DE102004035126A1 - Circuit structure for supplying a load with an alternative voltage uses two or more sources of voltage linked to supply voltage connections - Google Patents

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    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10Parallel operation of dc sources

Abstract

On supply voltage connections (SVC) (1,2) there are means (3,4) for making a conductive link between the SVC and a common load connection (CLC) (12). These means are set up to produce a connection of low impedance, if the difference between a voltage (U1,U2) on the SVC and a voltage (UL) on the CLC exceeds a threshold value. An independent claim is also included for a method for making an alternative connection between supply voltage connections and a common load connection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur alternativen Spannungsversorgung einer Last aus mindestens zwei mit Spannungsversorgungsanschlüssen verbundenen Spannungsquellen, wobei je Spannungsversorgungsanschluss Mittel zum leitenden Verbinden des Versorgungsspannungsanschlusses mit einem gemeinsamen Lastanschluss vorgesehen sind.The The invention relates to a circuit arrangement for alternative power supply a load of at least two connected to power supply terminals Voltage sources, wherein each power supply connection means for conductive connection of the supply voltage terminal with a common load connection are provided.

Bei zahlreichen Anwendungen wird ein Gerät alternativ aus verschiedenen Spannungsquellen versorgt, oft handelt es sich dabei um eine interne Batterie und eine netzgebundene Spannungsquelle. Während die Batteriespannung ständig verfügbar ist, beispielsweise auch während eines Standby-Zustandes, ist die andere, netzgebundene Versorgungsspannung nicht ständig verfügbar. Je nach Betriebssituation muss eine Last also entweder aus der Batterie gespeist werden oder aber aus der netzgebundenen Spannungsquelle. Auch kann es vorkommen, dass die Batterie vollständig entladen ist und die Last deshalb aus der anderen Spannungsquelle, beispielsweise einem Ladegerät, versorgt werden muss.at In many applications, one device will be made up of different ones Power sources supplied, often it is an internal battery and a mains voltage source. While the battery voltage constantly available is, for example, during a standby state, is the other, network-connected supply voltage not all the time available. Depending on the operating situation, a load must therefore either from the battery be fed or from the mains voltage source. Also it can happen that the battery is completely discharged and therefore the load from the other power source, such as a charger supplies must become.

Oft sollen Benutzerdaten in einem nicht-flüchtigen Speicher bereitgehalten werden. Wenn aber ein integrierter Schaltkreis in CMOS-Technologie aufgebaut ist, lässt sich ein nichtflüchtiger Speicher nicht realisieren. In CMOS-Technologie sind nur flüchtige Speicher realisierbar. Um Benutzerdaten auch bei ausgeschaltetem Gerät speichern zu können, ist daher eine Batterie erforderlich, deren Spannung ständig verfügbar ist. Daneben gibt es auch andere Schaltungskompnenten, die eine ununterbrochene Versorgungsspannung benötigen.Often should hold user data in a non-volatile memory become. But if an integrated circuit in CMOS technology is built up, lets yourself a non-volatile Do not realize memory. In CMOS technology are only volatile memory realizable. To save user data even when the device is switched off to be able to Therefore, a battery is required, the voltage is always available. Besides there are also other Schaltungskompnenten, which an uninterrupted Need supply voltage.

In der Regel ist es vorteilhaft, wenn diejenige Spannungsquelle zur Versorgung der Last, also beispielsweise des Speichers, eingesetzt wird, die die höhere Spannung aufweist. Eine verwendete netzgebundenen Versorgungsspannungen ist in der Regel höher als eine Batteriespannung. Wenn die Spanungsquelle mit der höheren Spannung zur Versorgung der Last eingesetzt wird, ist deshalb sichergestellt, dass die netzgebundenen Spanungsquelle Vorrang vor der Batterie hat. Diese wird somit geschont und nur dann in Anspruch genommen, wenn keine andere Spannungsquelle verfügbar ist.In As a rule, it is advantageous if the voltage source for Supply of the load, so for example, the memory used that will be the higher Has tension. A used mains supply voltage is usually higher as a battery voltage. If the voltage source with the higher voltage is used to supply the load is therefore ensured that the mains voltage source takes precedence over the battery Has. This is thus spared and only used, if no other power source is available.

