SE531465C2 - Anordning för strömstyrning av PN-övergång - Google Patents

Anordning för strömstyrning av PN-övergång

Info

Publication number
SE531465C2
SE531465C2 SE0700956A SE0700956A SE531465C2 SE 531465 C2 SE531465 C2 SE 531465C2 SE 0700956 A SE0700956 A SE 0700956A SE 0700956 A SE0700956 A SE 0700956A SE 531465 C2 SE531465 C2 SE 531465C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
voltage
input
output
current
amplifier
Prior art date
Application number
SE0700956A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0700956L (sv
Inventor
Edgard Goobar
Gunnar Forsberg
Original Assignee
Syntune Ab
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 Syntune Ab filed Critical Syntune Ab
Priority to SE0700956A priority Critical patent/SE531465C2/sv
Priority to PCT/SE2008/050345 priority patent/WO2008130308A1/en
Priority to EP08724292A priority patent/EP2151145B1/en
Priority to US12/596,011 priority patent/US7911157B2/en
Publication of SE0700956L publication Critical patent/SE0700956L/sv
Publication of SE531465C2 publication Critical patent/SE531465C2/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/395Linear regulators
    • H05B33/0833
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/34Voltage stabilisation; Maintaining constant voltage
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30Driver circuits
    • H05B45/345Current stabilisation; Maintaining constant current
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Description

531 455 ström som matas till objektet väsentligen av spänningsskill- naden mellan dess ingång respektive styringång. Strömgenera- torns 102 utgång är kopplad, i serie, till ett mätmotstånd 103 och därefter till en PN-övergång 104, över vilken ström- men styrs.
Matningsspänningen Vcc måste naturligtvis vara större än spänningen på mätmotståndets 103 positiva pol.
Strömmen genom mätmotståndet 103 är förknippad med en spän- ning över detta, som är proportionell mot strömmen enligt Ohms lag. Denna spänning förstärks i en första differensför- stärkare 105. En sådanr differensförstärkare fungerar genom att på sin utgång alstra en spänning som i varje tidpunkt är proportionell. mot skillnaden rnellan spänningen på dess ena ingång och spänningen på dess andra ingång, viss refererad till en referensspänning. Den första differensförstarkarens 105 respektive ingångar är kopplade på var sin sida om nàtmot- ståndet 103. Dess referensingàng är kopplad till samma refe- rensspänning som ett börvärde för styranordningen är refere- rat till (se nedan), vanligen jordspänningen. Således kommer den första differensförstärkaren 105 att på sin utgång åstad- komma en förstärkt spanning som i förhållande till jord är direkt proportionell mot strömmen över mätmotståndet 103.
Denna spänning utgör ett ärvärde för styranordningen.
En andra differensförstärkare 106 är anordnade att på sin utgång alstra en förstärkning av skillnaden mellan börvärdet och årvärdet, vilken vanligen, och liksom» för den första differensförs:årkaren, är refererad till jord.
Den andra differensförstärkarens 106 utgång integreras av en integrator 107, som integrerar utgångssignalen från den andra differensförstärkaren 106 i förhållande till sin referens- 537 455 spänning. Även denna referensspanning är vanligen jordspän- ningen.
Integratorns 107 utspänning ar kopplad till strömgeneratorns 102 styringång. Strömgeneratorn 102 kan antingen vara utfor- mad så att en negativgående styrsignal ökar strömmen vid dess utgång, eller så att en positivgående styrsignal ökar ström- men vid dess utgång. För fallet att en negativgående signal ökar strömmen måste integratorn 107 vara inverterad, eller alternativt kan differensförstärkarens positiva respektive negativa ingångar kastas om.
Således mäter den första differensförstarkaren 105 kontinuer~ ligt spänningen över nàtmotståndet 103, varefter den andra differensförstarkaren 106 jämför en förstärkning av denna spanning med det inmatade börvardet. Skillnaden mellan dessa båda värden integreras kontinuerligt med hjälp av integratorn 107, vars utsignal utgör styrspänning till strömgeneratorn så att 102. Detta arrangemang utövar därigenom en återkopplingsmeka- nism, som syftar till att reglera strömmen genom matmotstån- det 103, och således även genom PN-övergången 104, denna ström hålls konstant och på en önskad nivå.
