DE3638957A1 - Gleichspannungsregelschaltung - Google Patents
GleichspannungsregelschaltungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gleichspannungsregelschal
tung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Regelschaltungen sind in komplexen elektro
nischen Geräten vorhanden und dienen zur Erzeugung
konstanter Spannungen für die Schaltungen der Geräte
selbst oder davon angesteuerter Bauelemente. Die meisten
bekannten Regelschaltungen bedienen sich eines steuer
baren Spannungsteilers, mit dem die Versorgungsspannung
auf den benötigten Wert der Ausgangsspannung herunter
geteilt wird.
Diese Art der Regelung setzt voraus, daß die Versorgungs
spannung immer wesentlich größer ist als die Ausgangs
spannung. Es gibt jedoch auch eine Reihe von Anwendungs
fällen, für elektronische Geräte oder davon angesteuerte
Bauelemente, bei denen die Versorgungsspannung unter
normalen Umständen etwa gleich oder etwas größer als
die benötigte Betriebsspannung ist. Kommt es aufgrund
eines ungünstigen Umstandes zu einem Absinken der Ver
sorgungsspannung, so versagen Regelschaltungen mit
Spannungsteilern.
Diese Möglichkeit besteht bei elektronischen Einrich
tungen in einem Kraftfahrzeug. Die dort vorhandene
Versorgungsspannung hängt von der Bordbatterie ab,
wobei Nennwerte mit 6, 12 oder 24 Volt üblich sind.
Die tatsächlichen Spannungen können dabei je nach Lade
zustand und Alter der Batterie darüber oder darunter
liegen. Während viele elektrische und elektronische
Geräte so ausgelegt werden können, daß sie in dem
üblicherweise auftretenden Spannungsbereich noch ein
wandfrei arbeiten, gibt es auch Anwendungsfälle, bei
denen eine hochkonstante Spannung erforderlich ist.
Ein Beispiel dafür ist eine Art einer passiven Sicher
heitseinrichtung, die bei Aufprall des Fahrzeugs auf
ein Hindernis automatisch wirksam wird, in dem ein
aufblasbares Gaskissen durch Zünden einer oder mehrerer
Gaspatronen aufgeblasen wird und den Aufprall der In
sassen auf Teile des Fahrgastraums verhindert. Für die
Zündung der Gaspatronen muß die Betriebsspannung einen
bestimmten Mindestwert einhalten. Ist die Spannung
zu niedrig, so kann es zu einem zu langsamen Aufblasen
der Gaskissen oder einem völligen Versagen kommen.
Andererseits ist es erforderlich, die Spannung nach
oben zu begrenzen, damit der verwendete Energiespei
cher (Elektrolytkondensator) nicht durch Überspannung
beschädigt oder möglicherweise sogar vollständig zer
stört wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleich
spannungsregelschaltung so zu verbessern, daß eine kon
stante, von der Versorgungsspannung unabhängige Aus
gangsspannung mit der Maßgabe erzeugt werden kann,
daß die Versorgungsspannung sowohl größer, gleich
als auch kleiner als die Ausgangsspannung sein kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Gleichspannungsregelschal
tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die
im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.
Der Einsatz einer Spannungsvervielfacherschaltung
schafft zunächst die Voraussetzung dafür, daß die Aus
gangsspannung der Gleichspannungsregelschaltung größer
als ihre Versorgungsspannung sein kann. Es besteht die
Möglichkeit, den Spannungsvervielfacher z.B. als Ver
doppler oder Verdreifacher auszulegen. Dadurch kann
ein Absinken der Versorgungsspannung auf bis zu der
Hälfte oder 1/3 ihres Nennwertes ausgeglichen werden.
Durch die Steuerbarkeit wird zusätzlich erreicht, daß
auch Zwischenwerte zwischen ganzzahligen Vielfachen
der Versorgungsspannungswerte und dem einfachen Wert
als auch Werte unterhalb der Versorgungsspannung ein
stellbar sind.
