb der neuen Energieversorgungsschaltung mit dem so weit beschriebenen Aufbau dem Eingangsanschluß 15 keine Spannung aufgeprägt wird, befindet sich der NPN- Transistor 10 im Aus-Zustand. Somit entsteht eine Vor­ spannung am Potentiometer 13, jedoch nicht am Potentio­ meter 11, und diese Spannung wird über die Diode 20 auf die Basis des Ausgangstransistors 21 gegeben. Der Tran­ sistor 21 erzeugt am Ausgangsanschluß 23 eine Gleich­ spannung, die von der Vorspannung abhängt.

Wenn an den Eingangsanschluß 15 eine bestimmte Spannung angelegt wird, gelangt der Transistor 10 in den Ein-Zustand und liefert sowohl das Potentiometer 11 als auch das Potentiometer 13 eine Vorspannung. Da die vom Potentiometer 11 gelieferte Vorspannung größer ist als die vom Potentio­ meter 13, wird die Diode 20 in Sperrichtung vorgespannt. Daher wird die Vorspanung, die aufgrund der Wirkung des Potentiometers 13 zur Basis des Transistors 21 geliefert wird, abgeschaltet. Statt dessen wird die mittels des Potentiometers 11 eingestellte Vorspannung auf die Basis des Transistors geführt. Der Ausgangstransistor 21 er­ zeugt am Ausgangsanschluß 23 eine Gleichspannung, die durch diese Vorspannung bestimmt ist.

Auf diese Weise wird die auf die Basis des Transistors 21 gegebene Vorspannung in einen anderen Wert geändert, je nachdem, ob man erlaubt oder unterbindet, daß die bestimm­ te Spannung an den Eingangsanschluß 15 angelegt wird, so daß der Transistor 10, der als der bereits erwähnte elektronische Schalter dient, ein- oder ausgeschaltet werden kann. Folglich ist es möglich, eine der beiden Gleich­ spannungen zu liefern.

Die Schaltungsanordnung benötigt den elektronischen Schalter nur in einem Strompfad. Folglich kann sie mit einer ge­ ringeren Anzahl von Bauelementen und mit einer einfacheren Schaltungsanordnung als die Schaltung nach Fig. 2 aufge­ baut werden.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung zweier unter­ schiedlicher, kontaktlos umschaltbarer Ausgangs­ gleichspannungen

• - mit einem Transistor (21), an dessen Emitterwiderstand (24) die Ausgangs­ gleichspannung abgegriffen wird und
• - dessen Basis über zwei in ODER-Verknüpfung geschaltete Dioden (19, 20) mit den Gleitkontakten (27, 28) zweier Potentiometer (11, 13) verbunden ist,
• - deren erstes (13) direkt und deren zweites (11) über einen steuerbaren Halbleiterschalter (10) an einer Gleichspannung liegt,
• - wobei der Gleitkontakt (27) des zweiten Potentio­ meters (11) auf einen höheren Spannungswert eingestellt ist als der (28) des ersten,
• - so daß bei durchgesteuertem Halbleiterschalter (10) die höhere Ausgangsgleichspannung erzeugt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter ein Schalttransistor (10) ist, dessen Basis eine Steuerspannung zum Um­ schalten des Transistors zuführbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter des Schalttransistors (10) mit dem ersten Potentiometer (11) und daß der Kollektor des Schalttransistors mit dem zweiten Potentiometer (13) verbunden ist.