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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung und ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers bzw. eines Ausfalls eines Schalters bzw. eines Leistungsschalters der elektrischen Schaltung im Taktbetrieb.
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Im Stand der Technik ist eine elektrische Vorrichtung, insbesondere ein Heizer, aus der
DE 10 2016 102 705 A1 bekannt. System- und Schaltungsfehler einer Schaltungskomponente der elektrischen Vorrichtung können durch Erfassung und Auswertung einer an einem Heizwiderstand angelegten Spannung und/oder eines im Heizwiderstand fließenden Stroms erkannt werden. Bei mehreren parallel geschalteten Schaltungskomponenten werden die einzelnen Schaltungskomponenten zum Zweck einer Erkennung eines Fehlers jeweils durch eine separate Auswertungs- und Kontrolleinrichtung überwacht.
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Bei der Messeinrichtung gemäß der DE 10 2016 10 705 A1 liegt bei geöffnetem Schalter die volle Hochspannung bzw. Versorgungsspannung der elektrischen Schaltung an der Messschaltung an. Daher müssen die verwendeten Bauteile für die anstehende hohe Spannung ausgelegt werden und sind daher kostenintensiv und groß.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte elektrische Schaltung bereitzustellen, die einen Fehler bzw. eine Fehlfunktion eines Schalters in einer elektrischen Schaltung sicher erkennen kann und dabei kostengünstig und platzoptimiert ist.
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Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Leistung eines elektrischen Verbrauchers bzw. einer elektrischen Komponente mittels eines in Reihe geschalteten Schalters, z.B. durch Stromimpulse, getaktet steuerbar. Der elektrische Verbraucher kann dabei beispielsweise ein beliebiges elektrisches Bauelement, wie etwa ein Kondensator, eine Induktivität, ein Widerstand und/oder insbesondere ein Heizelement sein. Es können aber alle anderen Bauelemente und Schaltungen, die getaktet ansteuerbar sind, mittels der erfindungsgemäßen Schaltung angesteuert werden. Die Ansteuertaktung des Schalters kann eine Pulsweitenmodulation (PWM) sein, bei der die erzeugte Leistung durch Einstellung der Impulsweite bzw. des Tastgrades steuerbar ist. Dadurch wird eine präzise Steuerung bzw. Regelung der gewünschten Stromaufnahme bzw. Leistungszufuhr ermöglicht. Die Ansteuertaktfrequenz bzw. Ansteuerfrequenz ist dabei nicht auf einen bestimmten Frequenzwert begrenzt.
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Die korrekte Funktion oder ein Fehler des getaktet ansteuerbaren Schalters der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung wird während des Betriebs durch eine Fehlererfassungseinrichtung erfasst. Es können beispielsweise ein Kurzschluss, eine dauerhafte Unterbrechung oder ein beliebiger zeitlich konstanter, leitender Zustand des Schalters erkannt werden. Derartige Funktionsfehler können beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses eines Schalters (auch Durchlegieren genannt) zu einer dauerhaften Leistungszufuhr eines elektrischen Verbrauchers und somit zu einer Überhitzung bzw. Überlastung des betreffenden elektrischen Verbrauchers oder der elektrischen Schaltung bzw. der Steuerelektronik führen. Im Falle eines dauerhaft offenen Schalters wird dem betreffenden elektrischen Verbraucher keine Leistung zugeführt. Dadurch kann entweder ein korrekter Betrieb nicht durchgeführt werden oder je nach Regelprinzip und Verhalten der elektrischen Verbraucher kann es zu einer Überlastung der verbleibenden, funktionsfähigen elektrischen Verbraucher kommen. Derartige Fehler bzw. Ausfälle sind jedoch hinsichtlich einer zu gewährleistenden funktionalen Sicherheit, zum Beispiel bei Einsatz der elektrischen Schaltung in Kraftfahrzeugen, zu vermeiden.
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Zum Zweck einer Erkennung einer Fehlfunktion oder eines Ausfalls wird der durch die elektrischen Verbraucher und den in Reihe geschalteten Schalter fließende Verbraucherstrom durch eine Strommesseinrichtung gemessen und das Messsignal liegt dann an der Fehlererfassungseinrichtung als Eingangssignal an. Die Fehlererfassungseinrichtung ermittelt anschließend die auftretende Anzahl von Stromimpulsen im Verbraucherstrom innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne. Weicht diese ermittelte Anzahl, die einem Istwert an Stromimpulsen im Verbraucherstrom entspricht, von einem vorgegebenen Sollwert der Ansteuertakte, mit denen der Schalter angesteuert wird, ab, ist davon auszugehen, dass ein Fehler des Schalters vorliegt und die Fehlererfassungseinrichtung erzeugt ein Fehlersignal.
