DE10048593A1 - Schaltungsanordnung mit einem Pulsweitenmodulator zur Ansteuerung einer Last - Google Patents

Abstract

Schaltungsanordnung zum Schalten einer Last, die folgende Merkmale aufweist: DOLLAR A - wenigstens zwei Schalteranordnungen (S1, S2; SIC1, SIC2, SIC3, SIC4, SIC5, SIC6; S) mit Anschlussklemmen (LA11, LA12, LA 21, LA22; LA31, LA32; LA41, LA4n; LA1, LA2) zum Anschließen der Last (L1, L2; L3; L4; L) und mit wenigstens einer Ansteuerklemme (IN1, IN2; SI1, SI2, SI3; SI4, SI5, SI6; IN) (AS1, AS2; AS3), wobei die Schalteranordndung (S1, S2; SIC1, SIC2, SIC3; SIC4, SIC5, SIC6; S) wenigstens einen Halbleiterschalter (T1, T2; T31, T32; T41, T4n, T) aufweist, der nach Maßgabe eines Ansteuersignals (AS1, AS2; AS3) angesteuert ist; DOLLAR A - wenigstens eine Pulsweitenmodulator-Anordnung (PWM1, PWM2; PWM3; PWM41, PWM4n; PWM) mit einer Ausgangsklemme (AP1, AP2; AP3; AP) zur Bereitstellung eines Ansteuersignals (AS1, AS2; AS3; AS) für den wenigstens einen Schalter (T1, T2; T31, T32; T41, T4n, T) nach Maßgabe eines Frequenzsignals (FS1, FS2; FS3; FS41, FS4n; FS) und eines Duty-Cycle-Signals (DS1, DS2; DS3; DS41, DS4n; DS); DOLLAR A - eine Ansteuerschaltung (MC1; MC2; MC3; SMA), die das Frequenzsignal (FS1, FS2; FS3; FS41, FS4n; FS) und das Duty-Cycle-Signal (DS1, DS2; DS3; DS41, DS4n; DS) für die Pulsweitenmodulator-Anordnung (PWM1, PWM2; PWM3; PWM41, PWM4n; PWM) bereitstellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last. Die Erfindung betrifft insbeson­ dere eine Schaltungsanordnung zum Schalten einer Vielzahl voneinander unabhängiger Lasten.

Zum Schalten von Lasten, beispielsweise von Elektromotoren oder Leuchtmitteln, werden zunehmend Leistungstransistoren, beispielsweise Leistungs-MOSFET (MOSFET = metal oxide semi­ conductor field-effect transistor), eingesetzt. Derartige Leistungstransistoren sind als einzelne Bauelemente erhält­ lich, wobei bei sogenannten intelligenten Leistungs-MOSFET (SMART-FET) neben dem eigentlichen Leistungstransistor weite­ re Schaltungsfunktionen, beispielsweise eine Temperatur­ schutzschaltung beim sogenannten TEMP-FET (temperature pro­ tected FET) oder eine Strommesseinrichtung beim sogenannten SENSE-FET, in dem Halbleiterkörper, bzw. dem Chip, integriert sein können. Zum Schalten einer Last wird die Drain-Source- Strecke des Leistungstransistors in Reihe zu der Last an eine Spannungsquelle angeschlossen. Zum Anschließen der Last weist der Leistungstransistor-Chip daher wenigstens zwei Anschluss­ klemmen auf. Des weiteren ist wenigsten eine Ansteuerklemme zur Zuführung eines Ansteuersignals vorgesehen, nach dessen Maßgabe der Leistungstransistor leitet oder sperrt.

Es sind auch Leistungstransistor-Chips erhältlich, bei denen mehrere Leistungstransistoren in einem Halbleiterkörper, bzw. einem Chip, integriert sind und die wenigstens eine der Anzahl der Leistungstransistoren entsprechende Anzahl Ausgangs­ klemmen zum Anschließen entsprechend vieler Lasten aufweisen.

Zur Ansteuerung des Leistungs-Transistor-Chips ist üblicher­ weise eine Ansteuerschaltung, beispielsweise ein Mikrocont­ roller, vorgesehen, der entweder für jede Ansteuerklemme des Leistungstransistor-Chips eine Ausgangsklemme zur Bereitstel­ lung eines Ansteuersignals aufweist oder der über ein Bus- System mit dem Leistungstransistor-Chip verbunden ist. Jedes Mal, wenn sich der Schaltzustand eines Leistungstransistors in den angeschlossenen Leistungstransistor-Chips ändern soll, muss sich bei einer direkten Verbindung zwischen Ansteuer­ schaltung und Leistungstransistor-Chip das Ansteuersignal än­ dern oder es muss bei einer Bus-Verbindung zwischen der An­ steuerschaltung und dem Leistungstransistor-Chip ein Signal­ austausch zwischen der Ansteuerschaltung und dem entsprechen­ den Leistungstransistor-Chip stattfinden.

Bei einigen Anwendungen, beispielsweise beim Ansteuern von Leuchten oder Elektromotoren, ist es erwünscht, den zum Schalten verwendeten Leistungstransistor nicht permanent ge­ schlossen zu halten sondern den Leistungstransistor getaktet zu öffnen und zu schließen, um so die Leistungsaufnahme der Last steuern zu können. Bei Elektromotoren kann auf diese Weise die Drehzahl der Motoren, bei Leuchten kann auf diese Weise deren Helligkeit eingestellt werden.

Probleme können bei derartigen Anwendungen dann auftreten, wenn mittels eines Mikrocontrollers über Leistungstransisto­ ren eine Vielzahl von Lasten geschaltet werden soll. Ein Bei­ spiel hierfür ist die Beleuchtung eines Kraftfahrzeuges neue­ rer Bauart, wobei sowohl alle Innenleuchten als auch alle Au­ ßenleuchten nach Maßgabe von Steuersignalen eines einzigen Mikrocontrollers geschaltet werden. Der Verarbeitungsaufwand in dem Mikrocontroller steigt dabei erheblich, wenn einige der Lasten über die Leistungstransistoren pulsweitenmodu­ liert, d. h. getaktet mit einer Frequenz, die üblicherweise zwischen 1 Hz und 100 Hz liegt, geschaltet werden sollen. Für jeden einzelnen dieser Schaltvorgänge muss dabei von dem Mik­ rocontroller ein Ansteuersignal für den jeweiligen Leistungs­ transistor-Chip erzeugt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schaltungsan­ ordnung zur Verfügung zu stellen, bei der mittels einer An­ steuerschaltung eine Vielzahl von Lasten über Schalteranord­ nungen ansteuerbar sind und bei denen der Rechenaufwand in der Verarbeitungseinheit gegenüber herkömmlichen derartigen Schaltungsanordnungen reduziert ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Schaltungsanordnung weist dabei wenigstens zwei Schalter­ anordnungen mit Anschlussklemmen zum Anschließen einer Last und mit wenigstens einer Ansteuerklemme auf, wobei die Schal­ teranordnung wenigstens einen Halbleisterschalter aufweist, der nach Maßgabe eines Ansteuersignals angesteuert ist. Des weiteren ist wenigstens eine Pulsweitenmodulator-Anordnung vorgesehen, die eine Ausgangsklemme zur Bereitstellung des Ansteuersignals für den wenigstens einen Schalter nach Maßga­ be eines Frequenzsignals und eines Duty-Cycle-Signals auf­ weist. Als zentrale Verarbeitungseinheit, die Zeitpunkt und Zeitdauer der Ansteuerung der wenigstens einen Last bestimmt, ist eine Ansteuerschaltung vorgesehen, die das Frequenzsignal und das Duty-Cycle-Signal für die Pulsweitenmodulator- Anordnung bereitstellt.

