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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einschaltstrom-Aufzeichnungsmodul, insbesondere ein Einschaltstrom-Aufzeichnungsmodul, das in eine elektrische Stromversorgung eingebaut ist oder dafür ausgelegt ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein Einschaltstrom, der auch als Spitzenstrom oder Spitzenstromstoß bezeichnet wird, ist ein Strom, der durch eine rasch ansteigende Spannung erzeugt wird, die in ein Elektrogerät (beispielsweise ein Netzteil) von einer externen Stromversorgung fließt. Es gibt verschiedene Gründe, die eine Stromspitze hervorrufen können, zum Beispiel das Umschalten zwischen Stromnetzen, der Augenblick der Aktivierung bzw. des Einschaltens oder der Unterbrechung bzw. des Ausschaltens einer Strom- oder Spannungsversorgungseinheit oder ein Blitzeinschlag in ein Stromnetz. Der Spitzenstrom ist häufig größer als ein maximal zulässiger Strom von Schaltungen, welche die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit bilden, so dass die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet oder sogar Elemente in der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit beschädigt werden. Allgemein tritt eine Stromspitze etwa 60 Mal pro Jahr auf.
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Im Hinblick auf das Vorstehende haben viele Hersteller von Strom- oder Spannungsversorgungseinheiten verschiedene Technologien zur Lösung des Problems von Spitzenströmen entwickelt, wie beispielsweise in der Taiwanesischen Offenlegungsschrift
TW 201526487 A , dem Taiwanesischen Patent
TW I367624 B oder dem Taiwanesischen Patent
TW I494747 B offenbart. Obwohl die darin offenbarten Lösungsansätze in einem gewissen Maß für eine Unterdrückung oder gar einen Schutz vor Stromspitzen sorgen, wird die Stromspitze nicht klassifiziert, bestimmt oder aufgezeichnet. Wenn die Stromänderung, die durch einen Einschaltstrom oder eine Stromspitze hervorgerufen wird, Schäden an der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit verursacht oder die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit gar eine Fehlfunktion zeigt, machen die Verbraucher oder Benutzer des Netzteils zwangsläufig den Hersteller der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit für das als solches unbefriedigende Produkt verantwortlich. Dies kann dazu führen, dass der Hersteller eines Netzteils zu Unrecht dafür verantwortlich gemacht wird, was zu einer Schädigung des Rufs oder zu zusätzlichen Wartungskosten führen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Lösung für die vorgenannten Probleme nach dem Stand der Technik bereitzustellen. Insbesondere soll für eine weitere Verbesserung bei Spannungsversorgungen gesorgt werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul nach Anspruch 1 gelöst, das zum Einbau in eine Strom- bzw. Spannungsversorgung ausgelegt ist. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
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Mit Hilfe des Spitzenstrom-Aufzeichnungsmoduls kann erfindungsgemäß ein Einschaltstromstoß bzw. Spitzenstrom in einer Strom- bzw. Spannungsversorgung klassifiziert, bestimmt und/oder aufgezeichnet werden.
