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Die Erfindung betrifft eine Elektronik für ein Meßgerät sowie ein Meßgerät mit einer solchen Elektronik.
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In der
USA 2010/0026518 ist eine Elektronik für ein Meßgerät bzw. ein Meßgerät mit einer solchen Elektronik und Meßaufnehmer gezeigt. Die Elektronik umfaßt eine interne Versorgungsschaltung mit einem Schaltungseingang, mit und mit einem Schaltungsausgang sowie eine einen Mikroprozessor aufweisende Lastschaltung mit einem Schaltungseingang. Der Schaltungseingang der Lastschaltung ist mit dem Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden, derart, daß bei einer am Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung anliegenden Ausgangsspannung ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungsausgang zu nämlichem Schaltungseingang bzw. ein entsprechender Energiefluß von der Versorgungsschaltung zur Lastschaltung ermöglicht ist.
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Die Versorgungsschaltung ist dafür eingerichtet, mit dem Schaltungseingang an einen eine Versorgungsspannung für die Elektronik bereitstellenden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung elektrisch angeschlossen zu werden, um die Lastschaltung netzgespeist mit elektrischer Energie zu versorgen. Darüberhinaus weist die Versorgungsschaltung ferner auch wenigsten einen wieder aufladbaren Energiespeicher für elektrische Energie auf und ist die Versorgungsschaltung zudem dafür eingerichtet, eine Zellenspannung des Energiespeichers oder eine dazu proportionale Spannung an den Schaltungsausgang anzulegen und die Lastschaltung darüber mit elektrischer Energie zu versorgen, beispielsweise falls der Schaltungseingang nicht an ein externe Energieversorgung angeschlossen ist. Der vorbezeichnete Energiespeicher ist mittels eines Kondensators, z. B. einem Doppelschicht-Kondensator, oder auch mittels einer Sekundär-Batterie, z. B. einem Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator (LiFe-PO4), einem Lithium-Titanat-Akkumulator, einem Lithium-Kobalt-Nickeloxid-Akkumulator, einem Lithium-Manganoxid-Akkumulator, einem Lithium-Polymer-Akkumulator (LiPoly), einem Natrium-Schwefel-Akkumulator oder auch einem Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, gebildet.
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Bei einer Elektronik mit einer solchen hybriden, nämlich teilweise durch eine interne Batteriespeisung und teilweise durch eine externe Netzspeisung realisierten Energieversorgung sind nicht zuletzt solche Fehlerzustände als für die Betriebssicherheit der Elektronik bzw. des damit gebildeten Meßgeräts besonders kritisch einzustufen, bei denen die am Schaltungseingang der Versorgungsschaltung anliegende (Netz-) Spannung unerwünscht an den internen Energiespeicher gelangt, derart, daß diesem infolgedessen eine Überspannung, nämlich eine eine maximal zulässige Spannung übersteigende Ladespannung dauerhaft, nämlich für eine Überladung, ggf. auch eine Zerstörung des Energiespeichers ausreichend lange angelegt ist. Ein solcher Fehlzustand kann beispielsweise entstehen, wenn aufgrund eines Versagens von einzelnen Komponenten der Elektronik allfällig vorhandene weitere geladene Energiespeicher, wie z.B. Kondensatoren, der Elektronik und/oder die externe Spannung dem Energiespeicher aufgeschaltet werden. Eine Zerstörung des internen Energiespeichers kann ferner auch zu einem Totalausfall der gesamten Elektronik, mithin des damit gebildeten Meßgeräts führen.
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Ausgehend vom vorbezeichneten Stand der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen in einer netzgespeisten Elektronik vorgesehen wiederaufladbaren Energiespeicher gegen eine diesen ggf. auch zerstörende Überspannung zu schützen.
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Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einer Elektronik, beispielsweise Elektronik für ein Meßgerät, welche Elektronik umfaßt:
- • eine, beispielsweise wenigstens einen Mikroprozessor und/oder wenigstens einen linearen Spannungsregler aufweisende, Lastschaltung mit einem Schaltungseingang;
- • eine, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Gleichspannungswandler gebildete, Versorgungsschaltung mit einem Schaltungseingang, mit einem ersten Schaltungsausgang, mit einem zweiten Schaltungsausgang und mit wenigsten einem wieder aufladbaren, beispielsweise chemischen bzw. elektrochemischen, Energiespeicher für elektrische Energie, beispielsweise einen Superkondensator;
- • sowie eine Schutzschaltung mit einem einen ersten Schaltungseingang, mit einem einen zweiten Schaltungseingang und mit einem Schaltungsausgang.
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Der wieder aufladbare Energiespeicher der Versorgungsschaltung weist eine Nennkapazität, beispielsweise von mehr als 500 As (Amperesekunden), auf und stellt vollständig aufgeladen (Ladezustand SoC = 100%) eine Zellenspannung mit einer einen Nominalwert, beispielsweise von mehr als 3 V (Volt), aufweisenden Spannungshöhe bereit.
