DE69417587T2 - Zweifacher spannungsregler mit fold-back-strombegrenzung - Google Patents
Zweifacher spannungsregler mit fold-back-strombegrenzungInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Spannungsregler und insbesondere einen zweifachen Spannungsregler mit einer sogenannten Foldback-Strombegrenzung, bei der der Schwellwert für die Auslösung der Strombegrenzung für jede der Ausgangsspannungen etwa bei demselben Ausgangsstrom gehalten wird.
- Spannungsregler, die eine Einheit mit einer steuerbaren Reihenimpedanz zum Aufrechterhalten einer einer Last zugeführten geregelten Ausgangsspannung verwenden, sind anfällig gegen eine Zerstörung, wenn an den Ausgangsklemmen des Reglers ein Kurzschluß oder ein anderer Fehler auftritt. Eine derartige Zerstörung wird oftmals durch eine übermäßige Wärmeentwicklung der Einheit mit der Reihenimpedanz oder durch nennenswertes Überschreiten des Nennstroms der Reiheneinheit verursacht. Aus diesem Grunde ist es üblich, einen Überlastschutz vorzusehen, um eine derartige Zerstörung des Reglers zu verhindern.
- Ein Typ eines Überlastschutzes ist eine Strombegrenzung, wie sie als sogenannter "Foldback"-Spannungsregler bekannt und in der US-PS 3 445 751 von Easter beschrieben ist. Ein derartiger Regler bildet eine Regelung der Ausgangsspannung für eine sich ändernde Last, bis ein Schwellwert eines Überlaststroms erreicht wird. Für Lastströme oberhalb dieses Schwellwerts nimmt der verfügbare Ausgangsstrom ab, wenn die Last ansteigt, zusammen mit einem Abfall in der Ausgangsspannung. Der Kurzschlußstrom kann so eingestellt werden, daß er nur einen kleinen Bruchteil des vollen Laststroms beträgt, wodurch die Wärmeverluste in dem Reihen- Durchlaßtransistor minimiert werden. Der Spannungsregler gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein derartiger "Fold-Back"-Spannungsregler.
- Ein Spannungsregler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beschrieben in der EP-A-0 421 516.
- Einige Anwendungen benötigen einen Spannungsregler, der mehrere Ausgangsspannungen liefern kann. Daher ist es erwünscht, einen Spannungsregler für mehrere Spannungen zu schaffen, der einen Überlastschutz durch Strombegrenzung für beide Einstellungen der Ausgangsspannung aufweist.
- Kurz gesagt: Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spannungsregler, der zwischen einer niedrigeren, geregelten Ausgangs-Gleichspannung und einer höheren geregelten Ausgangs-Gleichspannung umschaltbar ist. Die Strombegrenzung nach dem Foldback-Prinzip erfolgt aufgrund des von der Last aufgenommenen Stroms, wenn ein Schwellwert für die Strombegrenzung überschritten wird. Der Schwellwert für die Strombegrenzung wird durch das Spannungsverhältnis an jeweiligen Abgriffen eines Paares von Spannungsteilern bestimmt, wobei dieses Verhältnis durch die Spannung über einem mit der Last in Reihe liegenden Stromabtastwiderstand gebildet wird. Der Schwellwert für die Stombegrenzung wird so eingestellt, daß er etwa derselbe ist für die niedrigere und die höhere geregelte Ausgangs-Gleichspannung. Die Einstellung erfolgt mit einer Schalteinheit, die mit einem der Spannungsteiler verbunden ist, und erfolgt in dem Betrieb mit der höheren Ausgangsspannung.
- Es wird nunmehr auf die Zeichnung verwiesen, die ein Schaltbild des vorliegenden Reglers gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung zeigt.
- Fig. 1 zeigt einen Spannungsregler 10 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung. Der Spannungsregler 10 kann zwischen einem Betrieb mit einer höheren geregelten Ausgangs-Gleichspannung und einem Betrieb mit einer niedrigeren geregelten Ausgangs-Gleichspannung umschaltbar sein.
