JPH10268951A - 電圧安定化回路 - Google Patents

電圧安定化回路

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JPH10268951A
JPH10268951A JP10065576A JP6557698A JPH10268951A JP H10268951 A JPH10268951 A JP H10268951A JP 10065576 A JP10065576 A JP 10065576A JP 6557698 A JP6557698 A JP 6557698A JP H10268951 A JPH10268951 A JP H10268951A
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JP
Japan
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voltage
resistor
transistor
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input
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JP10065576A
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English (en)
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Werner Fischer
フィッシャー ヴェルナー
Walter Dr Grote
グローテ ヴァルター
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/563Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices including two stages of regulation at least one of which is output level responsive, e.g. coarse and fine regulation

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧安定化回路を、出力電力が大きい場合で
も電気回路の小さな構造形態を維持できるように改善す
ることである。 【解決手段】 少なくとも1つの第1スイッチング素子
を設け、該スイッチング素子によって第1抵抗が直列調
整器と直列に接続可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも1つの
供給電圧入力側と少なくとも1つの負荷電圧出力側とを
有し、前記供給電圧入力側と負荷電圧出力側との間に直
列調整器が接続されている電圧安定化回路に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の電圧安定化回路は、従来技術に
おいて十分公知である。この電圧安定化回路は通常は様
々な応用形態で用いられる。というのも、電圧安定化回
路に課される要求に応じて、付加的な平滑素子や制御素
子がこの電圧安定化回路に付帯されるからである。
【0003】とりわけ自動車用の電圧供給装置では、特
別な設計が必要とされる。搭載電源電圧だけをとって
も、車両バッテリが十分に充電されているか又は放電さ
れた状態か、車両エンジンが作動しているか否か、周囲
温度が高いか低いか、またはバッテリ内のバッテリ液が
十分か否かに応じて、広い範囲で変動する。
【0004】さらに、低抵抗の負荷、例えばエンジンの
始動機、熱線リアウィンドウ、または増光ランプなどが
オンオフされるときに現れる、著しいサージ電圧が場合
によっては補償されなければならない。また供給電圧に
は、点火過程や、容量性または誘導性負荷のスイッチン
グに起因する様々な立上がり縁や様々な振幅を伴った電
圧ピークが数多く重畳し得る。
【0005】自動車の電子的な負荷の電圧供給に対して
は、次のような電圧供給装置が公知である。即ち、その
供給する負荷電圧は供給電圧以下であるが、最大値が所
定の値、例えば9ボルトまたは12ボルトに制限されて
いる電圧供給装置が公知である。この負荷電圧は安定化
されていないが、しかしながら負荷変動の際のサージ電
圧は補償される。さらにこの公知の電圧供給装置によっ
て第2の負荷電圧が生成されるが、この第2の負荷電圧
は所定の固定値で安定化されており、またここではあら
ゆる負荷変動が非常に迅速に補償される。両負荷電圧
は、供給電圧入力側と各負荷電圧出力側との間に接続さ
れている直列調整器によって生成される。直列調整器に
おいて供給電圧が小さい時に、電圧降下を少なくするこ
とができるのは、特別な回路技法によってのみである。
【0006】前述した電圧供給装置のみならず、供給電
圧入力側と負荷電圧出力側の間に直列調整器が接続され
ているその他の全ての公知電圧供給装置においても不利
なことは、直列調整器において過大な電圧降下が生じ、
そのため直列調整器に比較的大きな損失電力が発生する
