DE102019202407A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kondensators - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kondensators Download PDF

Info

Publication number
DE102019202407A1
DE102019202407A1 DE102019202407.6A DE102019202407A DE102019202407A1 DE 102019202407 A1 DE102019202407 A1 DE 102019202407A1 DE 102019202407 A DE102019202407 A DE 102019202407A DE 102019202407 A1 DE102019202407 A1 DE 102019202407A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capacitor
current measuring
variable
current
measuring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019202407.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Stephan Wenk
Thomas Taube
Philipp Quarz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102019202407.6A priority Critical patent/DE102019202407A1/de
Publication of DE102019202407A1 publication Critical patent/DE102019202407A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/64Testing of capacitors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/06Arrangements for measuring electric power or power factor by measuring current and voltage

Abstract

Vorrichtung zum Betreiben eines Kondensators, insbesondere eines Keramikvielschicht-Chipkondensators, MLCC, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens eine erste Größe zu ermitteln, die eine von dem Kondensator aufgenommene elektrische Leistung charakterisiert.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kondensators. Die Offenbarung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Kondensators.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kondensators, insbesondere eines Keramikvielschicht-Chipkondensators, MLCC, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens eine erste Größe zu ermitteln, die eine von dem Kondensator aufgenommene elektrische Leistung charakterisiert. Dies ermöglicht vorteilhaft, effizient einen gegebenenfalls kritischen Betriebszustand bzw. einen Defekt des Kondensators zu erkennen und gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einzuleiten.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe ein von dem Kondensator aufgenommener Strom, insbesondere ein von dem Kondensator aufgenommener Gleichstrom, ist. Dadurch ist, insbesondere bei Zielsystemen für den zu überwachenden Kondensator, welche eine bekannte Gleichspannung (bzw. einen Mittelwert der Versorgung) aufweisen, eine besonders effiziente Überwachung ermöglicht.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe eine den von dem Kondensator aufgenommenen Strom charakterisierende Spannung und/oder Spannungsdifferenz ist. Dadurch ist, insbesondere bei Zielsystemen für den zu überwachenden Kondensator, welche eine bekannte Gleichspannung (bzw. einen Mittelwert der Versorgung) aufweisen, eine besonders effiziente Überwachung ermöglicht.
    Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine erste Strommesseinrichtung, insbesondere einen ersten Strommesswiderstand („Shunt“), aufweist, die bzw. der elektrisch in Reihe geschaltet ist zu dem Kondensator, was eine besonders effiziente Ermittlung der ersten Größe ermöglicht.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die erste Größe in Abhängigkeit eines Spannungsabfalls über der ersten Strommesseinrichtung zu ermitteln.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Serienschaltung aus einer ersten Strommesseinrichtung, insbesondere einem ersten Strommesswiderstand („Shunt“), und einer zweiten Strommesseinrichtung, insbesondere einem zweiten Strommesswiderstand („Shunt“), aufweist, wobei ein erster Anschluss des Kondensators mit einem zwischen der ersten Strommesseinrichtung und der zweiten Strommesseinrichtung angeordneten Schaltungsknotenpunkt verbunden ist, und wobei ein zweiter Anschluss des Kondensators bevorzugt mit einem elektrischen Bezugspotential (beispielsweise dem Massepotential) verbunden ist, wobei insbesondere die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die erste Größe in Abhängigkeit einer Differenz aus einem Spannungsabfall über der ersten Strommesseinrichtung und einem Spannungsabfall über der zweiten Strommesseinrichtung zu ermitteln.