DE102007062777A1 - Verfahren und System zum Bereitstellen eines Überlast- und Kurzschluss-Schutzes für einen getakteten Netzteil - Google Patents

Verfahren und System zum Bereitstellen eines Überlast- und Kurzschluss-Schutzes für einen getakteten Netzteil Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zum Bereitstellen eines Überlast- und Kurzschluss-Schutzes für einen getakteten Netzteil (SMPS) beruht auf dem Abtasten einer Temperaturänderungsrate für eine Komponente des SMPS und auf der Anwendung eines Schutzschemas, falls die Temperaturänderungsrate eine Temperaturänderungs-Sollrate überschreitet. Die Anwendung des Schemas kann das permanente oder temporäre Abschalten der Komponente umfassen.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Systeme zum Bereitstellen eines Schutzes gegen Überlast, Kurzschluss und anderes für getaktete Netzteile (SMPS) und andere Schaltkreiskonfigurationen.
  • 2. Stand der Technik
  • Getaktete Netzteile (SMPS) werden in einer beliebigen Anzahl von Einsatzfällen und Umgebungen allgemein eingesetzt, um die Leistungsverteilung zu einer oder mehreren Lasten zu ermöglichen. Ein SMPS kann, beispielsweise zum Regulieren und/oder Verteilen von Leistung auf andere Weise von einem Eingang zu einem Ausgang konfiguriert sein, wie zur Leistungsversorgung einer Last, die an den Ausgang angeschlossen ist. Eine Komponente, wie ein Transistor oder ein anderer Schalter, ohne darauf beschränkt zu sein, kann mit anderen in den SMPS inkludierten Komponenten betrieben werden, um die SMPS-Leistungsverteilung zu regeln. Eine Steuer-Methodologie beruht darauf, die Komponente entsprechend einem gewünschten Taktverhältnis ein- und auszuschalten. Diese „Schalt"-Operation ermöglicht, zusammen mit Filtern und anderen Komponenten des SMPS, die gesteuerte Regelung und Verteilung von Leistung von einem Eingang zu einem Ausgang.
  • In einigen Fällen kann eine Überlast- oder Kurzschluss-Kondition bewirken, dass der SMPS oberhalb seiner Soll-Leistungsfähigkeit operiert. Einige SMPS können einen Stromsensor aufweisen, um den Stromverbrauch zu überwachen. Ein Controller kann den Stromsensor überwachen und den SMPS abschalten, falls der abgetastete Strom einen Soll-Stromschwellwert überschreitet, um den SMPS gegen einen Schaden zu schützen. Einige SMPS können zum Überwachen der SMPS-Temperatur einen Temperatursensor aufweisen. Der Controller kann den Temperatursensor überwachen und den SMPS abschalten, falls die überwachte Temperatur einen Temperatur-Soll-Schwellwert überschreitet, um den SMPS gegen Übertemperatur-Konditionen zu schützen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird speziell in den anhängigen Patentansprüchen herausgestellt. Jedoch erschließen sich andere Merkmale der vorliegenden Erfindung, und lässt sich die vorliegende Erfindung am besten verstehen, unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung, und zwar in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen:
  • 1 ein System zum Bereitstellen eines Schutzes für einen getakteten Netzteil (SMPS) illustriert, und zwar entsprechend eines nicht beschränkenden Aspektes der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Anwenden eines Schutzschemas illustriert, entsprechend eines nicht beschränkenden Aspektes der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Anwenden eines auf einer durchschnittlichen Temperatur basierenden Schutzschemas illustriert, entsprechend eines nicht beschränkenden Aspektes der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen)
  • 1 illustriert ein System 10 zum Bereitstellen eines Schutzes für einen getakteten Netzteil (SMPS) 12 entsprechend eines nicht beschränkenden Aspektes der vorliegenden Erfindung. Das System 10 kann vorteilhaft sein zum Schutz des SMPS 12 gegen Überlast, Kurzschluss, und andere gefährliche Betriebskonditionen. Das System 10 kann einen Temperatursensor 14 aufweisen, zum Abtasten einer Temperatur einer Komponente 16, die in den SMPS 12 inkludiert ist. Ein Controller 18 kann vorgesehen sein, um Operationen des SMPS 12 als eine Funktion der abgetasteten Temperaturen zu steuern, und, falls notwendig, als eine Funktion der ermittelten Temperaturen ein Schutzschema zu implementieren.
