DE102009038804A1 - Direct current/direct current converter i.e. four-phase boost converter, controlling method for use in motor vehicle, involves regulating converter by control device to active operating state in which supply voltage is boosted by supply - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltungsanordnung zur Spannungsversorgung von Kraftfahrzeugsteuergeräten mit einem Schaltregler in SEPIC-Schaltungsstruktur zur Erzeugung wenigstens einer ersten und zweiten geregelten Ausgangsspannung aus einer Batteriespannung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an electronic circuit arrangement for supplying power to Motor vehicle control units with a switching regulator in SEPIC circuit structure for generating at least a first and second regulated output voltage from a battery voltage according to the preamble of Patent claim 1.
Kraftfahrzeugsteuergeräte, insbesondere Kraftfahrzeugbremsensteuergeräte benötigen zur Bereitstellung diverser Funktionen (ABS, ESP, ACC, ARP etc.) Sensoren, wie zum Beispiel Radsensoren, Drucksensoren, Wegsensoren, Beschleunigungssensoren, Gierratensensoren oder Vakuumsensoren. Häufig werden diese Sensoren von der elektronischen Schaltung des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer integrierten elektronischen Schaltung dieser Steuergeräte versorgt. Auch die Hauptelektronik des Steuergerätes selbst bezieht ihre Energie aus dieser gemeinsamen Spannungsversorgung. Weitere Stromverbraucher können durch über einen Bus angebundene zusätzliche Steuergeräte vorhanden sein. Diese Stromverbraucher (Sensoren, Bussysteme und Steuergeräte) benötigen eine Mindestbetriebsspannung, die nicht immer durch das Bordnetz sicher bereitgestellt werden kann. Bremsensteuergeräte nach dem Stand der Technik umfassen keinen wirksamen Schutz vor Unterspannungen. Besonders der Betrieb der Raddrehzahlsensoren kann bei einer Bordnetzspannung unterhalb eines bestimmten sensorabhängigen Werts nicht mehr aufrechterhalten werden.Automotive control units, especially motor vehicle brake control units need to provide various functions (ABS, ESP, ACC, ARP etc.) Sensors, such as wheel sensors, pressure sensors, displacement sensors, Acceleration sensors, yaw rate sensors or vacuum sensors. Often, these sensors are from the electronic circuit of the motor vehicle, in particular an integrated electronic Powered circuit of these control units. Also the main electronics the control unit itself derives its energy from this common Power supply. Other power consumers can through a bus connected additional control units to be available. These power consumers (sensors, bus systems and Control devices) require a minimum operating voltage, which are not always provided safely by the electrical system can. Brake control devices according to the prior art include no effective protection against undervoltages. Especially the operation the wheel speed sensors can be at a vehicle electrical system voltage below of a certain sensor-dependent value can no longer be maintained.
So
ist aus der
Ferner
ist auch aus der
SEPIC-Wandler haben gegenüber anderen Wandlerkonzepten, bspw. im Vergleich zu Hochsetzstellern, den Vorteil, dass die Ausgangsspannung des SEPIC-Wandlers in relativ weiten Grenzen beliebig eingestellt werden kann und insbesondere auch kleiner als die Eingangsspannung sein kann. Das Schaltungskonzept des SEPIC-Wandlers ist dem Fachmann geläufig und soll daher nicht im Einzelnen dargestellt werden.SEPIC converter have compared to other converter concepts, for example. In comparison to boosters, the advantage that the output voltage of the SEPIC converter can be set arbitrarily within relatively wide limits can and in particular be less than the input voltage can. The circuit concept of the SEPIC converter is the expert common and should therefore not be presented in detail become.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektronische Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass bei Problemen der Fahrzeugspannungsversorgung eine ausreichende Spannungsversorgung für ein Kraftfahrzeugsteuergerät zumindest für eine bestimmte Mindestzeit sichergestellt wird, insbesondere eine Spannungsversorgung mit unterschiedlichen Spannungslevel für den Eingangsspannungsbedarf unterschiedlicher an das Kraftfahrzeugsteuergerät angeschlossener Stromverbraucher bereitgestellt wird.The The object of the invention is an electronic circuit arrangement of the type mentioned above to improve such that problems the vehicle voltage supply sufficient power for a motor vehicle control unit at least for a certain minimum time is ensured, in particular a power supply with different voltage levels for the input voltage requirement different connected to the vehicle control unit Power consumers is provided.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektronische Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.These Task is solved by an electronic circuit arrangement with the features of claim 1.