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Bei der erfindungsgemäßen Elektronik ist der wieder aufladbare Energiespeicher mit dem zweiten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden, derart, daß die Zellenspannung des wieder aufladbaren Energiespeichers oder eine dazu proportionale Spannung an nämlichem zweiten Schaltungsausgang anliegt, und ist der Schaltungseingang der Lastschaltung zumindest zeitweise, beispielsweise dauerhaft, mit dem ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden, derart, daß bei am ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung anliegender Ausgangsspannung ein Stromfluß, beispielsweise mit einer Stromstärke von mehr als 100 mA (Milliampere), von nämlichem ersten Schaltungsausgang zu nämlichem Schaltungseingang und/oder ein, beispielsweise mehr als 2000 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) betragender, Energiefluss von der Versorgungsschaltung zur Lastschaltung ermöglicht ist. Darüberhinaus ist der Schaltungsausgang der Schutzschaltung mit dem Schaltungseingang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden und ist der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung zudem eingerichtet, an einen eine Versorgungsspannung, beispielsweise mit einer einen zwischen 4 V und 60 V liegenden Nominalwert aufweisende Spannungshöhe, für die Elektronik bereitstellenden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung elektrisch angeschlossen zu werden und wobei der zweite Schaltungseingang der Schutzschaltung mit dem zweiten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden ist, derart, daß eine an nämlichem zweiten Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung der vom wieder aufladbaren Energiespeicher bereitgestellten Zellenspannung entspricht. Bei der erfindungsgemäßen Elektronik weist zudem sowohl die Versorgungsschaltung als auch die Schutzschaltung jeweils mindestens zwei Betriebsmodi auf. In einem ersten Betriebsmodus der Versorgungsschaltung ist deren wieder aufladbarer Energiespeicher auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet, derart, daß die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung oder eine dazu proportionale Spannung als eine erste Ausgangsspannung am ersten Schaltungsausgang anliegt, und in einem zweiten Betriebsmodus der Versorgungsschaltung ist deren Schaltungseingang auf deren ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet, beispielsweise derart, daß eine an nämlichem Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung in eine am ersten Schaltungsausgang anliegende zweite Ausgangsspannung mit einer konstanten und/oder vorgebbaren Spannungshöhe überführt ist und/oder daß bei einer an nämlichem Schaltungseingang anliegenden Eingangsspannung ein Stromfluß von nämlichem Schaltungseingang zum ersten Schaltungsausgang ermöglicht ist. Desweiteren ist in einem ersten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang auf deren Schaltungsausgang durchgeschaltet, beispielsweise derart, daß bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang bzw. ein Energiefluss von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist, und sind in einem zweiten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang und deren Schaltungsausgang elektrisch voneinander getrennt, beispielsweise derart, daß auch bei am ersten Schaltungseingang anliegender Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und weniger als 60 V lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 µA (Mikroampere) von nämlichem ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist. Desweiteren ist die Schutzschaltung der erfindunsgegmäßen elektronik eingerichtet, im ersten Betriebsmodus die am zweiten Schaltungseingang anliegende Zellenspannung dahingehend zu überwachen, ob deren Spannungshöhe einen dafür vorgegebenen, beispielsweise weniger als 0,2 V oberhalb von deren Nominalwert liegenden, Höchstwert überschritten hat und ggf. selbsttätig deren ersten Betriebsmodus zu deaktivieren, beispielsweise zugleich deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren bzw. selbsttätig von deren ersten Betriebsmodus in deren zweiten Betriebsmodus umzuschalten.
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Darüberhinaus besteht die Erfindung auch in einem mit einer solchen Elektronik gebildeten Meßsystem, das zudem einen mit der Elektronik elektrisch gekoppelten Meßaufnehmer umfaßt, der dafür eingerichtet ist, wenigstens eine, beispielsweise physikalische oder chemische, Meßgröße zu erfassen und in wenigstens ein nämliche Meßgröße repräsentierendes Meßsignal zu wandeln.
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Nach einer ersten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß im zweiten Betriebsmodus der Versorgungsschaltung deren wieder aufladbarer Energiespeicher nicht auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, derart, daß deren wieder aufladbarer Energiespeicher und deren erster Schaltungsausgang voneinander elektrisch getrennt sind bzw. daß die vom wieder aufladbaren Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung nicht am ersten Schaltungsausgang anliegt.
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Nach einer zweiten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß im ersten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang auf deren Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, derart, daß bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung, beispielsweise mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V, ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang, beispielsweise mit einer Stromstärke von mehr als 100 mA, und/oder ein, beispielsweise mehr als 1000 Ws/h betragender, Energiefluss von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist.
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Nach einer dritten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß im zweiten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang und deren Schaltungsausgang elektrisch voneinander getrennt sind, derart, daß auch bei am ersten Schaltungseingang anliegender Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und/oder weniger als 60 V und/oder an einen eine Versorgungsspannung mit einer zwischen 4 V und 60 V liegenden Spannungshöhe liefernden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung elektrisch angeschlossenen erstem Schaltungseingang lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 µA (Mikroampere) von nämlichem ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist.
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Nach einer vierten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den ersten Betriebsmodus zu aktivieren, beispielsweise selbsttätig aufzustarten, falls die Zellenspannung des wieder aufladbaren Energiespeichers eine einen vorgegebenen, beispielsweise mehr als 105% einer Entladeschlußspannung des wieder aufladbaren Energiespeichers entsprechenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist, beispielsweise nämlich falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist.