ということである。なぜならこの損失電力は完全に熱に
変換され、その熱は電力供給装置を不所望に加熱するか
らである。このことは特にハイブリッド技術で構成され
た電圧安定化回路において大変不利である。なぜならこ
れにより電圧安定化回路の出力電力が制限されてしまう
からである。
【0007】このため大電力の電圧安定化回路において
は、この電力を損なわせる熱を排出するために費用のか
かる対策が講じられなくてはならない。その上この電気
回路は、損失電力が原因となって、所定のサイズ以下で
は構成が不可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べたような電圧安定化回路を、出力電力が大きい場
合でも電気回路の小さな構造形態を維持できるように改
善することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題は、少なくとも
1つの第1スイッチング素子を設け、該スイッチング素
子によって第1抵抗が直列調整器と直列に接続可能とす
ることにより解決される。その他の有利な発明の構成
は、従属請求項に記載されている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明によれば、少なくとも1つ
の第1スイッチング素子が設けられており、該スイッチ
ング素子を用いて第1抵抗が直列調整器と直列に接続可
能である。この第1抵抗と直列調整器との直列接続によ
って、供給電圧と負荷電圧との差が直列調整器と第1抵
抗とに分配される。従って、電圧安定化の際に生じる損
失電力の一部が、第1抵抗によって受け取られるという
利点がある。
【0011】第1抵抗が直列調整器と本来の電圧安定化
回路の残りの構成部材とから空間的に離されて配置され
ると、この電気的な安定化回路は第1抵抗で生じる損失
電力により熱に関する負荷を受けなくなる。電圧安定化
回路自体に発生する熱はより少ないので、電圧安定化回
路の構成部材は空間的に互いに密に配置することが可能
である。これにより、電圧安定化回路の構造形態が小さ
くなるという利点がある。本発明の回路装置により、電
圧安定化回路から損失電力を移し出すことが可能とな
り、実用的である。広い供給電圧範囲にわたり、また回
路の電流受容力に合わせて、全損失電力を本来の電圧安
定化回路と第1抵抗とに最適に分配することができる。
【0012】特に有利と判明したのは、第1抵抗を供給
電圧入力側と直列調整器との間に配置することである。
これによりあらゆる任意の電圧安定化回路回路を本発明
のように変更することができる。従来の構成による電圧
安定化回路において、電圧安定化回路の入力側の前に抵
抗を追加して接続することが可能である。この抵抗は、
この抵抗に生じた熱の排出に適した場所に空間的に配置
することができる。
【0013】また本発明の回路装置は、第2のスイッチ
ング素子を設けることによって改良できる。この第2ス
イッチング素子によって、第1抵抗と並列に第2抵抗を
接続できる。このようなスイッチング素子によって、直
列調整器に直列接続された抵抗の値を簡単に変えること
ができる。直列調整器に直列接続された全抵抗を変化さ
せることにより、直列接続された全抵抗で生じる電圧降
下と損失電力とを調節することができる。
【0014】さらなる多数のスイッチング素子により、
ないしはスイッチング素子によって第1抵抗と並列に接
続可能なさらなる多数の抵抗により、直列調整器の入力
側の電圧を、ほぼ固定値に設定することができる。電圧
の設定は、まず始めに相応するスイッチング素子によっ
て、直列調整器と直列の、最大の抵抗値を有する抵抗が
並列に接続されることによって行われる。直列調整器に
直列接続された抵抗における電圧降下が、直列調整器が
飽和に至る程大きくなると、相応するスイッチング素子
によって、直列調整器に直列接続された抵抗に対し付加
的な抵抗が並列に接続される。この付加的な抵抗の並列
接続により、直列調整器に直列接続された全抵抗の値が
低下する。こうして直列調整器はその調整器としての機
能を、この直列調整器が新たに高い負荷電流に基づいて
新たな飽和に達するまで繰り返し実行させることができ
る。直列調整器が再び飽和に達したら、別の抵抗が並列
に接続され、先に記載した過程が繰り返される。
【0015】この過程は、最後に例えば第4のスイッチ
ング素子によって供給電圧入力側と直列調整器の入力側
とが直接接続されるまで繰り返される。これは例えば、
供給電圧が負荷電圧よりやや大きい値にまで低下した場
合である。この供給電圧入力側と直列調整器の入力側と
の直接接続により、直列調整器に直列接続された全抵抗
は橋絡され、即ち、供給電圧は直列調整器の入力側に直
接印加され、これによって直列調整器における全損失電
力が低減する。しかしこの損失電力は供給電圧の低下に
基づき比較的少ないので、電圧安定化回路は熱に関して
それほど大きな負荷を受けない。
【0016】本発明のその他の実施例においては、第5
のスイッチング素子が設けられている。この第5スイッ
チング素子により供給電圧入力側は直列調整器の出力側
と直接接続できる。この第5スイッチング素子が直列調