- Eine (nicht dargestellte) ungeregelte Gleichstromquelle liegt zwischen der Klemme 12 und einem Punkt 11 einer Referenzspannung (zum Beispiel Erde). Die Emitterelektrode 14 eines Reihen-Durchlaß-PMP-Transistors Q1 ist mit der Klemme 12 verbunden. Die Kollektorelektrode 16 des Transistors Q1 ist über einen Widerstand 20 mit einer Ausgangsklemme 18 verbunden. Eine Last (LNB) liegt zwischen der Ausgangsklemme 18 und einem (nicht dargestellten) Referenzpunkt 11. Die Basiselektrode des Transistors Q1 ist mit einer Kollektorelektrode eines NPN- Verstärkertransistors Q2 und über einen Widerstand 22 mit der Eingangsklemme 12 verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors Q2 ist über einen Widerstand 24 mit der Ausgangsklemme 18 und über einen Widerstand 30 mit dem Referenzpunkt 11 verbunden. Die Basiselektrode des Transistors Q2 empfängt ein Steuersignal, das später näher erklärt wird.
- Ein Betriebsstrom fließt von der an die Klemme 12 angeschlossenen Gleichspannungsquelle über die Emitter/Kollektor-Strecke des Transistors Q1 und den Widerstand 20 zu der Ausgangsklemme 18 und zu der Last. Der Betrag dieses Stromes wird durch das Steuersignal gesteuert, das über eine Leitung 26 der Basiselektrode des Transistors Q2 zugeführt wird. Dabei wird der Spannungsabfall über dem Transistor Q1 so eingestellt, daß an der Klemme 18 eine geregelte Ausgangsspannung entsteht. Ein Widerstand 32 zwischen der Emitterelektrode und der Kollektorelektrode von Q1 führt der Last noch etwas Strom zu, selbst wenn der Transistor Q1 vollständig gesperrt ist. Der Widerstand 22 zwischen der Emitterelektrode und der Basiselektrode des Transistors Q1 verringert die Wirkung von Verlustströmen von dem Kollektor zu der Basis im Transistor Q1.
- Die komplementäre Anordnung der Transistoren Q1, Q2 bewirkt sowohl eine Spannungs- als auch eine Stromverstärkung, da die Kollektorelektrode des Transistors Q2 mit der Basiselektrode des Transistors Q1 verbunden ist und der Ausgang dieser Reihen-Durchlaßanordnung von der Kollektorelektrode 16 des Transistors Q1 abgenommen wird. Somit sind die Transistoren Q1, Q2 als Verstärker in einer Rückkopplungsschleife angeordnet, wobei die Schleifenverstärkung durch ein Rückkopplungsnetzwerk bestimmt ist, das aus einem zwischen der Ausgangsklemme 18 und der Emitterelektrode des Transistors 2 liegenden Widerstand 24 und einem mit Erde verbundenen Widerstand 30 besteht.
- Damit der Regler mit einer geringeren Spannungsdifferenz zwischen der Eingangsspannung Vin und der Ausgangsspannung VO arbeitet und die Verlustleistung im Transistor Q1 verringert wird, ist es erwünscht, daß der Transistor Q1 bei den höchsten Ausgangsspannungen in dem Betrieb mit der hohen Spannung in die Sättigung gesteuert wird. Die Spannungsteiler-Widerstände 24, 30 verbessern die Wirksamkeit dieser Reihen-Durchlaßschaltung, um diese Eigenschaften zu erreichen.
- Die Spannung V 26 an der Leitung 26 kann mathematisch folgendermaßen ausgedrückt werden:
- V26 = Vbe von Q2 + VO(Widerstand 30/(Widerstand 30 + Widerstand 24)).
- Wenn Vbe von Q2 0,7 V beträgt und der Wert des Widerstandes 24 gleich dem Wert des Widerstandes 30 ist, dann ist:
- V26 = 0,7 Volt + VO/2.
- Da diese Anordnung die Spannung an dem Emitter des Transistors Q2 nennenswert unter die Spannung VO verringert, wird es leichter, Q2 härter anzusteuern, da die Spannung V26 eine niedrigere Spannung sein kann. Dadurch kann der Transistor Q1 leichter in die Sättigung gesteuert werden, während der Transistor Q2 noch in einem aktiven, nicht gesättigten Zustand verbleibt. Somit kann mit den Teilerwiderständen 24, 30 der Reihen-Duchlaß-Transistor Q1 so gesteuert werden, daß VO = Vin - 0,2 V (die typische Sättigungsspannung für den Transistor Q1) wird, anstelle von wenigstens 1,4 V, wie oben beschrieben. Somit kann der Regler mit einer niedrigeren Differenz zwischen der Eingangsspannung Vin und der Ausgangsspannung VO und mit einer daraus resultierenden Verringerung in der Verlustleistung am Transistor Q1 arbeiten, wenn dieser voll angesteuert wird.
