DE2011283A1 - Collector follower voltage regulator - Google Patents
Collector follower voltage regulatorInfo
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Description
8 München 22, Sieinsdorfetr. 108 Munich 22, Sieinsdorfetr. 10
Bl-15.476p 10.3.1970Bl-15.476p March 10, 1970
Kollektorfqlger-SpannungsreglerCollector collector voltage regulator
Die Erfindung betrifft einen Transistorspannungsregler, der eine konstante Gleichspannung an eine Last abgibt. The invention relates to a transistor voltage regulator which delivers a constant DC voltage to a load.
Eine Serienspannungsregelschaltung, die eine konstante Spannung an eine Last unabhängig von Schwankungen der Spannungsquelle abgibt, wobei ein Regeltransistor zwischen der Spannungsquelle und der Last geschaltet ist, ist im allgemeinen als Kollektorfolger-Regler bekannt, wobei die Last mit der Kollektorseite und die Spannungsquelle mit der Emitterseite des Regeltransistors verbunden ist.A series voltage regulator circuit that provides a constant Provides voltage to a load regardless of fluctuations in the voltage source, with a regulating transistor between between the voltage source and the load is generally known as a collector follower regulator, the Load with the collector side and the voltage source with the emitter side of the control transistor is connected.
Der Kollektorf olger-Spannungsregler hat ein,e bessere Welligkeitsunterdrückung als die üblichen Emitterfolger-The collector olger voltage regulator has a, e better Ripple suppression than the usual emitter follower
81-(POS 21.i66)-Hd-r (7)81- (POS 21.i66) -Hd-r (7)
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-.1 JI-.1 JI
* t ι * t ι
Regler, jedoch den Nachteil, daß er eine Zündschaltung benötigt. Regulator, however, the disadvantage that it requires an ignition circuit.
Als Zündschaltung ist eine Schaltung bekannt, bei der ein Widerstand zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Regeltransistors oder zwischen der Basis des Regeltransistors und einer Spannungsversorgungsleitung geschaltet ist. Bei beiden Schaltungen kann jedoch keine Spannungsregelung bei geringer Last vorgenommen werden, d. h. der wirksame Regelbereich ist durch LastSchwankung en beschränkt.As an ignition circuit, a circuit is known in which a resistor between the emitter and the collector of the regulating transistor or between the base of the regulating transistor and a voltage supply line is connected. In both circuits, however, no voltage regulation is possible be carried out at low load, d. H. the effective control range is limited by load fluctuations.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Serienspannungsregler vom Kollektorfolger-Typ anzugeben, bei dem die Spannungsregelung bei kleiner Last unbeeinflußt bleibt.The invention is therefore based on the object of specifying a series voltage regulator of the collector follower type, in which the voltage regulation remains unaffected when the load is small.
Erfindungsgemäß ist ein Thermistor mit positivem Widerstands-Temperatur-Koeffizient zwischen die Basis des Regeltransistors und das gemeinsame Bezugspotential geschaltet, so daß der Zündstrom in den Regeltransistor über den Thermistor einspeisber ist.According to the invention is a thermistor with a positive resistance-temperature coefficient connected between the base of the control transistor and the common reference potential, so that the ignition current is fed into the control transistor via the thermistor.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 das Schaltbild eines bekannten Spannungsreglers ;1 shows the circuit diagram of a known voltage regulator;
Fig. 2 die Kennlinie des bekannten SpannungsreglersFig. 2 shows the characteristic of the known voltage regulator
von Fig. 1 und des erfindungsgemäßen Spannungs reglers;of Fig. 1 and the voltage regulator according to the invention;
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Fig. 3 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels3 shows the circuit diagram of an exemplary embodiment
des erfindungsgemäßen Spannungsreglers; undof the voltage regulator according to the invention; and
Flg. h die Spannungs-Strom-Kennlinie eines Thermistor« mit positivem Widerstands-Temperatur-Koeffizient, wie er für den erfindungsgemäßen Spannungsregler verwendet wird.Flg. h the voltage-current characteristic of a thermistor «with a positive resistance-temperature coefficient, as used for the voltage regulator according to the invention.