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Darüber hinaus kann ein Fehler des Schalters durch Bestimmung der Zeitdauer zwischen zwei Impulsen im Verbraucherstrom erfolgen. Überschreitet die ermittelte Zeitdauer den Kehrwert der Ansteuertaktfrequenz, ist davon auszugehen, dass ein Fehler des Schalters vorliegt und die Fehlererfassungseinrichtung erzeugt das Fehlersignal.
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Das erzeugte Fehlersignal kann anschließend dazu verwendet werden, geeignete Gegenmaßnahmen, wie etwa eine Abschaltung der elektrischen Schaltung oder eines Teils davon durch einen Sicherheitsschalter, durchzuführen. Da die Überwachung während des Betriebs der elektrischen Schaltung erfolgt, kann infolge einer Erkennung eines Fehlers des Schalters rasch eine Abschaltung bzw. eine angepasste Steuerung der elektrischen Schaltung durch Schalten des Sicherheitsschalters durchgeführt werden.
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Darüber hinaus können mehrere elektrische Verbraucher, deren Leistung jeweils mittels eines zugeordneten Schalters durch Stromimpulse getaktet steuerbar ist, parallel geschaltet werden. In diesem Fall ist die Ansteuertaktung jedes Schalters gegenüber der Ansteuertaktung der jeweils anderen Schalter so phasenverschoben, dass die Flanken der resultierenden Stromimpulse im Summenstrom nicht überlagert sind. Die Strommesseinrichtung ist daher so in Reihe zu den elektrischen Verbrauchern bzw. den zu den elektrischen Verbrauchern in Reihe geschalteten Schaltern geschaltet, dass sie den Summenstrom der durch die einzelnen elektrischen Verbraucher fließenden Ströme erfasst. Bei mehreren parallel geschalteten elektrischen Verbrauchern ist folglich nur eine Fehlererfassungseinrichtung und eine Strommesseinrichtung erforderlich, um die korrekte Funktion oder einen Fehler zu erfassen und der schaltungs- und kostentechnische Aufwand der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung wird gegenüber dem Stand der Technik verringert.
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Die Erfindung wird nachstehend mit Hilfe einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung mit drei parallel zueinander geschalteten elektrischen Verbrauchern;
- 2 ein Zeitdiagramm, das die drei Verläufe von durch die elektrischen Verbraucher der elektrischen Schaltung fließenden Verbraucherströmen sowie einen Verlauf eines Summenstroms darstellt;
- 3 einen schematischen Schaltungsaufbau der elektrischen Schaltung, bei dem eine Strommesseinrichtung einen Shunt-Widerstand aufweist und die Fehlererfassungseinrichtung einen Differenzierer, einen Verstärker und einen Mikrocontroller aufweist;
- 4 ein Zeitdiagramm, das ein durch die Strommesseinrichtung ermitteltes Messsignal, einen durch den Differenzierer differenzierten Verlauf des Messsignals und einen generierten Pulsverlauf darstellt;
- 5 einen Schaltungsaufbau einer realen Umsetzung der Strommesseinrichtung und der Fehlererfassungseinrichtung gemäß dem Rechteck in 3.
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1 zeigt einen schematischen Aufbau einer elektrischen Schaltung 1 mit drei parallel geschalteten elektrischen Verbrauchern LE1, LE2, LEn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Anzahl der elektrischen Verbraucher ist jedoch nicht auf diese Anzahl begrenzt und es können beispielsweise weniger oder mehr als drei elektrische Verbraucher parallel geschaltet werden. Es ist auch nur ein elektrischer Verbraucher anschließbar. Die elektrische Schaltung 1 ist mit einer Energiequelle 2 versorgbar, die eine Versorgungsspannung UHV bereitstellt. Die Energiequelle 2 kann beispielsweise eine Fahrzeugbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges oder eine andere Spannungsquelle - im Hoch- oder Niedervoltbereich - sein.