Die Erfindung geht aus von einer elektronische Schaltungsanordnung zur Spannungsversorgung von Kraftfahrzeugsteuergeräten mit einem Schaltregler in SEPIC-Schaltungsstruktur zur Erzeugung wenigstens einer ersten und zweiten geregelten Ausgangsspannung aus einer Batteriespannung, umfassend:
- – eine erste Induktivität,
- – eine Reihenschaltung aus einer Kapazität und einer zweiten Induktivität, wobei die Reihenschaltung der ersten Induktivität nachgeschaltet ist,
- – einen steuerbaren Transistor, der die Reihenschaltung überbrückt, und
- – eine erste Diode zur Erzeugung der ersten geregelten Ausgangsspannung, wobei die erste Diode mit dem die Kapazität und die zweite Induktivität verbindenden ersten Schaltungsknoten verbunden ist.
- A first inductance,
- A series connection of a capacitance and a second inductance, the series circuit being connected downstream of the first inductance,
- A controllable transistor bridging the series circuit, and
- - A first diode for generating the first regulated output voltage, wherein the first diode is connected to the capacitance and the second inductance connecting the first circuit node.
Erfindungsgemäß ist wenigstens eine dritte Induktivität zur Erzeugung der zweiten geregelten Ausgangsspannung vorgesehen, wobei die dritte Induktivität mit einem Anschluss mit dem ersten Schaltungsknoten verbunden ist und mit der zweiten Induktivität auf einem gemeinsamen Kern angeordnet ist; ferner ist eine zweite Diode, die mit dem anderen Anschluss der dritten Induktivität verbunden ist und die zweite Ausgangsspannung erzeugt, vorgesehen.According to the invention at least one third inductor for generating the second regulated output voltage provided, the third inductance connected to a terminal to the first circuit node and with the second inductor on a common Core is arranged; Further, a second diode is connected to the other Connection of the third inductance is connected and the second Output voltage generated, provided.
Die Erfindung setzt sich mit dem Gedanken auseinander, dass grundsätzlich die benötigte Leistung durchaus dem Bordnetz zu entnehmen wäre, jedoch nicht bei der für manche an eine Kraftfahrzeugsteuergerät angeschlossenen Verbraucher benötigten Spannung. In der Regel ist die benötigte Leistung der bspw. an ein Bremsensteuergerät angeschlossenen Verbraucher und des Bremsensteuergeräts selbst vergleichsweise gering, so dass auch während der Unterspannungsphase die benötigte Leistung durch die Fahrzeugbatterie noch abgegeben werden kann.The invention deals with the idea that in principle the required power would be quite to be taken from the electrical system, but not in the need for some connected to a motor vehicle control unit consumers tension. In general, the required power of the example. Connected to a brake control unit consumers and the brake control unit itself is comparatively low, so that even during the undervoltage phase, the required power can still be delivered by the vehicle battery.
Das Schaltungskonzept gemäß der vorliegenden Erfindung ist besonders einfach und kostengünstig darstellbar, so dass damit eine hohe Verfügbarkeit des Gesamtsystems, insbesondere eines Kraftfahrzeugsteuergerät sowie eines daran angeschlossenen Bussystems und Sensoriken erreicht werden kann. Besonders vorteilhaft ist, dass das beschriebene Konzept mit einer einstufigen Schaltung eines SEPIC-Wandlers realisiert werden kann.The Circuit concept according to the present invention is particularly easy and inexpensive to display, so that thus high availability of the entire system, in particular a motor vehicle control unit and a connected thereto Bus system and sensors can be achieved. Especially advantageous is that the concept described with a single stage circuit of a SEPIC converter can be realized.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die zweite Induktivität zur Erzeugung wenigstens einer dritten Ausgangsspannung wenigstens eine Spulenanzapfung auf, wobei über eine dritte Diode die dritte Ausgangsspannung erzeugt wird. Dies stellt eine einfache und kostengünstige Möglichkeit dar, weitere Ausgangsspannungen mit unterschiedlichen Spannungsniveaus zu schaffen, die ebenfalls geregelt sind.According to one advantageous development of the invention has the second inductance for generating at least a third output voltage at least a Spulenanzapfung, wherein via a third diode the third output voltage is generated. This represents a simple one and cost effective way, further output voltages with different voltage levels to create that too are regulated.