Da die erfindungsgemäße Gleichspannungsregelschaltung
bei entsprechender Auslegung in unveränderter Form
für mehrere Versorgungsnennspannungen einsetzbar ist,
trägt sie dazu bei, die Typenvielfalt zu verringern.
Dies ist ein bei Massenprodukten wichtiger Aspekt.
Durch den hohen Regelumfang werden auch sonst not
wendige Spannungskontrollschaltungen und Alarmgeber
eingespart. Die Erfindung ermöglicht auch eine Re
alisierung mit günstigem elektrischen Wirkungsgrad
und hilft damit Thermische und Raumprobleme zu be
seitigen.
Bei einer Weiterbildung ist der steuerbare Spannungs
vervielfacher eine wenigstens zwei elektrische Ventile
und wenigstens einen umladbaren Kondensator umfassende
Pumpschaltung.
Diese Ausgestaltung vermeidet die bei Zerhackern sonst
üblichen großvolumigen und teuren Induktivitäten und
die damit verbundenen störenden Magnetfelder. Außerdem
tritt keine Geräuschbelästigung durch Magnetostriktion
auf.
Bei einer praktischen Ausführungsform der Schaltung
besteht die Pumpschaltung aus drei Ventilen und zwei
umladbaren Kondensatoren, wobei die Ventile seriell
zwischen eine Versorgungsspannungsquelle und einen
Ausgang geschaltet sind und die Kondensatoren mit
ihrem einen Anschluß mit untereinander verbundenen
Anschlüssen je zweier Ventile verbunden sind und mit
ihrem anderen Anschluß jeweils mit einem Schalter ver
bunden sind, mittels dem sie im gegenphasigen Sinn
abwechselnd an die Versorgungsspannungquelle und an
schließend an ein Bezugspotential oder umgekehrt an
schaltbar sind.
Diese Schaltung stellt eine Verdreifacherschaltung dar,
wobei das mittlere Ventil für zwei Vervielfachungs
stufen gleichzeitig genutzt werden kann. Da die Schal
tung ohnehin mit wenig Bauelementen auskommt, bedeutet
die Einsparung eines Ventils prozentual eine günstige
Verringerung der sonst benötigten Bauelemente. Die
Ausgestaltung der umladbaren Kondensatoren als Kon
densatoren mit Schaltern ermöglicht eine präzise
Steuerung durch reproduzierbare Ladezeiten.
Vorzugsweise sind die Ventile als Dioden und die Schal
ter als Serienschaltung aus einer Emitter-Kollektor-
Strecke eines Transistors und einem mit dem Kollektor
verbundenen Widerstand ausgebildet. Dabei sind die
Kondensatoren mit ihrem anderen Anschluß jeweils mit
dem Kollektor der Transistoren verbunden.
Durch die Verwendung von Transistoren läßt sich eine
schnelle und eine damit in der Schaltphase geringe
Wärmeverluste hervorrufende Umschaltung bewirken. Dies
erleichtert einmal die Kühlungsprobleme der Schalt
transistoren und spart Energie in der Wartestellung,
was z.B. beim Einsatz im Kraftfahrzeug wegen der großen
Zahl von Verbrauchern wichtig ist.
Vorzugsweise dient als Ansteuerschaltung ein Pulsgene
rator, dessen Pulsfrequenz und/oder dessen Puls-Pausen
strichverhältnis veränderbar ist.
Diese Ausgestaltung der Ansteuerschaltung ist beson
ders gut auf die Ausgestaltung der Transistoren als
Schalter angepaßt. Sie nutzt damit die Voraussetzungen
die die Transistoren im Hinblick auf geringe Kühlungs
probleme und Energieverluste bieten. Die Steuerungs
möglichkeit durch Veränderung der Pulsfrequenz oder
des Puls-Pausen-Verhältnisses bewirkt, daß für den
Regelvorgang selbst nahezu keine Hilfsenergie benötigt
wird. Außerdem liefert diese Steuerungsart definierte
und für Prüfzwecke leicht reproduzierbare Steuersig
nale. Dieser Gesichtspunkt ist besonders im Zusammen
hang mit Sicherheitseinrichtungen wichtig, da zur Ver
hinderung von Fehlauslösungen die Schaltungen ständig
gegenseitig überwacht werden müssen.