- Die geringere Differenz zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung ist von besonderer Bedeutung in dem Betrieb mit der höheren Ausgangsspannung, weil der Maximalwert der Spannung Vin begrenzt ist. Zusätzlich muß, da die der Leitung 26 zugeführte Steuerspannung nun nennenswert geringer ist als B+, der Operationsverstärker 46, der das Steuersignal V26 liefert, wie im folgenden näher erläutert wird, nicht bei Ausgangsspannungen in der Nähe des Wertes von B+ arbeiten, um den Transistor Q2 so zu steuern, daß der Transistor Q1 in die Sättigung gelangt.
- Ein Widerstand 28 liegt zwischen der Emitterelektrode 14 des Transistors Q1 und der Emitterelektrode des Transistors Q2. Dadurch wird verhindert, daß die Emitterelektrode von Q2 bei einem Kurzschluß am Ausgang soweit abfällt, daß der Operationsverstärker 46 die Basis/Emitter-Strecke des Transistors Q2 in Sperrichtung vorspannen kann, um den Transistors Q1 zu sperren. Die Fähigkeit, den Transistor Q1 zu sperren, ist wichtig für die Strombegrenzung, was später noch näher beschrieben wird.
- Eine Referenzspannung wird durch den Widerstand 34 und die Zenerdiode 36 gebildet, die in Reihe zwischen der Eingangsklemme 12 und Erde liegen, und die Referenzspannung wird mit einem Kondensator 38 gesiebt. Die Referenzspannung wird einer nicht-invertierenden (ni) Eingangsklemme 46ni eines Operationsverstärkers 46 zugeführt, wo sie mit einer heruntergeteilten Version von VO verglichen wird, die einer invertierenden (i) Eingangsklemme 46i zugeführt wird. Die heruntergeteilte Version von VO wird von einem Abgriff an dem Verbindungspunkt der in Reihe liegenden Spannungsteilerwiderstände 42 und 44 abgeleitet, die zwischen der Ausgangsklemme 18 und Erde 11 liegen. Das Ausgangssignal des Verstärkers 46 liefert über einen Trennwiderstand 50 das Steuersignal V26 an der Leitung 26. Diese Anordnung bildet eine Gegenkopplung, die die Ansteuerung des Transistors Q1 verringert oder erhöht, wenn eine entsprechende Erhöhung oder Verringerung in der geregelten Ausgangsspannung VO erfolgt. Ein Kondensator 49 zwischen dem Ausgang des Verstärkers 46 und der Klemme 46i dient zur Unterdrückung von Schwingungen.
- Die Umschaltung zwischen den Betriebsarten mit niedrigerer und höherer Ausgangsspannung wird durch den Transistor Q3 ermöglicht, der durch ein Steuersignal in die Sättigung gesteuert werden kann, das seiner Basiselektrode von einer (nicht dargestellten) Steuereinheit, wie einem Mikroprozessor, über einen Widerstandsteiler 51, 52 zugeführt wird. Die Kollektorelektrode des Transistors Q3 ist über einen Widerstand 54 mit der Klemme 46i verbunden. Wenn der Transistor Q3 in die Sättigung gesteuert wird, liegt der Aderstand 54 parallel zu dem Teilerwiderstand 44 und ändert dadurch das Spannungsteilerverhältnis der Widerstände 42, 44. Die daraus resultierende Änderung in V26 durch den Vergleichsverstärker 46 bewirkt, daß die Ausgangsspannung an der Klemme 18 auf die höhere Spannung umgeschaltet wird.
