DE202016105171U1

DE202016105171U1 - Erfassungsschaltung, Hypridansteuerungsschaltung und Sensoranordnung

Info

Publication number: DE202016105171U1
Application number: DE202016105171.1U
Authority: DE
Original assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2026-09-17
Also published as: FR3041437B3; CN204915554U; US10343543B2; KR20170001184U; FR3041437A3; US20170080820A1

Abstract

Eine Erfassungsschaltung (200), dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: einen Sensor (201); und eine Ansteuerungsvorrichtung (202), die mit dem Sensor (201) verbunden ist, wobei die Ansteuerungsvorrichtung (202) zum Ansteuern des Sensors (201) verwendet ist, wobei die Ansteuerungsvorrichtung (202) eine Stromansteuerungsschaltung und eine Spannungsansteuerungsschaltung (203) aufweist; die Stromansteuerungsschaltung den Sensor (201) in einem Stromansteuerungsmodus ansteuert, und die Spannungsansteuerungsschaltung (203) den Sensor (201) in einem Stromansteuerungsmodus ansteuert; und eine Schaltvorrichtung (204), die mit der Ansteuerungsvorrichtung (202) verbunden ist und diese derart steuert, dass die Ansteuerungsvorrichtung (202) in der Lage ist, zwischen dem Stromansteuerungsmodus und dem Spannungsansteuerungsmodus umzuschalten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugbatterieverwaltungssystem und insbesondere eine Erfassungsschaltung zur Überwachungen von Lade- und Entladezuständen und eine zugehörige Anordnung.
HINTERGRUND
Sensoren werden verwendet, um den Lade-/Entladestrom und den Betriebszustand einer Fahrzeugbatterie dynamisch zu überwachen, und sie geben ein gewonnenes Signal an ein Batterieverwaltungssystem zurück. Das Batterieverwaltungssystem verwaltet und steuert die Batterie in Verbindung mit einem oder mehreren anderen gewonnenen Leistungsparametern in geeigneter und effizienter Weise, um ein gewünschtes Batterieverhalten und einen normalen Betrieb elektrischer Anlagen sicherzustellen.
Entsprechend der Gestaltung eines bestehenden Sensor (beispielsweise ein Hall-Sensor) tritt das Phänomen der Nullpunktverschiebung bzw. Nullpunktdrift bei extrem hohen und tiefen Temperaturen (insbesondere bei Temperaturen unter 0°C) auf: wenn beispielsweise ein Magnetfeld Null ist, wird ein abweichendes Erfassungssignal von dem Sensor ausgegeben, das bewirkt, dass das Fahrzeugbatterieverwaltungssystem nicht in effizienter Weise arbeiten kann.
1 zeigt Kurven einer Nullpunktverschiebung, die mit der Temperatur variieren, für einen Sensors in zwei Ansteuerungsmodi: einem Stromansteuerungsmodus und einem Spannungsansteuerungsmodus, wobei die Abszisse die Umgebungstemperatur T (°C) des Sensors repräsentiert, und die Ordinate die Spannungsverschiebung, die von dem Sensor ausgegeben wird, repräsentiert. Die gepunktete Linie 101 repräsentiert die Verschiebungskurve im stromangesteuerten Modus und die durchgezogene Linie 102 repräsentiert die Verschiebungskurve im spannungsgesteuerten Modus. Wie man aus 1 erkennen kann, ist die Ausgangssignalverschiebung des Sensors im stromgesteuerten Modus größer als diejenige des Sensors in dem spannungsgesteuerten Modus, wenn die Umgebungstemperatur niedriger als 50°C ist; insbesondere wenn die Umgebungstemperatur unter –40°C liegt, ist die Spannungsverschiebung in dem stromgesteuerten Modus um 25 mV größer als diejenige in dem spannungsgesteuerten Modus; und wenn die Umgebungstemperatur höher als 50°C ist, ist die Ausgangssignalverschiebung des Sensors in dem stromgesteuerten Modus kleiner als diejenige des Sensors in dem spannungsgesteuerten Modus.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, das Problem einer großen Nullpunktverschiebung zu lösen, wie dies zuvor dargestellt ist. Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Erfassungsschaltung bereitzustellen, die in der Lage ist, den Ansteuerungsmodus eines Hall-Sensors bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen umzuschalten.