Vorzugsweise umfaßt der Pulsgenerator einen Taktgene
rator und einen Frequenzteiler mit veränderbaren Teiler
verhältnis.
Diese Maßnahme bietet eine exakte Steuermöglichkeit
unabhängig von Bauteiletoleranzen sowie thermischen
und alterungsbedingten Veränderungen der Bauteile.
Auch hier besteht eine günstige Überwachungsmöglich
keit der Funktion der Schaltung.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Vergleichs
schaltung als digitaler Subtrahierer ausgebildet.
Auch hier besteht die Möglichkeit der leichten Funktions
überprüfung. Auch der Sollwert ist definiert eingebbar
und die Schaltung unterliegt hinsichtlich ihrer Ge
nauigkeit keinen Störungen durch Bauteiletoleranzen
oder thermischen oder alterungsbedingten Veränderungen
der Bauteile.
Bei einer praktisch ausgeführten Gleichspannungsregel
schaltung sind die Ansteuerschaltung und die Vergleichs
schaltung als Prozeßrechner ausgebildet. Es ist auch
möglich, nur die eine oder nur die andere Schaltung
entsprechend auszuführen.
Diese Maßnahme ermöglicht eine programmgesteuerte Sig
nalverarbeitung und vermindert auch den Bauteileauf
wand, wenn ein Prozeßrechner ohnehin zur Bewältigung
anderer Aufgaben vorhanden ist. Außerdem besteht die
Möglichkeit einer automatischen Funktionsüberprüfung.
Bei einer praktischen Ausführungsform ist der Regler
als Analog-Digital-Wandler ausgebildet.
Derartige Schaltungen sind als integrierte Bausteine
erhältlich und gestatten eine hohe Signalauflösung.
Ferner bietet diese Ausgestaltung des Reglers die Mög
lichkeit, die Vergleichsschaltung digital mit den be
reits erwähnten Vorzügen auszubilden.
Bei einer Abwandlung der Erfindung umfaßt der Spannungs
vervielfacher einen seriell zwischen seinen Ausgang
und der Versorgungsspannungsquelle angeordneten Schalter
oder einen Widerstand. Neben der alternativen Anordnung
dieser Bauelemente kann auch eine Kombination erfolgen.
Außerdem ist es möglich, den Widerstand steuerbar zu
machen. Grundsätzlich wird durch diese Maßnahme mit
der praktisch ausgeführten Schaltung ein größerer Regel
bereich bei einer wesentlich höheren Versorgungsspannung
als der Ausgangsspannung erreicht. Die Ausbildung des
Widerstands als steuerbaren Widerstand erweitert den
größeren Regelbereich zusätzlich.
Weiterbildungen der Erfindung und vorteilhafte Aus
führungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen, der
weiteren Beschreibung und der Zeichnung, in der ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der er
findungsgemäßen Gleichspannungs
regelschaltung und
Fig. 2 eine praktische Ausführung
eines steuerbaren Spannungs
vervielfachers mit diskreten
Schaltelementen.
Die in Fig. 1 dargestellte Gleichspannungsregelschaltung
besteht aus einer Regelstrecke 10 und einem Regler 22.
Die Regelstrecke 10 umfaßt einen Kondensator 12, ein
dazu parallel liegenden Ableitwiderstand 14, ein Stell
glied 16, eine Ansteuerschaltung 18 und eine Vergleichs
schaltung 20. Erfindungsgemäß ist das Stellglied als
steuerbarer Spannungsvervielfacher 16 ausgebildet.