- Es wird jetzt wieder auf den Foldback-Strombegrenzungs-Aspekt des vorliegenden Reglers Bezug genommen. Ein Spannungsteiler 58 mit den Reihenwiderständen 60, 62 und 64 liegt zwischen dem Kollektor 16 des Transistors Q1 und Erde, wobei ein Abgriff an der Verbindung der Widerstände 62 und 64 mit einer invertierenden Eingangsklemme 66i eines Operationsverstärkers 66 verbunden ist. Ein Spannungsteiler 68 mit den in Reihe liegenden Widerständen 70 und 72 liegt zwischen der Ausgangsklemme 18 und Erde. Dabei ist ein Abgriff an dem Verbindungspunkt der Wi derstände 70, 72 mit einer nicht-invertierenden (ni) Eingangsklemme 66ni des Verstärkers 66 verbunden. Die Ausgangsklemme 74 des Verstärkers 66 ist mit der Kathode einer Diode 76 verbunden, wobei die Anode der Diode 76 mit der Steuerleitung 26 verbunden ist. Die Diode 76 verhindert, daß der Operationsverstärker 66 während des Normalbetriebs V26 beeinflußt, wie später im einzelnen beschrieben wird. Ein Kondensator 79 zwischen der Ausgangsklemme 74 und der Klemme 66i dient zur Unterdrückung von Schwingungen. Ein Kondensator 80 über dem Widerstand 72 verhindert, daß ein Wechselspannungssignal von der LNB-Last den Verstärker 66 beeinflußt. Die Bauteilwerte der Widerstände in den Teilern 58, 68 sind folgendermaßen:
- Widerstand 60 = 1 kOhm
- Widerstand 62 = 3 kOhm
- Widerstand 64 = 12 kOhm
- Widerstand 70 = 2,8 kOhm
- Widerstand 72 = 12 kOhm
- Der Widerstand 20 (3, 3 Ohm) liefert eine Spannung, die dem Ausgangsstrom proportional ist. Somit sind die Spannungen über den Teilern 58 und 68 etwas verschieden, und die Spannungen an den Abgriffen der beiden Teiler sind etwas unterschiedlich ausgebildet. Wenn der über den Widerstand 20 fließende Strom geringer ist als der Schwellwert-Foldback-Strom, ist die Wirkung der Spannungsteiler 58 und 68 derart, daß die Spannung an der Klemme 66ni positiver ist als die Spannung an der Klemme 66i und die Ausgangsspannung an der Klemme 74 bei oder in der Nähe der Spannung B+ liegt. Dadurch wird die Diode 76 in Sperrichtung vorgespannt und verhindert, daß im Normalbetrieb eine Störung zwischen dem Ausgang des Verstärkers 66 und der Steuerung an der Leitung 26 erfolgt. Somit wird, wenn sich die Schaltung nicht in dem Strombegrenzungsbetrieb befindet, die normale Steuerung der Leitung 26 durch den Verstärker 46 bewirkt. Wenn jedoch der durch den Widerstand 20 fließende Strom den Foldback-Schwellwertstrom übersteigt, bewirkt der Spannungsabfall über dem Widerstand 20, daß die Spannung an der Klemme 66ni etwas geringer wird als die Spannung an der Klemme 66i. Das zwingt aufgrund der großen Verstärkung des Operationsverstärkers 66 die Ausgangsspannung an der Klemme 74, auf einen niedrigen Wert abzusinken. Dadurch wird die Diode 76 in Durchlaßrichtung vorgespannt und der Betrieb des Verstärkers 46 übergangen, so daß die Steuerspannung an der Leitung 26 auf nahezu null Volt verringert wird. Daher wird der Ausgangsstrom an der Klemme 18 auf nahezu null verringert und die Ausgangsspannung VO auf nahezu null Volt reduziert. Auf diese Weise wird, wenn der Ausgang kurzgeschlossen wird oder ein fehlerhafter Zustand an der Last auftritt, der Ausgangsstrom von dem nominellen Ausgangsstrom "folded back", der von dem Normalbetrieb der Last zugeführt wird. Zum Beispiel kann der Ausgangsstrom von einem normalen Wert von 350 mA auf ungefähr 10 mA "folded back" werden. Auf diese Weise wird der Widerstand Q1 dagegen geschützt, daß er einer übermäßigen Wärmeentwicklung oder einer Überstrombedingung aufgrund einer fehlerhaften Last ausgesetzt wird. Wenn der Lastfehler beseitigt ist, erholt sich der Spannungsregler 10 und kehrt in den Normalbetrieb zurück.
