DE102015102116A1 - Wechselstrom-erkennung - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches die Schritte umfasst: Abtasten eines Eingangssignals mit einer Abtastrate, wobei das Eingangssignal auf einem Wechselstromsignal basiert; Vergleichen des Eingangssignals mit einem Schwellenwertsignal, Bestimmen eines ersten Wertes, falls das Eingangssignal größer ist als das Schwellenwertsignal; Bestimmen mindestens eines zweiten Wertes, falls das Eingangssignal kleiner ist als das Schwellenwertsignal; Erhöhen der Abtastrate, falls eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten bestimmt wird; und Verringern der Abtastrate, falls der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird. Auch werden entsprechende Vorrichtungen und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt bereitgestellt.

Description

  • Beispiele der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf eine Erkennung, die es ermöglicht zu bestimmen, ob ein Wechselsignal (Wechselstrom und/oder Wechselspannung, auch bezeichnet als AC- oder Wechselstrom-Signal) an einer Eingangsstufe eines Netzteils vorhanden ist oder nicht.
  • Die Aufgabe besteht darin, insbesondere eine verbesserte oder effizientere Möglichkeit zur Erkennung eines möglicherweise anliegenden Wechselstroms (bzw. einer möglicherweise anliegenden Wechselspannung) zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Die hier vorgeschlagenen Beispiele können insbesondere auf wenigstens einer der folgenden Lösungen beruhen. Insbesondere könnten Kombinationen der folgenden Merkmale benutzt werden, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen. Die Merkmale des Verfahrens könnten mit (einem) beliebigen Merkmal(en) der gegenständlichen Ansprüche, z.B. der Vorrichtung, des Geräts, des Computerprogrammprodukts, des Speichermediums oder des Systems kombiniert werden, oder umgekehrt.
  • Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, umfassend die Schritte:
    • – Abtasten eines Eingangssignals mit einer Abtastrate, wobei das Eingangssignal auf einem Wechselstromsignal basiert;
    • – Vergleichen des Eingangssignals mit einem Schwellenwertsignal;
    • – Bestimmen eines ersten Wertes, falls das Eingangssignal größer ist als das Schwellenwertsignal;
    • – Bestimmen von zumindest einem zweiten Wert, falls das Eingangssignal kleiner ist als das Schwellenwertsignal;
    • – Erhöhen der Abtastrate, falls eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten bestimmt wird;
    • – Verringern der Abtastrate, falls zumindest ein zweiter Wert ermittelt wird.
  • Das Eingangssignal basiert auf dem Wechselstromsignal, insbesondere jede Art von Wechselspannung und/oder Wechselstromsignal. Das Wechselstromsignal kann z.B. zeitweise oder dauerhaft anliegen. Das Eingangssignal kann auch auf dem Wechselstromsignal beruhen, nachdem die Verbindung zu dem Wechselstromsignal getrennt wurde. Dies kann für einen Stecker zutreffen, der an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist. Der Stecker kann aus seiner Steckdose abgezogen werden. In jedem Fall (verbunden oder getrennt, nachdem er verbunden war) beruht das Eingangssignal auf dem Wechselstromsignal.
  • Der erste Wert kann ein "1"-Wert oder ein "0"-Wert sein, welcher von einem Ausgang eines Komparators zugeführt wird. Der zweite Wert kann dann der jeweils entgegengesetzte "0"-Wert oder "1" sein. Nach einem oder mehreren hierin beschriebenen Beispielen kann der erste Wert der "1"-Wert sein und der zweite Wert kann der "0"-Wert sein.
  • Die Abtastrate kann insbesondere verringert werden, falls ein oder mehrere zweite Werte bestimmt sind, wobei die zumindest zwei zweiten Werte nicht nacheinander auftreten müssen. Tatsächlich können die mehreren zweiten Werte von ersten Werten unterbrochen werden. Dies ist vorteilhaft im Falle eines Rauschens am Komparator.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass der erste Wert bestimmt werden kann, falls das Eingangssignal gleich dem Schwellensignal ist. Alternativ kann der zweite Wert festgelegt werden, falls das Eingangssignal gleich dem Schwellensignal ist.
  • Das dargestellte Beispiel ermöglicht das Erfassen eines Wechselstromsignals, das vorhanden ist (oder nicht), an den Eingangsanschlüssen eines Netzteils. Wenn das Wechselstromsignal nicht mehr erfasst wird, führt die stufenweise Erhöhung der Abtastrate zu einer höheren Belastung an den Eingangsanschlüssen und entlädt die Kondensatoren, die anderenfalls eine hohe Spannung an die Eingangsstifte des Netzteils liefern können, die leicht zugänglich sind, nachdem ein Netzstecker aus seiner Steckdose gezogen worden ist. Daher reduziert das Beispiel wirksam das Risiko, dass eine Person einer hohen Spannung durch die Berührung der Stifte des abgezogenen Steckers ausgesetzt wird. Das Entladen der Kondensatoren kann innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer durch die Anwendung des hierin vorgeschlagenen Steigerungsschemas erreicht werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Schwellenwertsignal so eingestellt ist, dass das Wechselstromsignal als sicher angesehen wird, wenn der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  • Das Wechselstromsignal kann als "sicher" betrachtet werden, falls ein Stift (Pin), an den es angelegt werden kann, beispielsweise mit einem Finger ohne Gefährdung für das Berührungsobjekt berührt werden kann.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Wechselstromsignal bereitgestellt wird, indem eine Wechselstromleitung abgegriffen wird.
  • Das Wechselstromsignal kann direkt oder indirekt über die Wechselstrom-(Versorgung-)Leitung geliefert werden, die an einer primären oder sekundären Seite eines EMI-Filters für ein Netzteil abgegriffen werden kann. Beide Anschlüsse der Wechselstromleitung können über eine Diode abgegriffen werden, um das Wechselstromsignal gleichzurichten. Als eine Alternative kann nur ein Anschluss der Wechselstromleitung abgegriffen werden. Als eine weitere Alternative können ein Anschluss oder beide Anschlüsse der Wechselstromleitung über einen Widerstand und einen Kondensator abgegriffen werden.
  • Als ein Ergebnis erlaubt ein solches Abgreifen, dass das Eingangssignal dem Wechselstromsignal, das über ein Netzteilsystem zugeführt werden kann, entspricht.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren ferner den Schritt umfasst:
    • – Abtasten des Eingangssignals mit der erhöhten Abtastrate oder mit der verringerten Abtastrate.
  • Daher kann das Eingangssignal durch Verwendung der angepassten Abtastrate, d.h. der höheren Abtastrate oder der verringerten Abtastrate, abgetastet werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren ferner den Schritt umfasst:
    • – Verringern der Abtastrate auf einen Anfangswert, falls der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  • Die anfängliche Abtastrate kann eine Abtastrate sein, welche während eines Stromsparmodus verwendet wird. Die anfängliche Abtastrate kann die niedrigste Abtastrate, die ausgewählt werden kann, sein. Die anfängliche Abtastrate kann im Wesentlichen in der Größenordnung der Frequenz des Wechselstromsignals liegen.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die Abtastrate verringert wird, falls der zweite Wert ein einziges Mal bestimmt wird.