整器よりも小さい飽和電圧しか有していなければ、この
電圧安定化回路は供給電圧が負荷電圧よりもわずかしか
大きくない場合でもなお使用できる。
【0017】有利には供給電圧入力側の電圧に依存して
スイッチング素子を制御する制御装置を設けることがで
きる。しかしながら場合によって有利であるならば、こ
れらのスイッチング素子を、直列調整器の入力側の電圧
に依存して制御ないしは調整してもよい。特に、これら
のスイッチング素子は、直列調整器の入力側の電圧が一
定に維持されるように順次調整することができる。スイ
ッチング素子としてトランジスタを使用すれば、本発明
の回路装置は簡単に実現される。
【0018】本発明の他の実施例においては、直列調整
器の入力側とアースとの間に、平滑コンデンサが接続さ
れている。この平滑コンデンサにより有利には、直列調
整器の入力側の電圧が平滑化される。平滑化された入力
電圧は直列調整器を通じて出力電圧に作用する。従って
直列調整器の出力電圧の平滑化のためには、直列調整器
の出力側において非常に小さい平滑コンデンサを使用す
ることができる。
【0019】本発明の回路装置は、単一の負荷電圧を生
成するための直列調整器に即して記載されたが、この回
路装置は、複数の負荷電圧を生成するために設計され
た、即ち複数の調整ユニットを有する電圧調整器におい
ても簡単に適用することができる。
【0020】
【実施例】本発明のその他の詳細、特徴及び効果は、後
述の図面に即した特別な実施例から明らかである。
【0021】図1は、本発明の回路装置の概略図を示
す。
【0022】図面から明らかであるように、本発明の回
路装置は従来の構成による電圧安定化回路14から成
る。この電圧安定化回路14は、直列抵抗10とツェナ
ーダイオード11とから構成される分圧器から成る。こ
の分圧器10、11は、従来の電圧安定化回路14の2
つの入力端子1a、1a´間に接続されている。さらに
第1入力端子1aは、直列調整器として用いられるトラ
ンジスタ3のコレクタに接続されている。トランジスタ
3のベースは、分圧器10、11の中間タップに接続さ
れている。トランジスタ3のエミッタは、従来の電圧安
定化回路の出力端子に接続されており、この出力端子は
また、本発明の電圧安定化回路の出力端子を形成してい
る。第2入力端子1a´は、従来の電圧安定化回路14
ないしは本発明の電圧安定化回路の第2の出力端子2´
に直接接続されている。出力端子2、2´間には、第1
平滑コンデンサ12が接続されている。
【0023】従来の電圧安定化回路14の第1入力端子
1aは、第1トランジスタ4のエミッタに接続されてい
る。第1トランジスタ4のコレクタは、第1抵抗4´を
介して本発明の電圧安定化回路の第1入力端子1に接続
されており、この第1入力端子には供給電圧が印加され
る。
【0024】第1抵抗4´と並列に、第2トランジスタ
5によって第2抵抗5´が接続されており、同様に第3
トランジスタ6によって第3抵抗6´が接続されてい
る。即ち、第2トランジスタ5のエミッタ及び第3トラ
ンジスタ6のエミッタは、従来の電圧安定化回路14の
入力端子1aに接続されている。第2トランジスタ5の
コレクタ及び第3トランジスタ6のコレクタは、第2抵
抗5´及び第3抵抗6´を介して、本発明の回路装置の
第1入力端子1に接続されている。
【0025】さらに、第4トランジスタ7のエミッタは
従来の電圧安定化回路14の第1入力端子1aに接続さ
れている。第4トランジスタ7のコレクタは、本発明の
回路装置の第1入力端子1に直接接続されている。
【0026】さらに、第5トランジスタ8のエミッタ
は、出力端子2に接続されている。第5トランジスタ8
のコレクタは、本発明の回路装置の第1入力端子1に直
接接続されている。
【0027】トランジスタ4〜8のベース端子は、制御
装置9に接続されている。この制御装置は同様に、本発
明の回路装置の第1入力端子1と、従来の電圧安定化回
路14の第1入力端子1aとに接続されている。
【0028】本発明の回路装置の第2入力端子1´は、
従来の電圧安定化回路14の第2入力端子1a´に直接
接続されている。従来の電圧安定化回路14の第1入力
端子1aと第2入力端子1a´との間には、第2平滑コ
ンデンサ13が接続されている。
【0029】本発明の回路装置により、従来の電圧安定
化回路14の第1入力端子1aの電圧を固定値に設定で
きるようになるという利点がある。また、制御装置9が
まず始めに第1トランジスタ4を制御することにより、
供給電圧は、最も大きい損失電力を有する抵抗である第
1抵抗4´を介して、従来の電圧安定化回路14の第1
入力端子1aに、即ち、直列調整器として用いられるト
ランジスタ3のコレクタに印加される。直列調整器とし
て使用されるトランジスタ3のコレクタにおける電圧
が、トランジスタ3が飽和に至る値に達すると、付加的
に第2トランジスタ5によって第2抵抗5´が第1抵抗
4´と並列に接続される。これにより直列調整器として
用いられるトランジスタ3と直列に接続される全抵抗が
低下する。トランジスタ3が、例えば低下した供給電圧
または上昇した出力電流に基づいて再び飽和に至ると、
先に記載した過程が繰り返される。即ち、第3トランジ