Das Frequenzsignal bestimmt die Frequenz eines oszillierenden Signals, nach dessen Maßgabe der Leistungstransistor über den Pulsweitenmodulator eingeschaltet werden soll. Das Duty- Cycle-Signal bestimmt das Verhältnis der Zeitdauer, für wel­ che der Leistungstransistor eingeschaltet bleibt, zu der Pe­ riodendauer des oszillierenden Signals.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist eine Puls­ weitenmodulator-Anordnung neben der üblicherweise als Mikro­ controller ausgebildeten Ansteuerschaltung vorgesehen, wobei der Mikrocontroller zur Ansteuerung der Last dem Pulsweiten­ modulator lediglich das Frequenzsignal und das Duty-Cycle- Signal mitteilt, woraus der Pulsweitenmodulator ein getakte­ tes Ansteuersignal für den üblicherweise als Leistungstran­ sistor ausgebildeten Schalter der Schalteranordnung erzeugt. Das Frequenzsignal und das Duty-Cycle-Signal sind dem Puls­ weitenmodultor von dem Mikrocontroller nur zu Beginn einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung des Leistungstransistors zu übermitteln. Es ist nicht für jeden Schaltvorgang von dem Mikrocontroller ein Steuersignal zum An- bzw. Abschalten des Leistungstransistors erforderlich. Der Rechenaufwand zur An­ steuerung einer Vielzahl unterschiedlicher Lasten über die Leistungstransistoren, bzw. Leistungstransistor-Chips, ist bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung reduziert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgese­ hen, dass die Ansteuerschaltung für jeden der Pulsweitenmodu­ latoren eine erste Ausgangsklemme zum Bereitstellen eines Frequenzsignals und für jeden der Pulsweitenmodulatoren eine zweite Ausgangsklemme zum Bereitstellen eines Duty-Cycle- Signals aufweist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Pulsweitenmodulatoren über ein Bus-System an die Ansteu­ erschaltung angeschlossen sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorge­ sehen, dass die Pulsweitenmodulatoren über ein Bus-System, beispielweise den SPI-Bus, an die Ansteuerschaltung ange­ schlossen sind. Bei dieser Ausführungsform lässt sich der Verdrahtungsaufwand zwischen der Ansteuerschaltung und den Pulsweitenmodulatoren reduzieren.

Bei Verwendung eines Leistungs-Transistor-Chips, beispielwei­ se eines TLE 6230 der Siemens AG, der eine Vielzahl von Leis­ tungstransistoren zur Ansteuerung einer entsprechenden Anzahl von Lasten aufweist, ist gemäß einer Ausführungsform der Er­ findung vorgesehen, dass wenigstens ein Pulsweitenmodulator an eine Eingangklemme für ein getaktetes Signal des Leis­ tungstransistor-Chips angeschlossen ist. Die genannten Leis­ tungstransistor-Chips des Typs TLE 6230 sind über ein Bus- System an einen Mikrocontroller angeschlossen. Um den Daten­ verkehr über den Bus bei einer getakteten Ansteuerung eines der Leistungstransistoren zu minimieren, ist für eine Anzahl der in diesem Leistungstransistor-Chip integrierten Leis­ tungstransistoren jeweils ein separater Eingang vorgesehen, an welchen ein getaktetes Signal angelegt werden kann. An diese Eingangsklemme für das getaktete Signal ist gemäß der Erfindung der außerhalb des Mikrocontrollers angeordnete Pulsweitenmodulator anschließbar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ansteuerschaltung eine Spannungsmesseinheit ist, welche an die Klemme für die Versorgungsspannung, an welche die Last angelegt werden soll, angeschlossen ist. Abhängig von dem durch die Spannungsmessanordnung ermittelten Wert der Versor­ gungsspannung wird die Frequenz und/oder der Duty-Cycle des Pulsweitenmodulators eingestellt, um auf diese Weise abhängig von der Versorgungsspannung die Leistungsaufnahme der Last zu regeln und die Last dadurch gegebenenfalls vor einer Beschädigung zu schützen.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbei­ spielen anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Ansteue­ rung einer Last gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 Ausführungsbeispiel eines Pulsweitenmodulators zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig. 3 Signalverläufe des Pulsweitenmodulators gemäß Fig. 2;

Fig. 4 Erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher Pulsweitenmodulatoren mittels eines Bus-Systems an eine Ansteuerschaltung angeschlossen sind;

Fig. 5 Erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 Erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 Erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer An­ steuerschaltung, die als Spannungsmessanordnung ausgebildet ist.

In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile mit gleicher Bedeu­ tung.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Last. Die Schaltungsanordnung weist eine Anzahl Schalteranordnungen S1, S2 auf, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich zwei dargestellt sind. Jede Schalteranordnung S1, S2 weist einen als Leistungstransistor T1, T2 ausgebildeten Schalter auf, wobei die Drain-Source-Strecke jedes Leistungstransis­ tors T1, T2 zwischen einer ersten Anschlussklemme LA11, LA21 der Schalteranordnung S1, S2 und einer zweiten Anschlussklem­ me LA12, LA22 der Schalteranordnung S1, S2 verschaltet ist. An den Gate-Anschluss jedes Leistungstransistors T1, T2 ist eine Treiberschaltung DR1, DR2 angeschlossen, welche zudem jeweils an einen Ansteueranschluss IN1, IN2 der Schalteran­ ordnung S1, S2 angeschlossen ist, um abhängig von einem an diesem Ansteueranschluss IN1, IN2 anliegenden Ansteuersignal AS1, AS2 Ansteuerpegel an dem Gate-Anschluss des jeweiligen Leistungstransistors T1, T2 zur Verfügung zu stellen. Die An­ steuerpegel sind so dimensioniert, dass der Leistungstransis­ tor T1, T2 abhängig von dem Ansteuersignal AS1, AS2 leitet oder sperrt.