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Serienschaltung aus einer ersten Strommesseinrichtung, insbesondere einem Strommesswiderstand, dem Kondensator und einer zweiten Strommesseinrichtung, insbesondere einem zweiten Strommesswiderstand aufweist, wobei insbesondere die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die erste Größe in Abhängigkeit einer Differenz aus einem Spannungsabfall über der ersten Strommesseinrichtung und einem Spannungsabfall über der zweiten Strommesseinrichtung zu ermitteln. Hierdurch ist eine alternative Schaltungstopologie zur Ermittlung der ersten Größe angegeben, die ebenfalls eine effiziente Ermittlung der ersten Größe ermöglicht.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens einen Verstärker insbesondere Subtrahierverstärker, aufweist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Subtrahierverstärker vorteilhaft zur Ermittlung einer Differenz entsprechender Spannungsabfall über den vorstehend beispielhaft genannten Strommesseinrichtung verwendet werden.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Subtrahierverstärker beispielsweise mittels wenigstens eines Operationsverstärkers (insbesondere mit rail-to-rail-Eingängen bzw. Ausgängen) bzw. wenigstens einer Operationsverstärkerschaltung z.B. aufweisend wenigstens einen derartigen Operationsverstärker realisiert werden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Subtrahierverstärker unter Verwendung eines Operationsverstärkers mit zwei Eingängen realisiert wird. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Subtrahierverstärker unter Verwendung eines Operationsverstärkers realisiert wird, der als Subtrahierverstärker für drei Eingangsspannungen, insbesondere mit gewichteten Verstärkungen, realisiert wird.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der wenigstens eine Operationsverstärker gleichzeitig eine Filterung, insbesondere Tiefpassfilterung, ausführen.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Vorrichtung wenigstens eine Schaltungsträgerplatte („Platine“) aufweist, wobei wenigstens eine Strommesseinrichtung (Shunt) als Leiterbahnabschnitt ausgebildet und auf der Schaltungsträgerplatte angeordnet ist. Dadurch kann wenigstens ein Shunt effizient und besonders klein bauend mittels einer entsprechenden Fertigungstechnologien zur Herstellung der Schaltungsträgerplatte bereitgestellt werden, wodurch insbesondere kein separates Bauteil zur Realisierung der Funktionalität des Shunts erforderlich ist.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Kondensators, insbesondere eines Keramikvielschicht-Chipkondensators, MLCC, aufweisend den folgenden Schritt: Ermitteln wenigstens einer ersten Größe, die eine von dem Kondensator aufgenommene elektrische Leistung charakterisiert.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe ein von dem Kondensator aufgenommener Strom, insbesondere ein von dem Kondensator aufgenommener Gleichstrom, ist, und/oder eine den von dem Kondensator aufgenommenen Strom charakterisierende Spannung und/oder Spannungsdifferenz.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren weiter aufweist: Ermitteln, ob die erste Größe einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet, und optional Einleiten einer Fehlerreaktion, wenn die erste Größe den vorgebbaren Schwellwert überschreitet. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Einleiten der Fehlerreaktion beispielsweise eine Deaktivierung des Kondensators bzw. einer Schaltungskomponente bzw. Baugruppe umfassen, die den Kondensator enthält, beispielsweise durch Deaktivieren bzw. Trennen der für die betreffende Baugruppe vorgesehenen elektrischen Versorgungsspannung.
  • Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
  • In der Zeichnung zeigt:
    • 1 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß bevorzugten Ausführungsformen,
    • 2 schematisch ein vereinfachtes Schaltbild einer Vorrichtung gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
    • 3A, 3B, 3C jeweils schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
    • 4 schematisch ein vereinfachtes Schaltbild einer Vorrichtung gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
    • 5 schematisch eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
    • 6 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen, und
    • 7 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen.