Dazu ist es bekannt, zwei Versorgungsspannungsquellen jeweils über einer Diode mit einem gemeinsamen Lastanschluss zu verbinden, wie in der 6 dargestellt ist. Durch die Anordnung der Dioden D1 und D2 ist sichergestellt, dass eine Last 5 mit der Spannung U1 oder U2 versorgt wird, die höher als die andere Versorgungsspannung ist. Diejenige Diode, die mit der höheren Versorgungsspannung beaufschlagt ist, ist in Flussrichtung gepolt, während die andere Diode automatisch in Sperrrichtung gepolt ist beziehungsweise die andere Versorgungsspannung reicht nicht aus, um die Flussspannung der Diode zu überschreiten. Auf diese Weise ist gleichzeitig sichergestellt, dass kein Stromfluss von einer Spannungsquelle in die andere Spannungsquelle stattfindet. Nachteilig bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist der hohe Spannungsabfall über den Dioden. Deshalb ist eine solche Schaltung nicht für Anwendungsfälle geeignet, die mit einer sehr niedrigen Betriebsspannung arbeiten.For this purpose, it is known to connect two supply voltage sources in each case via a diode with a common load connection, as in 6 is shown. The arrangement of the diodes D1 and D2 ensures that a load 5 is supplied with the voltage U1 or U2, which is higher than the other supply voltage. The diode which is supplied with the higher supply voltage is poled in the flow direction, while the other diode is automatically poled in the reverse direction or the other supply voltage is not sufficient to exceed the forward voltage of the diode. In this way it is ensured at the same time that no current flow from one voltage source to the other voltage source takes place. A disadvantage of this known circuit arrangement is the high voltage drop across the diodes. Therefore, such a circuit is not suitable for applications that operate at a very low operating voltage.

Eine diesbezüglich verbesserte Schaltungsanordnung ist ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt und in 7 dargestellt. Statt der Dioden sind zwei Schalter 10 und 11, beispielsweise Schalttransistoren, vorgesehen, die von einem Komparator angesteuert werden. Die Eingänge des Komparators sind mit den beiden Versorgungsspannungsanschlüssen 1 und 2 verbunden, an denen die Spannungsquellen angeschlossen sind. Je nachdem, welche der Versorgungsspannungen höher ist, ist der Spannungspegel am Komparatorausgang eine logische "1" oder eine logische "0". Während der eine Schalter 10 direkt mit dem Komparatorausgang verbunden ist, ist in den Ansteuerpfad des anderen Schalttransistors 11 ein Inverter geschaltet. Ist beispielsweise die Spannung U1 größer als die Spannung U2, wird am Komparatorausgang eine logische "1" erzeugt und der Schalter 10 wird niederohmig. Gleichzeitig wird der Schalttransistor 11 wegen des zwischengeschalteten Inverters mit einer logischen "0" angesteuert und wird hochohmig. Aufgrund der auftretenden Schaltzeiten des Komparators und des Inverters ist jeoch nicht sichergestellt, dass die Last zu jedem Zeitpunkt mit Spannung versorgt wird. Es kann der Betriebszustand auftreten, dass beide Schalter 10 und 11 hochohmig sind.An improved circuitry in this regard is also known from the prior art and in 7 shown. Instead of the diodes are two switches 10 and 11 , For example, switching transistors, provided, which are controlled by a comparator. The inputs of the comparator are with the two supply voltage connections 1 and 2 connected to which the voltage sources are connected. Depending on which of the supply voltages is higher, the voltage level at the comparator output is a logical "1" or a logic "0". While the one switch 10 is connected directly to the comparator output is in the drive path of the other switching transistor 11 an inverter switched. If, for example, the voltage U1 is greater than the voltage U2, a logic "1" is generated at the comparator output and the switch 10 becomes low impedance. At the same time the switching transistor 11 is driven with a logical "0" because of the intermediate inverter and becomes high-impedance. Due to the occurring switching times of the comparator and the inverter jeoch is not sure that the load is supplied at any time with voltage. It may experience the operating condition that both switches 10 and 11 are high impedance.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur alternativen Spannungsversorgung einer Last aus mindestens zwei Spannungsquellen anzugeben, bei der einerseits sichergestellt ist, dass ein geringer Spannungsabfall durch Schaltmittel auftritt und andererseits sichergestellt ist, dass eine angeschlossene Last unterbrechungsfrei mit einer der Spannungsquellen verbunden ist.task The invention is a circuit arrangement for alternative Power supply of a load from at least two voltage sources to ensure, on the one hand, that a lower one Voltage drop by switching means occurs and on the other hand ensured is that a connected load without interruption with a the voltage sources is connected.

Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Mittel jeweils dazu eingerichtet sind, eine niederohmige Verbindung herzustellen, wenn die Differenz zwischen der Spannung an dem Versorgungsspannungsanschluss und der Spannung an dem Lastanschluss einen Schwellwert überschreitet.This object is achieved by a circuit arrangement of the aforementioned type, which is characterized in that the means are each adapted to produce a low-resistance connection, when the difference between the voltage at the supply voltage terminal and the voltage at the load terminal is a threshold exceeds value.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird die Differenz der Spannung an dem Versorgungsspannungsanschluss und an dem Lastanschluss ausgewertet, um eine Schalthandlung auszulösen. Wenn eine Versorgungsspannung angelegt wird, die höher ist als die aktuell zur Versorgung der Last eingesetzte Versorgungsspannung, so wird aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Schaltungsanordnung zunächst die Spannungsquelle mit der höheren Versorgungsspannung mit dem Lastanschluss verbunden, so dass die Spannung am Lastanschluss ansteigt. Dadurch wird die Spannung am Lastanschluss größer als die Spannung der bisher aktiven Spannungsquelle und die dieser zugeordneten Schaltmittel trennen die Verbindung zum Lastanschluss. Da das Trennen der bisher aktiven Spannungsquelle als Reaktion auf das Verbinden des Lastanschlusses mit einer höheren Versorgungsspannung erfolgt, kann es nicht zu einer Unterbrechung der Spannungsversorgung der Last kommen.at the circuit arrangement according to the invention becomes the difference of the voltage at the supply voltage terminal and evaluated at the load terminal to trigger a switching action. If a supply voltage is applied, which is higher than the current Supply of the load used supply voltage, so is due the embodiment of the invention the circuit first the voltage source with the higher Supply voltage connected to the load terminal, so that the Voltage at the load terminal increases. This will reduce the voltage on the Load connection greater than the voltage of the previously active voltage source and its associated Switching means disconnect the connection to the load connection. Because the disconnecting the previously active voltage source in response to connecting the Load connection with a higher Supply voltage occurs, it can not cause a break the power supply of the load come.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt den Vorteil, dass die Last immer mit der Versorgungsspannungsquelle verbunden ist, die die höhere Spannung aufweist, dabei Unterbrechungen der Spannungsversorgungen verhindert sind und zudem verhindert ist, dass ein Strom von einer Spannungsquelle in die andere Spannungsquelle fließt. Der Spannungsabfall über den vorzugsweise eingesetzten Schalttransistoren kann dabei auf einige wenige Millivolt reduziert werden, wenn dies erforderlich ist. Die Schaltungsanordnung kann in CMOS- Technologie umgesetzt werden, wobei auch eine Realisierung in anderen Technologien möglich ist.The inventive circuit arrangement has the advantage that the load always with the supply voltage source connected, which is the higher Voltage, thereby interrupting the power supplies are prevented and also prevents a current from one Voltage source flows into the other voltage source. Of the Voltage drop over The switching transistors preferably used can thereby a few millivolts can be reduced if necessary. The circuit arrangement can be implemented in CMOS technology, wherein also a realization in other technologies is possible.

Der Schwellwert, bei dessen Überschreitung eine Schalthandlung stattfindet, liegt vorzugsweise im Bereich des Spannungsabfalls über dem verwendeten Schaltmittel im niederohmigen Zustand. Er sollte dabei so hoch sein, dass eine statistische Schwankung des Komparatoroffsets keine Rückwärtsleitung verursachen kann.Of the Threshold when exceeded Switching takes place, is preferably in the range of the voltage drop across the used switching means in low-resistance state. He should go with it be so high that a statistical fluctuation of the comparator offset no reverse line can cause.

In einer vorteilhaften Ausführung sind die Schaltmittel durch einen Komparator und einen Schalttransistor gebildet, wobei der Steueranschluss des Schalttransistors mit einem Ausgang des Komparators verbunden ist.In an advantageous embodiment are the switching means by a comparator and a switching transistor formed, wherein the control terminal of the switching transistor with a Output of the comparator is connected.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to embodiments. It shows:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, 1 a schematic representation of a first embodiment of a circuit arrangement according to the invention,

2 ein Diagramm mit zeitlichen Spannungsverläufen innerhalb der Schaltungsanordnung von 1, 2 a diagram with temporal voltage curves within the circuit of 1 .

3 eine detailliertere Darstellung der Schaltungsanordnung von 1, 3 a more detailed representation of the circuit arrangement of 1 .