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Nach einer fünften Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu aktivieren, beispielsweise selbsttätig aufzustarten oder selbsttätig vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, falls eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine einen vorgegebenen, beispielsweise oberhalb von 4 V liegenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist.
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Nach einer sechsten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu deaktivieren, falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist.
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Nach einer siebenten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß bei im ersten Betriebsmode operierender Versorgungsschaltung ein einen vom wieder aufladbaren Energiespeicher der Versorgungsschaltung, weiter über deren Schaltungsausgang zum Schaltungseingang der Lastschaltung führenden Strompfad involvierender Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist.
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Nach einer achten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß bei im zweiten Betriebsmode operierender Versorgungsschaltung und zeitgleich im ersten Betriebsmode operierender Schutzschaltung ein einen vom ersten Schaltungseingang der Schutzschaltung, weiter über deren Schaltungsausgang zum ersten Schaltungseingang der Versorgungsschaltung und weiter über deren Schaltungsausgang zum Schaltungseingang der Lastschaltung führenden Strompfad involvierender Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist.
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Nach einer neunten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Schutzschaltung zum Überwachen der Zellenspannung einen, beispielsweise mittels wenigstens eines Differenzverstärkers gebildeten, Komparator mit einem ersten Spannungseingang, mit einem zweiten Spannungseingang und mit einem Signalausgang aufweist, und daß der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des ersten Spannungseingangs des Komparators und der zweite Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des zweiten Spannungseingangs des Komparators gebildet ist. Diese Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Schutzschaltung eingerichtet ist, basierend auf einem Signalpegel am Signalausgang des Komparators deren ersten Betriebsmodus oder deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren.
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Nach einer zehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung einen, beispielsweise als Aufwärtswandler oder als Inverswandler ausgebildeten, ersten Gleichspannungswandlers aufweist, und daß ein Eingang des ersten Gleichspannungswandlers mit dem wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeicher elektrisch verbunden und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung mittels eines Ausgangs des ersten Gleichspannungswandlers gebildet ist.
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Nach einer elften Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung einen, beispielsweise als Abwärtswandler ausgebildeten, zweiten Gleichspannungswandlers aufweist und daß der Schaltungseingang der Versorgungsschaltung mittels eines Eingangs des zweiten Gleichspannungswandlers und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung mittels eines Ausgangs des zweiten Gleichspannungswandlers gebildet ist.
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Nach einer zwölften Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der wenigstens eine wiederaufladbare Energiespeicher erste und zweite Anschlußelektroden aufweist. Diese Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung erste und zweite Kontaktelemente für den wenigsten einen wieder aufladbaren Energiespeicher aufweist und daß der wieder aufladbare Energiespeicher, beispielsweise wiederlösbar, mit nämlichen Kontaktelementen verbunden ist, derart, daß die erste Anschlußelektrode des wieder aufladbaren Energiespeichers das erste Kontaktelement und die zweite Anschlußelektrode des wieder aufladbaren Energiespeichers das zweite Kontaktelement elektrisch leitend kontaktiert. Darüberhinaus kann die Versorgungsschaltung ferner wenigstens einen, beispielsweise manuell betätigbaren, Schalter, beispielsweise einen DIP-Schalter bzw. DIL-Schalter, mit ersten und zweiten Anschlußkontakten und mit einem, beispielsweise manuell betätigbaren, Schaltkontakt aufweisen, welcher Schalter wiederum mit dessen ersten Anschlußkontakt mit dem ersten Kontaktelement elektrisch verbunden und eingerichtet sein kann, mittels des Schaltkontakts wahlweise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Anschlußkontakt herzustellen oder zu trennen, etwa um den wenigsten einen wieder aufladbaren Energiespeicher erst bei Bedarf und/oder während einer Inbetriebnahme der Elektronik in die Versorgungsschaltung einzugliedern.
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Nach einer dreizehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung wenigsten einen, beispielsweise mit dem wiederaufladbaren Energiespeicher elektrisch parallel geschalteten, nicht wieder aufladbaren Energiespeicher, beispielsweise eine Lithium-Thionyl-Chlorid-Batterie, für elektrische Energie aufweist. Diese Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher eine Nennkapazität von mehr als 10 Ah (Amperestunden) aufweist, und/oder daß der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher eine Zellenspannung mit einer einen Nominalwert von mehr als 3 V und/oder weniger als 4 V, beispielsweise von 3,6 V, aufweisenden Spannungshöhe bereitstellt, und/oderdaß der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher als eine D-Zelle (IEC R20) ausgestaltet ist, und/oderdaß der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher eingerichtet ist, den wieder aufladbaren Energiespeicher zu laden.
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Nach einer vierzehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Nominalwert der Zellenspannung (V_BAT) des wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeicher kleiner als 4 V ist.
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Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Nennkapazität des wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeicher größer als 400 As und/oder kleiner als 1000 As ist.
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Nach einer sechzehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der wenigstens eine wieder aufladbare Energiespeicher als eine AA-Zelle (IEC R6, Mignonzelle) ausgestaltet ist.
