DE102010039667A1 - Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts und entsprechendes Verfahren - Google Patents

Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts und entsprechendes Verfahren Download PDF

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Hasan Gökcer Albayrak
Rudolf Seidl
Jörg Skrippek
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06F25/00—Washing machines with receptacles, e.g. perforated, having a rotary movement, e.g. oscillatory movement, the receptacle serving both for washing and for centrifugally separating water from the laundry and having further drying means, e.g. using hot air 

Abstract

Es werden eine Schaltungsanordnung sowie ein Verfahren geschaffen, welche einen bestimmungsgemäßen Betrieb eines Hausgeräts nach einem Ausfall einer Versorgungswechselspannung UN ermöglichen. Die Schaltungsanordnung 1 umfasst eine Motorsteuereinheit 6 sowie eine Hauptsteuereinheit 18. Die Motorsteuereinheit 6 wird mit Hilfe einer Motorversorgungsschaltung 7 mit elektrischer Energie U1 versorgt. Die Motorversorgungsschaltung 7 umfasst einen Zwischenkreiskondensator 14 zum Speichern von elektrischer Spannung. Die Hauptsteuereinheit 18 wird durch eine Hauptversorgungseinheit 19 mit elektrischer Energie U2 versorgt. Nach Ausfall der Versorgungswechselspannung UN wird die Hauptsteuereinheit 18 mit elektrischer Energie U3 aus dem Zwischenkreiskondensator 14 versorgt. Es kann somit ein unkontrolliertes Ausschalten der Hauptsteuereinheit 18 und der Motorsteuereinheit 6 vermieden werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts sowie ein Hausgerät mit einer solchen Schaltungsanordnung. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Ermöglichen eines bestimmungsgemäßen Betriebs eines Hausgeräts nach einem Ausfall einer Versorgungswechselspannung, die an einem Schaltungseingang einer Schaltungsanordnung des Hausgeräts angelegt wird.
  • Es geht vorliegend um ein solches Hausgerät, welches eine Motorsteuereinheit zum Steuern einer elektrischen Maschine sowie eine Hauptsteuereinheit zum Abgeben von Steuerbefehlen an die Motorsteuereinheit aufweist. Bei solchen Hausgeräten werden die Motorsteuereinheit und die Hauptsteuereinheit mithilfe separater Versorgungsschaltungen mit elektrischer Energie versorgt, nämlich beispielsweise durch separate Netzteile. Diese Versorgungsschaltungen weisen unterschiedlichen Aufbau auf; die Versorgungsschaltung für die Motorsteuereinheit umfasst in der Regel einen Zwischenkreiskondensator, mit welchem eine gleichgerichtete Spannung geglättet wird. Eine solche Schaltung zum Versorgung einer Motorsteuereinheit ist beispielsweise aus dem Dokument WO 2005/060064 A1 bekannt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine Schaltungsanordnung mit einer Motorsteuereinheit und einer Hauptsteuereinheit bestimmungsgemäß funktionieren kann, nämlich insbesondere nach Ausfall einer Versorgungswechselspannung von einem Versorgungsnetz.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung, durch ein Hausgerät und durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie nachfolgender Beschreibung.
  • Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Hausgeräts umfasst einen Schaltungseingang zum Anlegen einer Versorgungswechselspannung. Sie umfasst außerdem eine Motorsteuereinheit zum Steuern einer elektrischen Maschine des Hausgeräts. Eine Motorversorgungsschaltung ist über einen elektrischen Schalter mit dem Schaltungseingang koppelbar, die zum Bereitstellen einer ersten Betriebsspannung ausgebildet ist. Mit der ersten Betriebsspannung ist die Motorsteuereinheit versorgbar. Die Motorversorgungsschaltung umfasst einen Zwischenkreiskondensator zum Speichern von elektrischer Energie. Die Schaltungsanordnung umfasst außerdem eine Hauptsteuereinheit zum Steuern des Hausgeräts, die dazu ausgebildet ist, Steuersignale mit Steuerbefehlen an die Motorsteuereinheit abzugeben. Die Hauptsteuereinheit steuert auch den elektrischen Schalter an und kann somit bewirken, dass die Motorversorgungsschaltung mit dem Schaltungseingang gekoppelt wird. Mit dem Schaltungseingang ist ebenfalls eine Hauptversorgungseinheit gekoppelt, die eine zweite Betriebsspannung bereitstellt, mit welcher die Hauptsteuereinheit versorgbar ist. Die Hauptsteuereinheit ist zusätzlich mit der Motorversorgungsschaltung gekoppelt, und die Motorversorgungsschaltung ist zum Bereitstellen einer dritten Betriebsspannung aus der im Zwischenkreiskondensator gespeicherten Energie ausgebildet, wobei mit der dritten Betriebsspannung die Hauptsteuereinheit versorgbar ist.
  • Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, dass die Motorversorgungsschaltung in der Regel einen Zwischenkreiskondensator umfasst, welcher eine elektrische Spannung speichert. Die Erfindung geht nun den Weg, diese im Zwischenkreiskondensator gespeicherte elektrische Spannung auch zum Versorgung der Hauptsteuereinheit zur Verfügung zu stellen, nämlich durch Erzeugen einer dritten Betriebsspannung. Kommt es zu einem kurzen Ausfall der Versorgungswechselspannung – z. B. bei der Auswahl eines Programms des Hausgeräts oder durch ein kurzzeitiges Aus- und Einschalten des Hausgeräts über einen Hauptschalter durch eine Bedienperson oder auch Ausfall des Versorgungsnetzes – so liefert die Hauptversorgungseinheit keine Betriebsspannung mehr für die Hauptsteuereinheit. Bei einem solchen kurzen Ausfall der Versorgungswechselspannung wird im Stand der Technik die Motorsteuereinheit weiterhin mit elektrischer Energie versorgt, nämlich aus dem Zwischenkreiskondensator, während die Hauptsteuereinheit ausfällt. Damit befinden sich nach der Wiederkehr der Versorgungswechselspannung die Hauptsteuereinheit und die Motorsteuereinheit in unterschiedlichen Betriebszuständen; die Hauptsteuereinheit hat eine Zurücksetzung (reset) durchlaufen, während die Motorsteuereinheit nicht. Es ergeben sich somit im Stand der Technik Probleme bei dem erneuten Start eines bereits begonnenen Programms des Hausgeräts; es ist erforderlich, die Programme in der Hauptsteuereinheit und in der Motorsteuereinheit wieder zu synchronisieren. Gerade diesem Problem begegnet die vorliegende Erfindung, nämlich durch die Versorgung der Hauptsteuereinheit mit in dem Zwischenkreiskondensator gespeicherter Energie. Kommt nun zu einem Ausfall der Versorgungswechselspannung, so können sowohl die Hauptsteuereinheit als auch die Motorsteuereinheit mit der Spannung aus dem Zwischenkreiskondensator versorgt werden, und die Motorsteuereinheit und die Hauptsteuereinheit durchlaufen die Zurücksetzung (reset) zum selben Zeitpunkt. Es werden hierdurch unterschiedliche Betriebszustände der Hauptsteuereinheit und der Motorsteuereinheit nach der Wiederkehr der Versorgungswechselspannung vermieden.
  • Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass nach einem Ausfall der Versorgungswechselspannung die Hauptsteuereinheit eine bestimmte Zeit dafür hat, vorbestimmte Vorgänge zu bewirken. Die Hauptsteuereinheit kann nämlich ein geregeltes Abschalten der Motorsteuereinheit gemäß einem vorbestimmten Protokoll bewirken. Die Hauptsteuereinheit kann auch sich selbst ausschalten, nämlich ordnungsgemäß entsprechend einem vorbestimmten Protokoll. Hierdurch können Fehler vermieden werden, die im Stand der Technik nach einer zufälligen Zurücksetzung (reset) der Motorsteuereinheit und der Hauptsteuereinheit auftreten. Also kann die Hauptsteuereinheit ein geregeltes und gewolltes Ausschalten der Motorsteuereinheit und/oder der Hauptsteuereinheit bewirken, dies dank der dritten Betriebsspannung aus dem Zwischenkreiskondensator.
  • Ein weiterer Vorteil der Schaltungsanordnung besteht darin, dass der Testaufwand in der Entwicklung des Hausgeräts auf ein Minimum reduziert werden kann, da die Einflüsse unterschiedlicher Zeitpunkten der Zurücksetzung der Motorsteuereinheit und der Hauptsteuereinheit nicht mehr auftreten und somit nicht mehr untersucht werden müssen.
  • Die dritte Betriebsspannung ist bevorzugt wertmäßig gleich der zweiten Betriebsspannung. Dann wird die Hauptsteuereinheit auch nach Ausfall der Versorgungswechselspannung mit dem gleichen Gleichspannungswert versorgt.