In den Treiberschaltungen DR1, DR2 können weitere Schaltungs­ funktionen realisiert sein, mittels welcher beispielsweise die Temperatur an dem jeweiligen Leistungstransistor T1, T2 gemessen wird, um den jeweiligen Transistor T1, T2 bei Über­ schreiten einer vorgegebenen Temperatur abzuschalten. Des weiteren kann in der Treiberschaltung DR1, DR2 eine Strom­ messanordnung vorgesehen sein, die ein von dem Drain-Source- Strom abhängiges Messsignal zur Verfügung stellt.

Die Schalteranordnungen S1, S2, bzw. die Leistungstransisto­ ren T1, T2 dienen dazu, eine Last L1, L2 nach Maßgabe des An­ steuersignals AS1, AS2 an eine Versorgungsspannung anzulegen. Dazu ist jede der ersten Ausgangsklemmen LA11, LA21 der Schalteranordnungen S1, S2 an eine Klemme für ein Versor­ gungspotential V1 angeschlossen. Die zweite Ausgangsklemme LA12 der ersten Schalteranordnung S1 ist dabei über eine Last L1 an Bezugpotential GND angeschlossen und die zweite Aus­ gangsklemme LA22 der zweiten Schalteranordnung S2 ist über eine zweite Last L2 an das Bezugspotential GND angeschlossen. Leitet der jeweilige an die Last L1, L2 angeschlossenen Leis­ tungstransistor T1, T2, so fällt annähernd die gesamte Ver­ sorgungsspannung V1 über das Last L1; L2 ab, während bei ei­ nem Sperren der Leistungstransistoren T1, T2 diese Versor­ gungsspannung V1 über der Drain-Source-Strecke des jeweiligen Leistungstransistors T1, T2 abfällt.

Zur Bereitstellung des Ansteuersignals AS1, AS2 für jeden der Leistungstransistoren T1, T2 ist bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Fig. 1 jeweils ein Pulsweitenmodula­ tor PWM1, PWM2 vorgesehen, wobei eine Ausgangsklemme AP1 ei­ nes ersten Pulsweitenmodulators PWM1 an die Eingangsklemme IN1 der ersten Schalteranordnung S1 angeschlossen ist und wo­ bei eine Ausgangsklemme AP2 eines zweiten Pulsweitenmodultors PWM2 an die Eingangsklemme IN2 der zweiten Schalteranordnung S2 angeschlossen ist.

Die Pulsweitenmodulatoren PWM1, PWM2 erzeugen die Ansteuer­ signale AS1, AS2 jeweils abhängig von einem Frequenzsignal FS1, FS2, welches an einer ersten Eingangsklemme EF1, EF2 je­ des Pulsweitenmodulators PWM1, PWM2 anliegt und abhängig von einem Duty-Cycle-Signal DS1, DS2, welches jeweils an einer zweiten Eingangsklemme ED1, ED2 jedes Pulsweitenmodulators PWM1, PWM2 anliegt.

Zur Bereitstellung der Frequenzsignale FS1, FS2 und der Duty- Cycle-Signale DS1, DS2 ist eine Ansteuerschaltung MC1 vorge­ sehen, wobei an der Ansteuerschaltung MC1 für jeden der Puls­ weitenmodulatoren PWM1, PWM2 eine Ausgangsklemme AF1, AF2 zur Bereitstellung des Frequenzsignals FS1, FS2 und eine Aus­ gangsklemme AD1, AD2 zur Breitstellung des Duty-Cycle-Signals DS1, DS2 vorgesehen ist. Die Ansteuerschaltung MC1 nach Fig. 1 weist eine weitere Ausgangsklemme A3 auf, an welcher ein weiteres Ansteuersignal AS3 für eine dritte Schalteranordnung S3 zur Verfügung steht, wobei das Ansteuersignal AS3 direkt von der Ansteuerschaltung MC1 bereitgestellt wird, um über eine Treiberschaltung DR3 einen Leistungstransistor T3 zu Schalten, der in Reihe zu einer Last L3 zwischen einem Ver­ sorgungspotential V1 und einem Bezugspotential GND verschal­ tet ist.

Mittels der dargestellten Schaltungsanordnung können eine Vielzahl voneinander unabhängiger lasten L1, L2, L3 über die Schalteranordnungen S1, S2, S3 geschaltet werden. Derartige Schaltungsanordnungen können beispielsweise zum Schalten der Beleuchtung und/oder Ansteuern der elektrischen Motoren für Fensterheber in einem Kraftfahrzeug verwendet werden. Dabei kann die Forderung bestehen, einige der Lasten pulsweitenmo­ duliert anzusteuern, d. h. die Last nicht permanent sondern getaktet an das Versorgungspotential V1 anzulegen. So wird beispielsweise der Blinker eines Kraftfahrzeuges mit einer Frequenz von etwa 1 Hz angesteuert, wobei die Ein- und Aus­ schaltvorgänge dabei für das menschliche Auge sichtbar sind. Die pulsweitenmodulierte Ansteuerung einer Leuchte kann auch zur Reduzierung der Leistungsaufnahme dienen. Dabei wird die Leuchte mit einer für das menschliche Auge nicht mehr auflös­ baren Frequenz, beispielsweise 100 Hz, getaktet ein- und aus­ geschaltet, wobei die Zeitdauer, für welche die Leuchte dabei jeweils eingeschaltet bleibt, die Leistungsaufnahme und damit die Helligkeit bestimmt, mit welcher das menschliche Auge die Leuchte wahrnimmt. So kann beispielsweise bei einem Kraft­ fahrzeug eine der Rückleuchten bei pulweitenmodulierter An­ steuerung, und damit verminderter Leistungsaufnahme, als Rücklicht und bei erhöhter Leistungsaufnahme, d. h. permanen­ tem Anschalten der Leuchte an das Versorgungspotential V1, als Bremslicht dienen.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung muss die An­ steuerschaltung MC1 nicht für jeden der Schaltvorgänge bei einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung der Lasten L1, L2 ein Ansteuersignal bereitstellen. Vielmehr liefert die Ansteuer­ schaltung MC1 an die Pulsweitenmodulatoren PWM1, PWM2 ledig­ lich ein Frequenzsignal FS1, FS2, welches die Frequenz be­ stimmt, mit welcher die Last eingeschaltet wird, und ein Du­ ty-Cycle-Signal DS1, DS2, welches jeweils die Zeitdauer be­ stimmt, für welche die Last eingeschaltet bleiben soll. Der sogenannte Duty-Cycle bestimmt das Verhältnis zwischen der Einschaltdauer der Last und der Periodendauer des Taktsig­ nals. Ein Duty-Cycle von 100% entspricht dabei einem permanenten Einschalten der Last. Ein Duty-Cycle von 0% entspricht einer abgeschalteten Last.