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Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul bereitgestellt, ausgelegt zum Einbau in eine Strom- oder Spannungsversorgungseinheit. Die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit weist einen Transformator und eine primärseitige Spannungsversorgungsschaltung und eine sekundärseitige Spannungsversorgungsschaltung auf, die durch den Transformator voneinander getrennt sind. Die primärseitige Spannungsversorgungsschaltung umfasst einen ersten Erdungsanschluss. Die sekundärseitige Spannungsversorgungsschaltung umfasst einen zweiten Erdungsanschluss, der verschieden zu dem ersten Erdungsanschluss ist. Die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit erzeugt ein Spannungsausgangssignal, wenn diese in einem Normalzustand einen Versorgungsstrom bzw. eine Versorgungsspannung bereitstellt. Das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul umfasst eine Reihenschaltung und eine Überwachungs-Aufzeichnungseinheit. Die Reihenschaltung ist durch einen Kondensator und einen Widerstand ausgebildet, und weist zwei Enden auf, die mit dem ersten Erdungsanschluss bzw. zweiten Erdungsanschluss verbunden sind. Die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit detektiert bzw. überwacht die Spannung an zwei Knoten des Widerstands, um ein Spannungssignal zu erzeugen, und ist mit einem Spannungsbestimmungswert für einen Vergleich mit dem Spannungssignal und mit einem Überwachungszeitraum voreingestellt, der einen Zeitstartpunkt als einen Zeitpunkt aufweist, zu dem das Spannungssignal größer als der Spannungsbestimmungswert ist. Die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit zeichnet einen schädlichen Einschaltstrom oder Spitzenstrom auf, wenn das Spannungsausgangssignal nicht vor dem Ende des Überwachungszeitraums erhalten wird, und zeichnet einen unschädlichen Einschaltstrom oder Spitzenstrom auf, wenn das Spannungsausgangssignal nach dem Ende des Überwachungszeitraums immer noch erhalten wird.
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Nach einer Ausführungsform umfasst die sekundärseitige Spannungsversorgungsschaltung der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit einen ersten Strompfad, der zumindest eine Betriebs- bzw. Versorgungsspannung bereitstellt, und einen zweiten Strompfad, der eine Bereitschaftsspannung bereitstellt. Das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul ist mit dem zweiten Strompfad verbunden, um die Bereitschaftsspannung für den Betrieb zu beziehen. Das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul weist weiterhin einen Energiespeicherkondensator auf. Der Energiespeicherkondensator hat einen Ladezustand, in welchem der Energiespeicherkondensator die Bereitschaftsspannung erhält, und einen Entladungszustand, in welchem der Energiespeicherkondensator die Bereitschaftsspannung nicht erhalten kann und eine Spannung an die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit ausgibt.
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Nach einer Ausführungsform umfasst das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul ein unidirektional leitendes Element, das mit dem zweiten Strompfad verbunden ist.
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Nach einer Ausführungsform sind die beiden Enden des Kondensators mit dem ersten Erdungsanschluss bzw. dem Widerstand verbunden, und sind die beiden Enden des Widerstands mit dem zweiten Erdungsanschluss bzw. dem Kondensator verbunden.
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Nach einer Ausführungsform weist die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit zwei Detektions- bzw. Überwachungs-Leitungen auf, die jeweils mit einem Ende des Widerstands verbunden sind, sowie eine erste Signal-Empfangsschaltung, welche das Spannungs-Ausgangssignal erhält.
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Nach einer Ausführungsform empfängt die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit ein Einschaltsignal von einem externen Gerät, um aktiviert bzw. angeschaltet zu werden. Die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit weist einen Freigabezustand auf, um eine Aufzeichnung nur dann auszuführen, wenn das Einschaltsignal erhalten wird. Außerdem weist die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit eine zweite Signal-Empfangsschaltung auf, die das Einschaltsignal empfängt.
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Nach den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt die vorliegende Erfindung im Vergleich zu den herkömmlichen Lösungen folgende Merkmale bzw. Vorteile bereit.
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Das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul nach der vorliegenden Erfindung umfasst eine Reihenschaltung und ein Überwachungs-Aufzeichnungseinheit. Die Reihenschaltung ist von einem Kondensator und einem Widerstand ausgebildet und hat zwei Enden, die mit dem ersten Erdungsanschluss bzw. dem zweiten Erdungsanschluss verbunden sind. Die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit detektiert bzw. überwacht den Widerstand, um ein Spannungssignal zu erzeugen, und vergleicht das Spannungssignal mit dem Spannungsbestimmungswert. Wenn das Spannungssignal größer als der Spannungsbestimmungswert ist, beginnt die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit mit der zeitlichen Festlegung eines Prüfintervalls, um einen schädlichen Einschaltstrom oder einen unschädlichen Einschaltstrom aufzuzeichnen, je nachdem, ob ein Spannungsausgangssignal innerhalb des Prüfintervalls erhalten wird oder nicht. Dementsprechend können die aufgezeichneten Ergebnisse bzw. Werte der Überwachungs-Aufzeichnungseinheit später durch Wartungspersonal ausgelesen werden um zu bestimmen, ob eine Fehlfunktion der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit durch einen schädlichen Einschaltstrom bzw. eine schädliche Stromspitze verursacht worden ist.