  • Der SMPS 12 ist diagrammartig gezeigt, um Leistung von einem Eingang 22 zu einem Ausgang 24 zu regeln. Eine Leistungsquelle (nicht gezeigt) und eine Last (nicht gezeigt) können an den Eingang 22 und den Ausgang 24 angeschlossen sein. Der SMPS 12 kann irgendeine Anzahl an Komponenten 16 und Merkmale aufweisen, um die „getakteten" Operationen zu ermöglichen, die zum Regeln der Leistungsverteilung verwendet werden. Der SMPS 12 kann konfiguriert sein zum Regeln einer Wechselstromeingabe zu einer Wechselstrom- oder Gleichstrom-Sollausgabe, und zum Regeln einer Gleichstrom-Eingabe auf eine Gleichstrom- oder Wechselstrom-Sollausgabe. Die für jede dieser unterschiedlichen Konfigurationen erforderlichen Komponenten 16 sind nicht gezeigt, da mit der vorliegenden Erfindung nicht beabsichtigt wird, auf irgendeine spezielle Konfiguration oder Operation des SMPS 12 beschränkt zu sein.
  • Der Controller 18 kann zum Überwachen des Eingangs 22 und des Ausgangs 24 des SMPS 12 konfiguriert sein, und dazu, dessen Operation als eine Funktion davon zu steuern. Dies kann es umfassen, irgendeine Anzahl an Betriebskonditionen für irgendeine Anzahl an Komponenten 16 zu steuern, die in dem SMPS 12 vorgesehen sind. Der Controller 18 kann auch dazu konfiguriert sein, die Betriebskonditionen und Parameter der Leistungsquelle und Last(en) zu überwachen, und die Operation des SMPS 12 als eine Funktion davon zu steuern. Der Controller 18 ist so gezeigt, als ob er ein separates Merkmal wäre, könnte jedoch auch in den SMPS 12 integriert oder auf andere Weise eingeordnet sein. Der Controller 18 kann programmiert oder programmierbar sein, um das Steuern und Schützen des SMPS 12 zu ermöglichen, wie dies durch die vorliegende Erfindung vorgesehen ist.
  • Es wird ein Transistor 16 gezeigt, um die Komponente zu illustrieren, die allgemein in dem SMPS 12 vorgesehen ist, um die „getakteten" Operationen zu ermöglichen, die verwendet werden, um die Leistungsverteilung zu regulieren. Bei der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, die Temperatur des Transistors 16 mit dem Temperatursensor 14 zu überwachen, und das Schutzschema als eine Funktion davon durchzuführen. Der Temperatursensor 14 kann jeglicher Temperatursensor sein, der zum Überwachen der Temperatur des Transistors 16 zweckmäßig ist. Optional kann der Temperatursensor 14 direkt an dem Transistor 16 angebracht sein, beispielsweise durch Anlöten, oder auf andere Weise durch direktes oder naheliegendes Anbringen des Sensors 14 an Lötaugen, die zum Verbinden des Transistors 16 mit einer gedruckten Leiterplatte (PCB) verwendet werden.
  • Die Temperatur eines einzelnen Transistors 16 wird überwacht und dessen Operation wird gesteuert, um als beispielsweise Zwecke einen Schutz gegen Überlast- und Kurzschluss-Konditionen zu schaffen, jedoch ohne die Absicht, den Schutzumfang und die Ausführung der vorliegenden Erfindung zu beschränken. Die vorliegende Erfindung umfasst es, Schutzschemata basierend auf der Verwendung für den SMPS 12 auszuführen, und eine Temperaturüberwachung, oder die Steuerung auch mehrerer Transistoren 16 und/oder irgendeiner Anzahl anderer Komponenten, die in dem SMPS 12 vorgesehen sein können.
  • 2 illustriert ein Flussdiagramm 30 eines Verfahrens zum Anwenden eines Schutzschemas für einen SMPS 12 oder andere Schaltkreiskonfigurationen entsprechend eines nicht beschränkenden Aspekts der vorliegenden Erfindung.
