DE102009039579A1 - Gleichspannungswandler-Anordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleichspannungswandler-Anordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, die einen Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss (18), einen Steuerspannungs-Eingangsanschluss (16), einen Masse-Eingangsanschluss (20), einen Spannungs-Ausgangsanschluss (60), einen Gleichspannungswandler (12) mit einem Eingang (12a), einen mit dem Spannungs-Ausgangsanschluss (60) energieübertragungsmäßig entweder verbundenen oder verbindbaren Ausgang (12b) und einen Masseanschluss (12g) umfasst, wobei der Gleichspannungswandler (12) dazu ausgebildet ist, an seinem Ausgang (12b) eine vorgegebene Ausgangsspannung dann auszugeben, wenn an seinem Eingang (12a) eine Gleichspannungswandler-Eingangsspannung innerhalb eines vorbestimmten Eingangsspannungsbereichs anliegt, und die eine steuerbare Schalter-Einrichtung (30, 34) zum Herstellen bzw. Trennen einer energieübertragungsmäßigen Verbindung zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss (18) und dem Eingang (12a) des Gleichspannungswandlers (12), umfasst, wobei die Schalter-Einrichtung (30, 34) über eine an den Steuerspannungs-Eingangsanschluss (16) anlegbare Steuerspannung steuerbar ist, und wobei die steuerbare Schalter-Einrichtung (30, 34) einen Optokoppler (34) umfasst, wobei der Eingangsanschluss (34a1) des Eingangskreises (34a) des Optokopplers (34) mit dem Steuerspannungs-Eingangsanschluss (16) signalübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist, und wobei ferner der Ausgangsanschluss (34b2) des ...

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Gleichspannungswandler-Anordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss, einen Steuerspannungs-Eingangsanschluss, einen Masse-Eingangsanschluss, einen Spannungs-Ausgangsanschluss, einen Gleichspannungswandler mit einem Eingang, einem mit dem Spannungs-Ausgangsanschluss energieübertragungsmäßig entweder verbundenen oder verbindbaren Ausgang und einem Masseanschluss, wobei der Gleichspannungswandler dazu ausgebildet ist, an seinem Ausgang eine vorgegebene Ausgangsspannung dann auszugeben, wenn an seinem Eingang eine Gleichspannungswandler-Eingangsspannung innerhalb eines vorbestimmten Eingangsspannungsbereichs anliegt, und umfassend eine steuerbare Schalter-Einrichtung zum Herstellen bzw. Trennen einer energieübertragungsmäßigen Verbindung zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss und dem Eingang des Gleichspannungswandlers, wobei die Schalter-Einrichtung über eine an den Steuerspannungs-Eingangsanschluss angelegte oder anlegbare Steuerspannung steuerbar ist.
  • In heutigen Kraftfahrzeugen sind eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern, insbesondere Sensoren und Aktuatoren integriert. Aus Gründen der Praktikabilität und der Kostensenkung soll es dabei möglich sein, dass gleichartige Verbraucher in Fahrzeugen eingebaut werden, deren Fahrzeug-Spannungsquellen unterschiedliche Bordnetzspannungen zur Verfügung stellen.
  • Beispielsweise sollen Luftklappen-Aktuatoren, die für PKW entwickelt wurden und entsprechend für eine Bordnetzspannung von 12 V ausgelegt sind, auch in LKW mit einer Batteriespannung von 24 V eingesetzt werden können.
  • Dazu müssen die elektrischen Verbraucher über eine geeignete Gleichspannungswandler-Anordnung mit der Spannungsquelle des Kraftfahrzeugs verbunden werden.
  • Hierfür kommt z. B. ein System aus einem Transformator, Gleichrichtern und Zerhackern in Frage, wie es beispielsweise in der Druckschrift DE 37 43 317 C2 beschrieben ist.
  • Eine Regelung solcher Gleichspannungswandler mit Transformatoren durch eine Rückkopplung über einen Optokoppler oder durch Verwendung eines im Eingangskreis des Transformators gebildeten Messwerts ist in den Druckschriften DE 11 2004 001 589 T5 bzw. DE 101 43 016 A1 beschrieben.