  • 1 zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Vorrichtung 100 gemäß bevorzugten Ausführungsformen. Die Vorrichtung 100 ist zum Betreiben eines Kondensators 200, insbesondere eines Keramikvielschicht-Chipkondensators, MLCC (multi-layer chip capacitor), vorgesehen und dazu ausgebildet, wenigstens eine erste Größe G1 zu ermitteln, die eine von dem Kondensator 200 aufgenommene elektrische Leistung PC charakterisiert. Dies ermöglicht vorteilhaft, effizient einen gegebenenfalls kritischen Betriebszustand bzw. einen Defekt des Kondensators 200 zu erkennen und gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einzuleiten.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe G1 ein von dem Kondensator 200 aufgenommener Strom I, insbesondere ein von dem Kondensator 200 aufgenommener Gleichstrom I, ist. Dadurch ist, insbesondere bei Zielsystemen für den zu überwachenden Kondensator 200, welche eine Gleichspannung (bzw. einen Mittelwert der Versorgung) bekannter Größe aufweisen, eine besonders effiziente Überwachung ermöglicht.
  • Beispielsweise kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, bei denen ein erster Anschluss des Kondensators 200 an ein erstes Bezugspotential BP1 geschaltet ist, und bei denen ein zweiter Anschluss des Kondensators 200 an ein zweites Bezugspotential BP2 geschaltet ist, davon ausgegangen werden, dass ausgehend von einem ungeladenen Zustand des Kondensators 200 ein Ladevorgang derart eintritt, dass der Kondensator 200 auf eine der Potenzialdifferenz zwischen den genannten Bezugspotentialen BP1, BP2 entsprechende Spannung aufgeladen wird, wobei in an sich bekannter Weise ein Ladestrom fließt. Sofern z.B. darüber hinaus ein nichtverschwindender Stromfluss, insbesondere eines Gleichstrom, in bzw. durch den Kondensator 200 hindurch ermittelbar ist, beispielsweise unter Verwendung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen, kann auf einen fehlerhaften Betriebszustand bzw. einen Defekt des Kondensators 200 geschlossen werden.
  • Sofern bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise wenigstens eine Last (nicht in 1 gezeigt) an den Kondensator 200, insbesondere parallel zu dem Kondensator 200, geschaltet ist, die zumindest zeitweise, insbesondere in nicht bekannter Weise, arbeitsfähige elektrische Ladung aus dem Kondensator 200 entnimmt, was beispielsweise einen nicht bekannten Entladestrom für den Kondensator 200 charakterisiert, kann zur Ermittlung der ersten Größe G1 beispielsweise eine Auswertung des Stroms I derart erfolgen, dass nur ein Gleichanteil des Stroms I (also Gleichstrom), der gegebenenfalls mittels einer Tiefpassfilterung des Stroms I bzw. einer daraus abgeleiteten Größe (beispielsweise Spannungsabfall an einem Shunt, siehe unten) erhaltbar ist, und ggf. die betreffende Stromrichtung betrachtet wird.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe G1 eine den von dem Kondensator 200 aufgenommenen Strom I charakterisierende Spannung und/oder Spannungsdifferenz ist. Dadurch ist, insbesondere bei Zielsystemen für den zu überwachenden Kondensator, welche eine bekannte Gleichspannung (bzw. einen Mittelwert der Versorgung) aufweisen, eine besonders effiziente Überwachung ermöglicht.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vergleiche das Schaltbild gemäß 2, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 100a eine erste Strommesseinrichtung 101, insbesondere einen ersten Strommesswiderstand („Shunt“), aufweist, die bzw. der elektrisch in Reihe geschaltet ist zu dem Kondensator 200, was eine besonders effiziente Ermittlung der ersten Größe G1 bzw. des sie charakterisierenden Spannungsabfalls U an dem Shunt 101 ermöglicht. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist demnach vorgesehen, dass die Vorrichtung 100a dazu ausgebildet ist, die erste Größe G1 (1) in Abhängigkeit eines Spannungsabfalls U (2) über der ersten Strommesseinrichtung 101 zu ermitteln.