Bevor auf die Ausgestaltung der einzelnen Baugruppen
eingegangen wird, wird die grundsätzliche Funktions
weise erläutert. Zunächst wird eine Führungsgröße W
vorgegeben, die den Wert der Ausgangsspannung U a be
stimmt. Bei der Führungsgröße W kann es sich sowohl
um einen Spannungswert als auch um einen anderen Wert
handeln, der mit dem Spannungswert U a in irgendeiner
Beziehung steht.
Wird die Gleichspannungsregelschaltung nun eingeschaltet,
so ist zunächst noch die Ausgansspannung U a Null. Dem
entsprechend ist auch der über den Regler 22 an die
Vergleichsschaltung 20 gelangende Wert Null. In Folge
dessen steht an der Ansteuerschaltung 18 ein positives
Steuersignal an. Aufgrund dieses Steuersignals gibt
die Ansteuerschaltung 18 an den steuerbaren Spannungs
vervielfacher 16 einen Stellbefehl in dem Sinne, die
Spannung zu erhöhen. Dies erfolgt dadurch, daß der
Kondensator 12 mit einem pulsierenden Ladestrom ge
laden wird.
Da der Wert der am Kondensator 12 anstehenden Spannung,
welcher gleich der Ausgangsspannung U a ist, ständig über
den Regler 22 auf die Vergleichsschaltung 20 zurück
geführt wird, verringert sich das Differenzsignal
zwischen der Führungsgröße W und der zurückgeführten
Ausgangsspannung U a immer weiter. Ist schließlich nur
noch eine geringe oder gar keine Abweichung mehr vor
handen, so erhält der steuerbare Spannungsverviel
facher 16 über die Ansteuerschaltung 18 keine Stell
befehle mehr. Die Aufladung des Kondensators 12 wird
daraufhin unterbrochen.
Da über den Ableitwiderstand 14 aber ständig ein Ent
ladestrom fließt, vermindert sich allmählich wieder
die Ausgangsspannung U a woraufhin aufgrund der sich
erhöhenden Differenz zwischen der an der Vergleichs
schaltung 20 anstehenden Führungsgröße W und der rück
geführten Ausgangsspannung U a über die Ansteuerschaltung
18 erneut ein Stellbefehl an den steuerbaren Spannungs
vervielfacher 16 gelangt, den Kondensator 12 aufzuladen.
Im stationären Betrieb stellt sich schließlich ein Zu
stand ein, in welchem die über den Ableitwiderstand 14
abfließende Ladung gerade durch die Aufladung des steuer
baren Spannungsvervielfacher 16 ausgeglichen wird.
Eine mit diskreten Bauelementen dargestellte Schaltung
eines steuerbaren Spannungsvervielfachers zeigt Fig. 2.
Zum besseren Verständnis der Funktionsweise sind hier
auch der Kondensator 12 und der Ableitwiderstand 14 mit
gezeichnet.
Der steuerbare Spannungsvervielfacher ist hier als Pump
schaltung 16 ausgebildet. Eine solche Pumpschaltung be
nötigt im einfachsten Falle für eine Spannungsverdoppelung
zwei elektrische Ventile 24 und 26, die hier in Form von
Dioden ausgebildet sind sowie einen umladbaren Konden
sator 28. Im vorliegenden Fall gestattet die Pumpschal
tung eine Spannungsvervielfachung um eine um eins höhere
Ordnungszahl, d.h. eine Spannungsverdreifachung. Dazu
sind als zusätzliche Bauelemente ein weiteres Ventil 30
in Form einer Diode und ein weiterer umladbarer Konden
sator 32 vorgesehen.