  • Weiterhin sind aus der DE 197 01 159 A1 , der DE 103 24 888 A1 sowie der G 92 08 509 U1 Gleichspannungswandler-Anordnungen bekannt, in welchen Impuls-Effektivleistungsschaltwandler als Gleichspannungswandler eingesetzt sind.
  • Auch wenn ein an den Gleichspannungswandler angeschlossener Verbraucher nicht aktiviert ist, der Aktuator einer Luftklappe sich beispielsweise nicht bewegt, kann dennoch ein nicht unerheblicher Ruhestrom durch den Verbraucher fließen, was zu einem erhöhten Energieverbrauch bis hin zu einer Entladung der Fahrzeugbatterie führen kann.
  • Um dies zu verhindern ist z. B. aus der DE 297 00 900 U1 bekannt, in einer Gleichspannungswandler-Anordnung einen mit dem Fahrzeug-Hauptschalter gekoppelten weiteren Schalter zu integrieren, so dass an einem Spannungs-Ausgangsanschluss (Schaltausgang) der Gleichspannungswandler-Anordnung nur dann eine Spannung anliegt, wenn der Fahrzeug-Hauptschalter geschlossen ist.
  • Weiterhin wird in der DE 102 00 343 A1 eine Gleichspannungswandler-Anordnung beschrieben, welche einen Steuerspannungs-Eingangsanschluss aufweist, der so mit dem Gleichspannungswandler gekoppelt ist, dass dieser nur dann aktiviert ist, wenn an dem Steuerspannungs-Eingangsanschluss eine Steuerspannung anliegt.
  • Eine gattungsgemäße Gleichspannungswandler-Anordnung ist schließlich aus der Druckschrift DE 10 2007 001 673 A1 bekannt. Bei der dort beschriebenen Gleichspannungswandler-Anordnung sind ein Hochvolt-Spannungsnetz und ein Niedervolt-Spannungsnetz eines Kraftfahrzeugs durch einen Gleichspannungswandler miteinander verbunden, wobei diese Verbindung durch steuerbare Trennschalter hergestellt bzw. unterbrochen werden kann, die durch eine in die Anordnung integrierte Steuereinrichtung geschlossen bzw. geöffnet werden können.
  • Um die Steuerung der zahlreichen, in heutigen Fahrzeugen verbauten elektrischen Verbraucher zu vereinfachen und aufeinander abzustimmen, ist es zweckmäßig, die Ansteuerung in ein bestehendes Fahrzeug-Kommunikationssystem zu integrieren. Solche Kommunikationssysteme, etwa das LIN-System (Local Interconnect Network), können beispielsweise eine Referenzspannung zur Verfügung stellen, nachdem verschiedene Funktionstests durchlaufen wurden und das Fahrzeug einsatzbereit ist. Daher ist es vorteilhaft, eine solche Referenzspannung als Steuerspannung für eine Gleichspannungswandler-Anordnung einzusetzen.
  • Dabei ist allerdings zu bedenken, dass diese Referenzspannung ihrem Betrage nach von verschiedenen weiteren Systemen im Fahrzeug tatsächlich als Referenz benutzt wird, so dass an einem Referenzspannungs-Ausgangsanschluss keine großen Lasten anliegen sollten, die die Referenzspannung verändern können. Weiterhin ist ein Kontakt der Referenzspannung mit Störsignalen zu vermeiden, die beispielsweise durch eine Kopplung mit der Batteriespannung (dem Bordnetz) zustande kommen können.
  • Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die bekannte Gleichspannungswandler-Anordnung so weiter zu entwickeln, dass sie in ein bestehendes Fahrzeug-Kommunikationssystem integriert werden kann, ohne die Funktionalität dieses Kommunikationssystems merklich zu beeinträchtigen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei der eingangs genannten Gleichspannungswandler-Anordnung erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die steuerbare Schaltereinrichtung einen Optokoppler umfasst, wobei der Eingangsanschluss des Eingangskreises des Optokopplers mit dem Steuerspannungs-Eingangsanschluss signalübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist und wobei ferner der Ausgangsanschluss des Ausgangskreises des Optokopplers derart mit dem Eingang des Gleichspannungswandlers gekoppelt ist, dass am Eingang des Gleichspannungswandlers, in Abhängigkeit von einem Steuersignal am Eingangsanschluss des Eingangskreises des Optokopplers, eine von der Versorgungsspannung abhängige Gleichspannungswandler-Eingangsspannung anliegt.
