DE102014218000A1 - Switching device for switching a power supply for an electronic control unit, household appliance and method therefor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schalteinrichtung (52) zum Schalten einer Energieversorgung für eine elektronische Steuereinheit (14) eines Haushaltsgerätes (10), mit einem ersten Anschluss (22) zum Anschließen an eine Gleichspannungsquelle (24), mit einem zweiten Anschluss (26) zum Anschließen an einen Energieversorgungsanschluss der Steuereinheit (14) und mit einem Schalttransistor (18), der eine Schaltstrecke (16) zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss (22, 26) bereitstellt, wobei die Schaltstrecke (16) über einen dritten Anschluss (20) des Schalttransistors (18) schaltbar ist, wobei die Schalteinrichtung (52) dazu ausgebildet ist, die Schaltstrecke (16) mittels eines auf den dritten Anschluss (20) des Schalttransistors (18) einwirkenden elektronischen Schaltelements (28) der Schalteinrichtung (52) einzuschalten und mittels eines auf den dritten Anschluss (20) des Schalttransistors (18) einwirkenden Ausschaltsignals (30) der Steuereinheit (14) auszuschalten. Erfindungsgemäß weist die Schalteinrichtung (52) eine Zustandseinheit (32) zum Bereitstellen eines einen Schaltzustand der Schaltstrecke (16) repräsentierenden Zustandssignals (34) sowie eine Integratoreinheit (36) auf, wobei die Zustandseinheit (32) dazu ausgebildet ist, das Zustandssignal (34) in Abhängigkeit einer Betätigung des elektronischen Schaltelements (28) und des Ausschaltsignals (30) bereitzustellen und wobei die Zustandseinheit (32) über die Integratoreinheit (36) am dritten Anschluss (20) angeschlossen ist, um die Schaltstrecke (16) des Schalttransistors (18) in Abhängigkeit des Zustandssignals (34) zu steuern.The invention relates to a switching device (52) for switching a power supply for an electronic control unit (14) of a household appliance (10), having a first connection (22) for connection to a DC voltage source (24), with a second connection (26) for connection to a power supply terminal of the control unit (14) and to a switching transistor (18) providing a switching path (16) between the first and second terminals (22, 26), the switching path (16) being connected through a third terminal (20) of the Switching transistor (18) is switchable, wherein the switching device (52) is adapted to turn on the switching path (16) by means of an on the third terminal (20) of the switching transistor (18) acting electronic switching element (28) of the switching device (52) and means a switch-off signal (30) of the control unit (14) acting on the third terminal (20) of the switching transistor (18) is switched off. According to the invention, the switching device (52) has a state unit (32) for providing a state signal (34) representing a switching state of the switching path (16) and an integrator unit (36), wherein the state unit (32) is designed to generate the state signal (34). in dependence on an actuation of the electronic switching element (28) and of the switch-off signal (30), and wherein the state unit (32) is connected to the third terminal (20) via the integrator unit (36) in order to control the switching path (16) of the switching transistor (18). in response to the state signal (34) to control.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zum Schalten einer Energieversorgung für eine elektronische Steuereinheit eines Haushaltsgerätes, mit einem ersten Anschluss zum Anschließen an eine Gleichspannungsquelle, mit einem zweiten Anschluss zum Anschließen an einen Energieversorgungsanschluss der Steuereinheit und mit einem Schalttransistor, der eine Schaltstrecke zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss bereitstellt, wobei die Schaltstrecke über einen dritten Anschluss des Schalttransistors schaltbar ist, wobei die Schalteinrichtung dazu ausgebildet ist, die Schaltstrecke mittels eines auf den dritten Anschluss des Schalttransistors einwirkenden elektronischen Schaltelements der Schalteinrichtung einzuschalten und mittels eines auf den dritten Anschluss des Schalttransistors einwirkenden Ausschaltsignals der Steuereinheit auszuschalten. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Haushaltsgerät mit einer elektrischen Einrichtung zum Bereitstellen einer Haushaltsanwendungsfunktion, einer elektronischen Steuereinheit zum Steuern der elektrischen Einrichtung, einer Gleichspannungsquelle sowie einer an die Gleichspannungsquelle und die elektronische Steuereinheit angeschlossenen Schalteinrichtung zum Schalten einer Energieversorgung für die elektronische Steuereinheit. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schalten einer Energieversorgung für eine elektronische Steuereinheit eines Haushaltsgeräts mittels einer Schalteinrichtung, wobei die Energieversorgung mittels einer Gleichspannungsquelle erfolgt, wobei die Energieversorgung mittels eines eine Schaltstrecke zwischen der Gleichspannungsquelle und der Steuereinheit bereitstellenden Schalttransistors geschaltet wird, wobei die Schaltstrecke mittels eines auf einen dritten Anschluss des Schalttransistors einwirkenden elektronischen Schaltelements der Schalteinrichtung eingeschaltet und mittels eines auf den dritten Anschluss des Schalttransistors einwirkenden Ausschaltsignals der Steuereinheit ausgeschaltet wird.The present invention relates to a switching device for switching a power supply for an electronic control unit of a household appliance, having a first terminal for connection to a DC voltage source, a second terminal for connection to a power supply terminal of the control unit and a switching transistor having a switching path between the first and the second terminal, wherein the switching path is switchable via a third terminal of the switching transistor, wherein the switching means is adapted to switch the switching path by means of an acting on the third terminal of the switching transistor electronic switching element of the switching device and acting on the third terminal of the switching transistor Switch off the switch-off signal of the control unit. Moreover, the invention relates to a household appliance with an electrical device for providing a household appliance function, an electronic control unit for controlling the electrical device, a DC voltage source and a switching device connected to the DC voltage source and the electronic control unit for switching a power supply for the electronic control unit. Finally, the invention relates to a method for switching a power supply for an electronic control unit of a household appliance by means of a switching device, wherein the power supply is by means of a DC voltage source, wherein the power supply is switched by means of a switching path between the DC voltage source and the control unit providing switching transistor, wherein the switching path means an electronic switching element of the switching device acting on a third terminal of the switching transistor is switched on and switched off by means of a switch-off signal of the control unit acting on the third terminal of the switching transistor.
Schalteinrichtungen der gattungsgemäßen Art sowie entsprechende Verfahren als auch Hausgeräte der gattungsgemäßen Art sind dem Grunde nach bekannt, sodass es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises hierfür nicht bedarf. Steuereinheiten dienen dazu, bei einem Haushaltsgerät elektrische Einrichtungen in bestimmungsgemäßer Weise zu steuern, sodass das Haushaltsgerät seine bestimmungsgemäße Funktion ausüben kann. Derartige Steuereinheiten sind in der Regel Bestandteil des Haushaltsgeräts und benötigen in der Regel eine elektrische Energieversorgung, die üblicherweise durch eine Gleichspannungsquelle bereitgestellt wird, die ihrerseits Energie aus einem elektrischen Energiespeicher wie einem Akkumulator, einer Batterie, einem öffentlichen Energieversorgungsnetz oder dergleichen bezieht. Gattungsgemäße Haushaltsgeräte werden häufig jedoch – betrachtet über die Lebensdauer – lediglich für einen Bruchteil der Lebensdauer genutzt. Daher ist es bei gattungsgemäßen Haushaltsgeräten üblich, die Energieversorgung für die Steuereinheit abschaltbar auszubilden, sodass während des Zeitraumes zwischen Nutzungen des Haushaltsgeräts der Energieverbrauch aufgrund der Steuereinheit reduziert werden kann.Switching devices of the generic type and corresponding methods and household appliances of the generic type are basically known, so it does not require a separate printed evidence for this. Control units are used to control in a domestic appliance electrical equipment in the intended manner, so that the household appliance can perform its intended function. Such control units are usually part of the household appliance and usually require an electrical power supply, which is usually provided by a DC voltage source, which in turn relates energy from an electrical energy storage such as an accumulator, a battery, a public power grid or the like. However, generic household appliances are often used - considered over the life - only for a fraction of the life. Therefore, it is common in generic household appliances to turn off the power supply for the control unit, so that during the period between uses of the household appliance, the energy consumption due to the control unit can be reduced.