Die Dioden 30, 24 und 26 sind seriell zwischen eine Ver
sorgungsspannungsquelle 34 mit der Spannung U v und einen
Ausgang 36 geschaltet, mit dem auch der Kondensator 12
und der Ableitwiderstand 14 verbunden sind. Die Konden
satoren 28 und 32 sind mit ihrem einen Anschluß 38 und
40 mit den gemeinsamen Anschlüssen der Dioden 24 und 26
bzw. 30 und 24 verbunden. Mit ihrem anderen Anschluß 42,
44 sind sie mit Schaltern 46, 48 verbunden und können
mittels dieser Schalter im gegenphasigen Sinn abwechselnd
an die Versorgungsspannungsquelle 34 und anschließend an
ein Bezugspotential 50 bzw. umgekehrt angeschaltet wer
den.
Die Schalter 46 und 48 sind als Serienschaltung aus je
einer Emitter-Kollektor-Strecke zweier Transistoren 52
und 54 und einem mit den Kollektoren 60, 62 verbundenen
Widerstand 56, 58 ausgebildet. Dabei bilden die Kollek
toren 60, 62 der Transistoren 52, 54 den Anschlußkontakt
mit den anderen Anschlüssen 42, 44 der Kondensatoren 28,
32. Die Emitter der Transistoren 52 und 54 liegen auf
dem Potential der Versorgungsspannungsquelle 34 U v ,
während die Kollektor abgewandten Anschlüsse der Wider
stände 56 und 58 auf dem Bezugspotential 50 liegen. Die
Basen der Transistoren 52 und 54 sind über Stelleingänge
72 und 74 steuerbar. Die an den Stelleingängen benötigte
Steuerspannung ist in ihrem zeitlichen Verlauf jeweils
neben den Stelleingängen angedeutet. Wie aus dem Ver
gleich der beiden Spannungen hervorgeht, wird eine gegen
phasige Ansteuerung benötigt.
Für die Erläuterung der Funktion wird zunächst angenom
men, daß die Gleichspannungsregelschaltung an die Ver
sorgungsspannungsquelle 34 angeschaltet wird. Es fließt
nun zunächst ein Strom durch die Dioden 30, 24 und 26,
der den Kondensator 12 auf eine Spannung U a auflädt,
die um die Summe der Schwellspannungen der Dioden, ca.
dreimal 0,7 Volt, kleiner ist. Dies ist bei dieser Ausge
staltung der Pumpschaltung 16 der niedrigste Wert, den
die Ausgangsspannung U a einnehmen kann. Auch die Mög
lichkeit einer weiteren Verringerung der Ausgangsspannung
U a wird noch später eingegangen.
Es wird nun angenommen, daß die gewünschte Ausgangsspan
nung U a größer sein soll als der derzeitige Istwert. Von
der zuvor erwähnten Ansteuerschaltung 18 gelangen nun
Steuerimpulse an die Stelleingänge 72 und 74. Liegt der
Stelleingang 72 in einer ersten Phase noch auf Versor
gungsspannungspotential U v , so ist der Transistor 52 ge
sperrt und der Anschluß 42 des Kondensators 28 liegt
über dem Widerstand 56 an Bezugspotential 50. Der An
schluß 38 des Kondensators 28 hingegen liegt auf Versor
gungsspannungspotential, wenn man einmal die Schwell
spannungen der Dioden unberücksichtigt läßt.
Trifft in einer zweiten Phase nun der Signalimpuls auf
den Stelleingang 72 ein, so wird der Transistor 52 lei
tend gesteuert und der Anschluß 42 des Kondensators 28
auf Versorgungsspannungspotential gelegt. Der Anschluß
38 des Kondensators 28 nimmt damit den Wert des doppel
ten Versorgungsspannungspotentials an. Der bezüglich die
ses Potentials die Diode 24 sperrt, die Diode 26 jedoch
leitet, wenn die Ladung auf den Kondensator 12 fließen,
so daß sich die Spannung daran im Idealfall verdoppeln
würde.
