DE3813066A1 - Geschalteter stromregler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen geschalteten Stromregler für eine induktive Last, mit einer zwischen die beiden Pole einer Versorgungsspannungsquelle geschalteten Reihenschaltung mit der induktiven Last, einem Strom­ sensor, dessen Sensorsignal ein Maß für den durch die Induktivität fließenden Strom ist, und einem steuer­ baren Schalter, dessen Schaltzustand von dem Ausgangs­ signal eines Komparators beeinflußt wird, der das Sensor­ signal mit einem den Stromsollwert bestimmenden Referenz­ signal einer Referenzsignalquelle vergleicht und das Um­ schalten des Schalters jeweils dann bewirkt, wenn das Sensorsignal das Referenzsignal erreicht, mit einem Freilaufkreis, der eine der induktiven Last parallel geschaltete Freilaufeinrichtung aufweist, die eine vorbestimmte Freilaufspannung bildet, und mit einer Spannungsbegrenzungseinrichtung, die in der Freilaufphase einen raschen Abfall des Freilaufstroms der induktiven Last ermöglicht.

Für viele Anwendungen ist es notwendig, einen konstanten Strom in einer induktiven Last zu regeln. Als typisches Beispiel hierfür können Treiber für Magnetventile und induktive Stellglieder genannt werden. Diese Stromrege­ lung wird im Strombereich bis 6 A und im Spannungsbe­ reich bis 60 V in zunehmendem Maße mit monolithisch in­ tegrierten Leistungstreibern realisiert. Als wichtige Parameter des Stromreglers müssen die Stromregel­ genauigkeit, die Stromanstieg- und Stromabfall-Steilheit und die Treiberverlustleistung betrachtet werden.

Das bekannte Prinzip eines linearen Stromreglers für in­ duktive Last ist in Fig. 1 dargestellt. Eine induktive Last mit der Induktivität L und einem ohmschen Widerstand R _L ist an den Kollektor eines Treibertransistors T an­ geschlossen, in dessen Emitterzweig sich ein Sen­ sorwiderstand R _S befindet, über dem eine dem Laststrom i _L proportionale Sensorspannung entsteht. Diese wird mittels eines Operationsverstärkers OV mit einer Re­ ferenzspannung u _R verglichen. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OV steuert den Treibertransistor T. Mit Hilfe der Referenzspannung u _R kann man den Soll- Laststrom vorgeben. Parallel zur induktiven Last L, R _L ist eine Freilaufschaltung in Form einer Diode D und einer dazu in Reihe geschalteten Zenerdiode Z geschaltet. Zwischen das nicht mit dem Treibertransistor T verbundene Ende der induktiven Last L, R _L und Masse ist eine Ver­ sorgungsspannungsquelle B geschaltet.

Die Funktionsweise dieses linearen Stromreglers ist in Fig. 2 gezeigt. Fig. 2a zeigt eine Stromfunktion für die Referenzspannung u _R , mittels welcher der Stromregler für eine bestimmte Zeit eingeschaltet wird. Fig. 2b zeigt den Verlauf des Laststroms i _L während der Einschalt­ phase, der Regelphase und der Ausschaltphase. Fig. 2c zeigt den Verlauf der zwischen dem Kollektor des Trei­ bertransistors T und Masse austretenden Ausgangsspannung u _A .

Wird die Referenzspannung u _R gemäß Fig. 2a eingeschal­ tet, steigt der durch die Induktivität fließende Last­ strom i _L in bekannter Weise gemäß Fig. 2b nur allmäh­ lich an. Daher steigt auch die Sensorspannung über dem Sensorwiderstand R _S nur allmählich an, so daß der Trei­ bertransistor T während der Stromanstiegsphase über­ steuert wird und in die Sättigung gelangt. Zum Einschalt­ zeitpunkt fällt daher die Ausgangsspannung u _A vom Spannungswert U _B der Versorgungsspannungsquelle B auf die sehr niedrige Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung ab. Erreicht die mit dem Laststrom i _L ansteigende Sensorspannung den Wert der Referenzspannung u _R , ge­ langt der Treibertransistor T in den aktiven Regelbe­ reich, in dem der Laststrom i _L auf den konstanten Wert I = U _R /R _S geregelt wird. Der Treibertransistor T gelangt auf eine Kollektor-Emitter-Spannung, die um den Wert der Spannungsabfälle über R _L und R _S niedriger als U _B , jedoch wesentlich höher als die Kollektor- Emitter-Sättigungsspannung ist.

Das Abschalten der Referenzspannung u _R führt zum Sperren des Treibertransistors T und somit zu einer Unterbrechung des bisherigen Laststromkreises. Dabei wechselt die Spannung über der Induktivität ihre Pola­ rität. In dieser Situation verhält sich die In­ duktivität wie eine Stromquelle; dabei steigt deren Spannung solange an, bis der Strom über die Freilauf­ schaltung abfließen kann. Die Freilaufspannung U _FL wird durch die Summe aus der Diodenspannung der Diode D und der Zenerspannung der Zenerdiode Z gebildet. Die Ausgangsspannung u _A des Stromreglers steigt dabei auf die Summenspannung U _B + U _FL an.

Die Stromanstiegs-Steilheit und die Stromabfall-Steil­ heit sind direkt proportional zur je wirksamen Spannung. Um einen schnellen Stromanstieg zu erreichen, muß daher für eine große Versorgungsspannung U _B , eine kleine Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung U _CES des Trei­ bertransistors T und einen kleinen Widerstand R _L ge­ sorgt werden.

Eine hohe Versorgungsspannung U _B führt jedoch während der Stromregelphase zu einer entsprechend hohen Verlust­ leistung an dem als Regelelement dienenden Treibertran­ sistor T, die gleich dem Produkt aus dem in Fig. 2b ge­ zeigten Konstantstromwert und dem in Fig. 2c gezeigten Spannungswert während der Regelphase ist, nämlich

P _d = i _L U _B - (R _L + R _S ) i _L ² (1)

ist.

Um einen schnellen Stromabfall zu erreichen, muß man für eine große Freilaufspannung sorgen, was durch Ver­ wendung der Zenerdiode Z erreicht wird. Dabei entsteht über dem Treibertransistor T während der Freilaufphase eine Spannung von

U _AFL = U _B + U _FL . (2)

Die Forderung nach einem schnellen Stromanstieg be­ deutet somit eine hohe Verlustleistung während der Regelphase und ein schneller Stromabfall kann nur bei hoher Sperrspannung des Treibertransistors T erreicht werden, der somit sowohl eine hohe Verlustleistung als auch eine hohe Sperrspannung vertragen können muß.