Zu diesem Zweck ist es im Stand der Technik üblich, die Energieversorgung für die Steuereinheit mittels eines Schalttransistors abschaltbar auszubilden. Der Schalttransistor wird von der Steuereinheit selbst ausgeschaltet, sobald die Steuereinheit sämtliche Steuerfunktionen beendet hat und keine weiteren steuernden Funktionen mehr auszuführen sind. Um die Steuereinheit beziehungsweise das Haushaltsgerät wieder in Betrieb nehmen zu können, ist parallel zum Schalttransistor ein elektromechanischer Taster geschaltet, mittels dem die Steuereinheit bei ausgeschaltetem Schalttransistor mit elektrischer Energie beaufschlagt werden kann, sodass die Steuereinheit über eine Selbsthalteschaltung den Schalttransistor wieder einschaltet. In diesem Zustand ist die Steuereinheit und somit das Haushaltsgerät dann wieder betriebsbereit.For this purpose, it is customary in the prior art to configure the power supply for the control unit by means of a switching transistor switched off. The switching transistor is turned off by the control unit itself as soon as the control unit has finished all control functions and no further controlling functions are to be performed. To be able to put the control unit or the household appliance back into operation, an electromechanical pushbutton is connected in parallel with the switching transistor, by means of which the control unit can be supplied with electrical energy when the switching transistor is switched off, so that the control unit switches on the switching transistor again via a self-holding circuit. In this state, the control unit and thus the household appliance is then ready for use again.
Die Steuereinheit ist in der Regel durch eine elektronische Schaltung und/oder eine Rechnereinheit gebildet. Üblicherweise ist in der Energieversorgung dieser Einheiten eine kapazitive Stützung der diese Einheiten versorgenden Gleichspannung vorgesehen, um einen zuverlässigen Betrieb der Steuereinheit zu gewährleisten und Störungen zu unterdrücken. Im ausgeschalteten Zustand sind diese Kapazitäten über die Steuereinheit selbst entladen. Während des Einschaltens mittels des Tasters werden diese Kapazitäten unmittelbar an die Gleichspannungsquelle angeschlossen, sodass ein großer Einschaltstrom fließt. Das Gleiche tritt auch auf, wenn aufgrund bestimmter Steuerungsprozesse, wie beispielsweise beim Wiedereinschalten nach Netzausfall oder dergleichen, der Schalttransistor wieder eingeschaltet wird. Auch hier treten während des Einschaltens große Stromspitzen auf, die den Schalttransistor belasten. Im Stand der Technik ist deshalb sowohl der Taster als auch der Schalttransistor für die entsprechend hohe Strombelastbarkeit auszulegen. Dadurch sind nicht nur entsprechend belastbare, teure Bauelemente vorzusehen, sondern auch eine erhöhte Belastung der Gleichspannungsquelle sowie der in der Steuereinheit vorgesehenen Kapazitäten. Zudem können solche Vorgänge die Alterung der Steuereinheit und/oder der Schalteinrichtung negativ beeinflussen.The control unit is usually formed by an electronic circuit and / or a computer unit. Usually, in the power supply of these units, a capacitive support of these units supplying DC voltage is provided to ensure reliable operation of the control unit and to suppress interference. When switched off, these capacities are discharged via the control unit itself. When switched on by means of the button, these capacitances are directly connected to the DC voltage source, so that a large inrush current flows. The same occurs when, due to certain control processes, such as when restarting after power failure or the like, the switching transistor is turned on again. Again, occur during power on large current spikes that burden the switching transistor. In the prior art, therefore, both the pushbutton and the switching transistor must be designed for the correspondingly high current-carrying capacity. As a result, not only are correspondingly resilient, expensive components to be provided, but also an increased load on the DC voltage source and the capacitances provided in the control unit. In addition, such processes can adversely affect the aging of the control unit and / or the switching device.
Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, die Strombelastung der Bauteile, insbesondere während eines Einschaltvorgangs, zu reduzieren.The invention is concerned with the task of reducing the current load on the components, in particular during a switch-on process.
Diese Aufgabe wird durch eine Schalteinrichtung, ein Haushaltsgerät und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. This object is achieved by a switching device, a household appliance and a method according to the independent claims.
Eine erfindungsgemäße Schalteinrichtung zum Schalten einer Energieversorgung für eine elektronische Steuereinheit eines Haushaltsgeräts umfasst insbesondere einen ersten Anschluss zum Anschließen an eine Gleichspannungsquelle, einen zweiten Anschluss zum Anschließen an einen Energieversorgungsanschluss der Steuereinheit und einen Schalttransistor, der eine Schaltstrecke zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss bereitstellt, wobei die Schaltstrecke über einen dritten Anschluss des Schalttransistors schaltbar ist, wobei die Schalteinrichtung dazu ausgebildet ist, die Schaltstrecke mittels eines auf den dritten Anschluss des Schalttransistors einwirkenden elektronischen Schaltelements der Schalteinrichtung einzuschalten und mittels eines auf den dritten Anschluss des Schalttransistors einwirkenden Ausschaltsignals der Steuereinheit auszuschalten, wobei die Schalteinrichtung eine Zustandseinheit zum Bereitstellen eines einen Schaltzustand der Schaltstrecke repräsentierenden Zustandssignals sowie eine Integratoreinheit aufweist, wobei die Zustandseinheit dazu ausgebildet ist, das Zustandssignal in Abhängigkeit einer Betätigung des elektronischen Schaltelements und des Ausschaltsignals bereitzustellen und wobei die Zustandseinheit über die Integratoreinheit am dritten Anschluss angeschlossen ist, um die Schaltstrecke des Schalttransistors in Abhängigkeit des Zustandssignals zu steuern. Anders als im Stand der Technik wird der Schalttransistor nicht mehr ausschließlich in einem reinen Schaltbetrieb betrieben, sondern – wie weiter unten noch genauer erläutert – zumindest teilweise bei einem Übergang von einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand auch in einem Linearbetrieb. Dies wird mittels der Integratoreinheit erreicht, die eine Änderung des Zustandsignals entsprechend verarbeitet an den dritten Anschluss des Schalttransistors ausgibt. A switching device according to the invention for switching a power supply for an electronic control unit of a domestic appliance comprises in particular a first terminal for connection to a DC voltage source, a second terminal for connection to a power supply terminal of the control unit and a switching transistor which provides a switching path between the first and the second terminal, wherein the switching path is switchable via a third terminal of the switching transistor, wherein the switching device is adapted to turn on the switching path by means of acting on the third terminal of the switching transistor electronic switching element of the switching device and turn off by means of acting on the third terminal of the switching transistor off signal of the control unit, wherein the switching means comprises a state unit for providing a switching state of the switching path representing Zu status signal and an integrator unit, wherein the state unit is adapted to provide the state signal in response to actuation of the electronic switching element and the switch-off signal and wherein the state unit is connected via the integrator unit to the third terminal to control the switching path of the switching transistor in response to the state signal , Unlike in the prior art, the switching transistor is no longer operated exclusively in a pure switching mode, but - as explained in more detail below - at least partially in a transition from a first switching state to a second switching state in a linear operation. This is achieved by means of the integrator unit, which outputs a change of the state signal corresponding to the third terminal of the switching transistor.