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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusatzbeschaltung zur Verwendung mit einer Spannungsregelschaltungseinrichtung, die zum Betreiben einer Generatoreinheit eingerichtet ist, einen Spannungsregler mit einer Spannungsregelschaltungseinrichtung und einer solchen Zusatzbeschaltung, eine Anordnung mit einer Generatoreinheit und einem solchen Spannungsregler und ein Bordnetz, insbesondere Fahrzeugbordnetz, mit einer solchen Anordnung, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Generatoreinheit.
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Hintergrund der Erfindung
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Elektrische Maschinen, insbesondere Generatoren, können zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie im Kraftfahrzeug verwendet werden. Üblicherweise werden dazu Klauenpolgeneratoren verwendet, welche meistens mit elektrischer Erregung ausgestattet sind. Da solche Generatoren Drehstrom, meist dreiphasig, erzeugen, ist für die üblichen Kraftfahrzeug-Gleichspannungs-Bordnetze eine Gleichrichtung erforderlich. Dazu können Gleichrichter auf Basis von Halbleiterdioden oder Halbleiterschaltern verwendet werden.
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Zur Regelung der Bordnetzspannung kann dabei ein Erregerstrom durch die Läuferwicklung des Generators gesteuert bzw. geregelt werden, d.h. Stellgröße für die Spannungsregelung in Kraftfahrzeuggeneratoren ist der Erregerstrom, also der Strom, der durch die Läuferwicklung des Generators fließt und das Erregerfeld erzeugt. Realisiert wird dies üblicherweise mittels einer Schalteinheit eines Spannungsreglers (Feldregler), die beispielsweise zumindest einen Schalttransistor umfassen kann. Die Schalteinheit kann den Erregerstrom ein- und ausschalten. Der Erregerstrom bzw. ein Erregerstrom-Takt-Verhältnis kann dabei derart verändert werden, dass sich die Ausgangsspannung des Generators auf gewünschte Werte einstellt.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden eine Zusatzbeschaltung zur Verwendung mit einer Spannungsregelschaltungseinrichtung, die zum Betreiben einer Generatoreinheit eingerichtet ist, einen Spannungsregler mit einer Spannungsregelschaltungseinrichtung und einer solchen Zusatzbeschaltung, eine Anordnung mit einer Generatoreinheit und einem solchen Spannungsregler und ein Bordnetz, insbesondere Fahrzeugbordnetz, mit einer solchen Anordnung, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Generatoreinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung beschäftigt sich allgemein mit dem Betrieb einer Generatoreinheit, die eine elektrische Maschine mit Läuferwicklung und Ständerwicklung und einen daran angeschlossenen Gleichrichter aufweist, über den die elektrische Maschine an ein (Gleichspannungs-)Bordnetz anschließbar ist. Ein Spannungsregler (oder auch Generatorregler) dient dabei zum Betrieb der Generatoreinheit, indem er die Spannung mittels des Erregerstroms durch die Läuferwicklung regelt. Hierzu weist der Spannungsregler typischerweise eine Regelschaltungseinrichtung auf, die z.B. als anwendungsspezifische integrierte Schaltung ASIC (engl.: Application Specific Integrated Circuit), z.B. als Chip, ausgeführt sein kann. Dort ist dann ein Halbleiterschalter wie z.B. ein MOSFET oder ein Transistor, oder eine andere Schalteinheit vorgesehen, die den Erregerstrom ein- und ausschalten kann.
