HU208185B

HU208185B - Circuit arrangement for operating low-voltage electronic circuits for a voltage source having voltage greater than its nominal supply voltage

Info

Publication number: HU208185B
Application number: HU617888A
Authority: HU
Inventors: Laszlo Szalai
Original assignee: Laszlo Szalai
Priority date: 1988-12-06
Filing date: 1988-12-06
Publication date: 1993-08-30
Also published as: HUT55551A

Abstract

A találmány tárgya kapcsolási elrendezés kisfeszültségű elektronikus áramköröknek névleges tápfeszültségüknél nagyobb feszültségű feszültségforrásról történő működtetésére, amely referencia feszültségforrást (1) és tranzisztort (2) tartalmaz, a referencia feszültségforrás (1) egyik kapcsa a tranzisztor (2) bázisára, a másik kapcsa közös pontra csatlakozik, a tranzisztor (2) emittere és a közös pont közé egy első elektronikus áramkör (3) tápfeszültség csatlakozásai vannak kötve, és a találmány szerint a tranzisztor (2) kollektora és a feszültségforrás közé egy második elektronikus áramkör (4) tápfeszültség csatlakozásai vannak kötve. HU 208 185 B A leírás terjedelme: 4 oldal (ezen belül 1 lap ábra)BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a switching arrangement for operating low voltage electronic circuits from a voltage source with a voltage greater than their rated voltage, which includes a reference voltage source (1) and a transistor (2), one of the terminals of the reference voltage source (1) being connected to the base of the transistor (2) and the other terminal to a common point. , between the emitter of the transistor (2) and the common point, is connected to the power supply connections of a first electronic circuit (3), and the power connections of a second electronic circuit (4) are connected between the collector of the transistor (2) and the voltage source. EN 208 185 B Scope of the description: 4 pages (including 1 sheet)

Description

A találmány tárgya kapcsolási elrendezés kisfeszültségű elektronikus áramköröknek névleges tápfeszültségüknél nagyobb feszültségű feszültségforrásról történő működtetésére, amely referencia feszültségforrást és tranzisztort tartalmaz, a referencia feszültségforrás egyik kapcsa a tranzisztor bázisára, a másik kapcsa közös pontra csatlakozik, a tranzisztor emittere és a közös pont közé egy első elektronikus áramkör tápfeszültség csatlakozásai vannak kötve.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit arrangement for operating low-voltage electronic circuits from a voltage source greater than their rated supply voltage, comprising a reference voltage source and a transistor, one terminal of the reference voltage connected to the base of the transistor, the power supply connections of the circuit are connected.

Az elektronikus áramkörök alkalmazása során gyakran előfordul, hogy a rendelkezésre álló feszültségforrás nem egyezik meg az áramkör által igényelt tápfeszültséggel, hanem annál magasabb. Tipikus eset pl., ha akkumulátoros táplálást alkalmaznak, melynek feszültsége kötött. A jelenleg elterjedt gépkocsi akkumulátorok 12V-osak, míg az áramkörök, áramköri elemek egy jelentős része - főleg a digitális áramkörök 5 V tápfeszültséggel működnek. Az ilyen esetben alkalmazott megoldások igen rossz hatásfokúak, mert a felvett teljesítménynek több mint a fele elvész, egy ún. áteresztő tranzisztoros feszültségstabilizátor esetén, pl. vagy magán az áteresztő tranzisztoron, vagy egy ebből a célból beépített ellenálláson. Ha jobb hatásfokot kívánnak elérni, kapcsoló üzemű stabilizátort alkalmaznak, amelynek viszont a felépítése lényegesen bonyolultabb.When using electronic circuits, it is often the case that the available voltage source is not the same as the power required by the circuit, but higher. Typical, for example, is when using a battery-powered power supply. Currently used automotive batteries are 12V, while a significant number of circuits and circuit elements - especially digital circuits - operate at 5V. The solutions used in this case are very inefficient, as more than half of the power absorbed, a so-called power loss, is lost. in the case of a transistors with transient voltage, eg. either on the transistor itself or on a resistor built for this purpose. In order to achieve better efficiency, a switching stabilizer is used, which, however, is considerably more complicated in construction.

A találmány elé célul tűztük ki olyan, a bevezetőben körülírt kapcsolási elrendezés kialakítását, amely egyszerű felépítésű, ugyanakkor jó hatásfokú, így a fenti hátrányt teljes mértékben kiküszöböli.It is an object of the present invention to provide a circuit arrangement as described in the preamble which is simple in design but has high efficiency, thus completely eliminating the above disadvantage.