Da bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der Rechen­ aufwand in der Ansteuerschaltung MC1 durch die extern vorge­ sehenen Pulsweitenmodulatoren PWM1, PWM2 reduziert ist, las­ sen sich mit einer Ansteuerschaltung MC1 über Schalteranord­ nungen S1, S2, S3 mehr Lasten L1, L2, L3 als bei vergleichba­ ren Schaltungsanordnungen nach dem Stand der Technik ansteu­ ern.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Pulsweitenmodul­ tors PWM, der in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung verwendet werden kann. Der Pulsweitenmodulator PWM weist eine Reihenschaltung eines ersten p-leitenden Tran­ sistors TP1, einer ersten Stromquelle IP1, einer zweiten Stromquelle IP2 und eines zweiten n-leitenden Transistors TP2 auf, die zwischen einem Versorgungspotenial V1 und einem Be­ zugpotential GND verschaltet ist. Die Gate-Anschlüsse der komplementären Transistoren TP1, TP2 sind durch das Ausgangs­ signal eines Schmitt-Triggers ST1 angesteuert. An einen der ersten Stromquelle IP1 und der zweiten Stromquelle IP2 ge­ meinsamen Knoten ist eine erste Anschlussklemme eines Konden­ sator CP angeschlossen, dessen andere Anschlussklemme an Be­ zugpotential GND angeschlossen ist. Die erste Anschlussklemme des Kondensators CP ist ferner an eine Eingangsklemme des Schmitt-Triggers ST1 und an einen Eingang eines zweiten Schmitt-Triggers ST2 angeschlossen. Einem anderen Eingang des zweiten Schmitt-Triggers ST2 ist ein Duty-Cycle-Signal DS von der zweiten Eingangsklemme ED des Pulsweitenmodulators PWM zugeführt. Die erste Stromquelle IP ist mittels eines Fre­ quenzsignals FS, welches der ersten Eingangsklemme EF des Pulsweitenmodulators PWM zugeführt ist, steuerbar, d. h. der Strom dieser Stromquelle IP1 ist mittels des Frequenzsignals FS einstellbar.

Die Funktionsweise des dargestellten Pulsweitenmodulator PWM wird nachfolgend anhand der Signalverläufe einer über dem Kondensator CP anfallenden Spannung Ucp und eines am Ausgang des zweiten Schmitt-Triggers ST2 anliegenden Ansteuersignals AS veranschaulicht.

Befindet sich das Ausgangsignal AST des ersten Schmitt- Triggers ST1 zunächst auf einem niedrigen Pegel (Low-Pegel), so sperrt der zweite Transistor TP2 und der erste Transistor TP1 leitet. Dadurch wird der Kondensator CP durch den Strom der ersten Stromquelle IP1 aufgeladen, wodurch die Kondensa­ torspannung Ucp kontinuierlich über der Zeit ansteigt. Er­ reicht die Kondensatorspannung Ucp den Wert der Einschalt­ schwelle Son des Schmitt-Triggers ST1, nimmt das Ausgangssig­ nal AST eine hohen Pegel (High-Pegel) an, wodurch der erste Transistor TP1 sperrt und der zweite Transistor TP2 leitet. Der Kondensator CP wird dadurch mit dem Strom der zweiten Stromquelle IP2 nach Bezugspotential GND entladen. Erreicht die Kondensatorspannung Ucp dabei den Wert des Ausschaltpe­ gels Soff des Schmitt-Triggers, so sinkt das Ausgangssignal AST wieder auf einen Low-Pegel ab und der Kondensator CP wird wieder geladen. Die erste Stromquelle IP1 und die zweite Stromquelle IP2 sind so dimensioniert, dass die zweite Strom­ quelle IP2 einen größeren Strom als die erste Stromquelle IP1 liefert, um den Kondensator CP schneller zu entladen als zu laden. Die Kondensatorspannung Ucp verläuft dann dreieckför­ mig mit asymmetrischen Flanken, wie in Fig. 3a ersichtlich ist. Die Kondensatorspannung Ucp wird in dem zweiten Schmitt- Trigger ST2 mit dem Duty-Cycle-Signal verglichen, wobei in Fig. 3a zwei unterschiedliche Pegel DSa und DSb des Duty- Cycle-Signals DS dargestellt sind. Das Ausgangssignal AS nimmt einen High-Pegel an, solange die Kondensatorspannung Ucp unterhalb des Ausschaltpegels des zweiten invertierenden Schmitt-Triggers ST2 bleibt, wobei der Ausschaltpegel durch das Duty-Cycle-Signal DS, welches dem zweiten Schmitt-Trigger zugeführt ist, eingestellt werden kann. Übersteigt die Kon­ densatorspannung Ucp den Ausschaltpegel, so nimmt das Aus­ gangssignal AS einen Low-Pegel an, bis die Kondensatorspan­ nung Ucp wieder auf den Wert des Ausschaltpegels des zweiten Schmitt-Triggers ST2 abgefallen ist, wobei der Einschaltpegel des zweiten Schmitt-Triggers ST2 mit dem Ausschaltpegel des ersten Schmitt-Triggers ST1 übereinstimmt, wie aus den Fig. 3a und 3b anhand der Signalverläufe ersichtlich ist.

Wird bei dem Pulsweitenmodulator gemäß Fig. 2 die Stromstärke der ersten Stromquelle IP1 reduziert, so steigt die Kondensa­ torspannung Ucp langsamer an, wie der strichpunktierte Sig­ nalverlauf in Fig. 3a zeigt. Die Periodendauer T2 eines der­ artigen Signals ist größer als die Periodendauer T1 des mit der durchgezogenen Linie dargestellten Spannungssignals. Über die Stromstärke der ersten Stromquelle IP1 kann damit die Frequenz eingestellt werden, mit welcher das Ausgangssignal AS einen High-Pegel annimmt, um einen der Leistungstransisto­ ren T1, T2 anzusteuern. Die Zeitdauer, für welche das Ansteu­ ersignal AS auf einen High-Pegel bleibt, und der Leistungs­ transistor T1, T2 damit leitend bleibt, wird durch das Duty- Cycle-Signal DS bestimmt, wie anhand des Signalverlaufes des Ansteuersignals AS im rechten Teil der Fig. 3b ersichtlich ist, bei welchem das Duty-Cycle-Signal DSb größer als das Du­ ty-Cycle-Signal DSa im linken Teil ist. Wird das Duty-Cycle- Signal auf einen Wert angehoben, welcher oberhalb der Aus­ schaltschwelle des zweiten Schmitt-Triggers ST2 ist, so er­ reicht die Kondensatorspannung Ucp niemals den Wert des Ausschaltpegels des zweiten Schmitt-Triggers ST2, das Ansteuer­ signal AS bleibt damit dauerhaft auf einem High-Pegel. Wird das Duty-Cycle-Signal auf den Wert der Einschaltschwelle des zweiten Schmitt-Triggers ST2 gelegt, so bleibt der zweite Schmitt-Trigger dauerhaft ausgeschaltet und das Ansteuersig­ nal AS dauerhaft auf einem Low-Pegel.

