DE102021119739A1

DE102021119739A1 - Überwachungsbaugruppe sowie System mit einer Überwachungsbaugruppe

Info

Publication number: DE102021119739A1
Application number: DE102021119739.2A
Authority: DE
Inventors: Simon Struck-Süßmeier; Herbert Kastenmeyer; Sudarsan Vedantha
Original assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Truma Geraetetechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-02-02
Also published as: CN117716592A; EP4378041A1; AU2022317189A1; WO2023006587A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsbaugruppe (14) zur Überwachung eines Versorgungssignals eines elektrisch betriebenen Bauteils (12), wobei die Überwachungsbaugruppe (10) eine Überwachungsschaltung (20) und eine der Überwachungsschaltung (20) zugeordnete Steuer- und Auswerteeinheit (22) umfasst. Zumindest eine galvanisch isolierte Verbindung ist zwischen der Überwachungsschaltung (20) und der Steuer- und Auswerteeinheit (22) vorgesehen. Die Überwachungsschaltung (20) weist wenigstens eine schwellenwertabhängige Komponente auf, die ein Stromsignal in Abhängigkeit von einer anliegenden Versorgungsspannung erzeugt. Die wenigstens eine schwellenwertabhängige Komponente ist derart ausgelegt, dass sie ein Stromsignal erzeugt, wenn die Versorgungsspannung über einem ersten Schwellenwert liegt. Die Steuer- und Auswerteeinheit (22) ist eingerichtet, das wenigstens eine übermittelte Ausgangssignal auszuwerten, um einen Fehlerzustand zu ermitteln. Die Steuer- und Auswerteeinheit (22) ist eingerichtet, ein Ansteuerungssignal auszugeben, wenn der Fehlerzustand ermittelt worden ist. Zudem ist ein System (10) beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsbaugruppe zur Überwachung eines Versorgungssignals eines elektrisch betriebenen Bauteils. Ferner betrifft die Erfindung ein System mit einem elektrisch betriebenen Bauteil sowie einer Überwachungsbaugruppe.
Überwachungsbaugruppen, die eine Überwachungsschaltung aufweisen, welche auch Netzüberwachungsschaltung genannt wird, werden üblicherweise bei elektronischen Systemen eingesetzt, um ein Versorgungssignal von zumindest einem elektrisch betriebenen Bauteil zu überwachen. Bei dem elektrisch betriebenen Bauteil kann es sich um eine Elektronikkomponente handeln, also eine Komponente, die das Versorgungssignal benötigt, um betrieben werden zu können.
Beispielsweise werden solche Überwachungsbaugruppen bei Klimaanlagen eingesetzt, insbesondere Klimaanlagen im Fahrzeug- bzw. Wohnmobilbereich. Mittels der Überwachungsbaugruppe lässt sich dann die Versorgung eines Bauteils der Klimaanlage überwachen, beispielsweise ein Kompressor der Klimaanlage, der auch als Klimaanlagenkompressor bezeichnet werden kann.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Überwachungsbaugruppen weisen üblicherweise komplexe Schaltungen auf, die eine Vielzahl an Komponenten benötigen, wodurch die Überwachungsschaltungen in der Herstellung aufwendig und teuer sind. Zudem steigt mit jeder verwendeten Komponente in der Überwachungsbaugruppe das Ausfallrisiko der gesamten Überwachungsbaugruppe entsprechend an. Auch sind aus dem Stand der Technik einfache Ansätze für die Überwachungsbaugruppen bekannt, die jedoch nur unzureichend genaue bzw. zuverlässige Überwachungsergebnisse liefern, sodass diese für hochwertige Anwendungen nicht verwendet werden.
Insofern besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine zuverlässige und kostengünstige Erkennung von Fehlzuständen im Versorgungssignal eines elektrisch betriebenen Bauteils zu ermöglichen, insbesondere Einbrüche des Versorgungssignals des elektrisch betriebenen Bauteils zu erkennen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Überwachungsbaugruppe zur Überwachung eines Versorgungssignals eines elektrisch betriebenen Bauteils. Die Überwachungsbaugruppe umfasst eine Überwachungsschaltung und eine der Überwachungsschaltung zugeordnete Steuer- und Auswerteeinheit. Zwischen der Überwachungsschaltung und der Steuer- und Auswerteeinheit ist zumindest eine galvanisch isolierte Verbindung vorgesehen. Die Überwachungsschaltung weist wenigstens eine schwellenwertabhängige Komponente auf, die eingerichtet ist, ein Stromsignal in Abhängigkeit von einer anliegenden Versorgungsspannung des Versorgungssignals zu erzeugen. Die Überwachungsschaltung ist eingerichtet, wenigstens ein Ausgangssignal an die Steuer- und Auswerteeinheit zu übermitteln, welches dem von der wenigstens einen schwellenwertabhängigen Komponente erzeugten Stromsignal entspricht. Die wenigstens eine schwellenwertabhängige Komponente ist derart ausgelegt, dass sie ein Stromsignal erzeugt, wenn die Versorgungsspannung über einem ersten Schwellenwert liegt. Die Steuer- und Auswerteeinheit ist eingerichtet, das wenigstens eine übermittelte Ausgangssignal auszuwerten, um einen Fehlerzustand zu ermitteln. Die Steuer- und Auswerteeinheit ist ferner eingerichtet, ein Ansteuerungssignal auszugeben, wenn der Fehlerzustand ermittelt worden ist.
Mit der erfindungsgemäßen Überwachungsbaugruppe ist es demnach möglich, Einbrüche in dem Versorgungssignal zuverlässig und kostengünstig zu erkennen, da hierfür wenige Bauteile in der Überwachungsschaltung notwendig sind. Bei den Einbrüchen des Versorgungssignals kann es sich um Einbrüche der Spannung, also des Spannungswerts, und/oder um Einbrüche der Frequenz des Versorgungssignals - insbesondere eines Wechselspannungssignals - handeln.
Mithilfe der Überwachungsbaugruppe ist es grundsätzlich möglich, einen unerwarteten Ausfall des elektrisch betriebenen Bauteils, bspw. ein Blockieren eines Bauteils einer Klimaanlage wie dem Kompressor, zu verhindern, da der Fehlerzustand rechtzeitig erkannt wird, sodass hierauf reagiert werden kann. Der unerwartete Ausfall des elektrisch betriebenen Bauteils führt üblicherweise dazu, dass hohe Einschalt- bzw. Anlaufströme fließen, wenn das elektrische Bauteil wieder in Betrieb genommen wird, welche wiederum dazu führen können, dass eine vorhandene Sicherung auslöst. Letztendlich muss ein manueller Eingriff durch den Bediener erfolgen, um das elektrisch betriebene Bauteil bzw. ein das Bauteil umfassendes Gerät wieder in den Betrieb zu nehmen.