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Die Versorgungsspannung UHV der Energiequelle 2 wird durch eine Leitung 5 an eine Parallelschaltung von elektrischen Verbrauchern LE1, LE2 bis LEn angelegt. Die einzelnen elektrischen Verbraucher können beispielsweise Heizelemente sein, die Räume oder Objekte beheizen können. Die elektrische Schaltung 1 ist jedoch nicht auf diese Art von elektrischen Verbrauchern begrenzt und es können auch andere getaktet ansteuerbare elektrische Verbraucher angeschlossen werden.
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Die elektrischen Verbraucher LE1, LE2 bis LEn sind jeweils mit dazugehörigen Schaltern S1, S2 bis Sn in den einzelnen Zweigen der Parallelschaltung in Reihe geschaltet. Die Schalter S1, S2 bis Sn sind mittels getakteter Stromimpulse, die beispielsweise mittels einer PWM-Ansteuerung generiert werden, steuerbar. Die Leistung der elektrischen Verbraucher LE1, LE2 bis LEn ist durch Einstellung der Impulsweite steuerbar und kann folglich erhöht, verringert oder an- und ausgeschaltet werden. Die getaktete Ansteuerung erfolgt beispielsweise durch eine in den Figuren nicht gezeigte PWM-Ansteuerschaltung. Die Schalter S1, S2 bis Sn können beispielsweise Halbleiterschalter, wie etwa Bipolartransistoren (z.B. IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor)), Feldeffekttransistoren (z.B. MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) oder sog. Gate-turn-off Thyristoren (GTO), sein.
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Die ausgangseitig der elektrischen Verbraucher LE1, LE2 bis LEn angeschlossenen und über die Schalter S1, S2 bis Sn geführten Leitungen sind in einem Knotenpunkt 7 zusammengeführt und eine Leitung 6 verbindet den Knotenpunkt 7 mit einem Bezugs- bzw. Massepotential der Energiequelle 2. In der Leitung 6 sind ein Sicherheitsschalter SGes, durch den der Stromkreis zwischen der Energiequelle 2 und der Parallelschaltung der elektrischen Verbraucher LE1, LE2 und LEn unterbrechbar ist, und eine Strommesseinrichtung 3, die den Summenstrom IGes in der Leitung 6 erfasst, in Serie geschaltet. Falls nur ein elektrischer Verbraucher LE1, LE2 oder LEn bereitgestellt ist, sind der Sicherheitsschalter SGes und die Strommesseinrichtung 3 mit dem betreffenden elektrischen Verbraucher, z.B. LE1, und dem dazugehörigen Schalter, z.B. S1, in Reihe geschaltet und die Strommesseinrichtung 3 erfasst den durch den elektrischen Verbraucher LE1 fließenden Verbraucherstrom, z.B. ILE1. Der Sicherheitsschalter SGes ist beispielsweise als Halbleiterschalter ausgestaltet. Es können jedoch auch andere Schaltertypen verwendet werden, die im Fehlerfall einen Stromkreis zwischen der Parallelschaltung und/oder dem jeweiligen elektrischen Verbraucher LE1, LE2 oder LEn auftrennen.
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Das Messsignal der Strommesseinrichtung 3, das dem gemessenen Summenstrom IGes entspricht, liegt an einer Fehlererfassungseinrichtung 4 als ein Eingangssignal an und wird durch die Fehlererfassungseinrichtung 4 zum Zweck einer Erkennung eines Fehlers der Schalter S1, S2 bis Sn verarbeitet. Die Strommesseinrichtung 3 und die Fehlererfassungseinrichtung 4 bilden zusammen somit eine Auswerteeinrichtung zum Erkennen eines Fehlers der Schalter S1, S2, Sn. Wird durch die Fehlererfassungseinrichtung 4 ein Fehler mindestens eines Schalters S1, S2, Sn erfasst, erzeugt die Fehlererfassungseinrichtung 4 ein Fehlersignal und das Fehlersignal kann verwendet werden, um den Stromkreis zwischen der Energiequelle 2 und der Parallelschaltung der elektrischen Verbraucher LE1, LE2 bis LEn beispielsweise durch Ausschalten des Sicherheitsschalters SGes auszuschalten. Folglich wird beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses eine oben beschriebene Überhitzung der elektrischen Verbraucher LE1, LE2 bis LEn oder der elektrischen Schaltung 1 sicher verhindert. Auf SGes kann verzichtet werden, falls der Fehlerfall, anstelle einer Abschaltung des Stromkreises, gemeldet wird. Der Fehlerfall kann beispielsweise an ein übergelagertes System gemeldet werden, welches dann die Stromzufuhr der elektrischen Schaltung 1 trennt.