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Ein solcher Spannungsregler bzw. die Regelschaltungseinrichtung weisen oftmals einen Anschluss für eine Leuchte bzw. Lampe (Ladekontrollleuchte) auf. Dabei kann es sich im einfachsten Fall um den positiven Generatorausgang (z.B. als B+ oder D+ bezeichnet) handeln. Zur Bereitstellung weiterer Funktionen kann es sich jedoch auch um einen (insbesondere geschalteten) Steueranschluss handeln, der im Regler mit positiver Versorgungsspannung verbindbar und von dieser trennbar ist, insbesondere mittels eines Halbleiterschalters, und/oder mit Masse verbindbar und von dieser trennbar ist, insbesondere mittels eines Halbleiterschalters. In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Steueranschluss - über entsprechende Halbleiterschalter - wechselweise entweder mit positiver Versorgungsspannung oder mit Masse verbindbar (z.B. von der Anmelderin als Anschluss „L“ bezeichnet). Ein solcher Steueranschluss „L“ steuert je nach Betriebszustand des Reglers bzw. Generators und des Bordnetzes die AnzeigeElemente bei gefundenen Fehlern über die sog. Lampenendstufe (in Richtung Masse) oder die Zuschaltung von Verbrauchern über die sog. Relaisendstufe (in Richtung B+) während des fehlerfreien Generatorbetriebes. Je nach Betriebsart fließen über den Steueranschluss „L“ also Ströme in den Regler hinein oder heraus. Zu große Ströme können dabei jedoch zu einer Schädigung bis hin zur Zerstörung der betreffenden Endstufe und damit des Reglers führen.
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Ein solcher möglicherweise schädigender Stromfluss tritt insbesondere dann auf, wenn ein an dem Steueranschluss anliegendes Potential größer ist als ein an dem positiven Versorgungsspannungsanschluss des Spannungsreglers bzw. der Regelschaltungseinrichtung anliegendes Potential (d.h. B+). Eine solche Situation kann z.B. auftreten, wenn durch einen Anlassvorgang (wenn z.B. ein Starter nahe am Generator angeordnet ist und eine elektrisch Leitung zwischen den betreffenden positiven Versorgungsanschlüssen kurz ist) an dem positiven Versorgungsspannungsanschluss des Spannungsreglers eine deutlich geringere Spannung als am Steueranschluss anliegt.
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Vor diesem Hintergrund wird eine Zusatzbeschaltung mit drei Anschlüssen zum Schutz des Steueranschlusses vorgeschlagen, die ein elektrisches Potential an einem ersten der drei Anschlüsse, der an den Steueranschluss anzuschließen ist, auf einen maximalen Grenzwert (d.h. also nach oben) begrenzt, insbesondere (auch) dann, wenn an einem zweiten der drei Anschlüsse, der als neuer Steueranschluss dient, ein elektrisches Potential anliegt, das oberhalb des Grenzwerts liegt. Der Grenzwert ist dabei um einen vorgegebenen Schwellwert (dieser kann sehr klein sein, z.B. auch OV oder nahe bei 0V, oder auch z.B. 0,5V, 1V oder 2V) geringer ist als ein Potential an dem dritten Anschluss, der mit einem positiven Versorgungsspannungsanschluss der Spannungsregelschaltungseinrichtung bzw. Generatoreinheit zu verbinden ist. Es wird also in einem solchen Fall ein (zu hoher) Stromfluss von außen in den Steueranschluss der Regelschaltungseinrichtung hinein verhindert (in Gegenrichtung kann, wie später noch erläutert wird, ein Stromfluss ggf. weiter möglich sein). Unabhängig davon kann aber eine elektrische leitende Verbindung zwischen dem zweiten und ersten Anschluss weiterhin vorhanden sein.
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Insbesondere weist ein Spannungsregler mit einer Regelschaltungseinrichtung ohnehin einen weiteren oder externen Steueranschluss auf, der innerhalb des Spannungsreglers mit dem Steueranschluss der Regelschaltungseinrichtung (d.h. z.B. des ASIC) (z.B. als Pin L bezeichnet) verbunden ist. Dann kann der zweite Anschluss mit diesem weiteren oder externen Steueranschluss des Spannungsreglers (d.h. der gesamten Baugruppe) (z.B. als Klemme-L-Terminal bezeichnet) verbunden werden. Mit anderen Worten wird die Zusatzbeschaltung mit dem ersten und zweiten Anschluss also zwischen die beiden Klemme-L-Anschlüsse der Regelschaltungseinrichtung und des Spannungsreglers (die andernfalls z.B. einfach nur elektrisch leitend verbunden wären) geschaltet.