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FIGURENÜBERSICHT
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Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Schaltschema von Schaltungen, die eine Strom- oder Spannungsversorgungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung ausbilden;
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2 ein Schaltschema eines Spitzenstrom-Aufzeichnungsmoduls gemäß einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;
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3 ein Schaltschema eines Spitzenstrom-Aufzeichnungsmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;
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4 ein Zeitdiagramm gemäß einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung; und
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5 ein Zeitdiagramm gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gemäß der 1 stellt die vorliegende Erfindung ein Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul zum Einbau in eine Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 bereit. Genauer gesagt ist (kann) das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul in die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit mittels einer zusätzlichen Leiterplatte eingebaut (sein) oder Teil einer Schaltung der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 (sein). Das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul kann für verschiedene Arten von Strom- oder Spannungsversorgungseinheiten 1 ausgelegt sein. Zur besseren Veranschaulichung soll nachfolgend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben werden, auf das diese Erfindung jedoch nicht beschränkt sein soll.
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Nach dieser Ausführungsform umfasst die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 zumindest eine Leistungsfaktor-Korrektureinheit 11, einen Transformator 12, eine Pulsbreiten-Steuereinheit 13, ein Schaltelement 14 und eine Strom- bzw. Spannungsausgabeeinheit 15. Wenn die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 eingeschaltet ist, erhält die Leistungsfaktor-Korrektureinheit 11 einen Wechselstrom von einer externen Stromquelle 10, wird an dem Wechselstrom eine gleichrichtende Wandlung und eine Leistungsfaktor-Einstellung ausgeführt, um einen Gleichstrom zu erzeugen, und der gleichgerichtete Strom wird an die Primärseite des Transformators 12 ausgegeben. Die Pulsbreiten-Steuereinheit 13 gibt ein Pulsbreitenmodulationssignal (PWM) an das Schaltelement 14 aus, so dass das Schaltelement 14 durch das PWM-Signal gesteuert wird, sodass das Schaltelement 14 entsprechend an-/ausgeschaltet wird. Das Ein-/Ausschalten des Schaltelements 14 legt das Ein-/Ausschalten der Primärseite des Transformators 12 fest. Wenn das Schaltelement 14 angeschaltet wird, wird die Primärseite des Transformators 12 angeschaltet und wird eine magnetische Induktion auf der Sekundärseite des Transformators 12 erzeugt, um den Gleichstrom weiter zu wandeln und an die Stromausgabeeinheit 15 auszugeben. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Strom- bzw. Spannungsausgabeeinheit 15 den Gleichstrom unmittelbar aus oder wird der Gleichstrom erneut gewandelt, um für ein externes Gerät zumindest eine Betriebsspannung oder eine Bereitschaftsspannung bereitzustellen. Weiterhin kann das externe Gerät eine Hauptplatine (Motherboard) oder ein anderes elektronisches Gerät sein. Die von der Spannungsausgabeeinheit 15 ausgegebene Spannung wird entsprechend der Norm Advanced Technology Extended (ATX) für Motherboards aufgebaut. Mit anderen Worten kann die Betriebsspannung 12 V DC, 5 V DC oder 3,3 V DC entsprechend den ATX-Motherboard-Spezifikationen betragen und die Bereitschaftsspannung kann eine 5 V sb entsprechend den ATX-Motherboard-Spezifikationen sein.