Wenn nach Ende dieser Phase der Steuerpuls am Stellein
gang 72 wieder auf Versorgungsspannungspotential zurück
kehrt, geht der Transistor 52 in den nichtleitenden Zu
stand über. Der Anschluß 42 des Kondensators 28 nimmt
daraufhin Bezugspotential 50 an und der Anschluß 38 Ver
sorgungsspannungspotential U v . Die Diode 26 verhindert
dabei, daß der Kondensator 12 wieder rückwärts auf den
Kondensator 28 entladen kann. In dem selben Moment, in
dem der Puls am Stelleingang 72 wieder Versorgungsspan
nungspotential einnimmt, tritt ein invertierter Impuls
am Stelleingang 74 auf. Nun wiederholt sich der eben be
schriebene Vorgang in gleicher Weise beim Transistor 54
mit dem Widerstand 58 und dem Kondensator 32.
In dieser Phase erhöht sich das am Anschluß 40 des Kon
densators 32 anliegende Potential etwa auf den doppelten
Wert der Versorgungsspannung U v . Da bezüglich dieses Po
tentials die Diode 24 leitend ist, kann auch der Anschluß
38 etwa das gleiche Potential annehmen. Wenn anschließend
der erwähnte Zyklus erneut durchlaufen wird, erreicht das
am Anschluß 38 anliegende Potential etwa den dreifachen
Wert von dem Versorgungsspannungspotential, woraufhin auch
der Kondensator 12 dieses Potential annimmt. Aufgrund der
Spannungsverminderungen an den Kondensatoren während der
Umladungen wird dieser Zustand allerdings nicht schon
nach zwei Impulsfolgen der Steuerimpulse sondern erst
nach einem viel späteren Zeitraum erreicht.
Im stationären Zustand wird sich ein Gleichgewicht zwischen
der in den Kondensator 12 hineinfließenden und der über den
Ableitwiderstand 14 abfließenden Ladung einstellen. Die
sich letztlich einstellende Ausgangsspannung U a kann
durch geeignete Wahl der Pulsfrequenz der an den Stell
eingängen 72 und 74 anliegenden Steuersignale als auch
durch die Veränderung der Pulspausenverhältnisse erzielt
werden.
Soll für die Ausgangsspannung U a ein niedrigerer Wert
gewählt werden als der der Versorgungsspannung U v abzüg
lich der Schwellspannungen der Dioden, so kann zusätzlich
ein Schalter oder ein Widerstand 70 seriell zwischen dem
Ausgang 36 und der Versorgungsspannungsquelle 24 angeord
net werden. Der Widerstand 70 kann dabei steuerbar ausge
bildet sein. Ein Schalter könnte realisiert werden, wenn
eine der Dioden 30, 24 oder 26 als Thyristor ausgebildet
wird.
Zur Erläuterung der weiteren Baugruppen wird nun wieder
auf Fig. 1 Bezug genommen. Wie bereits im Zusammenhang
mit der Beschreibung der Pumpschaltung erwähnt, wird für
die Ansteuerung ein Steuersignal in Form von Pulsen be
nötigt. Die Ansteuerschaltung ist deshalb als Pulsgenera
tor 18 ausgebildet. Um in einfacher Weise eine veränder
bare Pulsfrequenz und/oder ein veränderbares Puls-Pausen-
Verhältnis zu erzielen, umfaßt der Pulsgenerator 18 ei
nen Taktgenerator 64 und einen Frequenzteiler 66 mit ver
änderbarem Teilerverhältnis. Der aktuelle Wert des Teiler
verhältnisses wird dabei durch ein digitales Eingangssig
nal bestimmt. Dieses digitale Eingangssignal erhält der
Frequenzteiler 66 des Pulsgenerators aus der Vergleichs
schaltung 20, die als digitaler Subtrahierer ausgebildet
ist.
Die Ansteuerschaltung 18 und die Vergleichsschaltung 20
in ihren speziellen Ausgestaltungen als Frequenzteiler
mit Taktgenerator und digitaler Subtrahierer sind als
Prozeßrechner 68 ausgebildet. Der Funktionsablauf der
Baugruppen erfolgt daher programmgesteuert. Als Regler
22 dient ein Analogdigitalwandler, der die analoge Aus
gangsspannung U a in ein solches Digitalsignal verwandelt,
daß es im digitalen Subtrahierer 20 direkt mit der eben
falls digitalen Führungsgröße W verglichen werden kann.
