NL8401648A - Geintegreerde spanningsregelschakeling met bescherming tegen transienten. - Google Patents

Geintegreerde spanningsregelschakeling met bescherming tegen transienten. Download PDF

Info

Publication number
NL8401648A
NL8401648A NL8401648A NL8401648A NL8401648A NL 8401648 A NL8401648 A NL 8401648A NL 8401648 A NL8401648 A NL 8401648A NL 8401648 A NL8401648 A NL 8401648A NL 8401648 A NL8401648 A NL 8401648A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
transistor
voltage
current
control circuit
base
Prior art date
Application number
NL8401648A
Other languages
English (en)
Other versions
NL192891C (nl
NL192891B (nl
Original Assignee
Honeywell Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell Inc filed Critical Honeywell Inc
Publication of NL8401648A publication Critical patent/NL8401648A/nl
Publication of NL192891B publication Critical patent/NL192891B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL192891C publication Critical patent/NL192891C/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/30Regulators using the difference between the base-emitter voltages of two bipolar transistors operating at different current densities
    • GPHYSICS
    • 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
    • G05F1/565Regulating 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 sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/569Regulating 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 sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection
    • G05F1/571Regulating 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 sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for protection with overvoltage detector
    • GPHYSICS
    • 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
    • G05F1/59Regulating 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 plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • G05F1/595Regulating 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 plural semiconductor devices as final control devices for a single load semiconductor devices connected in series
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