Die hohen Verlustleistungen linearer Stromregler sind in der Praxis oft nicht akzeptabel. Die Verlustleistung während der Stromregelphase kann durch Verwendung eines geschalteten Stromreglers gesenkt werden. Dessen Grund­ prinzip liegt darin, daß nach Erreichen des gewünschten Laststrompegels durch einen möglichst langsamen Strom­ abfall und wiederholtes Einschalten des Regelelementes der mittlere Wert des Laststroms konstant gehalten wird. Der als Regelelement dienende Schalttransistor, der nicht dauernd eingeschaltet ist und nur in der Sättigung arbeitet, hat dann eine viel kleinere mittlere Verlust­ leistung.

Das Prinzipschaltbild eines geschalteten Stromreglers bekannter Art ist in Fig. 3 ge­ zeigt. Zugehörige Spannungs- und Stromverläufe sind in den Fig. 4a, 4b und 4c gezeigt. Dabei werden entsprechende Komponenten und Größen mit gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet.

Im Unterschied zu dem linearen Stromregler nach Fig. 1 weist der geschaltete Stromregler nach Fig. 3 einen Kom­ parator K auf, dessen Ausgang mit dem Setzeingang S eines Flipflop FF über ein Zeitglied ZG und mit dem Rück­ setzeingang R des Flipflop direkt verbunden ist. Der Ausgang des Flipflop FF steuert die Basis des als ge­ steuerter Schalter fungierenden Treibertransistors T. Die Freilaufspannung U _FL wird hier nur durch eine einzige Diode D gebildet.

Dieser Stromregler arbeitet mit Pegel-Zeit-Steuerung. Der Strom-Sollwert wird mit der Referenzspannung u _R vorgegeben. In der mit dem Einschalten von u _R be­ ginnenden Schaltphase steigen der Laststrom i _L und damit auch die Sensorspannung U _S allmählich an. Nach Erreichen des Stromwertes

I _H = U _R /R _S (3)

wird das bis dahin gesetzte Flipflop FF zurückgesetzt und der bis dahin leitende Transistor T für eine durch das Zeitglied vorgegebene Zeitdauer t _d abgeschaltet. Während dieser Freilaufzeit fließt der Laststrom i _L durch die Freilaufdiode. Aufgrund der niedrigen Flußspannung dieser Diode ergibt sich eine niedrige Freilaufspannung und der Laststrom in der Freilauf­ phase fällt entsprechend langsam ab. Nach Ablauf der Zeitdauer t _d wird der Schalttransistor T wieder eingeschaltet und der Laststrom i _L steigt wieder an bis I _H . Während der Einschaltphasen tritt an dem Schalttransistor T lediglich die Kollektor-Emitter- Sättigungsspannung U _CES auf, so daß die im Schalt­ transistor T auftretende Verlustleistung gering ist.

Bei diesem Stromregler kann es durch Änderungen ver­ schiedener Parameter, wie der Zeitkonstanten des Zeit­ gliedes ZG, der Diodenspannung der Freilaufdiode D, Laständerungen (Variationen von R _L und/oder L) oder dergleichen zu Veränderungen des Strompegels am Ende der jeweiligen Freilaufphase kommen, was zu einer Variation des Mittelwertes des Laststroms führt. Auch ist eine direkt geregelte Umschaltung des Laststroms auf einen niedrigeren Wert bei diesem Regel­ prinzip nicht möglich.

Aus der GB-PS 14 86 012 ist eine Steuerschaltung für einen elektrischen Antriebsmotor bekannt. Die Wicklung des Motors bildet eine Reihenschaltung mit einem Sensor. Dieser Reihenschaltung ist eine Freilaufdiode parallel geschaltet. Mit Hilfe eines Schalttransistors wird der durch den Motor fließende Strom zwischen einem hohen Wert und einem niedrigen Wert hin- und hergeschaltet. Hierzu dient ein Schmitt-Trigger, der durch ein hyste­ resebehafteten Komparator gebildet ist. Der Komparator vergleicht die Ausgangsspannung mit einer Referenz­ spannung, die von einem Potentiometer abgegriffen wird. Die Stellung des Potentiometers bestimmt den Geschwin­ digkeitssollwert des Motors und daher die Größe der hohen Stromgrenze. Dieser bekannte Stromregler benötigt neben den Leitungen zur Verbindung mit der Versorgungs­ spannung und Masse mindestens zwei weitere Verbindungs­ leitungen zwischen Stromregler und Last oder Last und Sensor. Bei monolithischer Integration dieses bekannten Stromreglers ergeben sich Schwierigkeiten, wenn der Sensor durch einen externen Widerstand gebildet wird, da dann die Gefahr von Störspannungen und ein Bezugspoten­ tialversatz auftreten.

Aus der DE-OS 29 50 190 ist ein Spannungsregler bekannt, der einen Längsreglertransistor aufweist, der von dem Ausgang eines Differenzverstärkers gesteuert wird. Auf den einen Eingang des Differenzverstärkers ist die Aus­ gangsspannung zurückgekoppelt. Der andere Eingang des Differenzverstärkers ist einerseits mit einer Referenz­ spannungsquelle und andererseits mit der Ausgangsseite des Längsreglungstransistors verbunden. Dabei handelt es sich um einen geschalteten Spannungsregler, so daß dem Referenzspannungseingang des Differenzverstärkers eine Referenzspannung zugeführt wird, die sich mit dem je­ weiligen Schaltzustand des geschalteten Spannungsreglers ändert.

Die DE-OS 29 50 692 zeigt einen geschalteten Strom­ regler der eingangs angegebenen Art. Dieser bekannte Stromregler weist zwei Sensorwiderstände auf. Einer befindet sich in einer Reihenschaltung mit der in­ duktiven Last und dem diese Last schaltenden Schalt­ transistor. Der andere Stromsensor befindet sich in Reihenschaltung mit einer geschalteten Freilaufdiode, wobei diese Reihenschaltung der induktiven Last parallel geschaltet ist. Die beiden Sensorwiderstände werden über eine Summierschaltung auf den einen Eingang eines Komparators geführt, dessen anderer Eingang an ein Referenznetzwerk angeschlossen ist. Der Ausgang des Komparators steuert das Schalten des Schalttransistors. Die Reihenschaltung aus dem Schalttransistor und dem dazu in Reihe geschalteten Stromsensor ist durch eine Zenerdiode überbrückt. Wenn am Ende des Stromregler­ einschaltimpulses der Schalttransistor gesperrt wird, steigt die Spannung am Kollektor dieses Transistors soweit an, bis der Freilaufstrom der induktiven Last über die Zenerdiode schnell abgebaut werden kann.