  • Die dritte Betriebsspannung kann z. B. mithilfe eines Sperrwandlers bereitgestellt werden. Dann gehört ein solcher Sperrwandler zu der Motorversorgungsschaltung. Diese Ausführungsform erweist sich insbesondere bei solchen Schaltungsanordnungen besonders vorteilhaft, bei denen eine Potentialtrennung zwischen der Motorsteuereinheit und der Hauptsteuereinheit vorliegt, d. h. die Motorsteuereinheit und die Hauptsteuereinheit auf unterschiedlichen Bezugspotentialen liegen. In der Regel wird eine solche Potentialtrennung dadurch erzielt, dass die Motorversorgungsschaltung einen Brückengleichrichter aufweist, mit welchem die Versorgungswechselspannung gleichgerichtet wird. Also kann eine Potentialtrennung zwischen der Motorsteuereinheit und der Hauptsteuereinheit gegeben sein; dann sendet die Hauptsteuereinheit die Steuersignale mit Steuerbefehlen an die Motorsteuereinheit über einen Datenübertragungskanal, welcher die Potentialtrennung nicht beeinträchtigt. Ein solcher Datenübertragungskanal kann z. B. durch einen Optokoppler oder auch eine Schutzimpedanz gebildet sein. Nach Ausfall der Versorgungswechselspannung kann die Hauptsteuereinheit über den Datenübertragungskanal Steuerbefehle an die Motorsteuereinheit übertragen, die ein geregeltes Abschalten der Motorsteuereinheit gemäß einem vorbestimmten Protokoll veranlassen.
  • Kommt es zu einem Ausfall der Versorgungswechselspannung, so können dies die Motorsteuereinheit und die Hauptsteuereinheit erkennen, nämlich durch einen Einbruch der Betriebsspannungen. Nach dem Ausfall der Versorgungswechselspannung steht nur die im Zwischenkreiskondensator gespeicherte elektrische Spannung zur Verfügung. Diese im Zwischenkreiskondensator gespeicherte Energie sollte effizient für die Motorsteuereinheit und die Hauptsteuereinheit verteilt werden. Da die Hauptsteuereinheit eine zentrale Steuereinrichtung im Hausgerät darstellt, benötigt sie längere Zeit, um nach Ausfall der Versorgungswechselspannung bestimmte Vorgänge im Hausgerät zu bewirken. Es ist deshalb in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Motorsteuereinheit sich nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung von der ersten Betriebsspannung selbst entkoppelt und sich hierdurch selbst in einen Stand-by-Zustand überführt. Dann verbraucht die Motorsteuereinheit sehr wenig oder gar keine elektrische Energie, und die im Zwischenkreiskondensator gespeicherte Spannung kann in vollem Umfang der Hauptsteuereinheit zur Verfügung gestellt werden. Durch diese Vorgehensweise verdoppelt sich die Zeit, die die Hauptsteuereinheit nach einem Ausfall der Versorgungswechselspannung für das Bewirken bestimmter Vorgänge im Hausgerät zur Verfügung hat.
  • Wie bereits ausgeführt, kann die Hauptsteuereinheit nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung bestimmte Handlungen im Hausgerät vornehmen, die dann einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Hausgeräts nach der Wiederkehr der Versorgungswechselspannung gewährleisten. Zum Beispiel kann die Hauptsteuereinheit nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung Fehlerdaten in einem Speicher abspeichern. Solche Fehlerdaten können Informationen über einen zuvor gestarteten und durch den Ausfall der Versorgungswechselspannung unterbrochenen Programms des Hausgeräts umfassen. Die Fehlerdaten können z. B. eine Information über die Stelle des Programms umfassen, an welcher selbiges Programm durch den Ausfall der Versorgungswechselspannung unterbrochen wird. Dann kann das Programm nach der Wiederkehr der Versorgungswechselspannung an dieser Stelle wieder gestartet und ordnungsgemäß beendet werden. Bevorzugt umfasst die Hauptsteuereinheit einen permanenten Speicher. Dann kann die Hauptsteuereinheit solche Fehlerdaten nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung abspeichern, die später bei einer Wartung bzw. einem Kundenservice ausgewertet werden können. Solche Fehlerdaten können z. B. den Zeitpunkt des Ausfalls der Versorgungswechselspannung und/oder die Bezeichnung des bei dem Ausfall der Versorgungswechselspannung ausgewählten Programms und dergleichen umfassen.
