Will man auf die Bandgap-Spannungsreferenz verzichten, bietet sich folgende "klassische", hier aber diskret in SMD-Bauweise ausgeführte Stabilisierungsschaltung an, die Spannungsschwankungen durch Laständerungen und zu einem gewissen Grad auch Spannungsschwankungen der Eingangsspannung ausregelt und die auch noch bei den hier geforderten niedrigen Spannungen funktioniert.
Des einfacheren Verständnisses halber zunächst die Schaltung des Positivreglers (die zwar in vielen anderen alten Kameras zur Anwendung kommen könnte, leider aber nicht in den Minolta-Kameras, bei denen der Pluspol über das Chassis läuft):
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Low voltage very low drop ultra low power high side voltage regulator:
Battery PNP BC807-40 Camera
(+) o--->-----o------------o---------------------o---- ----o--->---o (+)
| | | E \ / C |
| R1 | R3 | _\| / | R5
[ ] [ ] | ----- [ ]
| 390K | 100K | T3 | B | 220K
| | | | |
| o------------------------------+ |
| | | |
| | C C | |
| T1 / \ T2 |
INPUT | |/ NPN NPN \| | OUTPUT
Ui=1.5-1.55V o---------| BC817-40 BC817-40 |-------------o Uo=1.35V
| B |\| /| B |
| -\ E E |/_ |
| | | |
| +----------o----------+ |
| | |
| R2 | R4 | R6
[ ] [ ] [ ]
| 1M | 47K | 1M
| | |
(-) o---<-----o-----------------------o---------------------------o---<---o (-)
Im Anschluß jetzt die komplementäre Schaltung als Negativregler für Minolta-Kameras (und andere):
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Low voltage very low drop ultra low power low side voltage regulator:
(+) o--->-----o-----------------------o---------------------------o--->---o (+)
| | |
| R2 | R4 | R4
[ ] [ ] [ ]
| 1M | 47K | 1M
| | |
| +----------o----------+ |
| | | |
| / E E \ |
INPUT | B ||/_ _\|| B | OUTPUT
Ui=1.5-1.55V o---------| PNP PNP |-------------o Uo=1.35V
| |\ BC807-40 BC807-40 /| |
| T1 \ / T2 |
| | C C | |
| | | |
| o------------------------------+ |
| | | | |
| R1 | R3 | | | R5
[ ] [ ] | T3 | B [ ]
| 390K | 100K | ____ | 220K
| | | |/_ \ |
(-) o---<-----o------------o---------------------o-----/ \----o---<---o (-)
Battery E C Camera
NPN BC817-40
Der Stromfluß durch den Regler selbst liegt bei um die 15-20µA, eine Belastung bis zu 1mA sollte kein Problem darstellen, bei weniger als 0,5mA ist die Spannungskonstanz am Ausgang natürlich besser. Für die obigen Werte sollte man mit einer Spannungskonstanz von etwa +/-20mV rechnen können. Damit kann die Schaltung natürlich in keiner Weise mit der Genauigkeit einer Referenzspannungsquelle mithalten, für viele Zwecke sollte es aber locker reichen. Der Stromverbrauch ist jedenfalls so gering, daß man in der Regel auf einen Ein-/Ausschalter verzichten können müßte.
Möchte man den Ruhestrom noch weiter auf bis um die 5-10µA verringern, kann man die Widerstände R3 und R4 auf in etwa dreifach größere Werte erhöhen. Allerdings leidet darunter das Regelverhalten. Je nachdem, wie groß die Laststromschwankungen bei einer konkreten Kamera ausfallen und wie hoch die Spannungskonstanz der eingesetzten Batterie ist, kann das aber u.U. immer noch gut genug sein. Die obige Schaltung ist für den Einsatz von Silberoxidbatterien gedacht, beim Einsatz von Alkalizellen dürfte die Schaltung in den meisten Fällen schon zu ungenau sein. Natürlich kann man sich auch eine Kombination aus der Schaltung mit Bandgap-Referenzspannungsquelle (dann allerdings vermutlich mit dem LM385-1.2 im SOT23-Gehäuse) und dieser Stabilisierungsschaltung überlegen.
Auch bei den Transistoren besteht bei der letzten Schaltung noch etwas Experimentierbedarf. Statt dem BC807-40 käme für T1 und T2 auch ein BC858C in Frage, wenn im Gegenzug auch T3 (oben ein BC817-40) gegen einen BC848C getauscht würde. Möglicherweise liefern BC859C als T1 und T2 sowie BC849C als T3 nochmals bessere Ergebnisse. Wie üblich, müßte man mal verschiedene Kombinationen ausprobieren. Als Widerstände sollte man solche mit 1% Genauigkeit wählen. Wird die gewünschte Spannung von 1,35V nicht genau getroffen, kann man durch leichtes Variieren der Widerstandsverhältnisse die Spannung auf den gewünschten Wert bekommen. Da alle genannten Transistortypen im SOT23-Gehäuse vorliegen, bietet sich als Bauform für die Widerstände die SMD-Baufom 0805 oder - sofern man ein wenig geübter im Löten ist - auch noch 0603 an.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Top view:
C
|3|
+-------+
| T |
| 1/2/3 |
+-------+
|1| |2|
B E
SOT23
Sehr ähnliche Schaltungen (allerdings als Positivregler und deshalb für die alten Minolta-Kameras nicht direkt geeignet) finden sich übrigens auch hier auf den Seiten von Manfred Mornhinweg und Richard Kunze:
http://ludens.cl/Electron/mercreg/mercreg.html
http://www.richardkunze.de/1_35volt_acc_sp_regler.htm
http://www.richardkunze.de/acc_test_set.htm
Inbesondere der zweite Link ist sehr interessant, zeigt er doch, wie man so einen diskreten Spannungsregler mit minimalem Platzaufwand freifliegend aufbauen kann - wobei in dem Beispiel noch vergleichsweise große Widerstände verwendet wurden, es geht also noch kleiner als auf 7x7mm. Exakt diese Anordnung kann man übrigens auch für die obige absolut gleichwertige Schaltung des von mir vorgeschlagenen Negativreglers verwenden, man muß lediglich in dem Bild die beiden verwendeten Transistortypen gegeneinander vertauschen und ggfs. die 150K- und 290K-Widerstände durch 47K und 100K ersetzen (vgl. meine Anmerkung oben). Weiterhin muß man beachten, daß sich natürlich auch Plus- und Minuspole an den drei Anschlüssen umkehren. Auf dem Bild nur schwer zu sehen, aber die Orientierung der Transistoren (Ober- und Unterseite) unbedingt beachten - der rechte und obere Transitor im Bild liegen auf dem Kopf!
Viel Spaß beim Basteln,
Matthias