• tr N.O. 32440
Geïntegreerde spanningsregelschakeling met bescherming tegen transiënten.__
De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op spanningsregel-schakelingen, en heeft meer in het bijzonder betrekking op een geïnte-greerde-schakelingspanningsregulator die hoge transiënte spanningsaf-wijkingen, zoals bij gemotoriseerde vervoerstoepassingen voorkomen, kan 5 hebben.
Elektronische stelsels hebben vaak spanningsregulatoren of regel-schakelingen die bij een ongeregelde voedingsspanning elektrische stroom opnemen en die een geregelde spanning aan een elektrische belasting afgeven. Bij de moderne systemen zijn vele belastingsschakelingen, 10 die elektrische voeding nodig hebben, geïntegreerde schakelingen. Geïntegreerde schakelingen en daarmee in samenhang gebruikte sensoren hebben betrekkelijk lage spanningen, kenmerkend van zes volt of minder, nodig. Het is in samenhang met deze schakelingen en sensoren gebruikelijk geworden om een spanningsregeling te verschaffen met behulp van 15 geïntegreerde-schakelingspanningsregulatoren die op een afzonderlijke chip of op dezelfde chip als de geïntegreerde schakeling van voeding worden voorzien.
Monolytisch geïntegreerde schakelingen worden in toenemende mate in gemotoriseerde vervoerstoepassingen gebruikt. De gemotoriseerde ver-20 voersomgeving stelt bijzonder strenge spanningsregeleisen. Er kunnen in de voedingsgeleiders spanningstransiënten van 80 of 90 volt van beide polariteiten ten opzichte van aarde optreden als gevolg van de wisselwerking van de alternator en de hoofdspanningsregulator, wanneer de motor afgeschakeld of snel gestart wordt of wanneer een batterijkabel 25 weggenomen wordt of bepaalde andere elektrische verbindingen verbroken worden. Daarenboven moeten gemotoriseerde vervoersinrichtingen over een breed bereik van temperaturen kunnen werken.
Derhalve moet een spanningsregulator voor vele elektronische scha-! kelingen in de gemotoriseerde vervoerstoepassingen een betrekkelijk 30 strak geregelde lage spanning verschaffen vanuit een voedingsspanning die aan positieve en negatieve spanningsafwijkingen die vele malen de grootte van de geregelde spanning bedragen onderhevig is. Verder moet de spanningsregulator een dergelijke regeling of regulatie over een breed temperatuurbereik kunnen verschaffen. Uiteindelijk zijn bij gemo-35 toriseerde vervoerstoepassingen de kosten en betrouwbaarheid van groot belang. De kosten moeten tot een minimum beperkt worden waarvoor derhalve een betrekkelijk eenvoudig schakelingsontwerp nodig is dat gemak- 8401648 2 1 Γ kelijk vervaardigd kan worden.
Een probleem dat bij schakelingen, die voorzien zijn van bipolaire transistoren, ontmoet wordt is dat dergelijke transistoren, die span-ningstransiënten van de bij gemotoriseerde vervoerstoepassingen ver-5 wachte grootte kunnen hebben, moeilijk gefabriceerd worden met behulp van de gebruikelijke processen voor het vervaardigen van monolytisch geïntegreerde schakelingen. Dienovereenkomstig moeten geïntegreerde-schakelingspanningsregulatoren in gemotoriseerde vervoerstoepassingen enige vorm van bescherming tegen transiënte spanningen hebben. Ver-10 schillende schakelingsontwerpen en technieken voor het verschaffen van bescherming tegen transiënte spanningen zijn bekend.
Eén benadering is uit het Amerikaanse octrooischrift 4.319.179 van W. Jett Jr. van 9 maart 1982 bekend. Bij deze benadering wordt een transistor, die een hoge spanning kan verdragen of hebben, toegepast en 15 opgenomen tussen een regeldoorlaatinrichting en een foutversterker die de doorlaatinrichting stuurt. Het vermogen om een hoge spanning te verdragen wordt verkregen door middel van een schakeling die de impedantie tussen de basis van de transistor en aarde reduceert in het geval van een matige transiënte spanning op de voedingsgeleider. Wanneer een hoge 20 transiënte spanning optreedt wordt de basis in wezen naar aarde kortgesloten.