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Erfassungsschaltung bereitgestellt und diese kann einen Sensor und eine Ansteuerungsvorrichtung aufweisen, die mit dem Sensor zur Ansteuerung bzw. Versorgung des Sensors verbunden ist. Die Ansteuerungsvorrichtung umfasst eine Stromansteuerungsschaltung und eine Spannungsansteuerungsschaltung. Die Stromansteuerungsschaltung steuert den Sensor in einem Stromansteuerungsmodus an, und die Spannungsansteuerungsschaltung steuert den Sensor in einem Spannungsansteuerungsmodus an. Die Erfassungsschaltung umfasst ferner eine Schaltvorrichtung, die mit der Ansteuerungsschaltung verbunden ist und diese steuert und die in der Lage ist, die Ansteuerungsvorrichtung zu aktivieren, um zwischen dem Stromansteuerungsmodus und dem Spannungsansteuerungsmodus umzuschalten.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung ist der Sensor ein Hall-Sensor, der eine Änderung im magnetischen Fluss erfasst. Das Ausgangssignal des Hall-Sensors ändert sich bei Änderung des magnetischen Flusses.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung umfasst die Stromansteuerungsschaltung einen Stromansteuerungspfad. Der Stromansteuerungspfad umfasst ein erstes Pfadsegment und ein zweites Pfadsegment. Zwei Enden bzw. Anschlüsse des Sensors sind entsprechend mit dem ersten Pfadsegment und dem zweiten Pfadsegment verbunden. Ein Strom in dem Stromansteuerungspfad fließt von dem ersten Pfadsegment zu dem Sensor, durchläuft den Sensor und fließt aus dem zweiten Pfadsegment heraus. Die Spannungsansteuerungsschaltung umfasst einen Spannungsansteuerungspfad. Die Schaltvorrichtung verbindet die Spannungsansteuerungsschaltung parallel mit dem ersten Pfadsegment und dem zweiten Pfadsegment, um den Spannungsansteuerungspfad zu bilden, oder sie koppelt die Spannungsansteuerungsschaltung von dem ersten Pfadsegment oder dem zweiten Pfadsegment ab.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung umfasst das erste Pfadsegment einen ersten Widerstand und das zweite Pfadsegment umfasst einen zweiten Widerstand.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung ist ein Ende bzw. ein Anschluss des Spannungsansteuerungspfads mit der Schaltvorrichtung verbunden, und der Spannungsansteuerungspfad ist parallel zu dem ersten Pfadsegment und dem zweiten Pfadsegment unter Anwendung der Schaltvorrichtung anschließbar.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung umfasst die Spannungsansteuerungsschaltung eine Spannungsregeleinheit.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung umfasst die Schaltvorrichtung einen Transistor oder einen Metall-Oxid-Halbleiter-(MOS-)Transistor.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung umfasst die Erfassungsschaltung ferner eine Schaltsteuerungsschaltung, wobei ein Ausgang der Schaltsteuerungsschaltung mit einem Eingang der Schaltvorrichtung verbunden ist, und die Schaltsteuerungsschaltung ein Steuersignal innerhalb eines Bereichs erfasster Umgebungstemperaturen erzeugt. Reagierend auf das Steuersignal ist die Schaltvorrichtung in einem eingeschalteten Zustand bzw. Ein-Zustand oder ausgeschalteten Zustand bzw. Aus-Zustand. Wenn sie in dem eingeschalteten Zustand ist, verbindet die Schaltvorrichtung die Spannungsansteuerungsschaltung parallel mit dem ersten Pfadsegment und dem zweiten Pfadsegment. Wenn sie in dem ausgeschalteten Zustand ist, koppelt die Schaltvorrichtung die Spannungsansteuerungsschaltung von dem ersten Pfadsegment oder dem zweiten Pfadsegment ab.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung weist die Schaltsteuerschaltung einen Komparator und eine Temperaturprüfschaltung auf.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung ist der Komparator mit einem ersten Eingangsende bzw. Eingangsanschluss, einem zweiten Eingangsende bzw. Eingangsanschluss und einem Ausgangsende bzw. Ausgangsanschluss versehen. Das Ausgangsende ist mit einem Eingangsende der Schaltvorrichtung verbunden. Dem ersten Eingangsende ist eine stabile Schwellenspannung (V0) zugeleitet. Dem zweiten Eingangsende ist eine Erfassungsspannung (V) zugeleitet, die von der Temperaturprüfschaltung ausgegeben wird.