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Weiterhin ist die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 durch den Transformator 12 in eine primärseitige Spannungsversorgungsschaltung und eine sekundärseitige Spannungsversorgungsschaltung unterteilt. Einfach ausgedrückt ist die primärseitige Spannungsversorgungsschaltung derjenige Teil, der durch die Schaltungen von der Leistungsfaktor-Korrektureinheit 11 bis zu dem Transformator 12 unter den Schaltungen ausgebildet wird, welche die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 ausbilden, und ist die Leistungsfaktor-Korrektureinheit 11 derjenige Teil, der durch die Schaltungen von der Sekundärseite des Transformators 12 bis zu der Strom- bzw. Spannungsausgabeeinheit 15 unter den Schaltungen ausgebildet wird, welche die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 ausbilden. Weiterhin umfasst die primärseitige Spannungsversorgungsschaltung einen ersten Erdungsanschluss 16 und die sekundärseitige Spannungsschaltung umfasst einen zweiten Erdungsanschluss 17. Der erste Erdungsanschluss 16 ist verschieden zu dem zweiten Erdungsanschluss 17. Wenn die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 in einem Normalzustand eine Spannung bzw. einen Strom bereitstellt, erzeugt die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 ein Spannungsausgangssignal Power_good (auch als Vout bezeichnet), das ebenfalls an das externe Gerät ausgegeben wird. Das externe Gerät verwendet das Spannungsausgangssignal Power_good als Referenz zur Bestimmung, ob die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 eine normale Versorgungsspannung bereitstellt.
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Wie in der 2 gezeigt, umfasst das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul 2 nach der vorliegenden Erfindung eine Reihenschaltung 20 und eine Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21. Die Reihenschaltung 20 wird durch einen Kondensator 201 und einen Widerstand 202 gebildet. Die Reihenschaltung 20 weist zwei Enden auf, die mit dem der erste Erdungsanschluss 16 bzw. dem zweiten Erdungsanschluss 17 verbunden sind. Die Reihenfolge der Verbindung des Kondensators 201 mit dem Widerstand 202 in dieser Reihenschaltung kann gemäß den Anforderungen der jeweiligen Anwendung oder dem Design angepasst werden. Nach einer Ausführungsform hat der Kondensator 201 zwei Enden, die mit dem ersten Erdungsanschluss 16 bzw. dem Widerstand 202 verbunden sind, und der Widerstand 202 hat zwei Enden, die mit dem zweiten Erdungsanschluss 17 bzw. dem Kondensator 201 verbunden sind. Nach einer weiteren Ausführungsform hat der Kondensator 201 zwei Enden, die mit dem zweiten Erdungsanschluss 17 bzw. dem Widerstand 202 verbunden sind, und hat der Widerstand 202 zwei Enden, die mit dem ersten Erdungsanschluss 16 bzw. dem Kondensator 201 verbunden sind. Weiterhin kann der Kondensator 201 Funkstörungen (EMI) beheben oder zumindest mindern, die beim Betrieb der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 erzeugt werden können.