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vgl. 3A, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 100b eine Serienschaltung 110 aus einer ersten Strommesseinrichtung 111, insbesondere einem ersten Strommesswiderstand („Shunt“), und einer zweiten Strommesseinrichtung 112, insbesondere einem zweiten Shunt, aufweist, wobei ein erster Anschluss 200a des Kondensators 200 mit einem zwischen der ersten Strommesseinrichtung 111 und der zweiten Strommesseinrichtung 112 angeordneten Schaltungsknotenpunkt N1 verbunden ist, und wobei ein zweiter Anschluss 200b des Kondensators 200 bevorzugt mit einem elektrischen Bezugspotential BP2, beispielsweise dem Massepotential, verbunden ist. Bevorzugt ist die Vorrichtung 100b dazu ausgebildet, die erste Größe G1 (1) in Abhängigkeit einer Differenz aus einem Spannungsabfall U1 über der ersten Strommesseinrichtung 111 und einem Spannungsabfall U2 über der zweiten Strommesseinrichtung 112 zu ermitteln.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist ein erster Anschluss 110a der Serienschaltung 110 (aus Shunts 111, 112) mit einem weiteren Bezugspotential BP3 verbindbar, das (zum Beispiel bezogen auf das Massepotenzial BP2) beispielsweise einer Versorgungsspannung zum Betrieb des Kondensators 200 bzw. einer Last, vorliegend symbolisiert durch den Widerstand RL, entspricht, wobei ein erster Anschluss der Last RL bevorzugt mit einem zweiten Anschluss 110b der Serienschaltung 110 verbindbar ist, und wobei ein zweiter Anschluss der Last RL beispielsweise mit einem weiteren Bezugspotential BP4 verbindbar ist, das bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise auch dem Massepotenzial BP2 entsprechen kann.
  • Die in 3A abgebildete Vorrichtung 100b ermöglicht vorteilhaft eine effiziente Bilanzierung eines ggf. in den Kondensator 200 fließenden Stroms und damit (insbesondere bei bekannter Versorgungsspannung BP3, BP2) der von dem Kondensator 200 aufgenommenen elektrischen Leistung.
  • Sofern ein die Vorrichtung 100b aufnehmendes Zielsystem beispielsweise eine Spannungsreglereinrichtung (nicht gezeigt) aufweist, welche für ihren Betrieb einen Shunt erfordert, der beispielsweise zwischen dem Anschluss 110a und dem Anschluss 110b für die Last RL (oder dem Anschluss N1) geschaltet sein kann, kann vorteilhaft dieser bestehende Shunt auf die vorliegend zwei Strommesseinrichtungen 111, 112 gemäß bevorzugten Ausführungsformen aufgeteilt werden, um den Schaltungsknotenpunkt N1 zum Anschluss des zu überwachenden Kondensators 200 zu definieren. Mit anderen Worten können die beiden Strommesseinrichtungen 111, 112 gemäß den Ausführungsformen (oder auch nur eine Strommesseinrichtung) vorteilhaft gleichzeitig einen Shunt für die bestehende Spannungsreglereinrichtung realisieren bzw. diesen Shunt bilden. In diesem Fall kann beispielsweise eine für die Spannungsregelung erforderliche Information aus einer Summenspannung U1+U2 der beiden Spannungsabfälle U1, U2 (oder auch aus einem einzigen dieser beiden Spannungsabfall U1, und zwei) ermittelt werden. Des Weiteren kann bei diesen Ausführungsformen eine Verlustleistung an den betreffenden einzelnen Shunts 111,112 reduziert werden.
  • Die Vorrichtung 100, 100a, 100b gemäß den Ausführungsformen ermöglicht vorteilhaft eine permanente Überwachung des Betriebs des Kondensators 200. Insbesondere ist bei der Vorrichtung 100b gemäß 3A auch die Möglichkeit gegeben, fehlerbedingte zusätzliche Verlustleistungen, die beispielsweise durch den Kondensator 200 dissipiert werden, wenn eine gegebenenfalls durch die Last RL aus dem Kondensator 200 entnommene elektrische Leistung größer ist als die fehlerbedingte zusätzliche Verlustleistung.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen auch zur Überwachung eines Betriebs eines andersartigen Bauelements verwendet werden.