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Nach einer siebzehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung einen dritten Betriebsmodus aufweist, und daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, im dritten Betriebsmodus die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung in eine am ersten Schaltungsausgang anliegende dritte Ausgangsspannung umzuwandeln, beispielsweise derart, daß die Spannungshöhe der dritten Ausgangsspannung höher als die Spannungshöhe der Zellenspannung ist und/oder daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung unterhalb des Nominalwerts der Zellenspannung liegt und/oder daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung niedriger ist als die Spannungshöhe der zweiten Ausgangsspannung bei im zweiten Betriebsmodus operierender Versorgungsschaltung. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den dritten Betriebsmodus zu aktivieren, sobald die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung eine unterhalb einem vorgegebenen, beispielsweise weniger als 3,3 V und/oder mehr als 80% des Nominalwerts betragenden, Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist.
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Nach einer ersten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Elektronik eingerichtet ist, das wenigstens eine Meßsignal zu empfangen und auszuwerten, beispielsweise nämlich anhand nämlichen Meßsignals die wenigstes eine Meßgröße quantifizierende Meßwerte zu ermitteln.
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Nach einer zweiten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Lastschaltung der Elektronik ein Umformermodul aufweist, das eingerichtet ist, anhand des wenigstens einen Meßsignals die Meßgröße quantifizierende, beispielsweise digitale, Meßwerte zu ermitteln. Diese Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Lastschaltung der Elektronik ein mit dem Umformermodul gekoppeltes Funkmodul aufweist, das dafür eingerichtet ist, vom Umformermodul ermittelte Meßwerte mittels eines Funksignals auszugeben.
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Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, in einer hybrid, nämlich teilweise Netz und teilweise Batterie gespeisten Elektronik einen allfälligen Fehlerzustand innerhalb der Elektronik, insb. nämlich innerhalb von deren Versorgungsschaltung, möglichst frühzeitig und sicher dadurch zu detektieren, indem die Zellenspannung des die Batteriespeisung der Elektronik zumindest anteilig sicherstellenden wieder aufladbaren Energiespeichers überwacht wird. Überraschenderweise hat es sich nämlich gezeigt, daß besonders die vorbezeichnete Zellenspannung sehr sensitiv für eine Vielzahl typischer, gleichwohl kritischer Fehlerzustände innerhalb von hybrid gespeisten Elektroniken sein kann, derart, daß eine Zellenspannung mit nur geringfügig von einem entsprechenden Nominalwert abweichender, insb. nämlich überhöhter, Spannungshöhe bereits ein sehr präziser Indikator für einen solchen Fehlerzustand ist. Indem auch schon geringfügige Veränderungen der Spannungshöhe der Zellenspannung entsprechend erfaßt und ausgewertet werden, können allfällige Fehlerzustände so auch mit einem ausreichenden zeitlichen Vorlauf erkannt werden, um dem Vermeiden einer Zerstörung der Elektronik dienliche weitere Maßnahmen einleiten zu können, beispielsweise ein Trennen der Elektronik von der externen Energieversorgung und/oder ein dezidiertes Auftrennen von den Energiespeicher involvierenden Stromkreisen innerhalb der Elektronik. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist zudem auch darin zusehen, daß bereits anhand lediglich eines Betriebsparameters zahlreiche, typsicherweise innerhalb der jeweiligen Elektronik topologisch durchaus verteilt auftretende Fehlerzustände sehr einfach und sicher überwacht werden können.
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Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen davon werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Gleiche bzw. gleichwirkende oder gleichartig fungierende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen, insb. auch Kombinationen zunächst nur einzeln erläuterter Teilaspekte der Erfindung, ergeben sich ferner aus den Figuren der Zeichnung und/oder aus den Ansprüchen an sich.
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Im einzelnen zeigen:
- 1 schematisch nach Art eines Blockschaltbildes ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektronik;
- 2 und 3 schematisch nach Art eines Blockschaltbildes Ausgestaltungen einer Versorgungsschaltung einer Elektronik gemäß 1; und
- 4 schematisch nach Art eines Blockschaltbildes eine weitere Ausgestaltung einer Versorgungsschaltung einer Elektronik gemäß 1.