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Nachfolgend wird ein Fehlererfassungsbetrieb der oben beschriebenen elektrischen Schaltung 1 mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 zeigt zeitliche Verläufe von Strömen bzw. Verbraucherströmen ILE1, ILE2, ILEn, die durch die in 1 gezeigten elektrischen Verbraucher LE1, LES2, LEn fließen, und den Summenstrom IGes. Der Summenstrom IGes ist die Summe aus den drei durch die elektrischen Verbraucher LE1, LE2, LEn und die in Reihe geschalteten Schalter S1, S2, Sn fließenden Strömen ILE1, ILE2, ILEn. Die Taktfrequenz im Summenstrom IGes entspricht daher der Ansteuertaktfrequenz der Schalter S1, S2, Sn mal der Anzahl der Schalter bzw. der elektrischen Verbraucher.
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Die PWM-Ansteuerschaltung muss jedoch eine Überlagerung bzw. ein Überlappen der auszuwertenden Flanken der Stromimpulse vermeiden. Die einzelnen elektrischen Verbraucher LE1, LES2, LEn werden deshalb durch die PWM-Ansteuerung der Schalter S1, S2, Sn mittels phasenverschobener Stromimpulse bei gleicher Ansteuertaktfrequenz so angesteuert, dass die resultierenden Flanken der Stromimpulse im Verlauf des Summenstroms IGes nicht überlagert sind. Andernfalls ist der Istwert der Stromimpulse im Summenstrom IGes nicht ermittelbar und folglich ist eine Fehlererfassung durch die Fehlererfassungseinrichtung 4 nicht möglich. IGes
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Nachfolgend wird in der Fehlererfassungseinrichtung 4 das durch die Strommesseinrichtung 3 erfasste Messsignal, das dem Summenstrom IGes entspricht, so verarbeitet, dass eine Ermittlung der Stromimpulse im Summenstrom IGes durchführbar ist. In einem in 3 dargestellten Beispiel der elektrischen Schaltung 1 verwendet die Strommesseinrichtung 3 einen Shunt-Widerstand und die Fehlererfassungseinrichtung 4 weist einen Differenzierer, einen Verstärker und einen Mikrocontroller auf. Eine Verarbeitung des Messsignals und eine Ermittlung des Istwerts der Stromimpulse im Summenstrom IGes werden nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf 4 erläutert. 4 zeigt den Verlauf des dem Summenstrom IGes entsprechenden Messsignals, einen differenzierten Verlauf IDiff des Messsignals und einen aus dem differenzierten Verlauf IDiff generierten Pulsverlauf IPuls, dessen Anzahl von Impulsen dem Istwert der Stromimpulse im Verlauf des Summenstroms IGes entspricht.
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In einem ersten Verfahrensschritt wird der Summenstrom IGes durch die Strommesseinrichtung 3 gemessen. Die Strommesseinrichtung 3 kann dabei eine direkte oder eine indirekte Strommesseinrichtung sein. Es sind auch beispielsweise Strommesseinrichtungen verwendbar, die ein dem Summenstrom IGes entsprechendes Messsignal (z.B. Spannungswert) ausgeben, wie etwa eine Shunt-Messeinrichtung oder ein Hall-Sensor.
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Nachfolgend wird das Messsignal wahlweise für eine weitere Verarbeitung mittels des Verstärkers verstärkt. Das Messsignal wird anschließend mittels des Differenzierers differenziert, wodurch ein differenziertes Signal IDiff des anliegenden Messsignals erhalten wird und positive oder negative Impulse im differenzierten Signal IDiff werden als jeweiliger Stromimpuls erkannt und für die Impulszählung verwendet. In 4 ist ein Verlauf der erkannten Stromimpulse im untersten Zeitdiagramm dargestellt. Die Stromimpulse im dargestellten Beispiel werden bei Auftreten einer negativen bzw. fallenden Flanke eines Impulses im Messsignal und folglich bei einem negativen Impuls im differenzierten Signal IDiff erzeugt und der Pulsverlauf IPuls weist dieselbe Anzahl an Impulsen auf, wie Stromimpulse im Verlauf des Summenstroms IGes vorhanden sind. Die Erzeugung von Impulsen ist jedoch nicht auf das Auftreten von negativen Flanken begrenzt und es können auch Impulse bei positiven bzw. steigenden Flanken im Summenstrom IGes und folglich bei positiven Impulsen im differenzierten Signal IDiff generiert werden.
