DE102017212025A1

DE102017212025A1 - Einschaltlevelerkennung

Info

Publication number: DE102017212025A1
Application number: DE102017212025.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Obermeier
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2019-01-17

Abstract

Die Einschaltlevelerkennung weist einen Anschluss für eine Spannungsversorgung und einen Anschluss für eine Last auf, sowie ein zwischen dem Anschluss für die Spannungsversorgung und dem Anschluss für die Last angeordnetes Schaltelement, wobei in Getrenntstellung das Schaltelement die Last von der Spannungsversorgung trennt und in Geschlossenstellung die Last mit der Spannungsversorgung verbindet. Weiter ist eine mit dem Schaltelement verbundene Steuereinheit vorgesehen zum Schalten des Schaltelements von der Getrenntstellung in die Geschlossenstellung, und eine mit der Steuereinheit verbundene Spannungserfassungseinheit zur Erfassung der Spannung der Spannungsversorgung, wobei bei Überschreiten der Spannung der Spannungsversorgung eines ersten Grenzwerts das Schaltelement durch die Steuereinheit in die Geschlossenstellung geschaltet wird.The switch-on level detection has a connection for a power supply and a connection for a load, and a switching element arranged between the connection for the power supply and the connection for the load, wherein in the disconnected position, the switching element disconnects the load from the power supply and in the closed position with the load the power supply connects. Further, a control unit connected to the switching element is provided for switching the switching element from the disconnected position to the closed position, and connected to the control unit voltage detection unit for detecting the voltage of the power supply, wherein when exceeding the voltage of the power supply of a first limit, the switching element by the control unit in the closed position is switched.

Description

In der Elektronik ist es notwendig, sensitive Schaltungsteile beim Einschalten gezielt in einen stabilen Zustand zu überführen. So können sich z.B. Schwankungen auf der Versorgungsspannung auf nachfolgende Schaltungsteile übertragen und zu Schwingungen oder auch unkontrollierten Ein- und Ausschaltvorgängen führen. Durch diesen instabilen Übergang können bei Schaltungsteilen Fehlfunktionen oder Beschädigungen auftreten. Zum Schutz von z.B. Mikrocontroller-Schaltungen gibt es Bausteine, welche erst bei stabil anliegender Versorgungsspannung den Reset-Pegel vom Mikrocontroller nehmen.In electronics, it is necessary to convert sensitive circuit parts when switching selectively in a stable state. Thus, for example, Transmit fluctuations on the supply voltage to subsequent circuit parts and lead to vibrations or uncontrolled switching on and off. This unstable transition may cause malfunction or damage to circuit components. For the protection of e.g. Microcontroller circuits there are modules that only take the reset level from the microcontroller with stable applied supply voltage.

Ein Nachteil bei den Bausteinen, die zur Überwachung der Spannungsversorgung von z.B. Mikrocontrollern genutzt werden, ist der niedrige Spannungsbereich und die fehlende Möglichkeit, beispielsweise einen Transistor direkt ansteuern zu können. Die Ansteuerung eines Transistors wäre notwendig, um die Spannungsversorgung von Schaltungsteilen kontrollieren zu können.A disadvantage of the devices used to monitor the power supply of e.g. Microcontrollers are used, the low voltage range and the lack of opportunity, for example, to drive a transistor directly. The control of a transistor would be necessary to control the power supply of circuit parts can.

Ein weiterer Nachteil ist die fehlende Möglichkeit, das Spannungslevel für das Ein- bzw. Abschalten der Versorgungsspannung während der Entwicklung von Schaltungsteilen frei zu wählen. Dadurch fehlt auch die Freiheit, eine Hysterese je nach Bedarf festzulegen.Another disadvantage is the lack of opportunity to freely choose the voltage level for switching on or off the supply voltage during the development of circuit parts. This also lacks the freedom to set a hysteresis as needed.

Bei bestehenden Lösungen kommen Bausteine zum Einsatz, welche den Bauraum bzw. die zur Verfügung stehende Fläche auf einer Leiterplatte fest einnehmen. Dies kann bei hochintegrierten Systemen, wie z.B. in der Robotik, zu mechanischen Kollisionen führen, oder diese Bauteile können aus Platzmangel nicht verbaut werden.In existing solutions, modules are used which occupy the space or the available area firmly on a printed circuit board. This can be done in highly integrated systems, e.g. in robotics, lead to mechanical collisions, or these components can not be installed due to lack of space.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einschaltlevelerkennung zu schaffen, die einfacher an die jeweilige Verwendungssituation anpassbar ist.The object of the present invention is to provide a switch-on level detection that is easier to adapt to the respective situation of use.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Einschaltlevelerkennung gemäß Anspruch 1.The object is achieved by a switch-on level detection according to claim 1.

