DE102005019116A1 - Spannungsquelle für elektronische Geräte - Google Patents

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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Abstract

Bei einer Spannungsquelle für elektronische Geräte ist vorgesehen, dass eine Batterie mit einem Gleichspannungswandler elektrisch verbunden und zu einer Baueinheit zusammengefasst ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spannungsquelle für elektronische Geräte.
  • Elektronische Geräte, wie beispielsweise Steuergeräte in Kraftfahrzeugen, oder Teile davon sind auch bei Abschalten einer von außen zugeführten Betriebsspannung häufig noch in Betrieb zu halten. Dazu ist eine Batterie erforderlich, die meist als Primärzelle ausgebildet ist und zuverlässig und möglichst lange Betriebsspannung liefern soll. Eine derartige Batterie, insbesondere eine Lithium-Batterie, weist eine Betriebsspannung auf, die je nach Entladezustand wesentlich höher liegen kann als es für den Betrieb des elektronischen Gerätes, insbesondere eines Prozessorkerns, erforderlich ist. Dadurch wird der Batterie wesentlich mehr Strom als nötig entnommen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spannungsquelle für elektronische Geräte anzugeben, welche die in der Batterie gespeicherte Energie besser ausnutzt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Batterie mit einem Gleichspannungswandler elektrisch verbunden und zu einer Baueinheit zusammengefasst ist.
  • Die erfindungsgemäße Spannungsquelle hat den Vorteil, dass das versorgte Gerät nur die jeweils erforderliche Spannung erhält und dementsprechend wenig Strom aufnimmt. Spezielle Maßnahmen an dem zu versorgenden Gerät sind dazu nicht erforderlich. Die erfindungsgemäße Spannungsquelle kann anstelle der herkömmlichen Spannungsquellen ohne weiteres verwendet werden, was zu erhöhter Sicherheit und einfacherer Handhabung bei Montage und Service beiträgt. Außerdem erleichtert die Erfindung die Zulassung im Explosionsschutzbereich nach EN 50021.
  • Beträgt beispielsweise die Spannung einer Lithiumzelle 3,6 V und wird für einen Prozessorkern 1,8 V benötigt, so ergibt sich praktisch eine Verdoppelung der Betriebsdauer. Die Erfindung ist sowohl für Primär- als auch für Sekundär-Elemente geeignet. Im Falle von Sekundär-Elementen kann der Gleichspannungswandler zur Laderegelung benutzt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannungsquelle besteht darin, dass die Batterie und der Gleichspannungswandler gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet sind.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannungsquelle besteht darin, dass die Batterie und der Gleichspannungswandler gemeinsam von einer Kunststoffhülle umschlossen sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Kunststoffhülle von einem durch Zuführung von Wärme schrumpfenden Material gebildet ist. Damit sind eine preiswerte Herstellbarkeit und ein guter Schutz vor Umwelteinflüssen gegeben.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannungsquelle besteht darin, dass der Gleichspannungswandler sekundärseitig mit einer aus der Baugruppe herausführenden Steckverbindung verbunden ist. Im einfachsten Fall kann die Steckverbindung zweipolig ausgeführt sein. Für zusätzliche Funktionen, wie beispielsweise Ein- und/oder Ausschalten des Primär- oder Sekundär-Systems durch die angeschlossene Schaltung, kann die Steckverbindung auch erweitert werden.
  • Eine preiswerte Herstellung und ein kompakter Aufbau der erfindungsgemäßen Spannungsquelle kann dadurch erzielt werden, dass der Gleichspannungswandler von einer mit Bauteilen versehenen Leiterplatte gebildet ist, die auf einer Seite der Batterie aufliegt. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem Gleichspannungswandler und der Batterie eine Isolierschicht angeordnet ist.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Baueinheit mindestens eine weitere Schaltung umfasst. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die mindestens eine weitere Schaltung eine Schutzschaltung ist. Eine solche Schutzschaltung kann beispielsweise zur Strombegrenzung dienen.
    •
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben.
  • Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel mit einer runden Batteriezelle 1 und einem Gleichspannungswandler 2, der in an sich bekannter Weise aus auf einer Leiterplatte 3 angeordneten Bauelementen besteht. Die Erfindung ist auch für andere Formen von Batterien geeignet. Zwischen der Leiterplatte 3 und der Batteriezelle 1 ist ein isolierender Kunststoffträger 4 vorgesehen. Leitungen 5, 6 verbinden den Gleichspannungswandler 2 mit den Anschlüssen der Batteriezelle 1 primärseitig, während sekundärseitig eine mehrpolige Steckverbindung 7 an den Gleichspannungswandler 2 angeschlossen ist. Ein Schrumpfschlauch 8 hält die Spannungsquelle zusammen und bietet einen Schutz vor Umwelteinflüssen.
    • 1
    Batteriezelle
    2
    Gleichspannungswandler
    3
    Leiterplatte
    4
    Kunststoffträger
    5
    Leitung
    6
    Leitung
    7
    Steckverbindung
    8
    Schrumpfschlauch

Claims (9)

  1. Spannungsquelle für elektronische Geräte, dadurch gekennzeichnet, dass eine Batterie (1) mit einem Gleichspannungswandler (2) elektrisch verbunden und zu einer Baueinheit zusammengefasst ist.
  2. Spannungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (1) und der Gleichspannungswandler (2) gemeinsam in einem Gehäuse (8) angeordnet sind.
  3. Spannungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (1) und der Gleichspannungswandler (2) gemeinsam von einer Kunststoffhülle (8) umschlossen sind.
  4. Spannungsquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhülle (8) von einem durch Zuführung von Wärme schrumpfenden Material gebildet ist.
  5. Spannungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (2) sekundärseitig mit einer aus der Baugruppe herausführenden Steckverbindung (7) verbunden ist.
  6. Spannungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (2) von einer mit Bauteilen versehenen Leiterplatte (3) gebildet ist, die auf einer Seite der Batterie (1) aufliegt.
  7. Spannungsquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gleichspannungswandler (2) und der Batterie (1) eine Isolierschicht (4) angeordnet ist.
  8. Spannungsquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit mindestens eine weitere Schaltung umfasst.
  9. Spannungsquelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine weitere Schaltung eine Schutzschaltung ist.
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