Dieser bekannte Stromregler erfordert beträchtlichen Schaltungsaufwand und führt bei monolithischer Inte­ gration zu Problemen. Insbesondere ergeben sich bei monolithischer Integration der beiden Sensorwiderstände Probleme mit deren Gleichverhalten, beispielsweise auf­ grund thermischer Ungleichheiten an verschiedenen Stellen des Chips der monolithisch integrierten Schal­ tung. Man benötigt entweder zwei Komparatoren oder eine komplizierte, aufwendige Schaltung, um die Signale der beiden Sensorwiderstände einem Komparator oder Schwel­ lenwertschalter zuzuführen. Die erreichbare Stromregel­ genauigkeit, die man mit einer so konzipierten inte­ grierten Schaltung erreichen kann, ist vielfach nicht ausreichend. Außerdem geschieht der rasche Abbau des Freilaufstroms über die Zenerdiode unkontrolliert und ungeregelt. Dieses bekannte Konzept ist daher nicht für Stromregler geeignet, die zwischen verschiedenen gere­ gelten Strommittelwerten umschaltbar sind. Insbesondere bei Magnetventilen, beispielsweise zur Benzineinspritzung bei Motoren ist es erwünscht, zum raschen Einschalten des Magnetventils zunächst einen relativ hohen geregelten Strommittelwert zur Verfügung zu stellen und nach dem Einschaltvorgang des Ventils auf einen niedrigeren gere­ gelten Strommittelwert oder Magnethaltewert herabzugehen. Dieser Übergang von hohem zu niedrigem geregelten Strom­ wert sollte schnell und ebenfalls geregelt vor sich gehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stromregler der eingangs angegebenen Art mit möglichst geringem Schaltungsaufwand die Genauigkeit der Strom­ regelung zu verbessern und dabei eine schnelle geregelte Umschaltung zwischen mehreren Strommittelwerten zu ermöglichen. Weiterhin soll eine hohe Strom­ schaltdynamik erreicht werden und der Stromsensor soll innerhalb des Stromreglers liegen, damit man für den Lastanschluß mit nur einer Zuleitung neben den Anschlüssen für die Versorgungsspannung und Masse auskommt.

Eine Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Strom­ sensor auch Bestandteil des Freilaufkreises ist, und daß mehrere geregelte Strommittelwerte auswählbar oder analog steuerbar sind. Die Referenzsignalquelle ist steuerbar mittels eines Sollwertsteuersignals und bezüglich des Referenzsignalbezugswertes zwischen einem darüber­ liegenden höheren Referenzsignalwert oder einem da­ runterliegenden niedrigeren Referenzsignalwert um­ schaltbar, und zwar in Abhängigkeit von dem Aus­ gangssignal des Komparators, wobei der Komparator dann, wenn das Sensorsignal den höheren Referenzsignalwert erreicht, ein Unterbrechen des zuvor leitenden Schalters bewirkt, und dann, wenn das Sensorsignal den niedrigeren Referenzsignalwert erreicht, ein Leitendschalten des zu­ vor unterbrochenen Schalters bewirkt. Die Spannungsbe­ grenzungseinrichtung ist in Reihenschaltung in den Frei­ laufkreis geschaltet und ist mittels eines steuerbaren Überbrückungsschalters überbrückt während der Strom­ mittelwert auf einen konstanten Wert geregelt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß erfindungsgemäß der Stromsensor in Reihe zum Ausgang und in Reihe zum steuerbaren Schalter angeordnet ist und auch im Freilaufkreis liegt, wird der Strom sowohl in der Einschaltphase als auch während der Freilaufphasen erfaßt, und dadurch, daß auch der Referenzwiderstand erfindungsgemäß am Ausgang ange­ schlossen ist, kann der Ausgangsstrom mittels eines Komparators erfaßt werden, der die Differenz der Spannungsabfälle an diesen beiden Widerständen mißt. Um diesen Spannungsvergleich in den beiden Stromphasen durchführen zu können, muß der Komparator einen Gleichtaktspannungsbereich aufweisen, der den ganzen Bereich der Ausgangsspannungen von der kleinsten Sätti­ gungsspannung des Schalterelements bis zu der Summe der Versorgungsspannung U _B und der Freilaufspannung U _FL abdeckt. Und dadurch, daß man außerdem die Referenzstromquelle in Abhängigkeit vom Kom­ paratorausgangssignal umschaltbar macht, erreicht man einen geschalteten Zweipegelregler, bei dem unabhängig davon, was zwischen zwei Schaltzeitpunkten passiert, die Schaltzeitpunkte vom Erreichen des oberen bzw. unteren Strompegels abhängig gemacht sind. Dadurch, daß der Laststrom in beiden Phasen der geschalteten Stromregelung erfaßt und zwischen zwei definierten Strompegeln ge­ halten wird, vermeidet man Variationen des Mittelwertes des Laststroms und kommt somit zu einer hohen Genauigkeit der Stromregelung. Weiterhin wird die Genauigkeit ver­ bessert durch Verwendung nur eines Sensorwiderstandes, nur eines Referenzwiderstandes und nur eines Kompa­ rators. Somit treten keine Fehler durch eine Offset- Spannungsdifferenz und durch Fehlanpassung auf.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird im Freilaufkreis eine Reihenschaltung aus einer Diode und einer Zenerdiode verwendet, ist die Zenerdiode jedoch mit Hilfe eines Überbrückungsschalters überbrückbar. Während der geschalteten Stromregelung, wenn sich der Ausgangsstrommittelwert nicht ändert, wird die Zenerdiode durch Schließen des Überbrückungs­ schalters kurzgeschlossen, so daß eine relativ niedrige Freilaufspannung und damit während der Stromregelung langsame Stromabfälle zwischen dem hohen und dem niedri­ gen Strompegel entstehen. Zum Zeitpunkt des Abschaltens des Stromreglers oder Umschaltens des Stromreglers zu einem niedrigen Strommittelwert wird der Überbrückungs­ schalter geöffnet, so daß die Zenerdiode an der Bildung der Freilaufspannung beteiligt wird. Die daraus resul­ tierende hohe Freilaufspannung führt zu einem raschen Abfall des Laststroms des Stromreglers.