  • Ein erfindungsgemäßes Hausgerät umfasst eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung oder eine bevorzugte Ausgestaltung derselben. Unter dem Begriff Hausgerät wird hier insbesondere eine Waschmaschine, ein Waschtrockner oder ein Wäschetrockner verstanden.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht einen bestimmungsgemäßen Betrieb eines Hausgeräts nach einem Ausfall einer Versorgungswechselspannung, die an einen Schaltungseingang einer Schaltungsanordnung des Hausgeräts angelegt wird. Es wird eine Hauptsteuereinheit mit elektrischer Gleichspannung durch eine mit dem Schaltungseingang gekoppelte Hauptversorgungseinheit versorgt. Es erfolgt ein Schließen eines elektrischen Schalters durch die Hauptsteuereinheit, und ein Zwischenkreiskondensator einer Motorversorgungsschaltung wird hierdurch mit elektrischer Gleichspannung aufgeladen. Eine Motorsteuereinheit wird mit der Gleichspannung aus dem Zwischenkreiskondensator versorgt. Nach Ausfall der Versorgungswechselspannung wird die Hauptsteuereinheit mit elektrischer Energie aus dem Zwischenkreiskondensator versorgt.
  • Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und insbesondere deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Hausgerät sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen und/oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert, wobei
  • 1 eine Schaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht; und
  • 2 eine Versorgungseinheit einer Motorversorgungsschaltung der Schaltungsanordnung gemäß 1 veranschaulicht.
  • Eine in 1 dargestellte Schaltungsanordnung 1 dient zum Betreiben eines permanenterregten Synchronmotors 2 einer Waschmaschine. Der Synchronmotor 2 treibt eine Wäschetrommel der Wachmaschine an. Zum Ansteuern des Synchronmotors 2 umfasst die Schaltungsanordnung 1 einen Wechselrichter 3, der sechs Transistoren 4 aufweist. Der Wechselrichter 3 kann jeweils eine Wechselspannung für alle drei Wicklungen 5 des Synchronmotors 2 bereitstellen.
  • Der Wechselrichter 3 wird durch eine Motorsteuereinheit 6 angesteuert, die im Beispiel durch einen Mikroprozessor gebildet ist. Also steuert die Motorsteuereinheit 6 den Synchronmotor 2 unter Vermittlung des Wechselrichters 3.
  • Die Motorsteuereinheit 6 wird mit einer ersten Betriebsspannung U1 versorgt, die mittels einer Motorversorgungsschaltung 7 bereitgestellt wird, nämlich bezüglich eines ersten Bezugspotentials 8. Die erste Betriebsspannung U1 kann beispielsweise 5 V oder 3,3 V betragen, sie kann aber auch in einem Wertebereich zwischen 1 V und 2 V liegen.
  • Die Motorversorgungsschaltung 7 umfasst einen Brückengleichrichter 9, der primärseitig einerseits über einen elektrischen Schalter 10, der hier als Relais bereitgestellt ist, mit einem ersten Eingangsanschluss L eines Schaltungseingangs 11 koppelbar und andererseits mit einem zweiten Eingangsanschluss N des Schaltungseingangs 11 verbunden ist. Der zweite Eingangsanschluss N stellt ein zweites Bezugspotential dar. Sekundärseitig ist der Brückengleichrichter 9 einerseits über eine Einschaltstoßstrom-Schutzschaltung 12 mit einem Zwischenkreispol 13 und andererseits mit dem ersten Bezugspotential 8 gekoppelt. Der Zwischenkreispol 13 ist über einen Zwischenkreiskondensator 14 mit dem ersten Bezugspotential 8 gekoppelt; parallel zum Zwischenkreiskondensator 14 ist eine Versorgungseinheit 15 geschaltet, die die erste Betriebsspannung U1 bereitgestellt.