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Stromimpuls insbesondere beim Einschalten durch Durchführen einer Integration einer Änderung des Zustandssignals reduziert werden kann, vorzugsweise derart, dass der Stromimpuls einen kontinuierlichen Stromfluss während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Steuereinheit im Wesentlichen nicht oder nur unwesentlich überschreitet. Dabei wird eine Schaltungsstruktur gewählt, bei der das elektronische Schaltelement nicht mehr unmittelbar mit dem zu schaltenden Strom beaufschlagt wird. Dadurch wird erreicht, dass sowohl das elektronische Schaltelement als auch der Schalttransistor hinsichtlich der Stromimpulsbelastung erheblich entlastet werden können. Geschaltet wird der Strom demnach ausschließlich mit dem Schalttransistor. Erst hierdurch kann die Wirksamkeit der Integratoreinheit in erfindungsgemäßer Weise eintreten. Für das elektronische Schaltelement ergibt sich dadurch eine deutlich reduzierte Belastung, insbesondere bei einem elektromechanischen Taster ein reduzierter Kontaktabbrand, insbesondere, wenn Kontaktprellen zu berücksichtigen ist. Für den Schalttransistor kann erreicht werden, dass die Stromimpulsbelastung, insbesondere während eines Schaltvorgangs wie beispielsweise dem Einschaltvorgang erheblich reduziert werden kann, sodass es möglich ist, den Schalttransistor hinsichtlich seiner Auslegung deutlich zu reduzieren. Hierdurch können nicht nur Materialkosten gespart werden, sondern es kann vorteilhaft auch auf SMD-Bauelemente zurückgegriffen werden, die sich für eine hohe Integration elektronischer Schaltungen eignen, beispielsweise weil kostengünstige Montagetechniken genutzt werden können. Insbesondere lassen sich somit Vorteile hinsichtlich der Integration, Packungsdichte sowie Kosten erreichen.An essential idea of the invention is to be seen in that the current pulse can be reduced in particular by switching on an integration of a change of the state signal, preferably in such a way that the current pulse does not substantially or only insignificantly exceed a continuous current flow during the intended operation of the control unit , In this case, a circuit structure is selected in which the electronic switching element is no longer directly applied to the current to be switched. This ensures that both the electronic switching element and the switching transistor can be significantly relieved with respect to the current pulse load. Accordingly, the current is switched exclusively with the switching transistor. Only in this way can the effectiveness of the integrator unit occur in the manner according to the invention. For the electronic switching element, this results in a significantly reduced load, especially in the case of an electromechanical switch, a reduced contact erosion, in particular if contact bounce is to be taken into account. For the switching transistor can be achieved that the current pulse load, in particular during a switching operation such as the turn-on can be significantly reduced, so that it is possible to significantly reduce the switching transistor in terms of its design. This not only saves material costs, but it can also be advantageously used on SMD components that are suitable for high integration of electronic circuits, for example because cost-effective assembly techniques can be used. In particular, advantages with regard to integration, packing density and costs can thus be achieved.
Ein Haushaltsgerät der gattungsgemäßen Art umfasst insbesondere ein Gerät zum Zubereiten von Lebensmitteln, beispielsweise ein Kochfeld, einen Backofen, ein Mikrowellengerät, Kombinationen hiervon oder dergleichen, ein Gerät zur Pflege von Wäschestücken, beispielsweise Behandeln von Wäschestücken, insbesondere eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner, ein Bügelgerät, Kombinationen hiervon oder dergleichen, ein Gerät zum Reinigen, insbesondere Behandeln von Geschirr, beispielsweise eine Geschirrspülmaschine, ein Staubsauger oder dergleichen sowie ferner ein Gerät zum insbesondere gekühlten Lagern von Gegenständen, vorzugsweise Lebensmitteln, zum Beispiel ein Kühlgerät, ein Gefrierschrank, Kombinationen hiervon oder dergleichen. Entsprechend umfasst eine Haushaltsanwendungsfunktion beispielsweise das Zubereiten von Lebensmitteln, die Pflege von Wäschestücken, das Reinigen von Gegenständen, Flächen oder dergleichen, Kombinationen hiervon oder dergleichen. A domestic appliance of the generic type comprises in particular a device for preparing food, for example a hob, an oven, a microwave oven, combinations thereof or the like, a device for the care of laundry items, for example treating laundry items, in particular a washing machine, a tumble dryer, an ironing device Combinations thereof or the like, a device for cleaning, in particular treating dishes, for example, a dishwasher, a vacuum cleaner or the like and also a device for the particular cooled storage of items, preferably food, for example, a refrigerator, a freezer, combinations thereof or the like , Accordingly, a household appliance function includes, for example, food preparation, laundry care, cleaning of articles, surfaces or the like, combinations thereof, or the like.
Das Haushaltsgerät weist vorzugsweise elektrische Einrichtungen auf, mittels denen die bestimmungsgemäße Funktion beziehungsweise Nutzung realisiert werden kann. Die elektrischen Einrichtungen können beispielsweise eine elektrische Maschine, eine elektrische Heizung, einen Umrichter, insbesondere einen Wechselrichter, Kombinationen hiervon oder dergleichen umfassen. Um die elektrischen Einrichtungen in bestimmungsgemäßer Weise steuern zu können, weist das Haushaltsgerät die elektronische Steuereinheit auf. Diese kann beispielsweise eine Eingabeeinheit aufweisen, über die ein Nutzer manuell Eingaben zur Steuerung des Haushaltsgeräts in gewünschter Weise vornehmen kann. Darüber hinaus kann die Steuereinheit eine Anzeigeeinheit aufweisen, mittels der Betriebszustände für den Nutzer erkennbar angezeigt werden. Darüber hinaus kann natürlich auch eine Kombination einer Anzeigeeinheit mit einer Eingabeeinheit vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines berührungssensitiven Bildschirms oder dergleichen. Schließlich kann die Steuereinheit auch Sensoren sowie deren Auswertung umfassen, um die elektrische Einrichtung gemäß einem Steuerprogramm zu steuern. Weiterhin kann die Steuereinheit auch programmgestützt sein und zu diesem Zweck insbesondere eine Rechnereinheit aufweisen, sodass unterschiedliche Betriebsabläufe auf einfache Weise ausgewählt und/oder realisiert werden können, beispielsweise durch eine Nutzereingabe und/oder auch in Abhängigkeit von erfassten Messwerten mittels der Sensoren. Schließlich kann die Steuereinheit auch zur Kommunikation mit haushaltsgeräteexternen Einrichtungen dienen, beispielsweise, indem eine Kommunikationsverbindung zu einem Kommunikationsendgerät, insbesondere einem Mobilfunkendgerät, hergestellt wird. Die Kommunikationsverbindung kann beispielsweise über ein Kommunikationsnetz wie dem Internet, einem Mobilfunknetzwerk, Kombinationen hiervon oder dergleichen erfolgen.The household appliance preferably has electrical devices by means of which the intended function or use can be realized. The electrical devices may include, for example, an electric machine, an electric heater, an inverter, in particular an inverter, combinations thereof, or the like. In order to control the electrical equipment in the intended manner, the domestic appliance has the electronic control unit. This can for example have an input unit, via which a user can manually make inputs for controlling the household appliance in the desired manner. In addition, the control unit can have a display unit, by means of which operating states are recognizably displayed to the user. In addition, of course, a combination of a Display unit be provided with an input unit, for example in the form of a touch-sensitive screen or the like. Finally, the control unit may also include sensors and their evaluation to control the electrical device according to a control program. Furthermore, the control unit can also be program-based and, in particular, have a computer unit for this purpose, so that different operating sequences can be selected and / or realized in a simple manner, for example by a user input and / or depending on acquired measured values by means of the sensors. Finally, the control unit can also be used for communication with appliances external to household appliances, for example by establishing a communication connection to a communication terminal, in particular a mobile radio terminal. The communication connection can be made for example via a communication network such as the Internet, a mobile radio network, combinations thereof or the like.