Dadurch, daß der Laststrom sowohl während der langsamen als auch während der schnellen Freilaufphase mit dem gleichen Komparator K erfaßt und der Stromsollwert der Stromquelle Q nachgeregelt wird, ist eine direkte ge­ regelte schnelle Umschaltung von einem höheren Strom­ mittelwert I ₁ zu einem niedrigeren Strommittelwert I ₂ möglich.

Die Freilaufeinrichtung kann in bevorzugter Weise durch ein komplexeres Schaltungsnetzwerk gebildet werden, das eine hohe Sperrspannung und eine zwischen zwei ver­ schiedenen Werten umschaltbare Flußspannung aufweist.

An dem Komparator des erfindungsgemäßen Stromreglers treten insbesondere während der Abschalt-Freilauf­ phase Eingangsgleichtaktspannungen auf, die weit über dem Spannungswert der Versorgungsspannungsquelle liegen. Herkömmliche Komparatoren weisen einen derart weiten Eingangsgleichtaktspannungsbereich nicht auf. Eine be­ vorzugte Ausführungsform der Erfindung weist daher einen Komparator gemäß Anspruch 16 auf.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 das Prinzip-Schaltbild eines linearen Strom­ reglers bekannter Art;

Fig. 2a bis 2c zu dem linearen Stromregler nach Fig. 1 gehörende Spannungs- und Stromverläufe;

Fig. 3 einen geschalteten Stromregler bekannter Art;

Fig. 4a bis 4c zu dem geschalteten Stromregler nach Fig. 3 gehörende Spannungs- und Stromverläufe;

Fig. 5 eine erste Ausführungsform eines geschalteten Stromreglers erfindungsgemäßer Art;

Fig. 6a bis 6f zu dem erfindungsgemäßen Stromregler gehörende Spannungs- und Stromverläufe;

Fig. 7 eine zweite Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Stromreglers mit einem besonders geeig­ neten Komparator mit weit über die Versorgungs­ spannung hinausgehenden Eingangsgleichtakt­ spannungsbereich;

Fig. 8 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strom­ reglers mit einer Kompensation der durch den Ein­ gangsstrom des Komparators am Referenzwiderstand erzeugten Fehlerspannung;

Fig. 9 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strom­ reglers mit einer Zusatzschaltung, die die rich­ tige Phasenlage des Komparators in der Stroman­ laufphase vom Nullwert an gewährleistet; und

Fig. 10 eine Ausführungsform der Stromquelle, die eine Stromsollwertvorgabe mittels eines externen Stromprogrammierwiderstandes R ₁ ermöglicht.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten erfindungsgemäßen Strom­ regler werden für einzelne Komponenten und Größen, so­ weit sie mit denen der Fig. 1 und/oder 3 überein­ stimmen, gleiche Bezugszeichen verwendet.

Die in Fig. 5 gezeigte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geschalteten Stromreglers SR ist als monolithisch integrierte Schaltung ausgebildet. Die inte­ grierte Schaltung weist fünf Anschlußstellen auf, nämlich einen Eingangsanschluß E, einen Ausgangsan­ schluß A, einen Versorgungsspannungsanschluß V _C , einen Masseanschluß V _E und einen Strommittelwertsteuer­ eingang IM.

Eine zwischen V _C und V _E geschaltete Versorgungs­ spannungsquelle B liefert eine Versorgungsspannung U _B . Zwischen V _C und A ist eine induktive Last mit einer Induktivität L und einem Widerstand R _L geschaltet.

Zwischen V _C und V _E ist die Reihenschaltung einer Freilaufeinrichtung FL und eines steuerbaren Schalters S geschaltet, wobei FL an V _C und S an V _E angeschlossen ist. Die Freilaufeinrichtung FL ist durch eine Serienschaltung aus einer Diode D und einer Zenerdiode Z gebildet. Parallel zur Zenerdiode Z ist ein Überbrückungsschalter KS geschaltet, mit welchem die Zenerdiode Z überbrückt werden kann. Die Steuerung des Überbrückungsschalters KS geschieht mit Hilfe eines Schaltsteuersignals, das einem Steuereingang SA 1 der Freilaufeinrichtung FL zugeführt wird. Der Schal­ ter S ist bei der dargestellten Ausführungsform durch einen npn-Transistor T gebildet.

Der Verbindungspunkt zwischen FL und T ist einerseits über einen Sensorwiderstand R _S an den Ausgangsanschluß A und andererseits an den nicht-invertierenden Eingang eines Komparators K angeschlossen. Der invertierende Eingang des Komparators K ist einerseits über einen Re­ ferenzwiderstand R _R an den Ausgangsanschluß A und an­ dererseits über eine steuerbare Stromquelle Q an den Mas­ seanschluß V _E angeschlossen. Die steuerbare Strom­ quelle Q ist über einen Steueranschluß SA 2 zwischen einem hohen Stromwert I _{RH 1} bzw. I _{RH 2} und einem niedrigen Stromwert I _{RL 1} bzw. I _{RL 2} umschaltbar (Fig. 6c). Der Steueranschluß SA 2 der Stromquelle Q ist mit dem Ausgang des Komparators K verbunden. Mittels des Signals am Steuereingang IM kann der Mittelwert des Ausgangsstroms umgeschaltet werden.

Die Basis des Transistors T ist an den Ausgang eines UND-Gliedes U angeschlossen, das mit einem Eingang an den Ausgang des Komparators K und mit einem zweiten Eingang an den Eingangsanschluß E angeschlossen ist.

Das Steuersignal SA 1 des Überbrückungsschalters KS der Freilaufeinrichtung FL wird mittels einer Logikschal­ tung LOG als Kombination des Eingangssteuersignals E, des Komparatorausgangssignals AK und des Strommittelwert­ steuersignals IM gebildet. Diese logische Funktion ge­ währleistet durch die Aktivierung der Zenerdiode Z den schnellen Stromabfall von einem hohen Strommittelwert zu einem niedrigeren Strommittelwert (Fig. 6f). Wenn diese Funktion nicht benötigt wird, kann die Logikschaltung wegfallen und der Steuereingang SA 1 mit dem Eingangs­ steueranschluß E verbunden werden. Damit wird erreicht, daß der Ausgangsstrom nach dem Abschalten schnell ab­ fällt.