  • 3B zeigt schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Vorrichtung 100b' gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Die Schaltungstopologie der Elemente 111, 112, 200 entspricht der vorstehend bereits unter Bezugnahme auf 3A beschriebenen Konfiguration. Die Vorrichtung 100b' weist mehrere jeweils als Subtrahierverstärker ausgebildete, in 3B nur schematisch angedeutete, Operationsverstärker 111a, 112a, 113 auf. Ein erster Subtrahierverstärker 111a (für zwei Eingangssignale) bildet in Abhängigkeit des Spannungsabfalls U1 (3A) über dem ersten Shunt 111 ein Signal d1, ein zweiter Subtrahierverstärker 112a bildet in Abhängigkeit des Spannungsabfalls U2 (3A) über dem zweiten Shunt 112 ein Signal d2, und ein dritter Subtrahierverstärker 113 bildet ein Differenzsignal G1' aus den beiden Signalen d1, d2, das der vorstehend bereits beschriebenen ersten Größe G1 entspricht. Das Differenzsignal G1' kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorteilhaft beispielsweise auf das Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwert überwacht werden, wobei in einem derartigen Fall auf eine unzulässig hohe Leistungsaufnahme des Kondensators 200 geschlossen werden kann. Die beiden Eingangssignale für den ersten Subtrahierverstärker 111a entsprechen vorliegend beispielhaft dem elektrischen Potenzial an den beiden Anschlüssen des ersten Shunts 111. Für den zweiten Subtrahierverstärker 112a gilt entsprechendes, bezogen auf den zweiten Shunt 112.
  • 3C zeigt schematisch ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 100b" gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Die Schaltungstopologie der Elemente 111, 112, 200 entspricht der vorstehend bereits unter Bezugnahme auf 3A beschriebenen Konfiguration. Die Vorrichtung 100b" weist im Unterschied zu der Konfiguration 100b' gemäß 3B einen einzigen Subtrahierverstärker 114 auf, der vorteilhaft ebenfalls wiederum mittels eines Operationsverstärkers realisierbar ist, und der die ihm zugeführten drei Eingangssignale s1, s2, s3 so verarbeitet, dass die von ihm gebildete Ausgangsgröße G1" wiederum die von dem Kondensator 200 aufgenommene elektrische Leistung charakterisiert. Insoweit entspricht eine Funktion des Subtrahierverstärkers 114 der 3C der Funktion der drei Subtrahierverstärker 111a, 112a, 113 gemäß 3B.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vergleiche das vereinfachte Schaltbild gemäß 4, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 100c eine Serienschaltung 120 aus einer ersten Strommesseinrichtung 121, insbesondere einem Strommesswiderstand, dem Kondensator 200 und einer zweiten Strommesseinrichtung 122, insbesondere einem zweiten Strommesswiderstand, aufweist, wobei insbesondere die Vorrichtung 100c dazu ausgebildet ist, die erste Größe G1 (1) in Abhängigkeit einer Differenz aus einem Spannungsabfall U1' über der ersten Strommesseinrichtung 121 und einem Spannungsabfall U2' über der zweiten Strommesseinrichtung 122 zu ermitteln.
