DE102006054539B3

DE102006054539B3 - Verfahren zur Erzeugung einer Niederspannungsversorgung einer elektrischen Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE102006054539B3
Application number: DE102006054539A
Authority: DE
Inventors: Dirk Aurich; Konrad Götz
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2026-11-21
Also published as: RU2009121150A; CN101542033B; US20100115317A1; RU2455406C2; EP2097574A1; CN101542033A; WO2008061875A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Niederspannungsversorgung einer elektrischen Steuereinrichtung, insbesondere einer Waschmaschinensteuerung, bei dem ein erstes Netzteil 1 mittels eines Aktivierungs-/Deaktivierungseingangs E durch Verbinden mit oder Trennen von einem Niederspannungsschaltsignal S in einen aktiven Modus oder Ruhemodus versetzt wird, wobei das Niederspannungsschaltsignal S ausgangsseitig zumindest im Ruhemodus des ersten Netzteils 1 durch ein weiteres Netzteil 3 erzeugt wird, und das Niederspannungssignal S mittels eines Niederspannungsschalters 5, 5' mit dem Aktivierungs-/Deaktivierungseingang E des Netzteils 1 verbunden oder getrennt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Niederspannungsversorgungsschaltung einer elektrischen Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Niederspannungsversorgung einer elektrischen Steuereinrichtung sowie eine Niederspannungsversorgungsschaltung einer elektrischen Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Derartige Verfahren und Versorgungsschaltungen finden beispielsweise in der Hausgerätetechnik, insbesondere zur Erzeugung der Niederspannungsversorgung einer elektrischen Steuereinrichtung von Waschmaschinen, Spülmaschinen etc., Anwendung.
Die elektrische Steuereinrichtung ist heutzutage meist in Form einer Steuerelektronik, beispielsweise als Mikroprozessor, ausgebildet.
Zur Verringerung des Energieverbrauchs weisen moderne Waschmaschinen häufig einen Ruhemodus bzw. einen sogenannten Standby-Betrieb auf, um die Leistungsverbraucher abzuschalten und ein Wiedereinschalten zu erkennen. Hierzu muss der Mikroprozessor bzw. die elektrische Steuereinrichtung auch im Standby-Betrieb weiter mit der Spannungsversorgung verbunden sein.
Nachteiligerweise ist auch bei einer derartigen Waschmaschine der Energieverbrauch im Standby-Betrieb, insbesondere bei den heutigen Forderungen nach Energieeinsparung, relativ hoch.
Aus dem Dokument DE 39 26 178 A1 ist eine Aufweck-Schaltungsanordnung für einen elektrische Einrichtungen steuernden Mikroprozessor bekannt, bei der der Mikroprozessor aus einem Ruhezustand durch ein externes Schaltsignal wieder in seinen Betriebszustand versetzbar ist, wobei das externe Steuersignal eine dem Mikroprozessor zugeordnete Aufweckschaltung betätigt.
Aus dem Dokument DE 197 55 259 A1 ist eine elektronische Schaltungsanordnung zum Beaufschlagen eines Mikroprozessors mit Weck- und Aktionssignalen bekannt, der ein externer Schalter zum Erzeugen des Wecksignals als auch zum Erzeugen von Aktionssignalen zugeordnet ist. Der externe Schalter ist über eine Steuerleitung sowohl mit dem weckfähigen Digitaleingang als auch mit dem Analogeingang des Mikroprozessors verbunden.
Aus dem Dokument DE 103 30 451 B3 ist eine Vorrichtung zum Wecken eines Steuergerätes mit einer Stromversorgungsschaltung bekannt, durch die das Steuergerät von einem Ruhezustand in einen Normalbetriebszustand versetzt werden kann. Ein Weckmittel weist dabei mehrere zueinander parallel geschaltete Bedienschalter auf, welche bei Betätigung die Stromversorgungsschaltung des Steuergerätes durchschalten.