Besonders vorteilhaft ist es, gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die erste Diode und/oder die zweite Diode und/oder die dritte Diode mit einem Pufferkondensator zu verbinden, um die jeweilige Ausgangsspannung zu glätten.Especially It is advantageous according to a development the invention, the first diode and / or the second diode and / or to connect the third diode with a buffer capacitor to the smooth the respective output voltage.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass zur Erzeugung der zweiten Ausgangsspannung eine mit der Batteriespannung verbundene vierte Diode mit der zweiten Diode verbunden ist. Damit steht eine zweite Ausgangsspannung zur Verfügung, die sich aus der Summation der Batteriespannung und der von dem erfindungsgemäßen SEPIC-Wandler an der zweiten Diode erzeugten Ausgangsspannung ergibt. Eine solche Ausgangsspannung eignet sich in hervorragender Weise als Versorgungsspannung für die Hauptelektronik eines Fahrzeugsteuergerätes.A further advantageous embodiment of the invention results from that for generating the second output voltage one with the battery voltage connected fourth diode is connected to the second diode. In order to there is a second output voltage available from the summation of the battery voltage and that of the invention SEPIC converter at the second diode produces output voltage. Such an output voltage is excellent as a supply voltage for the main electronics of a vehicle control unit.
Vorzugsweise wird der steuerbare Transistor mit einem PWM-Generator angesteuert, wobei zur Regelung wenigstens einer der Ausgangsspannungen als Regelgröße verwendet wird.Preferably the controllable transistor is driven by a PWM generator, wherein for controlling at least one of the output voltages as a controlled variable is used.
Besonders einfach kann die erfindungsgemäß Schaltungsanordnung realisiert werden, wenn der steuerbare Transistor Teil einer integrierten Schaltung (IC) eines Kraftfahrzeugsteuergerätes ist, wobei die erzeugten Ausgangsspannungen als Eingangsspannungen dieser integrierten Schaltung zugeführt werden. Vorzugsweise ist dann auch der PWM-Generator Teil dieser integrierten Schaltung (IC). Somit besteht die Schaltungsanordnung nur aus passiven Bauelementen, während der aktive Teil, die Regelung mit Ist-Sollwert-Vergleich und die Sollwerterzeugung von der integrierten Schaltung (IC) übernommen werden.Especially simply the circuit arrangement according to the invention be realized when the controllable transistor is part of an integrated circuit (IC) of a motor vehicle control unit, wherein the generated Output voltages as input voltages of this integrated circuit be supplied. Preferably then also the PWM generator Part of this integrated circuit (IC). Thus, there is the circuit arrangement only passive components, while the active part, the control with actual setpoint comparison and the setpoint generation be taken over by the integrated circuit (IC).
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste, zweite und dritte Induktivität auf einem gemeinsamen Kern angeordnet sind, wobei vorzugsweise zur Einstellung der magnetische Kopplung zwischen der ersten Induktivität einerseits und der zweiten und dritten Induktivität andererseits der Kern einen Luftspalt aufweist.Especially It is advantageous if the first, second and third inductance are arranged on a common core, preferably to Adjustment of the magnetic coupling between the first inductance on the one hand and the second and third inductance on the other the core has an air gap.
Die erfindungsgemäße elektronische Schaltungsanordnung ist besonders geeignet für die Spannungsversorgung eines Kraftfahrzeugsteuergerätes, insbesondere ein Bremsensteuergerät, wobei gleichzeitig wenigstens die Raddrehzahlsensoren ebenfalls durch eine der Ausgangsspannungen versorgt werden.The inventive electronic circuit arrangement is particularly suitable for the power supply of a Motor vehicle control unit, in particular a brake control unit, wherein at least the wheel speed sensors also be supplied by one of the output voltages.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer einzigen Figur näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltungsanordnung zeigt.following the invention will be explained in more detail with reference to a single figure, an embodiment of the invention electronic circuitry shows.
Diese Figur zeigt eine Schaltungsanordnung zur Bereitstellung von Betriebsspannungen für eine integrierte Schaltung IC, der Bestandteil eines Kraftfahrzeugsteuergeräts ist.These Figure shows a circuit arrangement for providing operating voltages for an integrated circuit IC, which is part of a Motor vehicle control unit is.