Unter Zuhilfenahme der Fig. 6a bis 6g wird nun die Funktionsweise des in Fig. 5 gezeigten Stromreglers er­ läutert.

Mit Hilfe des Sensorwiderstandes R _S wird eine Sensor­ spannung erzeugt, die dem durch die induktive Last L, R _L fließenden Strom i _L proportional ist. Mit Hilfe der Stromquelle Q wird über dem Referenzwiderstand R _R eine Referenzspannung erzeugt. Diese nimmt je nach dem Schaltzustand der Stromquelle Q einen dem höheren Strom­ wert I _{RH 1} bzw. I _{RH 2} oder einen dem niedrigeren Stromwert I _{RL 1} bzw. I _{RL 2} entsprechenden Referenz­ spannungswert ein. Die Differenzspannung u _d zwischen den Spannungsabfällen an den Widerständen R _R und R _S wird vom Komparator K ausgewertet und bestimmt die Schaltzustände der Stromquelle Q und des Transistors T.

Der Stromregler wird zum Zeitpunkt t ₀ durch die Einschaltsteuerspannung u _E (Fig. 6a) eingeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Stromquelle Q in dem Schaltzustand, in welchem sie den hohen Strom I _{RH 1} (Fig. 6c) abgibt. Da der Laststrom i _L und damit die über R _S entstehende Sensorspannung noch Null sind, weist die Differenzspannung u _d am Eingang des Komparators K den in Fig. 6e dargestellten Maximalwert auf. Der Komparator K gibt daher ein hohes Ausgangssi­ gnal ab, das am Ausgang des freigegebenen UND-Gliedes U ein Transistoreinschaltsignal u _S hohen Pegels (Fig. 6d) bewirkt und den Transistor T leitend schaltet. Dies be­ wirkt ein Ansteigen des Laststroms i _L und ein entsprechendes Ansteigen der über R _S abfallenden Sensor­ spannung. Zum Zeitpunkt t ₁ erreicht die Sensorspannung die Referenzspannung, so daß die Differenzspannung u _d den Nullwert durchläuft (Fig. 6e). Das Ausgangssignal des Komparators K und somit auch die Schaltspannung u _S gehen daher auf niedrigeren Wert, so daß die Strom­ quelle Q auf den niedrigeren Stromwert I _{RL 1} (Fig. 6c) umgeschaltet wird, was eine sprunghafte Änderung der Differenzspannung u _d erzeugt, und der Transistor T ab­ schaltet.

Da T gesperrt ist, fließt der daraufhin abnehmende Last­ strom i _L über die Freilaufeinrichtung FL. Da zum Ein­ schaltzeitpunkt t ₀ der Überbrückungsschalter KS ge­ schlossen worden ist, wird in der Freilaufeinrichtung FL nur die Diode D wirksam, was zu einer entsprechend nie­ drigen Freilaufspannung U _FLD (Fig. 6g) führt. Der Laststrom i _L , der zum Zeitpunkt t ₁ den hohen Wert I _{H 1} erreicht hatte, fällt entsprechend langsam ab, bis er im Zeitpunkt t ₂ den unteren Strompegelwert I _{L 1} erreicht hat. Dies ist dann der Fall, wenn die Differenz­ spannung u _d auf Null angestiegen ist. Zu diesem Zeit­ punkt schaltet das Ausgangssignal des Komparators K wieder um, was einerseits zum erneuten Umschalten der Stromquelle Q auf den hohen Stromwert I _{RH 1} und ande­ rerseits zum erneuten Einschalten des Transistors T führt.

Auf diese Weise wird eine laufende Laststromänderung zwischen den zwei Strompegelwerten I _{H 1} und I _{L 1} er­ reicht, so daß der Laststrom i _L mit hoher Genauigkeit auf einen dazwischen liegenden Mittelwert I ₁ geregelt wird. Die Strompegelwerte I _{H 1} und I _{L 1} werden durch die beiden Stromwerte I _{RH 1} und I _{RL 1} vorgegeben.

Das Umschalten der Stromquelle auf einen niedrigeren Stromsollwert zum Zeitpunkt t ₆, wie in Fig. 6e gezeigt, z. B. durch Anlegen eines Low-Pegels an den Eingang IM, bewirkt gleichzeitig das Öffnen des Überbrückungs­ schalters KS. Dadurch steht der Last die hohe Freilauf­ spannung U _FLZD zur Verfügung und der Ausgangsstrom fällt schnell ab. Erst nach dem Erreichen des Wertes I _{L 2} wird der Schalttransistor T wieder eingeschaltet und der Ausgangsstrom wird zwischen den Strompegeln I _{L 2} und I _{H 2} mittels der oben beschriebenen Funktion gere­ gelt. Die Umschaltung des Ausgangsstrommittelwertes kann auch durch ein analoges Steuersignal an IM erfolgen.

Das Abschalten der Einschaltsignalspannung u _E zum Zeit­ punkt t ₁₂ führt zum Sperren oder Gesperrthalten des Transistors T, so daß die Schaltung in den Freilauf­ betrieb übergeht. Durch die Beendigung von u _E zum Zeit­ punkt t ₁₂ wird außerdem der Überbrückungsschalter KS geöffnet, so daß die Freilaufspannung U _FL von t ₁₂ ab durch die Summenspannung der Diode D und der Zenerdiode Z bestimmt wird. Die entsprechend hohe Freilaufspannung führt zu einem raschen Abfall des Laststroms i _L bis auf Null.

Die Vorteile dieses Zweipegelreglers gegenüber dem Pe­ gel-Zeit-Regler gemäß Fig. 3 liegen darin, daß Parameter- und Laständerungen nicht die Genauigkeit der Strom­ regelung beeinflussen und daß eine direkte geregelte Um­ schaltung auf einen niedrigeren mittleren Strompegel mög­ lich ist. Diese Umschaltung kann realisiert werden, weil der Laststrom i _L auch während der Freilaufphase mit Hilfe des Sensorwiderstandes R _S erfaßt wird und somit die Information über den aktuellen Strompegel jederzeit verfügbar ist.