Aus dem Dokument DE 20 2004 001 621 U1 ist eine Aufweck-Schaltungsanordnung für eine Recheneinheit bekannt, wobei die Recheneinheit in einen Schlafzustand und in einen Betriebszustand versetzbar ist. Die Schaltungsanordnung weist mehrere Eingänge auf, die jeweils mit einem nichtweckfähigen Analogeingang der Recheneinheit verbunden sind. Des weiteren weist die Schaltungsanordnung einen Ausgang auf, der mit einem weckfähigen Eingang der Recheneinheit verbunden ist, und über den ein Wecksignal abhängig von einer Signaländerung und/oder einer Impedanzänderung an zumindest einem der Eingänge der Schaltungsanordnung abgegeben wird.
Aus dem Dokument DE 197 32 675 C2 eine Schaltung zum bedarfsgerechten Ein- und Ausschalten von Verbrauchern, die mit einem Datenbus gekoppelt sind, bekannt geworden, bei der eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die den Verbraucher mit einer vom Datenbus unabhängigen Spannungsquelle verbinden oder trennen kann. Das Ausschalten des Verbrauchers wird durch ein Rücksetzsignal ausgelöst, das entweder von außen anlegbar ist oder vom Verbraucher selbst ausgegeben wird. Des weiteren ist ein Sensor vorgesehen, mit dem Signalaktivität auf dem Datenbus erkannt und von dem ein entsprechendes Signal ausgegeben wird, durch das die Schaltvorrichtung den Verbraucher mit der Spannungsquelle verbindet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung einer Niederspannungsversorgung einer elektrischen Steuereinrichtung sowie eine Niederspannungsversorgungsschaltung einer elektrischen Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen, welche den Energieverbrauch weiter vermindern und dennoch den hohen Ansprüchen an die Funktionalität und den Bedienkomfort genügen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erzeugung einer Niederspannungsversorgung einer elektrischen Steuereinrichtung mit den Merkmalen des An spruchs 1 sowie durch eine Niederspannungsversorgungsschaltung einer elektrischen Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst.
Durch die Verwendung eines ersten Netzteils, insbesondere eines Schaltnetzteils mit einem Aktivierungs-/Deaktivierungseingang bzw. einem sogenannten enable/disable-Eingang kann das erste Netzteil, beispielsweise durch ein Abschalten der Taktung deaktiviert werden, so dass in einen solchen Standby-Betrieb der Ruhestrombedarf sehr gering oder nahezu Null ist. Erfindungsgemäß wird hierzu der Aktivierungs-/Deaktivierungseingang mittels eines Niederspannungsschalters mit einem ein Niederspannungsschaltsignal führenden Niederspannungsausgang eines weiteren (Standby-)Netzteils verbunden oder von diesem getrennt. Hierdurch ist gewährleistet, dass das erste Netzteil bei Bedarf in einen Ruhemodus mit verringerter Energieaufnahme übergeht und aus diesem von einem Bediener in einen normalen (aktiven) Arbeitsmodus aktiviert werden kann, ohne dass der Bedienkomfort oder die Funktionalität hierunter leidet.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das weitere Netzteil als Kondensatornetzteil ausgebildet, so dass die Energieaufnahme im Standby-Betrieb durch dessen geringere Leistungsaufnahme weiter verringert werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Niederspannungsschalter, welcher vorzugsweise von einer Bedienperson manuell bedient wird, als eine Position, insbesondere Drehwahlposition, eines Programmwählers ausgebildet bzw. in diesen integriert sein. Ein solcher Programmwähler ist zudem zur Steuerung weiterer Funktionen in vielen Geräten bereits vorhanden. Beispielsweise ist es denkbar, den Niederspannungsschalter in Form einer Kontaktbrücke in einer bestimmten Wählposition eines Carbon-Druck-Wählers zu realisieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 ein schematisches Schaltbild einer Niederspannungsversorgungsschaltung einer elektrischen Steuereinrichtung nach der Erfindung und
2 eine schematische Darstellung eines Programmdrehwählers mit einem Niederspannungsschalter in Form einer Kontaktbrücke.