- Der Spannungsregler 10 ist ein zweifacher Spannungsregler. Wenn die Ausgangsspannung VO auf die höhere Spannung geändert wird, würde der Foldback- Schwellwertstrom, bei dem die Strombegrenzung einsetzt, ebenfalls geändert. Die Änderung in dem Foldback-Schwellwertstrom erfolgt deshalb, weil der Spannungsabfall über dem Stromabtastwiderstand 20 für jeden beliebigen Strom derselbe bleiben würde, die Differenzspannung jedoch aufgrund des Anstiegs in der Spannung an den Spannungsteilern 58, 68 den Eingangsklemmen 66ni und 66i zugeführt wird. Das ist nicht erwünscht, da der Schutz für den Transistor Q1 und die Last verringert würden.
- Um denselben Schwellwert für die Strombegrenzung in dem Betrieb mit der höheren Spannung beizubehalten, wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Spannungsteilung des Teilers 58 durch die über dem Widerstand 60 liegende Diode 78 geändert. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 60 ist geringer gewählt als der Schwellwert der Flußrichtung der Diode 78 in dem Betrieb mit der niedrigeren Ausgangsspannung. Wenn jedoch der Regler 10 in den Betrieb mit der höheren Spannung umgeschaltet wird, ist der höhere Spannungsabfall über dem Widerstand 60 dafür ausreichend, daß die Diode 78 in ihrer Flußrichtung leitet und dadurch die Spannungsteilung des Teilers 58 und das Verhältnis der den Klemmen 66i und 66ni zugeführten Differenzspannung ändert. Diese Änderung des Spannungsteilers 58 hält etwa denselben Foldback-Schwellwertstrom in dem Betrieb mit der höheren Ausgangsspannung wie in dem Betrieb mit der niedrigeren Ausgangsspannung aufrecht. Zum Beispiel würde ohne die Änderung in dem Spannungsteiler 58 in der bei spielhaften Ausführungsform der Schwellwert der Strombegrenzung bei der niedrigerem geregelten Ausgangsspannung etwa 350 mA betragen, und der Schwellwert der Strombegrenzung bei der höheren geregelten Ausgangsspannung würde etwa 600 mA betragen. Mit der Änderung in dem Spannungsteiler 58 beträgt der Schwellwert für die Strombegrenzung ungefähr 350 mA für jede der beiden Ausgangsspannungen.
- In der vorliegenden Ausführungsform ist die Diode 78 eine Diode vom Typ 1N914 mit einem angemessen scharfen "Knie" (knee). Wenn man die Schärfe des Knies in der Leitfähigkeit verringern möchte, kann ein (nicht dargestellter) Widerstand unmittelbar in Reihe mit der Diode 78 geschaltet werden. Alternativ kann die Diode 78 durch eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Dioden ersetzt werden. Es können auch andere spannungsabhängige Bauteile angewendet werden, wie Germaniumdioden, LEDs, spannungsabhängige Widerstände oder Zenerdioden. Im Falle einer LED kann die Diode selbst ein visueller Indikator für den Betriebsmodus des Reglers sein. Außerdem kann anstelle der Diode 78 ein Relais oder ein Schalttransistor angewendet werden. In einem derartigen Fall kann die Anwesenheit oder die Abwesenheit eines Mikroprozessor-Signals, wie es an der Klemme 53 verfügbar ist, dazu benutzt werden, die Umschaltung der Teilerwiderstände auszulösen, wenn dasselbe Mikroprozessor-Signal die Änderung der Ausgangsspannung auslöst. Schließlich kann das spannungsabhängige Bauteil irgendwo in einem der Spannungsteiler liegen.
- Es sei bemerkt, daß in der beispielhaften Ausführungsform die Operationsverstärker 46 und 66 durch Operationsverstärker vom Typ LM348 von National Semiconductor of USA gebildet sind. Diese Operationsverstärker haben PNP-Eingangsschaltungen, die es ermöglichen, daß die Verstärker noch arbeiten, wenn die Spannungen an den Eingangsklemmen sehr gering sind. Es wurde jedoch herausgefunden, daß Operationsverstärker mit NPN-Eingangsschaltungen im allgemeinen nicht mehr arbeiten, wenn die Spannungen an den Eingangsklemmen niedriger sind als ungefähr 1 V. Es wurde herausgefunden, daß dann, wenn derartige Operationsverstärker mit einer NPN-Eingangsschaltung verwendet werden, der Verstärker 66 in dem Betrieb mit der Foldback-Strombegrenzung verharren kann, das heißt die Ausgangsklemme 74 auf 0 V gesetzt wird und nicht zu einem normalen Betriebsmodus zurückkehrt, wenn der fehlerhafte Zustand an der Ausgangsklemme 18 beseitigt wird. Jedoch kann es Si tuationen geben, in denen dieses Verharren in einem "folgeschadensicheren" Betrieb erwünscht ist.
