EP0152582A2 - Elektronischer Spannungsregler - Google Patents
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- EP0152582A2 EP0152582A2 EP84115212A EP84115212A EP0152582A2 EP 0152582 A2 EP0152582 A2 EP 0152582A2 EP 84115212 A EP84115212 A EP 84115212A EP 84115212 A EP84115212 A EP 84115212A EP 0152582 A2 EP0152582 A2 EP 0152582A2
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- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
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- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
- G05F3/18—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using Zener diodes
Definitions
- the invention is based on an electronic voltage regulator according to the type specified in the preamble of claim 1.
- the electronic voltage regulator according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that it provides a largely constant output voltage, which is temperature-stable, based on the positive potential of the operating voltage source. Another advantage is that the voltage regulator according to the invention manages with a relatively low operating current.
- An electronic voltage regulator according to the invention according to the figure has a voltage divider composed of three resistors R1, R2, R3 between its first connection 10, which is connected to the positive pole of the operating voltage source, and ground. Between the resistors R1 and R2 there is a first tap 11 which is connected to the base of a first transistor Tl of the pnp type. The emitter of the first transistor is connected firstly via a resistor R4 to the first connection 10 and secondly to the base of a second transistor T2 of the NPN type, the collector of which is also connected to the first connection 10.
- the collector of the first transistor T1 and the emitter of the second transistor T2 lead together to the cathode of a reference element E, the anode of which is connected to a second tap 12 located between the resistors R2 and R3.
- the circuit arrangement described above performs the following control functions. If, for example, the operating voltage U B for the voltage regulator rises, a higher current I S flows through the resistors Rl, R2, R3 of the voltage divider. The resulting higher voltage drop across resistor R2 controls the first transistor T1 in the conductive state. As a result, there is a current flow through the resistor R3 and the reference element E. The resulting voltage drop across the resistor R3 causes the potential to rise in the positive direction. The voltage available at the connections 13 and 14 thus remains largely constant with the appropriate dimensioning of the circuit arrangement.
- the transistors T1 and T2 are a complementary pair of transistors, the base-emitter voltages U BE of which change in the opposite direction when the temperature changes.
- Suitable complementary transistors are, for example, a transistor pair of the type BCW 61 D specially selected for this purpose for the transistor T1 and BCW 60 D for the transistor T2.
- the reference element is preferably of the MPS 5010 type.
- the resistance value of the resistor R1 is preferably equal to twice the resistance value of the resistor R2. If the voltage divider is supplemented accordingly, the voltage regulator can advantageously be used for supplying voltage to an integrated driver stage for a liquid crystal display (LCD display) which works according to the multiplex principle.
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Abstract
Es wird ein elektronischer Spannungsregler vorgeschlagen, der eine auf das positive Potential einer Betriebsspannungsquelle bezogene weitgehend konstante Ausgangsspannung liefert, die temperaturstabil ist. Außerdem soll der Spannungsregler einen verhältnismäßig geringen Strombedarf haben. Die Schaltung für den Spannungsregler enthält einen zwischen einem positiven Anschluß (10) und Masse liegenden Spannungsteiler aus mindestens drei Widerständen (R1, R2, R3). Mit dem masseseitigen Anschluß (12) des mittleren Widerstandes (R2) ist die Anode eines Referenzelementes (E) verbunden. Die Kathode des Referenzelementes steht erstens mit dem Kollektor eines pnp-Transistors (T1) und zweitens mit dem Emitter eines npn-Transistors (T2) in Verbindung. Die Basis des ersten Transistors liegt an einem Abgriff (11) zwischen dem ersten Widerstand (R1) und dem mittleren Widerstand. Der Emitter des ersten Transistors und die Basis des zweiten Transistors sind über einen gemeinsamen Widerstand (R4) und der Kollektor des zweiten Transistors unmittelbar mit dem positiven Anschluß (10) verbunden. Die stabilisierte Spannung (Uconst) wird zwischen dem positiven Anschluß und der Anode des Referenzelementes abgegriffen.
Description
- Die Erfindung geht von einem elektronischen Spannungsregler nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung aus.
- Es sind schon verschiedene elektronische Spannungsregler bekannt (Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag Berlin 1974, Seiten 384 bis 388), bei denen die Frage der Temperaturstabilisierung nicht berührt wird. Ist darüber hinaus die Aufgabe zu lösen, einen temperaturstabilisierten Spannungsregler mit möglichst geringem Strom zu speisen, so gibt der Stand der Technik keine Anregung dazu. Ein geringer Stromverbrauch ist insbesondere bei in der Hand zu haltenden batteriebetriebenen Funkgeräten von erheblicher Bedeutung.