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Elektronik schematisch dargestellt. Die erfindungsgemäße Elektronik kann beispielsweise Bestandteil eines zusätzlich einen mit der Elektronik elektrisch verbundenen, ggf. auch davon entfernt angeordneten Signalempfängers aufweisenden Kommunikationssystems sein. Bei dem Signalempfänger kann es sich beispielsweise um eine Fernsteuerung (Remote-I/O), eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), einen Busmaster in einem Feldbus, beispielsweise gemäß dem Industriestandard IEC 61158:1999, insb. gemäß einer der Familien CPF1 (FOUNDATION FIELDBUS), CPF3 (PROFIBUS), CPF9 (HART) oder CPF15 (MODBUS), handeln, wobei der Signalempfänger netz- und/oder batteriegespeist sein kann. Alternativ oder in Ergänzung kann die Elektronik, wie auch in 1 angedeutet, auch Bestandteil eines Meßsystems - beispielsweise nämlich eines Meß- und/oder Schaltgeräts der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik - mit einem mit der Elektronik elektrisch gekoppelten Meßaufnehmer MA, wie z.B. einem Durchfluß-Meßaufnehmer, sein, der wiederum dafür eingerichtet ist, wenigstens eine physikalische oder chemische Meßgröße, beispielsweise einen Strömungs- und/oder einen Stoffparameter eines in einer Rohrleitung strömenden Meßstoffs, zu erfassen und wenigstens ein nämliche Meßgröße repräsentierendes Meßsignal s1 zu liefern, insb. nämlich für eine Verarbeitung in der Elektronik bereitzustellen. Die Elektronik kann ferner eingerichtet sein, nämliches Meßsignal s1 zu empfangen und entsprechend zu verarbeiten, beispielsweise nämlich die wenigstens eine Meßgröße quantifizierende, ggf. digitale Meßwerte zu ermitteln. Darüberhinaus kann die Elektronik, wie auch in 1 angedeutet, innerhalb eines Schutzgehäuse H angeordnet sein, das zudem unter Bildung eines Meßgräts in Kompaktbauweise beispielsweise unmittelbar am vorbezeichneten Meßaufnehmer MA angebracht sein kann. Dementsprechend weist die Lastschaltung nach einer weiteren Ausgestaltung ein, beispielsweise mittels eines Mikrocontrollers (µC) gebildetes, Umformermodul auf, das eingerichtet ist, anhand des vorbezeichneten wenigstens einen Meßsignals s1 die wenigstens eine Meßgröße quantifizierende, beispielsweise nämlich digitale, Meßwerte zu ermitteln. Zum Übermitteln von mittels der Elektronik ermittelten Meßwerte an den vorbezeichneten Signalempfänger kann die Lastschaltung der Elektronik beispielsweise auch ein mit dem Umformermodul gekoppeltes Funkmodul aufweisen, das dafür eingerichtet ist, vom Umformermodul ermittelte Meßwerte mittels eines Funksignals auszugeben. Alternativ oder in Ergänzung kann das vorbezeichnete Umformermodul auch eingerichtet sein, die Meßwerte drahtgebunden auszugeben, beispielsweise nämlich mittels eines analogen Stromsignals oder eines, ggf. zu einem der vorbezeichneten Feldbusse konformen Digitalsignals an den vorbezeichneten Signalempfänger zu übermitteln.
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Die erfindungsgemäße Elektronik weist eine Lastschaltung M1 mit einem Schaltungseingang, eine Versorgungsschaltung M2 mit einem Schaltungseingang, mit einem ersten Schaltungsausgang, mit einem zweiten Schaltungsausgang und mit wenigsten einem, insb. chemischen bzw. elektrochemischen, wieder aufladbaren Energiespeicher HLC für elektrische Energie, beispielsweise einem Superkondensator auf. Die Lastschaltung M1 kann wie auch in 1 angedeutet, beispielsweise mittels wenigstens eines Mikrocontrollers µC und/oder wenigstens eines linearen Spannungsreglers LDO gebildet sein.
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Der Energiespeicher HLC der Versorgungsschaltung M2 weist eine, beispielsweise 400 As (Amperesekunden) betragende, Nennkapazität auf und ist dafür eingerichtet, vollständig aufgeladen, mithin bei einem Ladezustand (SoC - State of Charge) von 100%, eine Zellenspannung V_BAT mit einer einen Nominalwert, beispielsweise von 3,6 V (Volt), aufweisenden Spannungshöhe bereitzustellen. Der Energiespeicher HLC ist mit dem zweiten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 elektrisch verbunden, derart, daß die Zellenspannung V_BAT des Energiespeichers HLC bzw. eine dazu proportionale Spannung an nämlichem zweiten Schaltungsausgang anliegt.
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Zum Eingliedern des Energiespeichers HLC in die Versorgungsschaltung M2, insb. nämlich zum elektrischen Anschließen des Energiespeichers HLC an den zweiten Schaltungsausgang Versorgungsschaltung M2, kann der Energiespeicher HLC ferner erste und zweite Anschlußelektroden und kann die Versorgungsschaltung M2 dementsprechende, nämlich elektrisch an den zweiten Schaltungsausgang angeschlossen bzw. diesen zumindest teilweise auch bildendende erste und zweite Kontaktelemente für den wenigsten einen Energiespeicher HLC aufweisen. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Energiespeicher HLC, beispielsweise auch wiederlösbar, mit den vorbezeichneten Kontaktelementen verbunden ist, derart, daß die erste Anschlußelektrode des Energiespeichers HLC das erste Kontaktelement und die zweite Anschlußelektrode des Energiespeichers HLC das zweite Kontaktelement elektrisch leitend kontaktiert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Versorgungsschaltung M2 zudem wenigstens einen, insb. manuell betätigbaren, Schalter DIL auf. Nämlicher, beispielsweis als DIP- bzw. DIL-Schalter ausgebildete, Schalter DIL weist erste und zweite Anschlußkontakten sowie einen, ggf. manuell betätigbaren, Schaltkontakt auf und ist mit dessen ersten Anschlußkontakt mit dem ersten Kontaktelement des Energiespeichers HLC elektrisch verbunden. Zudem ist der Schalter DIL eingerichtet ist, mittels dessen Schaltkontakts wahlweise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Anschlußkontakt herzustellen oder zu trennen, beispielsweise um den Energiespeicher HLC erst bei Bedarf und/oder während einer Inbetriebnahme der Elektronik in die Versorgungsschaltung einzugliedern. Die Anschlußelektroden des Energiespeichers HLC und die Kontaktelemente der Versorgungsschaltung M2 können ferner beispielsweise auch dafür eingerichtet sein, eine feste, gleichwohl wieder lösbare mechanische Verbindung zwischen Energiespeicher HLC und Versorgungsschaltung M2 herzustellen.