  • Durch den Einsatz eines Optokopplers kann der Steuerspannungs-Eingangsanschluss galvanisch weitgehend von dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss getrennt werden, so dass die Versorgungsspannung nur wenig Einfluss auf eine am Steuerspannungs-Eingangsanschluss anliegende Steuerspannung hat. Daher kann beispielsweise eine Referenzspannung des LIN-Netzwerks als Steuerspannung verwendet werden. Weiterhin kann beim Abstellen des Fahrzeugs ein an den Spannungs-Ausgangsanschluss der Gleichspannungswandler-Anordnung angeschlossener Verbraucher komplett vom Bordnetz getrennt werden, so dass der Ruhestrom des Verbrauchers der Fahrzeug-Batterie keine Energie entzieht.
  • In einer besonders einfachen Ausführungsform kann der Ausgangsanschluss des Ausgangskreises des Optokopplers direkt oder über weitere Bauteile, insbesondere etwa über einen Spannungsbegrenzer, mit dem Eingang des Gleichspannungswandlers verbunden sein.
  • Es ist jedoch bevorzugt, dass die steuerbare Schaltereinrichtung ferner einen steuerbaren Schalter zum Herstellen bzw. Trennen der energieübertragungsmäßigen Verbindung zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss und dem Eingang des Gleichspannungswandlers umfasst, wobei der Ausgangskreis des Optokopplers derart mit dem steuerbaren Schalter gekoppelt ist, dass ein Signal im Ausgangskreis des Optokopplers den steuerbaren Schalter steuert. Der steuerbare Schalter kann unter anderem als Vornetzteil und zusätzlicher Überspannungsschutz für den Gleichspannungswandler dienen.
  • Der steuerbare Schalter kann eine energieübertragungsmäßige Verbindung zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss und dem Eingang des Gleichspannungswandlers herstellen, bzw. unterbrechen, während der Optokoppler zur Ansteuerung des steuerbaren Schalters dient.
  • Prinzipiell können beliebige, durch ein Strom- oder Spannungssignal steuerbare Schalter verwendet werden. Bevorzugt, da besonders einfach und kostengünstig, kann der steuerbare Schalter einen MOSFET umfassen, dessen Drain-Anschluss mit dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss, dessen Source-Anschluss mit dem Eingang des Gleichspannungswandlers und dessen Gate-Anschluss mit dem Ausgang des Ausgangskreises des Optokopplers jeweils signalübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist.
  • Der Ausgangskreis des Optokopplers kann eingangsseitig mit einer beliebigen Spannungsquelle verbunden sein. Zur Vereinfachung der Schaltung ist jedoch zweckmäßig, dass der Ausgangskreis des Optokopplers eingangsseitig mit dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss energieübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist.
  • In Optokopplern ist der Strom durch den Eingangskreis in erster Näherung proportional zur Anzahl der im Optokoppler pro Zeiteinheit erzeugten Photonen, welche wiederum proportional zur Stromstärke im Ausgangskreis ist.
  • Daher ist es bevorzugt, dass in den Eingangskreis des Optokopplers ein Bauteil integriert ist, welches dazu ausgebildet ist, für im Steuerspannungs-Eingangsanschluss anliegende Steuerspannungen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs einen weitgehend konstanten Strom in dem Eingangskreis des Optokopplers zu erzeugen. Hierfür kommen z. B. eine Stromregeldiode oder ein gegengekoppelter Bipolartransistor in Frage.
  • Um sicherzustellen, dass in einem Schaltkreis-System eines Kraftfahrzeugs, in welches die erfindungsgemäße Gleichspannungswandler-Anordnung integriert ist, eine einheitliche Masse definiert ist, kann vorgesehen sein, dass die Gleichspannungswandler-Anordnung einen Masse-Ausgangsanschluss umfasst, der mit dem Masse-Eingangsanschluss leitend entweder verbunden oder verbindbar ist.
