DE10220276A1 - Spannungsversorgungsschaltung sowie Verfahren - Google Patents
Spannungsversorgungsschaltung sowie VerfahrenInfo
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- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
- G05F1/563—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices including two stages of regulation at least one of which is output level responsive, e.g. coarse and fine regulation
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungsversorgungsschaltung für ein elektronisches Steuergerät eines Kraftfahrzeugs zur Umsetzung der Bordnetzspannung (U¶B¶) des Kraftfahrzeugs in eine für das Steuergerät geeignete Betriebsspannung (Vcc) mit einem Haupt-Spannungsregler und einer Spannungsüberwachungseinrichtung sowie ein Verfahren zur Bereitstellung einer Betriebsspannung (Vcc) für ein elektronisches Steuergerät eines Kraftfahrzeugs. DOLLAR A Gegenüber dem bekannten Stand der Technik, bei dem im Falle eines Versagens des Spannungsreglers eine gezielte Unterbrechung des regulären Betriebes vorgesehen ist, haben die Spannungsversorgungsschaltung sowie das zugehörige Verfahren nach der vorliegenden Erfindung den Vorteil, daß eine Fortsetzung des Betriebes zumindest im Sinne einer Notlauffunktion möglich ist. Darüber hinaus kann im Falle eines nur vorübergehenden Fehlers auch eine Wiederaufnahme des regulären Betriebes ohne äußeren Eingriff erfolgen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungsversorgungsschaltung für
ein elektronisches Steuergerät eines Kraftfahrzeugs zur Umsetzung der
Bordnetzspannung (UB) des Kraftfahrzeugs in eine für das Steuergerät
geeignete Betriebsspannung (Vcc) mit einem Haupt-Spannungsregler und
einer Spannungsüberwachungseinrichtung, sowie ein Verfahren zur
Bereitstellung einer Betriebsspannung (Vcc) für ein elektronisches Steuergerät
eines Kraftfahrzeugs.
Eine Vielzahl der in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Steuergeräte wird
inzwischen mit elektronischen Schaltkreisen ausgestattet, welche zu ihrem
Betrieb eine geregelte Betriebsspannung benötigen, die einen von den
Schwankungen der verfügbaren Bordnetzspannung unabhängigen konstanten
Wert aufweist. Diese konstante Betriebsspannung von in der Regel 5 Volt wird
durch eine zumeist im Steuergerät integrierte, mit einem entsprechenden
Spannungsregler versehene Spannungsversorgungsschaltung bereitgestellt.
Solange der Spannungsregler intakt ist, und auch kein sonstiger, die
gewünschte Betriebsspannung beeinflussender Fehler in dem Steuergerät
vorliegt, ist eine definierte Funktion der elektronischen Schaltkreise zumindest
unter diesem Gesichtspunkt gewährleistet. Tritt jedoch ein Fehler dergestalt
auf, daß eine zu hohe Spannung anliegt, kann dies, insbesondere im Falle,
daß die Schaltung einen oder mehrere Mikroprozessoren umfaßt, zu einem
unkontrollierbaren Fehlverhalten solcher Prozessoren und somit des
gesamten Steuergeräts führen. Dies kann insbesondere bei
sicherheitsrelevanten Funktionen zu kritischen Situationen führen. Ein Fehler
in der Betriebsspannung kann bespielsweise durch einen Kurzschluß im
Längstransistor des Spannungsreglers, durch eine Lötbrücke oder einen
sonstigen Bauteildefekt hervorgerufen werden.
Die DE 197 51 429 A1 offenbart eine Spannungsversorgungsschaltung nach
dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Bei dieser Einrichtung ist vorgesehen,
daß im Falle eines Über- oder Unterschreitens festgelegter, durch
Referenzspannungssignale repräsentierter Spannungsschwellwerte eine
Spannungsüberwachungseinrichtung das Abschalten nachgeordneter
Treiberstufen oder das Aktivieren entsprechender Warneinrichtungen auslöst.
In jedem Falle ist jedoch eine gezielte Unterbrechung des regulären Betriebes
vorgesehen.