  • Daher kann die Erkennung (Bestimmung) des zweiten Wertes für ein einziges Mal als Kriterium verwendet werden, um die Steigerung auf die Ausgangsabtastrate abzusenken.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst:
    • – Erhöhen einer Steigerungsstufe durch Erhöhen der Abtastrate jedes Mal, wenn eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten bestimmt wird;
    • – Verringern der Steigerungsstufe durch Verringern der Abtastrate, falls der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  • Daher kann das Steigerungsschema mehrere Stufen verwenden, wobei mit jeder Stufe die Abtastrate erhöht wird.
  • Die Anzahl der aufeinanderfolgenden ersten Werte einer tatsächlichen Steigerungsstufe kann eine Beobachtungszeit bestimmen. Wenn die Beobachtungszeit vorbei ist, wird die nächste Steigerungsstufe (falls noch vorhanden) aufgerufen oder der zumindest eine zweite Wert wird ermittelt. Aufgrund des zumindest einen zweiten Wertes kann die Abtastrate verringert werden, insbesondere können die Steigerungsstufen gelöscht werden und die anfängliche Abtastrate kann angewendet werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten für zumindest zwei Steigerungsstufen unterschiedlich ist.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten für jede der Steigerungsstufen identisch ist.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die Steigerungsstufe erhöht wird, bis eine maximale Steigerungsstufe erreicht ist.
  • Falls die maximale Steigerungsstufe erreicht ist, kann die Abtastrate der maximalen Steigerungsstufe aufrechterhalten werden, bis mindestens ein zweiter Wert bestimmt wird.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Schwellenwertsignal auf einem digitalen Signal beruht, das von einem Digital-zu-Analog-Wandler umgewandelt wird.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren ferner den Schritt umfasst:
    • – Zählen der aufeinanderfolgenden ersten Werte durch einen Zähler, der mindestens zwei aufeinanderfolgende erste Werte bestimmt.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren ferner den Schritt umfasst:
    • – Bereitstellen des Eingangssignals über einen Spannungsteiler, der mit dem Wechselstromsignal verbunden ist.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren ferner den Schritt umfasst:
    • – Steuern der Abtastrate über einen elektronischen Schalter, der in einem Strompfad zusammen mit dem Spannungsteiler verbunden ist.
  • Der elektronische Schalter kann ein Hochspannungstransistor sein, der in Reihe an den Spannungsteiler oder zwischen Widerständen des Spannungsteilers angeschlossen ist. Der Strompfad kann, beispielsweise über zumindest eine Diode, mit zumindest einem Pol des Wechselstromsignals verbunden sein.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren in einer Schleife ausgeführt wird, die zu einer anfänglichen Abtastrate jedes Mal, wenn der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird, zurückkehrt.
  • Auch wird eine Vorrichtung angegeben, umfassend eine Verarbeitungseinheit, die eingerichtet ist zum
    • – Abtasten eines Eingangssignals mit einer Abtastrate, wobei das Eingangssignal auf einem Wechselstromsignal basiert;
    • – Vergleichen des Eingangssignals mit einem Schwellenwertsignal;
    • – Bestimmen eines ersten Wertes, falls das Eingangssignal größer ist als das Schwellenwertsignal;
    • – Bestimmen von zumindest einem zweiten Wert, falls das Eingangssignal kleiner ist als das Schwellenwertsignal;
    • – Erhöhen der Abtastrate, falls eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten bestimmt wird;
    • – Verringern der Abtastrate, falls der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  • Es wird angemerkt, dass die Schritte des hierin angegebenen Verfahrens auch auf dieser Verarbeitungseinheit ausführbar sein können.
  • Es wird ferner angemerkt, dass die Verarbeitungseinheit mindestens ein, insbesondere mehrere Mittel umfassen kann, die angeordnet sind, um die Schritte des hierin beschriebenen Verfahrens auszuführen. Die Mittel können logisch oder physikalisch voneinander getrennt sein; insbesondere könnten mehrere logisch getrennte Mittel in mindestens einer physikalischen Einheit kombiniert sein.
  • Diese Verarbeitungseinheit kann zumindest eine der folgenden Vorrichtungen umfassen: einen Prozessor, einen Mikrocontroller, eine festverdrahtete Schaltung, eine ASIC, eine FPGA, eine Logikvorrichtung.
  • Die Vorrichtung kann als eine integrierte Schaltung realisiert werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung einen Digital-zu-Analog-Wandler umfasst zum Bereitstellen des Schwellenwertsignals, das auf einem digitalen Signal basiert.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung einen Spannungsteiler umfasst, der direkt oder indirekt mit dem Wechselstromsignal verbindbar ist, wobei das Eingangssignal durch den Spannungsteiler bereitgestellt wird.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung einen elektronischen Schalter umfasst, der in einem Strompfad zusammen mit dem Spannungsteiler verbunden ist.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung auf einem einzigen Chip oder Integrierten-Schaltkreis-Plättchen (Die) umgesetzt ist.
  • Die Vorrichtung kann als eine integrierte Schaltung realisiert werden, wobei der elektronische Schalter integraler Bestandteil des integrierten Schaltkreises sein kann oder er getrennt von der integrierten Schaltung angeordnet sein kann.
  • Auch wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, umfassend:
    • – Mittel zum Abtasten eines Eingangssignals mit einer Abtastrate, wobei das Eingangssignal auf einem Wechselstromsignal basiert;
    • – Mittel zum Vergleichen des Eingangssignals mit einem Schwellenwertsignal;
    • – Mittel zum Bestimmen eines ersten Wertes, falls das Eingangssignal größer ist als das Schwellenwertsignal;
    • – Mittel zum Bestimmen von zumindest einem zweiten Wert, falls das Eingangssignal kleiner ist als das Schwellenwertsignal;
    • – Mittel zum Erhöhen der Abtastrate, falls eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten bestimmt wird;
    • – Mittel zum Verringern der Abtastrate, falls der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  • Ferner wird ein Computerprogrammprodukt angegeben, das in einen Speicher einer digitalen Verarbeitungseinrichtung ladbar ist, wobei es Softwarecodeabschnitte zum Ausführen der Schritte des hier beschriebenen Verfahrens aufweist.
  • Weiterhin wird ein System vorgeschlagen, das derart eingerichtet ist, dass das hierin beschriebene Verfahren ausführbar ist.
  • Auch wird ein nicht-flüchtiges, computerlesbares Speichermedium angegeben, das Anweisungen speichert, die, wenn ausgeführt, einen oder mehrere Prozessoren veranlassen, das Verfahren wie hierin beschrieben auszuführen.
  • Schließlich wird eine Vorrichtung angegeben, die eingerichtet ist, das vorliegend beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Beispielhafte Details werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gezeigt und veranschaulicht. Die Zeichnungen dienen dazu, das Grundprinzip zu veranschaulichen, so dass Aspekte, die zum Verständnis des Grundprinzips notwendig sind, dargestellt sind. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen gleiche Merkmale.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines gleichgerichteten Wechselstromsignals, das mit einem Schwellwert- sowie einem Zeitgebersignal, welches ein Messphasensignal auslöst, das ein Abtastsignal ergibt, verglichen wird;
  • 2 zeigt ein beispielhaftes schematisches Diagramm einer Wechselstrom-Erkennungseinheit, die mit einem Netzteil verbunden ist;
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm, das Schritte des Steigerungsschemas umfasst, bei dem eine nachfolgende Steigerungsstufe aufgerufen wird, basierend auf einer vorbestimmten Anzahl von n aufeinanderfolgenden "1"-Werten, wobei jeder "1"-Wert anzeigt, dass die Wechselspannung über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt;
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das einen Konfigurationsschritt und einen Aktivierungsschritt für ein Wechselstromerfassungsbeispiel umfasst;
  • 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels, wie eine Steigerung über die in 2 gezeigte Abtaststeuerung durchgeführt werden kann;
  • 6 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das eine Kurve der Steigerungsstufen darstellt, welche im Zeitablauf ausgewählt sind.