Die erfindungsgemäße Überwachungsbaugruppe stellt dagegen sicher, dass das Versorgungssignal des elektrisch betriebenen Bauteils kontinuierlich überwacht wird, wodurch ein kontrolliertes Abschalten des elektrisch betriebenen Bauteils erfolgen kann, wenn ein Fehlerzustand detektiert wird. Hierdurch lassen sich die hohen Ströme beim Wiederanfahren bzw. Anlaufen vermeiden, welche sonst notwendig sind. Insofern ist es aufgrund der kontinuierlichen Überwachung mittels der erfindungsgemäßen Überwachungsbaugruppe möglich, das elektrisch betriebene Bauteil kontrolliert abzuschalten und entsprechend kontrolliert wieder anzuschalten, wobei ein Auslösen der Sicherung vermieden werden kann. Das Aus- und Einschalten kann automatisch erfolgen, also ohne manuellen Eingriff.
Die zumindest eine galvanisch isolierte Verbindung zwischen der Überwachungsschaltung und der Steuer- und Auswerteeinheit kann durch einen Optokoppler realisiert sein, sodass die Steuer- und Auswerteeinheit von einer Versorgungsspannung galvanisch getrennt ist. Hierdurch ist die Steuer- und Auswerteeinheit entsprechend vor Überspannungen oder Spannungsspitzen des Versorgungssignals geschützt, welches in der Überwachungsschaltung verarbeitet wird. Die galvanisch isolierte Verbindung zwischen der Überwachungsschaltung und der Steuer- und Auswerteeinheit stellt demnach eine entsprechende Schutzisolierung dar, die beispielsweise zur Abtrennung von öffentlichen Stromversorgungen dient.
Die schwellenwertabhängige Komponente, die in der Überwachungsschaltung vorgesehen ist, kann als eine Zener-Diode ausgebildet sein, die in Abhängigkeit der anliegenden Spannung einen Stromfluss zulässt, also ein entsprechendes Stromsignal erzeugt. Über die konkrete Ausgestaltung der entsprechenden schwellenwertabhängigen Komponente, also der Zener-Diode, lässt sich der erste Schwellenwert einstellen, bei dem die Überwachungsschaltung, insbesondere die gesamte Überwachungsbaugruppe, einen Fehlerzustand detektieren soll.
Beispielsweise wird der Fehlerzustand detektiert, wenn der erste Schwellenwert vom Versorgungssignal unterschritten wird, weil dann kein Stromfluss mehr vorliegt bzw. kein Stromsignal erzeugt wird.
Die schwellenwertabhängige Komponente der Überwachungsschaltung erzeugt demnach einen von der anliegenden Spannung abhängigen Stromfluss, sodass in Abhängigkeit von der Auslegung der schwellenwertabhängigen Komponente ein Stromfluss vorliegt, sofern das Versorgungssignal eine ausreichend hohe Versorgungsspannung aufweist. Sofern die schwellenwertabhängige Komponente kein Stromsignal erzeugt, bedeutet dies, dass der Spannungswert des Versorgungssignals unterhalb des ersten Schwellenwerts liegt bzw. nicht ausreichend für den Betrieb des elektrisch betriebenen Bauteils ist. Wenn kein Stromsignal erzeugt wird, liegt auch kein entsprechendes Ausgangssignal vor, welches an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt wird.
Die Steuer- und Auswerteeinheit erkennt diesen Fehlerzustand aufgrund des fehlenden Ausgangssignals, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit das Ansteuerungssignal ausgeben kann, um das elektrisch betriebene Bauteil gezielt und kontrolliert abzuschalten bzw. von der Versorgung zu nehmen, also von der Versorgung zu trennen. Hierdurch kann ein Blockieren des elektrisch betriebenen Bauteils bzw. eines weiteren Bauteils effektiv verhindert werden, welches mit dem elektrisch betriebenen Bauteil zusammenwirkt.
Insbesondere verwendet die Steuer- und Auswerteeinheit ein Referenzsignal, um festzustellen, ob ein Ausgangssignal vorliegt. Insofern kann die Steuer- und Auswerteeinheit zumindest einen Komparator aufweisen, an dessen Eingängen das Referenzsignal und das Ausgangssignal anliegen, sofern das Ausgangssignal vorhanden ist, also in dem Fall, dass die schwellenwertabhängige Komponente einen Stromfluss zulässt.
Allerdings kann die schwellenwertabhängige Komponente der Überwachungsschaltung auch ein Stromsignal mit einer Stärke erzeugen, wodurch ein proportionales Ausgangssignal an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt wird. Die Steuer- und Auswerteeinheit vergleicht das erhaltene Ausgangssignal mit dem Referenzsignal, um zu erkennen, ob das Ausgangs- bzw. Stromsignal größer oder kleiner als das Referenzsignal ist. Sofern das Ausgangs- bzw. Stromsignal kleiner als das Referenzsignal ist, liegt beispielsweise ein Fehlerzustand vor, nämlich eine (zumindest kurzzeitige) Unterbrechung des Versorgungssignals bzw. eine Unterspannung.
Ein Aspekt sieht vor, dass die Überwachungsschaltung zwei schwellenwertabhängige Komponenten aufweist. Insbesondere sind die beiden schwellenwertabhängigen Komponenten antiseriell miteinander verbunden. Die beiden schwellenwertabhängigen Komponenten können jeweils als Zener-Dioden ausgebildet sein. Aufgrund der antiseriellen Anordnung der beiden schwellenwertabhängigen Komponenten können die schwellenwertabhängigen Komponenten entsprechend polaritätsgesteuert für jeweils eine Halbwelle des als Wechselspannungssignal ausgebildeten Versorgungssignals vorgesehen sein. Bei der antiseriellen Anordnung der beiden schwellenwertabhängigen Komponenten, insbesondere den beiden Zener-Dioden, ist gewährleistet, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen Halbwelle, also positive Halbwelle oder negative Halbwelle, eine der beiden schwellenwertabhängigen Komponenten im Durchflussbetrieb und die andere der beiden schwellenwertabhängigen Komponenten im speziellen Betriebsbereich der entsprechenden schwellenwertabhängigen Komponente betrieben wird, beispielsweise im Zener-Spannungsbetrieb.