Mittels des Pulsweitenmodulators PWM gemäß Fig. 2 kann damit ein Ansteuersignal AS erzeugt werden, welches den Leistungs­ transistor T1, T2 dauerhaft anschaltet, dauerhaft abschaltet oder pulsweitenmoduliert ansteuert, wobei die Schaltfrequenz und der Duty-Cycle des pulsweitenmodulierten Signals von dem Freguenzsignal FS und dem Duty-Cycle-Signal DS abhängt.

Neben dem in Fig. 2 dargestellten Pulsweitenmodulators sind beliebige weitere Pulsweitenmodulatoren einsetzbar, bei wel­ chen der Duty-Cycle und die Frequenz von außen einstellbar sind. Das Frequenzsignal FS und das Duty-Cycle-Signal DS kann dabei als analoges Strom- oder Spannungssignal oder als digi­ tales Signal vorliegen.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, bei welcher Pulsweitenmodulatoren PWM1', PWM2' über einen Bus-System an eine Ansteuerschaltung MC1' angeschlossen sind. Jeder der Pulsweitenmodulatoren PWM1', PWM2' weist eine erste Eingangsklemme FSI1, FSI2 zur Zufüh­ rung eines Frequenzsignals und eine zweite Eingangsklemme DSI1, DSI2 zur Zuführung eines Duty-Cycle-Signals auf. Die ersten Eingangsklemmen FSI1, FSI2 sind dabei an eine gemein­ same Ausgangsklemmen FSO der Ansteuerschaltung MC1' und die zweiten Eingangsklemmen DSI1, DSI2 sind an eine gemeinsame Ausgangsklemme DSO der Ansteuerschaltung MC1' angeschlossen. Die Ansteuerschaltung MC1' weist weiterhin für jeden der Pulsweitenmodulatoren PWM1, PWM2 einen Auswahlausgang (Chip- Select) auf, der an einen entsprechenden Eingang des jeweili­ gen Pulsweitenmodulators PWM1', PWM2' angeschlossen ist. Über den Auswahlanschluss CS1, CS2 der Ansteuerschaltung MC1' wird bestimmt, welcher der Pulsweitenmodulatoren PWM1, PWM2 das an dem Bus zur Verfügung stehende Frequenzsignal FS und Duty- Cycle-Signal DS übernehmen soll. Der andere Pulsweitenmodula­ tor PWM1, PWM2 wird dann über den Auswahlanschluss so ange­ steuert, dass er die Signale nicht aufnimmt. Bei dieser Aus­ führungsform der Erfindung, kann der Verdrahtungsaufwand zwi­ schen der Ansteuerschaltung MC1' und dem Pulsweitenmodulator PWM1, PWM2 reduziert werden, da die Anschlussleitungen für das Frequenzsignal und das Duty-Cycle-Signal gemeinsam ge­ nutzt werden. Der Aufbau der Pulsweitenmodulatoren PWM1', PWM2' in Fig. 4 kann im wesentlichen dem Aufbau des Pulswei­ tenmodulators gemäß Fig. 2 entsprechen, wobei an den Eingän­ gen beispielsweise Abtast-Halteglieder vorhanden sind, welche die über den Bus kurzzeitig an die ersten Eingangsklemmen FSI1, FSI2 angelegten Frequenzsignale und die über den Bus an den zweiten Eingangsklemmen DSI1, DSI2 angelegten Duty-Cycle- Signale erfassen und in ein Frequenzsignal FS zur Ansteuerung der ersten Stromquelle IP1, bzw. ein Duty-Cycle-Signal DS zur Einstellung der Schaltschwelle des zweiten Schmitt-Triggers ST2 umsetzen. Bei dieser Ausführungsform werden über den Bus kurzzeitig analoge Signale an die ersten und zweiten Ein­ gangsklemmen FSI1, FSI2, DSI1 DSI2 angelegt, die über die Ab­ tast-Halteglieder umgesetzt werden.

Als Pulsweitenmodulatoren PWM1', PWM2' können auch solche Pulsweitenmodulatoren verwendet werden, bei welchen an den Eingängen ein digitales Frequenzsignal und ein digitales Du­ ty-Cycle-Signal angelegt werden kann, welche dann in ein entsprechendes Ansteuersignal AS1, AS2 für die Schalteranordnun­ gen S1, S2 umgesetzt werden.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Schaltungsanordnung, bei welcher drei Schalter­ anordnungen SIC1, SIC2, SIC3 über ein Bus-System an eine An­ steuerschaltung MC2 angeschlossen sind. Jede der Schalteran­ ordnungen SIC1, SIC2, SIC3 weist eine erste Eingangsklemme SI1, SI2, SI3 zur Zuführung eines Eingangssignals auf, wobei diese ersten Eingangsklemmen SI1, SI2, SI3 über den Bus ge­ meinsam an eine Ausgangsklemme SO der Ansteuerschaltung MC2 angeschlossen sind. Zur Rücksendung von Daten der Schalteran­ ordnungen SIC1, SIC2, SIC3 an die Ansteuerschaltung MC2 weist jede der Schalteranordnungen SIC1, SIC2, SIC3 eine Ausgangs­ klemme SO1, SO2, SO3 auf, die gemeinsam über den Bus an eine Eingangsklemme SI der Ansteuerschaltung MC2 angeschlossen sind. Des weiteren ist jeder der Schalteranordnungen SIC1, SIC2, SIC3 über Takt-Eingangsklemmen CLK1, CLK2, CLK3, die an eine Taktklemme CLK der Ansteuerschaltung MC2 angeschlossen sind, ein Taktsignal von der Ansteuerschaltung MC2 zugeführt.

Wie anhand der Schalteranordnung SIC3 dargestellt ist, weisen die Schalteranordnungen SIC1, SIC2, SIC3 jeweils eine Anzahl von Leistungstransistoren T31, T32, T3n auf, deren Drain- Source-Strecken über eine Ausgangsklemme LA3 jeweils an ein Versorgungspotential VA1 angeschlossen sind, und von denen jeder an eine Ausgangsklemme LA31, LA32, LAn zum Anschließen einer Last L3 angeschlossen ist.