4 ein weitergebildetes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, 4 a further developed embodiment of a circuit arrangement according to the invention,

5 eine detailliertere Darstellung der Schaltungsanordnung von 4, 5 a more detailed representation of the circuit arrangement of 4 .

6 eine erste Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik und 6 a first circuit arrangement according to the prior art and

7 eine zweite Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik. 7 a second circuit arrangement according to the prior art.

In der 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Versorgung einer Last 5 dargestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel stehen zwei Spannungsquellen 6 und 7 zur Verfügung, die alternativ zur Versorgung der Last 5 eingesetzt werden können. Die Spannungsquelle 6 ist mit einem Spannungsversorgungsanschluss 1 und die Spannungsquelle 7 mit einem Spannungsversorgungsanschluss 2 verbunden. Die Last 5 ist mit einem Lastanschluss 12 verbunden. Zwischen den Spannungsversorgungsanschlüssen 1 beziehungsweise 2 und den Lastanschluss 12 sind Mittel 3 und 4 angeordnet, die zum leitenden Verbinden des jeweiligen Versorgungsspannungsanschlusses 1 oder 2 mit dem gemeinsamen Lastanschluss 12 eingerichtet sind. Die Mittel 3 und 4 weisen jeweils einen Komparator 8 beziehungsweise 9 und einen Schalter 10 beziehungsweise 11 auf. Die Schalter 10 und 11 werden von den jeweiligen Komparatoren 8 und 9 angesteuert.In the 1 is a circuit arrangement according to the invention for supplying a load 5 shown. In the embodiment shown, there are two voltage sources 6 and 7 available as an alternative to supplying the load 5 can be used. The voltage source 6 is with a power supply connection 1 and the voltage source 7 with a power supply connection 2 connected. Weight 5 is with a load connection 12 connected. Between the power supply terminals 1 respectively 2 and the load connection 12 are means 3 and 4 arranged for the conductive connection of the respective supply voltage terminal 1 or 2 with the common load connection 12 are set up. The means 3 and 4 each have a comparator 8th respectively 9 and a switch 10 respectively 11 on. The switches 10 and 11 are from the respective comparators 8th and 9 driven.

Zur Beschreibung der Funktion der Schaltungsanordnung wird angenommen, dass zunächst der zweite Versorgungsspannungsanschluss 2 mit dem Lastanschluss 12 verbunden ist. Dementsprechend ist zu diesem Zeitpunkt der Schalter 11 niederohmig. Wird die Spannung U1 der ersten Spannungsquelle 6, die am ersten Versorgungsspannungsanschluss 1 anliegt, größer als die Spannung UL am Lastanschluss 12, so wird dies durch den Komparator 8 detektiert und der Schalter 10 angesteuert, so dass eine niederohmige Verbindung zwischen dem ersten Versorgungsspannungsanschluss 1 und dem Lastanschluss 12 hergestellt wird. Die Spannung U1, die bis zum Zeitpunkt des Schaltens des Schalters 10 höher ist als die Spannung UL, liegt nach dem Schalten auch am Lastanschluss 12 an. Daraus folgt, dass die Spannung U2 am zweiten Versorgungsspannungsanschluss 2 nun geringer ist als die Spannung UL, da bisher zuvor U2 gleich UL war und UL nun erhöht wurde. Der Komparator 9 erkennt dies und steuert den Schalter 11 derart an, dass die Verbindung hochohmig wird. Die Spannungsquelle 7 ist somit vom Lastanschluss 12 getrennt.To describe the function of the circuit arrangement, it is assumed that initially the second supply voltage connection 2 with the load connection 12 connected is. Accordingly, the switch is at this time 11 low resistance. Will the voltage U1 of the first voltage source 6 at the first supply voltage connection 1 is applied, greater than the voltage UL at the load terminal 12 So this is done by the comparator 8th detected and the switch 10 so that a low-resistance connection between the first supply voltage terminal 1 and the load connection 12 will be produced. The voltage U1, which until the time of switching the switch 10 higher than the voltage UL, is also connected to the load connection after switching 12 at. It follows that the voltage U2 at the second supply voltage terminal 2 now less than the voltage UL, since previously U2 was equal to UL and UL was now increased. The comparator 9 recognizes this and controls the switch 11 such that the connection becomes high impedance. The voltage source 7 is thus from the load connection 12 separated.