Ofschoon een dergelijke schakeling het vermogen van de transistor om spanning te verdragen vergroot is de maximaal toelaatbare spanning nog beperkt tot een weinig minder dan de doorslagspanning van de tran-25 sistor wanneer deze met zijn basis kortgesloten naar aarde is verbonden. Deze spanningsbeperking kan voor vele gemotoriseerde vervoerstoepassingen onvoldoende hoog zijn. De toepassing van een spanning hoger dan de doorslagspanning voor een willekeurig schatbare duur resulteert in de vernietiging van de transistor en een storing in de regulator.
30 Verder resulteert de toepassing van een spanning die de basiselektrode naar aarde doet kortsluiten in verlies van vermogen aan spanningsrege-ling. Zelfs een kortstondig verlies van regeling kan een foutieve werking van de door de regulator gevoede logische schakelingen tot gevolg hebben, üiteindelijk zijn bepaalde andere transistoren in de regulator 35 betrekkelijk onbeschermd, en kunnen zij onder bepaalde omstandigheden aan destructieve spanningen onderworpen zijn.
Vele van de beperkingen van bekende ontwerpen voor bescherming tegen spanningstransiënten zijn in de onderhavige spanningsregulator vermeden, welke regulator een aanzienlijk toegenomen doorslaggrens voor de 40 gehele regulator en een spanningsregeling tot aan de doorslaggrens ver- 8401648 J t 3 schaft. Bij omstandigheden van transistordoorslag wordt de stroom door de regulator door inwendige impedanties beperkt. Derhalve zal een overschrijding van de transistordoorslagspanning niet noodzakelijkerwijs resulteren in vernietiging van de regulator.
5 De uitvinding verschaft een geïntegreerde-schakelingspanningsregu- lator voorzien van een doorlaattransistor van een eerste geleidingsty-pe, die tegen transiënte spanningsafwijkingen van beide polariteiten beschermd is door middel van een voorregeltransistor, die een elektrische stroom aan de doorlaattransistor toevoert, en een omgekeerd voor-10 gespannen diode die het verbindingspunt van de doorlaat en voorregel-transistoren verbindt met een bron van referentiepotentiaal. Eerste en tweede basisaandrijfmiddelen verschaffen constante basisaandrijfsigna-len aan de doorlaat en voorregeltransistoren waardoor de voorregeltransistor en zijn basisaandrijfmiddelen de doorlaattransistor tegen tran-15 siënte spanningen van een eerste polariteit beschermen en de diode de doorlaattransistor tegen transiënte spanningen van een tweede polariteit beschermt.
De voorregeltransistor kan een weerstand in serie daarmede hebben om de stroom door de transistor te beperken wanneer deze in elektrische 20 doorslagtoestand komt als gevolg van een buitensporige spanning van de tweede polariteit. De weerstand kan een gediffundeerde weerstand van een eerste geleidingstype in een elektrisch geïsoleerde put van een tweede geleidingstype zijn teneinde transiënte spanningen van de eerste polariteit verder te blokkeren. De basisaandrijfmiddelen voor de door-25 laattransistor kunnen een zenerdiode en een stroombron omvatten die een voldoende stroom verschaft om doorslag van de dio'de te onderhouden. Een bescherming van de basis van de doorlaattransistor tegen buitensporige spanningsafwijkingen van de eerste polariteit kan verschaft worden door middel van een gediffundeerde weerstand en een transistor op dezelfde 30 wijze als de bescherming die verkregen wordt door de voorregeltransistor en gediffundeerde weerstand. De zenerdiode beschermt de basis van de doorlaattransistor tegen buitensporige spanningsafwijkingen van de tweede polariteit.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de teke-35 ning, waarin fig. 1 een schema geeft van een eerste uitvoeringsvorm van een spanningsregulator volgens de uitvinding; en fig. 2 een schema geeft van een tweede uitvoeringsvorm van een spanningsregulator volgens de uitvinding.