- Der vorliegende Spannungsregler ist in einem Satelliten-Empfängersystem mit direkter Sendung nützlich, das eine Mikrowellenantenne außerhalb des Hauses ("outdoor") enthält, die auf einen Satelliten ausgerichtet werden kann, um ein Signal von dem Satelliten zu empfangen. Das von dem Satelliten empfangene Signal wird durch einen sogenannten "low noise block converter" (LNB) verstärkt, der in unmittelbarer Nähe zu oder an der Antenne angeordnet ist.
- Das Ausgangssignal von dem LNB wird über ein Koaxialkabel einem Empfänger "innerhalb des Hauses" ("indoor") zugeführt. Für die Leistungszuführung von dem Empfänger innerhalb des Hauses zu der LNB sowie für die Steuerung der Polarisation des LNB wird dem Mittelleiter des Koaxialkabels noch eine Gleichspannung überlagert. Die Schaltungen in der LNB sind so ausgebildet, daß sie sowohl mit einer niedrigeren Betriebsspannung als auch mit einer höheren Betriebsspannung arbeiten, während die beiden verschiedenen Betriebsspannungen zur Steuerung der Polarisationseinstellung des LNB dienen, wobei zum Beispiel die niedrigere Spannung die rechtsgängige Zirkularpolarisation (RHCP) und die höhere Spannung die linksgängige Zirkularpolarisation (LHCP) auswählt. Die Stromaufnahme der LNB ist bei beiden geregelten Betriebsspannungen weitestgehend konstant.
- Die oben beschriebene Anordnung zur Strombegrenzung bei mehreren Ausgangsspannungen ist wegen durch die Betriebsspannungserzeugung gebildeten Sicherheitsmerkmale gut geeignet für eine Betriebsspannungseinheit, die mehrere Spannungen an eine LNB liefert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Anwendung beschränkt.
Claims (4)
1. Spannungsregler (10) für mehrere geregelte Ausgangsspannungen (VO) und mit
einer Strombegrenzung für jede der mehreren geregelten Ausgangsspannungen,
enthaltend:
einen Eingangspunkt (12) zum Empfangen einer ungeregelten Eingangs-
Gleichspannung (Vin),
einen Ausgangspunkt (18) zum Liefern einer Ausgangs-Gleichspannung (Va),
Mittel (Q1, Q2), die auf ein Steuersignal (V26) ansprechen und zwischen dem
Eingangspunkt (12) und dem Ausgangspunkt (18) liegen zum Regeln der Ausgangs-
Gleichspannung (VO) an dem Ausgangspunkt,
Mittel (46) zum Ändern des Steuersignals (V26) entsprechend der Größe der
geregelten Gleichspannung, wobei die Größe des Steuersignals (V26) außerdem
durch ein externes Steuersignal (53) umschaltbar ist, um eine erste und eine zweite
geregelte. Gleichspannung an dem Ausgangspunkt (18) zu liefern, gekennzeichnet
durch:
erste Abtastmittel (58) mit einem ersten Spannungsteiler (60, 62, 64) zum
Liefern einer ersten abgetasteten Spannung entsprechend dem Wert der geregelten
Gleichspannung,
zweite Abtastmittel (68) mit einem zweiten Spannungsteiler (70, 72) zum
Liefern einer zweiten abgetasteten Spannung entsprechend dem Wert des durch eine
Last (20) aufgenommenen Stroms,
Mittel (66), die auf die erste und die zweite abgetastete Spannung
ansprechen, zum Begrenzen des der Last (20) zugeführten Stroms, wenn die Größe des
durch die Last (20) aufgenommenen Stroms einen Schwellwert übersteigt, und
Mittel (78), die mit dem ersten oder dem zweiten Spannungsteiler verbunden
sind, zum Ändern der ersten und der zweiten abgetasteten Spannung, wenn die
geregelte Gleichspannung zwischen der ersten und der zweiten geregelten
Gleichspannung umgeschaltet wird.
2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die mit dem ersten oder dem zweiten Spannungsteiler verbundenen Mittel (78) ein
spannungsabhängiges Bauteil enthalten, das leitend wird, wenn die geregelte
Ausgangs-Gleichspannung auf die höhere Spannung der ersten und der zweiten
Ausgangsspannung umgeschaltet wird.
3. Spannungsregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das spannungsabhängige Bauteil eine Diode und so gepolt ist, daß sie leitet, wenn
die geregelte Gleichspannung auf die höhere Spannung der ersten und der zweiten
geregelten Gleichspannung umgeschaltet ist.
4. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die auf die abgetasteten Spannungen ansprechenden Mittel (66) ein Signal zum
Ändern des Steuersignals (V26) erzeugen.
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Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4337229C1 (de) * | 1993-10-30 | 1994-11-10 | Ant Nachrichtentech | Fernspeiseeinrichtung |
DE19545553C2 (de) * | 1995-12-06 | 1997-09-25 | Siemens Ag | Überlastschutz für Nachregelschaltelemente |
US5804955A (en) * | 1996-10-30 | 1998-09-08 | Cherry Semiconductor Corporation | Low voltage current limit circuit with temperature insensitive foldback network |
EP0892332B1 (de) * | 1997-07-14 | 2005-03-09 | STMicroelectronics S.r.l. | Linearer Spannungsregler mit geringem Stromverbrauch und schnellem Ansprechen auf die Lasttransienten |
US6020729A (en) * | 1997-12-16 | 2000-02-01 | Volterra Semiconductor Corporation | Discrete-time sampling of data for use in switching regulators |
US5994884A (en) * | 1998-08-27 | 1999-11-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Booster circuit for foldback current limited power supplies |
US6268716B1 (en) * | 1998-10-30 | 2001-07-31 | Volterra Semiconductor Corporation | Digital voltage regulator using current control |
US6198261B1 (en) | 1998-10-30 | 2001-03-06 | Volterra Semiconductor Corporation | Method and apparatus for control of a power transistor in a digital voltage regulator |
US6160441A (en) * | 1998-10-30 | 2000-12-12 | Volterra Semiconductor Corporation | Sensors for measuring current passing through a load |
US6157549A (en) * | 1999-10-22 | 2000-12-05 | Thomson Licensing S.A. | Power supply with multiple mode operation |
TW466394B (en) * | 2000-01-04 | 2001-12-01 | Via Tech Inc | Terminated circuit module and computer system using the same |
GB0107045D0 (en) * | 2001-03-21 | 2001-05-09 | Pace Micro Tech Plc | Control system for control of power supply for lnb in broadcast data receiving system |
US7227652B2 (en) * | 2002-10-17 | 2007-06-05 | Lexmark International, Inc. | Switching power supply, method of operation and device-and-power-supply assembly |
JP2004312668A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-11-04 | Sharp Corp | 低雑音コンバータ |
TWI225327B (en) * | 2003-09-10 | 2004-12-11 | Benq Corp | Power protection device and the electronic device having the same |
US7200373B2 (en) * | 2003-09-15 | 2007-04-03 | Silicon Laboratories Inc. | Antenna detection and diagnostic system and related method |
DE602005018957D1 (de) * | 2004-11-12 | 2010-03-04 | Mediatek Inc | System und verfahren zur bereitstellung von spannungsregelung in einem mehrspannungsnetz |
US20070080670A1 (en) * | 2005-10-11 | 2007-04-12 | Galinski Martin F Iii | Power dissipation management in linear regulators |
US7196501B1 (en) | 2005-11-08 | 2007-03-27 | Intersil Americas Inc. | Linear regulator |
DE102006020561B3 (de) | 2006-05-03 | 2007-11-29 | Infineon Technologies Ag | Spannungsversorgungsschaltung und Verfahren zum Versorgen einer Schaltung mit einer Versorgungsspannung |
KR101041365B1 (ko) * | 2007-05-14 | 2011-06-14 | 주식회사 코아로직 | 전압 선택회로 및 이를 포함하는 직류/직류 변환기 |
CN101118450B (zh) * | 2007-08-08 | 2011-03-30 | 中国航天时代电子公司第七七一研究所 | 一种用于线性稳压器的折返式限流电路 |
US8169081B1 (en) | 2007-12-27 | 2012-05-01 | Volterra Semiconductor Corporation | Conductive routings in integrated circuits using under bump metallization |
US8169202B2 (en) * | 2009-02-25 | 2012-05-01 | Mediatek Inc. | Low dropout regulators |