  • In einigen Beispielen können Leistungswandler, wie beispielsweise ein Sperrwandler, in einer Vorrichtung (beispielsweise einem Mobilgerät, Smartphone, Tablet-Computer, Laptop-Computer, tragbaren Rechnervorrichtungen oder einem beliebigen anderen Gerät, das Strom benötigt) verwendet werden, um Wechselstromleistung von einer Wechselstromquelle (beispielsweise einem Wechselstromleitungsnetz) in ein Format umzuwandeln, welches durch die Rechnervorrichtung verwendbar ist, um die Vorrichtung direkt mit Strom zu versorgen oder eine Energiespeicherkomponente der Vorrichtung, wie eine Batterie, aufzuladen.
  • Sicherheitsnormen oder Sicherheitsanforderungen können das Entladen einer Kapazität (umfassend zumindest einen Kondensator) einer Filterspule innerhalb einer vorgegebenen Zeit vorsehen, sobald ein (z.B. Schalt-)Netzteil von einer Wechselstromleitung getrennt wird und die Kapazität eine Spannung über einem bestimmten Schwellenwert, z.B. 48V, speichert. Daher kann, wenn ein Stecker des Netzteils von der Steckdose getrennt wird, die Kapazität immer noch eine hohe Spannung speichern, die dann über die Stifte des Steckers zugänglich ist. Die aufgeführten Beispiele stellen insbesondere sicher, dass eine solche Hochspannung, nachdem die Verbindung getrennt ist, auf einen vorbestimmten Schwellenwert innerhalb einer vorbestimmten Zeit verringert wird, so dass die Stifte des Steckers berührt werden können, ohne irgendeinen Schaden zu verursachen.
  • Die Kapazität kann mindestens einen X-Kondensator umfassen, welcher über die Wechselstromleitung auf der Primärseite und/oder der Sekundärseite der Filterspule verbunden ist. Diese Kapazität kann als eine EMI(elektromagnetische Interferenz)-Kapazität an der Filterspule verwendet werden.
  • Der EMI-Filter kann eine Spule umfassen. In dieser Hinsicht kann die Wechselstromleitung über beispielsweise den EMI-Filter angeschlossen werden.
  • Gemäß einem Beispiel wird die Wechselstromerkennung durch Überwachen einer gleichgerichteten Wechselspannung erreicht und zum Wecken und/oder zum Informieren eines Systems verwendet, wenn eine vorkonfigurierte Schwellenspannung erreicht ist, überschritten und/oder unterschritten ist, insbesondere über eine bestimmte Zeitdauer. Das System kann eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) und/oder einen Mikrocontroller und/oder jede Art von Zustandsautomaten umfassen, welche entsprechende Aktionen des Systems steuern.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines gleichgerichteten Wechselstromsignals 101, das mit einem Schwellenwert 102 verglichen wird. Wenn das gleichgerichtete Wechselstromsignal 101 über dem Schwellenwert 102 liegt, ergibt der Vergleich einen "1"-Wert und, wenn das gleichgerichtete Wechselstromsignal 101 unter dem Schwellenwert 102 liegt, ergibt der Vergleich einen "0"-Wert. Wenn das gleichgerichtete Wechselstromsignal 101 gleich dem Schwellenwert 102 ist, kann der Vergleich zu einem "1"-Wert oder einem "0"-Wert entsprechend einer jeweiligen Umsetzung führen.
  • Über ein Zeitgebersignal 103 wird ein Messphasensignal 104 erzeugt, das die Messungen für eine bestimmte Zeitdauer 105 auslöst. Am Ende jeder Zeitdauer 105 steht ein Vergleichsergebnis (in diesem Beispiel entweder der "0"-Wert oder der "1"-Wert) zur Verfügung. Daher bestimmt das Zeitgebersignal 103 eine Abtastrate (auch als Abtastfrequenz bezeichnet, die einer Abtastperiode entspricht), welche auf das gleichgerichtete Wechselstromsignal 101 angelegt wird.
  • Eine Messzeit 106 kann einer (beispielsweise der halben) Periode des Wechselstromsignals entsprechen, was (in diesem Beispiel der 1) einer der gleichgerichteten Halbwellen des gleichgerichteten Wechselstromsignals 101 entspricht. Die Messzeit 106 kann von einem Zeitgeber abgeleitet werden. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Messzeit 106 größer als eine Halbwelle des gleichgerichteten Wechselstromsignals 101 sein.
  • Alternativ (oder zusätzlich) kann die Messzeit 106 auf einer vordefinierten Zählung der nachfolgenden "1"-Werte basieren, die eine vordefinierte Anzahl erreichen. Die Messzeit 106 kann gelöscht werden (d.h. wieder gestartet werden), nachdem ein "0"-Wert erkannt wird.
  • Ein Abtastsignal 107 zeigt das Ergebnis des Zeitsignals 103, welches auf das gleichgerichtete Wechselstromsignal 101 angelegt ist. Das Abtastsignal 107 beträgt "1", bis der erste "0"-Wert durch den Vergleich festgestellt wird, und es bleibt "0", bis der nächste "1"-Wert erkannt wird, usw.
  • Folglich kann entsprechend der Abtastrate, welche durch das Zeitgebersignal 103 (d.h. eine Länge der Rampe des Zeitgebersignals 103) angepasst ist, und entsprechend der Form des gleichgerichteten Wechselstromsignals 101 kein "0"-Wert während einer Messzeit 106 erkannt werden, d.h. aus der Abtastung geht nicht hervor, dass der Schwellenwert 102 in der jüngsten Messzeit 106 unterboten worden ist. Dies kann ein Hinweis auf eine hohe Spannung über die Kapazität sein, die mit der Wechselstromleitung verbunden ist, was passieren kann, nachdem der Stecker von seiner Steckdose getrennt worden ist. Alternativ kann dies ein Hinweis darauf sein, dass die Abtastrate zu gering war, um mindestens einen der "0"-Werte zu erfassen.
  • In diesem Fall wird ein Steigerungsschema verwendet, das die Abtastfrequenz erhöht. Wenn die erhöhte Abtastfrequenz noch immer kein "0"-Wert am Ende der gegebenen Messzeit 106 festgestellt hat, wird die Abtastfrequenz nachfolgend weiter erhöht, beispielsweise bis eine maximale Steigerungsstufe erreicht worden wird. Sobald jedoch zumindest ein "0"-Wert erkannt wird, kann die Steigerung vermindert werden, insbesondere auf ihren Anfangswert, d.h. die ursprüngliche Abtastfrequenz, rückgesetzt werden.