In dieser Ausgestaltung besitzt die dargestellte Gleich
spannungsregelschaltung somit einen Regelumfang, der eine
konstante Ausgangsspannung U a sowohl bei größerer, gleicher
oder auch kleinerer Versorgungsspannung U v ermöglicht.
Claims (13)
1. Gleichspannungsregelschaltung, insbesondere
für die Spannungsversorgung von Rückhaltesystemen in
Kraftfahrzeugen (z.B. air bags) mit einer Regelstrecke
(10), die einen Kondensator (12), einen Ableitwider
stand (14), ein Stellglied (16), eine Ansteuerschal
tung (18) und eine Vergleichsschaltung (20) umfaßt,
und mit einem Regler (22), dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied als steuerbarer Spannungsverviel
facher (16) ausgebildet ist.
2. Gleichspannungsregelschaltung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Spannungs
vervielfacher eine wenigstens zwei elektrische Ven
tile (24, 26) und wenigstens einen umladbaren Konden
sator (28) umfassende Pumpschaltung (16) ist.
3. Gleichspannungsregelschaltung nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpschaltung (16)
aus drei Ventilen (24, 26, 30) und zwei umladbaren
Kondensatoren (28, 32) besteht, wobei die Ventile (24,
26, 30) seriell zwischen eine Versorgungsspannungs
quelle (34) und einem Ausgang (36) geschaltet sind
und die Kondensatoren (28, 32) mit ihrem einen An
schluß (38, 40) mit untereinander verbundenen An
schlüssen je zweier Ventile (26, 24; 24, 30) ver
bunden sind und mit ihrem anderen Anschluß (42, 44)
jeweils mit einem Schalter (46, 48) verbunden sind,
mittels dem sie in gegenphasigen Sinn abwechselnd
an die Versorgungsspannungsquelle (34) und anschließend
an ein Bezugspotential (50) bzw. umgekehrt anschaltbar
sind.
4. Gleichspannungsregelschaltung nach Anspruch
2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile als
Dioden (24, 26, 30) und die Schalter (46, 48) als Se
rienschaltung aus einer Emitter-Kollektor-Strecke eines Tran
sistors (52, 54) und einem mit dem Kollektor (60, 62)
verbundenen Widerstand (56, 58) ausgebildet sind und
das die Kondensatoren (28, 32) mit ihrem anderen An
schluß (42, 44) jeweils mit dem Kollektor (60, 62)
der Transistoren (52, 54) verbunden sind.
5. Gleichspannungsregelschaltung nach einem
der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als
Ansteuerschaltung ein Pulsgenerator (18) dient, dessen
Pulsfrequenz und/oder dessen Puls-Pausen-Verhältnis ver
änderbar ist.
6. Gleichspannungsregelschaltung nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsgenerator (18)
einen Taktgenerator (64) und einen Frequenzteiler (66)
mit veränderbarem Tastverhältnis umfaßt.
7. Gleichspannungsregelschaltung nach Anspruch
6, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Wert des
Teilerverhältnisses durch ein digitales Eingangssig
nal bestimmt ist.
8. Gleichspannungsregelschaltung nach Anspruch
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung
ein digitaler Subtrahierer (20) ist.
9. Gleichspannungsregelschaltung nach einem
der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ansteuerschaltung (18) und/oder die Vergleichsschaltung
(20) als Prozeßrechner (68) ausgebildet sind.
10. Gleichspannungsregelschaltung nach einem
der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Prozeßrechner (68) als Regler ausgebildet ist, und
daß der Analog-Digital-Wandler (22) die Ist-Größe
liefert.