  • Hierdurch ist eine alternative Schaltungstopologie zur Ermittlung der ersten Größe G1 angegeben, die ebenfalls eine effiziente Ermittlung der ersten Größe G1 ermöglicht. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der mit dem vierten Bezugspotential BP4 assoziierte Schaltungsknotenpunkt auch mit dem Schaltungsknotenpunkt zwischen dem Kondensator 200 und dem ersten Shunt 121 verbunden sein.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vergleiche die Darstellung gemäß 5, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 100d, die hinsichtlich ihrer Schaltungstopologie im Wesentlichen der Konfiguration 100b" gemäß 3C entspricht, wenigstens eine Schaltungsträgerplatte („Platine“) 102 aufweist, wobei wenigstens eine Strommesseinrichtung (Shunt) 111, 112 (3A) als Leiterbahnabschnitt 111', 112' (5) ausgebildet und auf der Schaltungsträgerplatte 102 angeordnet ist. Dadurch kann wenigstens ein Shunt 111, 112 effizient und besonders klein bauend mittels einer entsprechenden Fertigungstechnologie zur Herstellung der Schaltungsträgerplatte 102 bereitgestellt werden, wodurch insbesondere kein separates Bauteil zur Realisierung der Funktionalität des Shunts erforderlich ist.
  • 6 zeigt schematisch ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 100e gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Die Vorrichtung 100e weist einen Analog/Digital-Wandler („ADC“) 104 auf, mittels dem der beispielsweise einem Shunt 101 (2) erhaltbare Spannungsabfall U in eine wertediskrete und Zeit diskrete Größe U' transformiert ist, die in an sich bekannter Weise durch eine digitale Recheneinrichtung (nicht gezeigt) und/oder sonstige Digitalschaltungen weiterverarbeitbar ist. Zusätzlich kann die Vorrichtung 100e wenigstens eine Schaltungstopologie gemäß den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, um den wenigstens einen Spannungsabfall U zu ermitteln, der eine von dem Kondensator 200 aufgenommene elektrische Größe charakterisiert.
  • Alternativ oder ergänzend zu dem ADC 104 kann die Vorrichtung 100e auch über eine Abschalteinrichtung 106 verfügen, die dazu ausgebildet ist, bei einem erkannten fehlerhaften Betriebszustand des Kondensators 200 beispielsweise eine Deaktivierung des Kondensators 200 bzw. einer den Kondensator 200 enthaltenden Schaltung vorzusehen. Hierzu kann die Abschalteinrichtung 106 beispielsweise einen entsprechenden Steuerbefehl STB erzeugen, mittels dem beispielsweise eine das Bezugspotential BP3 (3A) bereitstellende Versorgungsspannungsquelle (nicht gezeigt) deaktivierbar ist.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Kondensators 200, insbesondere eines Keramikvielschicht-Chipkondensators, MLCC, 200, aufweisend den folgenden Schritt, vgl. 7: Ermitteln 300 wenigstens einer ersten Größe G1 (1), die eine von dem Kondensator 200 aufgenommene elektrische Leistung PC charakterisiert.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe G1 ein von dem Kondensator 200 aufgenommener Strom I, insbesondere ein von dem Kondensator 200 aufgenommener Gleichstrom I, ist, und/oder eine den von dem Kondensator 200 aufgenommenen Strom charakterisierende Spannung U (2) und/oder Spannungsdifferenz U2-U1 (3A), U1', U2' (4).
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vgl. 7, ist vorgesehen, dass das Verfahren weiter aufweist: Ermitteln 302, ob die erste Größe G1 einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet, und optional Einleiten 304 einer Fehlerreaktion, wenn die erste Größe G1 den vorgebbaren Schwellwert überschreitet. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Einleiten 304 der Fehlerreaktion beispielsweise eine Deaktivierung des Kondensators 200 bzw. einer Schaltungskomponente bzw. Baugruppe umfassen, die den Kondensator 200 enthält, beispielsweise durch Deaktivieren bzw. Trennen der für die betreffende Baugruppe vorgesehenen elektrischen Versorgungsspannung BP3.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die Auswertung der ersten Größe G1 beispielsweise auch eine Tiefpassfilterung bzw. Isolation des Gleichanteils umfassen, und/oder eine Ermittlung der Stromrichtung des Stroms I.
  • Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann ein Widerstandswert wenigstens eines Shunts 111, 112, 121, 122 z.B. 10 Milliohm betragen.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d; 100e) zum Betreiben eines Kondensators (200), insbesondere eines Keramikvielschicht-Chipkondensators, MLCC, wobei die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d; 100e) dazu ausgebildet ist, wenigstens eine erste Größe (G1) zu ermitteln, die eine von dem Kondensator (200) aufgenommene elektrische Leistung (PC) charakterisiert.
  2. Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) nach Anspruch 1, wobei die erste Größe (G1) ein von dem Kondensator (200) aufgenommener Strom (I), insbesondere ein von dem Kondensator (200) aufgenommener Gleichstrom, ist, und/oder eine den von dem Kondensator (200) aufgenommenen Strom (I) charakterisierende Spannung (U) und/oder Spannungsdifferenz.
  3. Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) eine erste Strommesseinrichtung (101), insbesondere einen ersten Strommesswiderstand (101), aufweist, die elektrisch in Reihe geschaltet ist zu dem Kondensator (200), wobei insbesondere die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) dazu ausgebildet ist, die erste Größe (G1) in Abhängigkeit eines Spannungsabfalls (U) über der ersten Strommesseinrichtung (101) zu ermitteln.
  4. Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) eine Serienschaltung (110) aus einer ersten Strommesseinrichtung (111), insbesondere einem ersten Strommesswiderstand (111), und einer zweiten Strommesseinrichtung (112), insbesondere einem zweiten Strommesswiderstand (112), aufweist, wobei ein erster Anschluss (200a) des Kondensators (200) mit einem zwischen der ersten Strommesseinrichtung (111) und der zweiten Strommesseinrichtung (112) angeordneten Schaltungsknotenpunkt (N1) verbunden ist, und wobei ein zweiter Anschluss (202b) des Kondensators (200) mit einem elektrischen Bezugspotential (BP2) verbunden ist, wobei insbesondere die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) dazu ausgebildet ist, die erste Größe (G1) in Abhängigkeit einer Differenz aus einem Spannungsabfall (U1) über der ersten Strommesseinrichtung (111) und einem Spannungsabfall (U2) über der zweiten Strommesseinrichtung (112) zu ermitteln.
  5. Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) eine Serienschaltung (120) aus einer ersten Strommesseinrichtung (121), insbesondere einem Strommesswiderstand (121), dem Kondensator (200) und einer zweiten Strommesseinrichtung (122), insbesondere einem zweiten Strommesswiderstand (122) aufweist, wobei insbesondere die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) dazu ausgebildet ist, die erste Größe (G1) in Abhängigkeit einer Differenz aus einem Spannungsabfall (U1') über der ersten Strommesseinrichtung (121) und einem Spannungsabfall (U2') über der zweiten Strommesseinrichtung (122) zu ermitteln.
  6. Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) wenigstens einen Verstärker (111a, 112a, 113, 114) insbesondere Subtrahierverstärker (111a, 112a, 113, 114), aufweist.
  7. Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Vorrichtung (100; 100a; 100b; 100c; 100d) wenigstens eine Schaltungsträgerplatte (102) aufweist, und wobei wenigstens eine Strommesseinrichtung (111, 112; 121, 122) als Leiterbahnabschnitt (111', 112') ausgebildet und auf der Schaltungsträgerplatte (102) angeordnet ist.
  8. Verfahren zum Betreiben eines Kondensators (200), insbesondere eines Keramikvielschicht-Chipkondensators, MLCC, aufweisend den folgenden Schritt: Ermitteln (300) wenigstens einer ersten Größe (G1), die eine von dem Kondensator (200) aufgenommene elektrische Leistung (PC) charakterisiert.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die erste Größe (G1) ein von dem Kondensator (200) aufgenommener Strom (I), insbesondere ein von dem Kondensator (200) aufgenommener Gleichstrom, ist, und/oder eine den von dem Kondensator (200) aufgenommenen Strom (I) charakterisierende Spannung (U) und/oder Spannungsdifferenz.