Grundsätzlich kann sich bei einem als Wechselspannung vorliegenden Versorgungssignal eine symmetrische trapezartige Ausgangsspannung der antiseriell angeordneten schwellenwertabhängigen Komponenten ergeben.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Überwachungsschaltung eingerichtet ist, zwei Stromsignale basierend auf dem Versorgungssignal zu erzeugen bzw. zwei Ausgangssignale an die Steuer- und Auswerteeinheit zu übermitteln, welche den erzeugten Stromsignalen entsprechen. Aufgrund der beiden Ausgangssignale bzw. den beiden Stromsignalen ist es möglich, dass die Steuer- und Auswerteeinheit zusätzlich zur Pegelüberwachung des Versorgungssignals eine Frequenzüberwachung des Versorgungssignals durchführen kann.
Insbesondere sind die beiden Stromsignale Halbwellen des als Wechselspannung vorliegenden Versorgungssignals zugeordnet. Die positive Halbwelle ist beispielsweise dem ersten Stromsignal bzw. dem ersten Ausgangssignal zugeordnet, wohingegen die negative Halbwelle des als Wechselspannung ausgebildeten Versorgungssignals dem zweiten Stromsignal bzw. dem zweiten Ausgangssignal zugeordnet ist. Hierdurch können die beiden Halbwellen getrennt voneinander ausgewertet werden, sodass für jede der Halbwellen eine eigenständige Pegelüberwachung möglich ist. Zudem ist eine gemeinsame Auswertung der beiden Halbwellen des als Wechselspannung vorliegenden Versorgungssignals möglich, um hierüber beispielsweise die Netzfrequenz bzw. Halbwellenzeitverhältnis der beiden Halbwellen zu ermitteln.
Die Steuer- und Auswerteeinheit kann eingerichtet sein, die Dauer der den beiden Halbwellen zugeordneten Ausgangssignale zu ermitteln, um die Netzfrequenz und/oder das Halbwellenzeitverhältnis des Versorgungssignals zu ermitteln. Die jeweilige Zeitdauer der beiden halbwellenabhängigen Signale wird erfasst, um hierüber die Netzfrequenz bzw. das Halbwellenzeitverhältnis zu erhalten. Die beiden Ausgangssignale, die den Halbwellen zugeordnet sind, werden in der Steuer- und Auswerteeinheit mit einer entsprechenden Referenzspannung verglichen. Die Steuer- und Auswerteeinheit kann hierzu jeweils einen Komparator aufweisen, wobei ein erster Komparator dem ersten Ausgangssignal und ein zweiter Komparator dem zweiten Ausgangssignal zugeordnet ist, insbesondere ein Eingang der jeweiligen Komparatoren.
Grundsätzlich ist der wenigstens eine Komparator einem Zähler zugeordnet, der mit einer konstanten Frequenz zählt. Sobald der Zähler einen festgelegten Wert erreicht hat, der einer definierten Zeitdauer zugeordnet ist, kann hierüber der Ausfall des Versorgungssignals signalisiert werden. Um den Zähler zurückzusetzen, ist der Ausgang des Komparators dem Zähler zugeordnet. Insofern kann der Zähler immer dann zurückgesetzt werden, wenn der Komparator feststellt, dass ein Ausgangssignal vorliegt. Über den Zähler, insbesondere die definierte Zeitdauer, lässt sich eine Toleranz einstellen, um so kurzzeitige Spannungseinbrüche im Versorgungssignal zu tolerieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt sind zwischen der Überwachungsschaltung und der der Überwachungsschaltung zugeordneten Steuer- und Auswerteeinheit zwei galvanisch isolierte Verbindungen vorgesehen. Die beiden galvanisch isolierten Verbindungen können jeweils als Optokoppler ausgebildet sein, wodurch sichergestellt ist, dass die Steuer- und Auswerteeinheit galvanisch von der Überwachungsschaltung isoliert ist.
Insbesondere sind die beiden galvanisch isolierten Verbindungen ausgebildet, die den beiden Halbwellen zugeordneten Ausgangssignale getrennt voneinander an die Steuer- und Auswerteeinheit zu übermitteln. Hierdurch ist es möglich, dass die den Halbwellen des Versorgungssignals zugeordneten Ausgangssignale bzw. Stromsignale getrennt voneinander ausgewertet werden können, um hierüber die Netzfrequenz bzw. das Halbwellenzeitverhältnis zu ermitteln.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Überwachungsschaltung ein Schutzelement und eine dem Schutzelement zugeordnete Sicherung aufweist. Bei dem Schutzelement kann es sich um einen Varistor handeln, also einen spannungsabhängigen Widerstand. Das Schutzelement dient zum Schutz der elektrisch betriebenen Komponente vor Überspannungen, wobei das Schutzelement über die zugeordnete Sicherung geschützt ist.
Gemäß einem Aspekt hat die Steuer- und Auswerteeinheit eine Versorgungsschnittstelle zur Energieversorgung, wobei der Versorgungsschnittstelle ein Sensor zugeordnet ist, der eingerichtet ist, zumindest eine Charakteristik der Energieversorgung zu erfassen. Die Energieversorgung der Steuer- und Auswerteeinheit kann auch als interne Versorgung bezeichnet werden, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit derart ausgebildet ist, dass diese noch arbeitet, auch wenn die Versorgungsspannung zu niedrig für die elektrisch betriebene Komponente ist. Über den Sensor wird das interne Versorgungssignal entsprechend gemessen. Die Energieversorgung bzw. die interne Versorgung erfolgt beispielsweise über einen AC/DC-Wandler, der der Versorgungsschnittstelle der Steuer- und Auswerteeinheit zugeordnet ist, worüber die Steuer- und Auswerteeinheit entsprechend mit Energie versorgt wird. Der Sensor ist wiederum dieser Versorgungsschnittstelle zugeordnet, um die Energieversorgung zu überwachen.
Der AC/DC-Wandler ist beispielsweise über einen Spannungsteiler mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden. Insbesondere lässt sich ermitteln, ob die Ausgangsspannung des AC/DC-Wandlers unterhalb eines bestimmten Schwellenwerts liegt.
Insbesondere ist die Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet, basierend auf der erfassten Charakteristik der Energieversorgung und der Ausgabe der Überwachungsschaltung einen Ausfall der Sicherung zu detektieren, also der dem Schutzelement zugeordneten Sicherung. Hierzu wertet die Steuer- und Auswerteeinheit aus, ob ein internes Netzsignal aus der Spannungserkennung fehlt, wobei die interne Versorgung der Steuer- und Auswerteeinheit über die Versorgungsschnittstelle gegeben ist, was als implizierter Hinweis auf den Ausfall der Sicherung des Schutzelements gedeutet wird. Die Energieversorgung der Steuer- und Auswerteeinheit, welche über ein Netzteil bzw. einen AC/DC-Wandler erfolgt, hält die Steuer- und Auswerteeinheit noch am Laufen, auch wenn über die Überwachungsschaltung kein Signal mehr kommt. Daher ist kein zweites Netzteil nötig.