40 In fig. 1 is een ingangsklem 11 aangegeven voor het opnemen van 8401648 4 een ongeregelde spanning die aan aanzienlijke positieve en negatieve spanningstransiënten onderworpen is. Deze spanning wordt geregeld en als een constante spanning aan een uitgangsklem 12 toegevoerd. De re-gelschakeling is ontworpen om op voordelige wijze als monolytisch gein-5 tegreerde schakeling onder toepassing van gebruikelijke epitaxiale fabricageprocessen vervaardigd te worden.
Bij de regelschakeling wordt de uiteindelijke regeling of regulatie verkregen door middel van een regeldoorlaattransistor 13 die als een NPN transistor is aangegeven waarvan de emitter met de uitgangsklem 10 12 is verbonden. De ingangsklem 11 is via een voorregelschakeling 14 verbonden met de collector van de transistor 13. Een constante spanning voor de basissturing van de transistor 13 wordt verkregen door middel van een zenerdiode 15 van de kathode die verbonden is met de basis van de transistor en waarvan de anode met aarde of een andere referentiepo-15 tentiaalbron 16 is verbonden. De diode 15 wordt door middel van een voorspanschakeling 17 tot in doorslag voorgespannen. Zoals in detail hierna zal worden toegelicht zijn zowel de voorregelschakeling 14 als de voorspanningsschakeling 17 ontworpen om te verhinderen dat buitensporige positieve en negatieve spanningstransiënten de regeldoorlaat-20 transistor 13 bereiken.
De voorregelschakeling 14 heeft een PNP transistor 20 waarvan de emitter via een weerstand 21 met de voedingsklem 11 en waarvan de collector met de collector van de regeldoorlaattransistor 13 is verbonden. Ten behoeve van hierna toe te lichten doeleinden is de weerstand 21 bij 25 voorkeur een gediffundeerde weerstand van P-type materiaal in een elektrisch geïsoleerde N type put. Het verbindingspunt van de collectoren van de transistoren 13 en 20 is verbonden met aarde 16 via een diode 22 waarvan de kathode met de collectorjunctie en waarvan de anode met aarde is verbonden. De basis van de transistor 20 is verbonden met de af-30 voerelektrode van een veldeffecttransistor (FET) 23 waarvan de poort-elektrode met aarde 16 en waarvan de bronelektrode met de collector van een NPN transistor 24 is verbonden. De transistor 24 is onderling verbonden met een NPN transistor 25 om een stroomspiegel te vormen. Meer in het bijzonder zijn de bases van de transistoren 24 en 25 met elkaar 35 en zijn de emitters van de transistoren met aarde 16 verbonden. De collector van de transistor 25 is verbonden met de bases van de transistoren en via een weerstand 26 met de uitgangsklem 12. Van een veldeffecttransistor 27 is de afvoer verbonden met de basis van de transistor 20 en zijn de bron en poort verbonden met aarde 16.
40 Bij een feitelijke uitvoering was de voorregelschakeling 14 ont- 8401648 ! ( 5 worpen om de positieve spanning aan de collector van de regeldoorlaat-transistor 13 te beperken tot bij benadering 34 volt, waardoor deze transistor 13 tegen buitensporige positieve voedingstransiënten beschermd werd. Deze klemwerking wordt verschaft door de diode 22 waarbij 5 de transistor 20 dient voor beperking van de stroom wanneer de diode 22 doorslaat. De transistor 20 en de weerstand 21 beperken de stroom wanneer de voedingsspanning ten opzichte van aarde negatief gaat. Meer in het bijzonder vormen zowel de transistor 20 als de weerstand 21 voorgespannen dioden wanneer zij aan een negatieve voedingsspanning onderwor-10 pen zijn. Daarom zullen noch de transistor noch de weerstand onder deze spanningspolariteitcondities stroom geleiden.