  10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 8-9, weiter aufweisend: Ermitteln (302), ob die erste Größe (G1) einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet, und optional Einleiten (304) einer Fehlerreaktion, wenn die erste Größe (G1) den vorgebbaren Schwellwert überschreitet.
DE102019202407.6A 2019-02-22 2019-02-22 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kondensators Pending DE102019202407A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019202407.6A DE102019202407A1 (de) 2019-02-22 2019-02-22 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kondensators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019202407.6A DE102019202407A1 (de) 2019-02-22 2019-02-22 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kondensators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019202407A1 true DE102019202407A1 (de) 2020-08-27

Family

ID=72139389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019202407.6A Pending DE102019202407A1 (de) 2019-02-22 2019-02-22 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kondensators

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019202407A1 (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017205521B4 (de) Energiewandlungsvorrichtung und Verfahren zum Diagnostizieren von Abnormalität in Spannungssensorcharakteristika
WO2016050406A1 (de) Batteriesystem mit einer zum versorgen eines hochvoltnetzes mit elektrischer energie ausgebildeten batterie und einer messeinrichtung zum messen mindestens eines isolationswiderstandes der batterie
EP2372857A1 (de) Bestimmung des Fehlerstromanteils eines Differenzstroms
DE102009029696A1 (de) Switched-Capacitor-Verstärkeranordnung mit niedrigem Eingangsstrom
DE102011009474A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen und Symmetrieren eines mehrzelligen Energiespeicherstapels
DE102008018244B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Fehlers in einer Leistungsbrückenschaltung
DE10347110B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Messen einzelner Zellenspannungen in einem Zellenstapel eines Energiespeichers
DE102005005101A1 (de) Testsystem zum Testen von integrierten Schaltungen sowie ein Verfahren zum Konfigurieren eines Testsystems
DE102017112256A1 (de) Verfahren zur erkennung eines kontaktfehlers in einer photovoltaikanlage
EP3723220B1 (de) Orten eines erdschlusses in einem gleichstromnetz
DE102020104825A1 (de) System zum messen von spannungsunterschieden zwischen batteriezellen und zum erlangen von batteriezellenspannungen unter verwendung der spannungsunterschiede
DE60201778T2 (de) Spannungskomparatorschaltung
DE102014103321A1 (de) Isolationsüberwachung für reihenkompensierte Wicklungen eines kontaktlosen Energieübertragungssystems
EP3832324A1 (de) Schaltungsanordnung mit aktiver messspannung zur bestimmung eines isolationswiderstands gegen erdpotential in einem ungeerdeten stromversorgungssystem
AT517714B1 (de) Schaltungsanordnung zur Signaleinprägung eines elektrischen Signals in eine elektrochemische Energieliefervorrichtung
DE102019202407A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kondensators
DE10341836B4 (de) Testvorrichtung zum Testen von elektrischen Schaltungen sowie Verfahren zum parallelen Testen von elektrischen Schaltungen
DE102011002618A1 (de) Batteriezelle mit integrierter Zellelektronik
DE202010016782U1 (de) Spannungsanzeigevorrichtung
WO2017041977A1 (de) Bestimmung der zwischenkreiskapazität
DE102016212184A1 (de) Verfahren zum Erkennen eines Fehlerfalls in einem Bordnetz
EP2728905B1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum Prüfen eines Mikrofons sowie System zum Betreiben eines Mikrofons mit einer derartigen Schaltungsanordnung
DE102012217497A1 (de) Verfahren zum Erkennen eines Störsignale erzeugenden Geräts in einem elektrischen Netz, ein elektrisches System und ein Flugzeug
EP1118006B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum testen von auf einem halbleiterchip integrierten kondensatoren
DE4310203C1 (de) Vorrichtung zur automatischen Bestimmung der Polarität von gepolten Kondensatoren insbesondere für eine Einrichtung zur selbsttätigen Bestückung von Leiterplatten