Die erfindungsgemäße Einschaltlevelerkennung, insbesondere als Spannungsversorgung in der Raumfahrt, weist einen Anschluss für eine Spannungsversorgung und einen Anschluss für eine Last auf. Insbesondere handelt es sich bei der Last um eine rein kapazitive Last. Alternativ hierzu kann es sich um eine kapazitive und/oder resistive und/oder induktive Last handeln. Weiterhin ist erfindungsgemäß zwischen dem Anschluss für die Spannungsversorgung und dem Anschluss für die Last ein Schaltelement angeordnet, wobei das Schaltelement in Getrenntstellung die Last von der Spannungsversorgung trennt und in Geschlossenstellung die Last mit der Spannungsversorgung verbindet. Dabei ist das Schaltelement verbunden mit einer Steuereinheit zum Schalten des Schaltelements von der Getrenntstellung in die Geschlossenstellung. Mit der Steuereinheit ist eine Spannungserfassungs-einheit verbunden zur Erfassung der Spannung der Spannungsversorgung. Bei Überschreiten der Spannung der Spannungsversorgung eines ersten Grenzwerts wird das Schaltelement durch die Steuereinheit in die Geschlossenheit geschaltet, um somit die Last mit der Spannungsversorgung zu verbinden. Somit erfolgt ein Verbinden der Last mit der Spannungsversorgung erst dann, wenn eine stabile Versorgungsspannung zur Verfügung steht. Beim Einschaltvorgang der Spannungsversorgung eventuell auftretende Schwankungen der Spannungsversorgung werden somit nicht an die Last übertragen, wodurch eine Beschädigung der Last verhindert wird. Dabei kann der erste Grenzwert festgelegt sein durch die verwendeten elektronischen Bauteile wie beispielsweise unterschiedliche Zenerdioden oder anpassbar ausgebildet sein, beispielsweise durch einen änderbaren Widerstand oder einen änderbaren Kondensator.The switch-on level detection according to the invention, in particular as a power supply in aerospace, has a connection for a power supply and a connection for a load. In particular, the load is a purely capacitive load. Alternatively, it may be a capacitive and / or resistive and / or inductive load. Furthermore, according to the invention, a switching element is arranged between the connection for the power supply and the connection for the load, wherein the switching element separates the load from the power supply in the disconnected position and connects the load to the power supply in the closed position. In this case, the switching element is connected to a control unit for switching the switching element from the disconnected position to the closed position. Connected to the control unit is a voltage detection unit for detecting the voltage of the power supply. When the voltage of the power supply of a first limit value is exceeded, the switching element is switched by the control unit in the closed state, thus connecting the load to the power supply. Thus, the load is connected to the power supply only when a stable supply voltage is available. Voltage fluctuations that may occur when the power is turned on are thus not transmitted to the load, which prevents damage to the load. In this case, the first limit value can be determined by the electronic components used, such as, for example, different Zener diodes, or can be made adaptable, for example by a variable resistor or a variable capacitor.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit ausgebildet, um bei Unterschreiten der Spannung der Spannungsversorgung eines zweiten Grenzwerts die Last von der Spannungsversorgung durch das Schaltelement zu trennen. Sinkt somit die Spannung der Spannungsversorgung unter diesen zweiten Grenzwert, wird die Last von der Spannungsversorgung getrennt, um beispielsweise eine Fehlfunktion durch eine zu niedrige Spannung auszuschließen. Dabei kann der zweite Grenzwert insbesondere kleiner sein als der erste Grenzwert. Hierdurch wird eine Hysterese ausgebildet. So muss beim Einschalten eine höhere Spannung der Spannungsversorgung gewährleistet sein, um die Last mit der Spannungsversorgung zu verbinden. Dabei kann die höhere Spannung beim Einschalten als Indikator verwendet werden, dass der Einschaltvorgang der Spannungsversorgung abgeschlossen ist. Liegt dabei die Spannung der Spannungsversorgung über dem ersten Grenzwert, ist ein einwandfreies Funktionieren der Schaltung, insbesondere der angeschlossenen Last gewährleistet. Erst bei Unterschreiten des zweiten Grenzwerts erfolgt eine Trennung der Last von der Spannungsversorgung, da ein einwandfreies Funktionieren der angeschlossenen Last nicht mehr gewährleistet ist. Alternativ hierzu kann jedoch insbesondere der erste Grenzwert und der zweite Grenzwert identisch sein, so dass bei Überschreiten des ersten Grenzwerts zunächst die Last mit der Spannungsversorgung verbunden wird und bei Unterschreiten desselben Grenzwerts wiederum die Last von der Spannungsversorgung getrennt wird. Alternativ hierzu ist es auch möglich, den zweiten Grenzwert größer zu wählen als den ersten Grenzwert, wodurch beispielsweise ein Überspannschutz bei einer Fehlfunktion der Spannungsversorgung ausgeschlossen werden kann. Überschreitet hierbei beispielsweise die Spannung der Spannungsversorgung einen Wert, der zu einer Beschädigung der Last führen kann, wird die Last von der Spannungsversorgung getrennt.Preferably, the control unit is designed to disconnect the load from the voltage supply through the switching element when the voltage of the power supply of a second limit value is undershot. Thus, if the voltage of the power supply drops below this second limit, the load is disconnected from the power supply, for example, to preclude a malfunction due to too low a voltage. In this case, the second limit value may in particular be smaller than the first limit value. As a result, a hysteresis is formed. Thus, when switching on a higher voltage of the power supply must be ensured in order to connect the load to the power supply. In this case, the higher voltage can be used when switching on as an indicator that the switch-on of the power supply is completed. If the voltage of the power supply is above the first limit value, a perfect functioning of the circuit, in particular of the connected load, is ensured. Only when falling below the second limit is a separation of the load from the power supply, as a proper functioning of the connected load is no longer guaranteed. Alternatively, however, in particular the first limit value and the second limit value may be identical, so that when the first limit value is exceeded, the load is first connected to the voltage supply and the load is disconnected from the voltage supply when the same limit value is undershot again. Alternatively, it is also possible to select the second limit greater than the first limit, thereby excluding, for example, a surge protection in case of malfunction of the power supply can. In this case, if, for example, the voltage of the power supply exceeds a value that can lead to damage of the load, the load is disconnected from the power supply.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Schaltelement um ein mechanisches Relais oder um einen Transistor und insbesondere um einen MOSFET-Transistor. Dabei kann es sich beispielsweise um einen pnp-Transistor bzw. einen p-Kanal selbstsperrenden MOSFET-Transistor handeln. Auf diese Weise ist ein einfaches Schaltelement realisiert, welches insbesondere auf einfache Weise strahlungsresistent ausgebildet sein kann.Preferably, the switching element is a mechanical relay or a transistor and in particular a MOSFET transistor. This may be, for example, a pnp transistor or a p-channel self-blocking MOSFET transistor. In this way, a simple switching element is realized, which in particular can be easily formed radiation resistant.