De hasisaandrijving voor de transistor 20 wordt verkregen door middel van de weerstand 26 en de uit de transistoren 24 en 25 bestaande stroomspiegel. De emitterstroom in de transistor 25 wordt bepaald door 15 de geregelde spanning aan de uitgangsklem 12 en de weerstandswaarde van de weerstand 26. De transistoren 24 en 25 zijn met geschikte parameters uitgevoerd teneinde deze emitterstroom met een gewenst veelvoud (bijvoorbeeld 5 maal) in de transistor 24 te doen vergroten. De collector-stroom in de transistor 24 wordt via de veldeffecttransistor.23 toege-20 voerd aan de basis van de transistor 20. De veldeffecttransistor 23 dient voor het begrenzen van de spanning waaraan de collector van de transistor 24 onderworpen is teneinde de transistor tegen de invloed van grote positieve voedingsspanningstransiënten te beschermen. De veldeffecttransistor 27 verzekert een voldoende basisaandrijfstroom 25 voor de transistor 20 om het starten van de regelschakeling te initiëren.
De voorspanschakeling 17 verschaft een stroom die voldoende is om de zenerdiode 15 in doorslag te houden terwijl de basis van de transistor 13 tegen buitensporige spanningstransiënten beschermd wordt. De 30 voorspanschakeling bevat een stroomspiegel bestaande uit de PNP transistoren 30 en 31 waarvan de emitters via een weerstand 32 met de voe-dingsklem 11 verbonden zijn. De transistoren 30 en 31 en de weerstand 32 blokkeren op dezelfde wijze als de transistor 20 en de weerstand 21 negatieve voedingstransiënten. De collector van de transistor 30 is 35 verbonden met de afvoeren van de veldeffecttransistoren 33 en 34 waarvan de poorten met aarde 16 zijn verbonden. De bronelektrode van de veldeffecttransistor 33 is verbonden met de basis van de NPN transistor 35 en de collector van een NPN transistor 36. De bronelektrode van de veldeffecttransistor 34 is verbonden met de collector van de transistor 40 35. De emitter van de transistor 35 is rechtstreeks met de basis van de 8401648 6
1 I
transistor 36 en via een weerstand 37 met aarde 16 verbonden. De emitter van de transistor 36 is eveneens met aarde 16 verbonden.
In bedrijf is de collectorstroom in de transistor 30 gelijk aan de som van de stromen door de veldeffecttransistoren 33 en 34. De emitter-5 stroom van de transistor 30 wordt in de transistor 31 met een vooraf bepaalde faktor (bijvoorbeeld 4 maal) vermenigvuldigd en als voorspan-stroom voor de zenerdiode 15 toegevoerd. Door het deel van de collectorstroom in de transistor 30, dat door de veldeffecttransistor 33 vloeit, wordt de transistor 35 ingeschakeld die de aan de veldeffect-10 transistor 34 toegevoerde stroom via de weerstand 37 naar aarde 16 geleidt. De transistor 36 begrenst de collectorstroom van de transistor 35 tot een waarde bepaald door de basis-emitterspanning van de transistor 36 gedeeld door de weerstandswaarde van de weerstand 37. De stroom door de veldeffecttransistor 33 wordt op effectieve wijze door de ka-15 rakteristieken van die inrichting beperkt tot de stroom die deze geleidt wanneer zijn poort en bron kortgesloten zijn. Derhalve wordt een vaste stroom aan de voorspandiode 15 verschaft. De veldeffecttransistor 34 dient voor het beschermen van de transistor 35 tegen positieve voe-dingstransiënten. Wanneer de stroom door de transistor 30 strak gere-20 geld is wordt de aan de kathode van de diode 15 toegevoerde stroom eveneens strak geregeld en wordt de spanning aan de basis van de transistor 13 beschermd tegen de invloeden van positieve en negatieve voe-dingstransiënten.