  • Liegt am Schaltungseingang 11 eine Versorgungswechselspannung UN an, so stellt der Brückengleichrichter 9 – wenn das Relais 10 geschlossen ist – eine gleichgerichtete Spannung bereit, die dann mit dem Zwischenkreiskondensator 14 geglättet wird. Die gleichgerichtete Spannung wird also in dem Zwischenkreiskondensator 14 gespeichert. Aus dieser im Zwischenkreiskondensator 14 gespeicherten Spannung stellt die Versorgungseinheit 15 dann die erste Betriebsspannung U1 sowie eine weitere Betriebsgleichspannung UB bereit. Mit der weiteren Betriebsgleichspannung UB kann z. B. ein Treiber für den Wechselrichter 3 versorgt werden. Diese weitere Betriebsgleichspannung UB beträgt z. B. 15 V, und zwar bezüglich des ersten Bezugspotentials 8. Die Versorgungseinheit 15 kann z. B. ein Schaltnetzteil umfassen, wie auch einen Spannungsteiler. Mit diesen Bauteilen können nämlich die erste Betriebsspannung U1 wie auch die weitere Betriebsgleichspannung UB aus der im Zwischenkreiskondensator 14 gespeicherten Spannung erzeugt werden.
  • Die Einschaltstoßstrom-Schutzschaltung 12 umfasst einen Ohmschen Widerstand 16 sowie ein Relais 17, das durch die Motorsteuereinheit 6 angesteuert werden kann. Das Relais 17 kann den Ohmschen Widerstand 16 überbrücken. Insgesamt dient die Einschaltstoßstrom-Schutzschaltung 12 zum Schutz der Motorversorgungsschaltung 7 und des Wechselrichters 3 vor Stromspitzen, die beim Schließen des Relais 10 auftreten.
  • Die Waschmaschine weist eine Hauptsteuereinheit 18, die Programme bzw. Prozesse der Waschmaschine steuert und im Beispiel durch einen Mikroprozessor gebildet ist. Die Hauptsteuereinheit 18 steuert auch die Motorsteuereinheit 6, nämlich unter Ausgabe entsprechender Steuersignale mit Steuerbefehlen an die Motorsteuereinheit 6. Diese Steuersignale werden über einen Datenübertragungskanal (nicht dargestellt) an die Motorsteuereinheit 6 übermittelt. Da die Motorsteuereinheit 6 auf dem ersten Bezugspotential 8 und die Hauptsteuereinheit 18 auf dem zweiten Bezugspotential N liegen, muss die Übertragung der Steuersignale über eine Schutzimpedanz oder aber über einen Optokoppler stattfinden.
  • Zur Versorgung der Hauptsteuereinheit 18 ist eine Hauptversorgungseinheit 19 vorgesehen, die mit dem Schaltungseingang 11 gekoppelt ist. Die Hauptversorgungseinheit 19 kann z. B. ein Netzteil oder auch ein Schaltnetzteil umfassen. Sie stellt eine zweite Betriebsspannung U2 bereit, nämlich an einem Ausgang 20 und bezüglich des zweiten Bezugspotentials N. Der Ausgang 20 der Hauptversorgungseinheit 19 ist über eine Diode 21 mit einem Versorgungseingang 22 der Hauptsteuereinheit 18 verbunden. Die Diode 21 dient zum Gleichrichten der zweiten Betriebsspannung U2. Die zweite Betriebsspannung U2 beträgt beispielsweise 5 V oder 3,3 V, sie kann aber auch zwischen 1 V und 2 V liegen. Also wird die Hauptsteuereinheit 18 mit der zweiten Betriebsspannung U2 versorgt, die bezüglich des zweiten Bezugspotentials N erzeugt wird. Die Inbetriebnahme der Motorsteuereinheit 6, des Wechselrichters 3 und somit des Synchronmotors 2 erfolgt durch Schließen des Relais 10. Das Relais 10 wird dabei durch die Hauptsteuereinheit 18 angesteuert, die Hauptsteuereinheit 18 schließt das Relais 10, um den Synchronmotor 2 in Betrieb zu nehmen.