  • Zum Beispiel, wenn der Stecker des Netzteils von seiner Steckdose getrennt wurde, führen die Kondensatoren des EMI-Filters über die Wechselstrom-Netzversorgung Hochspannung an die Stifte des Steckers zu. Ohne Verbindung zur Wechselstromleitung, solange die hohe Spannung in den Kondensatoren gespeichert ist, kann das Signal 101 nicht unter die Schwelle 102 fallen und daher werden nur "1"-Werte durch die beschriebene Lösung nachgewiesen. Nachdem eine Anzahl von n "1"-Werten erkannt worden ist, gibt eine nächste Steigerungsstufe eine höhere Abtastfrequenz (über kürzere Rampen des Zeitgebersignals 103) vor. Nachdem m "1"-Werte auf dieser nächsten Steigerungsstufe erkannt worden sind, gibt eine nachfolgende Steigerungsstufe eine weiter erhöhte Abtastfrequenz (über noch kürzere Rampen des Zeitgebersignals 103) vor. Doch die Anzahlen n und m von "1"-Werten verschiedener Steigerungsstufen können gleich oder zumindest teilweise unterschiedlich sein. Es wird angemerkt, dass mehrere Steigerungsstufen gemäß diesem Schema verwendet werden können. Vorteilhafterweise wird in diesem Beispiel des abgezogenen Steckers die restliche, in den Kondensatoren gespeicherte Energie durch die zunehmende Belastung, welche durch die ansteigende Abtastfrequenz angelegt wird, reduziert. Folglich gilt, je höher die Abtastrate ist, desto schneller werden die Kondensatoren entladen und desto schneller fällt das Signal 101 unter den Schwellenwert 102. Der Schwellenwert 102 ist vorzugsweise so eingestellt, dass die Spannung, die dann an den Stiften des (nicht verbundenen) Steckers zugänglich ist, keine schädigende Wirkung besitzt, beispielsweise bei Berührung mit einem Finger.
  • Auf der anderen Seite, wenn beispielsweise der Stecker des Netzschalters noch mit seiner Steckdose verbunden ist, aber die Abtastfrequenz zu niedrig war, um einen "0"-Wert zu erfassen (d.h. Spannung unter dem Schwellenwert 102), steigert die erste Steigerungsstufe durch Erhöhen der Abtastfrequenz die Wahrscheinlichkeit, dass ein "0"-Wert gefunden werden kann. Falls immer noch kein "0"-Wert gefunden werden kann, wird die Abtastfrequenz weiter erhöht, beispielsweise bis ein "0"-Wert gefunden werden kann. Nachdem ein "0"-Wert erkannt wurde, kann die Schaltung in ihre Ausgangsabtastfrequenz zurückkehren. Dies hat den Vorteil, dass die dargestellten Beispiele sich selbst auf eine energieeffiziente Abtastung, die trotzdem noch die Bestimmung von "0"-Werten erlaubt, einstellen können. Dies ist insbesondere nützlich, wenn die Qualität des abgegriffenen (insbesondere gleichgerichteten) Wechselstromsignals nicht bekannt ist, oder falls parasitäre Effekte den Kurvenverlauf des abgegriffenen Wechselstromsignals verschlechtern. Dies ermöglicht es auch einem oder mehreren Beispielen, die hierin beschrieben sind, auf dynamische Änderungen des abgegriffenen Wechselstromsignals effizient zu reagieren und vorübergehend eine Belastung (aufgrund der erhöhten Abtastrate) zu erhöhen, wenn es für die Bestimmung, ob ein "0"-Wert vorhanden ist, oder zum Entladen der Kapazität, die an die Wechselstromleitung angeschlossen ist, benötigt wird. Abhängig von der Steigerungsstufe kann auch die Dauer 105 der Messung eingestellt werden, beispielsweise verlängert werden für höhere Abtastraten, um die resultierende Belastung zu erhöhen.
  • Die vorgestellten Beispiele sind insbesondere nützlich für die verschiedenen Arten von Wechselstromerkennungsanwendungen, beispielsweise für Netzteile, Wandler etc. Die Beispiele können in allen Arten von elektronischen Geräten angewendet werden, welche vor allem beliebige (z.B. Schalt-)Netzteile nutzen.
  • 2 zeigt ein beispielhaftes schematisches Diagramm einer Wechselstrom-Erkennungseinheit 205, welche an ein Netzteil angeschlossen ist.
  • 2 zeigt einen beispielhaften Abschnitt eines Netzteils, der mit einer Wechselstromleitung 201 verbunden ist. Die Wechselstromleitung kann eine Wechselspannung, beispielsweise im Bereich von 80V bis 270V liefern. Die Wechselstromleitung 201 ist mit einer Primärseite einer Filterspule 202 verbunden, wobei ein Kondensator C1 ebenfalls über die Primärseite der Filterspule 202 verbunden ist. Ein Kondensator C2 ist über eine Sekundärseite der Filterspule 202 verbunden und die Sekundärseite der Filterspule ist ferner mit einem Gleichrichter 203 verbunden. Ein Kondensator C3 ist über den Ausgang des Gleichrichters 203 verbunden und ein positives gleichgerichtetes Signal 204 wird zur weiteren Verarbeitung an, beispielsweise einen Tiefsetzsteller, befördert, um eine vordefinierte Gleichspannung für eine Last (in 2 nicht gezeigt) bereitzustellen.
  • Die beiden Stifte der Sekundärseite der Filterspule 202 werden abgegriffen, wobei jeder der Stifte über eine eigene Diode D1, D2 mit einem Knoten 214 verbunden ist. Jede der Kathoden der Dioden D1 und D2 zeigt in Richtung des Knotens 214. Der Knoten 214 ist über einen Widerstand R1 mit einem Hochspannungs(HV)-Transistor 206 verbunden. Der HV-Transistor 206 kann jeder beliebige Transistor, MOSFET, IGBT oder ähnliches, sein. Der HV-Transistor 206 ist ferner mit einem Knoten 215 verbunden, wobei der Knoten 215 über einen Widerstand R2 mit Masse verbunden ist. Der HV-Transistor 206 wird über einen Treiber 207 angesteuert. Wenn der HV-Transistor 206 ein N-MOS-Transistor ist, ist der Drain mit dem Widerstand R1 verbunden und die Source mit dem Knoten 215. Das Gate solch eines Transistors wird über den Treiber 207 gesteuert.
  • Gemäß einem Beispiel kann der HV-Transistor ein "normally-on"-Transistor, beispielsweise ein Transistor vom Verarmungstyp sein.
  • Es wird angemerkt, dass der HV-Transistor 206 ein Teil der Wechselstrom-Erkennungseinheit 205 sein kann oder er kann ein elektronischer Schalter, getrennt von der Wechselstrom-Erkennungseinheit 205, sein. Es ist insbesondere zu beachten, dass die Wechselstrom-Erkennungseinheit 205 auf einem einzelnen Chip oder einem einzelnen Integrierten-Schaltkreis-Plättchen umgesetzt werden kann, insbesondere als integrierter Schaltkreis realisiert werden kann.
  • Die Widerstände R1 und R2 bestimmen einen Spannungsteiler. Der Widerstand R2 kann als ein einstellbarer Widerstand realisiert werden, beispielsweise eine Anordnung von Widerständen, die einzeln oder in Kombination ausgewählt werden können. Ein einstellbarer Widerstand R2 hat den Vorteil, dass die Spannung über dem Widerstand R2 flexibel, basierend auf verschiedenen (fest vorgegebenen) Widerständen R1, angepasst werden kann. Daher kann die Wechselstrom-Erkennungseinheit 205 effizient in Kombination mit verschiedenen Widerständen R1 verwendet werden.