Det föreligger emellertid ett antal probleni med den ovan beskrivna, konventionella regleranordningen.
För det törsta kommer störningar på netningsspanningen Vcc, exempelvis i form av så kallat ripple eller brus, att påverka strömmen genom PN~övergången 104. Eftersom strömgeneratorns 102 ingång är kopplad till Vcc, och eftersom strömgeneratorn 102 styrs av den integrerade styrspanningen från integratorn 107, kommer alla störningar från matningsspanningen Vcc att 531 455 fortplantas till PN-övergången 104. Detta är oönskat exempel- vis i lasertillampningar, såsom beskrivits ovan.
För att undvika detta problem kan man försöka implementera strömgeneratorn 102 så att strömmen bestäms väsentligen av spänningsskillnaden mellan och styringången jord, varvid eventuella störningar i matningsspänningen Vcc skulle under- tryckas. Dock uppstår därmed andra problem.
Ett andra problem uppstår således till följd av att det är mycket viktigt att minimera förlusteffekten i styranordning- en, för att undvika termiska problem som uppstår på grund av att anordningen i många tillämpningar är mycket lusteffekten liten. För- utgörs huvudsakligen av strömmen genom PN- övergàngen 104 multiplicerat med matningsspanningen Vcc, varför det är önskvärt att nunimera matningsspänningen Vcc.
PN-övergangen 104 kan i sig ha ett spanningsfall om exempel- vis upp till 1,7 V vid sin högsta ström. För att uppnå en matningsspänning av så lagt som till exempel maximalt 2,2 V, får det sammanlagda spanningsfallet över strömgeneratorn och mätmotstàndet i detta fall inte överstiga 0,5 V.
Det ar mycket svårt att konstruera en strömgenerator som har en bra undertryckning av störningar från matningsspänningen Vcc, som dessutom har ett sådant lågt spänningsfall. För att uppnå detta ar det att filtrera nödvändig: eller reglera matningsspanningen Vcc så att eventuella störningar elimine- ras. Oavsett om man anvander exempelvis ett passivt filter eller en aktiv, linjär regulator medför sådana komponenter vanligen ytterligare spanningsfall.
Dessutom uppstår därmed aven ett tredje problem, nämligen utrymmesbrist. Eftersom flera strömgeneratorer ofta skall få 531 455 plats i en liten modul, som monteras på ett kretskort, är det ytterst viktigt att lösningen har så få, små och enkla kompo- nenter som möjligt.
En föreslagen lösning på dessa problem har varit att låta strömgeneratorn 102 vara sammansatt av en enkel emitterfölja- ICQ, vars bas kopplas till integratorns 107 utgång, och vars emitter kopplas till mätmotstàndet via ett motstånd med för- hållandevis lag resistans, till exempel 10 Q. Emellertid bildar detta arrangemang en strömgenerator som är långt från ideal, eftersom dess impedans endast är 10 šL Detta medför bland annat att integratorns 107 utgång måste ha en spänning som är cirka 0,7 V över mätmotståndets spänning, vilket är en nackdel eftersom det ställer högre krav på den till de olika ingående komponenterna levererade spänningen, se nedan.
En annan möjlighet vore att referera både den andra diffe- rensförstärkaren 106 och integratorn 107 till matningsspän- ningen Vcc istället för till jord. Dock är komponenter som är möjliga att referera till positiva matningsspänningar ovanli- ga och därför svara att få tag på och/eller dyra. Även om en tillverkare lyckas hitta sådana komponenter uppstar ett an- nat, fjärde problem. gDet är nämligen i den konventionella tekniken ofta nödvändigt med flera, separata, nætningsspänningar, vilket medför pro- blemet med platsbrist för komponenter. Så är exempelvis fal- let för en anordning där den andra differensförstärkaren 106 och integratorn 107 bada refereras till nßtningsspänningen, ,te:son1 den andra differensförstärkaren 106 i. sådana fall 531 455 Detta behov av flera spänningskällor kan ocksa elimineras genom att öka storleken på matningsspänningen Vcc, varvid de ovan beskrivna nackdelarna uppstår.
