DE102008013243B4

DE102008013243B4 - Elektrische Schaltungsanordnung, insbesondere eine Aufweckschaltung

Info

Publication number: DE102008013243B4
Application number: DE102008013243.8A
Authority: DE
Inventors: Volker Uebele; Ellen Heidler; Christophe Teiwes-Morin; Ingo Raber
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2008-03-08
Filing date: 2008-03-08
Publication date: 2022-07-21
Anticipated expiration: 2028-03-09
Also published as: DE102008013243A1

Abstract

Elektrische Schaltungsanordnung, die gesteuert von einer Eingangsgröße ein Aufwecksignal für nachgeordnete elektronische Baugruppen an einem Ausgang (5) erzeugt, wobei als Eingangsgröße die Anstiegsflanke und die Abstiegsflanke einer elektrischen Spannung heranziehbar ist, wobei eine erste Funktionsgruppe (1) der Schaltungsanordnung aus der Anstiegsflanke eine Schaltspannung für einen Schalttransistor (4) und eine zweite der ersten parallel geschaltete Funktionsgruppe (3) aus der Abstiegsflanke eine Schaltspannung für den Schalttransistor (4) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Funktionsgruppe (2) aus einem Transistor (33) besteht, dessen Kollektor an den Schaltungspunkt (25) geführt ist, dessen Emitter über einen Kondensator (34) an Masse und über einen Widerstand (32) an die Basis und dessen Basis über einen Widerstand (31) an die Eingangsklemme (23) für die Eingangsgröße geschaltet ist, wobei ein weiterer Widerstand (30) von der Eingangsklemme (23) für die Eingangsgröße nach Masse geführt ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungsanordnung, die gesteuert von einer Eingangsgröße als sogenannte Aufweckschaltung für nachgeordnete elektronische Baugruppen dient, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Die DE 199 17 819 A1 offenbart eine Schaltungsanordnung zum Erfassen von Schaltzuständen von wenigstens einem Betätigungsmittel, insbesondere Schalter zur Aktivierung einer Kraftfahrzeugelektronik, wobei die Schaltungsanordnung ein Wake-up-Signal erzeugt, wenn wenigstens ein Betätigungsmittel von einem ersten definierten Schaltzustand in einen zweiten definierten Schaltzustand übergeht, wobei die Schaltungsanordnung so ausgebildet ist, dass sie das Wake-up-Signal auch bei einem Übergang des zweiten Schaltzustandes in den ersten Schaltzustand erzeugt.
Es ist beispielsweise aus der EP 0 451 060 B1 bekannt, dass die Spannungsversorgung eines Mikroprozessors für eine ferngesteuerte interaktive Identifizierung bei Kraftfahrzeugen mit einer solchen Aufweckschaltung initiiert wird. Da für viele Anwendungsfälle der Stromverbrauch einer Baugruppe möglichst gering gehalten werden soll, ist es oft erforderlich, dass die Baugruppe sich nicht dauerhaft im aktiven Zustand befindet, sondern erst mit einem sogenannten Aufwecksignal in den aktiven Zustand versetzt wird.
Beim zuvor genannten Stand der Technik werden dazu durch eine Reihe von über die Fernsteuerung empfangener Impulse der Pegel eines Steuersignals inkrementell erhöht und beim Überschreiten eines Schwellwertes wird dann das Aufwecksignal (wake) erzeugt, das den Mikroprozessor aktiviert.
Darstellung der Erfindung
Es kann als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, dass elektrische Baugruppen auf einfache Weise durch einen Zustandswechsel einer elektrischen Eingangsgröße bei einer möglichst geringen zusätzlichen Stromaufnahme reagieren oder aktiviert werden sollen.