Zur Veranschaulichung dieser Vorgänge sind in dem. Diagramm von 2 die relevanten Vorgänge schematisch dargestellt. Die Spannung U2 liegt im gesamten betrachteten Zeitraum auf einem konstanten Niveau, das zur Versorgung der Last ausreicht. Zum Zeitpunkt t1 wird am ersten Versorgungsspannungsanschluss 1 eine Spannung U1 angelegt, die höher ist als die Spannung U2 am zweiten Versorgungsspannungsanschluss 2. Der Komparator 8 erkennt dies und gibt mit einer zeitlichen Verzögerung, die durch die internen Vorgänge des Komparators 8 entsteht, zu einem Zeitpunkt t2 ein Signal UG10 an seinem Ausgang aus, mit dem der Schalter 10 beaufschlagt wird. Bei dem dargestellten Spannungsverlauf wird davon ausgegangen, dass der Schalter 10 niederohmig ist, wenn er mit einer logischen "0" angesteuert wird. Daher wird der Schalter 10 niederohmig und die Spannung U1 wird auf den Lastanschluss 12 durchgeschaltet. Die Spannung UL, die bisher bei UL gleich U2 lag, erhöht sich auf UL gleich U1. Diese Spannungserhöhung am Lastanschluss 12 hat zur Folge, dass der Komparator 9 kippt und zum Zeitpunkt t3 den Schalter 11 ansteuert, so dass der Schalter 11 geöffnet wird.To illustrate these processes are in the. Diagram of 2 the relevant processes are shown schematically. The voltage U2 is at a constant level throughout the period considered sufficient to supply the load. At time t1, the first supply voltage connection is made 1 a voltage U1 is applied, which is higher than the voltage U2 at the second supply voltage terminal 2 , The comparator 8th recognizes this and gives with a time delay, which is due to the internal operations of the comparator 8th arises, at a time t2, a signal UG10 at its output, with which the switch 10 is charged. In the illustrated voltage curve, it is assumed that the switch 10 is low-impedance, if it is controlled with a logical "0". Therefore, the switch 10 low impedance and the voltage U1 is applied to the load terminal 12 connected through. The voltage UL, which used to be UL equal to U2, increases to UL equal to U1. This voltage increase at the load connection 12 As a result, the comparator 9 tilts and at time t3 the switch 11 drives, so the switch 11 is opened.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung findet das Trennen einer Verbindung zwischen einem Versorgungsspannungsanschluss 1 oder 2 und dem Lastanschluss 12 immer als Reaktion auf das Schließen eines anderen Schalters statt. Daher kann es nicht zur Unterbrechung der Spannungsversorgung der Last 5 kommen.In the circuit arrangement according to the invention, the disconnection of a connection takes place between a supply voltage connection 1 or 2 and the load connection 12 always in response to closing another switch instead. Therefore, it can not interrupt the power supply of the load 5 come.

3 zeigt eine konkretere Ausgestaltung der Schaltungsanordnung von 1. Die Komparatoren 8 und 9 sind so geschaltet, dass jeweils der invertierende Eingang mit dem Versorgungsspannungsanschluss 1 beziehungsweise 2 verbunden ist. Zwischen dem jeweils nicht-invertierenden Eingang und dem Lastanschluss 12 sind Spannungsquellen 13 beziehungsweise 14 geschaltet, die jeweils das Potential am nicht-invertierenden Eingang gegenüber dem Potential am Lastanschluss 12 erhöhen. Ausgangsseitig sind die Komparatoren 8 und 9 jeweils mit dem Gate eines p-MOS-Transistors 10 beziehungsweise 11 verbunden. Diese Transistoren entsprechen den in 1 gezeigten Schaltern 10 und 11. 3 shows a more concrete embodiment of the circuit of 1 , The comparators 8th and 9 are switched so that in each case the inverting input to the supply voltage terminal 1 respectively 2 connected is. Between the respective non-inverting input and the load connection 12 are sources of voltage 13 respectively 14 each connected to the potential at the non-inverting input to the potential at the load terminal 12 increase. On the output side are the comparators 8th and 9 each to the gate of a p-MOS transistor 10 respectively 11 connected. These transistors correspond to those in 1 shown switches 10 and 11 ,

Die Spannungsquellen 13 und 14 definieren den minimal vorhandenen Spannungsabfall über den Transistoren 10 und 11. Um die Rückwärtsleitung bzw. das Kurzschließen der beiden Speisungen zu verhindern, muss diese Spannung höher sein als der maximal zu erwartende Offset im Komparator. Selbstverständlich könnten die Spannungsquellen 13 und 14 auch jeweils am invertierenden Eingang der Komparatoren 8 bzw. 9 angeschlossen werden. Dieselbe Funktion kann auch durch eine asymmetrische Eingangsstufe des Komparators realisiert werden.The voltage sources 13 and 14 define the minimum voltage drop across the transistors 10 and 11 , In order to prevent the backward conduction or the short-circuiting of the two supplies, this voltage must be higher than the maximum expected offset in the comparator. Of course, the voltage sources could 13 and 14 also at the inverting input of the comparators 8th respectively. 9 be connected. The same function can also be realized by an asymmetrical input stage of the comparator.