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung hat der Sensor ein Temperaturdriftgebiet. Die Schwellenspannung bezeichnet eine Schwellenspannung, die den Komparator veranlasst, das Steuersignal zu senden, wenn die Temperaturprüfschaltung erkennt, dass die Umgebungstemperatur das Temperaturdriftgebiet erreicht. Das Temperaturdriftgebiet bezeichnet ein Temperaturgebiet, in welchem eine Nullpunktverschiebung des Sensors bei Stromansteuerung größer ist als diejenige des Sensors bei Spannungsansteuerung, wenn kein Strom durch den Sensor fließt. Die Nullpunktverschiebung bezeichnet einen Zustand, in welchem ein Fehlersignal von dem Sensor ausgegeben wird, wenn ein gemessener Strom gleich Null ist.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung weist die Temperaturprüfschaltung einen Thermistor (R7) und mehrere Spannungsteilerwiderstände (R3, R4, R5) auf. Die Spannungsteilerwiderstände (R3, R4, R5) beinhalten einen dritten Widerstand (R3) und einen vierten Widerstand (R4), die in Reihe geschaltet sind, und weisen einen fünften Widerstand (R5) auf, der in Reihe mit dem Thermistor (R7) geschaltet ist. Das erste Eingangsende ist zwischen dem dritten Widerstand (R3) und dem vierten Widerstand (R4) angeschlossen, derart, dass es mit der Schwellenspannung (V0) verbunden ist, die durch Spannungsteilung erzeugt wird, die von dem dritten Widerstand (R3) und dem vierten Widerstand (R4) hervorgerufen wird. Das zweite Eingangsende ist zwischen dem Thermistor (R7) und dem fünften Widerstand (R5) derart angeschlossen, dass es mit der Erfassungsspannung (V) verbunden ist, die durch Spannungsteilung mittels des Thermistors (R7) und des fünften Widerstands (R5) erzeugt wird.
Wenn gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung der Spannungsansteuerungspfad von dem ersten Pfadsegment oder dem zweiten Pfadsegment abgekoppelt wird, ist die ansteuernde Vorrichtung eine Ansteuerungsschaltung im Strommodus. Wenn der Spannungsansteuerungspfad parallel zu dem ersten Pfadsegment und dem zweiten Pfadsegment geschaltet ist, ist die ansteuernde Vorrichtung eine Ansteuerungsschaltung im Spannungsmodus.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung beinhaltet der Bereich für erfasste Umgebungstemperaturen einen ersten Umgebungstemperaturbereich und einen zweiten Umgebungstemperaturbereich. Der Komparator gibt ein Steuersignal eines ersten Pegels in dem ersten Umgebungstemperaturbereich aus, und in Reaktion auf das Steuersignal des ersten Pegels ist die Schaltvorrichtung in dem eingeschalteten Zustand. Der Komparator gibt ein Steuersignal eines zweiten Pegels innerhalb des zweiten Umgebungstemperaturbereichs aus, und in Reaktion auf das Steuersignal des zweiten Pegels ist die Schaltvorrichtung in dem ausgeschalteten Zustand.
Gemäß der vorhergehenden Erfassungsschaltung ist der erste Umgebungstemperaturbereich ein Temperaturbereich, der tiefer ist als das Temperaturdriftgebiet. Der zweite Umgebungstemperaturbereich ist ein Temperaturbereich, der höher liegt als das Temperaturdriftgebiet.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Hybridansteuerungsschaltung zur Ansteuerung eines Erfassungselements bereitzustellen, sodass dieses in zwei Ansteuerungsmodi arbeitet. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Hybridansteuerungsschaltung verwendet, um zwei Enden bzw. Anschlüsse eines angesteuerten elektronischen Elements zu verbinden und eine Versorgungsleistung zur Ansteuerung bzw. zum Betrieb bereitzustellen. Die Hybridansteuerungsschaltung umfasst eine Stromansteuerungsschaltung, eine Spannungsansteuerungsschaltung, eine Schaltvorrichtung und eine Schaltsteuerungsschaltung.