  • Wie oben erläutert besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Gleichspannungswandler-Anordnung bereitzustellen, die in ein bestehendes Kommunikationssystem integriert werden kann. Um auf einfache Weise hinter der Gleichspannungswandler-Anordnung im Fahrzeug angeordnete Verbraucher ebenfalls mit dem Kommunikationssystem verbinden zu können, kann vorgesehen sein, dass die Gleichspannungswandler-Anordnung wenigstens einen weiteren Eingangsanschluss und einen mit diesem signalübertragungsmäßig entweder verbundenen oder verbindbaren Ausgangsanschluss zur Weiterleitung von Signalen, beispielsweise eines Kommunikationssystems des Kraftfahrzeugs umfasst. Auf diese Weise kann z. B. eine LIN-Signalleitung 1:1 durchgegeben werden, also könen LIN-Signale unverändert von einem entsprechenden Eingang zu einem entsprechenden Ausgang der Gleichspannungswandler-Anordnung übertragen werden.
  • Um Wechselstrom-Störsignale, insbesondere hochfrequente Störsignale auf einfache Weise ableiten zu können, kann vorgesehen sein, dass die Gleichspannungswandler-Anordnung wenigstens einen weiteren Eingangsanschluss und einen mit diesem über einen geeigneten Kondensator verbundenen oder verbindbaren Ausgangsanschluss zur Ableitung solcher Störsignale umfasst. Dabei kann der Eingangs- oder der Ausgangsanschluss mit der Masse verbunden sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die Gleichspannungswandler-Anordnung ein Gehäuse oder eine Platine umfassen, in dem oder/und auf der mehrere vorzugsweise alle Bestandteile der Gleichspannungswandler-Anordnung vorgesehen sind. Dies kann den Einbau, die Reparatur oder einen Austausch der Gleichspannungswandler-Anordnung deutlich erleichtern. Aus dem gleichen Grund kann vorgesehen sein, dass mehrere Eingangsanschlüsse, vorzugsweise alle Eingangsanschlüsse oder/und mehrere Ausgangsanschlüsse, vorzugsweise alle Ausgangsanschlüsse jeweils in einen mehrpoligen Verbindungsanschluss, vorzugsweise einen mehrpoligen Stecker oder eine mehrpolige Buchse integriert sind.
  • Schließlich ist die erfindungsgemäße Gleichspannungswandler-Anordnung vorzugsweise in ein Kraftfahrzeug integriert. Daher wird ebenfalls Patentschutz beantragt für ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie, wenigstens einem Aktuator mit einem Spannungseingang zur Energieversorgung des Aktuators, einem Kommunikationssystem, welches nach Start des Kraftfahrzeugs und vorzugsweise nach erfolgreichem Durchlauf wenigstens eines Funktionstests eine Referenzspannung an einem Referenzspannungs-Ausgangsanschluss ausgibt sowie eine erfindungsgemäße Gleichspannungswandler-Anordnung, wie sie zuvor beschrieben wurde, wobei der Steuerspannungs-Eingangsanschluss der Gleichspannungswandler-Anordnung mit dem Referenzspannungs-Ausgangsanschluss des Kommunikationssystems signalübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist, der Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss der Gleichspannungswandler-Anordnung mit der Batterie energieübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist und der Spannungs-Ausgangsanschluss der Gleichspannungswandler-Anordnung mit dem Spannungs-Eingang des Aktuators energieübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches in der beiliegenden 1 dargestellt ist.
  • 1 zeigt den Schaltplan eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Gleichspannungswandler-Anordnung 10.
  • Die Bestandteile der Gleichspannungswandler-Anordnung 10 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 14 integriert, vorzugsweise auf einer gemeinsamen Platine. Das Gehäuse 14 weist an einer Eingangsseite 14a sowie an einer Ausgangsseite 14b verschiedene Anschlüsse auf. Um den Einbau der Gleichspannungswandler-Anordnung 10 in ein Kraftfahrzeug zu vereinfachen, kann vorgesehen sein, dass die Eingangs- sowie die Ausgangsanschlüsse jeweils in einen mehrpoligen Verbindungsanschluss integriert sind, etwa in einen mehrpoligen Stecker oder in eine mehrpolige Buchse zum Anschluss eines entsprechenden Verbindungskabels.