A kitűzött célt a találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel értük el, mely azon a felismerésen alapul, hogyha a működtetendő elektronikus áramkört két részre osztjuk, egyik részét az áteresztő tranzisztoros stabilizátor feszültségejtő ellenállása helyett iktatjuk be, akkor az eddig elvesző energia jelentős részét felhasználjuk.This object is achieved by the circuit arrangement according to the invention, which is based on the recognition that if the electronic circuit to be operated is divided into two parts, one part being inserted instead of the voltage drop resistance of the transistor stabilizer, then much of the energy lost so far is utilized.

A találmány tárgya tehát kapcsolási elrendezés kisfeszültségű elektronikus áramköröknek névleges tápfeszültségüknél nagyobb feszültségű feszültségforrásról történő működtetésére, amely referencia feszültségforrást és tranzisztort tartalmaz, a referencia feszültségforrás egyik kapcsa a tranzisztor bázisára, a másik kapcsa közös pontra csatlakozik, a tranzisztor emittere és a közös pont közé egy első elektronikus áramkör tápfeszültség csatlakozásai vannak kötve, és a találmány szerint a tranzisztor kollektora és a feszültségforrás közé egy második elektronikus áramkör tápfeszültség csatlakozásai vannak kötve.Accordingly, the present invention relates to a circuit arrangement for operating low-voltage electronic circuits from a voltage source greater than their rated supply voltage, comprising a reference voltage source and a transistor, one terminal of a reference voltage being connected to a common transistor base and The power supply connections of the electronic circuit are connected, and according to the invention, the power supply connections of a second electronic circuit are connected between the collector of the transistor and the voltage source.

A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál a tranzisztor kollektorára második tranzisztor emittere csatlakozik, amelynek a kollektora a feszültségforrásra van kötve, bázisára egy második referencia feszültségforrás csatlakozik.In a preferred embodiment of the invention, the transistor collector is connected to the emitter of a second transistor, the collector of which is connected to a voltage source, and a second reference voltage source is connected to its base.

Úgy is kialakítható a találmány szerinti kapcsolási elrendezés, hogy a második elektronikus áramkörrel feszültségkorlátozó elem, előnyösen zener dióda van párhuzamosan kapcsolva.Alternatively, the circuit arrangement according to the invention may be arranged so that a voltage limiting element, preferably a zener diode, is connected in parallel with the second electronic circuit.

Abban az esetben, ha a két elektronikus áramkör egymással működtető kapcsolatban áll, úgy az elektronikus áramköröknek vezérlő ki- és/vagy vezérlő bemenetel) van(nak), és az egyik elektronikus áramkör vezérlő kimenete(i) a másik elektronikus áramkör vezérlő bemenetével/bemeneteivel szintáttevő áramkörön keresztül van(nak) összekötve.In the case where the two electronic circuits are operatively connected to each other, the electronic circuits have a control input and / or control input, and the control output (s) of one electronic circuit with the control input (s) of the other electronic circuit. is connected via a level transfer circuit.

A találmány két kiviteli alakját a mellékelt ábrák segítségével ismertetjük részletesen, ahol azTwo embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG

1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés legegyszerűbb kiviteli alakját, aFigure 1 illustrates the simplest embodiment of the circuit arrangement according to the invention, a

2. ábra pedig a találmánynak egy másik előnyös kiviteli alakját mutatja.Figure 2 shows another preferred embodiment of the invention.

Az 1. ábrán a (3) első elektronikus áramkör és a (4) második elektronikus áramkör úgy van a teljes áramkörből kialakítva, hogy áramfelvételük gyakorlatilag megegyezik. A (3) első elektronikus áramkör a (2) tranzisztor emitterkörébe a (3) második elektronikus áramkör a (2) tranzisztor kollektorkörébe van kapcsolva, az (1) referencia feszültségforrás pedig a (2) tranzisztor bázisára van kötve. A (2) tranzisztor emitterén ebben az esetben az (1) referencia feszültségforrás feszültségénél a bázis-emitter feszültséggel kisebb feszültség jelentik meg, ez tulajdonképpen a (3) első elektronikus áramkör tápfeszültsége. A (2) tranzisztor ismert tulajdonságai következtében ez a feszültség közelítőleg állandó. A (4) második elektronikus áramkörön, az elhanyagolható értékű bázisáramtól eltekintve, ugyanez az áram folyik keresztül, így, ha a szétválasztás megfelelően történt, a rajta eső feszültség is azonos, így mindkét áramkör megfelelő tápfeszültséget kap, ugyanekkor eredő áramfelvételük, az eredeti kapcsoláshoz képest felére csökken.In Fig. 1, the first electronic circuit (3) and the second electronic circuit (4) are formed from the entire circuit so that their current consumption is substantially the same. The first electronic circuit (3) is connected to the emitter circuit of the transistor (2) and the second electronic circuit (3) is connected to the collector circuit of the transistor (2) and the reference voltage source (1) is connected to the base of the transistor. In this case, the transistor (2) emits a voltage lower than the reference emitter voltage of the reference voltage source (1), which is actually the supply voltage of the first electronic circuit (3). Due to known properties of transistor (2), this voltage is approximately constant. Except for the negligible base current, the second electronic circuit (4) passes through the same current, so that when properly separated, the voltage across it is the same, so that both circuits receive a proper supply voltage, but their current draw relative to the original circuit. halves.