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Als nächster Schritt werden die Impulse im Pulsverlauf IPuls beispielsweise durch einen Mikrocomputer oder einen anderen Zähler gezählt, um die Anzahl der Impulse im Pulsverlauf IPuls und somit die Anzahl der Stromimpulse im Summenstrom IGes zu ermitteln. Der so ermittelte Istwert der Stromimpulse im Summenstrom IGes wird mit einem Sollwert der Ansteuertakte, mit denen die Schalter S1, S2 bis Sn mittels der PWM-Ansteuerung angesteuert werden, innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer verglichen und die Abweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert wird ermittelt.
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Überschreitet der ermittelte Wert der Abweichung einen vorher festgelegten Schwellwert bzw. Grenzwert, ist davon auszugehen, dass mindestens einer der Leitungsschalter S1, S2, Sn der elektrischen Schaltung 1 nicht entsprechend der PWM-Ansteuerung ein- bzw. ausgeschaltet wird und es liegt ein Fehler mindestens eines Schalters S1, S2, Sn vor. Der kürzeste vorgegebene Zeitraum entspricht dabei einer Dauer, in der die einzelnen Schalter S1, S2, Sn jeweils mindestens einmal durch die PWM-Ansteuerschaltung angesteuert werden. Stellt die Fehlererfassungseinrichtung 4 einen Fehler fest, gibt sie ein Fehlersignal durch den Mikrocontroller aus und eine geeignete Maßnahme, wie beispielsweise eine Abschaltung der elektrischen Schaltung 1 oder eines Teils davon wird ausgeführt. Beispielsweise wird durch Ausschalten des Sicherheitsschalters SGes der Stromkreis zwischen der Energiequelle 2 und der Parallelschaltung der elektrischen Verbraucher LE1, LE2, LEn unterbrochen und folglich wird eine Überhitzung der elektrischen Verbraucher LE1, LE2, LEn bzw. der gesamten elektrischen Schaltung 1 verhindert. Dadurch kann die funktionale Sicherheit der elektrischen Schaltung 1 auch im Falle eines Fehlers eines Schalters S1, S2, Sn sichergestellt werden.
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Anstatt einem Zählen mehrerer Impulse kann auch die Zeitdauer zwischen zwei Impulsen ausgewertet werden. Überschreitet die gemessene Zeitdauer einen zulässigen Sollwert, so kann davon ausgegangen werden, dass mindestens ein Schalter S1, S2 oder Sn defekt ist und nicht mehr in der Lage ist, ein- bzw. auszuschalten. Überschreitet die ermittelte Zeitdauer beispielweise den Kehrwert der gegenwärtig angelegten Ansteuertaktfrequenz geteilt durch die Anzahl der elektrischen Verbraucher LE1, LE2, LEn, also folglich den Kehrwert der Taktfrequenz im Summenstrom IGes, kann davon ausgegangen werden, dass ein Impuls im Pulsverlauf IPuls fehlt und folglich liegt ein Fehler eines Schalters S1, S2, Sn vor. In gleicher Weise kann davon ausgegangen werden, dass zwei der Schalter S1, S2, Sn defekt sind, wenn die ermittelte Zeitdauer zwischen zwei Impulsen größer als der doppelte Kehrwert der Taktfrequenz im Summenstrom IGes ist. Es ist anzumerken, dass die Ansteuertaktfrequenz, mit der die elektrische Schaltung 1 angesteuert wird, für einen ausreichend langen Zeitraum konstant ist.
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Des Weiteren kann die Ansteuertaktung der Schalter S1, S2, Sn mit den durch die Fehlererfassungseinrichtung 4 erkannten Stromimpulsen durch beispielsweise den Mikrocontroller korreliert werden, so dass bei Fehlen eines bestimmten Stromimpulses derjenige Schalter (z.B. S1) genau ermittelbar ist, der einen Fehler aufweist. Fehlt beispielsweise der erste Stromimpuls im Verlauf des Summenstroms IGes in 2 und ist bekannt, dass zu diesem Zeitpunkt eine Ansteuertaktung an den Schalter S1 ausgegeben wurde, ist darauf zu schließen, dass der Schalter S1 einen Fehler aufweist.