  • Ein Hochspannungspfad umfasst die Widerstände R1, R2 und den HV-Transistor 206. Ein Strom an den Widerstand R2 (Shunt-Widerstand) ist abhängig von der Spannung der Wechselstromleitung 201. Je nach Anwendung (die den Wert R1 definiert) und einem gegebenen Wert von R2, kann der Schwellenwert 102 des Komparators 209 angepasst werden müssen. Dafür kann ein DAC-Mechanismus verwendet werden.
  • Die Werte von R1, R2 und der DAC-Schwellenwert können einen Pegel des Wechselstrom-Eingangs definieren, der als "niedrig genug" zum Entladen der Kondensatoren C1 und C2 erachtet wird.
  • Der Knoten 215 wird verwendet, um die Wechselspannung am Ausgang des EMI-Filters zu messen. Somit wird der Knoten 215 mit dem positiven Eingang eines Komparators 209 verbunden (welcher so umgesetzt werden kann, dass er mindestens einen Operationsverstärker umfasst). Der negative Eingang des Komparators 209 ist mit einem Ausgang eines Digital-Analog-Wandlers (DAC) 213 verbunden. Ein digitales Signal 216 wird an den DAC 213 angelegt, um einen Schwellenwert am negativen Eingang des Komparators 209 bereitzustellen, mit welchem die Spannung am Knoten 215 verglichen wird. Der Ausgang des Komparators 209 wird einem Zähler 210 zugeführt. Der Zähler kann wenigstens zwei Zähler zum Zählen von "0"-Werten und "1"-Werten, die am Ausgang des Komparators 209 auftreten, umfassen. Der Zähler 210 kann insbesondere einen Zähler zum Bestimmen eines einzelnen "0"-Wertes und einen Zähler zum Bestimmen nachfolgender "1"-Werte umfassen. Als eine Alternative, um Effekte aufgrund von Rauschen zu reduzieren, kann eine andere Anzahl von "0"-Werten bestimmt werden, beispielsweise eine Anzahl k von "0"-Werten, die nicht einander nachfolgend sein müssen.
  • Die Ergebnisse des Zählers 210 werden einer Abtaststeuerung 208 zugeführt, die eine Steigerung (falls erforderlich) durchführen kann. Die Abtaststeuerung 208 bestimmt eine Abtastperiode 212 und/oder die Zeitdauer 105 der Messung, die ebenfalls von der Abtastperiode 212, die einem Impulsformer 211 zugeführt wird, definiert wird.
  • Basierend auf den Ergebnissen des Zählers 210 kann die Abtaststeuerung 208 eine Konfiguration des Zählers 210 einstellen und/oder sie kann die Abtastperiode 212, welche durch den Pulsformer 211 verwendet werden soll, einstellen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Abtastperiode 212 darauf eingestellt werden kann, wie oft und wann Abtastungen bestimmt werden sollen. Der Impulsformer 211 bildet ein Zeitgebersignal (siehe Zeitgebersignal 103 in 1) auf der Grundlage der Abtastperiode 212. Daher bestimmt auf der Grundlage der Abtastperiode 212 der Impulsformer 211 eine Länge des Messfensters (beispielsweise wie viele aufeinanderfolgende "1"-Werte zu bestimmen sind) und einen Trigger (d.h. wann der Ausgang des Komparators 209 abgetastet werden soll).
  • Der Impulsformer 211 aktiviert den Treiber 207 und er kann den DAC 213 und/oder den Komparator 209 aktivieren.
  • Beispielsweise kann eine Initialisierungsphase vor der ersten tatsächlichen Wechselstrommessung durchgeführt werden. Während einer solchen Initialisierungsphase kann der Impulsformer 211 für eine vorbestimmte Zeitdauer vor der Aktivierung des Treibers 207 (beispielsweise eine Anzahl von Zyklen seines Zeitgebers) warten.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass eine Energiemenge, die vom abgegriffenen Netzteil der Wechselstrom-Erkennungseinheit 205 zugeführt wird, verwendet werden kann, um das Wechselstromsignal zu messen. Insbesondere, wenn die Dauer, während der der HS-Transistor 206 geschlossen ist, länger ist als die Zeitspanne, die für Abtastzwecke erforderlich ist, kann der Energieverbrauch der Erkennungseinheit 205 zum effizienten Entladen der Kondensatoren C1 und C2 verwendet werden.
  • Somit ermöglicht das in 2 gezeigte Beispiel das zumindest teilweise Entladen der Kondensatoren C1 und C2 innerhalb einer vorbestimmten Zeit durch das Steigerungsschema, wie hierin beschrieben. Die Spannung an den Stiften des Steckers, nachdem der Stecker vom Wechselstromnetz getrennt wurde, erreicht so einen vorbestimmten Schwellenwert (zum Beispiel 48 V) innerhalb der vorbestimmten Zeit oder fällt unter diesen.
  • Das Steigerungsschema kann insbesondere durch die Stichprobenkontrolle 208 bereitgestellt werden. Es kann in Software, Hardware oder Firmware oder einer beliebigen Kombination davon implementiert werden.
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm, das Schritte des Steigerungsschemas umfasst. Gemäß dem Beispiel aus 3 kann der Zähler 210, wie in 2 gezeigt, zwei verschiedene Zähler umfassen, d.h. einen so genannten "0-Zähler" zur Bestimmung einzelner "0"-Werte und einen so genannten "11-Zähler" zur Bestimmung aufeinanderfolgender "1"-Werte am Ausgang des Komparators 209. Der 11-Zähler kann insbesondere eine Anzahl von n nachfolgenden "1"-Werten bestimmen. Ein beispielhafter Wert für n kann 16 sein.
  • In einem Schritt 300 wartet die Wechselstromerkennung darauf, dass eine nächste Abtastung vom Ausgang des Komparators 209 ausgewertet wird (was dem Warten bis zum Ende der Zeitdauer 105 der Messung gemäß 1 entsprechen kann).
  • In einem Schritt 301 wird bestimmt, ob die letzte Wechselstrommessung am Knoten 215 einen "0"-Wert am Ausgang des Komparators 209 ergeben hat. Ein solcher "0"-Wert würde (wie in 1 gezeigt und mit Bezug auf 1 erklärt) zeigen, dass die Wechselspannung unter den Schwellenwert 102 gesunken ist.
  • Wenn kein "0"-Wert im Schritt 301 festgestellt worden ist, wird in einem Schritt 306 bestimmt, ob eine festgelegte Anzahl aufeinanderfolgender "1"-Werte festgestellt wurde. Ist dies nicht der Fall, wird die Steigerungsstufe nicht verändert.
  • Wenn eine Anzahl n von aufeinanderfolgenden "1"-Werten in Schritt 306 festgestellt worden ist, wird in einem Schritt 302 bestimmt, ob eine letzte Steigerungsstufe bereits erreicht wurde. Wenn dies der Fall ist, wird zu Schritt 300 verzweigt. Ohne die Möglichkeit einer weiteren Steigerungsstufe kann es keine Notwendigkeit zum Zählen aufeinanderfolgender "1"-Werte geben. Wenn Schritt 306 anzeigt, dass n-mal "1"-Werte nicht gefunden wurden, wird mit dem Schritt 300 fortgefahren.