Vorzugsweise sind die Basis und der Emitter des Transistors miteinander verbunden, um das Schaltelement in Getrenntstellung zu halten, sofern das Schaltelement nicht von der Steuereinheit angesteuert wird. Handelt es sich bei dem Schaltelement um einen MOSFET-Transistor, so sind hierbei Gate und Source miteinander verbunden. Hier kann insbesondere die Verbindung über einen Widerstand erfolgen.Preferably, the base and emitter of the transistor are connected together to hold the switching element in a disconnected position unless the switching element is driven by the control unit. If the switching element is a MOSFET transistor, in this case the gate and the source are connected to one another. Here, in particular, the connection can be made via a resistor.

Vorzugsweise weist die Spannungserfassungseinheit mindestens eine Zenerdiode auf. Bei der Zenerdiode handelt es sich um ein kompaktes und gut erhältliches Bauteil, welches in einer Vielzahl von Konfigurationen zur Verfügung steht, so dass eine Anpassung der Zenerdiode in der Spannungserfassungseinheit zu einer Anpassbarkeit der Einschaltlevelerkennung führt. Insbesondere ist eine Zenerdiode auf einfache Weise strahlungsresistent auszubilden.Preferably, the voltage detection unit has at least one zener diode. The Zener diode is a compact and readily available device that is available in a variety of configurations such that matching of the zener diode in the voltage sensing unit results in adaptability of turn-on level detection. In particular, a Zener diode is easily formed radiation resistant.