Zum Beispiel liefert die Überwachungsschaltung bei weniger als ca. 80 V aus der Versorgung kein Signal mehr, während der der Steuer- und Auswerteeinheit zugeordnete AC/DC-Wandler noch bis 60 V funktioniert und damit die Steuer- und Auswerteeinheit funktionsfähig hält. Kurzeitige komplette Ausfälle der Versorgung können durch interne Energiespeicherung über Kondensatoren abgefangen werden.
In jedem Fall lässt sich so erfassen, ob die Energieversorgung über den AC/DC-Wandler erfolgt und ob (gleichzeitig) ein Signal von der Überwachungsschaltung vorliegt. Sollte beispielsweise eine Energieversorgung über den AC/DC-Wandler möglich sein, welche mit einer Spannung einhergeht, die eigentlich einen Betrieb der Überwachungsschaltung zur Folge hätte, so kann ein Ausfall der Sicherung detektiert werden, wenn dennoch kein Signal von der Überwachungsschaltung empfangen wird.
Die Steuer- und Auswerteeinheit kann in diesem Fall ein Ansteuerungssignal ausgeben, um den entsprechenden Fehlerzustand zu übermitteln. Hierzu kann die Steuer- und Auswerteeinheit eine Benutzerschnittstelle ansteuern, die dem Nutzer signalisiert, dass die Überwachungsbaugruppe bzw. das die Überwachungsbaugruppe umfassende Gerät einer Wartung unterzogen werden muss. Hierdurch kann in einfacher Weise sichergestellt werden, dass ein Ausfall des Schutzelements, beispielsweise aufgrund einer Überlastung, nicht unentdeckt bleibt, sondern entsprechend behoben wird.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Baugruppe ein Netzteil mit einem AC/DC-Wandler aufweist, wobei dem Netzteil ein Sensor zugeordnet ist, der einen Spannungswert am Ausgang des Netzteils erfasst und an die Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt. Insbesondere handelt es sich bei dem Spannungswert um einen Niederspannungspegel. Das vom Sensor erfasste Signal kann für eine erweiterte Überwachung des Versorgungssignals dienen, um so eine detailliertere Aussage hinsichtlich eines Fehlerzustands des Versorgungssignals zu erhalten.
Das Netzteil mit dem AC/DC-Wandler dient in einer Ausgestaltung der Energieversorgung der Steuer- und Auswerteeinheit und ist beispielsweise an die vorgenannte Versorgungsschnittstelle angeschlossen.
Gemäß einem Aspekt ist der vorgenannte Sensor für das interne Versorgungssignal als Spannungsteiler ausgestaltet. Daher ist als Aspekt vorzugsweise vorgesehen, dass der Ausgang des Netzteils, vorzugsweise der Ausgang des AC/DC-Wandlers, über einen Spannungswandler als Sensor mit der Steuer- und Auswerteeinheit verbunden ist. Damit wird ermittelt, ob die Versorgungsspannung unterhalb des unteren Schwellwerts weiter abfällt.
Insbesondere ist der AC/DC-Wandler eingerichtet, eine Ausgangsspannung bis zu einem zweiten Schwellenwert für das Versorgungssignal auszugeben, wobei der zweite Schwellenwert unterhalb des ersten Schwellenwerts liegt. Mit anderen Worten ist der AC/DC-Wandler derart ausgebildet, dass die Ausgangsspannung erst unterhalb der von der Überwachungsschaltung gemeldeten Unterspannung für den Betrieb der elektrisch betriebenen Komponente auf einen kritischen Wert sinkt, wodurch sich der zweite Spannungsschwellenwert ergibt, der bei der Überwachung des Versorgungsignals zusätzlich herangezogen werden kann.
Grundsätzlich kann die Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet sein, die Dauer eines Ausfalls des wenigstens einen Ausgangssignals zu ermitteln, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet ist, die Dauer mit einer definierten Zeitspanne abzugleichen, um den Fehlerzustand zu detektieren, wenn die Dauer des Ausfalls länger als die definierte Zeitspanne ist. Wie vorstehend erläutert, kann dies in einfacher Weise über den Zähler erfolgen, der dem Komparator zugeordnet ist und von dessen Ausgangssignal zurückgesetzt werden kann, wenn an dessen Eingang ein entsprechendes Ausgangssignal der Überwachungsschaltung anliegt. Dies entspricht einer Basisüberwachung mittels der Überwachungsbaugruppe, da aufgrund der definierten Zeitspanne ein Zeitraum definiert ist, ab dem die Überwachungsbaugruppe erst anspricht bzw. der von der Überwachungsbaugruppe noch toleriert wird. Mit anderen Worten gibt die Steuer- und Auswerteeinheit das Ansteuerungssignal nicht aus, wenn die ermittelte Dauer des Ausfalls des wenigstens einen Ausgangssignals, also das Ansprechen der Basisüberwachung, für einen Zeitraum erfolgt, der kleiner als die definierte Zeitspanne ist, da der entsprechende Ausfall noch im vorgesehenen Toleranzbereich liegt. Sollte das wenigstens eine Ausgangssignal jedoch für einen Zeitraum ausfallen, der größer als die definierte Zeitspanne ist, so wird der Fehlerzustand detektiert und das Ansteuerungssignal ausgegeben, um das elektrisch betriebene Bauteil bzw. ein dem elektrisch betriebenen Bauteil zugeordnete Bauteil bzw. das übergeordnete Gerät gezielt abzuschalten bzw. herunterzufahren.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet ist, den Fehlerzustand zu detektieren, wenn ein Ausfall der Ausgangsspannung und ein Ausfall des wenigstens einen Ausgangssignals gleichzeitig vorliegen, insbesondere unabhängig von der Dauer des Ausfalls des wenigstens einen Ausgangssignals. Dies stellt eine erweiterte Überwachung dar, bei der der entsprechende Fehlerzustand auch dann schon festgestellt und ein Ansteuerungssignal ausgegeben wird, wenn der Ausfall des Ausgangssignals sowie der Ausfall der Ausgangsspannung des AC/DC-Wandlers gleichzeitig vorliegen, insbesondere unabhängig von der Dauer des Ausfalls des wenigstens einen Ausgangssignals.