En annan känd styranordning använder sig inte av den andra differensförstärkaren 106, utan kopplar istället börvärdet till integratorns 107 referensingång och ärvärdet till inte- gratorns 107 ingång. Detta medför dock den nackdelen att ifall börvärdet ändras, fortplantas ändringen momentant till integratorns 107 utgång, varför ett spänningssteg når ström- generatorns 102 styringång. Detta är speciellt problematiskt vid intrimning, spänningspàslag etc.
Denna senare styranordning uppvisar fortfarande åtminstone vissa av de ovan beskrivna problemen, men har ett utförande som å andra sidan är något enklare på grund av att behovet av den andra differensförstärkaren 106 bortfaller.
Föreliggande uppfinning löser de ovan beskrivna problemen.
Således hänför sig föreliggande uppfinning till en anordning för att styra strömmen genom en PN-övergång innefattande en spänningskälla kopplad i serie med, i tur och ordning, först en styrbar strömgenerator, innefattande en ingång kopplad till spänningskällan, en utgång och en styringàng, därefter ett mätmotstånd, som är kopplat till strömgeneratorns utgång, och slutligen en reglerad utgång, till vilken PN-övergången är kopplad, där anordningen vidare innefattar en styrsig- nalsingàng, vilken är anordnad att ta emot en börvärdesstyr- signal i form av en spänning, varvid anordningen även inne- fattar en differensförstärkare och en integrerande anordning, varvid differensförstärkaren är anordnad att mäta spännings- šßfi ÅEE fallet över mätmotståndet och åstadkomma detta spänningsfall i förstärkt form på differensförstärkarens utgàng, den integ- rerande anordningen är anordnad att pà sin utgång åstadkomma en spänning som är den integrerade skillnaden mellan diffe- rensförstärkarens utgàngsspänning och börvärdesstyrsignalen, den integrerande anordningens utgångsspänning är anordnad att utgöra styrsignal till strömgeneratorn, som på sin utgång är anordnad att alstra en ström som beror av den från spännings- källan tillförda spänningen och styrspänningen från den in- tegrerande anordningen, och utmärks av att den integrerande anordningen innefattar en balanserad integrator, av att strömmen vid den styrbara strömgenerätorns utgång är propor- tionell mot spänningsskillnaden mellan sin ingång och sin styringång, och av att den. integrerande anordningens refe- rensspänning utgörs av spänningskällans spänning.
Uppfinningen kommer nu att beskrivas i detalj, med hänvisning till exemplifierande utföringsformer av anordningar för att styra strömmen genom en PN-övergång i enlighet med uppfin- ningen.
Figur l är ett översiktligt kretsschema över en konventionell anordning för att styra strömmen genom en PN-övergång.
Figur* 2 är ett översiktligt kretsschema över en anordning enligt uppfinningen för att styra strömmen genom en PN- övergång.
Figur 3 är ett detaljerat kretsschema över en anordning en- ligt uppfinningen för att styra strömmen genom en PN- övergång. 70 531 ÅEE I Figur 2 visas en anordning enligt uppfinningen för att styra strömmen genom en PN-övergång 4.
Anordningen innefattar en spänningskälla l, en spänning Voc. som åstadkommer Spänningskällan l är kopplad i serie, i tur och ordning, till en styrbar strömgenerator 2, ett nfitmot- stånd 3 och en reglerad utgång 4a, till vilken utgång PN- övergångens 4 anod ar kopplad. PN-övergångens 4 katod är sedan kopplad till jord.
Den styrbara strömgeneratorn 2 innefattar vidare en ingång 2a, som är kopplad till spänningskällan l, en utgång 2b, som är kopplad till matmotståndet 3, samt en styringång 2c. Spän- ningsfallet över strömgeneratorn 2 är företrädesvis litet, för att minska behovet av en onödigt hög spänning nos spän- ningskällan l. Företrädesvis är spänningsfallet över strömge- neratorn 2 mindre än l V, helst högst 0,5 V.
Dessutom innefattar anordningen en differensförstärkare 5 samt en integrerande anordning 6, vilken är försedd med en styrsignalsingång 6b.