Ein gattungsgemäßes Haushaltsgerät wird vom Nutzer in der Regel lediglich während eines vergleichsweise kurzen Nutzungszeitraumes genutzt, der wesentlich kürzer als die Lebensdauer des Haushaltsgeräts ist. Während der restlichen Zeit zwischen den Nutzungszeiträumen ist das Haushaltsgerät nicht im bestimmungsgemäßen Betrieb. Zumeist ist es abgeschaltet. Während des Nutzungszeitraumes ist es somit nicht erforderlich, die Steuereinheit mit elektrischer Energie zu versorgen. Bei derartigen Haushaltsgeräten ist deshalb eine Abschaltung der Energieversorgung der Steuereinheit vorgesehen, sodass der Verbrauch elektrischer Energie zwischen den Nutzungszeiträumen reduziert werden kann. Die Steuereinheit des Haushaltsgeräts benötigt im bestimmungsgemäßen Betrieb des Haushaltsgeräts während eines Nutzungszeitraumes in der Regel lediglich einen Bruchteil der vom Haushaltsgerät insgesamt aufgenommenen Leistung für ihren bestimmungsgemäßen Betrieb. Entsprechend ist die Gleichspannungsquelle angepasst ausgelegt, sodass diese die Steuereinheit während des bestimmungsgemäßen Betriebs zuverlässig mit elektrischer Energie versorgen kann, zugleich ist sie aber hinsichtlich bereitstellbarer Leistung begrenzt ausgelegt, sodass die erforderliche, bereitzustellende Leistung kostengünstig und durch eine kompakte Gleichspannungsquelle bereitgestellt werden kann.A generic household appliance is used by the user usually only during a relatively short period of use, which is much shorter than the life of the household appliance. During the rest of the period between periods of use, the household appliance is not in normal operation. Mostly it is switched off. During the period of use, it is therefore not necessary to provide the control unit with electrical energy. In such household appliances, therefore, a shutdown of the power supply of the control unit is provided so that the consumption of electrical energy between the periods of use can be reduced. The control unit of the household appliance normally requires only a fraction of the total power consumed by the household appliance during normal operation of the household appliance during a period of use for its intended operation. Accordingly, the DC voltage source is adapted so that it can reliably supply the control unit with electrical energy during normal operation, but at the same time it is limited in terms of power available, so that the required power to be provided can be provided inexpensively and by a compact DC voltage source.
Die Gleichspannungsquelle kann beispielsweise ein elektrischer Energiespeicher wie ein Akkumulator, eine Batterie, Kombinationen hiervon oder dergleichen sein. Sie kann auch durch ein Netzteil gebildet sein, welches seine Energie aus einem zum Beispiel öffentlichen Energieversorgungsnetz bezieht. Auch hiervon können Kombinationen vorgesehen sein. Die Gleichspannungsquelle stellt insbesondere eine geglättete Gleichspannung bereit, sodass die Steuereinheit, insbesondere, wenn sie elektronische Bauteile, eine Rechnereinheit, Kombinationen hiervon oder dergleichen aufweist, den zuverlässigen bestimmungsgemäßen Betrieb der Steuereinheit gewährleisten kann. The DC voltage source can be, for example, an electrical energy store such as an accumulator, a battery, combinations thereof or the like. It can also be formed by a power supply, which derives its energy from, for example, a public power grid. Again, combinations may be provided. In particular, the DC voltage source provides a smoothed DC voltage, so that the control unit, in particular, if it has electronic components, a computer unit, combinations thereof or the like, can ensure the reliable operation of the control unit as intended.
Der Schalttransistor kann beispielsweise ein bipolarer Transistor, aber auch ein Feldeffekttransistor, insbesondere ein Metalloxyd-Semiconductor-Feldeffekttransistor (MOSFET), ein Isolated-Gate-Bipolar-Transistor (IGBT), oder dergleichen sein. Dem Grunde nach kann der Schalttransistor auch durch eine Thyristoranordnung gebildet sein, insbesondere durch einen Gate-Turn-Off-Thyristor (GTO) oder dergleichen. Natürlich kann der Schalttransistor auch durch Kombinationsschaltungen unter Nutzung der vorgenannten Bauelemente gebildet sein. Der Schalttransistor ist derart angeordnet, dass seine Schaltstrecke zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss angeschlossen ist. Der Schalttransistor weist einen dritten Anschluss als Steueranschluss auf, der mit einem Schaltsignal beaufschlagt werden kann, um die Schaltstrecke zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss in den gewünschten Schaltzustand, insbesondere dem eingeschalteten und dem ausgeschaltetem Zustand, zu schalten. In Abhängigkeit des Schaltsignals stellt sich der jeweilige Schaltzustand der Schaltstrecke ein. Zu diesem Zweck ist das Schaltsignal vorzugsweise als digitales Signal ausgebildet, wobei ein erster Pegel des Schaltsignals derart gewählt ist, dass die Schaltstrecke den eingeschalteten Zustand einnimmt, wohingegen ein zweiter Pegel derart gewählt ist, dass die Schaltstrecke den ausgeschalteten Zustand einnimmt.The switching transistor may for example be a bipolar transistor, but also a field effect transistor, in particular a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), an isolated gate bipolar transistor (IGBT), or the like. In principle, the switching transistor may also be formed by a thyristor arrangement, in particular by a gate turn-off thyristor (GTO) or the like. Of course, the switching transistor may also be formed by combination circuits using the aforementioned components. The switching transistor is arranged such that its switching path is connected between the first and the second terminal. The switching transistor has a third terminal as a control terminal, which can be acted upon by a switching signal to switch the switching path between the first and the second terminal in the desired switching state, in particular the switched on and the off state. Depending on the switching signal, the respective switching state of the switching path is established. For this purpose, the switching signal is preferably formed as a digital signal, wherein a first level of the switching signal is selected such that the switching path assumes the on state, whereas a second level is selected such that the switching path occupies the off state.
