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Dokumentenidentifikation DE3247033C2 18.01.1990
Titel Integrierte Schaltungsanordnung mit einem frequenzabhängigen Dämpfungsverhalten
Anmelder Telefunken electronic GmbH, 6000 Frankfurt, DE
Erfinder Herchner, Dieter, Ing.(grad.), 7100 Heilbronn, DE
DE-Anmeldedatum 18.12.1982
DE-Aktenzeichen 3247033
Offenlegungstag 20.06.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.01.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.01.1990
IPC-Hauptklasse G05F 5/00
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, mit der unterschiedliche Versorgungsgleichspannungen für wenigstens zwei Verbraucher erzeugt werden. Die erste Versorgungsgleichspannung wird direkt aus der Eingangsspannung abgeleitet, wobei die die Eingangsgleichspannung überlagernde Wechselspannungskomponente ausgesiebt wird. Die erste Versorgungsgleichspannung ist somit um einen Betrag gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert. Die zweite Versorgungsgleichspannung wird aus der ersten Versorgungsgleichspannung abgeleitet, wobei in dem hierfür vorgesehenen zweiten Schaltungsteil Mittel enthalten sind, durch die der Spannungsbetrag, um den die erste Versorgungsspannung reduziert wurde, wieder kompensiert wird, so daß die zweite Versorgungsgleichspannung direkt proportional zur Eingangsgleichspannung ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltungsanordnung mit einem frequenzabhängigen Dämpfungsverhalten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits aus der DE-Zeitschrift "Elektronik" 1970, Heft 11, 379, bekannt.

Bei zahlreichen elektrischen Schaltungen ist es erforderlich, aus einer von einer Wechselspannung abgeleiteten Eingangsgleichspannung unterschiedlich große Versorgungsspannungen für die Schaltung abzuleiten. So ist beispielsweise bei bestimmten Leistungsverstärkerschaltungen die Erzeugung einer Gleichspannung erforderlich, die, wenn eine optimale Aussteuerung der Schaltung möglich sein soll, halb so groß wie die Eingangsgleichspannung ist. Zur Einstellung des Arbeitspunktes an anderen Schaltungsteilen wünscht man dagegen eine Spannung, die sich möglichst wenig von der anliegenden Eingangsgleichspannung unterscheidet. Der Eingangsgleichspannung, die meist mit Hilfe von Netzgeräten gewonnen wird, ist in vielen Fällen jedoch eine Wechselspannungskomponente überlagert, die sich aus der Brummspannung oder aus Störsignalen ergibt. Zur Beseitigung dieser Wechselspannungskomponente ist es üblich, in die Zuleitung für die Versorgungsspannung der Schaltung ein Dämpfungsglied einzufügen. Ein Spannungsabfall an diesem Dämpfungsglied ist unvermeidlich. Dies hat zur Folge, daß die aus der gesiebten Gleichspannung abgeleiteten unterschiedlichen Versorgungsspannungen nicht mehr proportional zur Eingangsgleichspannung verlaufen, so daß beispielsweise eine optimale Aufsteuerung eines Leistungsverstärkers nicht mehr möglich ist.

Aus dem DE-Fachbuch S. Wagner "Stromversorgung elektronischer Schaltungen und Geräte", R. v. Deckers Verlag 1964, S. 440-452, sind Schaltungsanordnungen für transistorgeregelte Netzgeräte bekannt. Diese dienen dazu, Gleichspannungen zu erzeugen, die vom Wert der Wechselspannungsquelle unabhängig sind und sich mit dieser praktisch nicht ändern; d. h., die Änderung der Ausgangsspannung soll bei einer Änderung oder Schwankung der Eingangsspannung so klein wie möglich gemacht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der unterschiedliche Versorgungsgleichspannungen erzeugt werden können, mit deren Hilfe ein optimaler Schaltungsbetrieb möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzeugung von unterschiedlichen Versorgungsgleichspannungen für zwei Verbraucher aus der Eingangsgleichspannung an die erste Versorgungsgleichspannung ein zweiter Schaltungsteil angeschlossen ist, an dessen Ausgang die zweite Versorgungsgleichspannung für den zweiten Verbraucher ansteht, wobei der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert ist, bei der Ableitung der zweiten Versorgungsgleichspannung im zweiten Schaltungsteil durch Nachbildung derart berücksichtigt wird, daß direkte Proportionalität zwischen der Eingangsgleichspannung und der zweiten Vesorgungsgleichspannung besteht.