Bei dieser Schaltungsanordnung wird eine SEPIC-Wandler-Struktur durch drei Energiespeicher, nämlich eine erste und zweite Induktivität L1 und L2, sowie einen Kondensator C1 gebildet, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Als Versorgungsspannung für diesen SEPIC-Wandler dient eine Batteriespannung Vbat einer Kraftfahrzeugbatterie, die an die erste Induktivität L1 angelegt wird und die Bordnetzspannung des entsprechenden Kraftfahrzeugs darstellt.In this circuit arrangement, a SEPIC converter structure is formed by three energy stores, namely a first and second inductance L 1 and L 2 , and a capacitor C 1 , as is known from the prior art. The supply voltage for this SEPIC converter is a battery voltage V bat of a motor vehicle battery, which is applied to the first inductance L 1 and represents the vehicle electrical system voltage of the corresponding motor vehicle.
Die von dem erfindungsgemäßen SEPIC-Wandler gewandelten Aus gangsspannungen werden einer integrierten Schaltung IC (integrated circuit) eines Kraftfahrzeugsteuergeräts zugeführt, die zu diesem Zweck Anschlüsse A1, A2, A3, A4, A5 und A6 aufweist. Insbesondere stellen die beiden Anschlüsse A1 und A2 die Klemmen 30A und 30B dar, an die über Dioden D5 und D6 Sensoren, bspw. Drehzahlsensoren S1 und S2 mit ihrer Betriebsspannung versorgt werden.The converted from the inventive SEPIC converter output voltages are an integrated circuit IC (integrated circuit) supplied to a motor vehicle control unit, which has for this purpose terminals A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 and A 6 . In particular, the two terminals A 1 and A 2 represent the terminals 30 A and 30 B, to which via diodes D 5 and D 6 sensors, for example. Speed sensors S 1 and S 2 are supplied with their operating voltage.
Die Taktung des SEPIC-Wandlers übernimmt ein in der integrierten Schaltung IC vorhandener Halbleiterschalter T1, der einen die erste Induktivität L1 mit dem ersten Kondensator C1 verbindenden Schaltungsknoten K1 über den Anschluss A3 der integrierten Schaltung IC auf das an dem Anschluss A4 der integrierten Schaltung IC liegende Massepotential der Schaltungsanordnung schaltet.The clocking of the SEPIC converter assumes a present in the integrated circuit IC semiconductor switch T 1 , the one connecting the first inductor L 1 to the first capacitor C 1 circuit node K 1 via the terminal A 3 of the integrated circuit IC to that at the terminal A. 4 the integrated circuit IC ground potential of the circuit switches.
Die Steuerung dieses Halbleiterschalters T1 übernimmt ein ebenfalls in der integrierten Schaltung IC vorgesehener PWM-Modulator PWM, der von einem internen Taktgenerator der integrierten Schaltung IC mit einem Frequenzsignal versorgt wird. Somit übernimmt diese integrierte Schaltung IC als Regeleinrichtung die Steuerung bzw. Regelung des SEPIC-Wandlers.The control of this semiconductor switch T 1 assumes a likewise provided in the integrated circuit IC PWM modulator PWM, which is supplied by an internal clock generator of the integrated circuit IC with a frequency signal. Thus, this integrated circuit IC takes over as controller the control of the SEPIC converter.
Von der genannten klassischen SEPIC-Wandler-Struktur wird eine Ausgangsspannung an einem zweiten Schaltungsknoten K2, der die zweite Induktivität L2 mit dem ersten Kondensator C1 verbindet, über eine erste Diode D1 als erste Ausgangsspannung V1 an dem Anschluss A5 der integrierten Schaltung IC erzeugt. Ein Pufferkondensator C2 verbindet den Anschluss A5 mit dem Massepotential der Schaltungsanordnung.From the said classic SEPIC converter structure, an output voltage at a second circuit node K 2 , which connects the second inductance L 2 to the first capacitor C 1 , via a first diode D 1 as the first output voltage V 1 at the terminal A 5 of integrated circuit IC generates. A buffer capacitor C 2 connects the terminal A 5 to the ground potential of the circuit arrangement.
