DE10322863A1

DE10322863A1 - Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE10322863A1
Application number: DE2003122863
Authority: DE
Inventors: Markus KÖNIGSHAUS; Thomas Dr. Lutter
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2004-12-16

Abstract

Beschrieben wird eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines elektromotorischen Verbrauchers über einen Längstransistor mit einem parallel zum Verbraucher angeordneten Kondensator, welcher die Energie des elektromotorischen Verbrauchers im Bremsbetrieb aufnimmt, wobei eine Differenzverstärkeranordnung den Wert der am Kondensator anliegenden Spannung mit dem Spannungswert der Versorgungsspannungsquelle vergleicht und wobei die Differenzverstärkeranordnung den Längstransistor sperrt, wenn der Spannungswert am Kondensator den Spannungswert der Versorgungsspannungsquelle übersteigt. DOLLAR A Die Schaltungsanordnung verringert so die Verlustleistung des Kondensators bei Schwankungen der Bordnetzspannung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines elektromotorischen Verbrauchers über einen Längstransistor mit einem parallel zum Verbraucher angeordneten Kondensator, welcher die Energie des elektromotorischen Verbrauchers im Bremsbetrieb aufnimmt.
Eine derartige von der Patentanmelderin verwendete, vorbekannte Schaltungsanordnung ist schematisch in der 2 dargestellt und wird in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Der Längstransistor hat hier die Funktion, den Kondensator und damit verbundene weitere Bauelemente vor einer Spannungsverpolung zu schützen.
Nachteilig an dieser vorbekannten Schaltung ist, daß Spannungsschwankungen im Bordnetz durch den Längstransistor nicht abgeblockt werden. Bordnetzwelligkeiten führen so zu ständigen Lade- und Entladevorgängen am Kondensator und können durch die dadurch entstehende Verlustleistung eine Überlastung und Zerstörung des Kondensators bewirken.

Es stellte sich daher die Aufgabe, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die einen effektiven Verpolungsschutz bietet und zudem eine Belastung des Kondensators durch unnötige Lade- und Entladevorgänge verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Differenzverstärkeranordnung den Wert der am Kondensator anliegenden Spannung mit dem Spannungswert der Versorgungsspannungsquelle vergleicht und daß die Differenzverstärkeranordnung den Längstransistor sperrt, wenn der Spannungswert am Kondensator den Spannungswert der Versorgungsspannungsquelle übersteigt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
1 eine erfindungsgemäße Verpolschutzschaltung und
2 eine Verpolschutzschaltung nach dem Stand der Technik.
In der 2 ist eine bekannte Verpolschutz-Schaltung dargestellt. Die Batteriespannung UB wird über einen P-Kanal-Transistor TO an einen Elektrolytkondensator C sowie gegebenenfalls weitere, hier nicht dargestellte Schaltungsteile geführt. Für eine Spannung U < Uth (Thresholdspannung) wird die Schaltung über die eingezeichnete Substratdiode des Transistors TO mit der Betriebsspannung versorgt. Ab einer Batteriespannung U >= Uth öffnet der Transistor TO schaltet somit eine niederohmige Verbindung zwischen der Batterie B und der restlichen Schaltung. Treten nun Bordnetzwelligkeiten auf, so wird der Kondensator C über den niederohmigen Kanal ständig geladen und entladen. Dies führt zu einer hohen Verlustleistung an dem parasitären Kondensatorwiderstand und somit zu einer Überhitzung des Kondensators C und schlußendlich zu dessen Zerstörung.
Die in der 1 dargestellte Schaltung verhindert solche unnötigen Lade- und Endladeströme und minimiert so die Verlustleistung des Kondensators.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung stellt eine aktive Gleichrichtschaltung dar. Die Transistoren T1 und T2 bilden zusammen mit den Widerständen R1...R6 einen Differenzverstärker. Eine Stromspiegelschaltung aus T3, T4 und R7 wirkt als Stromquelle für den Differenzverstärker. Werden die Verhältnisse der Widerstände von R1 zu R2 und R3 zu R4 gleich groß gewählt, so schaltet der Transistor T1 durch, wenn die Batteriespannung UB größer als die Spannung UC am Kondensator C ist. Dadurch wird das Gate des Transistors TO über den Transistor T1 gegen Masse geschaltet und der Transistor TO öffnet somit eine niederohmige Verbindung zwischen der Batterie B und dem Kondensator C.
Falls nun aufgrund einer Bordnetzwelligkeit die Batteriespannung unter die Kondensatorspannung sinkt, so öffnet nach dem Differenzverstärkerprinzip mit den oben genannten Widerstandsverhältnissen der Transistor T2 und entzieht dem Transistor T1 den Emitterstrom, so daß der Transistor T1 schließt. Über den Widerstand R4 wird nun das Potential am Gate des Transistors TO hochgezogen und der Transistor TO somit auch geschlossen. Dadurch existiert keine niederohmige Verbindung zu der Batterie B mehr und der Kondensator C kann sich nicht in das Bordnetz entladen, wodurch er wirksam vor einer Überhitzung geschützt wird.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besonders vorteilhaft ganz oder teilweise unter Verwendung von integrierten Bauelementen ausgeführt werden. Insbesondere kann die Differenzverstärkeranordnung vorteilhaft mittels eines Operationsverstärkers realisiert werden.

Claims

Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines elektromotorischen Verbrauchers über einen Längstransistor mit einem parallel zum Verbraucher angeordneten Kondensator, welcher die Energie des elektromotorischen Verbrauchers im Bremsbetrieb aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, – daß eine Differenzverstärkeranordnung (R1...R6, T1, T2) den Wert der am Kondensator (C) anliegenden Spannung (UC) mit dem Spannungswert (UB) der Versorgungsspannungsquelle (B) vergleicht und – daß die Differenzverstärkeranordnung (R1...R6, T1, T2) den Längstransistor (TO) sperrt, wenn der Spannungswert (UC) am Kondensator (C) den Spannungswert (UB) der Versorgungsspannungsquelle (B) übersteigt.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Versorgungsspannung (UB) über einen ersten Spannungsteiler (R1, R2) geteilt wird und der Wert der am Kondensator (C) anliegenden Spannung (UC) über einen zweiten Spannungsteiler (R3, R4) geteilt wird und daß der erste und der zweite Spannungsteiler das gleiche Teilungsverhältnis (R1/R2, R3/R4) aufweisen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzverstärkeranordnung durch einen Operationsverstärker ausgebildet ist.