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Ein dritter Anschluss der Zusatzbeschaltung ist an einen positiven Versorgungsspannungsanschluss anzuschließen und zwar insbesondere an den positiven Versorgungsspannungsanschluss des Spannungsreglers bzw. der Regelschaltungseinrichtung. Auch hier können zwei Anschlüsse vorhanden sein, die aber intern in der Regel elektrisch leitend verbunden sind, sodass es nicht darauf ankommt, wo genau der dritte Anschluss angebunden ist. Entscheidend ist allenfalls, dass am dritten Anschluss die am Spannungsregler anliegende Versorgungsspannung anliegt.
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Der Spannungsregler weist typischerweise eine Schaltplatine oder ähnliches auf, auf der die Regelschaltungseinrichtung und weitere Komponente aufgebracht sind. Dort kann dann auch die Zusatzbeschaltung einfach ergänzt werden; deren zweiter Anschluss bildet dann den „neuen“ Steueranschluss des Spannungsreglers.
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Die Zusatzbeschaltung weist vorzugsweise ein Stromsteuerelement auf, das dazu eingerichtet ist, das Potential an dem ersten Anschluss auf den Grenzwert zu begrenzen, insbesondere (auch) dann, wenn an dem zweiten Anschluss ein Potential anliegt, das höher als der Grenzwert oder höher als das Potential am dritten Anschluss ist. Als Stromsteuerelement kommt insbesondere ein Halbleiterelement wie z.B. ein MOSFET in Betracht. Besonders geeignet ist ein n-Kanal-MOSFET, vorzugsweise selbstsperrend (bzw. normal sperrend). Prinzipiell sind aber auch andere Halbleiter (insbesondere ein sog. Vierpol) wie z.B. FETs, IG-BTs oder andere Transistoren möglich, solange eine potentialabhängige Stromsteuerfunktion darstellbar ist. Das Stromsteuerelement steuert insbesondere einen Stromfluss zwischen einem ersten Stromanschluss und einem zweiten Stromanschluss, insbesondere in Abhängigkeit von einem Potential an einem Steueranschluss des Stromsteuerelements. Die genannten Anschlüsse werden im Folgenden zur besseren Lesbarkeit anhand eines MOSFETs beschrieben und als Gate, Source und Drain bezeichnet.
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Ein Gate-Anschluss (bzw. allgemein Steueranschluss) des Stromsteuerelements ist dann mit dem dritten Anschluss verbunden, vorzugsweise über einen elektrischen Widerstand. Weiterhin ist ein Source-Anschluss (bzw. allgemein erster Stromanschluss) des Stromsteuerelements vorzugsweise mit dem ersten Anschluss verbunden, ein Drain-Anschluss (bzw. allgemein zweiter Stromanschluss) mit dem zweiten Anschluss.
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Auf diese Weise wird bewirkt, dass am Steueranschluss der Regelschaltungseinrichtung keine höhere Spannung als am positiven Versorgungsanschluss der Regelschaltungseinrichtung auftreten kann und damit auch kein Strom vom Steueranschluss in die Regelschaltungseinrichtung hinein und zum positiven Versorgungsanschluss der Regelschaltungseinrichtung fließen kann.