- Der erfindungsgemäße elektronische Spannungsregler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß er eine auf das positive Potential der Betriebsspannungsquelle bezogene weitgehend konstante Ausgangsspannung liefert, die temperaturstabil ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der erfindungsgemäße Spannungsregler mit einem verhältnismäßig geringen Betriebsstrom auskommt.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand einer einzigen Figur dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- Ein erfindungsgemäßer elektronischer Spannungsregler gemäß der Figur weist zwischen seinem mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle verbundenen ersten Anschluß 10 und Masse einen Spannungsteiler aus drei Widerständen R1, R2, R3 auf. Zwischen den Widerständen R1 und R2 befindet sich ein erster Abgriff 11, der mit der Basis eines ersten Transistors Tl vom pnp-Typ verbunden ist. Der Emitter des ersten Transistors steht erstens über einen Widerstand R4 mit dem ersten Anschluß 10 sowie zweitens mit der Basis eines zweiten Transistors T2 vom npn-Typ in Verbindung, dessen Kollektor ebenfalls mit dem ersten Anschluß 10 verbunden ist. Der Kollektor des ersten Transistors Tl und der Emitter des zweiten Transistors T2 führen gemeinsam an die Kathode eines Referenzelementes E, dessen Anode mit einem zwischen den Widerständen R2 und R3 befindlichen zweiten Abgriff 12 verbunden ist. Ein zweiter Anschluß 13, der auf demselben Potential wie der erste Anschluß 10 liegt, sowie ein dritter Anschluß 14, der auf demselben Potential wie der zweite Abgriff 12 bzw. die Anode des Referenzelementes E liegt, bilden den Ausgang des elektronischen Spannungsreglers.
- Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung übt folgende Regelfunktionen aus. Steigt zum Beispiel die Betriebsspannung UB für den Spannungsregler an, dann fließt über die Widerstände Rl, R2, R3 des Spannungsteilers ein höherer Strom IS. Der dadurch hervorgerufene höhere Spannungsabfall an dem Widerstand R2 steuert den ersten Transistor Tl in den leitenden Zustand. Infolgedessen kommt es zu einem Stromfluß über den Widerstand R3 und das Referenzelement E. Der dadurch verursachte erhöhte Spannungsabfall an dem Widerstand R3 bewirkt, daß das Potential in positiver Richtung ansteigt. Die an den Anschlüssen 13 und 14 zur Verfügung stehende Spannung bleibt somit bei entsprechender Dimensionierung der Schaltungsanordnung weitgehend konstant.
- Änderungen der Umgebungstemperatur wirken sich auf die von dem Spannungsregler abgegebene Spannung nicht aus, weil die Transistoren Tl und T2 ein komplementäres Transistorpaar sind, dessen Basis-Emitterspannungen UBE sich bei Temperaturänderungen gegenläufig ändern. Als komplementäre Transistoren eignet sich beispielsweise ein für diese Zwecke besonders ausgesuchtes Transistorpaar aus dem Typ BCW 61 D für den Transistor T1 und BCW 60 D für den Transistor T2. Das Referenzelement ist vorzugsweise vom Typ MPS 5010. Der Widerstandswert des Widerstandes R1 ist vorzugsweise gleich dem doppelten Widerstandswert des Widerstandes R2. Der Spannungsregler kann bei entsprechender Ergänzung des Spannungsteilers durch weitere Widerstände und weitere Abgriffe mit Vorteil zur Spannungsversorgung einer integrierten Treiberstufe für eine Flüssigkristallanzeige (LCD-Display) verwendet werden, die nach dem Multiplex- Prinzip arbeitet.
Claims (1)
- Elektronischer Spannungsregler, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem positiven Anschluß (10) und Masse des Spannungsreglers eine Reihenschaltung aus mindestens drei Widerständen (Rl, R2, R3) liegt, daß mit dem masseseitigen Anschluß (12) des mittleren Widerstandes (R2) die Anode eines Referenzelementes (E) verbunden ist, daß die Kathode des Referenzelementes erstens mit dem Kollektor eines pnp-Transistors (T1) und zweitens mit dem Emitter eines npn-Transistors (T2) verbunden ist, daß die Basis des ersten Transistors mit dem dem positiven Anschluß zugewandten Anschluß des mittleren Widerstandes verbunden ist, daß der Emitter des ersten Transistors und die Basis des zweiten Transistors über einen gemeinsamen Widerstand (R4) und der Kollektor des zweiten Transistors unmittelbar mit dem positiven Anschluß (10) verbunden sind und daß die stabilisierte Spannung (Uconst) zwischen dem positiven Anschluß und der Anode des Referenzelementes abgegriffen wird.
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