  • An der Eingangsseite 14a befinden sich ein Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 18 welcher beispielsweise an eine, hier nicht dargestellte, Fahrzeugbatterie angeschlossen werden kann, ein Steuerspannungs-Eingangsanschluss 16 zum Anschluss an eine geeignete Steuerspannungsquelle, beispielsweise an einen Referenzspannungs-Ausgang eines hier nicht näher dargestellten Kommunikationssystems, einen Masse-Eingangsanschluss 20, einen Eingangsanschluss 22 zur Weiterleitung von Signalen des Kommunikationssystems sowie einen weiteren Eingangsanschluss 24, der über einen Kondensator 26 mit einem Ausgangsanschluss 28 verbunden ist und zur Ableitung hochfrequenter Störsignale dient. Der Kondensator 26 kann beispielsweise eine Kapazität von zwischen etwa 100 nF und etwa 100 μF aufweisen.
  • Der Eingang 12a eines Gleichspannungswandlers 12, bei welchem es sich um ein kommerziell erhältliches Bauteil handeln kann, kann über den Versorgungsspannungs-Anschluss 18 mit einer Versorgungsspannung von beispielsweise 24 V versorgt werden, sofern der in die Leitung zwischen Gleichspannungswandler 12 und Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss eingebaute Schalter 30 geschlossen ist. Der hier verwendete Gleichspannungswandler 12 kann mit Spannungen von etwa 4 V bis etwa 36 V verlustarm angesteuert werden
  • Bei diesem Schalter 30 kann es sich um einen MOSFET 32 handeln, dessen Source-Anschluss 32s mit dem Gleichspannungswandler-Eingangsanschluss 12a und dessen Drain-Anschluss 32d mit dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 18 verbunden ist. Der Widerstand des MOSFET 32 und damit der Zustand des durch diesen MOSFET 32 gebildeten Schalters 30 kann durch eine am Gate-Anschluss 32g des MOSFET 32 anliegende Spannung beeinflusst werden. Weiter kann der MOSFET 32 als Überspannungsschutz für den Gleichspannungswandler 12 dienen, da Spannungen beispielsweise über 30 V nicht durchgelassen werden.
  • Der Schalter 30 kann wiederum über den Optokoppler 34 angesteuert werden. Dabei kann der Eingangsanschluss 34a1 des Eingangskreises 34a des Optokopplers 34 über einen Vorwiderstand 36 und eine Stabilisierungsdiode 38 mit dem Steuerspannungs-Eingangsanschluss 16 der Gleichspannungswandler-Anordnung 10 verbunden sein.
  • Weiterhin ist in dem Eingangskreis 34a des Optokopplers 34 eine Stromregeldiode 40 eingebaut, welche aus einem Transistor 42 und einem weiteren Widerstand 44 besteht, und dafür sorgt, dass unabhängig von der am Steuerspannungs-Eingangsanschluss 16 anliegenden Steuerspannung, zumindest so lange diese in einem vorgegebenen Bereich liegt, der Strom durch den Eingangskreis 34a des Optokopplers 34 konstant ist.
  • Der Ausgangskreis 34b des Optokopplers ist eingangsseitig unter Zwischenanordnung einer weiteren Stabilisierungsdiode 37 mit dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 18 verbunden, so dass der Ausgangskreis 34b des Optokoppler 34 und der Schalter 30 parallel zueinander angeordnet sind.
  • Im Ausgangskreis 34b des Optokopplers 34 kann ausgangsseitig zwischen zwei einen Spannungsteiler bildenden Widerständen 46 und 48 in einem Punkt 50 eine Spannung abgegriffen und an den Gate-Anschluss 32g des MOSFET 32 angelegt werden.
  • Der Gate-Anschluss 32g ist weiterhin parallel über ein Kondensator 52 sowie über eine in Sperrrichtung geschaltete Zenerdiode 54 mit dem Masseanschluss 20 der Gleichspannungswandler-Anordnung 10 verbunden. Dabei dient der Kondensator 52 zur Ableitung von Wechselspannungssignalen. Die Zenerdiode 54 dient als Überspannungsschutz für den MOSFET 32, da bei Überschreiten einer vorgegebenen Spannung am Gate-Anschluss 32g, die der Durchbruchspannung der Zenerdiode 54 entspricht, der Strom durch die Zenerdiode 54 zur Masse abgeleitet wird, bis die Spannung wieder unter den vorgegebenen Wert abgefallen ist.
  • Ein ähnlicher Überspannungsschutz durch zwei Zenerdioden 56 kann auch zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss 18 und dem Masse-Eingangsanschluss 20 vorgesehen sein.