Gemäß der Erfindung soll eine elektrische Schaltungsanordnung gesteuert von einer Eingangsgröße ein Aufwecksignal für nachgeordnete elektronische Baugruppen erzeugen und in vorteilhafter Weise soll als Eingangsgröße die Anstiegsflanke und die Abstiegsflanke einer elektrischen Spannung als Eingangsgröße herangezogen werden. Dies ist insbesondere bei diversen elektrischen Systemen im automotiven Bereich vorteilhaft anwendbar, wenn beispielsweise bei der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltungsanordnung die Eingangsgröße die Spannung einer Autobatterie eines Kraftfahrzeuges ist und die elektrische Baugruppe Teil einer elektronischen Steuer- und Regelvorrichtung in einem Kraftfahrzeug ist.
Gemäß der Erfindung wird mit einer ersten Funktionsgruppe der Schaltungsanordnung aus der Anstiegsflanke eine Schaltspannung für einen Schalttransistor und mit einer Zweiten, der ersten parallel geschalteten Funktionsgruppe aus der Abstiegsflanke eine Schaltspannung für den Schalttransistor bereitgestellt.
Es werden mit der Erfindung somit zwei elektrische Analogschaltkreise als Funktionsgruppen vorgeschlagen, die derart zusammenwirken, dass diese zur Erzeugung eines Aufwecksignals, ein sogenanntes wake-Signal, benutzt werden, um ein oder mehrere sekundäre oder übergeordnete Baugruppen oder Systeme zu triggern, d. h. zu wecken bzw. zu aktivieren. Es werden hierbei somit der Zustand und insbesondere die Zustandswechsel der Eingangsgröße an einer Eingangsklemme erfasst, wobei in einem eingeschalteten Zustand an den Eingangsklemmen eine Spannungsquelle angeschlossen ist und in einem anderen Zustand diese Eingangsklemme hochohmig ist und dabei im hochohmigen Zustand kein Strom verbraucht wird. Im eingeschalteten Zustand, zum Beispiel beim Anliegen einer Spannung im Automotive-Bereich, liegt die Stromaufnahme dabei unterhalb einer einstellbaren Schwelle, die insbesondere automotiven Anforderungen bezüglich eines sogenannten Stand-by und/oder Sleep-Modus entsprechen kann. Diese Anforderungen entsprechen beispielsweise Stromwerten im Bereich von Milliamperes bis hin zu Mikroamperes.
Gemäß einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Schalttransistor im sogenannten Open-Collector-Betrieb geschaltet, sodass beim Anliegen des Schaltsignals der offene Kollektor des Schalttransistors auf Massepotenzial liegt und damit das zuvor beschriebene Aufwecksignal (wake-Signal) erzeugbar ist. Die erste Funktionsgruppe weist zur Auswertung des Eingangssignals eine an die Eingangsklemme angeschaltete Diode auf, die über einen in Reihe liegenden Kondensator zu einem Schaltungspunkt für die Schaltspannung geführt ist und ferner ist ein dazwischenliegender, nach Masse geführter Widerstand zur Bildung eines RC-Gliedes vorhanden.
Die zweite Funktionsgruppe besteht aus einem Transistor, dessen Kollektor ebenfalls an den zuvor beschriebenen Schaltungspunkt geführt ist, dessen Emitter über einen Kondensator an Masse und über einen Widerstand an die Basis und dessen Basis über einen Widerstand an die Eingangsklemme für die Eingangsgröße geschaltet ist, wobei ein weiterer Widerstand von der Eingangsklemme nach Masse geführt ist. Die vorgeschlagene Schaltungsanordnung kann in vorteilhafter Weise dadurch realisiert werden, dass der Schalttransistor ein npn-Transistor und der Transistor in der zweiten Funktionsgruppe ein pnp-Transistor ist.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung als Aufweckschaltung,
2 einen Schaltplan einer ersten Funktionsgruppe der Schaltungsanordnung nach der 1,
3 einen Schaltplan einer zweiten Funktionsgruppe der Schaltungsanordnung nach der 1 und
4 einen Schaltplan einer Kombination der ersten und der zweiten Funktionsgruppe der Schaltungsanordnung mit einem Schalttransistor zur Erzeugung eines Aufwecksignals nach der 1.