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Das Stromsteuerelement ist regulär leitend, wenn das Potential am Gate-Anschluss höher ist (und zwar in der Regel um eine ggf. dimensionierbare Schwellenspannung UGS(th) - dabei handelt es sich insbesondere um den erwähnten Schwellwert, über den der Grenzwert definiert ist) als am Source-Anschluss, d.h. UGS> UGS(th). Wenn aber das Potential am positiven Versorgungsanschluss des Spannungsreglers bzw. der Spannungsregelschaltung absinken bzw. einbrechen sollte, das Potential am zweiten Anschluss bzw. am neuen Steueranschluss jedoch nicht (oder das Potential am zweiten Anschluss höher würde, das Potential am positiven Versorgungsanschluss aber nicht), dann wechselt das Stromsteuerelement in eine Art Spannungsfolger-Modus. Das Stromsteuerelement regelt (im ohmschen Bereich) auf eine Differenz (eben die Schwellenspannung UGS(th)) zwischen Source- und Gate-Anschluss; sinkt die Spannung am Source-Anschluss, dann steigt die Differenz zum Gate-Anschluss und das Gate öffnet etwas mehr; die Source-Spannung steigt damit wieder an, woraufhin das Gate wieder etwas mehr schließt. Diese Zustände wechseln sich dann laufend ab. Das Stromsteuerelement schließt bzw. sperrt aber nie ganz, die Spannung am Source-Anschluss wird gehalten. Es kann also nicht zu einem Überstrom in den Steueranschluss der Spannungsregelschaltungseinrichtung (erster Anschluss, Source) kommen.
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Ergänzend kann der Gate-Anschluss über eine Zenerdiode (zusätzlich zu dem schon erwähnten elektrischen Widerstand) mit dem dritten Anschluss verbunden sein; dies bewirkt eine Absenkung des Ruhestrombedarfs. Außerdem kann der Gate-Anschluss über eine (andere) Zenerdiode mit Masse (bzw. einem Masseanschluss) verbunden sein. Dies schützt den Gate-Anschluss des Stromsteuerelements vor zu hoher Spannung.
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Vorzugsweise ist eine Diode, insbesondere eine Schottky-Diode, in Durchlassrichtung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss und parallel zum Stromsteuerelement vorgesehen. Damit kann die Funktionalität der o.g. Relaisendstufe, d.h. dass der Steueranschluss innerhalb der Spannungsregelschaltungseinrichtung mit dem positiven Versorgungsspannungsanschluss verbindbar und von diesem trennbar ist, unterstützt werden, d.h. Strom aus dem Steueranschluss herausfließt. Je nach Art des Stromsteuer- bzw. Halbleiterelements kann auch dessen Body-Diode ausreichen, um einen hinreichend hohen Stromfluss (z.B. zur Aktivierung des Relais) zu erzeugen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt einen Schaltplan eines Bordnetzes mit einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannungsreglers.
- 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zusatzbeschaltung.
- 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zusatzbeschaltung.
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Ausführungsform der Erfindung
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1 zeigt einen Schaltplan eines Bordnetzes 10, insbesondere eines (Kraft-) Fahrzeugs, mit einer Spannungsquelle 11 und Verbrauchern bzw. Batterie 1.
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Die Spannungsquelle 11 weist eine elektrische Maschine bzw. einen Generator mit einem Ständer mit Ständerwicklung 12, einem dem Ständer nachgeschalteten Gleichrichter 14, einem Läufer mit Läuferwicklung 16, der insbesondere von einem Motor bzw. einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs angetrieben werden kann, und einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannungsreglers 20 (auch als Feldregler bezeichnet) zur Vorgabe eines Erregerstroms durch die Läuferwicklung 16 bzw. zur Regelung einer Generatorspannung auf. Der Spannungsregler 20 dient zum Regeln der Generatorspannung zwischen den Anschlüssen B+ und Masse GND auf einen Sollwert, z.B. ca. 14-15 V bei einem sog. 12 V-Bordnetz mit 12 V Nennspannung. Bei der Generatorspannung handelt es sich somit um die gleichgerichtete Ausgangsspannung des Generators bzw. die Bordnetzspannung.