Dies bedeutet, dass der Fehlerzustand detektiert wird, auch wenn die Dauer des Ausfalls des wenigstens einen Ausgangssignals noch innerhalb der definierten Zeitspanne liegt. Dies liegt daran, dass der AC/DC-Wandler den zweiten Schwellenwert aufweist, bis zu dem die Ausgangsspannung ausgegeben wird, wobei der zweite Schwellenwert ein niedrigeres Spannungsniveau als der erste Schwellenwert hat, sodass bei einem gleichzeitigen Ausfall der Ausgangsspannung und des Ausgangssignals das Spannungsniveau des Versorgungssignals unterhalb des zweiten Schwellenwerts liegt, wodurch auf eine sehr geringe Versorgungsspannung geschlossen wird, die einen Fehlerzustand zur Folge hat.
Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch ein System, welches ein elektrisch betriebenes Bauteil, beispielsweise ein Bauteil einer Klimaanlage wie einen Kompressor, sowie eine Überwachungsbaugruppe der zuvor genannten Art umfasst. Das elektrisch betriebene Bauteil ist über ein Schaltelement mit der Überwachungsbaugruppe verbunden. Bei dem Schaltelement kann es sich um ein Relais handeln, zum Beispiel ein Halbleiter-Relais. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Steuer- und Auswerteeinheit sowohl gegenüber der Überwachungsschaltung als auch gegenüber dem elektrisch betriebenen Bauteil galvanisch isoliert werden kann, sofern das Schaltelement entsprechend ausgebildet ist.
Grundsätzlich kann das Schaltelement von der Steuer- und Auswerteeinheit im erkannten Fehlerzustand angesteuert werden. Dies bedeutet, dass das von der Steuer- und Auswerteeinheit auszugebene Ansteuerungssignal an das Schaltelement ausgegeben werden kann, wodurch ein kontrolliertes Abschalten des elektrisch betriebenen Bauteils bzw. eines dem elektrisch betriebenen Bauteil zugeordneten Bauteils sichergestellt ist.
Mit anderen Worten ist die Überwachungsbaugruppe eingerichtet, das Schaltelement in Abhängigkeit von einem detektierten Fehlerzustand des Versorgungssignals des elektrisch betriebenen Bauteils anzusteuern, um die Versorgung über das Schaltelement kontrolliert zu unterbrechen. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein unbemerktes Abschalten des elektrisch betriebenen Bauteils bzw. eines mit dem elektrisch betriebenen Bauteil zusammenwirkenden Bauteils vermieden wird.
Alternativ kann das Ansteuerungssignal verwendet werden, um direkt das elektrisch betriebene Bauteil bzw. ein dem elektrisch betriebenen Bauteil zugeordnetes Bauteil kontrolliert abzuschalten.
Grundsätzlich ist es aufgrund des kontrollierten und gezielten Abschaltens möglich, das entsprechende Bauteil später wieder kontrolliert und gezielt einzuschalten bzw. anzufahren, wobei zu hohe Einschaltströme vermieden werden.
Im Allgemeinen ist es mit der Überwachungsbaugruppe möglich, eine Aussage über die Netzspannung, also den Pegel der Netzspannung, und die Netzfrequenz des Versorgungssignals zu treffen, das dem elektrisch betriebenen Bauteil zugeführt wird.
Zudem kann die Überwachungsbaugruppe eingesetzt werden, um den Zustand des Schutzelements zu ermitteln, insbesondere den Zustand der dem Schutzelement zugeordneten Sicherung.
Darüber hinaus lässt sich die Überwachungsbaugruppe im Feld einstellen, also ohne Änderungen der Hardware, indem Parameter eingestellt werden, die zur Überwachung herangezogen werden, beispielsweise die definierte Zeitspanne.
Die Überwachungsbaugruppe stellt aufgrund der einfachen Bauweise sicher, dass diese schnell auf Einbrüche des Versorgungssignals reagiert, beispielsweise Spannungs- und/oder Frequenzeinbrüche, wobei gleichzeitig eine Toleranz gegenüber kurzzeitigen bzw. geringfügigen Einbrüchen gegeben ist.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems, welches eine erfindungsmäße Überwachungsbaugruppe umfasst,
- 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungsbaugruppe,
- 3a eine schematische Darstellung der bei der Überwachungsbaugruppe verwendeten Steuer- und Auswerteeinheit gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 3b eine schematische Darstellung der bei der Überwachungsbaugruppe verwendeten Steuer- und Auswerteeinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
- 4 eine Übersicht, die die unterschiedlichen Szenarien bei der Überwachung mittels der erfindungsgemäßen Überwachungsbaugruppe verdeutlicht.

In 1 ist ein System 10 gezeigt, das ein elektrisch betriebenes Bauteil 12 sowie eine Überwachungsbaugruppe 14 umfasst, welche über ein Schaltelement 16 miteinander verbunden sind.
Das elektrisch betriebene Bauteil 12 wird über eine Versorgungsspannung bzw. ein Versorgungssignal einer Versorgung 18 betrieben, wobei die Überwachungsbaugruppe 14 das Versorgungssignal überwacht.
Das elektrisch betriebene Bauteil 12 ist über das Schaltelement 16 mit der Versorgung 18 verbunden, sodass das elektrisch betriebene Bauteil 12 von der Versorgung 18 getrennt werden kann.
Insbesondere handelt es sich bei dem Schaltelement 16 um ein Relais, beispielsweise ein Halbleiter-Relais, sodass eine galvanische Trennung des elektrisch betriebenen Bauteils 12 von der Versorgung 18 möglich ist.
Die Überwachungsbaugruppe 14 umfasst eine Überwachungsschaltung 20, eine der Überwachungsschaltung 20 zugeordnete Steuer- und Auswerteeinheit 22 sowie ein Netzteil 24, das einen AC/DC-Wandler 26 umfasst, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
Die Überwachungsbaugruppe 14 ist über die Überwachungsschaltung 20 mit der Versorgung 18 gekoppelt, sodass die Überwachungsschaltung 20 das von der Versorgung 18 bereitgestellte Versorgungssignal abgreift und überwacht, insbesondere hinsichtlich des Spannungswerts und/oder der Frequenz des Versorgungssignals.
Die Überwachungsschaltung 20 ist in 2 detaillierter gezeigt, woraus hervorgeht, dass die Überwachungsschaltung 20 ein Schutzelement 28 in Form eines Varistors („VDR“) sowie eine dem Schutzelement 28 zugeordnete Sicherung 30 aufweist, die dazu dienen, eine Überspannung von der elektrisch betriebenen Baugruppe 12 fernzuhalten, um so das elektrisch betriebene Bauteil 12 vor der Überspannung zu schützen.
Zudem umfasst die Überwachungsschaltung 20 zwei schwellenwertabhängige Komponenten 32, 34, die als Zener-Dioden ausgebildet sind. Die beiden schwellenwertabhängigen Komponenten 32, 34 sind dabei antiseriell angeordnet, wodurch eine Rektifizierung des Versorgungssignals erfolgen kann.