Zur Erläuterung dee Umstände, daß eine Zündschaltung zu Schwierigkeiten in der Spannungsregelung bei kleiner Last führt» ist ein üblicher Spannungsregler in Fig. 1 abgebildet. To explain the circumstances that an ignition circuit leads to difficulties in regulating the voltage with a small load , a conventional voltage regulator is shown in FIG.
In Fig. 1 bezeichnen Q1 einen Regeltransistor, Q2 einen Regelabweichungs-Verstärkungstransjstor, R1 und R„ Regalabweichungs~FUhlwiderstände, R^ einen Emitterwideret and dee Transistors Q-, Z eine Bezugsdiode, R. einen ZUndwlderstand zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transietors Q1, 8 eine Last und 2 eine Spannungsquellenschaltung, bestehend aus einer Vechaelspannungsquelle 3» einem Gleichrichter 5 und einem Schalter k. In Fig. 1 Q 1 denotes a control transistor Q 2 a control deviation Verstärkungstransjstor, R 1 and R "Regal deviation ~ FUhlwiderstände, R ^ a Emitterwideret and dee transistor Q, Z is a reference diode, R. a ZUndwlderstand between the emitter and the collector of the transit port Q 1 , 8 a load and 2 a voltage source circuit, consisting of a Vechael voltage source 3 »a rectifier 5 and a switch k.
In dieser Schaltung wird beim Schließen des Schalters k ein ZUndstrom (Basisstrom) in den Transistor Q2 über den Zündwiderstand Rj1 eingespeist. Wenn der Transistor Q_ arbeitet, beginnt der Transistor Q zu arbeiten. Der Betrieb dieses Spannungsreglers wird nämlich durch den Zündwiderstand R. eingeleitet. Ohne den Widerstand R. würde weder der Transistor Q1 noch der Transistor Q_ zu arbeiten beginnen, selbst wenn der Schalter h geschlossen würde, so daß keine Sollspannung an die Last abgegeben werden könnte.In this circuit, when the switch k is closed, an ignition current (base current) is fed into the transistor Q 2 via the ignition resistor Rj 1. When the transistor Q_ works, the transistor Q starts to work. The operation of this voltage regulator is initiated by the ignition resistor R. Without the resistor R., neither the transistor Q 1 nor the transistor Q_ would begin to work, even if the switch h were closed, so that no nominal voltage could be delivered to the load.
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Der Widerstand Rj, ist also für das Inbetriebnehmen
des Spannungsreglers unerläßlich. Der Widerstand R^ hat
jedoch den Nachteil, dafl er Schwierigkeiten in der Spannungsregelung
bei kleiner Last verursacht, wie Fig. 2 zu entnehmen ist. Wenn der Laststrom gering ist (kleine Last),
dpnn steigt die Lastklemmenspannung V an, so daß die
Spannungsregelung; verlorengeht. Daher ist bei diesem bekannten
Spannungsregler der Betriebsbereich der Last bei geregelter Spannung eingeschränkt. Der Regler ist also
nicht für kleine Last geeignet.The resistor Rj is therefore for commissioning
of the voltage regulator is essential. The resistance R ^ has
however, it has the disadvantage that it causes difficulties in voltage regulation when the load is small, as can be seen from FIG. When the load current is small (small load), dpnn, the load terminal voltage V rises so that the
Voltage regulation; get lost. Therefore, in this known voltage regulator, the operating range of the load is limited when the voltage is regulated. So the regulator is
not suitable for small loads.