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Bei der erfindungsgemäßen Elektronik ist ferner vorgesehen, daß der Schaltungseingang der Lastschaltung M1 zumindest zeitweise, ggf. auch dauerhaft, mit dem ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 elektrisch verbunden ist, derart, daß bei am ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 anliegender Ausgangsspannung (V_SEK1; V_SEK2) ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungsausgang zu nämlichem Schaltungseingang und/oder ein Energiefluß von der Versorgungsschaltung M2 zur Lastschaltung M1 ermöglicht ist; dies im besonderen in der Weise, daß der vorbezeichnete Stromfluß bei einer im Bereich zwischen 2 V und 4 V liegenden Ausgangsspannung eine Stromstärke von mehr als 100 mA (Milliampere) aufweist und/oder der vorbezeichnete Energiefluß mehr als 2000 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) beträgt.
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Zum Erkennen eines allfälligen Fehlerzustands innerhalb der Elektronik, nicht zuletzt auch innerhalb der Versorgungsschaltung M2, umfaßt die erfindungsgemäße Elektronik desweiteren eine Schutzschaltung Mx. Die Schutzschaltung Mx weist einen ersten Schaltungseingang, einen zweiten Schaltungseingang sowie einen Schaltungsausgang auf. Der Schaltungsausgang der Schutzschaltung Mx ist mit dem Schaltungseingang der Versorgungsschaltung M2 elektrisch verbunden. Zudem ist der der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung Mx eingerichtet, an einen eine Versorgungsspannung V_EXT, beispielsweise nämlich eine Versorgungsgleichspannung, für die Elektronik bereitstellenden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung EV elektrisch angeschlossen zu werden und ist der zweite Schaltungseingang der Schutzschaltung Mx mit dem zweiten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 elektrisch verbunden, derart, daß eine am zweiten Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung der vom Energiespeicher HLC bereitgestellten Zellenspannung V_BAT entspricht. Die Versorgungsschaltung M2, mithin die damit gebildet Elektronik ist nach einer weiteren Ausgestaltung eingerichtet, mit einer einen zwischen 4 V und 60 V liegenden Nominalwert (Nennspannung) aufweisenden Versorgungsspannung V_EXT, insb. nämlich einer Versorgungsgleichspannung, betrieben zu werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Elektronik weist zudem sowohl die Versorgungsschaltung als auch die Schutzschaltung jeweils mindestens zwei Betriebsmodi (M2I, M2II; MxI, MxII), nämlich einen ersten Betriebsmodus M2I bzw. MxI, und wenigstens einen zweiten Betriebsmode, nämlich einen Betriebsmodus M2II bzw. MxII, auf.
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Im ersten Betriebsmodus M2I der Versorgungsschaltung ist deren Energiespeicher HLC auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet, derart, daß die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung oder eine dazu proportionale Spannung als eine erste Ausgangsspannung V_SEK1 am ersten Schaltungsausgang anliegt (V_BAT = V_SEK1) und im zweiten Betriebsmodus M2II der Versorgungsschaltung M2 ist deren Schaltungseingang auf deren ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet; dies im besonderen in der Weise, daß eine an nämlichem Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung V_EXT, beispielsweise nämlich eine Gleichspannung, in eine am ersten Schaltungsausgang anliegende zweite Ausgangsspannung V_SEK2 mit einer konstanten und/oder vorgebbaren Spannungshöhe überführt ist bzw. daß bei einer an nämlichem Schaltungseingang anliegenden Eingangsspannung V_EXT ein Stromfluß von nämlichem Schaltungseingang zum ersten Schaltungsausgang ermöglicht ist und/oder derart, daß im Ergebnis ein erster Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist, der einen vom Energiespeicher HLC, weiter über Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 zum Schaltungseingang der Lastschaltung M1 führenden Strompfad involviert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zudem vorgesehen, daß im zweiten Betriebsmodus M2II der Versorgungsschaltung M2 deren Energiespeicher HLC nicht auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, derart, daß der Energiespeicher HLC und der erste Schaltungsausgang voneinander elektrisch getrennt sind bzw. daß die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung nicht am ersten Schaltungsausgang anliegt.
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Bei der erfindungsgemäßen Elektronik ist ferner vorgesehen, daß im ersten Betriebsmodus MxI der Schutzschaltung Mx deren erster Schaltungseingang auf deren Schaltungsausgang durchgeschaltet ist; dies im besonderen in der Weise, daß bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang bzw. ein Energiefluss von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist; dies im besonderen auch in der Weise, daß im ersten Betriebsmode operierender Schutzschaltung und zeitgleich im zweiten Betriebsmode operierender Versorgungsschaltung M2 ein zweiter Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist, der einen vom ersten Schaltungseingang der Schutzschaltung Mx, weiter über deren Schaltungsausgang zum ersten Schaltungseingang der Versorgungsschaltung M2 und weiter über deren Schaltungsausgang zum Schaltungseingang der Lastschaltung M1 führenden Strompfad involviert.