An dem zweiten Schaltungsknoten K2 ist eine dritte Induktivität L3 angeschlossen, die mit der zweiten Induktivität L2 auf einem gemeinsamen Kern angeordnet ist. Diese dritte Induktivität L3 ist über eine zweite Diode D2 an die Anschlüsse A1 und A2 angeschlossen, die ihrerseits mit einem auf Massepotential gelegten Pufferkondensator C3 verbunden sind. Ferner sind diese Anschlüsse A1 und A2 über eine vierte Diode D4 mit der Versorgungsspannung Vbat der Schaltungsanordnung verbunden, so dass an diesen Anschlüssen eine zweite Ausgangsspannung V2 anliegt, die sich aus einer Überlagerung der der Versorgungsspannung Vbat und der von dem SEPIC-Wandler erzeugten Spannung ergibt. Damit erfolgt eine Veroderung der Versorgungsspannung Vbat mit der sekundärseitig an der dritten Induktivität L3 erzeugten Ausgangsspannung.At the second circuit node K 2 , a third inductance L 3 is connected, which is arranged with the second inductance L 2 on a common core. This third inductance L 3 is connected via a second diode D 2 to the terminals A 1 and A 2 , which in turn are connected to a set to ground potential buffer capacitor C 3 . Furthermore, these terminals A 1 and A 2 are connected via a fourth diode D 4 to the supply voltage V bat of the circuit arrangement, so that a second output voltage V 2 is applied to these terminals, resulting from a superimposition of the supply voltage V bat and that of the SEPIC converter produces voltage. This results in a conversion of the supply voltage V bat with the secondary side generated at the third inductance L 3 output voltage.
Schließlich steht eine dritte Ausgangsspannung V3 des SEPIC-Wandlers zu Verfügung, die über eine Spulenanzapfung an der zweiten Induktivität L2 gewonnen wird und über eine dritte Diode D3 an den Anschluss A6 der integrierten Schaltung IC gelegt wird, der ebenfalls an einen Pufferkondensator C4 angeschlossen ist.Finally, a third output voltage V 3 of the SEPIC converter is available, which is obtained via a coil tap on the second inductance L 2 and is applied via a third diode D 3 to the terminal A 6 of the integrated circuit IC, which is also connected to a buffer capacitor C 4 is connected.
Mit dieser erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung werden also drei Ausgangsspannungen V1, V2 und V3 mit unterschiedlichen Spannungsniveaus für die integrierte Schaltung IC bereitgestellt, wobei neben der Konditionierung der Versorgungsspannung Vbat auch eine dieser Ausgangsspannungen geregelt werden können. Als Regelgröße wird vorzugsweise jene Ausgangsspannung verwendet, an die die höchsten Anforderungen an die Genauigkeit gestellt werden. Die anderen Ausgangsspannungen folgen jedoch prinzipiell der Regelung, sind aber um einen bestimmten Faktor aufgrund von Streuinduktivitäten und Wi derstandsbeläge der Spulen ungünstiger.With this circuit arrangement according to the invention thus three output voltages V 1 , V 2 and V 3 are provided with different voltage levels for the integrated circuit IC, wherein in addition to the conditioning of the supply voltage V bat also one of these output voltages can be controlled. The controlled variable used is preferably that output voltage to which the highest accuracy requirements are placed. However, the other output voltages in principle follow the scheme, but are less favorable by a certain factor due to stray inductances and Wi derstandsbeläge the coils.
So kann bspw. die zweite Ausgangsspannung V2 als Regelgröße herangezogen werden, so dass für an die Klemmen KL30A und KL30B angeschlossene Verbraucher, also die Sensoren S1 und S2 und bspw. auch angeschlossene Bussysteme mit deren Mindestbetriebsspannung versorgt werden. Dabei arbeitet der SEPIC-Wandler sowohl als Hochsetz- als auch als Tiefsetzsteller, so dass ebenso bei zu niedriger Bordnetzspannung Vbat, die als Versorgungsspannung an dem SEPIC-Wandler anliegt, die Mindestbetriebsspannung der angeschlossenen Verbraucher als zweite Ausgangsspannung V2 zur Verfügung steht. Bei Unterspannung ist zumindest V2 größer als die Versorgungsspannung Vbat der Schaltungsanordnung. Ein Spannungseinbruch kann durch geeignete Ansteuerung des IC-internen Halbleiterschalters T1 in Verbindung mit den drei Induktivitäten L1, L2 und L3 ausgeregelt werden. Dies bietet auch die Möglichkeit, die Rückstromfestigkeit der Sensoren S1 und S2 durch die Verwendung der Dioden D5 und D6 sicherzustellen, da nunmehr aufgrund der Regelung der zweiten Ausgangsspannung V2 die entsprechenden Spannungsabfälle über diesen Dioden D5 und D6 berücksichtigt werden können.Thus, for example, the second output voltage V 2 can be used as a control variable, so that for connected to the terminals KL30A and KL30B consumers, so the sensors S 1 and S 2 and, for example. Also connected bus systems are supplied with their minimum operating voltage. In this case, the SEPIC converter operates both as a boost and as a buck converter, so that is also at too low board voltage V bat , which is applied as a supply voltage to the SEPIC converter, the minimum operating voltage of the connected loads as a second output voltage V 2 available. In the case of undervoltage, at least V 2 is greater than the supply voltage V bat of the circuit arrangement. A voltage dip can be compensated by suitable control of the IC-internal semiconductor switch T 1 in conjunction with the three inductors L 1 , L 2 and L 3 . This also offers the possibility of ensuring the reverse current resistance of the sensors S 1 and S 2 through the use of the diodes D 5 and D 6 , since the corresponding voltage drops across these diodes D 5 and D 6 are now taken into account due to the regulation of the second output voltage V 2 can.