Bij de boven toegelichte uitvoeringsvorm van fig. 1 verschaft de 25 zenerdiode 15 een spanningsreferentie aan de doorlaattransistot 13. Bij een dergelijke kenmerkende uitvoeringsvorm werden de waarden van de schakelingscomponenten gekozen om een geregelde spanning van ongeveer 5,4 volt te verschaffen. Bij de uitvoeringsvorm van de schakeling van fig. 2 wordt een bandintervalreferentie gebruikt om een temperatuur ge-30 stabiliseerde geregelde spanning van ongeveer 3,2 volt op te wekken. Behalve voor wat betreft de spanningsreferentie-inrichting of schakeling zijn de schakelingen van de fig. 1 en 2 in wezen identiek. Dezelfde componenten in de schakelingen van de beide figuren zijn door dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. Een beschrijving van de uitvoe-35 ringsvorm van fig. 2 zal tot de referentieschakeling voor de bandinter-valspanning beperkt blijven.
De referentieschakeling voor de bandintervalspanning van fig. 2 bevat een NPN transistor 40 waarvan de collector verbonden is met de uitgangsklem 12 en aan de basis waarvan een signaal wordt toegevoerd 40 vanaf een spanningsdeler bestaande uit in serie tussen de uitgangsklem 8401648 r 7 12 en aarde 16 opgenomen weerstanden 41 en 42# De emitter van de transistor 40 is via de weerstanden 45 en 46 respectievelijk verbonden met collectoren van een paar NPN transistoren 43 en 44. De weerstandswaar-den van de weerstanden 45 en 46 kunnen ongelijk zijn. De collector van 5 de transistor 43 is verbonden met de bases van de transistoren 43 en 44. De collector van de transistor 44 is verbonden met de basis van een NPN transistor 47 waarvan de collector met de basis van de doorlaat-transistor 13 en waarvan de emitter met aarde 16 is verbonden. De emitter van de transistor 43 is rechtstreeks met aarde 16 en de emitter van 10 de transistor 44 is via een weerstand 48 rechtstreeks met aarde 16 verbonden. De transistoren 43 en 44 en de weerstand 48 vormen samen een logaritmische stroombron.
In bedrijf wordt de spanning aan de basis van de transistor 13 bepaald door de toestand van de transistor 47 die op zijn beurt door de 15 transistor 40 gestuurd wordt. De spanning aan de basis van de transistor 40 is een temperatuurgestabiliseerde referentiespanning die gelijk is aan de som van de basis-emitterspanningsvallen van de transistoren 40 en 47 en de spanningsval over de weerstand 46. De stroom door de weerstand 46 wordt bepaald door de logaritmische stroombron. Daarom 20 heeft de spanning over de weerstand 46 een positieve temperatuurcoëffi-ciënt die de negatieve temperatuurcoëfficiënten van de basis-emitter-overgangen van de transistoren 40 en 47 compenseert. De uit de weerstanden 41 en 42 bestaande spanningsdeler verschaft een bijstelling van de referentiespanning.
25 In de schakeling van fig. 2 verschaft de bandintervalreferentie een lager geregelde spanning dan de zenerdiode 15 in fig. 1. De diode 15 in fig. 2 dient voor bescherming tegen willekeurige buitensporige positieve spanningstransiënten die te snel zijn voor een adequaat antwoord door de bandintervalreferentiespanning.
30 Volgens bovenvermelde toelichting wordt de geïntegreerde-schake- lingspanningsregulator volgens de uitvinding gekenmerkt door een aanzienlijk hogere doorslaggrens dan bij de bekende gexntegreerde-schake-lingsregulatoren. De regeling is niet verloren totdat de doorslaggrens overschreden is. In het geval van transistordoorslag gaan de inwendige 35 schakelingsimpedanties door met het beperken van de stroom door de regulator zodat deze onder alle vermoedelijk te verwachten condities onbeschadigd blijft.
Ofschoon twee uitvoeringsvormen van de uitvinding aangegeven en toegelicht zijn, kunnen verschillende wijzigingen aangebracht worden 40 zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
0401648