Differensförstärkaren 5 har en positiv ingång 5a, en negativ ingång 5b, en utgång 5c samt en referensingång 5d. ingången 5d är i Referens- Figur 2 kopplad till jord, men det inses att referensingången Sd kan kopplas till vilken annan lämplig referensspänning som helst. De båda respektive ingångarna 5a, 5b ar kopplade på var sin sida om mätmotständet 3, och diffe- rensförstarkaren 5 är anordnad att mäta spänningsfallet mel- lan dessa båda ingångar 5a, 5b, och således även över mätmot- ståndet 3. Efter förstärkning pålägger differensförstärkaren detta spänningsfall på sin utgång 5c, normerat med den referensspänning som påläggs på dess referensingång 5d. 53:! 455 Vilken exakt förstärkningsfaktor som används vid utformningen av differensförstärkaren 5 beror på den aktuella tillämpning- en, dimensioneringen av övriga komponenter, etc, och kan således variera från tillämpning till tillämpning.
Den integrerande anordningen 6 har en positiv ingång 6a, en negativ ingång 6b, en utgång 6c samt en referensingång 6d.
Den integrerande anordningen 6 utgörs i föreliggande utfö- ringsexempel av en så kallad balanserad integrator, vilken är en anordning som integrerar spänningsskillnaden mellan sina två ingångar 6a, 6b, och som på sin utgång 6c pålägger denna integrerade skillnad, normerad med den på dess referensingång 6d pålagda referensspänningen. Det skall dock inses att den integrerande anordningen 6 inte behöver utgöras av en så kallad balanserad integrator, utan kan utgöras av vilken lämplig, integrerande anordning som helst som åstadkommer att skillnaden mellan dess båda ingångar 6a, 6b integreras, och påläggs, normerat med en referensspänning 6d, på GC. På den en utgång integrerande anordningens 6 negativa ingång 6b påläggs en börvärdesstyrsignal, och på den positiva ingången 6a, påläggs differensförstärkarens 5 utgångsspänning, vilken utgör en ärvärdessignal.
Ingången 6b är således anordnad att ta emot en börvärdesstyr- signal i form av en spänning. Med hjälp av denna börvärdes~ styrsignal kan en användare reglera den slutliga strömmen genom PN-övergången 4.
Den integrerande anordningens 6 utgångsspänning Gc är vidare anordnad att utgöra styrsignal till strömgeneratorn 2, som på sin utgång 2b är anordnad att alstra en ström som väsentligen bestäms av en kombination av den från spänningskällan 1 till~ 53? 465 lO förda spänningen och styrspänningen fràn den integrerande anordningen 6.
På den balanserade integratorns 6 referensingång 6d påläggs den av spänningskällans l åstadkomna spänningen. Detta inne- bär att eventuella störningar, i form av exempelvis ström- krusning eller andra typer av brus, som överlagras pä spän- ningskällans l utgångsspänning, fortplantas genom den integ- rerande anordningen 6 och väsentligen. oförändrade överförs till den styrbara strömgeneratorns 2 ingång 2c.
Den styrbara strömgeneratorn 2 är utformad så att strömmen vid dess utgång 2b väsentligen är proportionell mot skillna- den mellan spänningen pä dess ingång 2a och spänningen på dess styringàng 2c. Eftersom störningar på spänningen från spänningskällan 1 fortplantas till strömgeneratorn 2 både direkt till dess ingång 2a och, via den integrerande anord- ningen 6, till dess styringång 2c, kommer sådana störningar väsentligen inte att resultera i några motsvarande störningar på den vid strömgeneratorns 2 utgång Zb àstadkomna strömmen.
Därmed kommer även strömmen genom mätmotstàndet 3, och slut- ligen även genom PN-övergången 4, att väsentligen sakna på- verkan av eventuella störningar fràn spänningskällan l. Den integrerande anordningens 6 integrerande verkan kommer vidare att säkerställa att eventuella störningar eller plötsliga nivåförändringar beträffande börvärdessignalspänningen 6b, såsom förekommer exempelvis vid uppstart, intrimning, etc., inte medför motsvarande och potentiellt skadliga strömsteg över PN-övergången 4.
Ett syfte med anordningen enligt uppfinningen är, enligt ovan, att verka som en regleranordning för att hälla strömmen genom PN-övergången 4 konstant. Således är differensförstär- 53'l 455 ll karen 55 anordnad att, genom att mäta nwtsvarande spänning, indirekt mäta strömmen genom mätmotstàndet 3, och àterkoppla denna information, via den integrerande anordningen 6, till strömgeneratorn 2.