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Die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21, bei der es sich auch um eine Mikrosteuereinheit handeln kann, detektiert Spannungen an den beiden Knoten des Widerstands 202, um ein Spannungssignal 22 zu erzeugen. Weiter erfasst die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 den Strom, der durch den Widerstand 202 fließt, und wandelt diesen nach dem Ohmschen Gesetz in das Spannungssignal 22 des Widerstands 202 um. Weiterhin kann die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 nach der vorliegenden Erfindung eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Enden des Widerstands 202 erfassen, um das Spannungssignal 22 zu erzeugen. Ferner kann die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 mit einer Programmiersprache beschrieben bzw. programmiert sein, und mit einem vorbestimmten Spannungsbestimmungswert 23 für den Vergleich mit dem Spannungssignal 22 versehen sein. Der Spannungsbestimmungswert 23 kann entsprechend einem maximal tolerierbaren Strom der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 vorgegebenen sein. Genauer gesagt kann man den Spannungsbestimmungswert 23 durch Wandeln das maximal tolerierbaren Stroms der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 mit dem Widerstandswert des Widerstands 202 entsprechend dem Ohmschen Gesetz erhalten. Ferner kann die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 mit einem Prüfintervall 24 durch Programmierung in der Programmsprache versorgt werden. Das Prüfintervall bzw. der Betrachtungszeitraum 24 wird auf der Grundlage einer Auslösebedingung ausgelöst werden, wonach das Spannungssignal 22 größer ist als Spannungsbestimmungswert 23. Das heißt, das Prüfintervall 24 ist ein Zeitraum, der von einem Zeitpunkt als demjenigen Zeitpunkt 241 an gezählt wird, zu dem das Spannungssignal 22 größer ist als der Spannungsbestimmungswert 23. Die Dauer des Prüfintervalls 24 kann in geeigneter Weise entsprechend den tatsächlichen Anforderungen einer Anwendung eingestellt werden und beispielsweise als eine Sekunde angenommen werden. Weiterhin kann die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 von der Mikrosteuereinheit mit einem integrierten Speicher ausgewählt werden oder von der Mikrosteuereinheit, die mit einem Flash-Speicher verbunden ist, sodass die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 eine Datenaufzeichnungsfunktion durch Editieren der Programmiersprache ausführen kann.
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Wie in den 2 bis 5 gezeigt, unterdrückt der Kondensator 201 in der Reihenschaltung 20 während des Prozesses der Stromversorgung der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 Funkstörungen (EMI), die die Schaltungen, welche die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 bilden, erzeugen. Jedoch kann eine Stromspitze 3, die durch einen Störungszustand der Spannungsversorgung 10 erzeugt wird, in die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 in verschiedenen Richtungen fließen. Zur besseren Erläuterung wird nachfolgend ein Beispiel näher erläutert. Wenn der Einschaltstrom bzw. die Stromspitze 3 von der externen Stromversorgung 10 in die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 eintritt, fließt der Einschaltstrom bzw. die Stromspitze 3 durch die primärseitige Spannungsversorgungsschaltung der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1, gelangt in die Reihenschaltung 20 über den ersten Erdungsanschluss 16 der primärseitigen Spannungsversorgungsschaltung, und kehrt zu der externen Stromversorgung 10 über den zweiten Erdungsanschluss 17 zurück, der mit der Reihenschaltung 20 verbunden ist. Wenn jedoch die Stromspitze 3 durch die Reihenschaltung 20 fließt, wird der Strom von der Reihenschaltung 20 verändert, was bedeutet, dass der durch den Widerstand 202 fließende Strom ebenfalls verändert wird. Der Strom des Widerstands 202 steigt aufgrund des Einschaltstroms bzw. der Stromspitze 3 an. Somit erzeugt die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21, die an dem Widerstand 202 ständig eine Spannungserfassung ausführt, sofort ein anderes Spannungssignal 22, das sich von dem eines normalen Zustands unterscheidet, wobei das Spannungssignal 22 größer ist als der Spannungsbestimmungswert 23. Somit verwendet die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 den Zeitpunkt 241, zu dem das Spannungssignal 22 größer als der Spannungsbestimmungswert 23 ist, als einen Startzeitpunkt und beginnt dann mit dem Ausführen und Überwachen des Prüfintervalls 24. Zu diesem Zeitpunkt bestimmt die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21, ob das Spannungsausgangssignal Power_good, das die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 erzeugt, innerhalb des Prüfintervalls 24 erhalten werden kann. Wenn die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 das Spannungsausgangssignal Power_good nicht vor dem Ablauf des Prüfintervalls 24 erhalten kann, zeichnet die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 den Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom 3 als einen schädlichen Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom auf. Ein sogenannter schädlicher Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom bezieht sich auf den Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom 3, der bewirkt, dass die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 in einem gestörten Zustand mit Strom versorgt und nicht funktionsfähig werden kann.