  • Würde die Hauptsteuereinheit 18 nur mit der zweiten Betriebsspannung U2 versorgt werden, so würde sie kurz nach Auftreten eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung UN ausfallen. Nach Ausfall der Versorgungswechselspannung UN kann die Motorsteuereinheit 6 jedoch weiter – für eine Zeit von etwa 30 s – mit elektrischer Energie versorgt werden, nämlich aus dem Zwischenkreiskondensator 14. Die Motorsteuereinheit 6 könnte also weiter betrieben werden, während die Hauptsteuereinheit 18 bereits eine Zurücksetzung (reset) durchlaufen hat. Um eine solche ungünstige Konstellation zu vermeiden, stellt die Versorgungseinheit 15 zusätzlich eine dritte Betriebsspannung U3 bereit, mit welcher die Hauptsteuereinheit 18 versorgt werden kann und welche wertmäßig gleich der zweiten Betriebsspannung U2 ist, also beispielsweise 5 V oder 3,3 V beträgt. Diese dritte Betriebsspannung U3 erzeugt die Versorgungseinheit 15 aus der im Zwischenkreiskondensator 14 gespeicherten Spannung. Die dritte Betriebsspannung U3 wird bezüglich des zweiten Bezugspotentials N bereitgestellt, so dass die Potentialtrennung zwischen der Motorsteuereinheit 6 und der Hauptsteuereinheit 18 aufrechterhalten wird. Zum Zwecke des Erzeugens der dritten Betriebsspannung U3 kann die Versorgungseinheit 15 einen Sperrwandler umfassen, welcher primärseitig mit dem ersten Bezugspotential 8 und sekundärseitig mit dem zweiten Bezugspotential N gekoppelt ist. Die dritte Betriebsspannung U3 stellt die Versorgungseinheit 15 an einem Ausgang 23 bereit, welcher über eine Diode 24 mit dem Versorgungseingang der Hauptsteuereinheit 18 verbunden ist. Die Diode 24 dient zum Gleichrichten der dritten Betriebsspannung U3.
  • 2 zeigt ein Beispiel der Versorgungseinheit 15 der Motorversorgungsschaltung 7. Die Versorgungseinheit 15 umfasst einen Sperrwandler mit einem Transformator 26 und einer Schalterschaltung 27. Eine erste Wicklung 28 des Transformators 26 ist einerseits mit dem Zwischenkreispol 13 verbunden und andererseits über die Schalterschaltung 27 mit dem ersten Bezugspotential 8 koppelbar. Durch eine zweite Wicklung 29 werden die erste Betriebsspannung U1 sowie die weitere Betriebsgleichspannung UB bereitgestellt, nämlich bezüglich des ersten Bezugspotentials 8. Der Transformator 26 umfasst außerdem eine Zusatzwicklung 30, über welche die dritte Betriebsspannung U3 für die Hauptsteuereinheit 18 bereitgestellt wird. Dabei ist die Zusatzwicklung 30 einerseits mit dem Ausgang 23 und andererseits mit dem zweiten Bezugspotential N gekoppelt. Die dritte Betriebsspannung U3 wird mithilfe einer Diode 31 gleichgerichtet und an einem Kondensator 32 bereitgestellt.
  • Die Schalterschaltung 27 schaltet die erste Wicklung 28 gegen das erste Bezugspotential 8 und bewirkt somit, dass Stromimpulse in der ersten Wicklung 28 erzeugt werden, die an die zweite Wicklung 29 und die Zusatzwicklung 30 übertragen werden. Somit kann die Energie übertragen werden. Die Schalterschaltung 27 erhält zusätzlich eine Rückkopplung von der ersten Betriebsspannung U1, nämlich über eine Leitung 33. Die Betriebsspannungen U1 und U3 sowie die weitere Betriebsgleichspannung UB werden somit durch die Schalterschaltung 27 geregelt, dies abhängig von dem rückgekoppelten Wert der ersten Betriebsspannung U1.
  • Durch das Bereitstellen der dritten Betriebsspannung U3 für die Hauptsteuereinheit 18 kann eine solche Situation vermieden werden, dass die Hauptsteuereinheit 18 nach Auftreten eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung UN unkontrolliert ausgeschaltet wird. Nach Ausfall der Versorgungswechselspannung UN wird die Hauptsteuereinheit 18 weiterhin mit der dritten Betriebsspannung U3 versorgt, die aus der im Zwischenkreiskondensator 14 gespeicherten Spannung bereitgestellt wird. Dies ermöglicht das Bewirken bestimmter Vorgänge durch die Hauptsteuereinheit 18 nach Ausfall der Versorgungswechselspannung UN.
  • Nämlich kann die Hauptsteuereinheit 18 Steuersignale über den Datenkommunikationskanal an die Motorsteuereinheit 6 senden, die dann ein kontrolliertes Ausschalten der Motorsteuereinheit 6 gemäß einem vorbestimmten Protokoll veranlassen. Nach Auftreten eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung UN kann die Motorsteuereinheit 6 auch sich selbst in einen Stand-by-Zustand überführen, in welchem sie keine Energie verbraucht. Dann steht die im Zwischenkreiskondensator 14 gespeicherte Spannung nur zur Versorgung der Hauptsteuereinheit 18 zur Verfügung, und die Hauptsteuereinheit 18 kann nach dem Ausfall der Versorgungswechselspannung UN länger mit Energie versorgt werden.