In
diesem Fall ergibt sich für die Spannungsniveaus der Ausgangsspannungen
V1, V2 und V3:
V2 > V1 > V3 In this case results for the voltage levels of the output voltages V 1 , V 2 and V 3 :
V 2 > V 1 > V 3
Die beschriebene Schaltungsanordnung gemäß der einzigen Figur verhindert ein Fallen der zweiten Ausgangsspannung V2 an den Anschlüssen A1 und A2 unter einen bestimmten kritischen Wert, zum Beispiel von ca. 8,5 V. Durch die beschriebene er findungsgemäße Schaltungsanordnung wird ermöglicht, dass insbesondere die mit der integrierten Schaltung IC als Hauptelektronik verbundenen Sensoren (zum Beispiel ABS-Raddrehzahlsensoren) auch in kritischen Situationen, bei denen die Batteriespannung Vbat einbricht, weiterhin sicher die sensorischen Daten für die Hauptelektronik bereitstellen. Auf diese Weise ergibt sich eine erheblich höhere Verfügbarkeit des Gesamtsystems.The described circuit arrangement according to the single figure prevents a fall of the second output voltage V 2 at the terminals A 1 and A 2 below a certain critical value, for example of about 8.5 V. By the described he inventive circuit arrangement is made possible in particular the sensors connected to the integrated circuit IC as main electronics (for example ABS wheel speed sensors) continue to reliably provide the sensory data for the main electronics even in critical situations in which the battery voltage V bat breaks down. This results in a considerably higher availability of the entire system.
Manchmal tritt der Fall auf, dass eine um einige Größenordnungen im Vergleich zu den erzeugten Ausgangsspannungen größere Ausgangsspannung erforderlich ist, die bspw. 20–30 V über der Batteriespannung Vbat liegt. Eine solche Ausgangsspannung lässt sich durch eine einfache Erweiterung des SEPIC-Wandlers gemäß der einzigen Figur dadurch erreichen, dass die dritte Induktivität L3 wicklungsmäßig so verlängert wird, dass entsprechend dem Prinzip eines Spartransformators an dem Ende dieser verlängerten Wicklung über eine Diode und einen Pufferkondensator die gewünschte Spannung abgreifbar ist und der Anschluss der Diode D2 eine Spulenanzapfung der verlängerten Wicklung dieser dritten Induktivität L3 wird.Sometimes, the case arises that an output voltage larger by several orders of magnitude compared to the generated output voltages is required, which is, for example, 20-30 V higher than the battery voltage V bat . Such an output voltage can be achieved by a simple extension of the SEPIC converter according to the single figure in that the third inductance L 3 is extended in terms of winding so that according to the principle of an autotransformer at the end of this extended winding via a diode and a buffer capacitor the desired voltage can be tapped and the connection of the diode D 2 a Spu lenanzapfung the extended winding of this third inductance L 3 is.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergibt sich bei Anwendung in einem elektronischen Bremssystem mit Raddrehzahlsensoren, die über eine Zweidraht-Stromschnittstelle mit dem Bremsensteuergerät (oder einem entsprechenden Fahrzeugzentralrechner) verbunden sind. Durch die sichere Bereitstellung der notwendigen Sensorbetriebsspannung kann leichter die Anforderung einer rückstromfesten Sensorsignalverbindung erfüllt werden, indem auf besonders einfache Weise in die Sensorleitungen herkömmliche Halbleiterdioden eingefügt werden, wie dies in der Figur mit den Dioden D5 und D6 gezeigt ist. Wegen des bekannten Spannungsabfalls dieser Halbleiterdioden wurde bisher wegen der geschilderten Verfügbarkeitsprobleme auf den Einsatz solcher Dioden verzichtet.A particular advantage of the circuit arrangement according to the invention results when used in an electronic brake system with wheel speed sensors, which are connected via a two-wire current interface with the brake control unit (or a corresponding vehicle central computer). The reliable provision of the necessary sensor operating voltage makes it easier to meet the requirement of a return-current-proof sensor signal connection by inserting conventional semiconductor diodes in a particularly simple manner into the sensor lines, as shown in the figure with the diodes D 5 and D 6 . Because of the known voltage drop of these semiconductor diodes has been omitted because of the described availability problems on the use of such diodes.