Gegenüber diesem Stand der Technik haben die Spannungsversorgungs
schaltung sowie das zugehörige Verfahren nach der vorliegenden Erfindung
den Vorteil, daß eine Fortsetzung des Betriebes zumindest im Sinne einer
Notlauffunktion möglich ist. Darüberhinaus kann im Falle eines nur
vorübergehenden Fehlers auch eine Wiederaufnahme des regulären
Betriebes ohne äußeren Eingriff erfolgen.
Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß dem Haupt-Spannungsregler ein
Hilfs-Spannungsregler geringerer Genauigkeit vorgeschaltet ist, der durch die
Spannungsüberwachungseinrichtung im Falle einer zu hohen Spannung am
Ausgang des Haupt-Spannungsreglers zwangsweise aktiviert ist.
Weitere besonders günstige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Schaltung sowie des entsprechenden Verfahrens sind in den jeweiligen
Unteransprüchen angegeben und werden anhand des in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt die Spannungsversorgungs
schaltung einen Haupt-Spannungsregler 1, der als integrierter Schaltkreis
ausgeführt ist und im regulären Betrieb die für ein nachgeschaltetes
elektronisches Steuergerät erforderliche Betriebsspannung Vcc mit hoher
Genauigkeit zur Verfügung stellt. Die Bordnetzspannung UB des
Kraftfahrzeugs wird dabei dem Eingang des Haupt-Spannungsreglers 1 über
die Source-Drain-Strecke eines n-Kanal-Transistors M1 zugeführt. Der
Transistor M1 ist Bestandteil einer im Bedarfsfalle als Hilfs-Spannungsregler 3
wirkenden Schaltungsanordnung. Er ist im regulären Betrieb der
Spannungsversorgungsschaltung voll durchgeschaltet und hat keinen Einfluß
auf die Ausgangsspannung des Haupt-Spannungsreglers 1. Der Ausgang des
Haupt-Spannungsreglers 1 ist über eine als
Spannungsüberwachungseinrichtung 2 fungierende Zener-Diode D2 sowie
einen Widerstand R10 mit dem Basis-Anschluß eines ebenfalls zu der als
Hilfs-Spannungsregler 3 wirkenden Schaltungsanordnung gehörigen
Transistors Q2 verbunden. Dieser Transistor Q2 ist wie auch der weitere
Transistor Q3 im regulären Betrieb gesperrt. Steigt jedoch die Spannung am
Ausgang des Haupt-Spannungsreglers 1, welche normalerweise stabil bei 5,0
Volt liegen sollte, über den Wert der Durchbruchspannung der Zener-Diode
D2 von ca. 5,2 Volt an, so wird diese leitend und steuert den Transistor Q2
auf. Dadurch wird der mit diesem verbundene Transistor Q3 angesteuert, und
dieser erhöht die Gate-Spannung des Transistors M1. Durch den sich dabei
verringernden Stromfluß durch den Transistor M1 sinkt die Spannung am
Ausgang des Haupt-Spannungsreglers 1 unabhängig von dessen Fehlfunktion
ab. Durch die Zener-Diode D2 sowie die drei Transistoren M1, Q2, Q3 ist
somit ein Regelkreis gebildet, welcher ein weiteres Ansteigen der
Ausgangsspannung der Spannungsversorgungsschaltung selbst bei einem
völligen Versagen des Haupt-Spannungsreglers 1 verhindert. Ein Abschalten
des nachgeschalteten Steuergeräts ist nicht erforderlich, da mit dem Hilfs-
Spannungsregler 3 eine Notlauffunktion der Spannungsversorgungsschaltung
aufrechterhalten werden kann. Bei einem nur vorübergehenden
Funktionsausfall des Haupt-Spannungsreglers 1 erfolgt eine automatische
Rückkehr in den regulären Betriebszustand sobald dessen
Regelungsverhalten wieder bestimmungsgemäß erfolgt. Die Spannungswerte
an verschiedenen Knotenpunkten innerhalb des Schaltungsanordnung sind je
nachdem, welcher Betriebszustand vorliegt, signifikant unterschiedlich. Daher
können beispielsweise der Spannungswert an der Anode der Zener-Diode D2
oder die Spannung am Kollektor des Transistors Q2 als Statussignal
herangezogen werden. Führt man eines dieser Signale z. B. einem Analog-
Digital-Wandler-Eingang eines Mikroprozessors des nachgeschalteten
Steuergeräts zu, so liegt dort eine Information über den Betriebszustand der
Spannungsversorgungsschaltung vor.