Die Stromansteuerungsschaltung umfasst ein erstes Schaltungssegment und ein zweites Schaltungssegment. Das erste Schaltungssegment und das zweite Schaltungssegment werden entsprechend mit den zwei Enden des angesteuerten elektronischen Elements verbunden und bilden einen Stromansteuerungspfad; die Schaltungssegmente werden mit Energie versorgt, um ein Pfadsegment zu bilden. Die Spannungsansteuerungsschaltung hat ein erstes Ende und ein zweites Ende. Die Schaltvorrichtung hat ein erstes Ende und ein zweites Ende, und das zweite Ende der Spannungsansteuerungsschaltung ist mit dem ersten Ende der Schaltvorrichtung verbunden. Die Schaltsteuerungsschaltung liefert ein Steuersignal an die Schaltvorrichtung und in Reaktion auf das Steuersignal geht die Schaltvorrichtung in einen eingeschalteten Zustand bzw. Ein-Zustand oder einen ausgeschalteten Zustand bzw. Aus-Zustand. Das erste Ende der Spannungsansteuerungsschaltung und das zweite Ende der Schaltvorrichtung sind zwei Ausgangsenden der Hybridansteuerungsschaltung, und die zwei Ausgangsenden sind mit den zwei Enden des angesteuerten elektronischen Elements verbunden. Im Ein-Zustand ermöglicht die Schaltvorrichtung, dass die Spannungsansteuerungsschaltung mit dem zweiten Ende der Schaltvorrichtung verbunden wird. In dem Aus-Zustand ermöglicht die Schaltvorrichtung, dass die Spannungsansteuerungsschaltung von dem zweiten Ende der Schaltvorrichtung abgekoppelt wird.
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung ermöglicht es die Schaltvorrichtung in dem Ein-Zustand oder dem Aus-Zustand, dass die Spannungsansteuerungsschaltung mit dem ersten Schaltungssegment und dem zweiten Schaltungssegment verbunden oder von dem ersten Schaltungssegment oder dem zweiten Schaltungssegment abgekoppelt wird.
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung umfasst die Hybridansteuerungsschaltung ferner einen ersten Widerstand (R1) und einen zweiten Widerstand (R2). Das erste Schaltungssegment umfasst den ersten Widerstand (R1), und das zweite Schaltungssegment umfasst den zweiten Widerstand (R2).
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung weist die Schaltsteuerungsschaltung einen Komparator und eine Temperaturprüfschaltung auf, und die Temperaturprüfschaltung erfasst eine Umgebungstemperatur und gibt ein Erfassungssignal an den Komparator aus.
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung ist der Komparator mit einem ersten Eingangsende, einem zweiten Eingangsende und einem Ausgangsende versehen. Das Ausgangsende ist mit einem Eingangsende der Schaltvorrichtung verbunden. Dem ersten Eingangsende ist eine stabile Schwellenspannung (V0) zugeleitet. Dem zweiten Eingangsende ist eine Erfassungsspannung (V) zugeleitet, die von der Temperaturprüfschaltung ausgegeben wird.
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung ist, wenn die Umgebungstemperatur in einem ersten Umgebungstemperaturbereich liegt, die ausgegebene Erfassungsspannung (V) höher als die Schwellenspannung (V0), und der Komparator gibt ein Steuersignal eines ersten Pegels an die Schaltvorrichtung über das Ausgangsende aus. Wenn die Umgebungstemperatur in einem zweiten Umgebungstemperaturbereich liegt, ist die Erfassungsspannung (V) kleiner als die Schwellenspannung (V0), und der Komparator gibt ein Steuersignal eines zweiten Pegels an die Schaltvorrichtung über das Ausgangsende aus.
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung ist der erste Umgebungstemperaturbereich ein Temperaturbereich, der niedriger liegt als ein Temperaturdriftgebiet. Der zweite Umgebungstemperaturbereich ist ein Temperaturbereich, der höher liegt als das Temperaturdriftgebiet.
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung ist, wenn der Komparator das Steuersignal des ersten Pegels ausgibt, die Schaltvorrichtung in Reaktion auf das Steuersignal des ersten Pegels im Ein-Zustand. Wenn der Komparator das Steuersignal des zweiten Pegels ausgibt, ist die Schaltvorrichtung in Reaktion auf das Steuersignal des zweiten Pegels im Aus-Zustand.
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung umfasst die Hybridansteuerungsschaltung ferner ein Hall-Element, das das Temperaturdriftgebiet aufweist. Das Temperaturdriftgebiet bezeichnet ein Temperaturgebiet, in welchem eine Nullpunktverschiebung des Sensors bei Stromansteuerung größer ist als diejenige des Sensors bei Spannungsansteuerung, wenn kein Strom durch den Sensor fließt. Die Nullpunktverschiebung bezeichnet einen Zustand, in welchem ein Fehlersignal von dem Sensor ausgegeben wird, wenn ein gemessener Strom gleich null ist.
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung bezeichnet die Schwellenspannung (V0) eine Schwellenspannung, die bewirkt, dass der Komparator das Steuersignal sendet, wenn die Temperaturprüfschaltung erkennt, dass die Umgebungstemperatur das Temperaturdriftgebiet erreicht.