Durch die Möglichkeit, die Zenerdiode Z in Abhängigkeit von der Einschaltsteuerspannung u _E zu überbrücken, kann trotz eines langsamen Stromabfalls während der Stromregelung ein schneller Stromabfall nach dem Ab­ schalten des Reglers erreicht werden. Diese Steuerung kann auch so ausgelegt werden, daß ein schneller Strom­ abfall von einem hohen geregelten Strompegel zu einem niedrigen geregelten Strompegel erreicht wird.

Ein Komparator mit weit über die Versorgungsspannung hinausgehendem Eingangsgleichtaktspannungsbereich wie er für den erfindungsgemäßen Stromregler erforderlich ist, ist in Fig. 7 dargestellt. Dieser Komparator ist in der deutschen Patentanmeldung P 37 13 376.4 der Anmelderin mit dem Titel "Komparator mit erweitertem Eingangs­ gleichtaktspannungsbereich" im einzelnen erläutert.

Dieser Komparator besitzt zwei parallele Eingangs­ differenzstufen, von denen die erste mit Transistoren Q 1 bis Q 4 und die zweite mit Transistoren Q 5 bis Q 8 gebildet ist. Die erste Eingangsdifferenzstufe Q 1, Q 2-Q 3, Q 4 ar­ beitet in Basisschaltung, während die zweite Eingangs­ differenzstufe Q 7, Q 8 in Emitterschaltung arbeitet. Der Konstantstrom I _B einer Konstantstromquelle QB kann mit Hilfe der diodengeschalteten Transistoren Q 2, Q 4, einer Diode D 1, einem Transistor Q 12 und einer Umschalt­ referenzspannungsquelle RU entweder auf den gemeinsamen Basisanschluß der ersten Eingangsdifferenzstufe oder über einen Stromspiegel mit den Transistoren Q 13 und Q 15 auf den gemeinsamen Emitter der zweiten Eingangs­ differenzstufe geleitet werden. Bei einer Gleichtakt­ eingangsspannung, die kleiner ist als U _RU - U _{BE 12}, wo­ bei U _RU der Spannungswert der Umschaltreferenz­ spannungsquelle RU und U _{BE 12} die Basis-Emitter- Durchlaßspannung des Transistors Q 12 ist, ist die erste Eingangsdifferenzstufe Q 1 bis Q 4 gesperrt und arbeitet die zweite Eingangsdifferenzstufe Q 5 bis Q 8. Ist die Ein­ gangsgleichtaktspannung größer als U _RU - U _{BE 12}, ar­ beitet die erste Eingangsdifferenzstufe Q 1 bis Q 4 und ist die zweite Eingangsdifferenzstufe Q 5 bis Q 8 gesperrt. In einem Übergangsbereich arbeiten beide Eingangsdifferenz­ stufen.

Die Ausgänge der beiden Eingangsdifferenzstufen sind beide auf dieselbe Stromspiegelschaltung mit den Transistoren Q 9, Q 10 geschaltet, wobei die Ausgänge der zweiten Eingangsdifferenzstufe Q 5 bis Q 8 bezüg­ lich der Ausgänge der ersten Eingangsdifferenzstufe Q 1 bis Q 4 überkreuz mit den Stromein- und -ausgängen der Stromspiegelschaltung Q 9, Q 10 verbunden sind, um dem Umstand Rechnung zu tragen, daß die Eingangsdiffe­ renzstufe in Emitterschaltung eine Phasenumkehr bewirkt, die Eingangsdifferenzstufe in Basisschaltung jedoch nicht. Die Stromspiegelschaltung Q 9, Q 10 stellt für die Eingangsdifferenzstufen eine aktive Last dar, die eine Differenz der zugeführten Ströme erzeugt. Dieser Differenzstrom steht am Kollektor Q 10 zur Verfügung und wird einem Ausgangstransistor Q 11 zugeführt.

Da dem Transistorpaar Q 7, Q 8 je ein Pegelverschie­ bungs-Emitterfolger Q 5 bzw. Q 6 vorgeschaltet ist, hat die zweite Eingangsdifferenzstufe Q 5 bis Q 8 einen Eingangsgleichtaktspannungsbereich, der bis zur Differenz zwischen der Emitter-Basis-Durchlaßspannung und der Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung eines Transistors reicht, also in der Praxis etwa 0,4 V unterhalb des Massepotentials liegen kann. Da die erste Eingangsdifferenzstufe Q 1 bis Q 4 in Basisschal­ tung arbeitet und daher die Emitter der Transistoren Q 1 und Q 3 mit den Komparatoreingängen +E bzw. -E ver­ bunden sind, kann diese bei Eingangsgleichtaktspannungen, die weit über der Versorgungsspannung U _B der Ver­ sorgungsspannungsquelle B liegen, arbeiten.

Weitere Einzelheiten dieser Komparatorschaltung können der bereits erwähnten Patentanmeldung P 37 13 376.4 entnommen werden, deren Offenbarungsgehalt hiermit zum Bestandteil der vorliegenden Patentanmeldung gemacht wird.

Fig. 7 zeigt außerdem, wie der Komparator mit weiteren Schaltungskomponenten zu einem Stromregler zusammen­ geschaltet ist. Die Referenzstromquelle Q ist durch eine erste Stromquelle I _RL und eine mit einem Transistor Q 20 zuschaltbare zweite Stromquelle I _Rh gebildet. Durch Zuschalten der zweiten Stromquelle I _Rh wird der Strompegel von I _RL auf I _RH = I _RL + I _Rh erhöht.

Die Freilaufeinrichtung umfaßt eine Diode D 2, eine Zener­ diodennachbildung mit einer Zenerdiode D 3, einen Tran­ sistor Q 23 und einen Widerstand R 10. Der Überbrückungs­ schalter ist durch einen Schalttransistor Q 22 mit einem Widerstand R 9 gebildet.

Ein Transistor Q 19 mit einem Widerstand R 8 erzeugt einen eingangssignalabhängigen Strom, der den Überbrückungs­ schalter steuert.