Claims (10)

1. Geïntegreerde spanningsregelschakeling, waaraan door een voe-dingsspanningsbron een stroom toegevoerd wordt, waarbij de afgegeven spanning ten opzichte van een referentiespanning positieve en negatieve 5 spanningstransiënten heeft, gekenmerkt door eerste en tweede transisto-ren (13, 20) van tegengesteld geleidingsvermogen die tussen de voe-dingsspanningsbron (11) en een uitgang in serie geschakeld zijn; een stroombegrenzingselement (21) tussen de voedingsspanningsbron (11) en de beide transistoren (13, 20); een diode (22) tussen de referentie-10 spanning (16) en twee stroomvoerende voor de beide transistoren (13, 20. gemeenschappelijke aansluitelektroden teneinde spanningsverlopen met een polariteit aan deze gemeenschappelijke aansluitelektroden op een waarde onder de doorslagspanning van de eerste transistor (13) te begrenzen; en eerste en tweede basis-stuurschakelingen (15, 17; 23-25) 15 voor het toevoeren van in wezen constante signalen aan de bases van de beide transistoren (13, 20).
2. Geïntegreerde spanningsregelschakeling volgens conclusie 1, waarbij de geregelde spanning aan de uitgang positief is ten opzichte van de referentiespanning, met het kenmerk, dat de eerste en tweede 20 transistoren (13, 20) door NPN en PNP transistoren gevormd zijn, dat het stroombegrenzingselement (21) tussen de emitter van de tweede transistor (20) en de voedingsspanningsbron (11) aangebracht is, en de emitter van de eerste transistor (13) de uitgang (12) vormt; en dat de diode (22) met zijn kathode op de gemeenschappelijke collectoren van 25 beide transistoren (13, 20) en met zijn anode op de referentiespanning (16) aangesloten is.
3. Geïntegreerde spanningsregelschakeling volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het stroombegrenzingselement (21) een weerstand van het p type geleidingsvermogen is, die in een elektrisch geïsoleerde put 30 van het n type geleidingsvermogen ingediffundeerd is.
4. Geïntegreerde spanningsregelschakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de tweede basis-stuurschakeling omvat: een eerste stroomspiegel (24, 25) met eerste, tweede en derde aansluitingen, die bij een stroom van een vooraf bepaalde grootte aan de tweede aanslui- 35 ting een evenredige stroom aan de derde aansluiting teweegbrengt en waarvan de eerste aansluiting op de referentiespanning (16) aangesloten is; schakelmiddelen (26) tussen de uitgang (12) en de tweede aansluiting van de eerste stroomspiegel (24, 25); en een eerste veldeffect-transistor (23) die met zijn afvoer/bronovergang tussen de basis van de 40 tweede transistor (20) en de derde aansluiting van de eerste stroom- @401648 i t spiegel (24, 25) opgenomen is en die met zijn stuurelektrode op de re-ferentiespanning (16) aangesloten is#
5. Geïntegreerde spanningsregelschakeling volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de eerste stuurschakeling een door een stroombron (17) 5 gestuurde en in de basisketen van de eerste transistor (13) aangebrachte zenerdiode (15) heeft, waarbij de stroombron (17) omvat: derde en vierde transistoren (36, 35) van het npn type geleidingsvermogen, waarbij de collector van de derde transistor (36) met de basis van de vierde transistor (35), de emitter van de vierde transistor (35) met de ba-10 sis van de derde transistor (36) en de emitter van de derde transistor (36) met de referentiespanning (16) verbonden is; een weerstand (37) die de basis van de derde transistor (36) en de emitter van de vierde transistor (35) met de referentiespanning (16) verbindt; een tweede stroomspiegel (30, 31) met eerste, tweede en derde aansluitingen die 15 bij een stroom met een vooraf bepaalde grootte aan de tweede aansluiting een evenredige stroom aan de derde aansluiting teweegbrengt; een weerstand (32) tussen de voedingsspanningsbron (11) en de eerste aansluiting van de tweede stroomspiegel (30, 31); tweede en derde veldef-fecttransistoren 33, 34) waarvan de poorten op de referentiespanning 20 (16) aangesloten zijn, waarvan de afvoeren met de tweede aansluiting van de tweede stroomspiegel (30, 31) verbonden zijn en waarvan de bronnen met de collectoren van de derde en vierde transistoren (36, 35) verbonden zijn; en een verbinding van de derde aansluiting van de tweede stroomspiegel (30, 31) met de basis van de eerste transistor (13) en 25 met de kathode van de zenerdiode (15).
6. Geïntegreerde spanningsregelschakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de weerstand (32) tussen de voedingsspanningsbron (11) en de eerste aansluiting van de tweede stroomspiegel (30, 31) een weerstand van het p type geleidingsvermogen is die in een elektrisch geïso- 30 leerde put van het n type geleidingsvermogen ingediffundeerd is.
7. Geïntegreerde spanningsregelschakeling volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de zenerdiode van de stuurschakeling (15, 17) tussen de basis van de eerste transistor (13) en de referentieschakeling (16) geschakeld is.
8. Geïntegreerde spanningsregelschakeling volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de eerste stuurschakeling verder een referentiespan-ningsbron heeft die omvat: een vijfde transistor (47) van het npn type geleidingsvermogen, waarvan de collector met de basis van de eerste transistor (13) en waarvan de emitter met de referentiespanning (16) 40 verbonden is; een logaritmische stroombron (43, 44, 48) met eerste, 8401648 4 e tweede, derde en vierde aansluitingen, die bij een stroom met een eerste grootte aan de derde aansluiting een stroom met een eenduidig betrokken grootte op de vierde aansluiting teweegbrengt, waarbij de vierde aansluiting met de basis van de vijfde transistor (47) verbonden is; 5 een weerstand (48) om de eerste en tweede aansluitingen van de logaritmische stroombron te verbinden met de referentiespanning (16); een zesde transistor (40) van het npn type geleidingsvermogen waarvan de collector met de emitter van de eerste transistor (13) en waarvan de emitter via weerstanden (45, 46) met de derde en vierde aansluiting van de 10 logaritmische stroombron (43, 44, 48) verbonden is; en een derde stuur-schakeling (41, 42) voor het toevoeren van een in wezen constante spanning aan de basis van de zesde transistor (40).
9. Geïntegreerde spanningsregelschakeling volgens een der conclusies 6, 7 of 8, met het kenmerk, dat de tweede stuurschakeling verder 15 een vierde veldeffecttransistor (27) heeft, waarvan de afvoer met de basis van de tweede transistor (20) en waarvan de bron en poort met de referentiespanning (16) verbonden zijn.
10. Geïntegreerde spanningsregelschakeling volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de derde stuurschakeling uit een spanningsdeler 20 (41, 42) tussen de uitgang (12) en de referentiespanning (16) bestaat. -Η Ι Η -Ι I 8401648
NL8401648A 1983-05-26 1984-05-23 Spanningsregelschakeling met bescherming tegen transiënten. NL192891C (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US49834383A 1983-05-26 1983-05-26
US49834383 1983-05-26