Gemäß der vorhergehenden Hybridansteuerungsschaltung umfasst die Temperaturprüfschaltung einen Thermistor (R7) und mehrere Spannungsteilerwiderstände (R3, R4, R5). Die Spannungsteilerwiderstände (R3, R4, R5) umfassen eine dritten Widerstand (R3) und einen vierten Widerstand (R4), die in Reihe geschaltet sind, und umfassen einen fünften Widerstand (R5), der mit dem Thermistor (R7) in Reihe geschaltet ist. Das erste Eingangsende ist zwischen dem dritten Widerstand (R3) und dem vierten Widerstand (R4) so angeschlossen, dass es mit der Schwellenspannung (V0) verbunden ist, die durch Spannungsteilung mittels des dritten Widerstands (R3) und des vierten Widerstands (R4) erzeugt ist. Das zweite Eingangsende ist zwischen dem Thermistor (R7) und dem fünften Widerstand (R5) derart angeschlossen, dass es mit der Erfassungsspannung (V) verbunden ist, die durch Spannungsteilung mittels des Thermistors (R7) und des fünften Widerstands (R5) erzeugt ist.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sensorprodukt bereitzustellen. Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Sensoranordnung bereitgestellt und sie umfasst einen Sensor und die vorhergehende Hybridansteuerungsschaltung. Das erste Schaltungssegment der Hybridansteuerungsschaltung ist mit einem Ansteuerungseingangsende des Sensors verbunden, und das zweite Schaltungssegment der Hybridansteuerungsschaltung ist mit einem weiteren Ansteuerungseingangsende bzw. Versorgungseingangsende des Sensors verbunden.
Gemäß der vorhergehenden Sensoranordnung ist die Hybridansteuerungsschaltung auf einer gedruckten Leiterplatte (PCB) montiert.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Erfassungsschaltung und eine Sensoranordnung mit einem Sensor und einer Hybridansteuerungsschaltung bereit. Die Hybridansteuerungsschaltung umfasst im Wesentlichen eine Ansteuerungsvorrichtung (eine Ansteuerungsschaltung). Die Ansteuerungsvorrichtung umfasst eine Stromansteuerungsschaltung und eine Spannungsansteuerungsschaltung. Die Stromansteuerungsschaltung steuert den Sensor gemäß einem stromgesteuerten Modus an, und die Spannungsansteuerungsschaltung steuert den Sensor gemäß einem Spannungsansteuerungsmodus an. Die Hybridansteuerungsschaltung umfasst ferner eine Schaltvorrichtung, die mit der Ansteuerungsvorrichtung verbunden ist. Die Schaltvorrichtung steuert die Ansteuerungsvorrichtung derart, dass die Ansteuerungsvorrichtung in die Lage versetzt wird, zwischen dem Stromansteuerungsmodus und dem Spannungsansteuerungsmodus umzuschalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Temperaturprüfschaltung mit einem Thermistor mit negativen Temperaturkoeffizienten, der die Hauptkomponente ist, ferner verwendet, um eine Umgebungstemperatur des Sensors zu erfassen, um die Eingangsspannung der Schaltvorrichtung wird geändert entsprechend der Änderung des Widerstandswertes des Thermistors bei Temperaturänderung, um den Ein-Zustand und Aus-Zustand der Schaltvorrichtung zu steuern, um damit den Ansteuerungsmodus des Hall-Sensors umzuschalten. Daher wird der Sensor in unterschiedlichen Modi bei unterschiedlichen Temperaturen angesteuert bzw. betrieben, so dass die Nullpunktverschiebung des Ausgangssignals des Produkts reduziert wird, und die Zuverlässigkeit eines Fahrzeugbatterieverwaltungssystems verbessert ist.