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kommt vorteilhaft ganz ohne ein externes (diskretes) aktives Bauelement aus, da durch die gezeigt vorteilhafte PIN-Beschaltung einer in dem elektronischen Steuergerät ohnehin vorhandenen integrierten Schaltung IC ein in dieser integrierten Schaltung ohnehin vorhandener Halbleiterschalter T1 zur Taktung des Spannungsstellers genutzt werden kann, wie dies in der Figur dargestellt ist.The circuit arrangement according to the invention advantageously does not require an external (discrete) active component, since a semiconductor switch T 1 already present in this integrated circuit is used for clocking the voltage regulator by the shown advantageous PIN wiring of an integrated circuit IC already present in the electronic control unit can, as shown in the figure.
Hier wird also mit einer aus der zweiten und dritten Induktivität L1 und L2 aufgebauten speziellen Drossel nicht nur Energie gespeichert, sondern auch transformatorisch auf verschiedene Spannungslevel verteilt. Diese Verteilung der Energie und Anpassung der Spannungslevel kann gezielt auf die gewünschte Anforderung von Sensoren und Bussystemen angepasst werden. Im dargestellten Schaltungsbeispiel gemäß der einzigen Figur wurde eine Aufteilung der Spulenwindungszahlen der Induktivitäten L1, L2 und L3 von 1:1:1 verwendet. Jedoch ist auch ein Spulenwindungszahlverhältnis von 2:1:1 bzw. 2:1:1:1 bei Berücksichtigung der Spulenanzapfung an der zweiten Induktivität L2 möglich, wodurch andere teilweise günstigere Lastflüsse entstehen können.Here, therefore, not only energy is stored with a built-up of the second and third inductance L 1 and L 2 special throttle, but also distributed to different voltage levels. This distribution of energy and adaptation of the voltage levels can be tailored to the desired requirements of sensors and bus systems. In the illustrated circuit example according to the single figure, a division of the coil turn numbers of the inductances L 1 , L 2 and L 3 of 1: 1: 1 was used. However, a coil turn number ratio of 2: 1: 1 and 2: 1: 1: 1 is also possible taking into account the coil tapping at the second inductance L 2 , whereby other partially more favorable load flows can occur.
Auch können die erste Induktivität L1 sowie die bereits auf einem Kern zusammengefasste zweite und dritte Induktivität L2 und L3 auf einem Kern angeordnet werden, wobei zur schwachen Kopplung zwischen der ersten Induktivität L1 einerseits und den beiden Induktivitäten L2 und L3 andererseits der Kern einen entsprechenden Luftspalt aufweist.The first inductance L 1 and the second and third inductances L 2 and L 3 already combined on one core can also be arranged on a core, the weak coupling between the first inductance L 1 on the one hand and the two inductances L 2 and L 3 on the other the core has a corresponding air gap.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 10338272 A1 [0003] DE 10338272 A1 [0003]
- - DE 19515210 A1 [0004] DE 19515210 A1 [0004]
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102015118182A1 (en) * | 2015-10-26 | 2017-04-27 | Connaught Electronics Ltd. | Camera system for a motor vehicle with regulated voltage supply, motor vehicle and method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19515210A1 (en) | 1995-04-28 | 1996-10-31 | Reinhard Kalfhaus | Switched mode power supply circuit for AC or DC supply network |
| DE10338272A1 (en) | 2003-08-15 | 2005-03-17 | Atmel Germany Gmbh | Circuit arrangement and method for power supply |
-
2009
- 2009-08-25 DE DE102009038804A patent/DE102009038804A1/en not_active Withdrawn
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