För att uppnå en jämn ström genom PN- övergången 4 krävs att positivgående strömförändringar genom mätmotståndet 3 resulterar i. motsvarande positivgående för- ändringar i styrspänningen som påläggs på strömgeneratorns 2 styringång 2c, varvid motsvarande negativgående förändringar i den av strömgeneratornr 2 genom sin utgång 2b alstrade strömmen uppstår, så att de positivgående strömförandringarna genom mätmotstàndet 3 motverkas.
För att uppnå detta kan börvärdesstyrsignalen, såsom visas i Figur~ 2, vara kopplad till den balanserade negativa ingång 6b, integratorns 6 och differensförstärkarens 5 utgångsspän~ ning 5c vara kopplad till den balanserade positiva ingång 6a. integratorns 6 Därigenom uppnås att störningar pà ström~ men genom nëtmotståndet 3 fortplantas till den integrerande anordningen 6, där de integreras för att sedan vidarebeford- ras till strömgeneratorn 2, vilket resulterar i en självsta- biliserande ström genom PN-övergången 4.
Det inses emellertid att börvärdet lika gärna kan anslutas till den integrerande anordningens 6 positiva ingång 6a, och differensförstärkarens 5 utgång 5c till den integrerande anordningens 6 negativa utgång 6c, under förutsättning att den integrerande anordningens utgång 6c är inverterad, varvid samma regleregenskaper uppnås som i fallet ovan.
Figur 3 visar ett detaljerat kopplingsschema över en ström- styrningsanordning enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen. Eïgur É3 delar hänvisningssiffror med Figur 2 för liknande delar. 53% 455 12 Differensförstärkaren 5 är av konventionellt slag. Dess för- starkningsfaktor är, beroende på dimensioneringen av övriga ingående komponenter, speciellt mätmotståndets 3 normalnivå for resistans och en börvardesspänningen, företrädesvis ungefär mellan 5 och 20. Andra värden hos förstarkningsfak- torn kan dock användas beroende på vilka syften som önskas uppnås.
Den balanserade integratorn 6 innefattar en negativt åter- kopplad operationsförstarkare 61, ett forsta motstånd 62, en första kondensator 63, ett andra motstånd 64 samt en andra kondensator 65. Operationsförstarkarens 61 positiva ingång 6la är kopplad till den balanserade integratorns 6 positiva ingång 6a via det första motståndet 62, samt till den balan- serade integratorns 6 referensingång 6d via den forsta kon- densatorn 63. Vidare ar dess negativa ingång 6lb kopplad till den balanserade integratorns 6 negativa ingång 6b via det andra. motståndet 64.
Slutligen. är dess utgång 6lc kopplad dels till den balanserade integratorns 6 utgång 6c, och dels till operationsforstärkarens 6l negativa ingång 6lb via den andra kondensatorn 65.
Det andra motståndets 64 resistans i kombination med den andra kondensatorns 65 kapacitans bestämmer den så kallade förstarkningsfaktorn för själva integratorn. Det första mot- stàndets 62 resistans och den forsta kondensatorns 63 kapaci- tans väljs darefter for att uppnå god lik- respektive växel- stromsbalans 6la, vid operationsforstärkarens 61 båda ingångar 6lb. fiäfi 455 13 För att uppnå en sådan god balans i kretsen är det föredraget att motstånden 62, 64 har samma resistans, samt att kondensa- torerna 63, 65 har samma kapacitans.
Såsom vidare illustreras i Figur 3 innefattar strömförstärka- ren 2 en transistor 21 samt ett tredje motstånd 22. Transis- torns 21 emitter utgör strömförstärkarens ingång 2a, dess bas är kopplad i serie till det tredje motståndet 22, vars mot- satta pol utgör strömförstärkarens 2 styringång 2c.
Transis- torns 21 kollektor utgör strömförstärkarens 2 utgång 2b.
Under det något förenklade antagandet att spänningsfallet över transistorns 21 emitter och bas är konstant, kommer strömmen vid transistorns 21 bas att bestämmas av spännings- fallet över det tredje motståndet 22. Transistorns 21 ström- förstärkningsfaktor kan ha vilket lämpligt värde som helst, beroende på dimensioneringen av övriga ingående komponenter, men det är föredraget med ungefär mellan 20 och 1 000 gångers förstärkning. Det är ännu mer föredraget med ungefär mellan 50 och 500 gångers förstärkning, och mest föredraget med ungefär 200 gàngers förstärkning.