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Der Spannungsregler 20 weist die eigentliche Regelschaltungseinrichtung 22, welche beispielsweise als anwendungsspezifische integrierte Schaltung ASIC (engl.: Application Specific Integrated Circuit), insbesondere als Chip (z.B. auch programmierbar), ausgeführt sein kann, und eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zusatzbeschaltung 26 auf, die in Bezug auf die 2 und 3 noch detaillierter beschrieben wird. Der Spannungsregler 20 und die Regelschaltungseinrichtung 22 sind jeweils durch umlaufende gestrichelte Linien kenntlich gemacht. Die Zusatzbeschaltung 26 kann z.B. auf einer Zusatzplatine ausgebildet sein, der Reglerchip und die Anschlüsse der Zusatzbeschaltung können z.B. durch Stanzgitter elektrisch verbunden werden. Die Zusatzplatine bzw. die Zusatzbeschaltung kann auch noch zusätzliche Funktionen wie einen Schutz des Reglerchips vor äußeren Überspannungen bieten.
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Die Regelschaltungseinrichtung 22 weist einen Schalter 22b auf, z.B. einen Halbleiterschalter wie z.B. MOSFET, IGBT oder Thyristor, mittels welchem der durch die Läuferwicklung 16 fließende Strom geschaltet werden kann, und ferner eine Diode 22a für den Freilauf des Erregerstroms. Die Diode 22a kann auch als Halbleiterschalter ausgebildet sein. Der Spannungsregler 20 ist über einen Anschluss 16a mit der Läuferwicklung 16 verbunden. Anstelle der vorstehenden direkten Anbindungen auf Masse GND kann die Läuferwicklung 16 auch über einen weiteren Anschluss an den Spannungsregler 20 und dort an Masse angebunden sein. Es sei betont, dass die Läuferwicklung am Läufer der elektrischen Maschine und nicht innerhalb des Spannungsreglers 20 angeordnet ist.
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Weiterhin weist die Regelschaltungseinrichtung 22 einen Phaseneingangsanschluss 22c sowie einen Steueranschluss 22d auf.
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Zudem ist eine Ansteuerschaltung 24 (Logik) für den Schalter 22b vorgesehen, mittels welcher z.B. eine Gatespannung angelegt werden kann, um den Schalter 22b zu schließen bzw. leitend zu schalten, und zu öffnen bzw. sperrend zu schalten. Die Ansteuerschaltung 24 ist zudem (mittelbar) an die Anschlüsse B+ und GND angeschlossen. Der Anschluss an den Anschluss B+ erfolgt über positive Versorgungsspannungsanschlüsse 22e der Regelschaltungseinrichtung 22 bzw. 20e des Spannungsreglers 20. Beide Anschlüsse 22c, 22d sind ebenfalls an die Ansteuerschaltung 24 geführt.
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Die Ansteuerschaltung 24 kann selbst wiederum nötige Schaltelemente, z.B. die Schaltelemente (z.B. MOSFETs oder andere Transistoren) 24a, 24b zur Bereitstellung der Funktion des Steueranschlusses 22d, die in der vergrößerten Darstellung der Ansteuerschaltung 24 gezeigt sind, umfassen. Diese können über eine Logik 24c (mit Treiber) angesteuert werden, die außerdem auch den Schalter 22b steuern kann. Das Schaltelement 24a dient als sog. Relaisendstufe dazu, den Steueranschluss 22d innerhalb der Spannungsregelschaltungseinrichtung 22 mit dem positiven Versorgungsspannungsanschluss 22 zu verbinden bzw. davon zu trennen. Das Schaltelement 24b dient als sog. Lampenendstufe dazu, den Steueranschluss 22d innerhalb der Spannungsregelschaltungseinrichtung 22 mit dem negativen Versorgungsspannungsanschluss (Masse, GND) zu verbinden bzw. davon zu trennen. Die Schaltelemente sind im Normalfall immer gegensinnig geschaltet, d.h. eines ist geöffnet, das andere geschlossen.