Der Schalttransistor wird lediglich höchstens teilweise in einem Schaltbetrieb betrieben. Schaltbetrieb bedeutet, dass in einem eingeschalteten Zustand zwischen den beiden die Schaltstrecke bildenden Anschlüssen des Schalttransistors ein sehr geringer elektrischer Widerstand bereitgestellt wird, sodass ein hoher Stromfluss bei sehr kleiner Restspannung möglich ist. Im ausgeschalteten Zustand ist die Schaltstrecke des Schalttransistors hochohmig, das heißt, sie stellt einen hohen elektrischen Widerstand bereit, sodass auch bei hoher, an der Schaltstrecke anliegender elektrischer Spannung im Wesentlichen kein oder nur ein sehr geringer, insbesondere vernachlässigbarer Stromfluss vorliegt. Ein Übergang von einem Zustand in den anderen erfolgt im Stand der Technik mit einer kürzest möglichen Übergangszeit, auch Schaltzeit genannt, die in der Regel im Wesentlichen durch physikalische Eigenschaften des Schalttransistors bestimmt ist. Hiervon unterscheidet sich ein Linearbetrieb, der im Stand der Technik aber bei Schalttransistoren im Schaltbetrieb nicht zum Einsatz kommt.The switching transistor is only operated at most partially in a switching operation. Switching operation means that a very low electrical resistance is provided in an activated state between the two connections forming the switching path of the switching transistor, so that a high current flow is possible at very low residual voltage. When switched off, the switching path of the switching transistor is high impedance, that is, it provides a high electrical resistance, so that there is substantially no or only a very low, in particular negligible current flow even at high voltage applied to the switching path. A transition from one state to the other takes place in the prior art with a shortest possible transition time, also called switching time, which is usually determined essentially by physical properties of the switching transistor. This differs from a linear operation, which is not used in the prior art but in switching transistors in switching operation.
Im Unterschied hierzu sieht die Erfindung vor, dass der Schalttransistor jedoch zumindest bei einem Zustandswechsel in Form eines Übergangs vom ausgeschalteten Zustand in den eingeschalteten Zustand (Einschaltvorgang) in einem Linearbetrieb betrieben wird. Bei einem umgekehrten Zustandswechsel (Ausschaltvorgang) ist der Schaltbetrieb vorzugsweise – wie zuvor erläutert – realisiert. Alternativ kann jedoch auch hier ein Linearbetrieb vorgesehen sein. Der Linearbetrieb erstreckt sich vorzugsweise in einem Zeitraum zwischen den beiden Zuständen „eingeschaltet“ und „ausgeschaltet“. In contrast to this, however, the invention provides that the switching transistor is operated in a linear mode at least during a state change in the form of a transition from the switched-off state to the switched-on state (switch-on process). In a reverse state change (switch-off), the switching operation is preferably - as previously explained - realized. Alternatively, however, a linear operation can also be provided here. The linear operation preferably extends in a period between the two states "on" and "off".
Das elektronische Schaltelement kann durch einen Halbleiterschalter, insbesondere einen mittels eines Steuerelements manuell steuerbaren Schalttransistor, einen elektromechanischen Taster, Kombinationen hiervon oder dergleichen gebildet sein, Der elektromechanische Taster kann beispielsweise als ein manuell betätigbares Bauelement ausgebildet sein, welches beispielsweise an einem Bedienfeld des Haushaltsgeräts angeordnet ist. Vorzugsweise ist das elektronische Schaltelement Bestandteil der Schalteinrichtung, es kann jedoch auch separat von der Schalteinrichtung sein und lediglich an dieser angeschlossen sein. Der elektromechanische Taster weist vorzugsweise einen metallischen Schaltkontakt auf, der bei einer Druckbetätigung aufgrund einer manuellen Einwirkung geschlossen wird, sodass zwischen zwei Anschlüssen des Tasters eine niederohmige beziehungsweise gut elektrisch leitende Verbindung hergestellt wird. Sobald die manuelle Einwirkung auf den Taster entfällt, wird, in der Regel aufgrund einer Federvorspannung, die elektrisch leitfähige Verbindung unterbrochen. Das elektronische Schaltelement dient dazu, im ausgeschalteten Zustand der Schaltstrecke des Schalttransistors eine Aktivierung der Energieversorgung der Steuereinheit durch die Schalteinheit zu ermöglichen beziehungsweise zu starten. Im Stand der Technik ist an dieser Stelle vorgesehen, dass der elektromechanische Taster parallel zur Schaltstrecke des Schalttransistors angeschlossen ist, sodass mit Betätigung des Tasters die Schaltstrecke des Schalttransistors kurzgeschlossen wird. Dadurch wird die Steuereinheit kurzzeitig über den Taster mit elektrischer Energie aus der Gleichspannungsquelle versorgt, sodass die Steuereinheit unverzüglich ein Haltesignal an den Schalttransistor liefert, der daraufhin seine Schaltstrecke einschaltet, sodass bei Abklingen der manuellen Betätigung am Taster die Energieversorgung über den Schalttransistor weiter aufrechterhalten bleibt.The electronic switching element may be formed by a semiconductor switch, in particular a manually controllable by a control switching transistor, an electromechanical switch, combinations thereof or the like, The electromechanical switch may be formed for example as a manually operable device, which is arranged for example on a control panel of the household appliance , Preferably, the electronic switching element is part of the switching device, but it may also be separate from the switching device and be connected only to this. The electromechanical probe preferably has a metallic switching contact, which is closed in a pressure actuation due to a manual action, so that between two terminals of the probe, a low-resistance or good electrically conductive connection is made. As soon as the manual action on the button is eliminated, the electrically conductive connection is interrupted, as a rule due to a spring preload. The electronic switching element is used to enable or start activation of the power supply of the control unit by the switching unit in the off state of the switching path of the switching transistor. In the prior art is provided at this point that the electromechanical switch is connected in parallel to the switching path of the switching transistor, so that the switching path of the switching transistor is short-circuited by pressing the button. As a result, the control unit is briefly supplied via the button with electrical energy from the DC voltage source, so that the control unit immediately delivers a hold signal to the switching transistor, which then turns on its switching path, so that when the manual operation on the button, the energy supply via the switching transistor is maintained.
Sobald die Steuereinheit sämtliche Steuervorgänge beendet hat und auch keine weiteren Steueraufgaben mehr anstehen, wird von der Steuereinheit ein Ausschaltsignal ausgegeben, welches den Schalttransistor veranlasst, die Schaltstrecke in den ausgeschalteten Zustand zu versetzen. Daraufhin baut sich die an der Steuereinheit zur Verfügung stehende elektrische Spannung über den Energieverbrauch der Steuereinheit ab, bis die Spannung im Wesentlichen abgeklungen ist. Die Steuereinheit ist in diesem Zustand im Wesentlichen spannungs- beziehungsweise stromlos. Dadurch kann ein Verbrauch elektrischer Energie zwischen den Nutzungszeiträumen des Haushaltsgeräts, insbesondere im Stand-by-Betrieb, reduziert werden.As soon as the control unit has finished all control operations and no further control tasks are pending, the control unit outputs a switch-off signal which causes the switching transistor to set the switching path to the switched-off state. Thereupon, the electrical voltage available at the control unit builds up over the power consumption of the control unit until the voltage has substantially subsided. The control unit is in this state substantially voltage or de-energized. Thereby, a consumption of electrical energy between the periods of use of the household appliance, in particular in stand-by mode, can be reduced.