Vorzugsweise weist die Spannungserfassungseinheit einen ersten Eingang auf, wobei der erste Eingang unmittelbar mit der Spannungsversorgung verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, durch die Spannungserfassungseinheit die Spannung der Spannungsversorgung zu erfassen.Preferably, the voltage detection unit has a first input, wherein the first input is connected directly to the power supply. This makes it possible to detect the voltage of the power supply by the voltage detection unit.

Vorzugsweise weist der erste Eingang der Spannungserfassungseinheit eine Zenerdiode auf, wobei insbesondere die erste Zenerdiode eine Durchbruchspannung aufweist, welche dem ersten Grenzwert entspricht. Da der erste Eingang der Spannungserfassungseinheit unmittelbar mit der Spannungsversorgung verbunden ist, erfolgt bei Überschreiten des ersten Grenzwerts ein Durchbruch der ersten Zenerdiode, sodass durch die Spannungserfassungseinheit ein Überschreiten des ersten Grenzwerts erfasst werden kann.Preferably, the first input of the voltage detection unit has a Zener diode, wherein in particular the first Zener diode has a breakdown voltage which corresponds to the first limit value. Since the first input of the voltage detection unit is connected directly to the power supply, when the first limit value is exceeded, a breakdown of the first Zener diode takes place, so that an exceeding of the first limit value can be detected by the voltage detection unit.

Vorzugsweise weist die Spannungserfassungseinheit einen zweiten Eingang auf, wobei der zweite Eingang unmittelbar mit dem Anschluss für die Last verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, durch die Spannungserfassungseinheit die Spannung, welche an der Last anliegt, zu erfassen.Preferably, the voltage detection unit has a second input, wherein the second input is connected directly to the terminal for the load. This makes it possible to detect by the voltage detection unit, the voltage applied to the load.

Vorzugsweise weist der zweite Eingang eine Zenerdiode auf, wobei insbesondere die zweite Zenerdiode eine Durchbruchspannung aufweist, welche dem zweiten Grenzwert entspricht. Fällt hierbei die Spannung der Spannungsversorgung unter den zweiten Grenzwert, so dass die Last nicht mehr mit einer ausreichenden Spannung versorgt wird, ist dies durch die Spannungserfassungseinheit erfassbar, so dass hierdurch durch die Steuereinheit das Schaltelement in die Getrenntstellung überführt werden kann. Ist hierbei beispielsweise der zweite Grenzwert kleiner als der erste Grenzwert, so wird bei Überschreiten des ersten Grenzwerts auch die zweite Zenerdiode durchgeschaltet. Reduziert sich nun die Spannung der Spannungsversorgung unter den ersten Grenzwert, sperrt die erste Zenerdiode. Sinkt die Spannungsversorgung weiter ab und unterschreitet sodann auch den zweiten Grenzwert, sperrt nun auch die zweite Zenerdiode, und das Schaltelement wird in die Getrenntstellung überführt.Preferably, the second input has a Zener diode, wherein in particular the second Zener diode has a breakdown voltage which corresponds to the second limit value. If in this case the voltage of the power supply falls below the second limit value, so that the load is no longer supplied with a sufficient voltage, this can be detected by the voltage detection unit, so that the switching element can be transferred into the disconnected position by the control unit. If, for example, the second limit value is smaller than the first limit value, the second Zener diode is also switched through when the first limit value is exceeded. Now reduces the voltage of the power supply below the first limit, locks the first Zener diode. If the voltage supply decreases further and then also falls below the second limit value, the second Zener diode now also blocks, and the switching element is transferred to the disconnected position.

Vorzugsweise weist die Steuereinheit einen Transistor auf, wobei der Transistor durch die Spannungserfassungseinheit geschaltet wird, und wobei bei durchgeschaltetem Transistor der Steuereinheit das Schaltelement geschlossen wird.Preferably, the control unit has a transistor, wherein the transistor is switched by the voltage detection unit, and wherein when switched transistor of the control unit, the switching element is closed.

Vorzugsweise ist die Einschaltlevelerkennung ausschließlich aus diskreten Bauteilen aufgebaut. Hierdurch ist eine einfache Anpassbarkeit der Einschaltlevelerkennung möglich durch einfaches Austauschen der Bauteile. Insbesondere können die einzelnen diskreten Bauteile derart angeordnet werden, dass diese beispielsweise bei hochintegrierten Systemen wie z.B. in der Robotik nicht zu einer mechanischen Kollision führen. Insbesondere ist es durch Vorsehen diskreter Bauteile möglich, diese allesamt strahlungsresistent auszubilden zur Verwendung in der Raumfahrt oder in Bereichen erhöhter Radioaktivität.The switch-on level detection is preferably constructed exclusively from discrete components. As a result, a simple adaptability of the Einschaltlevelerkennung is possible by simply replacing the components. In particular, the individual discrete components may be arranged such that, for example, in highly integrated systems such as e.g. in robotics do not lead to a mechanical collision. In particular, by providing discrete components, it is possible to make them all radiation resistant for use in space or in areas of increased radioactivity.