  • Also sind unterschiedliche Vorgehensweisen nach einem Ausfall der Versorgungswechselspannung UN vorgesehen. Die Motorsteuereinheit kann sich unmittelbar nach dem Ausfall der Versorgungswechselspannung UN in den Stand-by-Zustand überführen. Alternativ kann die Motorsteuereinheit 6 nach dem Ausfall der Versorgungswechselspannung UN weiterhin mit der ersten Betriebsspannung U1 versorgt werden, und die Motorsteuereinheit 6 und die Hauptsteuereinheit 18 können zu dem gleichen Zeitpunkt ausfallen. Dann weisen die Motorsteuereinheit 6 und die Hauptsteuereinheit 18 nach der Wiederkehr der Versorgungswechselspannung UN gleiche Betriebszustände auf, und sie müssen nicht mehr synchronisiert werden. Die gleichzeitige Ausschaltung der Motorsteuereinheit 6 und der Hauptsteuereinheit 18 kann aber auch durch die Hauptsteuereinheit 18 selbst gleichzeitig vorgenommen werden.
  • Die Hauptsteuereinheit 18 umfasst außerdem einen permanenten Speicher 25. Nach einem Ausfall der Versorgungswechselspannung UN kann die Hauptsteuereinheit 18 Fehlerdaten in dem Speicher 25 abspeichern, nämlich Daten mit Informationen über einen zuvor gestarteten und durch den Ausfall der Versorgungswechselspannung UN unterbrochenen Programms der Waschmaschine. Nach der Wiederkehr der Versorgungswechselspannung UN kann die Hauptsteuereinheit 18 diese Fehlerdaten auswerten und die Waschmaschine aufgrund dieser Fehlerdaten weiter betreiben. Solche Fehlerdaten können auch bei einer Wartung der Waschmaschine bei einem Kundendienst hilfreich sein, um während der Laufzeit der Waschmaschine auftretende Betriebsfehler auswerten zu können. Bei einer Wartung der Waschmaschine können diese Fehlerdaten dann aus dem Speicher 25 ausgelesen und ausgewertet werden.
  • Insgesamt wird eine Schaltungsanordnung 1 bereitgestellt, mit welcher ein ordnungsgemäßer Betrieb der Waschmaschine nach einem Ausfall der Versorgungswechselspannung UN möglich ist. Die Hauptsteuereinheit 18 wird nämlich mit elektrischer Energie aus dem Zwischenkreiskondensator 14 versorgt, und zwar auch nach einem Ausfall der Versorgungswechselspannung UN. Es wird somit ein unkontrolliertes Abschalten der Hauptsteuereinheit 18 und der Motorsteuereinheit 6 vermieden, nach Ausfall der Versorgungswechselspannung UN können die Motorsteuereinheit 6 und die Hauptsteuereinheit 18 kontrolliert ausgeschaltet werden, und sie müssen nach der Wiederkehr der Versorgungswechselspannung UN nicht mehr synchronisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schaltungsanordnung
    2
    Synchronmotor
    3
    Wechselrichter
    4
    Transistoren
    5
    Wicklungen
    6
    Motorsteuereinheit
    7
    Motorversorgungsschaltung
    8
    erstes Bezugspotential
    9
    Brückengleichrichter
    10
    Schalter
    11
    Schaltungseingang
    12
    Einschaltstoßstrom-Schutzschaltung
    13
    Zwischenkreispol
    14
    Zwischenkreiskondensator
    15
    Versorgungseinheit
    16
    Ohmscher Widerstand
    17
    Relais
    18
    Hauptsteuereinheit
    19
    Hauptversorgungseinheit
    20
    Ausgang
    21, 24
    Dioden
    22
    Versorgungseingang
    25
    Speicher
    26
    Transformator
    27
    Schalterschaltung
    28
    erste Wicklung
    29
    zweite Wicklung
    30
    Zusatzwicklung
    31
    Diode
    32
    Kondensator
    33
    Leitung
    L
    Eingangsanschluss
    N
    zweites Bezugspotential
    U1, U2, U3
    Betriebsspannungen
    UB
    Betriebsgleichspannung
    UN
    Versorgungswechselspannung
  • 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