Steueranschlüsse der Leistungstransistoren T31, T32, T3n sind an eine Dekodier- und Ansteuerschaltung DEC3 angeschlossen, die an den Takteingang CLK3, die Eingangsklemme SI3 und die Ausgangsklemme SO3 der Schalteranordnung SIC3 angeschlossen ist. Die Dekodier- und Ansteuerschaltung DIC3 ist des weite­ ren an einen Auswahleingang CSI3 angeschlossen, an den über einen Ausgang CS3 der Ansteuerschaltung MC2 ein Auswahlsignal (Chip-Select-Signal) angelegt wird, das sich auf einem High- Pegel befindet, wenn die an dem Bus anliegenden Daten von der Dekodier- und Ansteuerschaltung DEC3 übernommen und zur An­ steuerung der Leistungstransistoren T31, T32 T3n verwendet werden sollen.

Die Schalteranordnungen SIC1, SIC2, SIC3 weisen des weiteren wenigstens eine Eingangsklemme zur Zuführung eines getakteten Signals auf, wobei dieses getaktete Signal zur pulsweitenmo­ dulierten Ansteuerung einer der Leistungstransistoren T31, T32, T3n dient. Ein Ausführungsbeispiel für eine der Schal­ teranordnungen SIC1, SIC2, SIC3 nach Fig. 5 ist der Leis­ tungsbaustein TLE 6230 der Siemens AG, der 16 Leistungstran­ sistoren zur Ansteuerung von 16 Lasten aufweist, und der 8 Eingänge zur Zuführung getakteter Signale zur pulsweitenmodu­ lierten Ansteuerung von 8 der 16 Leistungstransistoren auf­ weist.

Um den Rechenaufwand in der Ansteuerschaltung MC2 zu reduzie­ ren, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass an wenigstens eine der Eingangsklemmen für getaktete Signale ein Pulswei­ tenmodulator PWM3 angeschlossen ist, der über Ausgangsklemmen AF3, AD3 der Ansteuerschaltung MC2 ein Frequenzsignal FS3 und ein Duty-Cycle-Signal DS3 an Eingangsklemmen EF3, ED3 erhält, um daraus das Ausgangssignal AS3 zu erzeugen. Die Ansteuer­ schaltung MC2 muss dabei lediglich das Frequenzsignal F53 und das Duty-Cycle-Signal DS3 zur Verfügung stellen, es muss nicht für jeden Schaltvorgang der Leistungstransistoren T31, T32, T3n während der pulsweitenmodulierten Ansteuerung ein gesondertes Steuersignal in der Ansteuerschaltung MC2 generiert und an die Schalteranordnungen SIC1, SIVC2, SIC3 übermittelt werden. Der Pulsweitenmodulator PWM3 kann wie der in Fig. 2 dargestellte Pulsweitenmodulator PWM realisiert werden. Es sind jedoch beliebige andere Pulsweitenmodulatoren einsetzbar, die abhängig von einem Frequenzsignal und einem Duty-Cycle-Signal ein getaktetes Ausgangssignal erzeugen. Der Pulsweitenmodulator PWM3 kann auch an den Taktausgang CLK der Ansteuerschaltung MC2 angeschlossen werden, wobei das Fre­ quenzsignal FS3 dem Pulsweitenmodulator PWM3 dann eine Infor­ mation übermitteln kann, in welchem Verhältnis der Takt des Ausgangssignals AS3 zu dem am Ausgang der Ansteuerschaltung MC2 anliegenden Systemtakt steht.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Ansteuerung von Lasten, bei welcher Schalteranordnungen SIC4, SIC5, SIC6, die je­ weils eine Anzahl von Leistungstransistoren T41, T4n aufwei­ sen, über ein Bus-System an eine Ansteuerschaltung MC3 ange­ schlossen sind. Ausgangsklemmen SO4, SO5, SO6 der Schalteran­ ordnungen SIC4, SIC5, SIC6 sind über den Bus gemeinsam an ei­ ne Eingangsklemme SI der Ansteuerschaltung MC3 angeschlossen, Eingangsklemmen SI4, SI5, SI6 sind gemeinsam an eine Aus­ gangsklemme SO der Ansteuerschaltung MC3 angeschlossen und Takt-Eingangsklemmen CLK4, CLK5, CLK6 sind gemeinsam an einen Takt-Ausgang CLK der Ansteuerschaltung MC3 angeschlossen. Des weiteren ist an der Ansteuerschaltung MC3 für jede der Schal­ teranordnungen SIC4, SIC5, SIC6 ein Auswählausgang (Chip- Select-Ausgang) CS1, CS2, CS3 vorgesehen, wobei jeder dieser Ausgänge CS1, CS2, CS3 an jeweils eine der Schalteranordnun­ gen SIC4, SIC5, SIC6 angeschlossen ist und wobei die jeweili­ ge Schalteranordnung SIC4, SIC5, SIC6 die Daten von dem Bus dann übernimmt, wenn sich das jeweilige Auswahlsignal auf ei­ nem High-Pegel befindet.

In jeder der Ansteuerschaltungen SIC4, SIC5, SIC6, wobei le­ diglich die Ansteuerschaltung SIC4 im Detail dargestellt ist, ist eine Dekodierschaltung 4 zur Umsetzung der Bus-Signale vorgesehen, wobei an Ausgangsklemmen der Dekodierschaltung DEC4 Pulsweitenmodulatoren PWM41, PWM4n zur Ansteuerung der Leistungstransistoren T41, T4n vorgesehen sind. Diese Leis­ tungstransistoren T41, T4n sind zwischen einer Ausgangsklemme LA4 für ein Versorgungspotential V1 und jeweils einer Aus­ gangsklemme LA41, LA4n zum Anschließen einer Last L4 ver­ schaltet. Die Dekodierschaltung DEC4 erhält über den Bus als digitales Signal die Information, welcher der Leistungstran­ sistoren T41, T4n anzusteuern ist. Des weiteren enthält das digitale Signal ein Information, mit welcher Frequenz die Leistungstransistoren T41, T4n die Schalter im Pulsweitenmo­ dulations-Betrieb anzusteuern sind und welchen Duty-Cycle ein Ausgangssignal AS41, AS4n der Pulsweitenmodulatoren PWM42, PWM4n zur Ansteuerung der Leistungstransistoren T41, T4n auf­ weist.

Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungs­ anordnung kann die Anzahl der Leitungsverbindungen zwischen der Ansteuerschaltung MC3 und den Schalteranordnungen SIC4, SIC5, SIC6 reduziert werden, da sämtliche Daten zwischen der Ansteuerschaltung MC3 und den Schalteranordnungen SIC4, SIC5, SIC6 über das Bus-System ausgetauscht werden. Zwischen den Pulsweitenmodulatoren PWM41, PWM4n in den Schalteranordnungen SIC4 und den Gate-Anschlüssen der Leistungstransistoren T41, T4n können, wie beispielsweise bei den Leistungstransistoren gemäß Fig. 1 dargestellt ist, Treiberschaltungen zwischenge­ schaltet werden, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 6 nicht dargestellt sind. Vorzugsweise sind alle Leis­ tungstransistoren T41, T4n einer Schalteranordnung SIC4 über Pulsweitenmodulatoren PWM41, PWM4n ansteuerbar, wobei, wie bereits erläutert wurde, die Leistungstransistoren über die Pulsweitenmodulatoren PWM41, PWM4n bei einem Duty-Cycle von 100% permanent eingeschaltet und bei einem Duty-Cycle von 0% permanent ausgeschaltet werden können. Die Dekodierschaltung DEC4 nimmt dabei eine einfache Umsetzung der über den Bus zur Verfügung stehenden Daten bezüglich der Ansteuerung der Leis­ tungstransistoren vor. Über die Ausgangsklemme SO4 kann der Ansteuerschaltung MC3 der jeweilige Status der Leistungstran­ sistoren T41, T4n mitgeteilt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gemäß Fig. 6 ist der Rechenaufwand in der Ansteuerschaltung MC3 gegenüber bekannten derartigen Schaltungsanordnungen reduziert, wenn eine pulweitenmodulierte Ansteuerung der Leistungstransisto­ ren erfolgen soll. In diesem Fall wird den Schalteranordnun­ gen SIC4, SIC5, SIC6 über den Bus lediglich mitgeteilt, mit welcher Frequenz und bei welchem Duty-Cycle der jeweilige Leistungstransistor T41, T4n angesteuert werden soll. Hierzu ist lediglich ein Signalisierungsvorgang zwischen der Ansteu­ erschaltung MC3 und den Schalteranordnungen SIC4, SIC5, SIC6 erforderlich, wobei der jeweilige Leistungstransistor T41, T4n solange angesteuert wird, bis von der Ansteuerschaltung MC3 ein anderes Signal für den jeweiligen Leistungstransistor T41, T4n übersendet wird. Die Pulsweitenmodulatoren PWM41, PWM4n können dem in Fig. 3 dargestellten Pulsweitenmodulator PWM entsprechen, wobei beliebige weitere Pulsweitenmodulato­ ren einsetzbar sind, deren Frequenz und/oder deren Duty-Cycle einstellbar ist.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Schaltungsanordnung, bei welchem neben einer An­ steuerschaltung MC4 eine Spannungsmessanordnung SMA, der ein Pulsweitenmodulator PWM nachgeschaltet ist, zur Ansteuerung eines Leistungstransistors T einer Schalteranordnung S vorge­ sehen ist. Ein Ausgangssignal AS1 des Pulsweitenmodulators PWM und ein Ausgangssignal AS2 der Ansteuerschaltung MC4 sind einem Und-Glied UND zugeführt, wobei ein Ausgangssignal des Und-Glieds einem Eingang IN der Schalteranordnung S zur An­ steuerung des Leistungstransistors T zugeführt ist. In der Schalteranordnung S ist eine Treiberschaltung DR vorgesehen, welche Pegel des Ansteuersignals AS in geeignete Ansteuerpe­ gel des Leistungstransistors T umsetzt. Die Drain-Source- Strecke des Leistungstransistors T ist zwischen eine An­ schlussklemme LA1 für ein Versorgungspotential V1 und eine Anschlussklemme LA2 zum Anschließen der Last L in der Schal­ teranordnung S verschaltet.

Dem Pulsweitenmodulator PWM ist an einer Eingangsklemme EF von der Spannungsmessanordnung SMA ein Frequenzsignal und an einer weiteren Eingangsklemme ED von der Spannungsmessanord­ nung SMA ein Duty-Cycle-Signal DS zugeführt. Am Ausgang des Pulsweitenmodulators PWM liegt ein von dem Frequenzsignal FS und dem Duty-Cycle-Signal DS abhängiges pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal AS1 an. Die Frequenz und/oder der Duty-Cycle des Ausgangssignals AS1 sind von der Versorgungsspannung V1 abhängig, um die Leistungsaufnahme der Last L bei steigender Versorgungsspannung V1 steuern zu können. Befindet sich das Ansteuersignal AS2 der Ansteuerschaltung MC4 auf einem High- Pegel, so gelangt das pulsweitenmodulierte Signal AS1 als An­ steuersignal AS an den Eingang TN der Schalteranordnung S und der Leistungstransistor wird nach Maßgabe des pulsweitenmodu­ lierten Signals AS1 angesteuert. Das pulsweitenmodulierte Signal AS1 kann sich abhängig von dem Versorgungspotential V1 permanent auf einem High-Pegel befinden, der Duty-Cycle ist dann 100%. In diesem Fall wird der Leistungstransistor T ausschließlich nach Maßgabe des Ansteuersignals AS4 der Ansteu­ erschaltung MC4 angesteuert.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, welche außer­ halb der vorzugsweise als Mikrocontroller ausgebildeten An­ steuerschaltung MC4 eine Spannungsmessanordnung und einen Pulsweitenmodulator aufweist, ist keine Erfassung der Versor­ gungsspannung V1 in der Ansteuerschaltung MC4 erforderlich. Der Rechenaufwand in der Ansteuerschaltung MC4 kann dadurch reduziert werden und eine Ansteuerschaltung MC4 kann dadurch eine Vielzahl von Schalteranordnungen S ansteuern, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 7 lediglich eine Schal­ teranordnung S dargestellt ist. Bei Ansteuerung einer Viel­ zahl von Schalteranordnungen können für die unterschiedlichen Schalteranordnungen jeweils gesonderte pulsweitenmodulierte Signale abhängig von der Versorgungsspannung V1 erzeugt wer­ den, oder es kann ein erzeugtes pulsweitenmoduliertes Signal für mehrere Schalteranordnungen zur Steuerung der Leistungs­ aufnahme der jeweils an die Schalteranordnungen angeschlosse­ nen Lasten verwendet werden.