Vorzugsweise ist die gesamte Schaltung strahlenfest ausgebildet, so dass diese gefahrenlos in der Raumfahrt oder in Bereichen erhöhter Radioaktivität wie beispielsweise Atomkraftwerken verwendet werden kann.Preferably, the entire circuit is designed to be radiation-resistant, so that it can be safely used in space travel or in areas of increased radioactivity such as nuclear power plants.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Einschaltlevelerkennung gemäß der vorliegenden Erfindung und
2 eine Ausführungsform der Einschaltlevelerkennung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Show it:

1 a schematic representation of the Einschaltlevelerkennung according to the present invention and
2 an embodiment of the Einschaltlevelerkennung according to the present invention.

Die erfindungsgemäße Einschaltlevelerkennung weist einen Anschluss 10 für eine Spannungsversorgung sowie einen Anschluss 12 zur Verbindung mit einer Last auf. Zwischen dem Anschluss 10 für die Spannungsversorgung und dem Anschluss 12 für die Last ist ein Schaltelement 14 angeordnet, durch welches die Verbindung zwischen dem Anschluss 12 für die Last und dem Anschluss 10 für die Spannungsversorgung getrennt oder geschlossen werden kann. Ist das Schaltelement 14 in einer Getrenntstellung ist die Last von der Spannungsversorgung getrennt. In einer Geschlossenstellung des Schaltelements 14 ist die Last mit der Spannungsversorgung verbunden.The switch-on level detection according to the invention has a connection 10 for a power supply and a connection 12 for connection to a load. Between the connection 10 for the power supply and the connection 12 for the load is a switching element 14 arranged, through which the connection between the connection 12 for the load and the connection 10 can be disconnected or closed for the power supply. Is the switching element 14 in a disconnected position, the load is disconnected from the power supply. In a closed position of the switching element 14 the load is connected to the power supply.

Mit dem Schaltelement 14 ist eine Steuereinheit 16 verbunden. Durch die Steuereinheit 16 ist das Schaltelement 14 von der Getrenntstellung in die Geschlossenstellung überführbar. Dabei ist die Steuereinheit 16 mit einer Spannungserfassungseinheit 18 verbunden. Durch die Spannungserfassungseinheit 18 wird die Spannung der Spannungsversorgung bzw. die Spannung, die am Anschluss 12 für die Last anliegt, erfasst. In Abhängigkeit hiervon wird das Schaltelement 14 durch die Steuereinheit 16 angesteuert. Zur Erfassung der anliegenden Spannung ist inbesondere die Erfassungseinheit 18 unmittelbar mit dem Anschluss für die Spannungsversorgung über eine Verbindung 20 verbunden. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist die Spannungserfassungseinheit 18 unmittelbar mit dem Anschluss 12 für die Last über eine Verbindung 22 verbunden. Überschreitet die Spannung der Spannungsversorgung am Anschluss 10 einen ersten Grenzwert, so wird dies durch die Spannungserfassungseinheit 18 detektiert und an die Steuereinheit 16 weitergegeben. Diese schaltet sodann das Schaltelement 14 in eine Geschlossenstellung, so dass die Spannungsversorgung im Anschluss 10 mit der Last am Anschluss 12 verbunden wird.With the switching element 14 is a control unit 16 connected. Through the control unit 16 is the switching element 14 from the separation position into the closed position convertible. Here is the control unit 16 with a voltage detection unit 18 connected. Through the voltage detection unit 18 is the voltage of the power supply or the voltage at the port 12 for the load applied. Depending on this, the switching element 14 through the control unit 16 driven. For detecting the applied voltage is in particular the detection unit 18 directly to the connection for the power supply via a connection 20 connected. Alternatively or additionally, the voltage detection unit 18 immediately with the connection 12 for the load via a connection 22 connected. Exceeds the voltage of the power supply at the terminal 10 a first limit, this is done by the voltage detection unit 18 detected and sent to the control unit 16 passed. This then switches the switching element 14 in a closed position, so that the power supply in the connection 10 with the load on the connection 12 is connected.