  • Wenn am Steuerspannungs-Eingangsanschluss 16 eine Steuerspannung, beispielsweise eine Referenzspannung des LIN-Systems anliegt, so wird der Schalter 30, vom Optokoppler 34 gesteuert, geöffnet, und eine energieübertragungsmäßige Verbindung zwischen dem Versorgungsspannungs-Anschluss 18 und dem Eingang 12a des Gleichspannungswandlers 12 hergestellt, so dass eine Gleichspannungswandler-Eingangsspannung an den Eingang 12a des Gleichspannungswandlers 12 angelegt werden kann.
  • Bei Anliegen dieser Spannung am Eingang 12a des Gleichspannungswandlers 12 wird am Ausgang 12b des Gleichspannungswandlers 12 die gewünschte Ausgangsspannung, beispielsweise 12 V, erzeugt und kann am Spannungs-Ausgangsanschluss 60 der Gleichspannungswandler-Anordnung 10 abgegriffen und einem elektrischen Verbraucher, beispielsweise einem Luftklappenaktuator zugeführt werden.
  • Der Gleichspannungswandler 12 kann durch eine Freilaufdiode 62, welche zwischen den Ausgang 12b und den Eingang 12a des Gleichspannungswandlers 12 geschaltet ist, sowie durch zwei Kondensatoren 64 und 66, welche jeweils zwischen den Eingangsanschluss 12a bzw. den Ausgangsanschluss 12b und den Masseanschluss 20 geschaltet sind, vor Überspannungsspitzen bei Ein- und Ausschaltvorgängen geschützt werden. Bei dem Kondensator 64 zwischen dem Eingangsanschluss 12a und dem Masseanschluss 20 kann es sich um einen Elektrolytkondensator handeln.
  • Der Masseanschluss 20 kann intern mit einer ”Masse” 65 der Gleichspannungswandler-Anordnung 10 verbunden sein, beispielsweise mit einer Hülle oder Abschirmung des Gehäuses 14.
  • Schließlich kann am Ausgang 12b des Gleichspannungswandlers 12, parallel zum Spannungs-Ausgangsanschluss 60 noch eine Messstelle 68 vorgesehen sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3743317 C2 [0005]
    • DE 112004001589 T5 [0006]
    • DE 10143016 A1 [0006]
    • DE 19701159 A1 [0007]
    • DE 10324888 A1 [0007]
    • DE 9208509 U1 [0007]
    • DE 29700900 U1 [0009]
    • DE 10200343 A1 [0010]
    • DE 102007001673 A1 [0011]

Claims (11)

  1. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend: – einen Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss (18), – einen Steuerspannungs-Eingangsanschluss (16), – einen Masse-Eingangsanschluss (20), – einen Spannungs-Ausgangsanschluss (60), – einen Gleichspannungswandler (12) mit einem Eingang (12a), einem mit dem Spannungs-Ausgangsanschluss (60) energieübertragungsmäßig entweder verbundenen oder verbindbaren Ausgang (12b) und einem Masseanschluss (12g), wobei der Gleichspannungswandler (12) dazu ausgebildet ist, an seinem Ausgang (12b) eine vorgegebene Ausgangsspannung dann auszugeben, wenn an seinem Eingang eine Gleichspannungswandler-Eingangsspannung innerhalb eines vorbestimmten Eingangsspannungsbereichs anliegt, – eine steuerbare Schalter-Einrichtung (30, 34) zum Herstellen bzw. Trennen einer energieübertragungsmäßigen Verbindung zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss (18) und dem Eingang (12a) des Gleichspannungswandlers (12), wobei die Schalter-Einrichtung (30, 34) über eine an den Steuerspannungs-Eingangsanschluss (18) angelegte oder anlegbare Steuerspannung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Schalter-Einrichtung (30, 34) einen Optokoppler (34) umfasst, wobei der Eingangsanschluss (34a1) des Eingangskreises (34a) des Optokopplers (34) mit dem Steuerspannungs-Eingangsanschluss (16) signalübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist, und wobei ferner der Ausgangsanschluss (34b2) des Ausgangskreises (34b) des Optokopplers (34) derart mit dem Eingang (12a) des Gleichspannungswandlers (12) gekoppelt ist, dass am Eingang (12a) des Gleichspannungswandlers (12), in Abhängigkeit von einem Steuersignal am Eingangsanschluss (34a1) des Eingangskreises (34a) des Optokopplers (34), eine von der Versorgungsspannung abhängige Gleichspannungswandler-Eingangsspannung anliegt.