  • Wenn die letzte Steigerungsstufe nach Schritt 302 noch nicht erreicht worden ist, wird die Steigerung auf eine nächste Stufe in einem Schritt 303 erhöht.
  • Neben den Schritten 303, 304 und 306 kann mit dem Schritt 300 für eine nachfolgende Messung fortgefahren werden, die ein einzelner "0"-Wert oder ein Messfenster von n aufeinanderfolgenden "1"-Werten sein kann.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das einen Konfigurationsschritt 401 und einen Aktivierungsschritt 402 für ein Wechselstromerkennungsbeispiel umfasst.
  • Im Schritt 401 kann die Konfiguration der Wechselstromerkennung eine anfängliche Abtastperiode (Abtastfrequenz) bestimmen. Die anfängliche Abtastperiode kann im Bereich der Periode des Wechselstromversorgungssignals liegen. Vorzugsweise ist die anfängliche Abtastperiode etwas länger oder kürzer (beispielsweise im Bereich von 5%–20%) als die Periode des Wechselstromversorgungssignals.
  • Auch die Ausbildung der Wechselstromerkennung kann die Länge des Messfensters bestimmen, d.h. die maximale Dauer einer Messung, bevor eine erste (oder eine nächste) Steigerung (d.h. Erhöhung der Abtastfrequenz) durchgeführt wird. Die Länge des Messfensters kann durch eine Anzahl n von nachfolgenden "1"-Werten bestimmt werden. Wenn n erreicht ist oder wenn n überschritten wird, wird die nächste Steigerungsstufe eingesetzt.
  • Ferner kann die Konfiguration der Wechselstromerkennung den Schwellenwert bestimmen (siehe Schwellenwert 102 in 1). Unterschreiten eines solchen Schwellenwerts entspricht einem "0"-Wert. Der "0"-Wert kann die Folge von aufeinanderfolgenden "1"-Werten unterbrechen und er kann verwendet werden, um die Steigerung rückzusetzen (d.h. Rückkehr zur anfänglichen Abtastperiode).
  • Die Parameter-Abtastperiode, Länge des Messfensters und/oder Schwellenwert können nach der Aktivierung der Wechselstromerfassung neu konfiguriert oder angepasst werden.
  • Im Schritt 402 wird die Wechselstromerkennung aktiviert. Wechselstrommesswerte am Knoten 215 werden mit dem vom DAC 213 bereitgestellten Schwellenwert verglichen.
  • Das Ergebnis jedes Vergleichs zu einem Abtastzeitpunkt ist entweder ein "0"-Wert oder ein "1"-Wert, welcher am Ausgang des Komparators 209 bereitgestellt wird. Der Zähler 210 kann den 11-Zähler und den 0-Zähler umfassen, wie oben in Bezug auf 3 beschrieben. Der 11-Zähler kann neu initialisiert (d.h. auf 0 gesetzt) werden, wenn ein "0"-Wert am Ausgang des Komparators 209 (d.h. durch den 0-Zähler) nachgewiesen wird. Außerdem wird die Steigerung gelöscht, wenn ein "0"-Wert erkannt wird. Wenn kein "0"-Wert erkannt wird, wird gewartet, bis der 11-Zähler eine vorgegebene Anzahl n von aufeinanderfolgenden "1"-Werten anzeigt. In einem solchen Fall wird die Abtastperiode in einer nächsten Steigerungsstufe (falls eine solche nächste Steigerungsstufe verfügbar ist) reduziert (d.h. die Abtastfrequenz wird erhöht).
  • 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels, wie eine Steigerung über die Abtaststeuerung 208, die in 2 gezeigt ist, durchgeführt werden kann.
  • 5 umfasst einen Steigerer 501 und einen Block 502, welcher vordefinierte Werte zu Abtastperiode und Beobachtungszeit aufweist (die auch als Länge des Messfensters bezeichnet wird). Der Block 502 kann als eine Verweistabelle angeordnet sein, um bezogen auf die Steigerungsstufe die entsprechenden (vordefinierten) Werte für die Abtastperiode und die Beobachtungszeit zu liefern. Der Steigerer 501 kann eine tatsächliche Steigerungsstufe (z.B. von ES0 bis ES5, ES0 entsprechend der Grundabtastrate ohne Steigerung) bestimmen und die aktuellen Werte für die Abtastperiode und die Beobachtungszeit, welche der jeweiligen Steigerungsstufe ES0 bis ES5 entsprechen, über den Block 502 wählen. Der Steigerer 501 und der Block 502 können Teil der Abtaststeuerung 208 sein, wie in 2 gezeigt.
  • Als ein Ergebnis kann der Block 502 die Abtastperiode 212 an den Impulsformer 211 (siehe auch 2) und die Beobachtungszeit an den Zähler 210 liefern. Die Beobachtungszeit bestimmt, wie viele aufeinanderfolgende "1"-Werte ermittelt werden, bevor die nächste Steigerungsstufe ausgelöst wird. Diese Anzahl von aufeinanderfolgenden "1"-Werten, die zu erwarten sind, kann individuell für jede Steigerungsstufe ES0 bis ES5 eingestellt werden oder sie kann für alle oder für eine Gruppe von Steigerungsstufen eingestellt werden. Die Beobachtungszeit leitet sich aus der Anzahl aufeinanderfolgender "1"-Werte in Verbindung mit der Abtastperiode ab. Die Beobachtungszeit kann von Steigerungsstufe zu Steigerungsstufe variieren. Zum Beispiel, wenn n aufeinanderfolgende "1"-Werte in jeder Steigerungsstufe bestimmt werden und da die Abtastperiode mit jeder Steigerungsstufe kürzer wird, wird die Beobachtungszeit auch kürzer, wenn die Steigerungsstufen erhöht werden. Dieser Ansatz kann verwendet werden, um die Beobachtungszeit zwischen Steigerungsstufen wesentlich zu verringern. Somit ermöglicht durch die Konfiguration der Anzahl von aufeinanderfolgenden "1"-Werten pro Steigerungsstufe, der Anzahl der Steigerungsstufen, die Abtastdauer pro Steigerungsstufe das Entladen der Kondensatoren C1 und C2 (siehe 2) auf den vorgegebenen Schwellenwert innerhalb der vorgegebenen Zeit (zum Beispiel 1 Sekunde), falls der Stecker des Netzteils aus seiner Steckdose entfernt wurde.
  • Der Zähler 210 kann das Ereignis "'0'-Wert erfasst" dem Steigerer 501 anzeigen, worauf der Steigerer 501 dann die Steigerung löschen und die Abtastperiode und die Beobachtungszeit wählen kann, die der anfänglichen (Steigerungs-)Stufe ES0 entsprechen. Der Zähler 210 kann auch auf das Ereignis "n-mal Wert '1' erfasst" (auch als Nx "1" bezeichnet) anzeigen. In einem solchen Fall kann der Steigerer 501 die Steigerungsstufe erhöhen (wenn eine weitere Steigerungsstufe weiterhin verfügbar ist).