Insbesondere kann ein zweiter Grenzwert vorgesehen sein, wobei der zweite Grenzwert beispielsweise kleiner ist als der erste Grenzwert. Über die Verbindung 22 wird die Spannung am Anschluss 12 für die Last ermittelt. Unterschreitet diese den zweiten Grenzwert, wird dies durch die Spannungserfassungseinheit 18 erfasst und sodann an die Steuereinheit 16 weitergegeben, welche das Schaltelement 14 in eine Getrenntstellung überführt, so dass die Last am Anschluss 12 von der Spannungsversorgung am Anschluss 10 getrennt wird.In particular, a second limit value may be provided, wherein the second limit value is, for example, smaller than the first limit value. About the connection 22 will the voltage at the terminal 12 determined for the load. If this falls below the second limit value, this is done by the voltage detection unit 18 and then to the control unit 16 passed on, which the switching element 14 transferred to a remote position, so that the load on the connection 12 from the power supply at the connection 10 is disconnected.

2 zeigt eine konkrete Ausführungsform der Einschaltlevelerkennung, wobei bereits in 1 enthaltene Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. 2 shows a concrete embodiment of the Einschaltlevelerkennung, already in 1 contained components are marked with the same reference numerals.

Das Schaltelement 14 weist einen pnp-Transistor 24 auf, über den der Strom von der Spannungsversorgung am Anschluss 10 zur Last am Anschluss 12 fließt. Weiterhin weist die Steuereinheit 16 einen Steuertransistor 26 auf, welcher als npn-Transistor ausgebildet ist. Über den Steuertransistor 26 wird die Basis des Schalttransistors 24 angesteuert, um hierdurch den Schalttransistor 24 von einer Getrenntstellung in eine Geschlossenstellung zu überführen, um somit die Spannungsversorgung mit der Last zu verbinden. Dabei ist die Basis und der Emitter des Schalttransistors 24 über einen Widerstand 28 miteinander verbunden, um bei Fehlen eines Steuerstroms des Steuertransistors 26 den Schalttransistor 24 in einer Getrenntstellung zu halten.The switching element 14 has a pnp transistor 24, via which the current from the power supply to the terminal 10 to the load at the connection 12 flows. Furthermore, the control unit 16 a control transistor 26 on, which is designed as npn transistor. About the control transistor 26 becomes the base of the switching transistor 24 driven to thereby the switching transistor 24 to transfer from a remote position to a closed position, thus connecting the power supply to the load. In this case, the base and the emitter of the switching transistor 24 about a resistance 28 connected to each other in the absence of a control current of the control transistor 26 the switching transistor 24 to keep in a separate position.

Die Spannungserfassungseinheit 18 weist eine erste Zenerdiode 30 auf, welche unmittelbar mit der Spannungsversorgung verbunden ist. Dabei ist die erste Zenerdiode 30 in Sperrrichtung angeordnet und weist eine Durchbruchspannung auf, die dem ersten Grenzwert entspricht. Weiterhin weist die Spannungserfassungseinheit 18 eine zweite Zenerdiode 32 auf, welche unmittelbar mit dem Anschluss 12 für die Last verbunden ist. Dabei ist die zweite Zenerdiode 32 in Sperrrichtung angeordnet und weist eine Durchbruchspannung auf, die dem zweiten Grenzwert entspricht. Im dargestellten Beispiel der 2 ist der erste Grenzwert größer als der zweite Grenzwert. Der Ausgang der Spannungserfassungseinheit 18 steuert dabei die Basis des Steuertransistors 26.The voltage detection unit 18 has a first zener diode 30 which is directly connected to the power supply. Here is the first Zener diode 30 arranged in the reverse direction and has a breakdown voltage corresponding to the first limit value. Furthermore, the voltage detection unit 18 a second zener diode 32 on which directly connected to the port 12 connected to the load. Here is the second Zener diode 32 arranged in the reverse direction and has a breakdown voltage corresponding to the second limit. In the example shown the 2 the first limit is greater than the second limit. The output of the voltage detection unit 18 controls the base of the control transistor 26 ,