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Im zweiten Betriebsmodus MxII der Schutzschaltung Mx wiederum sind deren erster Schaltungseingang und deren Schaltungsausgang elektrisch voneinander getrennt; dies im besonderen in der Weise, daß auch bei am ersten Schaltungseingang anliegender Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und weniger als 60 V lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 µA (Mikroampere) von nämlichem ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist. Darüberhinaus ist die Schutzschaltung Mx der erfindungsgemäßen Elektronik dafür eingerichtet, im ersten Betriebsmodus die am zweiten Schaltungseingang anliegende Zellenspannung dahingehend zu überwachen, ob deren Spannungshöhe einen dafür vorgegebenen, beispielsweise weniger als 0,2 V oberhalb von deren Nominalwert liegenden, Höchstwert ÛHLC überschritten hat. Zudem ist Schutzschaltung Mx eingerichtet selbsttätig deren ersten Betriebsmodus zu deaktivieren, beispielsweise zugleich deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren bzw. selbsttätig von deren ersten Betriebsmodus in deren zweiten Betriebsmodus umzuschalten, falls beim vorbezeichneten Überwachen der Zellenspannung des Energiespeichers HLC festgestellt ist, daß die Zellenspannung den vorbezeichneten Höchstwert ÛHLC überschritten hat. Zum Überwachen der Zellenspannung weist die Schutzschaltung Mx nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner einen, beispielsweise mittels wenigstens eines Differenzverstärkers gebildeten, Komparator mit einem ersten Spannungseingang, mit einem zweiten Spannungseingang und mit einem (nominell lediglich zwei Zustände aufweisenden) Signalausgang auf. Für diesen Fall kann der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des ersten Spannungseingangs des Komparators, ggf. auch unter Zwischenschaltung eines eine von der Versorgungsspannung V_EXT abgeleitete und/oder weiter stabilisierte Referenzspannung bereitstellenden Spannungsreglers und/oder einer oder mehrerer Zehner-Dioden, gebildet sein und kann der zweite Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des zweiten Spannungseingangs des Komparators, ggf. auch unter Zwischenschaltung eines Spannungsteilers für die Zellenspannung V_BAT, gebildet sein. Darüberhinaus kann die Schutzschaltung Mx eingerichtet sein, basierend auf einem Signalpegel am Signalausgang des Komparators deren ersten Betriebsmodus oder deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren; dies im besonderen in der Weise, daß sofort nach einem Wechsel auf einen ein Überschreiten des Höchstwerts ÛHLC durch die Zellenspannung signalisierenden Signalpegel an nämlichem Signalausgang der zweite Betriebsmodus der Schutzschaltung aktiviert wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im ersten Betriebsmodus der Schutzschaltung Mx bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang mit einer Stromstärke von mehr als 100 mA bzw. ein mehr als 1000 Ws/h betragender Energiefluss von der Schutzschaltung Mx zur Versorgungsschaltung M2 ermöglicht ist, und/oder ist vorgesehen, daß im zweiten Betriebsmodus der Schutzschaltung lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 µA (Mikroampere) vom ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist; dies nicht zuletzt auch für den Fall, daß am ersten Schaltungseingang eine Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und/oder weniger als 60 V anliegt und/oder daß der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung Mx an einen eine Versorgungsspannung mit einer zwischen 4 V und 60 V liegenden Spannungshöhe liefernden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung (EV) elektrisch angeschlossen ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Versorgungsschaltung M2 ferner auch dafür eingerichtet, selbsttätig den ersten Betriebsmodus zu aktivieren, beispielsweise nämlich auch nach einem Anschließen des Energiespeichers HLC bzw. auch nach Betätigung des vorbezeichneten Schalters DIL selbsttätig aufzustarten; dies im besonderen, falls die Zellenspannung des Energiespeichers HLC eine einen vorgegebenen, beispielsweise mehr als 105% einer Entladeschlußspannung des Energiespeichers HLC entsprechenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist und/oder falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung (mehr) anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist. Alternativ oder in Ergänzung kann die Versorgungsschaltung M2 zudem eingerichtet sein, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu aktivieren, beispielsweise nämlich selbsttätig aufzustarten oder selbsttätig vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, falls eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine einen vorgegebenen, beispielsweise oberhalb von 4 V liegenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist und/oder kann die Versorgungsschaltung eingerichtet sein, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu deaktivieren, falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist. Ein Detektieren der Eingangsspannung bzw. deren korrekter Spannungshöhe und/oder der vorbezeichneten (Mindest-)Spannungshöhe der Zellenspannung kann wiederum mittels eines oder mehreren, beispielsweise jeweils mittels eines oder mehrere Differenzverstärker gebildeten, entsprechend in der Versorgungsschaltung vorgesehenen Komparatoren erfolgen.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung M2 neben den beiden vorbezeichneten Betriebsmodi M2I und M2II einen weiteren, dritten Betriebsmodus M2III aufweist, derart, daß die Versorgungsschaltung M2 eingerichtet ist, in nämlichem dritten Betriebsmodus M2III die vom Energiespeicher HLC bereitgestellte Zellenspannung V_BAT in eine am ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 anliegende dritte Ausgangsspannung V_SEK3 umzuwandeln; dies im besonderen auch in der Weise, daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung V_SEK3 höher ist als die Spannungshöhe der Zellenspannung V_BAT des Energiespeichers HLC bzw. unterhalb des Nominalwerts der Zellenspannung V_BAT liegt. Alternativ oder in Ergänzung kann die Spannungshöhe der im dritten Betriebsmode von der Versorgungsschaltung bereitgestellten Ausgangsspannung V_SEK3 auch von der jeweilige Spannungshöhe der im ersten Betriebsmode und/oder der im zweiten Betriebsmode jeweils bereitgestellten Ausgangsspannung V_SEK1 bzw. V_SEK2 abweichen, insb. derart, daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung V_SEK3 niedriger ist als die Spannungshöhe der Ausgangsspannung V_SEK2 bei im zweiten Betriebsmodus operierender Versorgungsschaltung. Darüberhinaus kann die Versorgungsschaltung ferner dafür eingerichtet sein, selbsttätig den dritten Betriebsmodus zu aktivieren, sobald die vom Energiespeicher HLC bereitgestellte Zellenspannung V_BAT eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist. Der vorbezeichnete Mindestwert kann beispielsweise auf weniger als 3,3 V und/oder mehr als 80% des Nominalwerts festgelegt sein.