  • 6 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das eine Kurve 601 der Steigerungsstufen, gewählt über die Zeit, darstellt. Im gewählten Beispiel sind die Steigerungsstufen ES0 bis ES5 gezeigt, wobei die Steigerungsstufe ES0 der Grundeinstellung der Abtastperiode und der Beobachtungszeit entspricht, d.h. dem vom Steigerer 501 gesetzten Anfangswert.
  • In diesem Beispiel ist für jede Steigerungsstufe ES0 bis ES5 die Anzahl n der aufeinanderfolgenden "1"-Werte, welche vor der Erhöhung der Steigerung bestimmt werden sollen, gleich. Jedoch wird die Beobachtungszeit von einer Steigerungsstufe zur anderen wegen der reduzierten Abtastperiode verringert. Falls daher eine große Anzahl von aufeinanderfolgenden "1"-Werten am Ausgang des Komparators 209 auftritt, wird die nachfolgende Steigerungsstufe früher als die vorherige erreicht.
  • Beginnend mit Steigerungsstufe ES0 verringert nach einer entsprechenden Beobachtungszeit, welche von n aufeinanderfolgenden "1"-Werten bestimmt wird, der Steigerer 501 die Abtastperiode (erhöht die Abtastfrequenz), indem er die Steigerungsstufe ES1 auswählt. Auch bei dieser Steigerungsstufe ES1 werden n aufeinanderfolgende "1"-Werte ermittelt, worauf der Steigerer 501 die Steigerungsstufe ES2 aufruft. Noch einmal werden n aufeinanderfolgende "1"-Werte ermittelt und der Steigerer 501 wählt die nächste Steigerungsstufe ES3. Nach einigen "1"-Werten tritt ein einziger "0"-Wert auf und der Steigerer 501 löscht die Steigerung auf Steigerungsstufe ES0.
  • Nun folgen in diesem Beispiel zwei "0"-Werte, unterbrochen von ein paar "1"-Werten (wobei jede Unterbrechung weniger als n "1"-Werte umfasst), bevor eine nachfolgende Anzahl von 5-mal n "1"-Werten am Ausgang des Komparators 209 erscheint und zu einer Steigerung von der Steigerungsstufe ES0 auf die Steigerungsstufe ES5 führt. Die nächsten 2-mal n "1"-Werte führen nicht zu einer weiteren Steigerung, da in diesem Beispiel die Steigerungsstufe ES5 die höchste mögliche Steigerungsstufe ist. Daher führen die verbleibenden n "1"-Werte zur Beibehaltung dieser maximalen Steigerungsstufe ES5. Nach ein paar zusätzlichen "1"-Werten tritt ein einziger "0"-Wert auf und der Steigerer 501 setzt die Steigerung auf Steigerungsstufe ES0 zurück. Dieses Beispiel schließt mit vier "0"-Werten, welche durch eine Reihe von (aber weniger als n) "1"-Werten unterbrochen werden.
  • Es wird angemerkt, dass die Anzahl aufeinanderfolgender "1"-Werte, welche die Beobachtungszeit pro Steigerungsstufe bestimmen, zumindest teilweise zwischen den Steigerungsstufen differenzieren können. Gemäß dem in 6 gezeigten Beispiel können verschiedene Anzahlen nES0, ..., nES5 für die unterschiedlichen Steigerungsstufen ES0 bis ES5 verwendet werden.
  • Das Steigerungsschema verringert die Leistungsaufnahme der Wechselstromerkennung, da die Abtastperiode selbstanpassend auf einen Wert, welcher benötigt wird, um den (mindestens einen) "0"-Wert zu bestimmen, sein kann. Großteils kann die Abtastperiode länger sein, was zu einem reduzierten durchschnittlichen Leistungsverbrauch führt. Das Erkennen des "0"-Wertes kann dem Entladen der Kapazität auf zumindest einen Spannungspegel, der als sicher betrachtet wird, entsprechen.
  • Obwohl verschiedene Beispiele offenbart worden sind, versteht es sich für den Fachmann auf dem Gebiet von selbst, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, die einige der Vorteile ergeben werden, ohne vom Geist und Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Es wird für die Durchschnittsfachperson offensichtlich sein, dass andere Komponenten, welche die gleichen Funktionen ausführen, in geeigneter Weise substituiert werden können. Es sollte erwähnt werden, dass Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine bestimmte Figur erklärt worden sind, mit Merkmalen der anderen Figuren kombiniert werden können, auch in den Fällen, in denen dies nicht explizit erwähnt worden ist. Ferner können die Verfahren in Übereinstimmung mit dieser Offenbarung in entweder allen Softwareimplementierungen unter Verwendung der entsprechenden Prozessoranweisungen oder in Hybrid-Implementierungen, die eine Kombination von Hardware-Logik und Software-Logik verwenden, um die gleichen Ergebnisse zu erreichen, erzielt werden. Solche Modifikationen des erfinderischen Konzepts sollen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt sein.
  • In einem oder in mehreren Beispielen können die hierin beschriebenen Funktionen zumindest teilweise in Hardware, wie beispielsweise speziellen Hardware-Komponenten oder einem Prozessor, implementiert sein. Allgemeiner können die Techniken in Hardware, Prozessoren, Software, Firmware oder in jeder beliebigen Kombination davon implementiert werden. Wenn in Software implementiert, können die Funktionen auf oder über eine(r) oder mehrere(n) Anweisungen oder Codes auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder übertragen werden und durch eine hardwarebasierte Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Computerlesbare Medien können computerlesbare Speichermedien, die einem physikalischen Medium, wie einem Datenspeicher, oder Kommunikationsmedien entsprechen, einschließlich jedes Mediums, das die Übertragung eines Computerprogramms von einem Ort zu einem anderen erleichtert, z.B. entsprechend einem Kommunikationsprotokoll, umfassen. Auf diese Weise können computerlesbare Medien im Allgemeinen (1) physikalischen computerlesbaren Speichermedien, die nicht flüchtig sind, oder (2) einem Kommunikationsmedium, wie beispielsweise einem Signal oder einer Trägerwelle, entsprechen. Datenträger können beliebige verfügbare Medien sein, auf die durch einen oder mehrere Computer oder durch einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um Anweisungen, Code und/oder Datenstrukturen für die Durchführung der in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken abzurufen. Ein Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Medium umfassen.
  • Als Beispiel, und nicht als Einschränkung, können solche computerlesbaren Speichermedien RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM oder andere optische Plattenspeicher, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichergeräte, Flash-Speicher oder ein beliebiges anderes Medium umfassen, das verwendet werden kann, um einen gewünschten Programmcode in Form von Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern und auf das durch einen Computer zugegriffen werden kann. Außerdem ist jede Verbindung richtigerweise als ein computerlesbares Medium bezeichnet, das heißt, als ein computerlesbares Übertragungsmedium. Zum Beispiel, wenn die Anweisungen von einer Webseite, einem Server oder anderen entfernten Quellen über ein Koaxialkabel, Glasfaserkabel, Twisted-Pair-Kabel, digitale Teilnehmerleitung (DSL) oder drahtlose Technologien wie Infrarot-, Radio- und Mikrowellen übertragen werden, dann sind das Koaxialkabel, Glasfaserkabel, Twisted-Pair-Kabel, die DSL oder drahtlosen Technologien wie Infrarot, Radio und Mikrowelle in der Definition des Mediums enthalten. Es sollte allerdings verstanden werden, dass computerlesbare Speichermedien und Datenträger nicht Verbindungen, Trägerwellen, Signale oder andere vorübergehende Medien beinhalten, sondern stattdessen auf nicht vorübergehende, physikalische Speichermedien gerichtet sind. Festplatten und CDs, wie hierin verwendet, schließen Compact Disc (CD), Laserdisc, optische Disc, Digital Versatile Disc (DVD), Diskette und Blu-ray-Disc ein, wobei Festplatten normalerweise Daten magnetisch reproduzieren, während CDs Daten optisch mit Lasern wiedergeben. Kombinationen der oben genannten sollten ebenfalls in den Umfang der computerlesbaren Medien eingeschlossen sein.