Wie aus 1 ersichtlich, weist die erfindungsgemäße Niederspannungsversorgungsschaltung ein Netzteil, insbesondere ein Schaltnetzteil 1 auf, welches primärseitig an einem üblichen Stromnetz mit Phase L und Nullleiter N angeschlossen ist. Ausgangsseitig dient dieses Schaltnetzteil 1 der Versorgung einer nicht näher dargestellten elektrischen Steuereinrichtung, beispielsweise eines Mikroprozessors oder Mikrocontrollers, eines elektrischen Verbrauches, beispielsweise eines Haushaltsgerätes wie einer Waschmaschine, einer Geschirrspülmaschine, eines Wäschetrockners, etc. Um in einem nicht aktiven, also außerhalb des normalen Arbeitsmodus bzw. des Betriebsmodus der Steuereinrichtung einen Energie sparenden Ruhemodus bzw. Standby-Betrieb zu ermöglichen, weist in der erfindungsgemäßen Schaltung das Schaltnetzteil 1 einen Aktivierungs-/Deaktivierungseingang E bzw. einen enable/disable-Eingang auf, welcher über einen Niederspannungsschalter 5 mit einem weiteren Netzteil, insbesondere einem Kondensatornetzteil 3 verbunden ist. Dieses Kondensatornetzteil erzeugt an seinem Ausgang A ein Niederspannungsschaltsignal S, welches bei geschlossener Stellung des Schalters 5 somit am Eingang E des Schaltnetzteils 1 anliegt. Durch das Anliegen des Schaltsignals S an dem Eingang E kann das Schaltnetzteil 1 in einen aktiven Modus, also normalen Arbeitsbetrieb bzw. durch Trennen des Schaltsignals von dem Eingang E in einen inaktiven Modus geschalten werden. Das Aktivieren bzw. Deaktivieren des Schaltnetzteils 1 wird hierbei beispielsweise durch Aktivierung bzw. Deaktivierung der für ein solches Schaltnetzteil 1 üblichen Taktung erreicht, so dass bei einer Deaktivierung der Taktung oder anderer Einrichtung des Schaltnetzteils 1 ein sehr geringer Ruhestrombedarf von nahezu Null ermöglicht wird. Soll nun das Schaltnetzteil 1 aktiviert werden, genügt es, den Schalter 5 zu schließen, so dass das Schaltsignal S, welches von dem weiteren energiearmen Netzteil 3 erzeugt wird, am Eingang E des Schaltnetzteils 1 anliegt.
Da für das Schaltsignal S keine hohe Leistung erforderlich ist, kann als Netzteil 3 mit niedrigem Energieverbrauch insbesondere ein Kondensatornetzteil verwendet werden, welches eine sehr geringe Energieaufnahme besitzt und somit den Gesamtenergiebedarf der Schaltung im aktiven Modus des Schaltnetzteils 1 nur unmerklich bzw. unwesentlich erhöht. Dagegen ist die Einsparung im Standby-Betrieb bzw. Ruhemodusbetrieb gegenüber herkömmlichen Schaltungen, beispielsweise Waschmaschinensteuerungsschaltungen, erheblich, da nunmehr ein Ruhestrombedarf von nahezu Null besteht. Dagegen weisen herkömmliche Standby-Schaltungen einen erheblich höheren Ruhestrombedarf auf, da beispielsweise für eine Waschmaschinensteuerung im Standby-Betrieb üblicherweise die Steuerelektronik, wie beispielsweise ein Mikroprozessor, zur (Ab-) Schaltung von Trennrelais oder Hochleistungsverbrauchern und/oder um ein Wiedereinschalten zu erkennen, weiter mit Strom versorgt wird.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, das weitere Netzteil 3 nur für die Zeit zu aktivieren, in welcher ein Schaltsignal S zur Verfügung stehen soll.
Zudem ist es denkbar, dass der Eingang E invertiert ist, d.h., dass bei Anliegen eines Schaltsignals das Schaltnetzteil deaktiviert und durch ein Trennen des Schaltsignals S vom Eingang E das Schaltnetzteil aktiviert wird.
Wie aus 2 ersichtlich, kann der Niederspannungsschalter 5 nach 1 als Kontaktbrücke 5' eines Programmdrehwählers 6 ausgebildet sein, wobei die Kontaktbrücke 5' in bestimmter Position des Programmdrehwahlknopfes um seine senkrecht zur Zeichenebene stehende Drehachse D entsprechend in Position gebracht leitend überbrückt wird bzw. geschlossen wird. Des Weiteren sind in 2 weitere Kontaktbrücken zwischen auf einer Innenbahn liegenden Kontaktflächen 7 und auf einer hierzu äußeren Bahn liegenden Kontaktflächen 9 dargestellt, welche je nach Drehposition um die Achse D eines Programmdrehwahlknopfes von einem Bediener eingestellt und damit geschlossen bzw. betätigt werden können.