Grundsätzlich wird über die schwellenwertabhängigen Komponenten 32, 34 zumindest ein Stromsignal bereitgestellt, welches vom Spannungswert des Versorgungssignals abhängt. Dies bedeutet, dass beim Vorliegen einer Versorgungsspannung, die oberhalb eines ersten Schwellenwerts liegt, ein entsprechendes Stromsignal bereitgestellt wird, welches von der Überwachungsschaltung 20 an die Steuer- und Auswerteeinheit 22 übermittelt werden kann, insbesondere in Form eines Ausgangssignals.
Der erste Schwellenwert kann dabei aufgrund der entsprechenden Auslegung der schwellenwertabhängigen Komponenten 32, 34 vordefiniert sein.
Zwischen der Steuer- und Auswerteeinheit 22 und der Überwachungsschaltung 20 ist zumindest eine galvanisch isolierte Verbindung 36 vorgesehen, um die Steuer- und Auswerteeinheit 22 von der Überwachungsschaltung 20 galvanisch zu trennen, insbesondere von der anliegenden Versorgungsspannung, die durch die Versorgung 18 bereitgestellt wird.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Steuer- und Auswerteeinheit 22 mit der Überwachungsschaltung 20 über zwei galvanisch isolierte Verbindungen 36 verbunden, die jeweils als Optokoppler ausgebildet sind, wie aus 2 hervorgeht.
Über die Widerstände R2 und R3 besteht dabei eine Verbindung zu dem Netzteil 24 und insbesondere zu dem AC/DC-Wandler 26. Beide Widerstände R2, R3 bilden somit die Versorgungsschnittstelle der Steuer- und Auswerteeinheit 22. Insofern hat die Steuer- und Auswerteeinheit 22 eine Versorgungsschnittstelle 37 zur Energieversorgung.
Über die beiden Optokoppler werden Ausgangssignale an die Steuer- und Auswerteeinheit 22 weitergeleitet, die zwei Stromsignalen entsprechen, welche von der Überwachungsschaltung 20 bereitgestellt werden.
Wie aus 2 deutlich wird, ist die Überwachungsschaltung 20 derart ausgebildet, dass den beiden Halbwellen des als Wechselspannungssignal vorliegenden Versorgungssignals zugeordnete Stromsignale erzeugt werden, welche getrennt voneinander an die Steuer- und Auswerteeinheit 22 übermittelt werden, nämlich mittels der Ausgangssignale, welche durch die Optokoppler übertragen werden.
Die Steuer- und Auswerteeinheit 22 empfängt somit die beiden Ausgangssignale von der Überwachungsschaltung 20, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit 22 die beiden Ausgangssignale auswertet, um einen Fehlerzustand im Versorgungssignal zu detektieren.
In 3a ist beispielhaft gezeigt, dass die Steuer- und Auswerteeinheit 22 die erhaltenen Ausgangssignale jeweils mit einem Referenzsignal vergleicht.
Hierzu weist die Steuer- und Auswerteeinheit 22 einen ersten Komparator 38 sowie einen zweiten Komparator 40 auf, die das erste Ausgangssignal bzw. das zweite Ausgangssignal erhalten, sofern diese von der Überwachungsschaltung 20 erzeugt werden.
Die beiden Komparatoren 38, 40 sind demnach eingerichtet, das Spannungsniveau der jeweiligen Halbwelle des Versorgungssignals mit dem Referenzsignal zu vergleichen. Hierdurch kann eine entsprechende Pegelüberwachung für die jeweiligen Halbwellen ermöglicht werden.
Die Pegelüberwachung kann durch den ersten Schwellenwert erfolgen, der durch die schwellenwertabhängigen Komponenten 32, 34 eingestellt ist. Wie eingangs beschrieben, wird nur dann ein Stromsignal erzeugt, wenn das Spannungsniveau der Versorgungsspannung oberhalb des ersten Schwellenwerts liegt.
Demnach liegt am jeweiligen Eingang des entsprechenden Komparators 38, 40, beispielsweise dem positiven Eingang, das Ausgangssignal der zugeordneten Halbwelle des Versorgungssignals oder kein Ausgangssignal an, wenn das Spannungsniveau unterhalb des ersten Schwellenwerts liegt.
Wenn am entsprechenden Eingang des Komparators 38, 40 kein Ausgangssignal der Überwachungsschaltung anliegt, so schaltet der Komparator 38, 40 aufgrund des am anderen Eingang anliegenden Referenzsignals entsprechend um.
Zudem sind die beiden Komparatoren 38, 40, insbesondere deren Ausgänge, in der gezeigten Ausführungsform jeweils einem Zähler 42, 44 zugeordnet, über den die Dauer der halbwellenabhängigen Signale, also der jeweiligen Ausgangssignale ermittelt werden kann. Die Zähler 42, 44 zählen mit einer definierten Frequenz das Ausgangssignal des jeweiligen Komparators 38, 40, um so die Dauer der halbwellenabhängigen Signale zu ermitteln. Mit anderen Worten werden die beiden Zähler 42, 44 verwendet, sodass eine getrennte Analyse beider Halbwellen möglich ist.
Hierdurch ist es möglich, dass neben der Pegelüberwachung zudem eine Überwachung der Netzfrequenz bzw. Halbwellenzeitverhältnisses erfolgt, um einen entsprechenden Fehlerzustand des Versorgungssignals zu erkennen.
In 3b ist eine alternative Ausführungsform der Steuer- und Auswerteeinheit 22 gezeigt, die gegenüber derjenigen der 3a ressourcensparender ist, da nur ein Zähler 42 vorgesehen ist. Die beiden Komparatoren 38, 40 sind mit einer entsprechenden ODER-Verknüpfung 46 ausgangsseitig verbunden, welche demnach zwischen dem Zähler 42 und den Komparatoren 38, 40 angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, den Zähler 42 zurückzusetzen, wenn beispielsweise an keinem der Eingänge der Komparatoren 38, 40 ein Ausgangssignal der Überwachungsschaltung 20 anliegt, da beide Ausgänge der Komparatoren 38, 40 über die ODER-Verknüpfung 46 mit dem Zähler 42 gekoppelt sind.
Grundsätzlich sind die Komparatoren 38, 40, der zumindest eine Zähler 42 sowie, sofern vorgesehen, die ODER-Verknüpfung 46 in einem Mikrocontroller realisiert, der entsprechend konfiguriert ist.
Im Allgemeinen ist vorgesehen, dass ein Interrupt-Signal von der Steuer- und Auswerteeinheit 22 erzeugt wird, wenn die Versorgung ausgefallen ist. Zuvor erfolgt alles hardwareseitig, sodass eine Auswertungssoftware in Bezug auf die Halbwellenüberwachung zunächst für die Auswertung nicht herangezogen wird.