  • Anleitungen können von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden, wie etwa einer/einem oder mehreren zentralen Verarbeitungseinheiten (CPU), digitalen Signalprozessoren (DSPs), Universal-Mikroprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Logikschaltungen (FPGAs ) oder anderen gleichwertigen, integrierten oder diskreten Logikschaltungen. Entsprechend kann der Ausdruck "Prozessor", wie hierin verwendet, sich auf eine beliebige der vorstehenden Strukturen oder jede beliebige andere für die Implementierung der hier beschriebenen Techniken geeignete Struktur beziehen. Zusätzlich kann in einigen Aspekten die hierin beschriebene Funktionalität in zweckgebundenen Hardware- und/oder Software-Modulen, welche für die Codierung und Decodierung konfiguriert sind, oder eingebaut in einem kombinierten Codec bereitgestellt werden. Außerdem könnten die Techniken vollständig in einer oder in mehreren Schaltungen oder Logikelementen implementiert werden.
  • Die Techniken der vorliegenden Offenbarung können in einer breiten Vielzahl von Geräten oder Vorrichtungen, einschließlich einem Funkhandgerät, einer integrierten Schaltung (IC) oder einem Satz von ICs (zum Beispiel einem Chip-Satz), implementiert werden. Verschiedene Komponenten, Module oder Einheiten werden in dieser Offenbarung beschrieben, um funktionelle Aspekte von Vorrichtungen, die konfiguriert sind, um die offenbarten Techniken auszuführen, zu betonen, erfordern aber nicht unbedingt die Realisierung durch verschiedene Hardware-Einheiten. Vielmehr können, wie oben beschrieben, verschiedene Einheiten in einer einzigen Hardware-Einheit kombiniert oder durch eine Sammlung von interoperativen Hardware-Einheiten, darunter ein oder mehrere Prozessoren, wie oben beschrieben, in Verbindung mit einer geeigneten Software und/oder Firmware, vorgesehen sein.

Claims (25)

  1. Verfahren, umfassend die Schritte: – Abtasten eines Eingangssignals mit einer Abtastrate, wobei das Eingangssignal auf einem Wechselstromsignal basiert; – Vergleichen des Eingangssignals mit einem Schwellenwertsignal; – Bestimmen eines ersten Wertes, falls das Eingangssignal größer ist als das Schwellenwertsignal; – Bestimmen von zumindest einem zweiten Wert, falls das Eingangssignal kleiner ist als das Schwellenwertsignal; – Erhöhen der Abtastrate, falls eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten bestimmt wird; – Verringern der Abtastrate, falls zumindest ein zweiter Wert ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Schwellenwertsignal so eingestellt ist, dass das Wechselstromsignal als sicher angesehen wird, wenn der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Wechselstromsignal bereitgestellt wird, indem eine Wechselstromleitung abgegriffen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt: – Abtasten des Eingangssignals mit der erhöhten Abtastrate oder mit der verringerten Abtastrate.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt: – Verringern der Abtastrate auf einen Anfangswert, falls der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Abtastrate verringert wird, falls der zweite Wert ein einziges Mal bestimmt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: – Erhöhen einer Steigerungsstufe durch Erhöhen der Abtastrate jedes Mal, wenn eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten bestimmt wird; – Verringern der Steigerungsstufe durch Verringern der Abtastrate, falls der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten für zumindest zwei Steigerungsstufen unterschiedlich ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten für jede der Steigerungsstufen identisch ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Steigerungsstufe erhöht wird, bis eine maximale Steigerungsstufe erreicht ist.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Schwellenwertsignal auf einem digitalen Signal beruht, das von einem Digital-zu-Analog-Wandler umgewandelt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt: – Zählen der aufeinanderfolgenden ersten Werte durch einen Zähler, der mindestens zwei aufeinanderfolgende erste Werte bestimmt.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt: – Bereitstellen des Eingangssignals über einen Spannungsteiler, der mit dem Wechselstromsignal verbunden ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend den Schritt: – Steuern der Abtastrate über einen elektronischen Schalter, der in einem Strompfad zusammen mit dem Spannungsteiler verbunden ist.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren in einer Schleife ausgeführt wird, die zu einer anfänglichen Abtastrate jedes Mal, wenn der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird, zurückkehrt.
  16. Vorrichtung, umfassend eine Verarbeitungseinheit, die eingerichtet ist zum – Abtasten eines Eingangssignals mit einer Abtastrate, wobei das Eingangssignal auf einem Wechselstromsignal basiert; – Vergleichen des Eingangssignals mit einem Schwellenwertsignal; – Bestimmen eines ersten Wertes, falls das Eingangssignal größer ist als das Schwellenwertsignal; – Bestimmen von zumindest einem zweiten Wert, falls das Eingangssignal kleiner ist als das Schwellenwertsignal; – Erhöhen der Abtastrate, falls eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten bestimmt wird; – Verringern der Abtastrate, falls der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, umfassend einen Digital-zu-Analog-Wandler zum Bereitstellen des Schwellenwertsignals, das auf einem digitalen Signal basiert.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, umfassend einen Spannungsteiler, der direkt oder indirekt mit dem Wechselstromsignal verbindbar ist, wobei das Eingangssignal durch den Spannungsteiler bereitgestellt wird.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, umfassend einen elektronischen Schalter, der in einem Strompfad zusammen mit dem Spannungsteiler verbunden ist.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Vorrichtung auf einem einzigen Chip oder Integrierten-Schaltkreis-Plättchen umgesetzt ist.
  21. Eine Vorrichtung, umfassend: – Mittel zum Abtasten eines Eingangssignals mit einer Abtastrate, wobei das Eingangssignal auf einem Wechselstromsignal basiert; – Mittel zum Vergleichen des Eingangssignals mit einem Schwellenwertsignal; – Mittel zum Bestimmen eines ersten Wertes, falls das Eingangssignal größer ist als das Schwellenwertsignal; – Mittel zum Bestimmen von zumindest einem zweiten Wert, falls das Eingangssignal kleiner ist als das Schwellenwertsignal; – Mittel zum Erhöhen der Abtastrate, falls eine vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden ersten Werten bestimmt wird; – Mittel zum Verringern der Abtastrate, falls der wenigstens eine zweite Wert bestimmt wird.
  22. Computerprogrammprodukt, das in einen Speicher einer digitalen Verarbeitungseinrichtung ladbar ist, wobei es Softwarecodeabschnitte zum Ausführen der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweist.
  23. System, das eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auszuführen.
  24. Nicht-flüchtiges, computerlesbares Speichermedium, das Anweisungen speichert, die, wenn ausgeführt, einen oder mehrere Prozessoren veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auszuführen.
  25. Vorrichtung, die eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auszuführen.
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