Um die Belastung des elektronischen Schaltelements sowie des Schalttransistors zu reduzieren, sieht die Erfindung die Zustandseinheit vor, die durch eine elektronische Speicherzelle gebildet sein kann. Die Zustandseinheit stellt ein einen Schaltzustand der Schaltstrecke repräsentierendes Zustandssignal bereit. Vorzugsweise ist auch das Zustandssignal ein digitales Signal, sodass es beispielsweise zwei Signalpegel aufweist, und zwar einen Signalpegel, der einen eingeschalteten Zustand der Schaltstrecke repräsentiert, wohingegen ein zweiter Signalpegel einen ausgeschalteten Zustand der Schaltstrecke repräsentiert. Das elektronische Schaltelement ist – im Unterschied zum Stand der Technik – nicht mehr parallel zum Schalttransistor angeschlossen, sondern gemäß der Erfindung an der Zustandseinheit. Dadurch wird das elektronische Schaltelement bei Betätigung bereits dem Grunde nach nicht mehr mit einem Einschaltstrom beaufschlagt, sondern lediglich noch mit einem kleinen Steuerstrom, der zur Aktivierung beziehungsweise Betätigung der Zustandseinheit erforderlich ist. Das elektronische Schaltelement kann dadurch entsprechend kleiner ausgebildet sein und zugleich eine höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer erreichen. In order to reduce the load on the electronic switching element and the switching transistor, the invention provides the state unit, which may be formed by an electronic memory cell. The state unit provides a state signal representing a switching state of the switching path. Preferably, the state signal is a digital signal, so that it has, for example, two signal levels, namely a signal level representing an on state of the switching path, whereas a second signal level represents an off state of the switching path. The electronic switching element is - in contrast to the prior art - no longer connected in parallel to the switching transistor, but according to the invention to the state unit. As a result, the electronic switching element upon actuation is basically no longer acted upon by an inrush current, but only with a small control current that is required to activate or actuate the state unit. The electronic switching element can be designed to be correspondingly smaller and at the same time achieve higher reliability and service life.
Vorzugsweise ist an die Zustandseinheit auch die Steuereinheit angeschlossen, und zwar derart, dass das Ausschaltsignal der Steuereinheit an die Zustandseinheit übermittelt wird. Dadurch ist es möglich, die Zustandseinheit mittels der Steuereinheit zu betätigen. Weder das elektronische Schaltelement noch die Steuereinheit selbst wirken somit unmittelbar steuernd auf den Schalttransistor ein. Hinsichtlich des Signalflusses ist hier nunmehr gemäß der Erfindung die Zustandseinheit zwischengeschaltet. Dadurch kann die Zustandseinheit in Abhängigkeit einer Betätigung des elektronischen Schaltelements und des Ausschaltsignals das Zustandssignal bereitstellen.The control unit is preferably also connected to the control unit in such a way that the switch-off signal of the control unit is transmitted to the status unit. This makes it possible to operate the state unit by means of the control unit. Neither the electronic switching element nor the control unit itself thus act directly controlling the switching transistor. With regard to the signal flow, the state unit is now interposed according to the invention. Thereby, the state unit can provide the status signal in response to an operation of the electronic switching element and the turn-off signal.
Damit nunmehr aber nicht die vollständige Belastung des elektronischen Schaltelements auf den Schalttransistor übertragen wird, sieht die Erfindung vor, dass das Zustandssignal von der Zustandseinheit nicht unmittelbar auf den dritten Anschluss des Schalttransistors geführt wird, sondern stattdessen die Zustandseinheit über die Integratoreinheit am dritten Anschluss des Schalttransistors angeschlossen ist, um die Schaltstrecke des Schalttransistors in Abhängigkeit des Zustandssignals zu steuern. Durch die Integratoreinheit kann erreicht werden, dass eine Schaltflanke des Zustandssignals verlängert wird, sodass der Schalttransistor nicht mit seiner minimal möglichen Schaltgeschwindigkeit die Schaltstrecke schaltet, sondern mit einer durch eine Auslegung der Integratoreinheit verlängerten Schaltzeit. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um die Einschaltzeit, sodass hierdurch Stromimpulse beim Einschalten erheblich reduziert, wenn nicht sogar vollständig unterdrückt werden können. Dem Grunde nach kann die Integratoreinheit eine entsprechende Verzögerung auch für das Ausschalten vorsehen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn im Stromkreis Induktivitäten vorhanden sind, deren schnelles Ausschalten zu kurzzeitigen Spannungsüberhöhungen und gefährlichen Zuständen führen könnten. Auch hier kann die Erfindung somit eine Verbesserung bewirken.So that now but not the full load of the electronic switching element is transmitted to the switching transistor, the invention provides that the state signal from the state unit is not performed directly on the third terminal of the switching transistor, but instead the state unit via the integrator at the third terminal of the switching transistor is connected to the switching path of the switching transistor in Control dependence of the state signal. By the integrator unit can be achieved that a switching edge of the state signal is extended, so that the switching transistor does not switch with its minimum possible switching speed, the switching path, but with a prolonged by a design of the integrator switching time. This is preferably the switch-on time, so that as a result current pulses when switching on can be considerably reduced, if not completely suppressed. Basically, the integrator unit may provide a corresponding delay for powering off as well. This may be advantageous, for example, if inductances are present in the circuit whose rapid switching off could lead to short-term voltage peaks and dangerous states. Again, the invention can thus bring about an improvement.
Besonders vorteilhaft erweist es sich jedoch, wenn die Integratoreinheit ausgebildet ist, einen Ausschaltvorgang des Schalttransistors zeitlich kürzer als einen Einschaltvorgang zu ermöglichen. Dadurch kann einerseits der Vorteil des zeitlich gestreckten Einschaltens mit Reduzierung des Stromimpulses erreicht werden und zugleich ein schnelles Ausschalten realisiert sein, sodass insbesondere bei Störungen oder dergleichen ein zuverlässiges Abschalten realisiert werden kann. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Integratoreinheit für eine ansteigende Schaltflanke des Zustandssignals sowie für eine abfallende Flanke des Zustandssignals unterschiedliche Schaltungszweige aufweist, die zum Beispiel selektiv wirksam sind. Dies kann beispielsweise mit Hilfe von zusätzlichen Dioden in der Integratoreinheit erreicht werden.However, it proves to be particularly advantageous when the integrator unit is designed to enable a switch-off operation of the switching transistor shorter in time than a switch-on process. As a result, on the one hand the advantage of the time-prolonged switching on with reduction of the current pulse can be achieved and at the same time a fast switching off can be realized, so that a reliable shutdown can be realized, in particular in case of faults or the like. For example, it may be provided that the integrator unit for a rising switching edge of the state signal and for a falling edge of the state signal has different circuit branches, which are selectively effective, for example. This can be achieved, for example, with the aid of additional diodes in the integrator unit.
