DE3539848C2

DE3539848C2 -

Info

Publication number: DE3539848C2
Application number: DE19853539848
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl.-Ing. 8501 Eckenhaid De Kettschau
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1985-11-09
Filing date: 1985-11-09
Publication date: 1990-07-12
Also published as: DE3539848A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Serienregler mit einem steuerbaren Widerstand in einem Längszweig, mit der Serienschaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Zener-Diode in einem vor dem steuerbaren Widerstand liegen den Querzweig, wobei die Durchbruchspannung der Zener- Diode der Steuerung des steuerbaren Widerstandes im Längszweig dient.

Ein Serienregler mit diesen Schaltungsmerkmalen ist aus U. Tietze und Ch. Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 5. Auflage Seite 371 bekannt.

Der bekannte Serienregler hat den Nachteil, daß auch dann, wenn kein Laststrom fließt - der Regler z. B. am Ausgang leerläuft - durch den ohmschen Widerstand und die Zener-Diode Strom fließt. Dieser Umstand führt besonders bei großem Eingangsspannungsbereich zu erheblichen Leer laufverlusten.

Es ist bekannt ("Control Engineering", März 1957, Sei ten 107, 108) bei einem Serienregler mit einem steuer baren Widerstand in einem Längszweig und mit der Serien schaltung eines ohmschen Widerstandes und einer Zener- Diode in einem vor dem steuerbaren Widerstand liegenden Querzweig zwischen dem ohmschen Widerstand und der Zener-Diode einen steuerbaren Schalter einzufügen. Jedoch wird die Verbindung zwischen dem Widerstand und der Zenerdiode dann unterbrochen, wenn die Eingangsspannung unter die Durchbruchsspannung einer weiteren Zener-Diode in einem Längszweig des Serienreglers abfällt.

Weiterhin ist es bekannt (IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 26, No. 8, January 1984, Seiten 4144 und 4145), den Ausgang eines Serienreglers über eine Diode an eine Last anzuschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem auch mit wenigen und gängigen Bauteilen die Verlustleistung des Reglers zu Null gemacht werden kann, wenn durch ihn keine Leistung übertragen wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen dem ohmschen Widerstand und der Zener-Diode ein steuerbarer Schalter eingefügt ist, der die Verbindung zwischen dem ohmschen Widerstand und der Zener-Diode unterbricht, wenn durch den steuerbaren Widerstand kein Laststrom fließt, und daß die Kontaktstrecke des steuerbaren Schalters mit einem Kondensator überbrückt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Figur soll ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung näher erläutert werden. Die Figur zeigt einen Serienregler mit erfindungsgemäßen Merkmalen.

Der Serienregler nach der Figur wandelt eine schwankende Eingangsgleichspannung UE in eine geregelte Ausgangs spannung UA um. Im oberen Längszweig liegt ein npn-Tran sistor T 1, dessen Emitterstrom einen nicht eingezeichne ten Verbraucher speist, wenn der Regler Leistung über trägt. Die Basis des Transistors T 1 ist mit der Kathode einer ersten Zener-Diode Z 1 verbunden, die in einem Quer zweig des Reglers liegt und als Referenzspannungsquelle dient. Der vollständige Querzweig, über den die Eingangs spannung UE abfällt, enthält in Serie zur Zener-Diode Z 1 die Emitter-Kollektor-Strecke eines pnp-Transistors T 2 und einen ohmschen Widerstand R; der Emitter-Kollektor- Strecke des Transistors T 2 ist ein Kondensator C parallel geschaltet. Die Basis des Transistors T 2 ist mit dem Kollektor des Transistors T 1 verbunden. Zwischen dem Basisanschluß des Transistors T 2 und dem Anschluß des Widerstandes R an den oberen Längszweig liegt eine weitere Zener-Diode Z 2, mit deren Durchbruchspannung der Transistor T 2 geöffnet werden kann.

Zur Verbesserung der Entkopplung zwischen Verbraucher und Eingangsspannungsquelle wird der Emitterstrom des Tran sistors T 1 über eine Diode D geleitet.

Beim Einschalten der Eingangsspannungsquelle UE wirkt der Kondensator C wie ein Kurzschluß, so daß die gesamte Ein spannung UE über der Serienschaltung des Widerstandes R mit der Zener-Diode Z 1 abfällt. Die sich zum Einschalt zeitpunkt an der Zener-Diode Z 1 aufbauende Spannung öffnet den Transistor T 1, so daß Strom über die Zener- Diode Z 2, die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T 1 und die Diode D zum Verbraucher fließen kann. Dieser Strom baut die Durchbruchspannung der Zener-Diode Z 2 auf, was zur Folge hat, daß nun der Transistor T 2 geöffnet wird und nun ständig ein Teil des Eingangsstromes über den Widerstand R und die Zener-Diode Z 1 fließt und hier Verlustleistung erzeugt. solange auch ein Verbraucher strom fließt. Wird der Verbraucherstrom zu Null - etwa bei Leerlauf am Ausgang - bricht zunächst die Spannung an der Zener-Diode Z 2 zusammen; damit wird der Transistor T 2 geschlossen. Die Verlustleistung am Widerstand R und an der Zener-Diode Z 1 ist dann ebenfalls Null.

Geht man vom Leerlauf des Serienreglers aus, also von einem Zustand, in dem kein Laststrom fließt, so verur sacht das Anlegen einer Last einen Stromstoß durch den Kondensator C. Auch in diesem Fall kann sich also an der Zener-Diode Z 1 eine Spannung aufbauen, die den Transistor T 1 öffnet und die schließlich - über die sich wieder auf bauende Spannung an der Zener-Diode Z 2 - zum leitenden Zustand des Transistors T 2 führt.

Claims

1. Serienregler mit einem steuerbaren Widerstand in einem Längszweig, mit der Serienschaltung eines ohmschen Wider standes und einer Zener-Diode in einem vor dem steuer baren Widerstand liegenden Querzweig, wobei die Durch bruchspannung der Zener-Diode der Steuerung des steuer baren Widerstandes im Längszweig dient, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ohmschen Widerstand (R) und der Zener- Diode (Z 1) ein steuerbarer Schalter (T 2) eingefügt ist, der die Verbindung zwischen dem ohmschen Widerstand (R) und der Zener-Diode (Z 1) unterbricht, wenn durch den steuerbaren Widerstand (T 1) kein Laststrom fließt, und daß die Kontaktstrecke des steuerbaren Schalters (T 2) mit einem Kondensator (C) überbrückt ist.

2. Serienregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem steuerbaren Widerstand um einen npn- Transistor (T 1) und bei dem steuerbaren Schalter um einen pnp-Transistor (T 2) handelt, daß die Basis des pnp-Tran sistors (T 2) mit dem Kollektor des npn-Transistors (T 1) und der Kollektor des pnp-Transistors (T 2) mit der Basis des npn-Transistors (T 1) verbunden ist und daß in einem Längs zweig zwischen dem Anschlußpunkt des Querzweiges und dem npn-Transistor (T 1) eine weitere Zener-Diode (Z 2) liegt, durch deren Durchbruchsspannung der npn-Transistor (T 2) geöffnet wird.

3. Serienregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Laststrom über eine Diode (D) geleitet wird, deren Anode mit dem Emitter des npn- Transistors (T 1) verbunden ist.