  • Das Schutzschema kann verwendet werden, um den SMPS 12 gegenüber Überlast, Kurzschluss, oder andere gefährliche Betriebskonditionen zu schützen. Wie nachstehend detaillierter erläutert wird, kann das Schutzschema ein auf einer Temperatur basierendes Schutzschema sein. Es kann als eine Funktion der Temperatur des SMPS 12 und/oder einer oder mehrerer Temperaturen einer oder mehrerer Komponenten ausgeführt, gesteuert, und eingestellt werden, die an dem SMPS 12 vorgesehen sind, wie beispielsweise dem in 1 illustrierten Transistor 16, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Ein Block 32 bezieht sich darauf, es einem Controller des SMPS 12 zu ermöglichen, die Ausführung eines Schutzschemas zu unterstützen. Dies kann es umfassen, in den Controller eine Software-Anwendung zu laden, so als ob das Schutzschema mit SMPS 12 des Ersatzteilmarktes oder mit SMPS 12 verwendet würde, die bereits in Gebrauch sind, und/oder das Programmieren des Controllers zur Zeit der Herstellung, so als ob der Controller als ein Teil eines integrierten Schaltkreises oder einer anderen den SMPS 12 aufweisenden Baugruppe vorgesehen wäre.
  • Ein Block 34 bezieht sich auf die Bestimmung einer Temperaturänderungsrate für eine an dem SMPS 12 vorgesehene Komponente. Der Controller 18 kann konfiguriert sein, um die Temperaturänderungsrate anhand von Temperaturwerten zu bestimmen, die durch einen der Komponente zugeordneten Temperatursensor 14 aufgezeichnet werden. Die Bestimmung der Temperaturänderungsrate kann es umfassen, festzustellen, ob die Temperatur zunimmt und/oder abnimmt.
  • Ein Block 36 bezieht sich darauf, zu bestimmen, ob die Temperaturänderungsrate größer ist als eine Temperaturänderungs-Sollrate. Abhängig von der Last, kann der Controller 18 programmiert sein, um akzeptable Temperaturänderungsraten zu bestimmen. Es kann beispielsweise für die Temperatur der Komponente tolerierbar sein, dass die Temperatur mit einer speziellen Rate für eine spezielle Last steigt, wenn die Last durch den SMPS 12 über eine spezielle Zeitperiode gespeist wird, und mit einer unterschiedlichen Rate, falls der SMPS 12 verwendet wird, um eine unterschiedliche Last mit Leistung zu versorgen. In ähnlicher Weise kann die Temperaturänderungs-Sollrate mit einer Solloperation der Last variieren. Der Controller 18 kann konfiguriert sein, die Temperaturänderungs-Sollrate als eine Funktion von irgendeiner dieser und anderer Betriebskonditionen des SMPS 12 und/oder der Last zu selektieren.
  • Falls die Temperaturänderungsrate niedriger ist als die Temperaturänderungs-Sollrate, kann vorausgesetzt werden, dass der SMPS 12 und/oder die Last innerhalb zulässiger Betriebsbereiche operiert bzw. operieren. Es kann dann zu dem Block 34 zurückgekehrt werden, und der Prozess kann wiederholt werden. Falls die Temperaturänderungsrate größer ist als die Temperaturänderungs-Sollrate, kann vorausgesetzt werden, dass in dem SMPS 12 und/oder bei der Last eine Überlast, ein Kurzschluss, oder eine andere nicht zulässige Kondition aufgetreten ist. Der Controller kann dann im Block 38 ein Schutzschema implementieren. Das Schutzschema kann es umfassen, die Steuerung des SMPS 12 und/oder der Last auf eine solche Weise einzustellen, dass der SMPS 12 und/oder die Last gegen Schaden geschützt wird bzw. werden.
  • Die Fähigkeit, Temperaturänderungsraten zu beurteilen und als eine Funktion davon ein passendes Schutzschema zu implementieren, ermöglicht es der vorliegenden Erfindung, Schutzschemata anzuwenden, ohne dafür Stromsensoren und/oder Temperatur-Grenz-Schwellwerte heranzuziehen. Ein Problem mit anderen, auf Temperatur basierenden Schutzschemata liegt nämlich darin, dass hierbei jeweils abzuwarten ist, bis die Temperatur einen vordefinierten Schwellwert erreicht, ehe ein Schutzschema angewandt wird, anstelle davon, die Temperatur zu überwachen und ihr zu folgen, während sie sich ändert. Diese bekannten Systeme sind nicht in der Lage, Änderungen der Temperatur einer Komponente über die Zeit zu beurteilen, und eine Schutzstrategie anzuwenden, die auf der Temperaturänderungsrate basiert ist.