Claims (6)
1. Spannungsversorgungsschaltung für ein elektronisches Steuergerät
eines Kraftfahrzeugs zur Umsetzung der Bordnetzspannung (UB) des
Kraftfahrzeugs in eine für das Steuergerät geeignete Betriebsspannung
(Vcc) mit einem Haupt-Spannungsregler (1) und einer Spannungsüber
wachungseinrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, daß dem Haupt-
Spannungsregler (1) ein Hilfs-Spannungsregler (3) geringerer
Genauigkeit vorgeschaltet ist, der durch die Spannungsüberwachungs
einrichtung (2) im Falle einer zu hohen Spannung am Ausgang des
Haupt-Spannungsreglers (1) zwangsweise aktiviert ist.
2. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannungsüberwachungseinrichtung (2) durch
eine Zener-Diode (D2) gebildet ist.
3. Spannungsversorgungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Hilfs-Spannungsregler (3) im wesentlichen
durch einen Feldeffekt-Transistor (M1) gebildet ist.
4. Verfahren zur Bereitstellung einer Betriebsspannung (Vcc) für ein
elektronisches Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, wobei im regulären
Betrieb die Bordnetzspannung (UB) des Kraftfahrzeugs durch einen
Haupt-Spannungsregler (1) in eine für das Steuergerät geeignete
Betriebsspannung (Vcc) umgesetzt wird, welche Betriebsspannung (Vcc)
von einer Spannungsüberwachungseinrichtung (2) gemessen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsüberwachungseinrichtung
(2) im Falle einer zu hohen Spannung am Ausgang des Haupt-
Spannungsreglers (1) einen Hilfs-Spannungsregler (3) aktiviert, welcher
als Not-Betriebsart die Regelung der Ausgangsspannung mit geringerer
Genauigkeit übernimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von
der Funktionstüchtigkeit des Haupt-Spannungsreglers (1) ein
automatischer Wechsel zwischen regulärem Betrieb und Not-Betrieb
erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus
einem Spannungspegel an einem Schaltungsknoten innerhalb des Hilfs-
Spannungsreglers (3) ein Status-Signal für ein nachgeschaltetes
Steuergerät generiert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10220276A DE10220276A1 (de) | 2001-05-25 | 2002-05-07 | Spannungsversorgungsschaltung sowie Verfahren |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE10125644 | 2001-05-25 | ||
DE10220276A DE10220276A1 (de) | 2001-05-25 | 2002-05-07 | Spannungsversorgungsschaltung sowie Verfahren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10220276A1 true DE10220276A1 (de) | 2002-12-12 |
Family
ID=7686203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE10220276A Withdrawn DE10220276A1 (de) | 2001-05-25 | 2002-05-07 | Spannungsversorgungsschaltung sowie Verfahren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10220276A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2928048A1 (fr) * | 2008-02-22 | 2009-08-28 | Fagorbrandt Sas Soc Par Action | Circuit d'alimentation comportant un transformateur d'alimentation |
EP3346352A1 (de) * | 2017-01-04 | 2018-07-11 | Krohne Messtechnik GmbH | Elektronische funktionsgruppe |
-
2002
- 2002-05-07 DE DE10220276A patent/DE10220276A1/de not_active Withdrawn
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CN108363444A (zh) * | 2017-01-04 | 2018-08-03 | 克洛纳测量技术有限公司 | 电子功能组 |
US10234882B2 (en) | 2017-01-04 | 2019-03-19 | Krohne Messtechnik Gmbh | Electrical function group |
CN108363444B (zh) * | 2017-01-04 | 2020-12-22 | 克洛纳测量技术有限公司 | 电子功能组 |
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