KURZE BESCHREIBUNG VON ZEICHNUNGEN
Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungsfiguren angegeben, die nicht notwendigerweise maßstabgetreu sind, wobei vielmehr generell auf eine Darstellung der Prinzipien der Erfindung Wert gelegt wird. In Zeichnungsfiguren zeigen:
1 Nullpunktverschiebungskurven eines Sensors 201 bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen gemäß dem Stand der Technik;
2 eine schematische Ansicht des grundlegenden Aufbaus einer Erfassungsschaltung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Ansicht des speziellen Schaltungsaufbaus der Erfassungsschaltung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Ansicht des Funktionsergebnisses der Erfassungsschaltung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung; und
5 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer Sensoranordnung 500 gemäß der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend sind diverse Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben, die einen Teil der Anmeldung darstellen. Es sollte beachtet werden, dass, obwohl richtungsabhängige Begriffe, die in der vorliegenden Erfindung verwendet sind, etwa ”vorne”, ”hinten”, ”oben”, ”unten”, ”links” und ”rechts”, anschauliche strukturelle Teile und Elemente in der vorliegenden Erfindung bezeichnen, diese hierin verwendeten Begriffe jedoch nur zur Vereinfachung der Beschreibung dienen und auf der Grundlage beispielhafter Richtungen festgelegt sind, die in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind. Die durch die vorliegende Erfindung offenbarten Ausführungsformen können in unterschiedlichen Richtungen angeordnet werden, sodass diese Richtungsbegriffe nur anschaulich sind und nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden dürfen. In möglichen Fällen bezeichnen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet sind, die gleichen Komponenten.
2 ist eine schematische Ansicht des grundlegenden Aufbaus einer Erfassungsschaltung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Erfassungsschaltung einen Sensor 201 und eine Ansteuerungsvorrichtung (eine Ansteuerungsschaltung) 202 (die durch eine gepunktete Linie in 2 repräsentiert ist), die mit dem Sensor 201 verbunden ist. Die Ansteuerungsvorrichtung 202 liefert für den Sensor 201 (ein angesteuertes Element) eine Ansteuerungs-(Speise-)Spannung oder einen Strom, um den Sensor 201 in die Lage zu versetzen zu arbeiten. Die Ansteuerungsvorrichtung 202 umfasst eine Stromansteuerungsschaltung und eine Spannungsansteuerungsschaltung.
Die Spannungsansteuerungsschaltung 203 umfasst ein erstes Ende bzw. einen ersten Anschluss 213, ein zweites Ende bzw. einen zweiten Anschluss 214, eine Schaltvorrichtung 204 und eine Schaltsteuerungsschaltung 205. Die Schaltvorrichtung 204 hat ein erstes Ende bzw. einen ersten Anschluss 216 und ein zweites Ende bzw. einen zweiten Anschluss 215, und das zweite Ende 214 der Spannungsansteuerungsschaltung 203 ist mit dem ersten Ende 216 der Schaltvorrichtung 204 verbunden. Die Schaltsteuerungsschaltung 205 liefert ein Steuersignal an die Schaltvorrichtung 204, und in Reaktion auf das Steuersignal ist die Schaltvorrichtung 204 in einem Ein-Zustand oder einem Aus-Zustand. Das erste Ende 213 der Spannungsansteuerungsschaltung 203 und das zweite Ende 215 der Schaltvorrichtung 204 sind zwei Ausgangsenden bzw. Anschlüsse 213, 215 der Ansteuerungsschaltung 202, und die zwei Ausgangsenden 213, 215 sind mit zwei Enden bzw. Anschlüssen des angesteuerten elektronischen Elements, d. h. des Sensors 201, verbunden. Wenn die Schaltvorrichtung 204 in dem Ein-Zustand ist, ist das erste Ende 216 der Schaltvorrichtung 204 mit dem zweiten Ende 215 der Schaltvorrichtung 204 verbunden, wodurch die Spannungsansteuerungsschaltung 203 in der Lage ist, mit dem zweiten Ende 215 der Schaltvorrichtung 204 verbunden zu werden. Wenn die Schaltvorrichtung 204 in dem Aus-Zustand ist, ist das erste Ende 216 der Schaltvorrichtung 204 von dem zweiten Ende 215 der Schaltvorrichtung 204 abgekoppelt, wodurch ermöglicht wird, dass die Spannungsansteuerungsschaltung 203 von dem zweiten Ende 215 der Schaltvorrichtung 204 abgekoppelt wird.
Wenn die zwei Ausgangsenden 213, 215 mit den zwei Enden des Sensors 201 verbunden sind und eine Leistungsversorgung angeschlossen ist, bildet ein Strom, der durch das angesteuerte elektronische Element 201 fließt, die Stromansteuerungsschaltung bzw. den Stromansteuerungskreis. Die Stromansteuerungsschaltung umfasst einen ersten Stromansteuerungspfad (211, 201, 212). Wie ferner in 2 gezeigt ist, enthält der Stromansteuerungspfad (211, 201, 212) ein erstes Pfadsegment 211 und ein zweites Pfadsegment 212. Das erste Pfadsegment 211 und das zweite Pfadsegment 212 sind mit zwei Ansteuerungsenden des angesteuerten Elements, d. h. dem Sensor 201, verbunden. Der Strom in dem Stromansteuerungspfad (211, 201, 212) fließt von dem ersten Pfadsegment 211 zu dem Sensor 201, durchläuft den Sensor 201 und fließt aus dem zweiten Pfadsegment 212 heraus, und in diesem Falle wird der Sensor 201 in einem Stromansteuerungsmodus betrieben. Das erste Pfadsegment 211 enthält einen ersten Widerstand R1 und das zweite Pfadsegment 211 enthält einen zweiten Widerstand R2.