  • Solche mit einem einzelnen Wert arbeitenden und auf Temperatur-Schwellwerten basierende Schutzschemata können speziell problematisch sein, wenn die Temperaturabtastung hinter der Operation des SMPS 12 nachhinkt. In einigen Fällen können zu dem Zeitpunkt, an welchem Übertemperaturkonditionen festgestellt sind, die Temperatur bereits weiterhin angestiegen sein, ehe das Schutzschema angewandt wird. Dies kann in einem Schaden für den SMPS 12 und/oder die Last resultieren, und kann speziell problematisch sein, falls die Temperatur rasch ansteigt, und den Temperatur-Sollschwellwert schnell überschreitet. Da die vorliegende Erfindung in der Lage ist, die Temperaturrate einer Änderung zu überwachen, kann sie rasche Temperaturänderungen schnell beurteilen, ehe die Temperaturen gefährliche Schwellwerte überschreiten, was es der vorliegenden Erfindung ermöglicht, Schutzschemata bereits in einer frühen Zeitperiode anzuwenden.
  • 3 illustriert ein Flussdiagramm 40 eines Verfahrens zum Durchführen eines Schutzschemas basierend auf einer Durchschnittstemperatur für einen SMPS 12 oder eine andere Schaltkreis-Konfiguration entsprechend eines nicht beschränkenden Aspektes der vorliegenden Erfindung. Das Schutzschema kann verwendet werden, um den SMPS 12 gegen Überlast, Kurzschluss, oder andere gefährliche Betriebskonditionen zu schützen. Wie nachstehend detaillierter beschrieben wird, kann das Schutzschema ein Schutzschema sein, das auf einer Durchschnittstemperatur basiert. Es kann als eine Funktion der Temperatur des SMPS 12 und/oder einer oder mehrerer Temperaturen einer oder mehrerer an dem SMPS 12 vorgesehener Komponenten ausgeführt, gesteuert und eingestellt werden, wie der des in 1 illustrierten Transistors, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Ein Block 42 bezieht sich darauf, es einem Controller eines SMPS 12 zu ermöglichen, die Anwendung eines Schutzschemas zu unterstützen. Dies kann es umfassen, den Controller mit einer Software-Anwendung zu laden, so wie dann, wenn das Schutzschema mit einem SMPS 12 vom Ersatzteilmarkt oder mit einem SMPS 12 verwendet wird, der bereits in Gebrauch ist, und/oder das Programmieren des Controllers schon zur Zeit seiner Herstellung, beispielsweise dann, falls der Controller als ein Teil eines integrierten Schaltkreises oder einer anderen, den SMPS 12 aufweisenden Baugruppe vorgesehen ist.
  • Ein Block 44 bezieht sich auf die Bestimmung einer Temperaturänderungsrate einer Durchschnittstemperatur einer an dem SMPS 12 vorgesehenen Komponente. Der Controller kann konfiguriert sein, anhand von durchschnittlichen Temperaturwerten die Temperaturänderungsrate zu bestimmen, welche Temperaturwerte durch einen der Komponente zugeordneten Temperatursensor aufgezeichnet werden. Die durchschnittliche Temperatur kann auf einer oder mehreren Temperatur-Ermittlungen von Temperaturen basieren, die über eine spezielle Zeitperiode auftreten. Der Durchschnitt dieser Aufzeichnungen kann zum Bestimmen der Temperaturänderungsrate mit einer Durchschnittstemperatur für eine nachfolgende Zeitperiode verglichen werden.
  • Die in Verbindung mit 2 beschriebene Methode erfordert insgesamt mindestens zwei Temperatur-Ermittlungen zum Bestimmen der Temperaturänderungsrate. Das Verfahren von 3 erfordert zumindest zwei Temperatur-Ermittlungen zum Bestimmen einer ersten Durchschnittstemperatur und zumindest zwei weitere Temperatur-Ermittlungen zum Bestimmen einer zweiten Durchschnittstemperatur. Die zumindest ersten und zweiten Durchschnittstemperaturen können dann benutzt werden, um die durchschnittliche Temperaturänderungsrate zu bestimmen.