Mit dieser Schaltungsanordnung kann folglich zunächst eine gesiebte Gleichspannung gewonnen werden, die keine Wechselspannungskomponente mehr enthält und die um einen Betrag gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert ist. Aus dieser nun nicht mehr zur Eingangsgleichspannung proportionalen ersten Versorgungsgleichspannung wird eine zweite Versorgungsgleichspannung gewonnen, die nun jedoch wieder direkt proportional zur Eingangsgleichspannung ist. Die zweite Versorgungsgleichspannung folgt somit den - verglichen mit der Frequenz der Wechselspannungskomponente - langsamen Veränderungen der Eingangsgleichspannung, so daß mit dieser proportionalen Versorgungsgleichspannung beispielsweise eine optimale Aussteuerung von Leistungsverstärkern möglich wird. Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung enthält der erste Schaltungsteil einen Tiefpaß als frequenzabhängiges Dämpfungsglied zur Aussiebung der Wechselspannungskomponente und einen Impedanzwandler, durch den der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert wird, möglichst klein bleibt. Der Impedanzwandler ist beispielsweise ein Transistor, wobei der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert wird, durch den Spannungsabfall an einem PN-Übergang dieses Transistors vorgegeben ist.

Der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung gegenüber der Eingangsgleichspannung reduziert wird, muß bei der Ableitung der zweiten Versorgungsgleichspannung im zweiten Schaltungsteil durch Nachbildung derart berücksichtigt werden, daß die verlangte Proportionalität zwischen der Eingangsgleichspannung und der zweiten Versorgungsgleichspannung wieder gegeben ist. Folglich wird hierzu im zweiten Schaltungsteil eine Korrekturspannung erzeugt, die vorzugsweise gleichfalls durch den Spannungsabfall am PN-Übergang eines Halbleiter-Bauelementes vorgegeben ist.

Die Erfindung und ihre vorteilhafte Ausgestaltung wird noch anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.

In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt. Gemäß Fig. 1 liegt am Eingangsanschluß A eines ersten Schaltungsteils V&sub1; eine Eingangsspannung, die sich aus der Gleichspannung UE und der Wechselspannung UW zusammensetzt. Bei der Wechselspannung UW handelt es sich meist um eine unerwünschte Stör- oder Brummspannung. Der Schaltungsteil V&sub1; enthält ein Dämpfungsglied zur Aussiebung der Wechselspannung, wobei ein Spannungsabfall entsteht, so daß die Versorgungsgleichspannung am Schaltungspunkt B, die zur Stromversorgung des Verbrauchers RLB dient, um einen kleinen Betrag gegenüber der Eingangsgleichspannung UE reduziert ist. Diese erste Versorgungsgleichspannung liegt am Eingang des zweiten Schaltungsteiles V&sub2; an, an dessen Ausgang C die zweite Versorgungsgleichspannung UC ansteht, die den Verbraucher RLC mit Strom versorgt und die direkt proportional zur Eingangsgleichspannung UE ist.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht der erste Schaltungsteil V&sub1; aus dem Transistor T&sub1; und einem RC-Glied, wobei der Widerstand R zwischen die den Schaltungseingang bildende Kollektorelektrode und die Basiselektrode des Transistors T&sub1; geschaltet ist. Der Kondensator C liegt zwischen der Basiselektrode des Transistors T&sub1; und Bezugspotential. Der Emitter des Transistors T&sub1; bildet den Ausgang des Schaltungsteils V&sub1;, so daß am Schaltungspunkt B eine Versorgungsgleichspannung UB liegt, die um den Basis-Emitter-Spannungsabfall am Transistor T&sub1; gegenüber der Eingangsgleichspannung UE reduziert ist. Der Spannungsabfall am Widerstand R ist vernachlässigbar klein. Die Wechselspannungskomponente am Schaltungspunkt B ist gleichfalls vernachlässigbar klein, da sie durch das RC-Dämpfungsglied im wesentlichen ausgesiebt wird.