11. Gleichspannungsregelschaltung nach einem
der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spannungsvervielfacher (16) einen seriell zwischen
seinen Ausgang (36) und der Versorgungsspannungs
quelle (34) angeordneten Schalter und/oder einen
Widerstand (70) umfaßt.
12. Gleichspannungsregelschaltung nach Anspruch
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (70)
steuerbar ist.
13. Verwendung der Gleichspannungsregelschaltung
bei einem Air-Bag-System in Kraftfahrzeugen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863638957 DE3638957A1 (de) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Gleichspannungsregelschaltung |
JP28564587A JPS63136956A (ja) | 1986-11-14 | 1987-11-13 | 直流電圧調整回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863638957 DE3638957A1 (de) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Gleichspannungsregelschaltung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3638957A1 true DE3638957A1 (de) | 1988-05-19 |
Family
ID=6313954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863638957 Withdrawn DE3638957A1 (de) | 1986-11-14 | 1986-11-14 | Gleichspannungsregelschaltung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63136956A (de) |
DE (1) | DE3638957A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6917239B2 (en) | 2000-10-24 | 2005-07-12 | Fujitsu Limited | Level shift circuit and semiconductor device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6427945A (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-30 | Fujitsu Ltd | Gradation-representing system for led printer |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1556312A (de) * | 1967-12-14 | 1969-02-07 | ||
FR2117707A1 (de) * | 1970-12-08 | 1972-07-28 | Ericsson Telefon Ab L M | |
US3821627A (en) * | 1971-07-26 | 1974-06-28 | S Milovancevic | D c voltage multipliers and polarity converters |
US3970919A (en) * | 1975-06-19 | 1976-07-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Regulating digital power supply |
US4309650A (en) * | 1979-06-18 | 1982-01-05 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Average current controlled switching regulator utilizing digital control techniques |
EP0522659A2 (de) * | 1991-07-11 | 1993-01-13 | Philips Patentverwaltung GmbH | Mikroprozessorgesteuerter Gleichspannungswandler |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5265815A (en) * | 1975-11-27 | 1977-05-31 | Sharp Corp | Booster circuit |
US4236199A (en) * | 1978-11-28 | 1980-11-25 | Rca Corporation | Regulated high voltage power supply |
-
1986
- 1986-11-14 DE DE19863638957 patent/DE3638957A1/de not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-11-13 JP JP28564587A patent/JPS63136956A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1556312A (de) * | 1967-12-14 | 1969-02-07 | ||
FR2117707A1 (de) * | 1970-12-08 | 1972-07-28 | Ericsson Telefon Ab L M | |
US3821627A (en) * | 1971-07-26 | 1974-06-28 | S Milovancevic | D c voltage multipliers and polarity converters |
US3970919A (en) * | 1975-06-19 | 1976-07-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Regulating digital power supply |
US4309650A (en) * | 1979-06-18 | 1982-01-05 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Average current controlled switching regulator utilizing digital control techniques |
EP0522659A2 (de) * | 1991-07-11 | 1993-01-13 | Philips Patentverwaltung GmbH | Mikroprozessorgesteuerter Gleichspannungswandler |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
JP 57-40362 (A), In: Patents Abstracts of Japan, Sect E, 1982, Vol. 6, Nr. 111, (E-114) * |
JP 5-76169 (A), In: Patents Abstracts of Japan, Sect E, 1993, Vol. 17, Nr. 411, (E-1406) * |
JP 5-91735 (A), In: Patents Abstracts of Japan, Sect E, 1993, Vol. 17 Nr. 440, (E1414) * |
JP 60-62866 (A), In: Patents Abstracts of Japan, Sect E, 1985, Vol. 9, Nr. 197, (E-335) * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6917239B2 (en) | 2000-10-24 | 2005-07-12 | Fujitsu Limited | Level shift circuit and semiconductor device |
US7368969B2 (en) | 2000-10-24 | 2008-05-06 | Fujitsu Limited | Level shift circuit and semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63136956A (ja) | 1988-06-09 |
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