Eftersom spänningen på den integrerande anordningens 6 utgång 6o automatiskt kommer att följa störningar från spänningskal- lans 1 spänning Vco, kommer spänningsskillnaden mellan spän- ningen Vcc och denna utgång 6c vara oberoende av störningar på spänningen Vco. Istället kommer störningar på spänningen Vco att leda till störningar i den så kallade matningsspän- ningen över transistorns 21 emitter och kollektor. har Emellertid transistorn 21 företrädesvis en god undertryckning av sådana störningar så länge som den spänning som påläggs mel- lan dess emitter och dess kollektor är större än en Viss gränsspänning. Det är således viktigt att transiStOrn 21 väljs så att denna gränsspänning har ett värde som med QOÖ Éiïšfi 455 14 marginal underskrider normala driftsspänningar för transis- torn 21.
Det är föredraget att transistorri 21 har en god undertryckning av störningar vid spänningar mellan dess emit- ter och dess kollektor som överstiger cirka 200 mV. Denna undertryckning medför att eventuella störningar på spänningen Vcc väsentligen inte kan fortplantas i form av strömstörning- ar genom PN-övergången 4.
Förstärkningen, impedansen, kapacitansen, etc. hos de olika nämnda ingående komponenterna hos differensförstärkaren 5, den integrerande anordningen 6, mätmotståndet 3 och strömge- neratorri 2 balanseras på lämpligt sätt för att uppnå den önskade självreglerande verkan beträffande strömmen genom mätmotståndet 3. Denna balansering kan ske på i sig konven- tionellt sätt.
Såsom. diskuteras ovan kan den integrerande anordningen 6 förstärka den integrerade utsignalen med en viss förstärk- ningsfaktor. Vilken sådan förstärkningsfaktor som används vid utformningen av den integrerande anordningen 6 beror i till~ lämpliga fall på den aktuella tillämpningen, dimensioneringen av övriga komponenter, etc., och kan således variera från tillämpning till tillämpning. Företrädesvis väljs förstärk- ningsfaktorn så att en effektiv återköpplingsreglering av strömmen uppnås, samtidigt som önskemål beträffande kretsens bandbredd tillgodoses.
En strömstyrningsanordning enligt vad som ovan beskriviLs löser de ovan beskrivna problemen. För det första består den av ett fåtal komponenter, vilket sparar värdefull plats i utrymmesbegränsade tillämpningar, exempelvis i en integrerad krets. För det andra är förlusterna i anordningen enligt uppfinningen förhållandevis små. För det tredje åstadkoms Fíšíšïä 1155 effektiv' undertryckning av störningar^ på den pàlagda mat- ningsspanningen. För det fjärde är det tillräckligt med en enda spanningskälla l för att åstadkomma uppfinningens förde- lar.
Med fördel kan föreliggande uppfinnings strömreglerande an- ordning användas i kombination med en eller flera PN- övergàngar som utgör delar i en så kallad CW~laser, varvid effektiv och jämn strömreglering uppnås utan att kräva stor plats eller onödigt många spänningskällor.
Ovan har föredragna utföringsformer beskrivits. Emellertid kommer det att vara uppenbart för fackmannen att många för- ändringar kan göras av' de beskrivna utföringsformerna utan att frångå uppfinningens tanke. Sålunda skall uppfinningen inte vara begränsad av de beskrivna utföringsformerna, utan snarare vara möjlig att variera inom ramen för de bifogade kraven.