Es soll jetzt der erf'indungsgeuäße Spannungsregler
beschrieben werden:The voltage regulator according to the invention should now be used
to be discribed:
Tn Fig. 3 ist ein Transistor Q1 als Regeltransistor
zur Regelung der an die Last angelegten Spannung vorhanden, während eine Schaltung 1 eine Spannungsfühlschaltung im
Kollektorkreis des Transistors Q bildet. Die Spannungsfühlschaltung
umfaßt Widerstände R1 und Rp zum Erfassen
der Kollcktorspannung des Transistors Q , eine Referenzdiode
(Zonerdiode) Z zur Gewinnung eines Referenzpotentials
und einen Widerstand R„. Der mit der SpannungsfUhI-schRltunf;
1 verbundene Transistor Q? verstärkt die von der
Spaniiuii sfühlschaltung 1 erfaßte Regelabweichung bis zum
Pe,-el des Basisansteuersignals des Transistors Q-. Die
Emitterspannung des Transistors Q„ wird relativ zur Kollektorspannung
''es Transistors Q durch die Zenerdiode Z
!constant ^enifciit. Die Basisspannung des Transistors Q?
folgt der Änderung der Kollektorspannung des Transistors Q-. Wie im Ausführung; sbeispiel von Fig. 1 ist eine Spannungsnuellenschaltung
2 vorhanden, die eine Wechselspannun;;squelle 3, einen Schalter k und eine übliche Gleichrichterschaltung
5 zum Gleichrichten des Wechselstroms vonTn Fig. 3 , a transistor Q 1 is present as a control transistor for regulating the voltage applied to the load, while a circuit 1 is a voltage sensing circuit in the
Collector circuit of the transistor Q forms. The voltage sensing circuit includes resistors R 1 and R p for detection
the collector voltage of the transistor Q, a reference diode (Zoner diode) Z for obtaining a reference potential and a resistor R ". The one with the voltage level; 1 connected transistor Q ? amplifies the control deviation detected by the span sensor circuit 1 up to the Pe, -el of the base drive signal of the transistor Q-. the
The emitter voltage of the transistor Q "is relative to the collector voltage" of the transistor Q by the Zener diode Z! Constant ^ enifciit. The base voltage of transistor Q ?
follows the change in the collector voltage of transistor Q-. As in execution; 1 there is a voltage leveling circuit 2 which has an alternating voltage source 3, a switch k and a conventional rectifier circuit 5 for rectifying the alternating current from
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der Quelle 3 und zur Einspeisung der gleichgerichteten Spannung in Eingangsanschlüsse i und i„ der Regelschaltung umfaßt. Die Schaltung 8 s'tellt eine Last zwischen Ausgangsanschlussen O und Op dar.the source 3 and for feeding the rectified voltage into input terminals i and i "of the control circuit. The circuit 8 represents a load between output terminals O and O p .
Erfindungsgemäß ist ein Thermistor R_ vorhanden, der einen positiven Widerstands-Temperatur-Koeffizient hat, von dem ein Ende mit der Basis des Transistors Q1 und das andere Ende mit einer Bezugspotentialleitung 1 verbunden ist. Die Spannungs-Strom-Kennlinie des Thermistors R- bei konstanter Umgebungstemperatur ist in Fig. h aufgetragen, wonach der Thermistor R- einen niedrigen Widerstand bei niedriger angelegter Spannung und einen hohen Widerstand bei hoher Spannung zeigt. Als Thermistor R- können übliche Thermistoren mit positivem Widerstands-Temperatur-Koeffizient benutzt werden«,According to the invention there is a thermistor R_ which has a positive resistance-temperature coefficient, one end of which is connected to the base of the transistor Q 1 and the other end to a reference potential line 1. The voltage-current characteristic of the thermistor R- at constant ambient temperature is plotted in Fig. H , according to which the thermistor R- exhibits a low resistance at a low applied voltage and a high resistance at a high voltage. Standard thermistors with a positive resistance-temperature coefficient can be used as the R- thermistor «,