Das Verhältnis des Ausgangsstroms zu dem Stromsollwert ist bestimmt durch das Verhältnis der Widerstände R _R und R _S . Dieses Verhältnis liegt typisch in der Größenordnung 10 bis 100. Dadurch, daß die Widerstände an den Komparatoreingängen unterschiedlich sind, ergibt sich, verursacht durch die Eingangsströme des Kompa­ rators I+ und I-, eine Fehlerspannung. Diese Fehler­ spannung entsteht als Differenz der Spannungsab­ fälle an den Eingangswiderständen. Diese Fehlerspannung kann durch Zuschalten eines Kompensationswiderstands R _K in Reihe zu dem nichtinvertierenden Komparator­ eingang, wie gezeigt in Fig. 8, kompensiert werden. Die Dimensionierung des Kompensationswiderstands R _K soll unter der Voraussetzung, daß die Eingangsströme I+ und I- gleich sind, so gewählt werden, daß R _K = R _R - R _S . Ansonsten stimmt die Ausführungs­ form nach Fig. 8 mit der in Fig. 5 gezeigten Ausführungs­ form überein. Der Spannungsbereich, in dem die Strom­ quelle Q Stromquellenverhalten aufweist, d. h. der Aus­ gangsstrom der Stromquelle spannungsunabhängig ist, ist begrenzt. Bei Unterschreitung einer gewissen kritischen Spannung (z. B. Sättigungsspannung eines Transistors) nimmt der Strom ab. Wenn die kritische Spannung der Stromquelle höher ist als die minimale Sättigungsspannung des Schalttransistors T bei kleinen Ausgangsströmen, kann sich während des Stromanstieges von Null an die Polarität der Komparatoreingangsspannung umdrehen und dadurch wäre das Anlaufen der Stromregelung gestört. Dieses Problem wird eliminiert durch eine Anlaufschaltung ST, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist. Dabei ist eine Startspannungsquelle U _ST über eine Diode D _ST an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Komparators K angeschlossen, die dafür sorgt, daß unterhalb der kritischen Spannung eine solche störende Polaritätsumkehr nicht auftreten kann. Während des Ausgangsstromanstiegs von Null an wird an den nicht invertierenden Eingang des Komparators eine Start­ spannung U _ST - U _DST gegeben, die größer ist als die kritische Spannung der Stromquelle Q. Dabei ist U _DST der Spannungsabfall über der Diode D _ST .

Eine mögliche Ausführungsform der Stromquelle Q ist in Fig. 10 gezeigt. Die Stromquelle ist mit einem Regelkreis realisiert, der an einen externen Stromprogrammierwider­ stand R _I die Spannung U _I gibt und den Strom i _R als U _R = U ₁/R _I definiert.

Die Stromquelle Q umfaßt einen Operationsverstärker O, dessen Ausgang an die Basis eines Stromquellen­ transistors T 1 angeschlossen ist, dessen Emitter- Kollektorstrecke den Strom i _R führt. Der invertie­ rende Eingangsschluß des Operationsverstärkers O ist an den Emitter des Stromquellentransistors T 1 ange­ schlossen. Der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers O ist über eine umschaltbare Span­ nungsquelle U _I mit Masse verbunden. Dabei erfolgt die Ausgangsstrommittelwertsteuerung über den Steuereingang IM und das Umschalten zwischen den I _RL - und I _RH - Werten mittels des Steuereingangs SA 2. Der Emitter des Stromquellentransistors T 1 ist über den externen Strom­ programmierwiderstand R _I mit Masse verbunden. Der Stromprogrammierwiderstand R _I ist zwischen verschie­ denen Widerstandswerten umschaltbar.

Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß der Aus­ gangsstrom mittels eines externen Stromprogrammierwider­ stands frei wählbar ist und die Stromsteuerung durch die Steuerung der Spannung U ₁ vorgenommen werden kann.

Claims (16)

1. Geschalteter Stromregler für eine induktive Last (L, R _L )
mit einer zwischen die beiden Pole (V _C , V _E ) einer Versorgungsspannungsquelle (B) geschalteten Reihenschal­ tung mit der induktiven Last (L, R _L ), einem Stromsensor (R _S ), dessen Sensorsignal ein Maß für den durch die Induktivität (L) fließenden Strom (i _L ) ist, und einem steuerbaren Schalter (S), dessen Schaltzustand von dem Ausgangssignal eines Komparators (K) beeinflußt wird, der das Sensorsignal mit einem den Stromsollwert be­ stimmenden Referenzsignal einer Referenzsignalquelle (Q, R _R ) vergleicht und das Umschalten des Schalters (S) jeweils dann bewirkt, wenn das Sensorsignal das Referenzsignal erreicht,
mit einem Freilaufkreis, der eine der induktiven Last parallel geschaltete Freilaufeinrichtung (FL) aufweist, die eine vorbestimmte Freilaufspannung (U _FL ) bildet,
und mit einer Spannungsbegrenzungseinrichtung (Z), die in der Freilaufphase einen raschen Abfall des Freilaufstroms der induktiven Last (L, R _L ) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stromsensor (R _S ) auch Bestandteil des Frei­ laufkreises ist,
daß die Ausgangsstromkurvenform eine geregelte schnelle Umschaltung zwischen mehreren Strommittelwerten (I ₁, I ₂) aufweisen kann,
wozu der Referenzsignalwert der Referenzsignalquelle (Q, R _R ) steuerbar ist,
wobei zur Realisierung der geschalteten Regelung in Ab­ hängigkeit von dem Ausgangssignal des Komparators (K) der Referenzsignalwert (I _{RL 1} bzw. I _{RL 2}) zu einem höheren Referenzpegel (I _{RH 1} bzw. I _{RH 2}) oder der Referenzsignalwert (I _{RH 1} bzw. I _{RH 2}) zu einem niedri­ geren Referenzpegel (I _{RL 1} bzw. I _{RL 2}) umgeschaltet wird, wobei der Komparator (K) dann, wenn das Sensor­ signal den höheren Referenzpegel (I _{RH 1} bzw. I _{RH 2}) erreicht, ein Unterbrechen des zuvor leitenden Schalters (S) bewirkt, und dann, wenn das Sensorsignal den niedri­ geren Referenzpegel (I _{RL 1} bzw. I _{RL 2}) erreicht, ein Leitendschalten des zuvor unterbrochenen Schalters (S) bewirkt,
daß die Spannungsbegrenzungseinrichtung (Z) in Reihenschaltung in den Freilaufkreis geschaltet ist
und daß die Spannungsbegrenzungseinrichtung (Z) mittels eines Überbrückungsschalters (KS) überbrückt wird, wenn sich der Ausgangsstrommittelwert (I ₁, I ₂) nicht ändert,
und daß der Überbrückungsschalter (KS) geöffnet wird und somit eine hohe Freilaufspannung erzeugt wird, die einen raschen Stromabfall hervorruft, wenn der Ausgangs­ strommittelwert (I ₁, I ₂) zu einem niedrigeren Wert geregelt wird.

2. Stromregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsbegrenzungseinrichtung eine Zenerdiode (Z) aufweist.

3. Stromregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufeinrichtung (F _L ) eine Reihenschaltung aus einer Diode (D) und der Zenerdiode (Z) aufweist.

4. Stromregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schalter (S) durch einen Schalttransistor (T) gebildet ist.

5. Stromregler nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromsensor ein Sensor­ widerstand (R _S ), die Referenzsignalquelle eine Referenz­ spannungsquelle (Q, R _R ) und der Komparator (K) ein Spannungskomparator ist, dessen nichtinvertierender Eingang mit dem zum Schalter (S) weisenden Ende des Sensorwiderstandes (R _S ) und dessen invertierender Eingang mit der Referenzspannungsquelle (Q, R _R ) verbunden ist.

6. Stromregler nach einem der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenz­ spannungsquelle (Q, R _R ) eine an den invertierenden Komparatoreingang angeschlossene, in Abhängigkeit von dem Sollwertsteuersignal (bei IM) und von dem Komparatorausgangssignal zwischen mehreren Stromwerten steuerbare Stromquelle (Q) und einen Referenzwider­ stand (R _R ), der zwischen den invertierenden Kompa­ ratoreingang und das vom Schalter (S) ferne Ende des Sensorwiderstands (R _S ) geschaltet ist, aufweist.

7. Stromregler nach einem der vorausgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschaltsteuer­ eingang (SA 2) der Referenzsignalquelle (Q, R _R ) zum Umschalten zwischen höherem (I _{RH 1} bzw. I _{RH 2}) und niedrigerem (I _{RL 1} bzw. I _{RL 2}) Referenzstromwert direkt an den Komparatorausgang (AK) angeschlossen ist.

8. Stromregler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die nicht mit dem Komparator (K) verbunde­ nen Enden von Sensorwiderstand (R _S ) und Referenzwider­ stand (R _R ) gemeinsam mit einem Ausgangsanschluß (A) des Stromreglers (S _R ) verbunden sind,
daß die induktive Last (L, R _L ) zwischen den Ausgangs­ anschluß (A) und einen der beiden Pole (VC, VE) der Versorgungsspannungsquelle (B) geschaltet ist,
und daß der Schalter (S) und die Freilaufeinrichtung (FL) zu einer Reihenschaltung gehören, die zwischen die mit den beiden Polen (VC, VE) der Versorgungsspannungsquelle (B) verbindbaren Versorgungsspannungsanschlüsse des Strom­ reglers (S _R ) geschaltet ist, wobei ein Verbindungspunkt zwischen dem Schalter (S) und der Freilaufeinrichtung (FL) mit dem nichtinvertierenden Eingang des Komparators (K) verbunden ist.

9. Stromregler nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein UND-Glied (U) vorgesehen ist, das mit einem ersten Eingang an den Komparator­ ausgang (KA), mit einem zweiten Eingang an eine Regler­ einschaltsignalquelle (u _E ) und mit dem Ausgang an einen Steuereingang des Schalters (S) angeschlossen ist.

10. Stromregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang des Überbrückungsschalters (KS) mit dem zweiten Eingang des UND-Glieds (U) verbunden ist.

11. Stromregler nach einem der Ansprüche 5 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen den Sensorwiderstand (R _S ) und den invertierenden Eingang des Komparators (K) ein Kompensationswiderstand (R _K ) geschaltet ist, mit dem ein Komparatoreingangsspannungsfehler kompensiert wird, der als Differenz der Spannungsabfälle entsteht, die von den Komparatoreingangsströmen (I+, I-) am Sensor­ widerstand (R _S ) bzw. am Referenzwiderstand (R _R ) ver­ ursacht werden, wenn diese verschiedene Widerstandswerte aufweisen.

12. Stromregler nach einem der Ansprüche 5 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß an den nichtinvertierenden Eingang des Komparators (K) eine Startspannungsquelle (U _ST ) angeschlossen ist, die den nichtinvertierenden Eingang mit einer Startspannung beaufschlagt, die grö­ ßer ist als die kritische Spannung der Stromquelle (Q), unterhalb welcher der Ausgangsstrom der Stromquelle von der Stromquellenspannung nicht unabhängig ist.

13. Stromregler nach einem der Ansprüche 5 bis 12, da­ durch gekennzeichnet,
daß die Stromquelle (Q) einen Stromquellentransistor (T 1) aufweist, dessen Steuer­ elektrode an den Ausgang eines Operationsverstärkers (O) angeschlossen ist, dessen nichtinvertierender Eingang an eine umschaltbare Spannungsquelle (U _I ) angeschlos­ sen und dessen invertierender Eingang mit dem Emitter des Stromquellentransistors (T 1) verbunden ist,
und daß an den Verbindungspunkt zwischen Emitter und invertierendem Eingang ein Stromprogrammierwiderstand (R _I ) angeschlossen ist.

14. Stromregler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß er monolithisch integriert ist.

15. Stromregler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stromprogrammierwiderstand (R _I ) ein externer Widerstand ist.

16. Stromregler nach mindestens einem der voraus­ gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kompa­ rator mit zwei parallel geschalteten Eingangsdifferenz­ stufen (Q 1 bis Q 4 bzw. Q 5 bis Q 8), die von einer gemein­ samen Konstantstromquelle (Q _B ) gespeist werden, deren Strom entweder zu beiden oder nur zu der einen oder nur zu der anderen Eingangs-Differenzstufe geleitet wird, je nachdem, ob die Eingangsgleichtaktspannung des Kompa­ rators innerhalb, oberhalb oder unterhalb eines Spannungsbereichs liegt, der sich zwischen den Span­ nungswerten der beiden Pole (V _C , V _E ) der Ver­ sorgungsspannungsquelle (B) befindet, und mit einer den Ausgängen beider Eingangs-Differenzierstufen nachgeschalte­ ten, gemeinsamen Stromspiegelschaltung (Q 9, Q 10), von der das Komparatorausgangssignal abgeleitet wird, wobei min­ destens eine (Q 1 bis Q 4) der beiden Eingangs-Differenz­ stufen in Basisschaltung arbeitet, wobei diese Eingangs- Differenzstufe (Q 1-Q 4) ihren Versorgungsstrom von der Eingangsgleichtaktspannungsquelle bezieht.