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Weiterhin ist eine Phase bzw. Phasenwicklung V (eine von hier drei Phasen der Ständerwicklung) an den Anschluss 20c des Spannungsreglers 20 und dann an den Phaseneingangsanschluss 22c der Regelschaltungseinrichtung 22 angeschlossen; darüber kann ein Phasenspannungssignal dieser Phase V der Ansteuerschaltung 24 zugeführt werden.
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Der Steueranschluss 22d ist über die Zusatzbeschaltung 26 und den Steueranschluss 20d am Spannungsregler mit einer Lampe 3 (Ladekontrollleuchte) und dem Zündschalter 2 (sog. Klemme 15) bzw. einem Relais 4 verbunden. Deren Funktionen sind bekannt und sollen hier nicht erläutert werden.
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Weiterhin ist ein Starter 18 vorgesehen, der zum Starten der Brennkraftmaschine dient. Der Starter 18 und damit dessen (hier nicht benannter) Anschluss an das Bordnetz bzw. den Anschluss B+ befindet sich beispielhaft in der Nähe des Versorgungsspannungsanschluss 20e des Spannungsreglers 20. Bei einem Startvorgang wird typischerweise ein hoher Strom im Starter 18 benötigt; dies kann zu einem Absinken bzw. Einbruch der Spannung bzw. des Potentials am Starter 18 - und damit insbesondere auch am Versorgungsspannungsanschluss 20e des Spannungsreglers 20 führen. Dies kann dazu führen, dass am Steueranschluss (Anschluss 22d bzw. 20d) eine höhere Spannung bzw. ein höheres Potential anliegt als am Versorgungsspannungsanschluss 20e (bzw. 22e). Dies könnte z.B. zu einem hohen Stromfluss durch den Schalter 24a (bzw. dessen Body-Diode) führen und diesen zerstören.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Zusatzbeschaltung 26 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt, und zwar mit konkreten (elektronischen) Bauteilen und deren Verschaltung. Bei der Zusatzbeschaltung 26 kann es sich insbesondere um diejenige aus 1 handeln, die dort lediglich als ein Block 26 angedeutet ist.
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Die Zusatzbeschaltung 26 weist einen ersten Anschluss 26a, einen zweiten Anschluss 26b sowie einen dritten Anschluss 26c auf. Etwaige Masse-Anschlüsse sind nicht explizit benannt. Der erste Anschluss 26a ist mit dem Steueranschluss 22d der Regelschaltungseinrichtung 22 verbunden, der zweite Anschluss 26b ist mit dem Steueranschluss 20d des Spannungsreglers 20 verbunden, und der dritte Anschluss 26c ist mit dem positiven Versorgungsanschluss 22e der Regelschaltungseinrichtung 22 bzw. dem positiven Versorgungsanschluss 20e des Spannungsreglers 20 verbunden (beide positiven Versorgungsanschlüsse sind gleichbedeutend, wie in 1 zu sehen ist).
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Die Zusatzbeschaltung 26 weist weiterhin ein als selbstsperrenden n-Kanal-MOSFET ausgebildetes Stromsteuerelement 30 auf, das wiederum einen Gate-Anschluss 31, einen Source-Anschluss 32 sowie einen Drain-Anschluss 33 aufweist. Der Gate-Anschluss 31 ist - über eine elektrischen Widerstand 40 sowie eine Zenerdiode 37 - an den dritten Anschluss 26b und damit an den positiven Versorgungsspannungsanschluss 22e der Regelschaltungseinrichtung angebunden, der Source-Anschluss 32 ist an den ersten Anschluss 26a und damit an den Steueranschluss 22d der Regelschaltungseinrichtung angebunden, und der Drain-Anschluss 33 ist an den zweiten Anschluss 26b und damit an den Steueranschluss 20d des Spannungsreglers (an den wiederum die Lampe bzw. das Relais angeschlossen werden) angebunden. Der Gate-Anschluss 31 ist außerdem über eine (weitere) Zenerdiode 38 an Masse angebunden.