Es soll jetzt das Einschwingverhalten des erfindungsgemäßen Spannungsreglers betrachtet werden, wenn der Schalter h geschlossen wird. Wenn der Schalter k ge schlossen wird, wird anfangs der Thermistor R1^ nicht erhitzt, so daß er einen niedrigen Widerstand hat. Daher fließt ein Strom zur Basis des Transistors Q1 über den Thermistor Rr. Dann wird der Transistor Q leitend gemacht, und er legt eine Spannung· V. vom Eingangsanschluß i.. am Aus gangs ans chluß O als Spannung V an. Durch das Anlegen der Spannung V an der Spannungsfühlschaltung 1 wird die Ausgangsspannung V auf ein Potential eingeregelt, das vorbestimmt ist durch die Widerstände R1 und R„f die Referenzspannung V der Zenerdiode Z und den Verstärkungsfaktor des Transistors Q durch die Mitkopplung des Transistors Q . Zu diesem Zeitpunkt nimmt, da eine höhere Spannung als die kritische Spannung V von Fig. k am Ther-The transient behavior of the voltage regulator according to the invention will now be considered when the switch h is closed. When the switch k is closed , the thermistor R 1 ^ is initially not heated, so that it has a low resistance. Therefore, a current flows to the base of the transistor Q 1 through the thermistor R r . The transistor Q is then made conductive, and it applies a voltage · V. from the input terminal i .. at the output to the terminal O as a voltage V. By applying the voltage V to the voltage sensing circuit 1, the output voltage V is adjusted to a potential that is predetermined by the resistors R 1 and R " f, the reference voltage V of the Zener diode Z and the gain of the transistor Q through the positive feedback of the transistor Q. Increases this time, since a voltage higher than the critical voltage V k of Fig. On thermo-
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inistor R_ angelegt wird, dessen Widerstand wegen des ihn durchfließenden Stroms zu, wodurch der normale Betrieb der Transistoren Q und Q_ nicht gestört wird.inistor R_ is applied, its resistance because of him flowing through current, whereby the normal operation of the transistors Q and Q_ is not disturbed.
Erfindunf;sgeinäß wird also ganz am Anfang, wenn der Schalter h geschlossen wird, der Zündstrom des Regeltransistors Q1 durch den Thermistor R- geleitet, der sich im Zustand geringen Widerstands befindet. Im normalen Betriebszustand der Regelschaltung hat jedoch der Thermistor R„ einen so hohen Widerstand, daß die Basis des Regeltransistors Q1 von der gemeinsamen Bezugspotentialleitung 1 getrennt ist.According to the invention, at the very beginning, when the switch h is closed, the ignition current of the control transistor Q 1 is passed through the thermistor R-, which is in the low resistance state. In the normal operating state of the control circuit, however, the thermistor R "has such a high resistance that the base of the control transistor Q 1 is separated from the common reference potential line 1.
Durch den Spannungsregler gemäß der Erfindung kann daher eine Spannungsregelung auch für kleine Lasten vorgenommen werden, so daß der wirksame Betriebsbereich ^j, T größer ist (vgl. Fig. 2).The voltage regulator according to the invention can therefore also be used to regulate the voltage for small loads so that the effective operating range ^ j, T is larger (see. Fig. 2).
Erfindungsgernäß ist also ein Thermistor mit positivem Widerstands-Temperatur-Koeffizient vorgesehen. Auf einfache Weise kann also ein größerer Betriebsbereich bei niedriger Leistungsaufnahme erzielt werden.According to the invention is a thermistor with a positive Resistance-temperature coefficient provided. On simple In this way, a larger operating range can be achieved with lower power consumption.
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Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (3)
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|---|---|
| DE2011283A1 true DE2011283A1 (en) | 1970-09-24 |
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| DE2011283C DE2011283C (en) | 1973-01-11 |
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Also Published As
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| US3643152A (en) | 1972-02-15 |
| DE2011283B2 (en) | 1972-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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