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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer elektrischen
Last in einem die Last und einen Treibertransistor aufweisenden
Lastkreis und zur Diagnose dieses Lastkreises.
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Bei
einer Vielzahl von Anwendungen in der Elektrotechnik ist es erforderlich,
elektrische Lasten anzusteuern. Gleichzeitig ist es aber auch von
großer Wichtigkeit,
die Last und einen die Last steuernden Treibertransistor zur diagnostizieren.
Als Beispiel sei hier etwa an eine elektrische Zusatzheizung für ein Fahrzeug
gedacht (sogenannter PTC-Zuheizer), die mehrere elektrisch betreibbare
Heizelemente aufweist. Jedes Heizelement bzw. eine Gruppe von Heizelementen
wird dabei über
einen Treibertransistor angesteuert, und zwar im Sinne von ein-
oder ausgeschaltet. Aus sicherheitstechnischen Gründen sollte der Überlast-
bzw. Kurzschlussfall im Lastkreis in kürzester Zeit erkannt und der
Treibertransistor geöffnet werden.
Dieser Fehler sowie der Fehler, dass nämlich die Last unterbrochen
ist ("open load") und/oder der Treibertransistor
einen internen Kurzschluss aufweist ("durchlegierter Transistor"), sind zu diagnostizieren.
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Die
Ansteuerung der Treibertransistoren erfolgt durch eine Steuer- und
Auswerteeinheit, die zumeist als Mikroprozessorsystem ausgelegt
ist. Dieser Mikroprozessor muss also, um der obigen Aufgabe gerecht
zu werden, pro Lastkreis mindestens einen Ausgang zum Ansteuern
des Treibertransistors bzw. eines diesen ansteuernden Ansteuertransistors
sowie einen Diagnoseeingang aufweisen. Dies kann zum einen zu Platzproblemen
führen,
da sich beispielsweise nur ein die Steuer- und Auswerteeinheit beinhaltendes
kleines IC-Gehäuse in der
zu steuernden Einheit (beispielsweise PTC-Zuheizer) unterbringen
lässt.
Darüber
hinaus kann bei einer Vielzahl von von der Steuer- und Auswerteeinheit
anzusteuernden Lastkreisen die Erkennung des Überlast- /Kurzschlussfalls sowie die Diagnose "open load" bzw. "durchlegierter Treibertransistor" nur zeitverzögert detektieren,
was aus Sicherheitsgründen
nicht hinnehmbar ist.
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Aus
DE 43 44 013 C1 ist
eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer elektrischen Last
bekannt, wobei zur Ansteuerung des Treibertransistors sowie zur
Diagnose des Lastkreises ein bidirektional konfiguierbarer Port
eines Mikrocomputers verwendet wird. Ferner ist aus
DE 32 16 833 A1 eine Schutzschaltung
für einen
Schalttransistor bekannt, wobei vor einem Treibertransistor ein
Ansteuertransistor geschaltet ist, welcher über eine Spannungsrückkopplung
angesteuert wird und im Fehlerfall öffnet und so den Treibertransistor
sperrt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Ansteuerung,
einer elektrischen Last eines die Last und einen Treibertransistor
aufweisenden Lastkreises und zur Diagnose des Lastkreises zu schaffen,
bei der eine Fehlererkennung im Lastkreis und deren Abschaltung
im wesentlichen ohne Beteiligung der Steuer- und Auswerteeinheit sowie
schnell erfolgt.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Ansteuerung
einer elektrischen Last eines die Last und einen Treibertransistor
aufweisenden Lastkreises und zur Diagnose des Lastkreises vorgeschlagen,
wie sie in Anspruch 1 angegeben ist.