  • Die durchschnittliche Temperaturänderungsrate kann vorteilhaft sein, um den Einfluss falscher Temperatur-Ermittlungen zu begrenzen. Interferenzen in dem System oder andere Unterbrechungen können bewirken, dass der Temperatursensor 14 einen fehlerhaft hohen Temperaturwert aufzeichnet. Falls beim Bestimmen der Temperaturänderungsrate dieser fehlerhafte Wert berücksichtigt wird, könnte dies zu einer nicht notwendigen Anwendung des Schutzschemas führen. Das Durchführen mehrerer Temperatur-Erfassungen über unterschiedliche Zeitperioden kann dazu beitragen, dieses Problem in Griff zu kriegen, da es unwahrscheinlich ist, dass dieselbe Interferenz über eine verlängerte Zeitperiode existent bleibt. Wenn die durchschnittliche Temperaturänderungsrate bestimmt wird, kann eine beliebige Anzahl von Temperatur-Ermittlungen erforderlich sein, um für irgendeine Anzahl unterschiedlicher Zeitperioden die Durchschnittstemperatur zu bestimmen.
  • Es können zusätzliche mathematische Manipulationen eingesetzt werden, um die zum Bestimmen der durchschnittlichen Temperaturänderungsrate verwendeten durchschnittlichen Temperaturwerte zu verfeinern. Dies kann es umfassen, von jeder Zeitperiode, für welche die Durchschnittstemperatur bestimmt wird, den höchsten und/oder niedrigsten Temperaturwert zu eliminieren. Falls beispielsweise 40 Temperatur-Auslesungen über aufeinanderfolgende Zeitperioden von jeweils 10 ms genommen werden, können die höchsten und/oder niedrigsten Auslesungen für jede Zeitperiode von 10 ms eliminiert werden. Die durchschnittliche Temperaturänderungsrate würde dann mit der Differenz bei der Temperatur der 38 Temperaturwerte für eine Zeitperiode von 10 ms korrespondieren, in Relation zu den 38 Temperaturwerten für eine nachfolgende Zeitperiode von 10 ms.
  • Ein Block 46 bezieht sich auf eine Feststellung, ob die durchschnittliche Temperaturänderungsrate größer ist als eine durchschnittliche Temperaturänderungs-Sollrate. Abhängig von der Last, kann der Controller programmiert sein, akzeptable durchschnittliche Temperaturrate zu ermitteln. Es kann beispielsweise für die Durchschnittstemperatur der Komponente 16 tolerierbar sein, mit einer speziellen Rate für eine spezielle Last anzusteigen, wenn die Last durch den SMPS 12 über eine spezielle Zeitperiode mit Leistung versorgt wird, und mit einer unterschiedlichen Rate, wenn der SMPS 12 benutzt wird, um eine unterschiedliche Last mit Leistung zu versorgen. In ähnlicher Weise kann die durchschnittliche Temperaturänderungs-Sollrate mit einer gewünschten Operation der Last variieren. Der Controller kann konfiguriert sein, die durchschnittliche Temperaturänderungs-Sollrate als eine Funktion jeglicher dieser und auch anderer Betriebskonditionen des SMPS 12 und/oder der Last zu selektieren.
  • Falls die durchschnittliche Temperaturänderungsrate geringer ist als die durchschnittliche Temperatur-Sollrate einer Änderung, kann angenommen werden, dass der SMPS 12 und/oder die Last innerhalb tolerierbarer Betriebsbereiche betrieben werden. Es kann dann zu dem Block 44 zurückgekehrt werden, und kann der Prozess wiederholt werden. Falls die durchschnittliche Temperaturänderungsrate größer ist als die Sollrate der Änderung, kann angenommen werden, dass in dem SMPS 12 und/oder bei der Last eine Überlast, ein Kurzschluss, oder eine andere nicht gewünschte Kondition aufgetreten ist. Der Controller kann dann ein Schutzschema anwenden.
  • 3 umfasst ein Abschalt-Schutzschema, das in einem Block 48 mit dem Abschalten der Komponente 16 beginnt. Das Abschalten der Komponente 16 kann es erfordern, dass der Controller die Komponente 16 zu einer Aus- oder Abschaltposition steuert, wie durch Aufschalten des Transistors und/oder vollständiges Abschalten des SMPS 12 und/oder der Last, was in jeglichem Szenario verhindern kann, dass elektrische Leistung zu der Last verteilt wird. Nach einer Zeitperiode, die basierend auf dem Typ der Last, der Operation der Last, der Temperaturrate einer Änderung, oder einer anderen Variablen durch den Controller gewählt werden kann, kann die Komponente 16 und/oder der SMPS 12 erneut gestartet werden. Die erneut gestartete Komponente kann dann den SMPS 12 in die Lage versetzen, wieder mit der Versorgung der Last zu beginnen.