In der Schaltungsanordnung von 3 werden p-MOS-Transistoren eingesetzt, da diese für den gezeigten Zweck günstigere Eigenschaften aufweisen. Durch die Beschaltung der Komparatoreingänge wird ein auf die p-MOS-Transistoren abgestimmtes Schaltverhalten erreicht. Wenn man für die Transistoren 10 und 11 n-MOS-Transistoren verwenden würde, müssten die Eingänge der Komparatoren 8 und 9 vertauscht werden.In the circuit arrangement of 3 P-MOS transistors are used, since they have more favorable properties for the purpose shown. By connecting the comparator inputs a tuned to the p-MOS transistors switching behavior is achieved. When you look for the transistors 10 and 11 n-MOS transistors would use the inputs of the comparators 8th and 9 be reversed.

Der Spannungsabfall über den Transistoren 10 und 11 kann durch konstruktive Maßnahmen soweit verringert werden, bis er die Höhe der Offset-Spannung der verwendeten Komparatoren erreicht.The voltage drop across the transistors 10 and 11 can be reduced by constructive measures until it reaches the height of the offset voltage of the comparators used.

Die 4 zeigt eine Weiterbildung der Schaltungsanordnung von 3, wobei durch eine zusätzliche Beschaltung der Gate-Anschlüsse der Transistoren 10 und 11 eine Verringerung des Spannungsabfalls über den Transistoren 10 und 11 erreicht wird. Das Gate des Transistors 10 ist mit einer Anordnung aus zwei Transistoren 15 und 19 sowie einer Stromquelle 17 verbunden. Der Transistor 15 wird von der Spannung U2 am zweiten Versorgungsspannungsanschluss 2 angesteuert. Wenn die Spannung U2 um einen bestimmten Betrag kleiner als die Spannung U1 ist, wird der Transistor 15 niederohmig und es fließt ein Strom über den Transistor 15 und die Stromquelle 17. Dadurch verschiebt sich das Potential am Gate des Transistors 19, so dass dieser leitend wird und das Potential am Gate des Transistors 10 weiter absenkt. Dadurch wird der Spannungsabfall über dem Transistor 10 weiter verringert.The 4 shows a development of the circuit of 3 , wherein by an additional wiring of the gate terminals of the transistors 10 and 11 a decrease in the voltage drop across the transistors 10 and 11 is reached. The gate of the transistor 10 is with an arrangement of two transistors 15 and 19 and a power source 17 connected. The transistor 15 is from the voltage U2 at the second supply voltage terminal 2 driven. When the voltage U2 is smaller than the voltage U1 by a certain amount, the transistor becomes 15 low impedance and a current flows through the transistor 15 and the power source 17 , This shifts the potential at the gate of the transistor 19 so that this becomes conductive and the potential at the gate of the transistor 10 continues to lower. This will cause the voltage drop across the transistor 10 further reduced.

Am Gate des Transistors 11 ist eine entsprechende Schaltung vorgesehen, wobei dort ein Transistor 16 von der Spannung U1 am ersten Versorgungsspannungsanschluss 1 beaufschlagt wird.At the gate of the transistor 11 a corresponding circuit is provided, there being a transistor 16 from the voltage U1 at the first supply voltage terminal 1 is charged.

Die 5 zeigt eine konkrete Umsetzung der Schaltungsanordnung von 4 in einer Standard-CMOS-Technologie. Aus der Figur wird deutlich, dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einfach umzusetzen ist und somit auch eine kostengünstige Lösung für die alternative Versorgung einer Last aus verschiedenen Spannungsquellen ist.The 5 shows a concrete implementation of the circuit of 4 in a standard CMOS technology. From the figure it is clear that the circuit arrangement according to the invention is easy to implement and thus is a cost-effective solution for the alternative supply of a load from different voltage sources.