    • WO 2005/060064 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Schaltungsanordnung (1) zum Betreiben eines Hausgeräts, mit – einem Schaltungseingang (11) zum Anlegen einer Versorgungswechselspannung (UN), – einer Motorsteuereinheit (6) zum Steuern einer elektrischen Maschine (2) des Hausgeräts, – einer über einen elektrischen Schalter (10) mit dem Schaltungseingang (11) koppelbaren Motorversorgungsschaltung (7), die zum Bereitstellen einer ersten Betriebsspannung (U1) ausgebildet ist, mit welcher die Motorsteuereinheit (6) versorgbar ist, und die einen Zwischenkreiskondensator (14) zum Speichern von elektrischer Energie aufweist, – einer Hauptsteuereinheit (18) zum Steuern des Hausgeräts, die dazu ausgebildet ist, Steuersignale mit Steuerbefehlen an die Motorsteuereinheit (6) abzugeben und den elektrischen Schalter (10) anzusteuern, – einer mit dem Schaltungseingang (11) gekoppelten Hauptversorgungseinheit (19), die zum Bereitstellen einer zweiten Betriebsspannung (U2) ausgebildet ist, mit welcher die Hauptsteuereinheit (18) versorgbar ist, wobei die Hauptsteuereinheit (18) zusätzlich mit der Motorversorgungsschaltung (7) gekoppelt ist und die Motorversorgungsschaltung (7) zum Bereitstellen einer dritten Betriebsspannung (U3) aus der im Zwischenkreiskondensator (14) gespeicherten Energie ausgebildet ist, mit welcher die Hauptsteuereinheit (18) versorgbar ist.
  2. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Motorversorgungsschaltung (7) einen Sperrwandler (26) aufweist, mittels welchem die dritte Betriebsspannung (U3) erzeugbar ist.
  3. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Motorsteuereinheit (6) dazu ausgelegt ist, nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung (UN) sich von der ersten Betriebsspannung (U1) selbst zu entkoppeln und sich hierdurch in einen Stand-By-Zustand zu überführen.
  4. Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Hauptsteuereinheit (18) dazu ausgelegt ist, nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung (UN) vorbestimmte Vorgänge zu bewirken.
  5. Schaltungsanordnung (1) nach Anspruch 4, bei welcher die Hauptsteuereinheit (18) dazu ausgelegt ist, nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung (UN) Fehlerdaten in einem Speicher abzuspeichern, die Informationen über einen zuvor gestarteten und durch den Ausfall der Versorgungswechselspannung (UN) unterbrochenen Programms des Hausgeräts umfassen.
  6. Hausgerät mit einer Schaltungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  7. Verfahren zum Ermöglichen eines bestimmungsgemäßen Betriebs eines Hausgeräts nach einem Ausfall einer Versorgungswechselspannung (UN), die an einen Schaltungseingang (11) einer Schaltungsanordnung (1) des Hausgeräts angelegt wird, mit den Schritten: – Versorgen einer Hauptsteuereinheit (18) mit elektrischer Gleichspannung (U2) durch eine mit dem Schaltungseingang (11) gekoppelte Hauptversorgungseinheit (19), – Schließen eines elektrischen Schalters (10) durch die Hauptsteuereinheit (18) und hierdurch Aufladen eines Zwischenkreiskondensators (14) einer Motorversorgungsschaltung (7) und Versorgen einer Motorsteuereinheit (6) mit elektrischer Gleichspannung (U1), – nach Ausfall der Versorgungswechselspannung (UN) Versorgen der Hauptsteuereinheit (18) mit elektrischer Energie (U3) aus dem Zwischenkreiskondensator (14).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem nach dem Ausfall der Versorgungswechselspannung (UN) die Hauptsteuereinheit (18) mit einer Gleichspannung (U3) versorgt wird, die mithilfe eines Sperrwandlers (26) erzeugt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei welchem nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung (UN) die Motorsteuereinheit (6) in einen Stand-By-Zustand überführt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welchem nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung (UN) die Hauptsteuereinheit (18) vorbestimmte Vorgänge bewirkt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem nach Erkennen eines Ausfalls der Versorgungswechselspannung (UN) die Hauptsteuereinheit (18) Fehlerdaten in einem Speicher abspeichert, die Informationen über einen zuvor gestarteten und durch den Ausfall der Versorgungswechselspannung (UN) unterbrochenen Programms des Hausgeräts umfassen.
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