Grundsätzlich ist die Steuer- und Auswerteeinheit 22, insbesondere die jeweiligen ersten Eingänge der Komparatoren 38, 40, mit der Überwachungsschaltung 20 verbunden, insbesondere Ausgängen der Optokoppler, wie aus den 2 und 3 hervorgeht.
Insofern kann der erste Optokoppler ausgangsseitig mit einem Eingang des ersten Komparators 38, bspw. dem positiven Eingang, und der zweite Optokoppler ausgangsseitig mit einem Eingang des zweiten Komparators 40 verbunden sein, bspw. dem positiven Eingang, sodass die Ausgangssignale an die Komparatoren 38, 40 geleitet werden. Die jeweils anderen Eingänge der Komparatoren 38, 40 erhalten das Referenzsignal.
Die Steuer- und Auswerteeinheit 22 erhält zudem ein Signal von dem Netzteil 24, insbesondere einem dem Netzteil 24 zugeordneten Sensor 48, der eine Ausgangsspannung des AC/DC-Wandlers 26 erfasst. Bei dem Spannungswert handelt es sich insbesondere um einen Ausgangsspannungspegel des Netzteils 24.
Das Netzteil 24 dient grundsätzlich der Versorgung der Steuer- und Auswerteeinheit 22 mit elektrischer Energie und kann somit auch als interne Versorgung bezeichnet werden.
Mit anderen Worten ist also der Sensor 48 auch der Versorgungsschnittstelle 37 der Steuer- und Auswerteeinheit 22 zugeordnet, wobei der Sensor 48 eingerichtet ist, zumindest eine Charakteristik der Energieversorgung zu erfassen.
Der AC/DC-Wandler 24 ist ausgebildet, eine Ausgangsspannung bis zu einem zweiten Schwellenwert für das Versorgungssignal auszugeben, wobei der zweite Schwellenwert unterhalb des ersten Schwellenwerts liegt, welcher der Überwachungsschaltung 20 zugeordnet ist, insbesondere den schwellenwertabhängigen Komponenten 32, 34.
Insofern wird über den AC/DC-Wandler 24 noch eine Ausgangsspannung bereitgestellt, die beispielsweise zur Versorgung der Steuer- und Auswerteeinheit 22 dienen kann, auch wenn die Überwachungsschaltung 20 bereits einen Fehlerzustand erkannt haben würde.
Insofern erhält die Steuer- und Auswerteeinheit 22 mehrere Informationen bzw. Sensorsignale, die zur Erkennung des Fehlerzustands des Versorgungssignals genutzt werden können, um diesen entsprechend sicher zu detektieren.
Insbesondere ist die Steuer- und Auswerteeinheit 22 eingerichtet, die Dauer des Ausfalls des wenigstens einen Ausgangssignals zu ermitteln, wobei diese mit einer definierten Zeitspanne abgeglichen wird, um den Fehlerzustand zu detektieren. Mit anderen Worten stellt die Steuer- und Auswerteeinheit 22 fest, wie lange von der Überwachungsschaltung 20 kein Stromsignal übermittelt hat, wobei die entsprechende Dauer mit der definierten Zeitspanne verglichen wird.
Die definierte Zeitspanne stellt dabei einen Toleranzbereich dar, der kurze Unterbrechungen des Stromsignals als unkritisch toleriert, sodass unnötige Auslösungen der Überwachungsbaugruppe 14 vermieden werden.
Erst wenn das Ausgangssignal der Überwachungsschaltung 20 für eine Zeitdauer nicht übermittelt wird, die größer als die definierte Zeitspanne ist, wird ein entsprechender Fehlerzustand detektiert, wodurch die Steuer- und Auswerteeinheit 22 das Ansteuerungssignal ausgibt.
Die beiden vorgenannten Szenarien sind in 4 entsprechend für „1“ und „2“ gezeigt, wobei die definierte Zeitspannte T im ersten Fall „1“ durch die Zeitdauer „ti_1“ nicht überschritten wurde, jedoch im zweiten Fall „2“ durch die Zeitdauer „ti_2“ schon, weswegen das Ansteuerungssignal „Ausfall erkannt“ im zweiten Fall „2“ ausgegeben wurde.
Zudem ist in 4 ein weiteres Szenario „3“ gezeigt, bei dem ein Fehlerzustand bereits erkannt wird, obwohl die durch die Überwachungsschaltung 20 durchgeführte Basisüberwachung das Ausgangssignal erst für eine Dauer nicht übermittelt hat, die unterhalb der definierten Zeitspanne T liegt.
Der Fehlerzustand ist trotzdem erkannt worden, da gleichzeitig bereits erkannt worden ist, dass zusätzlich die Ausgangsspannung des AC/DC-Wandlers 24 unterbrochen ist, wodurch darauf geschlossen werden kann, dass die von dem Versorgungssignal bereitgestellte Spannung auch unterhalb des zweiten Schwellenwerts liegt, der durch den AC/DC-Wandler 24 implementiert ist.
Insofern wird festgestellt, dass das Spannungsniveau des Versorgungssignals unterhalb beider Schwellenwerte liegt, weshalb der Fehlerzustand vorliegt, der ein definiertes und kontrolliertes Abschalten des elektrisch betriebenen Bauteils 12 zur Folge haben soll.
Daher wird schon nach der Zeit „ti_A“ das Ansteuerungssignal ausgegeben, obwohl diese Zeitdauer deutlich unterhalb der definierten Zeitspanne T liegt.
Die Steuer- und Auswerteeinheit 22 steuert beispielsweise den Schalter 16 entsprechend an, um das elektrisch betriebene Bauteil 12 von der Versorgung 18 galvanisch zu trennen.
Alternativ oder ergänzend kann auch vorgesehen sein, dass die Steuer- und Auswerteeinheit 22 das elektrisch betriebene Bauteil 12 direkt oder ein mit dem elektrisch betriebenen Bauteil 12 zusammenwirkendes Bauteil direkt ansteuert, um dieses kontrolliert abzuschalten bzw. herunterzufahren. Hierzu kann eine Ansteuerungsleitung 50 vorgesehen sein, welche in 1 gestrichelt dargestellt ist.
Mit der erfindungsgemäßen Überwachungsbaugruppe 14 ist es grundsätzlich möglich, dass die Steuer- und Auswerteeinheit 22 vollständig von der Versorgung 18 galvanisch getrennt ist, sofern das Netzteil 24 und das Schaltelement 16 entsprechend ausgebildet sind. Dies liegt daran, dass zwischen der Überwachungsschaltung 20 und der Steuer- und Auswerteeinheit 22 die galvanisch isolierte Verbindung vorliegt.
