DD256579A1

DD256579A1 - Schaltungsanordnung zur stabilisierung von gleichspannungen

Info

Publication number: DD256579A1
Application number: DD29880086A
Authority: DD
Inventors: Lutz Simon; Wolfram Tausend
Original assignee: Dresden Energiekombinat
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1988-05-11

Abstract

Schaltungsanordnung zur Stabilisierung von Gleichspannungen. Die Erfindung bezieht sich auf die Spannungsversorgung elektronischer Baugruppen, insbesondere auf die verlustarme Stabilisierung der Spannung fuer batteriebetriebene Geraete. Erfindungsgemaess ist im Laengszweig der Schaltung ein digitales Stellglied angeordnet, welches von einem Schwellspannungsschalter intermittierend angesteuert wird. Fig. 1

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind technische Lösungen zur Spannungsstabilisierung bekannt, welche auf analoger und digitaler Basis arbeiten. Sie sind durch ein Stellglied (Transistor) gekennzeichnet, welches stets eine Spannungsdifferenz hervorruft, d. h. die Eingangsspannung muß stets größer sein als die Ausgangsspannung (Stabilisierungsspannung). Dies ist im stetigen Arbeitsbereich des Stellgliedes begründet. Bei bekannten digitalen Lösungen befindet sich das Stellglied ebenfalls in einem stetigen Arbeitsbereich. Die Eigenschaft der digitalen Funktionsweise wird lediglich durch den vorhandenen digitalen Taktgenerator, welcher entsprechend der Stabilisierungsspannung impulsdauermoduliert ist, bestimmt.

Alle bekannten technischen Lösungen weisen den Nachteil der erforderlichen Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang der Stabilisierungseinrichtung auf, der in ihrem Aufbau begründet ist. Wird eine elektronische Baugruppe über eine dieser bekannten Stabilisierungsschaltungen mit einer Batteriespannung versorgt, so ist die Funktionssicherheit des Gerätes nicht mehr gegeben, wenn die Batteriespannung auf den Wert der Stabilisierungsspannung (infolge Verbrauch) gesunken ist. Dieser entscheidende Nachteil macht die maximale Ausnutzung von Primärstromquellen unmöglich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine maximale Ausnutzung der Batteriekapazität mit geringem Schaltungstechnischen Aufwand zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, welche im Falle des Absinkens der Batteriespannung auf den Wert der Stabilisierungsspannung, ohne Spannungsabfall arbeitet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, däß der im Längszweig der Stabilisierungsschaltung angeordnete digitale Stellglied von einem mit der Ausgangsspannung betriebenen Schwellspannungsschalter angesteuert wird, dessen Eingang mit einer von der Ausgangsspannung der Stabilisierungsschaltung versorgten Referenzspannungsquelle verbunden ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Hierbei zeigen Figur 1 die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und Figur 2 eine Möglichkeit der konkreten Realisierung.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich auf beide Zeichnungen. Im Längszweig der erfindungsgemäßen Stabilisierungsschaltung befindet sich ein digitales Stellglied 1. Bei diesem Stellglied handelt es sich um einen schnellen Schalter, vorzugsweise einen Transistor VT 1. Dieses Stellglied 1 schaltet im aktiven Zustand die zu stabilisierende Eingangsspannung auf den Ausgang durch. Angesteuert wird dieses Schaltelement vom Ausgang eines Schwellspannungsschalters 2. In Abhängigkeit des im Ruhestand vorhandenen Ausgangssignals des jeweiligen Schwellspannungsschaltertyps N1 muß die Ansteuerung des Stellgliedes notwendigerweise über eine bekannte Negatorschaltung (R₁ und VT₂) angesteuert werden.

Um eine kleinstmögliche Hysterese des Schnellspannungsschalters 2 zu erreichen, wird dieser direkt durch die Ausgangsspannung der Stabilisierungsschaltung versorgt. Damit wird erreicht, daß das Ansprechen dieses Schalters auf die plötzliche Unterbrechung des Längszweiges unverzögert erfolgen kann. Bei Verwendung eines schnellen Triggers mit kleiner Hysterese, sowie betriebsspannungsunabhängiger Ansprechschwelle ist eine Versorgung über die Eingangsspannung denkbar.

Der Eingang des Schwellspannungsschalters 2 ist mit einer Referenzspannungsquelle 3 verbunden. Diese kann sich im einfachsten Fall aus einem Widerstand R3 sowie einer oder mehrerer Stabilisierungsdioden (V₁...V₃) zusammensetzen. Die Referenzspannungsquelle wird ebenfalls mit der Ausgangsspannung der Stabilisierungsschaltung betrieben.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung ist folgende:

Wird an den Eingang der Stabiiisierungsschaltung eine zu stabilisierende Spannung angelegt, so erfolgt zunächst in jedem Falle die Durchsteuerung des Transistors VT1 über den Negator R1, VT2. Referenzspannungsquelle sowie Schwellspannungsschalter N1

bekommen Betriebsspannung. Da die Ausgangsspannung zwar steil, jedoch trotzdem mit einem gewissen Anstiegswinkel ansteigt, kann im Augenblick des Überschreitens der Stabilisierungsspannung (je nach Bemessung der Referenzspannungsquelle) über den Schwellwertschalter N1 und den Negator die Längsverbindung überVTI sofort wieder getrennt werden. Die Sperrung von VT1 hat zur Folge, daß die Ausgangsspannung absinkt. Sie erreicht den Wert 0 jedoch nicht, da bereits bei Unterschreiten der Stabiiisierungsspannung über Schwellspannungsschalter und Negator das Stellglied in den aktiven Zustand gebracht wird.

Am Ausgang steht somit eine Spannung an, die im Megaherzbereich geringfügig um den Stabilisierungsspannungswert schwingt. Durch geeignete HF-Siebung (C₂) ist der Einfluß dieser Schwingungen auf den Verbraucher reduzierbar. Wird nunmehr diese Schaltungsanordnung mit einer dem Wert der Stabilisierungsspannung entsprechenden Spannung betrieben, bleibt das Stellglied VT1 durchgesteuert, so daß am Ausgang die volle Spannung zur Verfügung steht.

Claims

Schaltungsanordnung zur Stabilisierung von Gleichspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß das im Längszweig der Stabilisierungsschaltung angeordnete Stellglied (1) von einem mit der Ausgangsspannung betriebenen Schwellspannungsschalter (2) angesteuert wird, dessen Eingang mit einer von der Aüsgangsspannung der Stabilisierungsschaltung versorgten Referenzspannungsquelle (3) verbunden ist. >

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung findet bei der Spannungsversorgung elektronischer Baugruppen, insbesondere batteriebetriebener Geräte ihre Anwendung.