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Zur
Reduktion der Gehäusegröße der Steuer-
und Auswerteeinheit weist diese bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
einen bidirektional konfigurierbaren Port auf, der entweder als
Ausgang oder als Eingang betreibbar ist. Mit diesem Port ist der
Eingang eines Ansteuertransistors verbunden, der seinerseits einen
Ausgang aufweist, der mit dem Eingang eines Treibertransistors verbunden
ist, welcher seinerseits in Reihe mit der elektrischen Last geschaltet
ist. Die elektrische Spannung am Ausgang des Treibertransistors,
d.h. das Potential am Verbindungspunkt zwischen Treibertransistor
und Last wird zum Port der Steuer- und Auswerteeinheit rückgekoppelt.
Diese Rückkopplung
erfolgt im wesentlichen stromlos; mit anderen Worten fließt also über diese Rückkopplung
im wesentlichen kein Strom ab, was insbesondere bei Systemen von
Vorteil ist, bei denen der Lastkreis auch bei nicht angesteuerter
Last stets mit Versorgungsspannung verbunden ist.
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Durch
die Rückkopplung
wird bei fehlerfreier Last und bei fehlerfreiem sowie eingeschaltetem Treibertransistor
dessen Ausgangsspannung zum Eingang des Ansteuertransistors zurückgeführt, der auf
Grund dessen im ausgeschalteten Zustand verbleibt (Selbsthaltung).
Dies gilt umgekehrt selbstverständlich
auch für
den Fall der fehlerfreien Last und des fehlerfreien sowie ausgeschalteten
Treibertransistors. Auch in diesem Fall bleibt der Ansteuertransistor
auf Grund der Spannungsrückkopplung
im eingeschalteten Zustand. Der Vorteil der Selbsthaltung (sowohl
im eingeschalteten als auch im ausgeschalteten Zustand des Treibertransistors)
besteht nun darin, dass der Port nun als Eingang geschaltet werden kann,
um beispielsweise für
die Einschaltdauer des Treiber transistors einen Überlast-/Kurzschluss im Lastkreis
detektieren zu können,
was sich als Anstieg der rückgekoppelten
Spannung über
einen den Ansteuertransistor einschaltenden Schwellwert bemerkbar
macht. Bei diesem automatischen Abschaltvorgang ist die Steuer-
und Auswerteeinheit nicht beteiligt. Vielmehr ist die an den Port
angeschlossene Endstufe bezüglich
der Überlast- bzw. Kurzschlussfehlererkennung
autark. Im Normalfall weist die Steuer- und Auswerteeinheit mehrere
bidirektional konfigurierbare Ports auf, an die die Endstufenschaltungen
mehrerer Lastkreise angeschlossen sind. Jede Endstufe mit Lastkreis
ist also bezüglich
der Überlast-
bzw. Kurzschlussfehlererkennung autark. Durch die Rückkopplung
der Spannung am Ausgang des Treibertransistors zurück zum Eingang
des Ansteuertransistors, bei der es sich um eine Mitkopplung handelt,
wird die Geschwindigkeit des Anstiegs der Spannung am Eingang des
Ansteuertransistors im Falle eines Überlast- bzw. Kurzschlusses
des Lastkreises noch verstärkt.
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Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung
lassen sich wie folgt zusammenfassen.
- 1. Wegen
der bidirektional konfigurierbaren Ports braucht das Gehäuse der
Steuer- und Auswerteeinheit pro Endstufenschaltung lediglich einen Port
aufzuweisen.
- 2. Die Sicherheitsabschaltung im Überlast-/Kurzschlussfall des
Lastkreises erfolgt innerhalb weniger Mikrosekunden, und zwar auf
Grund der Spannungsrückkopplung
innerhalb der Endstufenschaltung und ohne Beteiligung der Steuer- und
Auswerteeinheit.
- 3. Da die Überlast-/Kurzschlussfalldetektion
ohne Beteiligung der Steuer- und
Auswerteeinheit erfolgt, braucht diese auch nicht als schnell arbeitende
Einheit ausgebildet zu sein.