CN104133513B (zh) * | 2013-05-03 | 2016-04-27 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | 一种稳压电路 |
JP6180815B2 (ja) * | 2013-06-21 | 2017-08-16 | エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 | ボルテージレギュレータ |
US10001794B2 (en) * | 2014-09-30 | 2018-06-19 | Analog Devices, Inc. | Soft start circuit and method for DC-DC voltage regulator |
TWI657328B (zh) * | 2017-11-28 | 2019-04-21 | 立積電子股份有限公司 | 低壓降穩壓器及電源輸出裝置 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2832035A (en) * | 1956-06-14 | 1958-04-22 | Avco Mfg Corp | Transistor voltage or current regulator |
US3109979A (en) * | 1958-07-14 | 1963-11-05 | Automatic Elect Lab | Transistorized regulated power supply |
US3445751A (en) * | 1966-11-25 | 1969-05-20 | Rca Corp | Current limiting voltage regulator |
US4428015A (en) * | 1981-12-22 | 1984-01-24 | Hughes Aircraft Company | Overcurrent limiter circuit for switching regulator power supplies |
DE3336841A1 (de) * | 1983-10-11 | 1985-04-25 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Schaltnetzteil nach dem zweipunktregler-prinzip |
DE3626088A1 (de) * | 1986-07-31 | 1988-02-04 | Philips Patentverwaltung | Regeleinrichtung |
US4988942A (en) * | 1988-11-08 | 1991-01-29 | Spectra-Physics, Inc. | Switched resistor regulator control when transfer function includes discontinuity |
DD277562A1 (de) * | 1988-12-01 | 1990-04-04 | Radebeul Rapido Waegetechnik | Schaltung zur strombegrenzung mit foldback-verhalten |
DE3932776A1 (de) * | 1989-09-30 | 1991-04-11 | Philips Patentverwaltung | Stromversorgungseinrichtung mit spannungsregelung und strombegrenzung |
US5220272A (en) * | 1990-09-10 | 1993-06-15 | Linear Technology Corporation | Switching regulator with asymmetrical feedback amplifier and method |
US5126652A (en) * | 1991-04-15 | 1992-06-30 | Square D Company | Universal input voltage power supply |
IT1250301B (it) * | 1991-09-09 | 1995-04-07 | Sgs Thomson Microelectronics | Regolatore di tensione a bassa caduta. |
US5220271A (en) * | 1992-03-17 | 1993-06-15 | Digital Equipment Corporation | Cross regulator for a multiple output power supply |
DE4233826C2 (de) * | 1992-10-08 | 1996-02-01 | Fg Elektronik Gmbh | Spannungsstabilisierungsschaltung mit geringen Verlusten und einstellbarer Strombegrenzungskennlinie |
JP2999887B2 (ja) * | 1992-10-09 | 2000-01-17 | 三菱電機株式会社 | Igbtの過電流保護回路及び半導体集積回路装置 |
JP2596314B2 (ja) * | 1993-05-31 | 1997-04-02 | 日本電気株式会社 | スイッチング電源回路 |
US5422562A (en) * | 1994-01-19 | 1995-06-06 | Unitrode Corporation | Switching regulator with improved Dynamic response |
-
1994
- 1994-05-16 US US08/241,122 patent/US5578916A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-05-25 TW TW083104738A patent/TW307942B/zh not_active IP Right Cessation
- 1994-09-13 WO PCT/US1994/010266 patent/WO1995031761A1/en active IP Right Grant
- 1994-09-13 CA CA002189852A patent/CA2189852C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-13 JP JP52961095A patent/JP3504665B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-13 KR KR1019960706450A patent/KR100346537B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-09-13 CN CN94195130A patent/CN1054443C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-13 EP EP94928087A patent/EP0760114B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-13 DE DE69417587T patent/DE69417587T2/de not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-05-09 MY MYPI95001228A patent/MY112907A/en unknown
- 1995-05-15 BR BR9502040A patent/BR9502040A/pt not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CA2189852A1 (en) | 1995-11-23 |
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US5578916A (en) | 1996-11-26 |
JP3504665B2 (ja) | 2004-03-08 |
KR100346537B1 (ko) | 2002-12-28 |
DE69417587D1 (de) | 1999-05-06 |
MY112907A (en) | 2001-10-31 |
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