Claims (9)

10 15 20 25 30 fššiäï äíššfiè 16 P A T E N T K R. A. V
1. Anordning för att styra strömmen genom en PN-övergång (4) innefattande en spänningskalla (l) kopplad i serie med, i tur och ordning, (2), först en styrbar strömgenerator innefattan- de en ingång (Za) kopplad till spänningskällan (1), en utgång (Zb) och en styringàng (2c), därefter ett nátmotstànd (3), som är kopplat till strömgeneratorns (2) utgång (Zb), och slutligen en reglerad utgång (4a), till vilken PN-övergången (4) är kopplad, där anordningen vidare innefattar en styrsig- nalsingàng (6b), vilken är anordnad att ta emot en börvär- desstyrsignal i form av en spänning, varvid anordningen även innefattar en differensförstärkare (5) (6), att mäta spänningsfallet över mätmotstàndet och en integrerande anordning varvid differensförstärkaren HM är anordnad (3) och åstadkom- ma detta spänningsfall i förstärkt form på differensförstär- karens (5) (5c), den integrerande anordningen (6) är anordnad att på sin utgång (6c) utgång åstadkomma en spänning som är den integrerade skillnaden mellan differensförstärkarens (5) utgàngsspänning och börvärdesstyrsignalen, den integrerande anordningens (6) utgàngsspänning är anordnad att utgöra styr- signal till strömgeneratorn (2), som på sin utgång {2b) är anordnad att alstra en ström som beror av den fran spännings- källan (l) tillförda spänningen och styrspänningen från den integrerande (6), att den integrerande anordningen (6) anordningen k ä n n e t e c k n a d a v innefattar en balanserad integrator, av att strömmen vid den styrbara strömgeneratorns (2) utgång är proportionell mot spänningsskillnaden mellan sin ingång (Za) och sin styringàng (2c), och av att den in- tegrerande anordningens (6) referensspänning utgörs av spän- ningskällans (l) spänning. 10 15 20 25 30 fißfi 485 17
2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d a v att differensförstarkarens (5) referensspanning utgörs av jord.
3. Anordning enligt krav l a v eller~ 2, k ä n n e t e c k n a d att den balanserade integratorn innefattar en negativt återkopplad operationsforstarkare (61), av att operationsfor- stärkarens (61) ena ingång (6la) är kopplad till den balanse- rade integratorns (6a) ena ingång via ett första motstånd (62), samt till den balanserade integratorns referensingång 6d) via en forsta kondensator (63), av att operationsförstär- karens (61) andra ingång (6lb) är kopplad till den balansera- de integratorns andra ingång (6b) via ett andra motstånd (64), och av att operationsförstarkarens (61) utgång (6lc) är kopplad dels till den balanserade integratorns utgång (60) och dels till operationsforstarkarens (61) ena ingång (6lb) via en andra kondensator (65).
4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att de forsta (62) och andra (64) motstånden har samma resistans.
5. Anordning enligt krav 3 eller 4, a v (63) k ä n n e t e c k n a d att de första och andra (65) kondensatorerna har samma kapacitans.
6. Anordning enligt något av föregående krav, t e c k n a d k ä n n e - a v att borvärdesstyrsignalen ar kopplad till den integrerande anordningens (6) negativa ingång (6b), och av att differensförstarkarens (5) utgångsspänning är kopplad till den integrerande anordningens (6) positiva ingång (6a).
7. Anordning enligt något av kraven 1 ~ 5, k ä U n 9 “ t e c k n a d a v att borvardesstyrsignalen ar kopplad till 10 15 20 531 435 18 den integrerande anordningens (6) positiva ingång (6a), av att differensförstärkarens (5) utgångsspänning är kopplad till den integrerande anordningens (6) negativa ingång (6b)f och av att den integrerande anordningens (6) utgång (GC) äf inverterad.
8. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e cvk n a d a v att strömförstärkaren (2) innefattar en transistor (21) samt ett tredje motstånd (22), varvid tran- sistorns (21) emitter är kopplad till strömförstärkarens (2) ingång (2a), transistorns (21) bas är kopplad, i serie Via det tredje motståndet (26), (22), och transistorns till strömförstärkarens (2) (21) (Zb). styr~ ingång kollektor är kopplad till strömförstarkarens (2) utgång
9. Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att spanningsfallet över strömförstärkaren (2) är mindre än l V. Kl Anordning enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att PN~övergàngens (4) katod ar' kopplad till jord.
SE0700956A 2007-04-19 2007-04-19 Anordning för strömstyrning av PN-övergång SE531465C2 (sv)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0700956A SE531465C2 (sv) 2007-04-19 2007-04-19 Anordning för strömstyrning av PN-övergång
PCT/SE2008/050345 WO2008130308A1 (en) 2007-04-19 2008-03-27 Device for controlling the current through a pn junction.
EP08724292A EP2151145B1 (en) 2007-04-19 2008-03-27 Device for controlling the current through a pn junction.