- 4. Die Spannungsrückkopplungseinheit
zwischen dem Ausgang des Treibertransistors und dem Eingang des
Ansteuertransistors arbeitet im wesentlichen stromfrei bzw. stromlos,
was zu geringen Ruheströmen
führt,
auch wenn der Lastkreis dauerhaft mit der Versorgungsspannung verbunden
ist. Dies ist insbesondere in all den Fällen von Vorteil, in denen
der Lastkreis an einer Batterie, einem Akku o.dgl. Energiespeicher
angeschlossen ist, wie dies beispielsweise für den PTC-Zuheizer eines Kraftfahrzeuges
der Fall ist.
- 5. Durch die Veränderung
der Spannung am für die
Einschaltdauer des Treibertransistors als Eingang geschalteten Port
kann die Steuer- und Auswerteeinheit den Überlast-/Kurzschlussfall unmittelbar
sensieren, und zwar zeitgleich mit der innerhalb der Endstufenschaltung
autark erfolgenden Abschaltung des Treibertransistors.
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In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Spannungsrückkopplungseinheit
zwei gegenpolig geschaltete Dioden aufweist, die in Reihe geschaltet
sind, wobei ihre Anoden untereinander verbunden sowie mit einem
Versorgungspotential verbunden und die Kathoden der Dioden einerseits
mit dem Ausgang des Treibertransistors und andererseits mit der
zum Port der Steuer- und Auswerteeinheit führenden Leitung verbunden sind.
Unabhängig
von der Größe der Spannungen am
Ausgang des Treibertransistors bzw. am Eingang des Ansteuertransistors
ist jeweils eine der beiden Dioden der Spannungsrückkopplungseinheit
in Sperrrichtung geschaltet. Damit fließt im wesentlichen kein Strom
durch die Spannungsrückkopplungseinheit.
Diese Spannungsrückkopplungseinheit erfüllt damit
die Aufgabe, die Spannung am Ausgang des Treibertransistors im wesentlichen
stromlos bzw. stromfrei zum Eingang des Ansteuertransistors rückzukoppeln.
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Alternativ
zur Ausbildung der Spannungsrückkopplungseinheit
mit zwei Dioden ist es auch möglich,
dass die Spannungsrückkopplungseinheit einen
Komparator aufweist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Treibertransistors verbunden ist
und an dessen anderem Eingang eine Referenzspannung anliegt. Sobald
die Spannung an dem mit dem Ausgang des Treibertransistors verbundenen Eingang
des Komparators größer ist
als die am anderen Eingang anliegende Referenzspannung, gibt der Komparator
an seinem Ausgang ein Signal aus. Der Ausgang des Komparators ist
mit der mit dem Port der Steuer- und Auswerteeinheit verbundenen
Leitung verbunden, so dass bei Anstieg der Ausgangsspannung des
Treibertransistors, was als Überlast- bzw.
Kurzschlussfall zu betrachten ist, die Spannung am Eingang des Ansteuertransistors
ansteigt, dieser demzufolge einschaltet, was wiederum zur Folge
hat, dass der Treibertransistor ausgeschaltet wird.
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Zum
Einschalten des Treibertransistors ist der Port der Steuer- und
Auswerteeinheit als Ausgang geschaltet, über den an dem Ansteuertransistor ein
Low-Signal ausgegeben
wird. Anschließend
wird der Port dann für
die Einschaltdauer des Treibertransistors als Eingang geschaltet.
Um den Treibertransistor auszuschalten, bedarf es auf Grund der
Selbsthaltung der Endstufenschaltung eigentlich lediglich eines
kurzen High-Signals am in diesem Fall als Ausgang geschalteten Port
der Steuer- und Auswerteeinheit. Dieses High-Signal schaltet den
Ansteuertransistor ein, was wiederum zum Ausschalten des Treibertransistors
führt.