スタ6によって第3抵抗6´が第1抵抗4´及び第2抵
抗5´と並列に接続される。当然、第3抵抗6´のみ
を、または抵抗4´、5´、6´の任意な組み合わせか
ら成る並列回路を、直列調整器として用いられるトラン
ジスタ3と直列に接続することもできる。
【0030】最後に第4トランジスタ7が制御され、供
給電圧は、従来の電圧安定化回路14の入力側に直接印
加される。供給電圧がさらに低下すると、第5トランジ
スタ8が制御される。これにより直列調整器として用い
られるトランジスタ3は橋絡され、供給電圧は電圧安定
化回路の出力側2に直接印加される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回路装置の概略を示す図である。
【符号の説明】
1 供給電圧入力側 1a 入力側 1a´ 第2入力端子 2 供給電圧出力側 2´ 第2出力端子 3 直列調整器 4 第1スイッチング素子 4´ 第1抵抗 5 第2スイッチング素子 5´ 第2抵抗 6 第3スイッチング素子 6´ 第3抵抗 7 第4スイッチング素子 8 第5スイッチング素子 9 制御装置 10、11 分圧器 14 従来の電圧安定化回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァルター グローテ ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン ブルーメンシュトラーセ 30

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの供給電圧入力側(1)
    と少なくとも1つの負荷電圧出力側(2)とを有し、前
    記供給電圧入力側(1)と負荷電圧出力側(2)との間
    に直列調整器(3)が接続されている電圧安定化回路に
    おいて、 少なくとも1つの第1スイッチング素子(4)が設けら
    れており、該スイッチング素子によって第1抵抗(4
    ´)が直列調整器(3)と直列に接続可能であることを
    特徴とする、電圧安定化回路。
  2. 【請求項2】 第1抵抗(4´)が供給電圧入力側
    (1)と直列調整器(3)との間に配置されている、請
    求項1記載の電圧安定化回路。
  3. 【請求項3】 少なくとも1つの第2スイッチング素子
    (5)または第3スイッチング素子(6)が設けられて
    おり、前記スイッチング素子によって第2抵抗(5´)
    または第3抵抗(6´)が第1抵抗(4´)と並列に接
    続可能である、請求項1または2記載の電圧安定化回
    路。
  4. 【請求項4】 第4スイッチング素子(7)が設けられ
    ており、該スイッチング素子によって供給電圧入力側
    (1)が直列調整器(3)の入力側に直接接続可能であ
    る、請求項1〜3のいずれか1項記載の電圧安定化回
    路。
  5. 【請求項5】 第5スイッチング素子(8)が設けられ
    ており、該スイッチング素子によって供給電圧入力側
    (1)が直列調整器(3)の出力側に直接接続可能であ
    る、請求項1〜4のいずれか1項記載の電圧安定化回
    路。
  6. 【請求項6】 制御装置(9)が設けられており、該制
    御装置によってスイッチング素子(4、5、6、7、
    8)が供給電圧入力側(1)における電圧に依存して制
    御される、請求項1〜5のいずれか1項記載の電圧安定
    化回路。
  7. 【請求項7】 制御装置(9)が設けられており、該制
    御装置によってスイッチング素子(4、5、6、7、
    8)が直列調整器(3)の入力側(1a)における電圧
    に依存して制御される、請求項1〜6のいずれか1項記
    載の電圧安定化回路。
  8. 【請求項8】 前記直列調整器(3)の入力側(1a)
    とアースとの間に平滑コンデンサ(13)が接続されて
    いる、請求項1〜7のいずれか1項記載の電圧安定化回
    路。
  9. 【請求項9】 前記スイッチング素子(4、5、6、
    7、8)がトランジスタである、請求項1〜8のいずれ
    か1項記載の電圧安定化回路。
  10. 【請求項10】 前記スイッチング素子(4、5、6、
    7、8)が直列調整器(3)の入力側(1a)における
    電圧に依存して調整される、請求項1〜9のいずれか1
    項記載の電圧安定化回路。
  11. 【請求項11】 前記スイッチング素子(4、5、6、
    7、8)は、直列調整器(3)の入力側(1a)におけ
    る電圧が一定に維持されるように順次調整される、請求
    項1〜10のいずれか1項記載の電圧安定化回路。
JP10065576A 1997-03-19 1998-03-16 電圧安定化回路 Withdrawn JPH10268951A (ja)

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DE19711364.8 1997-03-19
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