Weg zur Ausführung der Erfindung
Die Schaltungsanordnung nach 1 beinhaltet zwei unterschiedliche Funktionsgruppen 1 und 2, welche jeweils einen Zustandswechsel einer elektrischen Eingangsgröße an einem Eingang 3 auswerten und über einen Schalttransistor 4 an einem Ausgang 5 ein sogenanntes Aufwecksignal (wake-Signal) für eine nachgeschaltete Baugruppe zur Verfügung stellen. In der Funktionsgruppe 1 wird hier die Anstiegsflanke und in der Funktionsgruppe 2 wird die Abstiegsflanke einer elektrischen Spannung am Eingang 3 verarbeitet.
Die Funktionsgruppe 1 wird anhand von 2 näher erläutert; sie besteht aus einer Diode 20, einem Widerstand 21 und einem Kondensator 22. Die Eingangsgröße liegt an einer Eingangsklemme 23 des Eingangs 3 gemäß der 1, die durch Zuschalten einer Spannung, zum Beispiel die Spannung einer Autobatterie, an einer Eingangsklemme 24 aktiviert oder deaktiviert werden kann. Im Ausgangszustand, bei der die Eingangsklemme 23 inaktiv ist, sind alle Komponenten der Funktionsgruppe 1 spannungslos. Bei einer Aktivierung der Eingangsklemme 23 bewirkt die Flankensteilheit des Spannungsimpulses einen Anstieg der Spannung am Ausgang bzw. am Schaltungspunkt 25 dieser Funktionsgruppe 1. Die Spannung am Schaltungspunkt 25 kann dazu genutzt werden, um den Schalttransistor 4 (1), zum Beispiel mit einem Open-Collector-Ausgang anzusteuern. Über eine entsprechend dimensionierte Widerstandsbeschaltung kann dann die Schaltzeit eines solchen Open-Collector-Ausganges eingestellt werden.
Die Funktionsgruppe 2 wird anhand von 3 näher erläutert; sie besteht aus mehreren Widerständen 30, 31 und 32, einem pnp-Transistor 33 und einem Kondensator 34, wobei die Eingangsgröße entsprechend wie bei der Funktionsgruppe 1 zugeführt wird. Im Ausgangszustand sind hier ebenfalls alle Komponenten spannungslos. Bei der Aktivierung der Eingangsklemme 23 wird der Kondensator 34 über die Widerstände 31 und 32 aufgeladen, wobei der Transistor 33 geschlossen bleibt. Es fließt lediglich ein geringer Strom über den Widerstand 30. Bei einem Deaktivieren der Eingangsklemme 23 wird hier das Spannungspotenzial über den Widerstand 30 auf Masse gezogen und der Transistor 33 wird leitend. Der Ausgang der Funktionsgruppe 2 am Schaltungspunkt 25 sieht somit die Spannung des aufgeladenen Kondensators 34. Die Spannung am Schaltungspunkt 25 kann dann auch hier entsprechend der Erläuterung zu der 2 dazu genutzt werden, um den Schalttransistor 4 ( 1), zum Beispiel mit einem Open-Collector-Ausgang anzusteuern.
Die beiden Funktionsgruppen 1 und 2 können nun gemäß 4 zu einer Kombination zusammengeschaltet werden. Sie verfügen über eine gemeinsame Eingangsklemme 23 am Eingang 3 und einen gemeinsamen Ausgang am Schaltungspunkt 25, der den Schalttransistor 4 gemäß der 1 ansteuert. Realisiert ist der Schalttransistor 4 durch einen npn-Transistor 40 mit einem Open-Collector-Ausgang. Der Transistor 40 ist hier in an sich bekannter Weise noch mit Widerständen 41 und 42 beschaltet.
In diesem Anwendungsbeispiel nach der 4 wird somit der Ausgang 5 (vgl. 1) als Ausgang der gesamten Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Aufwecksignals (wake-Signal) beim Aktivieren der Eingangsklemme 23 durch das Zusammenspiel der Bauelemente 20,21 und 22 der Funktionsgruppe 1 und des Open-Collector-Ausgangs des Transistors 40 auf Masse gezogen. Beim Deaktivieren der Eingangsklemme 23 wird zur Erzeugung eines Aufwecksignals (wake-Signal) durch das Zusammenspiel der Bauelemente 30,31,32,33 und 34 der Funktionsgruppe 2 und des Open-Collector-Ausgangs des Transistors 40 ebenfalls auf Masse gezogen.
In beiden Fällen zuvor beschriebenen Fällen führt der entladende Zweig über den Widerstand 42 an der Basis des Transistors 40 dazu, dass der npn-Transistor 40 nach einer einstellbaren Zeit wieder schließt und der Ausgang 5 nun nicht mehr auf Masse liegt.
Es wirken gemäß der Erfindung somit die zwei Funktionsgruppen 1 und 2 derart zusammen, dass diese zur Erzeugung des Aufwecksignals für eine vorgegebene Zeitspanne benutzt werden können, um ein oder mehrere sekundäre oder übergeordnete Baugruppen oder Systeme zu triggern, d. h. zu wecken bzw. zu aktivieren.