Aus Sicherheitsgründen
ist es jedoch zweckmäßig, das
High-Signal im wesentlichen dauerhaft
(mit Ausnahme einiger kurzer Unterbrechungen) am als Ausgang geschalteten
Port auszusenden. In den Unterbrechungsintervallen ist der Port
als Eingang geschaltet, um auch bei ausgeschaltetem Treibertransistor
und damit ausgeschaltetem Lastkreis durch die Steuer- und Auswerteeinheit eine
Diagnosefunktion durchführen
zu können.
Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn parallel zum Ausgang des
Treibertransistors eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und
einem Diagnoseschalter angeordnet ist, der wahlweise und vorzugsweise
von der Steuer- und Auswerteeinheit ansteuerbar ist. Sendet die
Steuer- und Auswerteeinheit das High-Signal mit Ausnahme von Unterbrechungsintervallen
dauerhaft aus, wobei der Port innerhalb der Unterbrechungsintervalle
als Eingang geschaltet ist, und ist der Diagnoseschalter in einer
ersten Phase eines Unterbrechungsintervalls ein geschaltet und in
einer zweiten Phase eines Unterbrechungsintervalls ausgeschaltet,
so gilt, dass
- – dann, wenn an dem Port in
der ersten Phase ein High-Signal sensiert wird, der fehlerfreie
Zustand von Last und Treibertransistor erkannt wird,
- – dann,
wenn an dem Port in der ersten Phase ein Low-Signal und in der zweiten
Phase ein High-Signal sensiert wird, erkannt wird, dass die Last
unterbrochen ist, und
- – dann,
wenn an dem Port sowohl in der ersten als auch in der zweiten Phase
ein Low-Signal sensiert wird, erkannt wird, dass der Treibertransistor kurzgeschlossen
ist.
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Bei
ausgeschaltetem Treibertransistor kann also mittels der Steuer-
und Auswerteeinheit jeder Lastkreis diagnostiziert werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung wiedergegebenen
Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Im
einzelnen zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild einer Steuer- und Auswerteeinheit mit einer Vielzahl
von mit dieser verbundenen Endstufenschaltungen zur Ansteuerung mehrerer
elektrischer Lasten,
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2 ein
erster Ausführungsbeispiel
für die Realisierung
einer Endstufenschaltung und
-
3 ein
zweites Ausführungsbeispiel
für die
Realisierung einer Endstufenschaltung.
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Die
Erfindung soll nachfolgend beispielhaft anhand einer PTC-Zusatzheizung
für ein
Fahrzeug erläutert
werden. Sämtliche
PTC-Bausteine 10 werden dabei einzeln oder gruppenweise über MOSFET-Treibertransistoren 12 ein-
bzw. ausgeschaltet. Die MOSFET-Treibertransistoren 12 sind über Endstufenschaltungen 14 mit
jeweils einem bidirektional konfigurierbaren Port 16 einer
Steuer- und Auswerteeinheit 18 verbunden.
Bei der Steuer- und Auswerteeinheit 18 handelt es sich
beispielsweise um einen Mikrocontroller, dessen Anzahl an Ports 16 gleich
der Anzahl der angeschlossenen Endstufenschaltungen 14 ist.
Die Ports 16 können
wahlweise als Eingang oder als Ausgang der Steuer- und Auswerteeinheit 18 geschaltet
werden.
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Die
genauere Beschaltung jedes Ports 16 ergibt sich gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel aus 2.
Danach ist an jeden der Ports 16 eine Leitung 20 angeschlossen,
die zwei in Reihe geschaltete Widerstände 22, 24 aufweist.
Diese Leitung 20 führt
zum Eingang 26 eines Ansteuertransistors 28, der
an seinem Ausgang 29 über
einen Widerstand 32 mit einer Versorgungsspannung 34 verbunden
ist. Vor dem Eingang 26 des Ansteuertransistors 28 befindet
sich noch ein an Masse 30 geschalteter Widerstand 36.
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Der
Ausgang des Ansteuertransistors 28, also der Spannungsknoten
zwischen dem Transistor 28 und dem Widerstand 32 ist über einen
Widerstand 38 mit dem Eingang 40 des Treibertransistors 12 verbunden.