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Ist die oben beschriebene Korrelation in der Fehlerfassungseinrichtung 4 implementiert, kann zudem beispielsweise derjenige Zweig der Parallelschaltung in der elektrischen Schaltung 1, der den defekten Schalter (z.B. S1) aufweist, ausschaltbar gestaltet sein. Dadurch kann gezielt der Stromkreis zwischen der Energiequelle 2 und demjenigen elektrischen Verbraucher (z.B. LE1), der einen Fehler aufweist, durch einen weiteren in Reihe angeordneten Schalter unterbrochen werden, und die elektrische Schaltung 1 kann trotz eines Fehlers eines einzelnen Schalters (z.B. S1) weiter betrieben werden.
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Ein weiterer Vorteil wird durch den Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltung erreicht. Im Stand der Technik liegt je nach Schaltzustand des Schalters die volle Versorgungsspannung UHV an der Auswerteeinrichtung an. Die benötigten Bauteile für die Fehlererkennung müssen folglich für diese Spannung ausgelegt sein. Die vorliegende Erfindung besitzt den Vorteil, dass unabhängig des Schaltzustandes der Schalter S1, S2, Sn nur eine geringe Spannung an dem Eingang der Auswerteeinrichtung anliegt. Folglich müssen die Bauteile der Auswerteeinrichtung nicht für die volle Versorgungsspannung UHV ausgelegt sein, was die minimal benötigten Ausmaße, sowie die Kosten der Bauteile reduziert.
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Mit der Erfindung gemäß dem gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel lassen sich die vorstehend beschriebenen und auch weitere Fehler bei der Ansteuerung, beispielsweise einer PWM-Ansteuerung, nicht nur bei niedrigen Schaltfrequenzen, sondern auch bei hohen oder sehr hohen Schaltfrequenzen des PWM-Taktes von höher als 1 kHz zuverlässig erfassen und entsprechende Gegenmaßnahmen sehr rasch ergreifen. Die Funktionalität des oder der PWM-Schalter kann während des Betriebs der elektrischen Schaltung überwacht werden, ohne dass Umsteuerungen oder Abschaltungen oder sonstige Betriebsveränderungen erforderlich sind. Damit können Fehler sehr schnell detektiert und entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Die beschriebene und gezeigte elektrische Schaltung kann unabhängig von der jeweils verwendeten Schalter-Technologie wie etwa MOSFET, IGBT, Relais oder anderen Formen, in jeder Elektronik mit PWM-Ansteuerung eingesetzt werden, also nicht nur bei Heizern, sondern bei allen elektronischen oder elektrischen Schaltungen mit PWM-Regelung. Auch sind andere getaktete Ansteuerungen, z.B. Pulspaketsteuerung oder Zweipunktregler, möglich.
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Vorstehend sind einige Ausführungsbeispiele im Detail erläutert. Die Erfindung lässt sich auch bei anderen elektrischen Schaltungen oder elektrischen Verbrauchern und nicht nur bei Heizern einsetzen. Beispielsweise kann eine Leistungssteuerung zur Steuerung des Leistungsniveaus eines elektrischen Verbrauchers in der vorstehend geschriebenen Weise realisiert werden.
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5 zeigt die konkrete Ausgestaltung der Auswerteeinrichtung gemäß 3. Der in 5 dargestellte Teil der Auswerteeinrichtung ist dabei in 3 durch ein Rechteck dargestellt. Die separaten Rechtecke in 5 zeigen, von links nach rechts, die Strommesseinrichtung mit Shunt-Widerstand und Verstärker, den Differenzierer und den Verstärker. Zudem ist der mit dem Mikrocomputer verbundene Ausgang (mit IPuls gekennzeichnet) dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrische Schaltung
- 2
- Energiequelle
- 3
- Strommesseinrichtung
- 4
- Fehlererfassungseinrichtung
- 5
- Leitung
- 6
- Leitung
- 7
- Knoten
- LE1, LE2, LEn
- elektrische Verbraucher
- ILE1, ILE2, ILEn
- Verbraucherstrom
- IGes
- Summenstrom
- IDiff
- differenzierter Verlauf
- IPuls
- Pulsverlauf
- S1, S2, Sn
- Schalter
- SGes
- Sicherheitsschalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016102705 A1 [0002]