Claims

Elektrische Schaltungsanordnung, die gesteuert von einer Eingangsgröße ein Aufwecksignal für nachgeordnete elektronische Baugruppen an einem Ausgang (5) erzeugt, wobei als Eingangsgröße die Anstiegsflanke und die Abstiegsflanke einer elektrischen Spannung heranziehbar ist, wobei eine erste Funktionsgruppe (1) der Schaltungsanordnung aus der Anstiegsflanke eine Schaltspannung für einen Schalttransistor (4) und eine zweite der ersten parallel geschaltete Funktionsgruppe (3) aus der Abstiegsflanke eine Schaltspannung für den Schalttransistor (4) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Funktionsgruppe (2) aus einem Transistor (33) besteht, dessen Kollektor an den Schaltungspunkt (25) geführt ist, dessen Emitter über einen Kondensator (34) an Masse und über einen Widerstand (32) an die Basis und dessen Basis über einen Widerstand (31) an die Eingangsklemme (23) für die Eingangsgröße geschaltet ist, wobei ein weiterer Widerstand (30) von der Eingangsklemme (23) für die Eingangsgröße nach Masse geführt ist.
Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anliegen einer Spannung als Eingangsgröße die Stromaufnahme unterhalb einer einstellbaren Schwelle liegt, die einem vorgegebenen Stand-by und/oder Sleep-Modus entspricht.
Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle im Bereich von Stromwerten von Milliamperes bis zu Mikroamperes liegt
Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalttransistor (4) aus einem Transistor (40) im Open-Collector-Betrieb besteht, sodass beim Anliegen des Schaltsignals der offene Kollektor des Transistors (40) auf Massepotenzial liegt und damit ein Aufwecksignal an dem Ausgang (5) erzeugbar ist.
Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionsgruppe (1) aus einer an eine Eingangsklemme (23) für die Eingangsgröße angeschalteten Diode (20), einem zu einem Schaltungspunkt (25) für die Schaltspannung hingeführten in Reihe liegendem Kondensator (22) und einem dazwischen nach Masse geführten Widerstand (21) zur Bildung eines RC-Gliedes besteht.
Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transistor (40) als Schalttransistor (4) ein npn-Transistor und der Transistor (33) in der zweiten Funktionsgruppe (2) ein pnp-Transistor ist.
Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgröße die Spannung einer Autobatterie eines Kraftfahrzeuges ist und dass die nachgeschaltete elektrische Baugruppe Teil einer elektronischen Steuer- und Regelvorrichtung im Kraftfahrzeug ist.