Der Eingang 40 des Treibertransistors 12 ist über eine
mit Masse 30 verbundenen Diode 42 gegen Überspannungen
gesichert. Am Ausgang ist der Treibertransistor 12 einerseits
mit Masse 30 und andererseits über die Last 10 mit
einer Versorgungsspannung 44 verbunden. Der Ausgang des
Transistors 12, d.h. der Knotenpunkt 46 zwischen
dem Transistor 12 und der Last 10, ist über einen
Widerstand 48 und einen von der Steuer- und Auswerteeinheit 18 steuerbaren
Diagnoseschalter 50 mit Masse verbunden. Zusätzlich ist
der Knotenpunkt 46 über
eine Spannungsrückkopplungseinheit 52 mit
der Leitung 20 verbunden, die ihrerseits zum Port 16 führt. Die Spannungsrückkopplungseinheit 52 ist
mit zwei Dioden 54, 56 sowie einem Widerstand 58 versehen.
Die beiden Dioden 54, 56 sind an ihren Anoden
miteinander verbunden, während
die Kathoden einerseits mit der Leitung 20 und andererseits
mit dem Spannungsknotenpunkt 46, also dem Ausgang des Treibertransistors 12 verbunden
sind. Der Widerstand 58 ist zwischen die Versorgungsspannung 34 und
den Verbindungspunkt der Anoden der beiden Dioden 54, 56 geschaltet.
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Bei
fehlerfreien Komponenten, insbesondere bei fehlerfreiem Treibertransistor 12 und
fehlerfreier Last 10 stellt sich die Ausgangsituation der
Schaltung gemäß 2 so
dar, dass aus dem Port 16 (in dieser Phase als Ausgang
geschaltet) ein High-Signal ausgegeben wird. Damit ist der Ansteuertransistor 28 angesteuert,
d.h. eingeschaltet und als Folge davon der Treibertransistor 12 ausgeschaltet.
Im Lastkreis fließt kein
Strom bzw. nur ein äußerst geringer
Strom, und zwar einerseits auf Grund der stromlosen Spannungsrückkopplung
durch die Einheit 52 und andererseits auf Grund des hochohmigen
Bypass-Widerstandes 48 bei
geschlossenem Schalter (hierauf wird noch später eingegangen werden).
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Soll
nun der Treibertransistor 12 eingeschaltet werden, so erfolgt
dies durch Aussenden eines kurzen Low-Impulses aus dem Port 16,
der den Ansteuertransistor 28 ausschaltet. Als Folge davon
wird der Treibertransistor 12 eingeschaltet. Die bei eingeschaltetem
Treibertransistor 12 an dessen Ausgang abfallende Spannung
wird über
die Verschaltung der Dioden 54, 56 der Spannungsrückkopplungseinheit 52 zum
Port 16 und damit zum Eingang 26 des Ansteuertransistors 28 zurückgeführt. Die
Ausgangsspannung des eingeschalteten Treibertransistors 12 liegt
unter der Einschaltspannung des Transistors 28, so dass
dieser ausgeschaltet bleibt. Damit ist eine Selbsthaltung des Einschaltzustandes
des Treibertransistors 12 gegeben, und zwar ohne Beteiligung der
Steuer- und Auswerteeinheit 18. Damit braucht der Port 16 nun
auch nicht mehr als Ausgang zum Aussenden eines Ansteuersignals
für den
Ansteuertransistor 28 geschaltet zu sein. Nach dem kurzzeitigen
Aussenden des Low-Impulses wird daher der Port 16 als Eingang,
d.h. hochohmig geschaltet.
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Damit
kann der Zustand im Lastkreis bzw. die Ausgangsspannung über dem
Treibertransistor 12 am Port 16 eingelesen und
in der Steuer- und Auswerteeinheit 18 ausgewertet werden.