Wird nun die Spannung der Spannungsversorgung erhöht, beträgt jedoch weniger als die Durchbruchspannung der ersten Zenerdiode 30, bleibt der Schalttransistor 24 in einem nichtleitenden Zustand, so dass die Spannungsversorgung von der Last getrennt bleibt und aufgrund des Widerstands 28 der Schalttransistor 24 auch in diesem Zustand gehalten wird. Über einen Widerstand 34 der Spannungserfassungseinrichtung 18 wird sichergestellt, dass die Basis des Steuertransistors 26 auf einem Nullpotential gehalten wird, so dass der Steuertransistor 26 sperrt, wodurch verhindert wird, dass durch die Zenerdioden 30, 32 ein Strom fließen kann. Übersteigt nun die Spannung der Spannungsversorgung die Durchbruchspannung der ersten Zenerdiode 30, fließt ein Strom durch die Diode 30 und durch den Widerstand 36. Durch diesen Strom wird der Steuertransistor 26 in einen leitenden Zustand überführt. Über den Widerstand 38 wird nun die Basis des Schalttransistors 24 angesteuert und der Schalttransistor 24 in eine Geschlossenstellung überführt, so dass die Spannungsversorgung mit der Last verbunden wird. Somit liegt am Anschluss 12 für die Last eine Spannung an. Hierdurch wird ebenfalls die zweite Zenerdiode 32 durchgeschaltet, da im vorliegenden Beispiel die Durchbruchspannung der zweiten Zenerdiode 32 niedriger ist als die Durchbruchspannung der ersten Zenerdiode 30.Now, if the voltage of the power supply is increased, but is less than the breakdown voltage of the first Zener diode 30 , remains the switching transistor 24 in a non-conductive state so that the power supply remains disconnected from the load and due to the resistance 28 the switching transistor 24 is also kept in this state. About a resistance 34 the voltage detection device 18 ensures that the base of the control transistor 26 is held at a zero potential, so that the control transistor 26 locks, thereby preventing the zener diodes 30 . 32 a current can flow. Now exceeds the voltage of the power supply, the breakdown voltage of the first Zener diode 30 , a current flows through the diode 30 and by the resistance 36 , This current becomes the control transistor 26 converted into a conductive state. About the resistance 38 now becomes the base of the switching transistor 24 controlled and the switching transistor 24 placed in a closed position, so that the power supply is connected to the load. Thus lies at the connection 12 apply a voltage to the load. This will also be the second Zener diode 32 switched through, as in the present example, the breakdown voltage of the second Zener diode 32 is lower than the breakdown voltage of the first Zener diode 30 ,

Sinkt nun die Spannung der Spannungsversorgung unter die Durchbruchspannung der ersten Zenerdiode 30, also unter den ersten Grenzwert, sperrt die erste Zenerdiode 30. Die zweite Zenerdiode 32 bleibt jedoch weiterhin im leitenden Zustand, wodurch sowohl der Steuertransistor 26 als auch der Schalttransistor 24 im leitenden Zustand gehalten werden. Somit ist weiterhin bei einer Spannung unterhalb der Durchbruchspannung der ersten Zenerdiode 30, jedoch oberhalb der Durchbruchspannung der zweiten Zenerdiode 32, die Spannungsversorgung mit der Last verbunden. Fällt nun jedoch der Spannungslevel der Spannungsversorgung weiter ab und unter den zweiten Grenzwert, welcher der Durchbruchspannung der zweiten Zenerdiode 32 entspricht, so wird auch die zweite Zenerdiode 32 sperrend. Hierdurch liegt an der Basis des Steuertransistors 26 kein Strom mehr an, so dass dieser ebenfalls sperrend wird. Über den Widerstand 28 wird somit die Basis des Schalttransistors 24 angesteuert und somit der Schalttransistor 24 in eine Getrenntstellung überführt. Die Spannungsversorgung ist somit wieder von der Last getrennt.Now the voltage of the power supply drops below the breakdown voltage of the first Zener diode 30 , ie below the first limit, the first zener diode blocks 30 , The second Zener diode 32 However, it remains in the conductive state, causing both the control transistor 26 as well as the switching transistor 24 be held in a conductive state. Thus, further at a voltage below the breakdown voltage of the first Zener diode 30 but above the breakdown voltage of the second Zener diode 32 , the power supply connected to the load. If, however, the voltage level of the voltage supply continues to fall and below the second limit, which is the breakdown voltage of the second Zener diode 32 corresponds, so will the second Zener diode 32 off. This is due to the base of the control transistor 26 no more power, so this is also blocking. About the resistance 28 thus becomes the base of the switching transistor 24 controlled and thus the switching transistor 24 transferred to a separate position. The power supply is thus disconnected from the load again.