  • Vor der Freigabe des Neustarts kann ein Block 50 erreicht werden und kann die Anzahl der Abschaltungen festgelegt werden. Der Controller kann es jedes Mal registrieren, wenn die Komponente 16 und/oder der SMPS 12 abgeschaltet ist, und zwar für einen Vergleich gegen eine Abschalt-Schwellwert-Anzahl. An einem Block 52 kann diese Anzahl mit einem Schwellwert verglichen werden. Falls die Anzahl größer ist als der Schwellwert, kann an einem Block 54 die Komponente 16 und/oder der SMPS 12 permanent abgeschaltet werden, und zwar für Reparaturen oder eine andere Wartung. Falls die Anzahl geringer ist als der Schwellwert, kann ein Block 56 erreicht werden und kann die Komponente 16 und/oder der SMPS 12 erneut gestartet werden. Dieser Prozess kann wiederholt werden. Falls der Fehler bestehen bleibt, d. h., falls die durchschnittliche Temperaturänderungsrate über eine ausreichende Anzahl an Testzyklen oberhalb der durchschnittlichen Temperaturänderungs-Sollrate bleibt, wird gegebenenfalls der Block 54 erreicht, um die Komponente 16 und/oder den SMPS 12 permanent abzuschalten. Optional kann die Last abgeschaltet oder gesperrt werden.
  • Die Schwellwert-Anzahl von durchgeführten Neustarts kann vorteilhaft sein, um eine fortgesetzte Operation in dem Fall zu ermöglichen, in welchem temporäre Temperaturunterbrechungen auftreten und/oder eine Operation für den Fall zu ermöglichen, dass ein temporäres Abschalten der Komponente 16 den Anlass berichtigen konnte. Optional kann die Zeit zwischen dem Abschalten und dem Neustart durch den Controller gesteuert werden, und kann diese Zeit als eine Funktion der vorhergehenden Anzahl von Abschaltungen, der durchschnittlichen Temperaturrate einer Änderung, des Typs oder der Betriebskondition der Last, und/oder irgendeiner Anzahl anderer Variablen zunehmen oder abnehmen.
  • Wie durch Obiges gestützt, bezieht sich ein nicht beschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung auf das Überwachen der Rate, mit welcher sich eine Temperatur einer an einem SMPS 12 inkludierten Komponente ändert, und auf die Anwendung eines Schutzschemas, falls sich die Temperatur mit einer unerwünschten Rate verändert. Die vorliegende Erfindung kann gegenüber gegenwärtigen Steuermethoden vorteilhaft sein, welche in den SMPS 12 eingebrachten/aus diesem austretenden Strom überwachen und/oder den Strom, der durch einen Transistor fließt, da diese Verfahren reaktiv sein können und zusätzliche Stromabtastkomponenten umfassen. Die vorliegende Erfindung kann auch gegenüber Temperatur-Schwellwert-Verfahren vorteilhaft sein, da diese Verfahren nicht in der Lage sind, zu unterschiedlichen Zeitpunkten und als eine Funktion der Geschwindigkeit, mit welcher sich die Temperatur ändert, unterschiedliche Schutzschemata anzuwenden.