Wenn die Spannungsansteuerungsschaltung mit dem ersten Pfadsegment 211 und dem zweiten Pfadsegment 212 verbunden ist, bildet die Spannungsansteuerungsschaltung einen Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215). Zwei Enden des Spannungsansteuerungspfads (213, 203, 204, 215) sind entsprechend mit dem ersten Pfadsegment 211 und dem zweiten Pfadsegment 212 verbunden, und können selektiv von dem ersten Pfadsegment 211 oder dem zweiten Pfadsegment 212 abgekoppelt werden. Die Schaltvorrichtung 204 verbindet den Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) parallel mit dem ersten Pfadsegment 211 und dem zweiten Pfadsegment 212, oder koppelt den Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) von dem ersten Pfadsegment 211 oder dem zweiten Pfadsegment 212 ab. Wenn der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) parallel mit dem ersten Pfadsegment 211 und dem zweiten Pfadsegment 212 verbunden ist, steuert die Ansteuerungsvorrichtung 202 den Sensor 201 in einem Spannungsansteuerungsmodus an. Wenn der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) von dem ersten Pfadsegment 211 oder dem zweiten Pfadsegment 212 abgekoppelt ist, steuert die Ansteuerungsvorrichtung 202 den Sensor 201 in dem Stromansteuerungsmodus an.
Die Stromansteuerungsschaltung steuert den Sensor 201 in dem Stromansteuerungsmodus an, und die Spannungsansteuerungsschaltung steuert den Sensor 201 in dem Spannungsansteuerungsmodus an. Die Schaltvorrichtung 204, die mit der Ansteuerungsvorrichtung 202 verbunden ist, steuert die Ansteuerungsvorrichtung 202 derart, dass die Ansteuerungsvorrichtung 202 in der Lage ist, zwischen dem Stromansteuerungsmodus und dem Spannungsansteuerungsmodus umzuschalten. Aufgrund der Halbleitereigenschaften des Sensors sind die Eigenschaften, die der Sensor in dem Spannungsansteuerungsmodus zeigt, unterschiedlich zu jenen, die der Sensor in dem Stromansteuerungsmodus zeigt. Wie beispielsweise in 1 dargestellt ist, ist die Nullpunktverschiebung eines Hall-Sensors im Stromansteuerungsmodus unterschiedlich zu derjenigen des Hall-Sensors in dem Spannungsansteuerungsmodus.
Die Erfassungsschaltung 200 in 2 beinhaltet die Schaltsteuerungsschaltung 205, die mit der Schaltvorrichtung 204 verbunden ist. Die Schaltsteuerungsschaltung 205 kann die Umgebungstemperatur des Sensors 201 erfassen und ein Steuersignal an die Schaltvorrichtung 204 entsprechend unterschiedlicher Umgebungstemperaturen senden, um die Schaltvorrichtung 204 in die Lage zu versetzen, einzuschalten oder auszuschalten, um damit die Spannungsansteuerungsschaltung von dem ersten Pfadsegment 211 oder dem zweiten Pfadsegment 212 abzukoppeln, oder die Spannungsansteuerungsschaltung mit dem ersten Pfadsegment 211 und dem zweiten Pfadsegment 212 zu verbinden. Das Ziel der Schaltsteuerungsschaltung 205 besteht darin, den Ansteuerungsmodus des Sensors 201 zu ändern.
In einer Ausführungsform ist das angesteuerte Element in der vorliegenden Erfindung ein Hall-Sensor. Jedoch ist das angesteuerte Element in der vorliegenden Erfindung nicht auf einen Hall-Sensor beschränkt; es kann jede Art eines angesteuerten Elements, das abwechselnd in einem Spannungs-/Stromansteuerungsmodus zu betreiben ist, etwa eine weitere Art eines Sensors, für die Schaltungen bzw. Stromkreise der Ansteuerungsvorrichtung 202 der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Ferner ist ein Ausgangsende des Sensor 201 mit einer Verstärkungsschaltung (einem Transistor) 210 verbunden, der zur Verstärkung eines Ausgangssignals VH des Sensors 201 verwendet wird.