Ein Vorteil der Einschaltlevelerkennung ist der diskrete Aufbau. Im Vergleich zu einem integrierten Schaltkreis, welcher als Elektronikbauteil unter Umständen viel Fläche auf einer Leiterplatte einnimmt, kann der diskrete Aufbau leichter in hochintegrierte Systeme eingebettet werden. Außerdem sind diskrete Bauteile leichter in verschiedensten Leistungsklassen verfügbar und können entsprechend dem Bedarf angepasst werden.An advantage of the switch-on level detection is the discrete design. Compared to an integrated circuit, which may occupy much space on a printed circuit board as an electronic component, the discrete structure can be more easily embedded in highly integrated systems. In addition, discrete components are more readily available in a wide variety of performance classes and can be adapted as needed.

Für die Anwendung in der Raumfahrt ergibt sich besonders der Vorteil, dass die verwendeten Bauteile in strahlentoleranten Konfigurationen erhältlich sind. Dadurch zeichnet sich die Verschaltung als strahlenfeste Einschaltlevelerkennung aus.For aerospace applications, there is the particular advantage that the components used are available in beam-tolerant configurations. This distinguishes the interconnection as a radiation-proof switch-on level detection.

Für verschiedene Anwendungen können die Einschalt- bzw. Ausschaltlevel durch die Änderung der Zenerspannung an den Dioden je nach Bedarf frei gewählt und verändert werden. Durch den Abstand der beiden Durchbruchsspannungen kann zusätzlich die Hysterese der Schaltung festgelegt werden, um beim Einschaltvorgang keine Schwingung der Schaltung anzuregen.For various applications, the switch-on or switch-off levels can be freely selected and changed by changing the zener voltage at the diodes as required. Due to the distance between the two breakdown voltages, the hysteresis of the circuit can additionally be determined so as not to induce oscillation of the circuit during the switch-on process.

Für z.B. höhere Leistungsklassen/Spannungen können die verwendeten Bipolartransistoren durch Feldeffekttransistoren ersetzt werden. Dadurch ist eine weitere Flexibilität in der Schaltungsentwicklung gegeben.For e.g. higher power classes / voltages, the bipolar transistors used can be replaced by field effect transistors. This provides further flexibility in circuit development.

Claims

Start-up level detection, in particular as a power supply in aerospace, with a connection (10) for a power supply and a connection (12) for a load, with a switching element arranged between the connection (10) for the power supply and the connection (12) for the load (14), wherein in the disconnected position, the switching element (14) disconnects the load from the power supply and connects the load to the power supply in the closed position, a control unit (16) connected to the switching element (14) for switching the switching element (14) from the disconnected position in the closed position and connected to the control unit (16) voltage detection unit (18) for detecting the voltage of the power supply characterized in that when the voltage of the power supply of a first limit value is exceeded, the switching element (14) by the control unit (16) switched to the closed position becomes.

Switch-on level detection according to Claim 1 , characterized in that the load is disconnected from the power supply by the switching element (14) by the control unit (16) falls below the voltage of the power supply of a second threshold, in particular, the second threshold is smaller than the first threshold.

Switch-on level detection according to Claim 1 or 2 , characterized in that it is the switching element (14) is a relay or a transistor (24), in particular a MOSFET transistor.

Switch-on level detection according to Claim 3 , characterized in that the base and emitter of the transistor (24) are interconnected to hold the switching element (14) in a disconnected position.

Start level detection according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the voltage detection unit (18) comprises a Zener diode (30, 32).

Start level detection according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the voltage detection unit (18) has a first input, wherein the first input is connected directly to the power supply.

Switch-on level detection according to Claim 6 , characterized in that the first input comprises a first Zener diode (30), wherein in particular the first Zener diode (30) has a breakdown voltage corresponding to the first limit value.

Start level detection according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the voltage detection unit (18) has a second input, wherein the second input is directly connected to the terminal (12) for the load.

Switch-on level detection according to Claim 6 , characterized in that the second input comprises a second Zener diode (32), wherein in particular the second Zener diode (32) has a breakdown voltage corresponding to the second limit value.

Start level detection according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the control unit (16) comprises a transistor (26), wherein the transistor (26) is switched by the voltage detection unit (18) and wherein when the transistor (26) of the control unit (16), the switching element (14) closed becomes.

Start level detection according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that only discrete components are provided.

Start level detection according to one of Claims 1 to 11 , characterized in that the circuit is designed radiation-resistant.