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8401648A true NL8401648A (nl) 1984-12-17
NL192891B NL192891B (nl) 1997-12-01
NL192891C NL192891C (nl) 1998-04-02

Family

ID=23980681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8401648A NL192891C (nl) 1983-05-26 1984-05-23 Spanningsregelschakeling met bescherming tegen transiënten.

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS59225416A (nl)
DE (1) DE3419010A1 (nl)
NL (1) NL192891C (nl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6251416U (nl) * 1985-09-13 1987-03-31
IT1227731B (it) * 1988-12-28 1991-05-06 Sgs Thomson Microelectronics Stabilizzatore di tensione a bassissima caduta di tensione, atto a sopportare transitori di tensione elevata

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3428820A (en) * 1966-05-19 1969-02-18 Motorola Inc Electroresponsive controls
US4029974A (en) * 1975-03-21 1977-06-14 Analog Devices, Inc. Apparatus for generating a current varying with temperature

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1291019B (de) * 1963-11-23 1969-03-20 Fernseh Gmbh Transistorschutzschaltung
US4319179A (en) * 1980-08-25 1982-03-09 Motorola, Inc. Voltage regulator circuitry having low quiescent current drain and high line voltage withstanding capability

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3428820A (en) * 1966-05-19 1969-02-18 Motorola Inc Electroresponsive controls
US4029974A (en) * 1975-03-21 1977-06-14 Analog Devices, Inc. Apparatus for generating a current varying with temperature

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELECTRONIC ENGINEERING, vol. 44, no. 535, september 1972, blz. 61-63, Londen, GB; L.S. CORNISH: "Transient-testing vital to airborne systems reliability" *
ELECTRONIC ENGINEERING, vol. 52, no. 638, mei 1970, blz. 65-85, Londen, GB; M.A. REHMAN: "Integrated circuit voltage reference" *
FUNKSCHAU, vol. 42, no. 2, 2 januari 1970, blz. 51-52, M}nchen, DE; D. ULRICH: "Stabilisiertes Labor-Netzger{t f}r grossen Ausgangsspannungsbereich" *
IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, vol. SC-14, no. 6, december 1979, blz. 1048-1049, IEEE, New York, US; K. FUKAHORI et al.: "A high precision micropower operational amplifier" *

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0571968B2 (nl) 1993-10-08
DE3419010C2 (nl) 1989-04-06
NL192891C (nl) 1998-04-02
JPS59225416A (ja) 1984-12-18
DE3419010A1 (de) 1984-11-29
NL192891B (nl) 1997-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4495536A (en) Voltage transient protection circuit
US4319179A (en) Voltage regulator circuitry having low quiescent current drain and high line voltage withstanding capability
US6100728A (en) Coil current limiting feature for an ignition coil driver module
US4884161A (en) Integrated circuit voltage regulator with transient protection
US7288856B2 (en) Reverse battery protection circuit for power switch
US20030081365A1 (en) Power supply reverse bias protection circuit for protecting both analog and digital devices coupled thereto
CN109768040B (zh) 调节器用半导体集成电路
JP2531818B2 (ja) 半導体集積回路
US20060023381A1 (en) System and method for protecting a load from a voltage source
US4063147A (en) Stabilized power supply circuit
US20030222499A1 (en) Series pass over-voltage protection circuit for a motor vehicle electrical system
JPS6160652B1 (nl)
JPH0668709B2 (ja) 電圧安定化装置
US6967378B2 (en) Semiconductor integrated circuit device configured to prevent the generation of a reverse current in a MOS transistor
US20230418317A1 (en) Band-gap reference source circuit and electronic apparatus
US6856495B2 (en) Series pass over-voltage protection circuit having low quiescent current draw
NL8401648A (nl) Geintegreerde spanningsregelschakeling met bescherming tegen transienten.
US3250979A (en) Regulated power supply for electric motors
US10879691B2 (en) Unlockable switch inhibitor
JPH0548021A (ja) 半導体保護回路
EP1401077B1 (en) A circuit for protection against polarity reversal in the supply of an electric circuit
EP0442391A2 (en) Circuit arrangement for protecting an input of an integrated circuit fed from a supply voltage source from overvoltages
KR101783273B1 (ko) 부족전압 보호 시스템
JP2598147B2 (ja) 半導体集積回路
US6433526B2 (en) Regulating device for receiving a variable voltage and delivering a constant voltage and related methods

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
V4 Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20040523