US12/596,011 US7911157B2 (en) 2007-04-19 2008-03-27 Device for controlling the current through a PN junction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0700956A SE531465C2 (sv) 2007-04-19 2007-04-19 Anordning för strömstyrning av PN-övergång

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0700956L SE0700956L (sv) 2008-10-20
SE531465C2 true SE531465C2 (sv) 2009-04-14

Family

ID=39875733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0700956A SE531465C2 (sv) 2007-04-19 2007-04-19 Anordning för strömstyrning av PN-övergång

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7911157B2 (sv)
EP (1) EP2151145B1 (sv)
SE (1) SE531465C2 (sv)
WO (1) WO2008130308A1 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2249623A1 (en) * 2009-05-04 2010-11-10 Osram Gesellschaft mit Beschränkter Haftung A low-dropout (LDO) current regulator

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2534426A1 (fr) 1982-10-11 1984-04-13 Trt Telecom Radio Electr Egaliseur auto-adaptatif pour signal de donnees en bande de base
JPS59146457A (ja) * 1983-02-10 1984-08-22 Olympus Optical Co Ltd 光出力自動制御装置
JPS63229791A (ja) 1987-03-18 1988-09-26 Mitsubishi Rayon Co Ltd 発光素子駆動回路
US5822343A (en) * 1994-08-26 1998-10-13 Psc Inc. Operating and control system for lasers useful in bar code scanners
US5787193A (en) 1996-09-27 1998-07-28 Xerox Corporation System for converting color image signals from RGB to CMY color spaces through look-up tables
US6580735B1 (en) * 2000-03-31 2003-06-17 Alcatel Ultra-linear laser drive circuit
US6621235B2 (en) * 2001-08-03 2003-09-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Integrated LED driving device with current sharing for multiple LED strings
US6734639B2 (en) * 2001-08-15 2004-05-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Sample and hold method to achieve square-wave PWM current source for light emitting diode arrays
TWI260572B (en) * 2003-03-07 2006-08-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Variable driving apparatus for light emitting diode
DE102004033980A1 (de) 2004-07-14 2006-02-16 Infineon Technologies Ag Verfahren sowie Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last mit einem elektrischen Strom
DE102005010013B4 (de) * 2005-03-04 2011-07-28 Infineon Technologies Austria Ag Stromregler mit einem Transistor und einem Messwiderstand
US7342440B2 (en) * 2005-03-04 2008-03-11 Infineon Technologies Austria Ag Current regulator having a transistor and a measuring resistor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008130308A1 (en) 2008-10-30
US7911157B2 (en) 2011-03-22
SE0700956L (sv) 2008-10-20
EP2151145A1 (en) 2010-02-10
US20100244925A1 (en) 2010-09-30
EP2151145B1 (en) 2012-08-29
EP2151145A4 (en) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1865397B1 (en) Low drop-out voltage regulator
US7629711B2 (en) Load independent voltage regulator
US9753473B2 (en) Two-stage low-dropout frequency-compensating linear power supply systems and methods
JP2008217677A (ja) 定電圧回路及びその動作制御方法
US7190189B2 (en) Device and method for voltage regulator with stable and fast response and low standby current
JP4031399B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP2006031672A (ja) 電源装置および電子機器
TWI521324B (zh) 電壓調節器裝置與相關方法
JP3610556B1 (ja) 定電圧電源装置
US20140176096A1 (en) Semiconductor device and power supply system including the same
JP2017134743A (ja) レギュレータ回路
WO2021005820A1 (ja) 電源システム
SE531465C2 (sv) Anordning för strömstyrning av PN-övergång
US20070200744A1 (en) Intrinsic rc power distribution for noise filtering of analog supplies
JP5697382B2 (ja) 定電圧回路
JP6266333B2 (ja) ボルテージレギュレータ
JPH0816265A (ja) 安定化電源回路
TWI825726B (zh) 線性穩壓器與穩壓方法
KR20140030960A (ko) 정류 회로
CN114300935B (zh) 激光器的驱动系统、激光装置、驱动方法
US6531851B1 (en) Linear regulator circuit and method
JPS6389914A (ja) 安定化電源装置
JP6108025B1 (ja) 定電圧発生装置および測定装置
JP5669208B2 (ja) 定電圧回路
JP2000339046A (ja) シャントレギュレータ

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed