DE1814891B2 - Konstantstromregler für einen elektrischen Verbraucher - Google Patents
Konstantstromregler für einen elektrischen VerbraucherInfo
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Description
mit dem Kollektor 22 des Ausgangstransistors 21 verbunden. Bei dem thermoelektrischen Instrument 25
kann die Heizspule 26 beispielsweise die Ablenkung eines Bimetalls bewirken zum Ausschlag eines Zeigers,
welcher den Wert eines zu messenden Parameters anzeigt Mit dem Emitter 23 des Ausgangstr.msistors 21
ist ein veränderlicher Widerstand 29 in Reihe geschaltet, der in Abhängigkeit von diesem zu messenden
Parameter, wie beispielsweise der im Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges befindlichen Kraftstoffmenge,
verändert wird. Der veränderliche Widerstand 29 ist über eine Leitung 31 mit der Leitung 20 verbunden und
somit über diese geerdet Die Leitung 20 ist über eine Leitung 33 mit der negativen Anschlußklemme 32 der
Batterie 10 verbunden.
Für die Verhältnisse eines Kraftfahrzeuges kann vorausgesetzt werden, daß sich dabei die Anschlußspannung
der Batterie 10 innerhalb weiter Grenzen verändern kann, beispielsweise zwischen etwa 6 Volt
beim Anlassen des Motors und etwa 14 Volt während der Normalfahrt, bei welcher dann die Batterie 10 mit
einem eieklrischen Generator verbunden ist. Der Konstantstromregler ist nun dafür eingerichtet, innerhalb
dieser weiten Grenzen der Ausgangsspannung der Batterie 10 die Heizspule 26 des thermoelektrischen
Instrumentes 25 mit einem konstanten Strom zu versorgen, der für einen vorgegebenen Wert des
veränderlichen Widerstandes 29 unabhängig ist von der Anschlußspannung der Batterie 10. Maßgebend dafür
sind der Feldeffekt-Transistor 14, der Konstantwiderstand 19 und der Ausgangstransistor 21. Durch die
Verbindung der Ausgangselektrode 16 des Feldeffekt-Transistors 14 einerseits mit dessen Gate 17 und
andererseits mit dem Widerstand 19 fließt unabhängig von der Größe der Ausgangsspannung der Batterie 10
ein im wesentlichen konstanter Strom durch die Ausgangselektroden 15 und 16 des Feldeffekt-Transistors
14. Folglich fließt auch ein im wesentlichen konstanter Strom durch den Konstantwiderstand 19,
der damit einen im wesentlichen konstanten Spannungsabfall liefert, womit der Basis 24 des Ausgangstransistors
21 eine im wesentlichen konstante Spannung geliefert wird. Wenn der veränderliche Widerstand 29
auf einen bestimmten Wert eingestellt ist, wird also ein im wesentlichen konstanter Strom durcn den Ausgangstransistor
21 fließen und damit auch durch die mit dessen Kollektor 22 und dem Emitter 23 in Reihe
, geschaltete Heizspule 26 des ihermoelekHschen
Instrumentes 25, so daß für jeden beliebigen Wert des zu messenden Parameters unabhängig von der Größe der
Anschlußspannung der Batterie 10 eine konstante Anzeige über den jeweiligen Füllzustand des Kraftstoff-
11, tanks gegeben ist.
li: Fig. 2 ist gezeigt, daß der veränderliche Widersland
29 des Konstantstromreglers gemäß Fig. 1 beispielsweise im Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges
mit einem Schwimmer 41 verbunden sein kann, so daß
!■" er in Abhängigkeit von der Füllmenge verändert wird.
Die Batterie 10 ist hierbei in Reihe mit der Heizspule 26 des thermoelektrischen Instrumentes 25 geschaltet und
über eine Leitung 39 mit einem Verbindungspunkt 40 mit der Leitung 13 verbunden. Der veränderliche
i; Widerstand 29 ist einerseits geerdet und andererseits über eine Leitung 37 mit einem Verbindungspunkt 38
verbunden, der über die Leitung 30 mit dem Emitter 23 des Ausgangslransistors 21 verbunden ist. Der Konstantwiderstand
19 ist über eine Leitung 34 mit einem
.;■-, Verbindungspunkt 35 verbunden, der andererseits über
eine Leitung 36 geerdet ist. Auch bei dieser Schaltung fließt ein von der Anschlußspannung der Batterie 10
unabhängiger konstanter Strom durch die Heizspule 26 des thermoelektrischen Instrumentes 25, und zwar für
in jeden vorgegebenen Wert des veränderlichen Widerstandes
29 in Abhängigkeit von der Lage des Schwimmers 41. Sofern bei dieser Schaltung die
Klemmenspannung der Batterie 10 innerhalb der bei einem Kraftfahrzeug üblichen Grenzwerte um etwa
ι, 8 Volt schwankt, so kann für einen solchen Konstantstromregler
eine Abweichung von nur etwa 2 Milliampere bei dem durch die Heizspule 26 des thermoelektrischen
Instrumentes 25 fließenden Stromes gemessen werden, wenn beispielsweise bei einer Klemmenspan-
i:i iiung von 11 Volt der Batterie 10 ein Strom von
124 Milliampere in der Heizspule 26 meßbar ist, der sich bei einer Klemmenspannung von 19 Volt auf nur
126 Milliampere erhöht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Konstantstromregler für einen elektrischen Verbraucher, insbesondere für eine Heizspule eines
thermoelektrischen Instrumentes, mit einem Feldeffekt-Transistor, dessen Ausgangselektroden einerseits
mit einer Stromquelle verbunden und andererseits mit einem Widerstand und einem Ausgangstransistor
in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (19)
über den Verbindungspunkt zwischen dem Gate (17) und der einen Ausgangselektrode (16) des Feldeffekt-Transistors
(14) an die Basis (24) des Ausgangstransistors (21) angeschlossen ist, mit dessen beiden
Ausgangselektroden (Kollektor 22, Emitter 23) der elektrische Verbraucher (Instrument 25) in Reihe
geschaltet ist.
2. Konstantstromregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem elektrischen Verbraucher
(Instrument 25) und den beiden Ausgangselektroden (Kolleklor 22, Emitter 23) des Ausgangstransistors
(21) ein veränderbarer Widerstand (29) in Reihe geschaltet ist.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Konstantstromregler für einen elektrischen Verbraucher, insbesondere
für eine Heizspule eines thermoelektrischen Instrumentes, mit einem Feldeffekt-Transistor, dessen Ausgangselektroden
einerseits mit einer Stromquelle verbunden und andererseits mit einem Widerstand und einem
Ausgangstransisior in Reihe geschaltet sind.
Bei einem aus der US-PS 3103 413 bekannten Konstantstromregler der vorgenannten Art sind der
Feldeffekt-Transistor und der Widerstand noch mit einer Diode in Reihe geschaltet. An den Verbindungspunkt dieser Diode mit der einen Ausgangselektrode
des Feldeffekt-Transistors, dessen andere Ausgangselektrode mit seinem Gate verbunden ist, ist die Basis
des Ausgangstransistors angeschlossen, dessen beide Ausgangselektroden mit dem Widerstand in Reihe
geschaltet sind. Bei diesem bekannten Konstantstromregler ist mithin die Diode für die Anlieferung eines
konstanten Stromes an einen angeschlossenen elektrischen Verbraucher maßgebend, indem durch sie die an
dem Widerstand liegende Spannung entsprechend konstant auf einen Wert gehalten wird, der gleich ist mit
der Eigen-Konstantspannung der Diode, vermindert um den eher konstanten Spannungsabfall über den Emitter
des Ausgangstransistors. Erfahrungsgemäß unterliegen nun solche Dioden gewissen Spannungsschwankungen
in der Größenordnung von etwa ±20%, so daß ein solcher Konstantstromregler ohne den Rückgriff auf
besondere Gegenmaßnahmen eine entsprechend große Streubreite in der auf einen konstanten Wert ausgerichteten
Stromregelung erfahren wird. Zur Verringerung dieser großen Streubreite und damit ursächlich zur
möglichst weitgehenden Unterdrückung solcher großer Spannungsschwankungen muß folglich als Gegenmaßnahme
die für einen solchen Konstantstromregler verwendete Diode für einen sehr genauen Spannungsabfall
gesteuert werden, was entweder eine diffizilere und damit ausgesprochen teure Herstellung solcher
Dioden voraussetzt oder die Zugrundelegung eines statistischen Mittelwertes bei der Auswahl der jeweiligen
Diode, so daß damit Verhältnisse geschaffen sind,
ίο
die für eine verstärkt auf die Einsparung von Kosten ausgerichtete Massenfertigung nicht vertretbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Konstantstromregler der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß auf die Verwendung solcher Dioden verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Widerstand über den Verbindungspunkt
zwischen dem Gate und der einen Ausgangselektrode des Feldeffekt-Transistors an die Basis des Ausgangstransistors
angeschlossen ist, mit dessen beiden Ausgangselektroden der elektrische Verbraucher in
Reihe geschaltet ist. Es ist damit möglich, unabhängig von evtl. Spannungsschwankungen der Stromquelle
einen konstanten Stromfluß durch den Widerstand hindurch zu erhalten, so daß dieser einen entsprechend
konstanten Spannungsabfall zur Weiterleitung an die Basis des Ausgangstransistors liefert, mit dessen beiden
Ausgangselektroden der elektrische Verbraucher verbunden ist, der somit ständig mit dem beispielsweise in
der Zusammenschaltung mit einem Meßgerät für eine gewünschle genaue Meßanzeige erforderlichen Konstantstrom
versorgt wird. Für die Verhältnisse bei einem Kraftfahrzeug kann hierbei das Meßgerät beispielsweise
in einem veränderbaren Widerstand bestehen, der dabei nach einer Weiterbildung der Erfindung mit dem
elektrischen Verbraucher und den beiden Ausgangselektroden des Ausgangstransistors in Reihe geschaltet
ist und beispielsweise den Füllzustand des Kraflstofftanks mittels eines Schwimmers als Meßfühler erfaßt, so
daß der sich verändernde Füllzustand des Kraftstofftanks zu einem entsprechenden Zeigerausschlag führt,
dessen Genauigkeit durch die konstante Stromregelung für die Heizspule eines thermoelektrischen Instrumentes
als des hierbei maßgeblichen elektrischen Verbrauchers gewährleistet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das Schaltbild für einen Konstantstromreglcr gemäß Erfindung und
Fig. 2 in Abwandlung das Schaltbild gemäß Fig. 1
für denselben Konstantstromregler unter Berücksichtigung einer speziellen Verwendung für ein Kraftfahrzeug.
Der Konstantstromreglcr gemäß Fig. I wird beispielsweise
von einer Batterie 10 eines Kraftfahrzeuges gespeist, deren positive Anschlußklemme 11 über eine
Leitung 12 mit einer Leitung 13 verbunden ist. Die Leitung 13 ist mit einer den Strom begrenzenden
Einrichtung verbunden, die aus einem Feldeffekt-Transistor 14 besteht. Die eine Ausgangselektrode 15 dieses
Feldeffekt-Transistors 14 ist mit der Leitung 13 und seine andere Ausgangselektrode 16 ist mit einer Leitung
18 verbunden, an deren Verbindungspunkt mit dem Gate 17 des Feldeffekt-Transistors 14 ein Konstantv.'iderstand
19 angeschlossen ist. Der Konstantwiderstand 19 ist über eine Leitung 20 geerdet.
Der Konstantwiderstand 19 ist über den Verbindungspunkt zwischen dem Gate 17 und der einen
Ausgangselektrode 16 des Feldeffekt-Transistors 14 an die Basis 24 eines Ausgangstransistors 21 angeschlossen.
Der Kollektor 22 und der Emitter 23 des Ausgangstransistors 21 sind in Reihe mit einem elektrischen
Verbraucher, wie der Heizspule 26 eines thermoelektrischen Instrumentes 25, geschaltet. Die Heizspule 26
dieses thermoelektriscnen Instrumentes 25 ist über eine Leitung 27 mit der Leitung 13 und über eine Leitung 28
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Family Applications (1)
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1968
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- 1968-12-13 GB GB59417/68A patent/GB1186150A/en not_active Expired
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