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Wenn die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 andererseits nach dem Ablauf des Prüfintervalls 24 auch weiterhin das Spannungsausgangssignal Power_good erhalten kann, zeichnet die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 den Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom 3 als einen unschädlichen Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom auf. Mit anderen Worten, ein unschädlicher Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom führt nicht zu einem gestörten Zustand beim Betrieb der Spannungsversorgungseinheit 1. Während der Stromversorgung durch die Spannungsversorgungseinheit 1 zeichnet die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 jeden Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom 3 auf und klassifiziert den Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom 3 als einen schädlichen Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom oder als einen unschädlichen Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom. Wenn dann später das Wartungspersonal die aufgezeichneten Ergebnisse der Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 erhält, kann bestimmt werden, ob ein Grund, der eine Fehlfunktion der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 verursacht, durch einen schädlichen Einschaltstrom bzw. eine schädliche Stromspitze hervorgerufen wurde oder nicht.
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Wieder bezugnehmend auf die 2 und 5, um zu verhindern, dass die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 aufgrund eines schädlichen Einschalt- bzw. Spitzenstroms in einer solchen Weise fehlerhaft arbeitet, dass die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 nicht in der Lage ist, eine Spannung zur Aufrechterhaltung des Betriebs zu beziehen und das Auftreten jedes Einschalt- bzw. Spitzenstroms 3 aufzuzeichnen, umfasst nach der vorliegenden Erfindung die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 einen ersten Strompfad, der zumindest eine Betriebs- bzw. Versorgungsspannung bereitstellt, und einen zweiten Strompfad, der eine Bereitschaftsspannung bereitstellt, und das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul 2 ist mit dem zweiten Strompfad verbunden, um die Bereitschaftsspannung für den Betrieb zu beziehen. Außerdem weist das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul 2 weiterhin einen Energiespeicherkondensator 26 auf. Der Energiespeicherkondensator 26 weist einen Ladezustand, in welchem die Bereitschaftsspannung erhalten und gespeichert bzw. aufgezeichnet wird, und einen Entladungszustand auf, in welchem die Bereitschaftsspannung nicht erhalten werden kann und eine Spannung an die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 ausgegeben wird. Genauer gesagt tritt gemäß der vorliegenden Erfindung der Energiespeicherkondensator 26 dann, wenn die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 in einem Normalzustand eine Spannung bereitstellt und die Bereitschaftsspannung ausgibt, in den Ladezustand ein und speichert eine Reservespannung bzw. hält diese bereit. Wenn die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 andererseits von einem schädlichen Einschalt- bzw. Spitzenstrom betroffen wird und deswegen nicht mehr in der Lage ist, eine normale Spannung bereitzustellen und damit aufhört, die Bereitschaftsspannung auszugeben, tritt der Energiespeicherkondensator 26 dann sofort in den Entladezustand ein, um die Bereitschaftsspannung an die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 auszugeben, um die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 eine Zeit lang unter Verwendung der Reservespannung betriebsfähig zu halten. Somit kann die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 den schädlichen Einschalt- bzw. Spitzenstrom zuverlässig aufzeichnen. Um außerdem die Reservespannung, die von dem Energiespeicherkondensator 26 ausgegeben wird und zur Versorgung nur der Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 dient, zu begrenzen und um zu verhindern, dass die Reservespannung auf den zweiten Strompfad zurück fließt, weist das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul 2 außerdem ein unidirektional leitendes Element 27 auf, das mit dem zweiten Strompfad verbunden ist. Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei dem unidirektional leitenden Element 27 um eine Diode handeln.