Der Komparator 8 sowie die Spannungsquelle 13 werden mit Transistoren 26 bis 31 realisiert. Den Eingang des Komparators bilden die Sourceanschlüsse der Transistoren 26 und 27. Die Transistoren 28 bis 31 generieren die Biasströme für die Transoistoren 26 und 27. Durch entsprechende Dimensionierung der Transistoren 26 bis 31 kann dem Komparator ein Offset eingeprägt werden, somit erhälten man die Spannungsquelle 13.The comparator 8th as well as the voltage source 13 be with transistors 26 to 31 realized. The input of the comparator form the sources of the transistors 26 and 27 , The transistors 28 to 31 generate the bias currents for the transistors 26 and 27 , By appropriate dimensioning of the transistors 26 to 31 can be imprinted an offset to the comparator, thus obtaining the voltage source 13 ,

Um die ordnungsgemäße Funktionsweise der Komparatoren unter allen Betriebsbedingungen sicherzustellen ist es notwendig, dass die Transistoren 26 und 27 immer mit Biasstrom versorgt sind. Um dies zu erreichen, wurden die Biasstromquellen jeweils doppelt ausgeführt. Falls die Spannungsquelle U1 vorhanden ist, wird mittels des Widerstands 22 und des Transistors 24 ein Referenzstrom generiert. Dieser Strom wird dann auch allen Transistoren aufgeprägt, die dieselben Gate- und Sourceknoten haben. Dies trifft auf die Transistoren 28, 30, 34 und 36 zu. Die Elemente 23, 25, 29, 31, 35, 37 dienen der Biasstromgenerierung abhängig von U2. Der Transistor 15 greift hier in dieser Implementation direkt in den Komparator ein und schaltet via Transistor 27 das Gate von Transistor 10.To ensure the proper functioning of the comparators under all operating conditions it is necessary that the transistors 26 and 27 always supplied with bias current. To achieve this, the bias current sources were each made double. If the voltage source U1 is present, by means of the resistor 22 and the transistor 24 generates a reference current. This current is then also impressed on all transistors having the same gate and source nodes. This applies to the transistors 28 . 30 . 34 and 36 to. The Elements 23 . 25 . 29 . 31 . 35 . 37 serve the bias current generation depending on U2. The transistor 15 In this implementation, you can directly access the comparator and switch via transistor 27 the gate of transistor 10 ,

Die Transistoren 32 bis 37 haben dieselbe Funktionsweise bezogen auf die Speisung von U2.The transistors 32 to 37 have the same functionality with respect to the supply of U2.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen wurden jeweils zwei alternative Spannungsquellen vorgesehen. Selbstverständlich ist dieses Konzept auch auf mehr als zwei Spannungsquellen ausdehnbar. Dazu sind weitere Mittel zum leitenden Verbinden eines zusätzlichen Versorgungsspannungsanschlusses mit dem gemeinsamen Lastanschluss vorzusehen.In the embodiments shown were each provided two alternative voltage sources. Of course it is This concept can also be extended to more than two voltage sources. These are further means for conducting an additional connection Supply voltage connection with the common load connection provided.

11
Erster Versorgungsspannungsanschlussfirst Supply voltage connection
22
Zweiter Versorgungsspannungsanschlusssecond Supply voltage connection
3,43.4
Mittel zum leitenden Verbinden eines Versormedium for conducting a supply connection
gungsspannungsanschlusses mit einem gemeinsasupply voltage terminal with a common
men Lastanschlussmen load connection
55
Lastload
66
Erste SpannungsquelleFirst voltage source
77
Zweite SpannungsquelleSecond voltage source
8,98.9
Komparatorencomparators
10,1110.11
Schalterswitch
1212
Lastanschlussload connection
13,1413.14
Spannungsquellenvoltage sources
15,16,19,2015,16,19,20
Transistorentransistors
17,1817.18
Stromquellenpower sources
22, 2322 23
Widerständeresistors
24 bis 3724 to 37
Transistorentransistors
t1,t2,t3t1, t2, t3
Zeitpunktetimings
D1, D2D1, D2
Diodendiodes
U1U1
Spannung am ersten Versorgungsspannungsantension at the first supply voltage
schlussEnough
U2U2
Spannung am zweiten Versorgungsspannungsantension at the second supply voltage
schlussEnough
ULUL
Spannung am Lastanschluss 12 Voltage at the load connection 12
UG10UG10
Steuerspannung am Ausgang des Komparators 8 Control voltage at the output of the comparator 8th
UG11UG11
Steuerspannung am Ausgang des Komparators 9 Control voltage at the output of the comparator 9

Claims (6)