Vorzugsweise ist die Zustandseinheit eine bistabile Flip-Flop-Schaltung mit einem ersten und mit einem zweiten Eingangsanschluss, wobei die Zustandseinheit ausgebildet ist, bei einem ersten Steuersignal am ersten Anschluss ein einen eingeschalteten Zustand repräsentierendes Zustandssignal und bei einem zweiten Steuersignal am zweiten Eingangsanschluss ein einen ausgeschalteten Zustand repräsentierendes Zustandssignal bereitzustellen. Dadurch ist es möglich, über getrennte Eingänge der Zustandseinheit eine entsprechende Zustandssignalbereitstellung zu erreichen. Insbesondere bei Mehrfachbetätigungen können hier zuverlässige Funktionen erreicht werden. Die Flip-Flop-Schaltung kann beispielsweise mit diskreten Bauteilen realisiert sein. Darüber hinaus kann sie auch durch eine integrierte Schaltung realisiert sein, in der bereits wenigstens eine entsprechende Schaltung realisiert ist. Hinsichtlich der Funktion kann die Flip-Flop-Schaltung als D-Flip-Flop, als RS-Flip-Flop, als JK-Flip-Flop oder dergleichen ausgebildet sein.Preferably, the state unit is a bistable flip-flop circuit having a first and a second input terminal, wherein the state unit is formed, at a first control signal at the first terminal a state signal representing an on state and at a second control signal at the second input terminal a off State signal representing state. This makes it possible to achieve a corresponding condition signal provision via separate inputs of the state unit. Especially with multiple operations reliable functions can be achieved here. The flip-flop circuit can be realized, for example, with discrete components. In addition, it can also be realized by an integrated circuit, in which at least one corresponding circuit is already realized. Regarding the function, the flip-flop circuit may be formed as a D flip-flop, an RS flip-flop, a JK flip-flop or the like.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit zum Bereitstellen des Ausschaltsignals über eine erste Verstärkerschaltung am zweiten Eingangsanschluss der Flip-Flop-Schaltung angeschlossen. Dadurch kann das Ausschaltsignal der Steuereinheit unmittelbar auf die Zustandseinheit, hier die Flip-Flop-Schaltung, einwirken und eine Zustandsänderung des Zustandssignals hin zu einem den ausgeschalteten Zustand repräsentierenden Zustandssignal zu bewirken.Preferably, the control unit for providing the switch-off signal is connected via a first amplifier circuit to the second input terminal of the flip-flop circuit. As a result, the switch-off signal of the control unit can act directly on the state unit, in this case the flip-flop circuit, and cause a state change of the state signal to a state signal representing the switched-off state.
Vorteilhaft ist das elektronische Schaltelement am ersten Eingangsschluss der Flip-Flop-Schaltung angeschlossen, sodass durch eine manuelle Betätigung des elektronischen Schaltelements ein den eingeschalteten Zustand repräsentierendes Zustandssignal bewirkt werden kann.The electronic switching element is advantageously connected to the first input terminal of the flip-flop circuit, so that a state signal representing the switched-on state can be effected by a manual actuation of the electronic switching element.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass das elektronische Schaltelement über eine Entstörschaltung am ersten Eingangsanschluss der Flip-Flop-Schaltung angeschlossen ist. Durch das Vorsehen einer Entstörschaltung kann eine zuverlässige Steuerung der Zustandseinheit erreicht werden. da beispielsweise durch Störungen verursachte Störsignale mittels der Entstörschaltung reduziert oder unterdrückt werden können. Die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung kann dadurch weiter verbessert werden.In particular, it is proposed that the electronic switching element is connected via an interference suppression circuit to the first input terminal of the flip-flop circuit. By providing a suppression circuit, a reliable control of the state unit can be achieved. For example, due to interference caused by the noise suppression circuit can be reduced or suppressed. The reliability of the switching device according to the invention can be further improved.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Entstörschaltung ein Tiefpassfilter oder ein Bandpassfilter auf. Diese Filtertypen eignen sich besonders gut zur Realisierung eines Entstörens und lassen sich zugleich kostengünstig realisieren. Je nach Eigenschaften des elektronischen Schaltelements und/oder des zu unterdrückenden Störsignals kann entweder das Tiefpassfilter oder das Bandpassfilter ausgewählt sein. Das Störsignal kann zum Beispiel auch durch eine unerwünschte, beispielsweise kurzzeitige Betätigung erzeugt sein. According to a development, the interference suppression circuit has a low-pass filter or a bandpass filter. These filter types are particularly well suited for the realization of interference suppression and can also be implemented cost-effectively. Depending on the characteristics of the electronic switching element and / or the interference signal to be suppressed, either the low-pass filter or the band-pass filter can be selected. The interference signal can also be generated, for example, by an undesired, for example brief, operation.
Vorteilhaft weist die Schalteinrichtung eine Spannungsunterbrechungsschutzeinheit auf, die am ersten Eingangsanschluss der Flip-Flop-Schaltung angeschlossen ist. Die Spannungsunterbrechungsschutzeinheit dient dazu, bei, zum Beispiel kurzzeitigen, Spannungsunterbrechungen der Gleichspannungsquelle ein automatisches Wiedereinschalten des Schalttransistors zu gewährleisten, sodass der bereits begonnene Nutzungszeitraum des Haushaltsgeräts in bestimmungsgemäßer Weise fortgeführt werden kann. Zu diesem Zweck kann die Spannungsunterbrechungsschutzeinheit einen Energiespeicher, insbesondere einen Kondensator, aufweisen, der über eine vorgegebene Zeitkonstante geladen werden kann. Der Kondensator kann zu diesem Zweck über einen Widerstand geladen werden. Mittels einer sich am Kondensator einstellenden elektrischen Spannung kann ein Steuersignal bereitgestellt werden, welches ein Schaltelement wie einen Transistor, insbesondere MOSFET schaltet, welches wiederum die Zustandseinheit setzt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Spannungsunterbrechung von einigen Sekunden bis hin zu einer Minute oder mehreren Minuten oder auch ein größerer Zeitraum überbrückt werden kann. Es ist daher bei einer Spannungsunterbrechung nicht mehr erforderlich, dass der Nutzer das Haushaltsgerät erneut manuell aktiviert und das bereits angefangene Nutzungsprogramm erneut programmiert und startet. Mit der Spannungsunterbrechungsschutzeinheit kann insbesondere erreicht werden, dass ein bereits ausgeführtes Nutzungsprogramm nach einer Spannungswiederkehr automatisch fortgeführt werden kann. Advantageously, the switching device has a voltage interrupt protection unit, which is connected to the first input terminal of the flip-flop circuit. The voltage interrupt protection unit serves to ensure, for example, short-term, power interruptions of the DC voltage source, an automatic restart of the switching transistor, so that the already begun period of use of the household appliance can be continued in the intended manner. For this purpose, the voltage interrupt protection unit can have an energy store, in particular a capacitor, which can be charged over a predetermined time constant. The capacitor can be charged via a resistor for this purpose. By means of an adjusting the capacitor voltage, a control signal can be provided, which is a switching element such as a Transistor, in particular MOSFET switches, which in turn sets the state unit. For example, it can be provided that a power interruption of a few seconds to a minute or several minutes or even a larger period can be bridged. It is therefore no longer necessary in the event of a power interruption that the user manually re-activates the household appliance and reprograms and starts the already started utilization program. With the voltage interruption protection unit, it can be achieved, in particular, that an already executed usage program can be automatically continued after a voltage return.
Insbesondere ist die Spannungsunterbrechungsschutzeinheit dazu ausgebildet, mittels des Ausschaltsignals deaktiviert zu werden. Mit dieser Funktion kann erreicht werden, dass ein zuverlässiges Ausschalten realisiert werden kann, auch wenn das Ausschaltsignal lediglich kurz ansteht. Insgesamt kann die Zuverlässigkeit der Funktion verbessert werden.In particular, the voltage interrupt protection unit is designed to be deactivated by means of the switch-off signal. With this function can be achieved that a reliable shutdown can be realized, even if the off signal is only pending. Overall, the reliability of the function can be improved.
Vorzugsweise weist die Schalteinrichtung eine zweite Verstärkerschaltung auf, über die die Zustandseinheit an die Integratoreinheit angeschlossen ist. Mit der zweiten Verstärkerschaltung kann eine Verstärkung des Zustandssignals sowie eine Pegelanpassung erreicht werden, sodass die die Schaltstrecke schaltenden Schaltpegel zuverlässig erreicht werden können. Darüber hinaus kann mit der zweiten Verstärkerschaltung eine Signalanpassung erreicht werden, um die Zuverlässigkeit der Schalteinrichtung der Erfindung weiter zu verbessern.Preferably, the switching device has a second amplifier circuit, via which the state unit is connected to the integrator unit. With the second amplifier circuit, a gain of the state signal and a level adjustment can be achieved so that the switching level switching switching level can be reliably achieved. In addition, with the second amplifier circuit signal matching can be achieved to further improve the reliability of the switching device of the invention.