Sollte die Spannung am Ausgang des Treibertransistors 12 denjenigen
Wert, den sie im Normalbetrieb annimmt, übersteigen, wie dies etwa im Überlast-
bzw. Kurzschlussfall zu erwarten ist, so erhöht sich gleichermaßen die über die
Spannungsrückkopplungseinheit 52 auf
die Leitung 20 rückgeführte Spannung.
Dies führt dazu,
dass der Ansteuertransistor 28 eingeschaltet wird, also
in den leitenden Zustand übergeht,
was zum automatischen Ausschalten des Treibertransistors 12 führt. Dieser
Selbstabschaltungsvorgang wird durch die Mitkopplung infolge der
Spannungsrückkopplungseinheit 52 noch
beschleunigt. Es kommt also zu einer selbsttätigen, schnellen Abschaltung des
Treibertransistors 12 im Überlast-/Kurzschlussfall. Gleichzeitig
wird die erhöhte
Spannung auf der Leitung 20 durch Einlesen über den
als Eingang geschalteten Port 16 der Steuer- und Auswerteeinheit 18 erkannt.
Damit wird der Fehlerfall "Überlast-/Kurzschluss" erkannt und diagnostiziert.
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Um
bei fehlerfreiem Treibertransistor 12 und fehlerfreier
Last 10 den Lastkreis auszuschalten, wird über den
nunmehr als Ausgang geschalteten Port 16 ein High-Signal
auf den Eingang 26 des Ansteuertransistors 28 gegeben.
Dadurch wird der Ansteuertransistor 28 leitend und somit
der Treibertransistor 12 ausgeschaltet. Wegen der Selbsthaltung
würde dieser
Zustand, also der leitende Zustand des Ansteuertransistors 28 und
damit der Ausschaltzustand des Treibertransistors 12 permanent
aufrechterhalten. Aus Sicherheitsgründen bleibt das High-Signal auf
der Leitung 20 mit Ausnahme von kurzen Unterbrechungsintervallen
permanent aufrechterhalten. Diese kurzen Unterbrechungsintervalle
werden genutzt, um den Lastkreis im ausgeschalteten Zustand diagnostizieren
zu können.
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Um
den Lastkreis diagnostizieren zu können, wird der Port 16 intermittierend
und kurzzeitig als Eingang geschaltet. Damit lässt sich nun der Ist-Zustand im
Lastkreis überprüfen. Während eines
jeden Unterbrechungsintervalls befindet sich der Diagnoseschalter 50 in
einer ersten Phase in seinem eingeschalteten und in einer zweiten
Phase in seinem ausgeschalteten Zustand. Innerhalb der ersten Phase
des Unterbrechungsintervalls, also bei geschlossenem Diagnoseschalter,
wird ein High-Signal vom Ausgang des Treibertransistors 12 über die
Spannungsrückkopplungseinheit 52 zum
Port 16 der Steuer- und Auswerteeinheit 18 zurückgeführt, wenn
kein Fehler im Lastkreis vorliegt. Wird hingegen in dieser ersten Phase
des Unterbrechungsintervalls ein Low-Signal zum Port 16 rückgekoppelt,
so liegt der Fehlerfall der unterbrochenen Last 10 ("open load") vor. Liegt dieses
Low-Signal auch in der zweiten Phase des Unterbrechungsintervalls,
also bei geöffnetem
Diagnoseschalter 50 vor, so ist der Fehlerfall des kurzgeschlossenen,
d.h. "durchlegierten" Treibertransistors 12 gegeben.
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Bei
dem Diagnoseschalter 50 handelt es sich um einen elektronischen
Schalter, der zur Einhaltung der Forderung eines geringen Ruhestroms
lediglich bei eingeschaltetem System (also bei "Zündung
ein") permanent
geschlossen ist. Bei der Versorgungsspannung 44 handelt
es sich um die Versorgungsspannung für den Lastkreis. Die Versorgungsspannung 34 ist
gleich der Betriebsspannung des Systems (PTC-Zuheizer). Die Versorgungsspannung 34 ist
extern hinzuschaltbar, wenn der PTC-Heizer eingeschaltet wird, und
liegt auf gleichem Potential wie die Versorgungsspannung 44.