  2. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Schalter-Einrichtung (30, 34) ferner einen steuerbaren Schalter (30) zum Herstellen bzw. Trennen einer energieübertragungsmäßigen Verbindung zwischen dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss (18) und dem Eingang (12a) des Gleichspannungswandlers (12) umfasst, wobei der Ausgangskreis (34b) des Optokopplers (34) derart mit dem steuerbaren Schalter (30) gekoppelt ist, dass ein Signal im Ausgangskreis (34b) des Optokopplers (34) den steuerbaren Schalter (30) steuert.
  3. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der steuerbare Schalter (30) einen MOSFET (32) umfasst, dessen Drain-Anschluss (32d) mit dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss (18), dessen Source-Anschluss (32s) mit dem Eingang (12a) des Gleichspannungswandlers (12) und dessen Gate-Anschluss (32g) mit dem Ausgang (34b2) des Ausgangskreises (34b) des Optokopplers (34) jeweils signalübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist.
  4. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangskreis (34b) des Optokopplers (34) eingangsseitig mit dem Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss (18) energieübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist.
  5. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Eingangskreis (34a) des Optokopplers (34) ein Bauteil (42) integriert ist, welches dazu ausgebildet ist für am Steuerspannungs-Eingangsanschluss (16) anliegende Steuerspannungen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs einen weitgehend konstanten Strom in dem Eingangskreis (34a) des Optokopplers (34) zu erzeugen.
  6. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Masse-Ausgangsanschluss (21) umfasst, der mit dem Masse-Eingangsanschluss (20) leitend entweder verbunden oder verbindbar ist.
  7. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen weiteren Eingangsanschluss (22) und einen mit diesem signalübertragungsmäßig entweder verbundenen oder verbindbaren Ausgangsanschluss (23) zur Weiterleitung von Signalen, beispielsweise eines Kommunikationssystems des Kraftfahrzeugs, umfasst.
  8. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen weiteren Eingangsanschluss (24) und einem mit diesem über einen Kondensator (26) verbundenen oder verbindbaren Ausgangsanschluss (28) zur Ableitung von Wechselspannungs-Störsignalen, insbesondere hochfrequenten Störsignalen, umfasst.
  9. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gehäuse (14) oder/und eine Platine umfasst, in dem oder/und auf der mehrere, vorzugsweise alle Bestandteile des Gleichspannungswandler-Systems (10) vorgesehen sind.
  10. Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Eingangsanschlüsse (16, 18, 20, 24, 22), vorzugsweise alle Eingangsanschlüsse (16, 18, 20, 24, 22) oder/und mehrere Ausgangsanschlüsse (60, 21, 28, 23), vorzugsweise alle Ausgangsanschlüsse (60, 21, 28, 23) jeweils in einen mehrpoligen Verbindungsanschluss, vorzugsweise einen mehrpoligen Stecker oder eine mehrpolige Buchse, integriert sind.
  11. Kraftfahrzeug umfassend: – eine Batterie, – wenigstens einen Aktuator mit einem Spannungseingang zur Energieversorgung des Aktuators, – ein Kommunikationssystem, welches nach einem Start des Kraftfahrzeugs und vorzugsweise nach erfolgreichem Durchlauf wenigstens eines Funktionstests eine Referenzspannung an einem Referenzspannungs-Ausgangsanschluss ausgibt, – eine Gleichspannungswandler-Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steuerspannungs-Eingangsanschluss (16) der Gleichspannungswandler-Anordnung (10) mit dem Referenzspannungs-Ausgangsanschluss des Kommunikationssystems signalübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist, der Versorgungsspannungs-Eingangsanschluss (18) der Gleichspannungswandler-Anordnung mit der Batterie energieübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist, und der Spannungs-Ausgangsanschluss (60) der Gleichspannungswandler-Anordnung (10) mit dem Spannungseingang des Aktuators energieübertragungsmäßig entweder verbunden oder verbindbar ist.
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