Besonders vorteilhaft ist der Schalttransistor ein MOSFET, dessen Source-Anschluss den ersten Anschluss und dessen Drain-Anschluss den zweiten Anschluss bildet, und die Integratoreinheit eine Widerstandsschaltung zum Anschließen an einen den dritten Anschluss bildenden Gate-Anschluss des MOSFETs bereitstellt. Aufgrund seiner Eigenschaften eignet sich der MOSFET besonders als Schalttransistor für die erfindungsgemäße Schalteinrichtung. Mit geringem Schaltungsaufwand kann daher die erfindungsgemäße Funktion erreicht werden. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn eine Gate-Source-Kapazität mit der Integratoreinheit zusammenwirkt und auf diese Weise die gewünschte Einschaltzeit verbessert.Particularly advantageously, the switching transistor is a MOSFET whose source terminal forms the first terminal and whose drain terminal forms the second terminal, and the integrator unit provides a resistance circuit for connection to a gate terminal of the MOSFET forming the third terminal. Due to its properties, the MOSFET is particularly suitable as a switching transistor for the switching device according to the invention. With little circuit complexity, therefore, the function of the invention can be achieved. It proves particularly advantageous if a gate-source capacitance cooperates with the integrator unit and thus improves the desired switch-on time.
Insbesondere ist die Widerstandsschaltung ausgebildet, eine Zeitkonstante auszubilden, die für den Einschaltvorgang der Schaltstrecke des Schalttransistors größer als für den Ausschaltvorgang ist. Zu diesem Zweck können unterschiedliche Schaltungszweige vorgesehen sein, die auf die jeweiligen Schaltflanken des Zustandssignals bevorzugt reagieren.In particular, the resistance circuit is designed to form a time constant which is greater for the switch-on of the switching path of the switching transistor than for the switch-off. For this purpose, different circuit branches may be provided, which preferably react to the respective switching edges of the state signal.
Vorteilhaft weist die Integratoreinheit eine zu der Gate-Drain-Strecke des MOSFET parallelgeschaltete elektrische Kapazität auf. Dadurch kann die Funktion der Integratoreinheit weiter verbessert werden, insbesondere hinsichtlich der Einstellbarkeit der Schaltgeschwindigkeit des Schalttransistors.Advantageously, the integrator unit has an electrical capacitance connected in parallel with the gate-drain path of the MOSFET. As a result, the function of the integrator unit can be further improved, in particular with regard to the adjustability of the switching speed of the switching transistor.
Weiterhin weist die Schalteinrichtung vorzugsweise eine Vorrangschaltung auf, die dazu ausgebildet ist, bei einem zeitlichen Zusammenfallen des Betätigens des elektronischen Schaltelements und des Ausschaltsignals der Steuereinheit, das Ausschaltsignal zu unterdrücken. Diese Funktion berücksichtigt, dass bei einer manuellen Betätigung des elektronischen Schaltelements ein Einschalten des Haushaltsgeräts durch den Nutzer erwünscht ist. Dadurch erhält die Betätigung durch den Nutzer einen Vorrang gegenüber einer Betätigung, hier dem Abschalten der Steuereinheit. Der Bedienungskomfort kann auf diese Wiese verbessert werden.Furthermore, the switching device preferably has a priority circuit, which is designed to suppress the switch-off signal when the electronic switching element and the switch-off signal of the control unit collapse in time. This function takes into account that a manual operation of the electronic switching element, a turning on of the household appliance by the user is desired. As a result, the operation by the user takes precedence over an operation, here the shutdown of the control unit. The ease of use can be improved in this way.
Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung sind als vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens anzusehen. Dazu sind gegenständliche Komponenten der Schalteinrichtung alleine oder in Kombination ausgebildet, um die Verfahrensschritte zu ermöglichen.Advantageous embodiments of the switching device according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the method. For this purpose, representational components of the switching device are formed alone or in combination to allow the method steps.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle 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 oder aber in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description and the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, however, emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Funktionen und Merkmale.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. In the figures, like reference characters designate like functions and features.
Es zeigen:Show it:
An die Schalteinheit
Die Steuereinheit
Die Rechnereinheit µP ist über eine Leitung
Während des bestimmungsgemäßen Betriebs, das heißt, während eines Nutzungszeitraums zur Durchführung eines Waschvorgangs, sind sämtliche Einheiten der Waschmaschine
Erkennbar ist darüber hinaus, dass das Einschalten des Schalttransistors
Die Schalteinrichtung
Hierfür weist die Schalteinrichtung
Ferner umfasst die Schalteinrichtung
Die Integratoreinheit
Die zweite Verstärkerschaltung
Die Integratoreinheit
Die Zustandseinheit
In der vorliegenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit
Der Taster
Darüber hinaus weist die Schalteinrichtung
Mit der Erfindung kann auch bei einem Wiedereinschalten nach einem, beispielsweise kurzzeitigen, Netzausfall gewährleistet werden, dass der Schalttransistor
Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. So können natürlich Funktionen, insbesondere elektronische Bauteile und die Schalteinrichtung, beliebig gestaltet sein, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen.The above-described embodiments are merely illustrative of the invention and are not limitative of it. Thus, of course, functions, in particular electronic components and the switching device, be designed arbitrarily, without departing from the spirit of the invention.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Vorteile und Merkmale sowie Ausführungsformen gelten gleichermaßen für die erfindungsgemäße Schalteinrichtung und umgekehrt. Folglich können für Verfahrensmerkmale entsprechende Vorrichtungsmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein.The advantages and features and embodiments described for the method according to the invention apply equally to the switching device according to the invention and vice versa. Consequently, device features corresponding to device features and vice versa may be provided.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Waschmaschine Washing machine
- 1212
- Schalteinrichtung switching device
- 1414
- Steuereinheit control unit
- 1616
- Schaltstrecke contact gap
- 1818
- MOSFET MOSFET
- 2020
- Gate-Anschluss Gate terminal
- 2222
- erster Anschluss first connection
- 2424
- Gleichspannungsquelle DC voltage source
- 2626
- zweiter Anschluss second connection
- 2828
- Taster button
- 3030
- Ausschaltsignal switch-off
- 3232
- Zustandseinheit state unit
- 3434
- Zustandssignal state signal
- 3636
- Integratoreinheit integrator unit
- 3838
- erste Verstärkerschaltung first amplifier circuit
- 4040
- bistabiles Flop-Flop bistable flop-flop
- 4242
- erster Eingangsanschluss first input connection
- 4444
- zweiter Eingangsanschluss second input connection
- 4646
- Entstörschaltung snubber
- 4848
- Tiefpassfilter Low Pass Filter
- 5050
- Spannungsunterbrechungsschutzeinheit Power interruption protection unit
- 5252
- Schalteinheit switching unit
- 5454
- Waschtrommel washing drum
- 5656
- Antriebsmotor drive motor
- 5858
- Treibriemen belts
- 6060
- zweite Verstärkerschaltung second amplifier circuit
- 6262
- Widerstandsschaltung resistor circuit
- 6464
- Kondensator capacitor
- 7070
- Leitung management
- 7272
- Leitung management
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