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In 3 ist
eine alternative Ausgestaltung der Spannungsrückkopplungseinheit 52' zu erkennen.
Die übrigen
Bauteile und Elemente der Endstufenschaltung 14 des Ausführungsbeispiels
gemäß 3 sind
identisch mit denen der Endstufenschaltung 14 der 2.
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Im
Falle des Ausführungsbeispiels
gemäß 3 ist
die Spannungsrückkopplungseinheit 52' mit einem Komparator 60 versehen,
dessen Ausgang 62 über
einen Widerstand 64 mit der Leitung 20 verbunden
ist, die zum Port 16 der Steuer- und Auswerteeinheit 18 führt. Das
Potential am Knotenpunkt 46 wird über einen Widerstand 66 zum
ersten Eingang 68 des Komparators 60 geleitet.
Dieser Eingang 68 ist gegen Überspannungen durch eine gegen
Masse geschaltete Diode 70 geschützt. Am zweiten Eingang 72 des
Komparators 60 liegt eine beispielsweise durch Spannungsteiler 74, 76 erzeugte
Referenzspannung an.
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Die
Funktionsweise der Endstufenschaltung 14 gemäß 3 ist
identisch mit derjenigen gemäß 2.
Der Komparator 60 schaltet durch und gibt an sei nem Ausgang
ein den Transistor 28 einschaltendes Spannungssignal aus,
wenn die Spannung am Ausgang des Treibertransistors 12,
wie dies in einem Überlast-
bzw. Kurzschlussfall gegeben ist, über die Referenzspannung hinaus
ansteigt, die ihrerseits gleich der Ausgangsspannung am Treibertransistor 12 im
fehlerfreien Zustand des Lastkreises ist.
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Die
Beschaltung des Ports 16 jeder Endstufenschaltung 14 ist
bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 identisch
so, wie dies im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 erläutert und
beschrieben worden ist. Wie im Falle der 2, bei der
die gegenpolig verschalteten Dioden 54, 56 nahezu
keinen Stromfluss von der Last 10 zurück zum Port 16 erlauben,
ist dies auch im Falle des Ausführungsbeispiels
gemäß 3 gegeben,
da der Eingang 68 des Komparators 60 hochohmig
ist. Die Selbsthaltung und Selbstabschaltung ist bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 genauso
gegeben wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2. Damit
weisen beide Schaltungen letztendlich die gleichen Wirkungen auf.
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- 10
- PTC-Baustein
(Last)
- 12
- MOSFET-Treibertransistor
- 14
- Endstufenschaltungen
- 16
- Port
- 18
- Steuer-
und Auswerteeinheit
- 20
- Leitung
- 22
- Widerstand
- 24
- Widerstand
- 26
- Eingang
des Treibertransistors
- 28
- Ansteuertransistor
- 30
- Masse
- 32
- Widerstand
- 34
- Versorgungsspannung
- 36
- Widerstand
- 38
- Widerstand
- 40
- Eingang
des Ansteuertransistors
- 42
- Diode
- 44
- Versorgungsspannung
- 46
- Knotenpunkt
(Ausgang des Treibertransistors)
- 48
- Bypass-Widerstandes
- 50
- Diagnoseschalter
- 52
- Spannungsrückkopplungseinheit
- 52'
- alternative
Spannungsrückkopplungseinheit
- 54
- Diode
- 56
- Diode
- 58
- Widerstand
- 60
- Komparator
- 62
- Komparatorausgang
- 64
- Widerstand
- 66
- Widerstand
- 68
- erster
Eingang des Komparators
- 70
- Diode
- 72
- zweiter
Eingang des Komparators
- 74
- Spannungsteilerwiderstand
- 76
- Spannungsteilerwiderstand