Bezugszeichenliste

AD1, AD2 Ausgangsklemmen für ein Duty-Cycle-Signal
AF1, AF2 Ausgangsklemmen für ein Frequenzsignal
AF3, AD3 Ausgangsklemmen der Ansteuerschaltung
AP1, AP2 Ausgangsklemmen der Pulsweitenmodulatoren
AS1, AS2 Ansteuersignale
AS41, AS4n Ansteuersignale
AST Ausgangssignal
CLK Taktausgang
CLK1, CLK2, CLK3 Takteingangsklemmen
CLK4, CLK5, CLK6 Takteingänge
CS1, CS2, Chip-Select-Ausgänge
CSI1, CS2, CSI3 Chip-Select-Eingänge
CSI4, CSI5, CSI6 Chip-Select-Eingänge
DEC3 Dekodier- und Ansteuerschaltung
DEC4 Dekodierschaltung
DR1, DR2, DR3 Treiberschaltungen
DS Duty-Cycle-Signal
DSI1, DSI2 Eingangsklemmen für ein Duty-Cycle-Signal
DS0 Ausgangsklemme für ein Duty-Cycle-Signal
DS1, DS2 Duty-Cycle-Signal
DS3 Duty-Cycle-Signal
ED Eingangsklemme für ein Duty-Cycle-Signal
ED1, ED2 Eingangsklemmen für ein Duty-Cycle-Signal
EF Eingangsklemmen für ein Frequenzsignal
EF1, EF2 Eingangsklemmen für ein Frequenzsignal
FS Frequenzsignal
FS3 Frequenzsignal
FSI1, FSI2 Eingangsklemmen für ein Frequenzsignal
FS0 Ausgangsklemme für ein Frequenzsignal
FS1, FS2 Frequenzsignal
GND Bezugspotential
IN1, IN2 Ansteuerklemmen der Schalteranordnungen
IP1, IP2, Stromquellen
LA11, LA21, LA12, LA22 Anschlussklemmen der Schalteranordnungen
LA3, LA31, LA32, LA3n Anschlussklemmen
LA41, LA4n Anschlussklemmen
L1, L2, L3 Lasten
L3 Last
L4 Last
MC1 Ansteuerschaltung
MC1' Ansteuerschaltung
MC4 Ansteuerschaltung
PWM Pulsweitenmodulator
PWM1, PWM2 Pulsweitenmodulatoren
PWM1', PWM2' Pulsweitenmodulatoren
PWM41, PWM4n Pulsweitenmodulatoren
SI1, SI2, SI3 Eingangsklemmen
SIC1, SIC2, SI4, SI5, SI6 Eingangsklemmen
SIC3, Schalteranordnungen
SIC4, SIC5, SIC6 Schalteranordnungen
SMA Spannungsmessanordnung
SO1, SO2, SO3 Ausgangsklemmen
SO4, SO5, SO6 Ausgangsklemmen
Son, Soff Schaltschwellen
ST1, ST2 Schmitt-Trigger
S1, S2; S3 Schalteranordnungen
TP Kondensator
TP1, TP2 Transistoren
T1, T2, T3 Leistungstransistoren
T31, T32, T3n Leistungstransistoren
T41, T4n Leistungstransistoren
t1, t2 Periodendauern
Ucp Kondensatorspannung
UND Und-Glied
V1 erstes Versorgungspotential
V2 zweites Versorgungspotential

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung zum Schalten einer Last, die folgende Merkmale aufweist:
wenigstens zwei Schalteranordnungen (S1, S2; SIC1, SIC2, SIC3; SIC4, SIC5, SIC6; S) mit Anschlussklemmen (LA11, LA12, LA21, LA22; LA31, LA32; LA41, LA4n; LA1, LA2) zum Anschließen der Last (L1, L2; L3; L4; L) und mit wenigstens einer Ansteu­ erklemme (IN1, IN2; SI1, SI2, SI3; SI4, SI5, SI6; IN) (AS1, AS2; AS3), wobei die Schalteranordnung (S1, S2; SIC1, SIC2, SIC3; SIC4, SIC5, SIC6; S) wenigstens einen Halbleiterschal­ ter (T1, T2; T31, T32; T41, T4n, T) aufweist, der nach Maßga­ be eins Ansteuersignals (AS1, AS2; AS3) angesteuert ist;
wenigstens eine Pulsweitenmodulator-Anordnung (PWM1, PWM2; PWM3; PWM41, PWM4n; PWM) mit einer Ausgangsklemme (AP1, AP2; AP3; AP) zur Bereitstellung eines Ansteuersignals (AS1, AS2; AS3; AS) für den wenigstens einen Schalter (T1, T2; T31, T32; T41, T4n, T) nach Maßgabe eines Frequenzsignals (FS1, FS2; FS3; FS41, FS4n; FS) und eines Duty-Cycle-Signals (DS1, DS2; DS3; DS41, DS4n; DS);
eine Ansteuerschaltung (MC1; MC2; MC3; SMA), die das Fre­ quenzsignals (FS1, F52; FS3; FS41, FS4n; FS) und das Duty- Cycle-Signal (DS1, DS2; DS3; DS41, DS4n; DS) für die Pulswei­ tenmodulator-Anordnung (PWM1, PWM2; PWM3; PWM41, PWM4n; PWM) bereitstellt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die wenigs­ tens eine Pulsweitenmodulator-Anordnung (PWM1, PWM2; PWM3) eine erste Eingangsklemme (EF1, EF2; EF3) aufweist, die zur Zuführung des Frequenzsignals (FS1, FS2; FS3) an eine erste Ausgangsklemme (AF1, AF2; AF3) der Ansteuerschaltung (MC1; MC2) angeschlossen ist, und bei der die wenigstens eine Puls­ weitenmodulator-Anordnung (PWM1, PWM2; PWM3) eine zweite Ein­ gangsklemme (ED1, ED2; ED3) aufweist, die zur Zuführung des Duty-Cycle-Signals (DS1, DS2; DS3) an eine zweite Ausgangs­ klemme (AD1, AD2; AD3) der Ansteuerschaltung (MC1; MC2) ange­ schlossen ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Ansteuer­ schaltung (MC2; MC3) über ein Bus-System an Anschlussklemmen (SO1, SI1, CLK1, CSI1, . . ., SO6, SI6, CLK6, CSI6) der Schalter­ anordnungen angeschlossen sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Ansteuer­ schaltung (MC1') über ein Bus-System an Anschlussklemmen (FS0, DS0) der Pulsweitenmodulator-Anordnung (PWM1', PWM2') angeschlossen sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, bei der eine Aus­ gangsklemme (AP3) der Pulsweitenmodulator-Anordnung (PWM3) an eine Eingangsklemme für ein getaktetes Signal der wenigstens einen Schalteranordnung (SIC3) angeschlossen ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, bei der eine Deko­ diereinrichtung (DEC4) an das Bus-System angeschlossen ist, wobei Ausgangsklemmen der Dekodiereinrichtung (DEC4) an die wenigstens eine Pulsweitenmodulator-Einheit (PWM41, PWM42) zur Zuführung des Frequenzsignals (FS41, FS4n) und des Duty- Cycle-Signals (DS41, DS4n) angeschlossen ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, bei der die Schalteranordnung (SIC3; SIC4) wenigstens zwei Schalter (T31, T32, T3n; T41, T4n) aufweist, wobei die Schalteranordnung für jeden der Schalter eine Ansteuerklemme aufweist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, bei der die Ansteuerschaltung (SMA) eine Spannungsmess­ einrichtung ist, die an eine Versorgungsspannung (V1) der Last (L) angeschlossen ist, wobei das Frequenzsignal (FS) und/oder das Duty-Cycle-Signal (DS) von der Versorgungsspan­ nung (V1) abhängig ist.