Der zweite Schaltungsteil V&sub2; besteht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 aus einem Spannungsteiler aus den Widerständen R&sub3; und R&sub4;, der an den Schaltungspunkt C angeschlossen ist. Der Abgriff dieses Spannungsteilers ist an die Basiselektrode eines Transistors T&sub3; angeschlossen, in dessen Emitterzuleitung ein gegen Bezugspotential geschalteter Widerstand R&sub2; angeordnet ist. Der Kollektor dieses Transistors T&sub3; ist zum einen mit der Basiselektrode eines Transistors T&sub2; und zum anderen mit einem Widerstand R&sub1; verbunden, wobei dieser Widerstand R&sub1; mit dem Schaltungspunkt B direkt verbunden ist. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors T&sub2; ist zwischen die Schaltungspunkte B und C oder A und C geschaltet.

Dimensioniert man beispielsweise die Widerstände R&sub1;-R&sub4; so, daß R&sub3; = R&sub4; und R&sub1; = 2 R&sub2; ist, dann erhält man bei einer ersten Versorgungsspannung UB mit dem Wert

UB = UE-UBET&sub1; ;

für die zweite Versorgungsspannung UC den Wert



Hieraus ersieht man, daß der Spannungsabfall UBET 1 an der Basis-Emitter-Strecke des Transistors T&sub1; durch die entsprechenden Spannungsabfälle an den Transistoren T&sub2; und T&sub3; bei der genannten Dimensionierung der Widerstände derart kompensiert wird, daß die Ausgangsgleichspannung UC direkt proportional der Eingangsgleichspannung UE ist.

Es hat sich somit überraschend gezeigt, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Folgeschaltung Versorgungsgleichspannungen gewonnen werden können, die proportional zu einer Eingangsgleichspannung sind, obgleich aus dieser Eingangsgleichspannung zunächst eine nicht zu ihr proportionale Versorgungsgleichspannung abgeleitet wird. Die beiden Schaltungsteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bilden eine integrierte Schaltung oder sind Teil einer integrierten Schaltung, so daß die aktiven Transistorelemente gleiche Eigenschaften aufweisen. Bei den Transistoren T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; nach der Schaltung gemäß Fig. 2 handelt es sich beispielsweise um NPN- Transistoren.


Anspruch[de]
  1. 1. Integrierte Schaltungsanordnung mit einem frequenzabhängigen Dämpfungsverhalten, bei der eine mit einer Wechselspannungskomponente überlagerte Eingangsgleichspannung (UE) am Eingang ansteht, wobei an die Eingangsspannung ein Tiefpaß mit nachfolgendem Impedanzwandler angeschlossen ist und am Ausgang des Impedanzwandlers eine erste Versorgungsgleichspannung (UB) für einen ersten Verbraucher (RLB) ansteht, die um einen Betrag gegenüber der Eingangsspannung reduziert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von unterschiedlichen Versorgungsgleichspannungen (UB, UC) für zwei Verbraucher aus der Eingangsgleichspannung (UE) an die erste Versorgungsgleichspannung (UB) ein zweiter Schaltungsteil (V&sub2;) angeschlossen ist, an dessen Ausgang die zweite Versorgungsgleichspannung (UC) für den zweiten Verbraucher (RLC) ansteht, wobei der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung (UB) gegenüber der Eingangsgleichspannung (UE) reduziert ist, bei der Ableitung der zweiten Versorgungsgleichspannung (UC) im zweiten Schaltungsteil (V&sub2;) durch Nachbildung derart berücksichtigt wird, daß direkte Proportionalität zwischen der Eingangsgleichspannung (UE) und der zweiten Versorgungsgleichspannung (UC) besteht.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag, um den die erste Versorgungsgleichspannung (UB) gegenüber der Eingangsgleichspannung (UE) reduziert ist, durch den Spannungsabfall am Impedanzwandler (T&sub1;) vorgegeben ist.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Versorgungsgleichspannung (UC) halb so groß wie die Eingangsgleichspannung (UE) ist







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