Darüber hinaus ist die Überwachungsschaltung 20 entsprechend einfach ausgebildet, wodurch sie fehlerunanfällig ist.
Des Weiteren ist es mit der Überwachungsbaugruppe 14 möglich, eine Aussage bezüglich der Netzspannung, insbesondere dem Spannungswert der Netzspannung, der Netzfrequenz sowie dem Zustand des in der Überwachungsschaltung 20 vorgesehenen Schutzelements 28 bzw. dessen Sicherung 30 auszugeben.
Des Weiteren lässt sich eine Toleranz gegenüber kurzzeitigen oder geringfügigen Veränderungen im Versorgungssignal implementieren, sodass unnötige Auslösungen der Überwachungsbaugruppe 14 vermieden werden.

Claims

Überwachungsbaugruppe zur Überwachung eines Versorgungssignals eines elektrisch betriebenen Bauteils (12), wobei die Überwachungsbaugruppe (10) eine Überwachungsschaltung (20) und eine der Überwachungsschaltung (20) zugeordnete Steuer- und Auswerteeinheit (22) umfasst, wobei zumindest eine galvanisch isolierte Verbindung (36) zwischen der Überwachungsschaltung (20) und der der Überwachungsschaltung (20) zugeordneten Steuer- und Auswerteeinheit (22) vorgesehen ist, wobei die Überwachungsschaltung (20) wenigstens eine schwellenwertabhängige Komponente (32, 34) aufweist, die eingerichtet ist, ein Stromsignal in Abhängigkeit von einer anliegenden Versorgungsspannung des Versorgungssignals zu erzeugen, wobei die Überwachungsschaltung (20) eingerichtet ist, wenigstens ein Ausgangssignal an die Steuer- und Auswerteeinheit (22) zu übermitteln, welches dem von der wenigstens einen schwellenwertabhängigen Komponente (32, 34) erzeugten Stromsignal entspricht, wobei die wenigstens eine schwellenwertabhängige Komponente (32, 34) derart ausgelegt ist, dass sie ein Stromsignal erzeugt, wenn die Versorgungsspannung über einem ersten Schwellenwert liegt, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (22) eingerichtet ist, das wenigstens eine übermittelte Ausgangssignal auszuwerten, um einen Fehlerzustand zu ermitteln, und wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (22) eingerichtet ist, ein Ansteuerungssignal auszugeben, wenn der Fehlerzustand ermittelt worden ist.
Überwachungsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (20) zwei schwellenwertabhängige Komponenten (32, 34) aufweist, insbesondere wobei die beiden schwellenwertabhängigen Komponenten (32, 34) antiseriell miteinander verbunden sind.
Überwachungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (20) eingerichtet ist, zwei Stromsignale basierend auf dem Versorgungssignal zu erzeugen bzw. zwei Ausgangssignale an die Steuer- und Auswerteeinheit (22) zu übermitteln, welche den erzeugten Stromsignalen entsprechen.
Überwachungsbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stromsignale Halbwellen des als Wechselspannung vorliegenden Versorgungssignals zugeordnet sind.
Überwachungsbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (22) eingerichtet ist, die Dauer der den beiden Halbwellen zugeordneten Ausgangssignale zu ermitteln, um die Netzfrequenz und/oder das Halbwellenzeitverhältnis des Versorgungssignals zu ermitteln.
Überwachungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei galvanisch isolierte Verbindungen (36) zwischen der Überwachungsschaltung (20) und der der Überwachungsschaltung (20) zugeordneten Steuer- und Auswerteeinheit (22) vorgesehen sind., insbesondere wobei die beiden galvanisch isolierten Verbindungen (36) die den beiden Halbwellen zugeordnete Ausgangssignale getrennt voneinander an die Steuer- und Auswerteeinheit (22) übermitteln.
Überwachungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsschaltung (20) ein Schutzelement (28), insbesondere ein als Varistor ausgebildetes Schutzelement (28), und eine dem Schutzelement (28) zugeordnete Sicherung (30) aufweist.
Überwachungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (22) eine Versorgungsschnittstelle (37) zur Energieversorgung hat, wobei der Versorgungsschnittstelle (37) ein Sensor (48) zugeordnet ist, der eingerichtet ist, zumindest eine Charakteristik der Energieversorgung zu erfassen.
Überwachungsbaugruppe nach Anspruch 8 soweit rückbezogen auf Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (22) eingerichtet ist, basierend auf der erfassten Charakteristik der Energieversorgung und der Ausgabe der Überwachungsschaltung (20) einen Ausfall der Sicherung (30) zu detektieren.
Überwachungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsbaugruppe (14) ein Netzteil (24) mit einem AC/DC-Wandler (26) aufweist, wobei dem Netzteil (24) ein Sensor (48) zugeordnet ist, der einen Spannungswert am Ausgang des Netzteils (24) erfasst und an die Steuer- und Auswerteeinheit (22) übermittelt, insbesondere wobei es sich bei dem Spannungswert um einen Niederspannungspegel handelt.
Überwachungsbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der AC/DC-Wandler (24) eingerichtet ist, eine Ausgangsspannung bis zu einem zweiten Schwellenwert für das Versorgungssignal auszugeben, wobei der zweite Schwellenwert unterhalb des ersten Schwellenwerts liegt.
Überwachungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (22) eingerichtet ist, die Dauer eines Ausfalls des wenigstens einen Ausgangssignals zu ermitteln, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (22) eingerichtet ist, die Dauer mit einer definierten Zeitspanne abzugleichen, um den Fehlerzustand zu detektieren, wenn die Dauer des Ausfalls länger als die definierte Zeitspanne ist.
Überwachungsbaugruppe nach Anspruch 11 oder Anspruch 12 soweit rückbezogen auf Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (22) eingerichtet ist, den Fehlerzustand zu detektieren, wenn ein Ausfall der Ausgangsspannung und ein Ausfall des wenigstens einen Ausgangssignals gleichzeitig vorliegen, insbesondere unabhängig von der Dauer des Ausfalls des wenigstens einen Ausgangssignals.
System umfassend ein elektrisch betriebenes Bauteil (12) sowie eine Überwachungsbaugruppe (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektrisch betriebene Bauteil (12) über ein Schaltelement (16) mit der Überwachungsbaugruppe (14) verbunden ist.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsbaugruppe (14) eingerichtet ist, das Schaltelement (16) in Abhängigkeit von einem detektieren Fehlzustand des Versorgungssignals des elektrisch betriebenen Bauteils (12) anzusteuern, um die Versorgung über das Schaltelement (16) kontrolliert zu unterbrechen.