  • Wie erforderlich, sind hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es ist jedoch anzumerken, dass die offenbarten Ausführungsformen nur für die Erfindung beispielhaft sind, die in unterschiedlichen und alternativen Formen verkörpert werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, sondern es können einige Merkmale übertrieben oder minimiert sein, um Details spezifischer Komponenten zu zeigen. Deshalb sind hier offenbarte, spezifische strukturelle und funktionelle Details nicht als beschränkend zu interpretieren, sondern nur als eine repräsentative Basis für die Patentansprüche und/oder als eine repräsentative Basis, um einem Durchschnittsfachmann zum unterschiedlichen Anwenden der vorliegenden Erfindung eine Lehre zu vermitteln.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Bereitstellen eines Überlast- und Kurzschluss-Schutzes für einen getakteten Netzteil (SMPS), wobei das Verfahren umfasst: periodisches Abgreifen einer Temperatur für eine in den SMPS inkludierte Komponente; Bestimmen einer Temperaturänderungsrate anhand der abgetasteten Temperaturen, wobei die Temperaturänderungsrate für die Komponente eine Rate einer Temperaturänderung anzeigt; und Anwenden eines Schutzschemas, falls die Temperaturänderungsrate größer ist als eine Temperaturänderungs-Sollrate.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Transistor ist, und dass die Anwendung des Schutzschemas es umfasst, den Transistor abzuschalten.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch eine Anwendung des Schutzschemas ohne Strom abzutasten.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung des Schutzschemas das Abschalten und Neustarten der Komponente umfasst.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung des Schutzschemas es umfasst, die Komponente permanent abzuschalten, falls die Temperaturänderungsrate nach zumindest einem Neustart nach wie vor größer ist als die Temperaturänderungs-Sollrate.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch die Anwendung des Schutzschemas, falls die Temperaturänderungsrate anzeigt, dass die Temperatur der Komponente mit einer Rate zunimmt, die höher ist als die Temperaturänderungs-Sollrate.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, weiterhin gekennzeichnet durch das Selektieren der jeweiligen Temperaturänderungs-Sollrate als eine Funktion einer an den SMPS angeschlossenen Last.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch die Bestimmung der Temperaturänderungsrate anhand von Änderungen bei Durchschnittstemperaturen, die über zumindest zwei unterschiedliche Zeitperioden auftreten.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, weiterhin gekennzeichnet durch die Eliminierung der höchsten und niedrigsten Temperatur von jeder der zumindest zwei unterschiedlichen Zeitperioden, wenn für jede Zeitperiode die Durchschnittstemperatur bestimmt wird.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 8, weiterhin gekennzeichnet durch die Eliminierung der niedrigsten Temperatur von jeder der zumindest zwei unterschiedlichen Zeitperioden, wenn für jede Zeitperiode die Durchschnittstemperatur bestimmt wird.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 8, weiterhin gekennzeichnet durch die Eliminierung der niedrigsten Temperatur von jeder der zumindest zwei unterschiedlichen Zeitperioden, wenn für jede Zeitperiode die Durchschnittstemperatur bestimmt wird.
  12. Verfahren zum Steuern eines getakteten Netzteils (SMPS), umfassend: Bestimmen einer Durchschnittstemperatur-Änderungsrate für eine Komponente des SMPS, wobei die Durchschnittstemperatur-Änderungsrate anhand von zumindest zwei Zeitperioden bestimmt wird; und Anwenden eines Schutzschemas, falls die Temperaturänderungsrate größer ist als eine Temperaturänderungs-Sollrate.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung des Schutzschemas das Abschalten der Komponente umfasst.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung des Schutzschemas das Neustarten der Komponente und das nachfolgende Abschalten der Komponente umfasst, falls die Durchschnittstemperatur-Änderungsrate oberhalb der Temperaturänderungs-Sollrate bleibt.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, weiterhin gekennzeichnet durch Verringern der Temperaturänderungs-Sollrate vor einem Neustart der Komponente.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 12, weiterhin gekennzeichnet durch die Anwendung des Schutzschemas ohne den Strom zu bestimmen.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung des Schutzschemas das Abschalten einer mit dem SMPS verbundenen Last umfasst.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 12, weiterhin gekennzeichnet durch die Eliminierung der höchsten Temperatur von jeder der zumindest zwei unterschiedlichen Zeitperioden, wenn die Durchschnittstemperatur-Änderungsrate bestimmt wird.