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Bezugnehmend auf die 2, weist die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 nach der vorliegenden Erfindung zwei Detektions- bzw. -Überwachungs-Leitungen 211 und 212 auf, die jeweils mit einem Ende des Widerstands 202 verbunden sind. Beispielsweise kann die Detektions- bzw. Überwachungs-Leitung 211 mit einem Knotenpunkt verbunden sein, der mit dem Widerstand 202 und dem Kondensator 201 verbunden ist, und kann die andere Detektions- bzw. Überwachungs-Leitung 212 mit dem Knoten verbunden sein, der mit dem Widerstand 202 und dem zweiten Erdungsanschluss 17 verbunden ist. Jedoch kann die Konfiguration der Detektions- bzw. Überwachungs-Leitungen 211 und 212 entsprechend der Auslegung des Widerstands 202 eingestellt werden. Weiterhin kann die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 eine erste Signal-Empfangsschaltung 213 aufweisen, die das Spannungsausgangssignal Power_good erhält.
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Bezugnehmend auf die 2 und 5, verwendet die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 ein Einschaltsignal Ps_on, das durch das externe Gerät bereitgestellt wird, als Bezugssignal für das Einschaltsignal. Das heißt, nur dann, wenn das Einschaltsignal Ps_on von dem externen Gerät erhalten wird, wird die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 angeschaltet, um die Betriebsspannung und die Bereitschaftsspannung auszugeben. Andererseits kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch Programmierung mittels der Programmiersprache die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 weiterhin einen Freigabezustand aufweisen, um eine Aufzeichnung nur dann auszuführen, wenn das Einschaltsignal erhalten wird. Mit anderen Worten, die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 führt nur dann eine Aufzeichnung aus, wenn die Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 aktiviert bzw. angeschaltet ist, um einen Stromverbrauch zu verhindern, der durch einen fortwährenden Aufzeichnungsbetrieb der Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 hervorgerufen wird, zeichnet Ergebnisse auf, die besser den Stromversorgungsbetrieb der Strom- oder Spannungsversorgungseinheit 1 wiedergeben. Weiterhin umfasst die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit 21 eine zweite Signal-Empfangsschaltung 214, die das Einschaltsignal Ps_on erhält.
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Zusammenfassend ist das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung ausgelegt zum Einbau in eine Strom- oder Spannungsversorgungseinheit, die eine primärseitige Spannungsversorgungsschaltung und eine sekundärseitige Spannungsversorgungsschaltung aufweist. Die primarseitige Spannungsversorgungsschaltung umfasst einen ersten Erdungsanschluss und die sekundärseitige Spannungsversorgungsschaltung umfasst einen zweiten Erdungsanschluss. Das Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul umfasst eine Reihenschaltung und eine Überwachungs-Aufzeichnungseinheit. Die Reihenschaltung ist durch einen Kondensator und einen Widerstand ausgebildet, und weist zwei Enden auf, die mit dem ersten Erdungsanschluss bzw. zweiten Erdungsanschluss verbunden sind. Die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit detektiert bzw. überwacht den Widerstand, um ein Spannungssignal zu erzeugen, und vergleicht das Spannungssignal mit einem Spannungsbestimmungswert. Wenn das Spannungssignal größer als der Spannungsbestimmungswert ist, startet die Überwachungs-Aufzeichnungseinheit ein Prüfintervall und zeichnet einen schädlichen Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom oder einen unschädlichen Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom auf, je nachdem, ob innerhalb des Prüfintervalls ein Spannungsausgangssignal erhalten wird oder nicht. Folglich können die von der Überwachungs-Aufzeichnungseinheit aufgezeichneten Ergebnisse später von Wartungspersonal ausgelesen werden um zu bestimmen, ob durch den schädlichen Einschaltstrom bzw. Spitzenstrom eine Fehlfunktion Spannungsversorgungseinheit hervorgerufen wurde.
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Wie dem Fachmann beim Studium des Vorstehenden ersichtlich sein wird, betrifft ein weiterer verwandter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Spannungsversorgungseinheit mit dem vorstehenden Spitzenstrom-Aufzeichnungsmodul.