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Zum Konvertieren der vom Energiespeicher HLC bereitgestellte Zellenspannung V_BAT in eine davon abgeleitete, gleichwohl stabilisierte und/oder eine konstante Spannungshöhe aufweisende, beispielsweise nämlich auch als Ausgangsspannung V_SEK2 dienliche, Gleichspannung, weist die Versorgungsschaltung nach einer weiteren Ausgestaltung einen (ersten) Gleichspannungswandlers BOOST auf, derart, daß, wie in 2 schematisch dargestellt, ein Eingang des Gleichspannungswandlers BOOST mit dem wenigstens Energiespeicher HLC und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 mittels eines Ausgangs nämlichen Gleichspannungswandlers BOOST, insb. aber der zweite Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 nicht mittels des Ausgangs des Gleichspannungswandlers BOOST gebildet ist. Der Gleichspannungswandlers BOOST kann vorteilhaft beispielsweise als ein Aufwärtswandler oder als ein Inverswandler ausgebildet sein.
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Nicht zuletzt für den vorbezeichneten Fall, daß es sich bei der im zweiten Betriebsmodus der Versorgungsschaltung M2 an deren Schaltungseingang anzulegenden bzw. angelegten Eingangsspannung V_EXT um eine Gleichspannung handelt, kann die Versorgungsschaltung M2 ferner, wie auch in 3 schematisch dargestellt, einen dem Konvertieren nämlicher Eingangsspannung V_EXT in die am ersten Schaltungsausgang Versorgungsschaltung M2 abgegebene Ausgangsspannung V_SEK2 dienlichen, beispielsweise als Abwärtswandler ausgebildeten, zweiten Gleichspannungswandler BUCK aufweisen, derart, daß der Schaltungseingang der Versorgungsschaltung M2 mittels eines Eingangs des Gleichspannungswandlers BUCK und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 mittels eines Ausgangs des Gleichspannungswandlers BUCK gebildet ist. Für den vorbezeichneten Fall, daß die Versorgungsschaltung M2 auch den Gleichspannungswandler BOOST aufweist, können, wie auch in 2 bzw. 3 jeweils angedeutet, dessen Ausgang und der Ausgang des Gleichspannungswandlers BUCK miteinander elektrisch verbunden sein.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Energiespeicher HLC eine Nennkapazität von mehr als 400 As (Amperesekunden), insb. von mehr als 500 As, auf und stellt der Energiespeicher HLC vollständig aufgeladen, mithin bei einem Ladezustand (SoC - State of Charge) von 100%, eine Zellenspannung V_BAT mit einer einen Nominalwert von mehr als 2,4 V (Volt) aufweisenden Spannungshöhe bereit. Nicht zuletzt für den vorbezeichneten Fall, daß die Elektronik an eine externe Energieversorgung (EV) angeschlossen, kann die Nennkapazität des wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeichers HLC ggf. auch weniger als 1000 As betragen. Alternativ oder in Ergänzung kann der Nominalwert der Zellenspannung V_BAT des Energiespeichers HLC beispielsweise auch weniger als 4 V betragen. Zur Erhöhung der durch Batteriespeisung, mithin im ersten Betriebsmodus M2I mit der Versorgungsschaltung M2 bereitgestellten elektrischen Energie bzw. der dadurch innerhalb der Elektronik verfügbaren elektrischen Leistung, kann die Versorgungsschaltung M2, wie in 4 schematisch dargestellt, zudem wenigsten einen, beispielsweise mit dem wiederaufladbaren Energiespeicher HLC elektrisch parallel geschalteten, nicht wieder aufladbaren Energiespeicher LTC für elektrische Energie, beispielsweise eine Lithium-Thionyl-Chlorid-Batterie, aufweisen. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der vorbezeichnete Energiespeicher LTC eine Nennkapazität von mehr als 10 Ah (Amperestunden) aufweist und/oder eine Zellenspannung mit einer einen Nominalwert von mehr als 2,4 V und/oder weniger als 3,9 V aufweisenden Spannungshöhe bereitstellt. Der Energiespeicher LTC kann beispielsweise als eine D-Zelle (IEC R20) ausgestaltet und/oder auch dafür eingerichtet sein, den wieder aufladbaren Energiespeicher LTC bei Bedarf entsprechend zu laden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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