Hierbei ist es denkbar, die Kontaktbrücke 5' zusätzlich zu einer bereits vorhandenen Position bzw. wenigstens einer weiteren Kontaktbrücke oder als zusätzliche Einzelposition zu realisieren. Weiterhin ist es denkbar, den Schalter 5 bzw. die Kontaktbrücke 5' nur zu einer kurzzeitigen Versorgung des Eingangs E mit dem Schaltsignal S zu verwenden und nach Aktivierung den Kontakt 5' bzw. den Schalter 5 wieder zu öffnen. Hierzu kann der Eingang E mit einer selbsthemmenden Schaltung, wie beispielsweise mittels eines Flip-Flops geschalten sein, wobei ein Abschalten durch ein erneutes Schließen des Kontaktes und/oder Verbinden des Schaltsignals mit einem weiteren Eingang des Schaltnetzteiles 1 bzw. einer vorgeschalteten Eingangsschaltung realisiert sein kann.
Durch die vorstehend geschilderte Schaltung bzw. das hierdurch realisierte Verfahren, ist es vorteilhafterweise möglich, einen niedrigen Standby-Verbrauch zu realisieren, ohne dass hierfür, wie sonst üblich, ein besonderer Mikrocontroller notwendig ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist, wie am Beispiel der erfindungsgemäßen Schaltung gezeigt, auch kostengünstig zu realisieren, so dass der Vorteil der Verringerung von Verbrauchskosten gegenüber einer relativ geringen Erhöhung der Herstellungskosten überwiegt.

1: Schaltnetzteil
3: Kondensatornetzteil
5: Niederspannungsschalter
5': Kontaktbrücke
6: Programmdrehwähler
7: Kontaktflächen
9: Kontaktflächen
L: Phase
N: Nullleiter
V: Niederspannung (Pluspol)
0: Masse (Minuspol)
A: Ausgang
D: Drehachse
E: Eingang
S: Niederspannungsschaltsignal

Claims

Verfahren zur Erzeugung einer Niederspannungsversorgung einer elektrischen Steuereinrichtung, insbesondere einer Waschmaschinensteuerung, bei dem ein erstes Netzteil (1) mittels eines Aktivierungs-/Deaktivierungseingang (E) durch Verbinden mit oder Trennen von einem Niederspannungsschaltsignal (S) in einen aktiven Modus oder Ruhemodus versetzt wird, wobei das Niederspannungsschaltsignal (S) ausgangsseitig zumindest im Ruhemodus des ersten Netzteils (1) durch ein weiteres Netzteil (3) erzeugt wird, und das Niederspannungssignal (S) mittels eines Niederspannungsschalters (5, 5') mit dem Aktivierungs-/Deaktivierungseingang (E) des Netzteils (1) verbunden oder getrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederspannungsschaltsignal (S) durch ein Kondensatornetzteil (3) erzeugt wird.
Niederspannungsversorgungsschaltung einer elektrischen Steuereinrichtung, insbesondere einer Waschmaschinensteuerung, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem ersten Netzteil (1), welches mittels eines Aktivierungs-/Deaktivierungseingangs (E) durch Verbinden mit oder Trennen von einem Niederspannungsschaltsignal (S) in einen aktiven Modus oder Ruhemodus versetzt werden kann, wobei die Versorgungsschaltung zur Erzeugung des Niederspannungsschaltsignals (S) ein weiteres Netzteil (3) aufweist, welches zumindest im Ruhemodus des ersten Netzteils (1) ein Niederspannungssignal (S) erzeugt und die Versorgungsschaltung einen Niederspannungsschalter (5, 5') aufweist, welcher einen Niederspannungsausgang (A) des weiteren Netzteils (3) mit dem Aktivierungs-/Deaktivierungseingang (E) des ersten Netzteils (1) verbindet oder von diesem trennt.
Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Netzteil (3) als Kondensatornetzteil ausgebildet ist.
Schaltung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederspannungsschalter (5) als eine Position eines Programmwählers (6) ausgebildet ist.
Haushaltsgerät mit einer Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2.