A 2. ábrán látható kiviteli alaknál a (4) második elektronikus áramkörrel egy (5) második tranzisztor kollektoremitter szakasza van párhuzamosan kapcsolva. Lehetséges módon ugyanide kapcsolódik párhuzamosan egy (7) feszültségkorlátozó elem, jelen esetben zener dióda. Az (5) második tranzisztor bázisára egy (6) második referencia feszültségforrás csatlakozik. Ezen elemek azt biztosítják, hogy amennyiben a (3) első elektronikus áramkör és a (4) második elektronikus áramkör áramfelvétele nem egyezik meg, például azért, mert azok üzem közben változnak, valamint ha a tápfeszültség ingadozik, a (4) második elektronikus áramkörre megfelelő értékű feszültség jusson. Abban az esetben, ha a (3) első elektronikus áramkör és a (4) második elektronikus áramkör között biztosítani kell az összeköttetést, úgy egy (8) szintáttevő áramkör van alkalmazva. Mivel a (4) második elektronikus áramkör közös pontja a (3) első elektronikus áramkör közös pontjához képest magasabb feszültségszintre van eltolva, biztosítani kell ezen szinteltolást az összeköttetéseknél is, függetlenül azok jelhaladási irányától. így biztosítható, hogy az áthaladó jelek saját közös potenciáljukhoz képest azonos szinten lesznek.In the embodiment shown in Fig. 2, a collector emitter section of a second transistor (5) is connected in parallel with the second electronic circuit (4). It is possible that a voltage limiting element (7), in this case a zener diode, is connected in parallel. A second reference voltage source (6) is connected to the base of the second transistor (5). These elements ensure that if the current consumption of the first electronic circuit (3) and the second electronic circuit (4) do not match, for example because they change during operation, and if the supply voltage fluctuates, the second electronic circuit (4) voltage. In the case where the connection between the first electronic circuit (3) and the second electronic circuit (4) is to be ensured, a level transfer circuit (8) is used. Since the common point of the second electronic circuit (4) is shifted to a higher voltage level relative to the common point of the first electronic circuit (3), this level offset must also be provided at the connections, irrespective of their signal propagation direction. This ensures that the signals passing through will be at the same level as their common potential.

A találmány szerinti kapcsolási elrendezés lehetővé teszi, hogy a rendelkezésre álló tápfeszültség minimális veszteséggel kihasználható legyen. Különösen jelentős előnyöket hoz a találmány alkalmazása gépkocsikban, ahol a 12 V-os akkumulátorfeszültségről 50%os áramfogyasztással lehet pl. a fedélzeti elektronikát működtetni.The switching arrangement according to the invention enables the available supply voltage to be utilized with minimal loss. Particularly significant advantages are provided by the application of the invention in automobiles, where the 12 V battery voltage can be used with 50% power consumption e.g. operate the on-board electronics.

Claims

1. A circuit arrangement for operating low-voltage electronic circuits from a voltage source greater than their rated supply voltage, comprising a reference voltage source and a transistor, one terminal of the reference voltage source connected to the base of the transistor, one terminal to a common point emitter, power supply connections, characterized in that power supply connections of a second electronic circuit (4) are connected between the collector of the transistor (2) and the voltage source.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that an emitter of a second transistor (5) is connected to the collector of the transistor (2), the collector of which is connected to a voltage source, and a second reference voltage source (6) is connected to its base.

5

Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage limiting element (7), preferably a zener diode, is connected in parallel with the second electronic circuit (4).

4. A circuit arrangement according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the electronic circuits (3, 4) have a control output and / or a control input (s) and a control output (s) of one of the electronic circuits (3 or 4). ) is connected to the control inputs (s) of the other electronic circuit (4 or 3) via a leveling circuit (8).