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Im Normalbetrieb sind die Potentiale am positiven Versorgungsanschluss 22e und am Steueranschluss 20d des Spannungsreglers (und damit am zweiten und dritten Anschluss 26b, 26c) in der Regel zumindest in etwa gleich groß. Über die Regelschaltungseinrichtung 22 bzw. dort die Ansteuerschaltung 24 kann ein gewisser Spannungsabfall von beispielsweise ca. 1 bis 2 V auftreten, sodass ein Potential am Steueranschluss 22d der Regelschaltungseinrichtung 22 und damit am ersten Anschluss 26b entsprechend geringer ist. Ebenso kann es einen gewissen Spannungsabfall über das Stromsteuerelement 30 geben. Entsprechend gibt es zwischen drittem Anschluss 26c und erstem Anschluss 26a und damit zwischen dem Gate-Anschluss 31 und dem Source-Anschluss 32 eine entsprechende Spannung bzw. Potentialdifferenz, die bewirkt, dass das Stromsteuerelement 30 leitend ist.
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Wenn nun, z.B. durch einen hohen Stromverbrauch im Starter, das Potential am positiven Versorgungsanschluss 22e (sowie am dritten Anschluss 26c und am Gate-Anschluss 31) abfällt, das Potential am Steueranschluss 20d des Spannungsreglers 20 (sowie am zweiten Anschluss 26b und am Drain-Anschluss 33) aber nicht oder nicht so stark, fällt die Gate-Source-Spannung UGS unter einen Schwellwert UGS(th) und das Stromsteuerelement 30 öffnet. Daraufhin steigt die Gate-Source-Spannung wieder etwas, sodass das Stromsteuerelement 30 schließt; es folgt der erwähnte Regelmodus mit abwechselndem Öffnen und Schließen. Dadurch ist die Regelschaltungseinrichtung 22 geschützt.
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Weiterhin ist eine als Schottky-Diode ausgebildete Diode 35 in Durchlassrichtung zwischen dem ersten Anschluss 26a (sowie Source-Anschluss 32) und dem zweiten Anschluss 26b (sowie Drain-Anschluss 33) und parallel zum Stromsteuerelement 30 vorgesehen ist. Dies unterstützt die Funktion der Relaisendstufe 24a und erlaubt eine Aktivierung z.B. des Relais 4 über den Steueranschluss 22d, selbst wenn das Stromsteuerelement 30 keinen hohen Stromfluss erlauben sollte.
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Die vorgeschlagene Zusatzbeschaltung 26 schützt also den Steueranschluss der Regelschaltungseinrichtung 22 gegen relative Überspannung zwischen dem Steueranschluss selbst und dem positiven Versorgungsspannungsanschluss der Regelschaltungseinrichtung 22. Es kann also am Steueranschluss der Regelschaltungseinrichtung keine höhere Spannung auftreten als am positiven Versorgungsspannungsanschluss der Regelschaltungseinrichtung. Eine Überlastung der Regelschaltungseinrichtung (die z.B. als Chip ausgebildet sein kann) durch unerwünschten Rückstrom wird vermieden.
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In 3 ist eine erfindungsgemäße Zusatzbeschaltung 26 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt, und zwar ebenfalls mit konkreten (elektronischen) Bauteile und deren Verschaltung. Bei dieser Zusatzbeschaltung 26 kann es sich insbesondere um diejenige aus 1 bzw. 2 handeln, jedoch ergänzt um weitere elektronische Bauteile wie Dioden (Zenerdiode), Kapazitäten, Widerstände und Sicherungen, die hier nicht explizit bezeichnet sind und zu EMV-Zwecken (EMV steht für elektromagnetische Verträglichkeit) dienen.
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Diese weiteren elektronischen Bauteile haben keinen relevanten Einfluss auf die Funktionsweise der übrigen Schaltung, sodass für deren Erläuterung auf die 2 und deren Beschreibung verwiesen werden kann, die hier entsprechend gilt.