Schaltungsanordnung zur alternativen Spannungsversorgung einer Last (5) aus mindestens zwei mit Versorgungsspannungsanschlüssen (1, 2) verbundenen Spannungsquellen (6, 7), wobei je Spannungsversorgungsanschluss (1, 2) Mittel (3, 4) zum leitenden Verbinden des Versorgungsspannungsanschlusses (1, 2) mit einem gemeinsamen Lastanschluss (12) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3, 4) jeweils dazu eingerichtet sind, eine niederohmige Verbindung herzustellen, wenn die Differenz zwischen der Spannung (U1, U2) an dem Versorgungsspannungsanschluss (1, 2) und der Spannung (UL) an dem Lastanschluss (12) einen Schwellwert überschreitet.Circuit arrangement for the alternative power supply of a load ( 5 ) from at least two with supply voltage terminals ( 1 . 2 ) connected voltage sources ( 6 . 7 ), each power supply connection ( 1 . 2 ) Medium ( 3 . 4 ) for conducting connection of the supply voltage connection ( 1 . 2 ) with a common load connection ( 12 ), characterized in that the means ( 3 . 4 ) are each adapted to establish a low-resistance connection when the difference between the voltage (U1, U2) at the supply voltage terminal ( 1 . 2 ) and the voltage (UL) at the load terminal ( 12 ) exceeds a threshold. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3, 4) einen Komparator (8, 9) und einen Schalttransistor (10, 11) umfassen, wobei der Steueranschluss des Schalttransistors (10, 11) mit einem Ausgang des Komparators (8, 9) verbunden ist.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the means ( 3 . 4 ) a comparator ( 8th . 9 ) and a switching transistor ( 10 . 11 ), wherein the control terminal of the switching transistor ( 10 . 11 ) with an output of the comparator ( 8th . 9 ) connected is. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der Eingänge des Komparators (8, 9) Mittel (13, 14) zur Erzeugung eines Spannungs-Offsets vorgesehen sind, wobei der Spannungs-Offset auf den maximal zu erwarteneden Offset des Komparators (8, 9) abgestimmt ist.Circuit arrangement according to Claim 2, characterized in that at one of the inputs of the comparator ( 8th . 9 ) Medium ( 13 . 14 ) are provided for generating a voltage offset, wherein the voltage offset to the maximum expected offset of the comparator ( 8th . 9 ) is tuned. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Steueranschluss des Schalttransistors (10, 11) Mittel verbunden sind, die von der Spannung (U2, U1) an einem anderen Versorgungsspannungsanschluss (11, 10) angesteuert sind zur zusätzlichen Ansteue rung des Steueranschlusses, wenn die Differenz der Spannungen (U1, U2) an den Versorgungsspannungsanschlüssen (1, 2) einen Schwellwert überschreitet.Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that with the control terminal of the switching transistor ( 10 . 11 ) Means are connected to the voltage (U2, U1) at another supply voltage terminal ( 11 . 10 ) are actuated for additional control of the control terminal when the difference between the voltages (U1, U2) at the supply voltage terminals ( 1 . 2 ) exceeds a threshold. Verfahren zum alternativen Verbinden von Versorgungsspannungsanschlüssen (1, 2) mit einem gemeinsamen Lastanschluss (12), aufweisend die Schritte: a) Verbinden eines Versorgungsspannungsanschlusses (1, 2) mit einem Lastanschluss (12), wenn die Spannung an einem Versorgungsspannungsanschluss (1, 2) höher ist als die Spannung (UL) an dem Lastanschluss (12), b) Trennen eines bisher mit dem Lastanschluss (12) verbundenen Versorgungsspannungsanschluss (2, 1) von dem Lastanschluss (12) als Reaktion auf das Verbinden im Schritt a).Method for alternately connecting supply voltage connections ( 1 . 2 ) with a common load connection ( 12 ), comprising the steps of: a) connecting a supply voltage connection ( 1 . 2 ) with a load connection ( 12 ), if the Voltage at a supply voltage connection ( 1 . 2 ) is higher than the voltage (UL) at the load terminal ( 12 ), b) Disconnecting a previously with the load connection ( 12 ) supply voltage connection ( 2 . 1 ) from the load terminal ( 12 ) in response to the joining in step a). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennen im Schritt b) als Reaktion auf die Erhöhung der Spannung (UL) am Lastanschluss (12) ausgeführt wird.A method according to claim 5, characterized in that the disconnection in step b) in response to the increase of the voltage (UL) at the load terminal ( 12 ) is performed.
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