  19. Verfahren zum Bereitstellen eines Überlast- und Kurzschluss-Schutzes für einen getakteten Netzteil (SMPS), wobei das Verfahren umfasst: periodisches Abtasten einer Temperatur für einen in den SMPS eingegliederten schaltenden Transistor; Bestimmen einer Durchschnittstemperatur-Änderungsrate anhand multipler ermittelter Temperaturen, die über zumindest zwei Zeitperioden abgetastet werden, wobei die Durchschnittstemperatur-Änderungsrate eine Rate einer Temperaturänderung für den Transistor anzeigt; und Anwenden eines Schutzschemas, falls die Temperaturänderungsrate größer ist als eine Temperaturänderungs-Sollrate.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendung des Schutzschemas das Neustarten des Transistors und das nachfolgende Abschalten des Transistors umfasst, falls die Durchschnittstemperatur-Änderungsrate oberhalb der Temperaturänderungs-Sollrate bleibt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8504213B2 (en) * 2009-06-26 2013-08-06 General Electric Company Regulation of generating plant
KR101739550B1 (ko) * 2010-08-05 2017-05-25 페어차일드코리아반도체 주식회사 열 차단부, 이를 포함하는 스위치 제어부, 및 열 차단 보호 동작 제어 방법
DE102011076907A1 (de) 2011-06-01 2012-12-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters sowie Wechselrichter
DE102011076908A1 (de) 2011-06-01 2012-12-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters sowie Wechselrichter
US8988903B2 (en) 2012-06-11 2015-03-24 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Systems and methods for protecting a switch mode power supply
GB2504967A (en) * 2012-08-15 2014-02-19 Alan Radford Electrical supply unit with overheating protection measuring rate of change of temperature
US9052351B2 (en) * 2012-09-19 2015-06-09 Sensus Usa Inc. Method and apparatus for preventing electricity meter failure
US9130368B2 (en) * 2013-02-14 2015-09-08 Deere & Company Overload prevention system to improve intermittent load capacity of electric drive applications
DE102013010660B4 (de) * 2013-06-26 2022-01-05 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens und Kraftwagen
CN105445597B (zh) * 2014-09-04 2018-11-06 上海唐盛信息科技有限公司 一种alcn用户板故障测试方法
DE102015121194A1 (de) * 2015-12-04 2017-06-08 Infineon Technologies Ag Vorrichtung mit integriertem Schutzverlauf und Verfahren
JP6623829B2 (ja) * 2016-02-24 2019-12-25 株式会社デンソー 過熱保護装置
KR102164812B1 (ko) * 2019-07-17 2020-10-14 주식회사 부명 스마트 전기·전자제품 시험 계측기
US10917012B1 (en) * 2019-10-04 2021-02-09 Infineon Technologies Ag System and method of monitoring a switched-mode power supply
US11762447B2 (en) 2021-12-22 2023-09-19 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Power supply with boost stage to improve ride through performance

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005043882A1 (de) * 2005-09-14 2007-03-15 Siemens Ag Österreich Verfahren zum Betreiben von Schaltnetzteilen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028736A (en) * 1975-12-19 1977-06-07 Robertshaw Controls Company Motor protection circuit unit
US4955069A (en) * 1989-03-02 1990-09-04 Ionescu Adrian F A.C. power controller with short circuit and overload protection
US5063516A (en) * 1989-08-21 1991-11-05 Ford Motor Company Smart power driver system for a motor vehicle
US5600550A (en) * 1994-06-08 1997-02-04 Progressive Dynamics, Inc. Power converter for recreational vehicles and the like
JP3241279B2 (ja) * 1996-11-14 2001-12-25 株式会社日立製作所 保護機能付きスイッチ回路
JP3656412B2 (ja) * 1998-07-03 2005-06-08 株式会社日立製作所 車両用電力制御装置
DE19904575C1 (de) * 1999-02-04 2000-03-30 Siemens Ag Temperaturgeschützter Halbleiterschalter mit Temperatursensor und zusätzlichem Ladungsträger-Detektor, der eine echte Übertemperatur von einer vermeintlichen unterscheidbar macht
US6847300B2 (en) * 2001-02-02 2005-01-25 Motorola, Inc. Electric power meter including a temperature sensor and controller
JP4357762B2 (ja) 2001-03-30 2009-11-04 株式会社オートネットワーク技術研究所 車両用パワーディストリビュータ
JP3927584B2 (ja) * 2005-10-26 2007-06-13 三菱電機株式会社 自動車用動力制御装置
US7342762B2 (en) * 2005-11-10 2008-03-11 Littelfuse, Inc. Resettable circuit protection apparatus
US7607828B2 (en) * 2006-09-22 2009-10-27 Infineon Technologies Ag Methods and systems for protection from over-stress

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005043882A1 (de) * 2005-09-14 2007-03-15 Siemens Ag Österreich Verfahren zum Betreiben von Schaltnetzteilen

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