3 ist eine schematische Ansicht eines speziellen Schaltungsaufbaus der Erfassungsschaltung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt ist, enthält die Erfassungsschaltung 200 im Wesentlichen eine Stromansteuerungsschaltung und eine Spannungsansteuerungsschaltung. Die Stromansteuerungsschaltung umfasst einen Stromansteuerungspfad (211, 201, 212), der hauptsächlich einen ersten Widerstand R1, ein erstes Pfadsegment 211, einen Sensor 201, ein zweites Pfadsegment 212 und einen zweiten Widerstand R2 enthält, die in 3 in Reihe geschaltet sind. Zwei Enden bzw. Anschlüsse des Stromansteuerungspfads (211, 201, 212) sind entsprechend mit Spannungen +V und –V verbunden. Die Betriebsspannung beträgt ungefähr 12–18 V. Der erste Widerstand R1 und der zweite Widerstand R2 sind bei der Spannungsteilung beteiligt.
Der Sensor 201 hat vier Anschlüsse, d. h. einen oberen Anschluss 331, einen unteren Anschluss 332, einen rechten Anschluss 333 und einen linken Anschluss 334, von denen der obere Anschluss 331 (ein Eingangsende) mit dem ersten Pfadsegment 211 verbunden ist, der unterer Anschluss 332 (ein Ausgangsende) mit dem zweiten Pfadsegment 212 verbunden ist: der rechte Anschluss 333 und der linke Anschluss 334 sind Ausgangsenden eines Erfassungssignals, und sind mit einem Eingangsende einer Verstärkungsschaltung (einem Transistor) 210 verbunden.
Die Spannungsansteuerungsschaltung umfasst einen Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215), der ein erste Ende 213, eine Spannungsregeleinheit 309 (203 in 2), eine Schaltvorrichtung 204 und ein zweites Ende 215 enthält. Das erste Ende 213 und das zweite Ende 215 sind entsprechend mit dem ersten Pfadsegment 211 und dem zweiten Pfadsegment 212 verbunden. Die Schaltvorrichtung 204 ist zwischen der Spannungsregeleinheit 309 und dem zweiten Ende 215 in 3 angeschlossen. Die Schaltvorrichtung 204 kann jedoch an einer beliebigen anderen Position in dem Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215), beispielsweise zwischen dem ersten Ende 213 und der Spannungsregeleinheit 309, angeschlossen werden, vorausgesetzt, dass die Schaltvorrichtung 204 den Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) gesteuert öffnen oder schließen kann. Die negative Elektrode der Spannungsregeleinheit 309 liegt dem ersten Ende 213 gegenüber, und die positive Elektrode der Spannungsregeleinheit 309 liegt dem zweiten Ende 215 gegenüber. Wenn der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) geschlossen ist und mit dem ersten Pfadsegment 211 und dem zweiten Pfadsegment 212 verbunden ist, ist der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) ein Konstantspannungsansteuerungskreis mit einer Spannung, die kleiner (oder gleich) 2 V ist.
Die Schaltvorrichtung 204 ist ein Transistor 311 oder ein MOS-Transistor. Das Drain und das Source des Transistors 311 sind mit dem Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) verbunden, und das Eingangsende, d. h., das Gate, des Transistors 311 ist mit einer Schaltsteuerungsschaltung 205 verbunden. Wenn die Schaltsteuerungsschaltung 205 ein Steuersignal (beispielsweise ein Steuersignal auf hohem Pegel) an das Eingangsende des Transistors 311 ausgibt, sind das Drain und das Source der Schaltvorrichtung 204 in einem verbundenen Zustand, und der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) ist geschlossen und mit dem Stromansteuerungspfad (211, 201, 212) verbunden; wenn andererseits kein Steuersignal an das Eingangsende des Transistors 311 durch die Schaltsteuerungsschaltung 205 angelegt wird, sind das Drain und das Source der Schaltvorrichtung 204 in einem voneinander abgekoppelten Zustand, und der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) ist offen und kann daher nicht mit dem Stromansteuerungspfad (211, 201, 212) verbunden sein.
Die Schaltsteuerungsschaltung 205 umfasst einen Komparator 308 und eine Temperaturprüfschaltung 307. Der Komparator 308 ist mit einem ersten Eingangsende 320, einem zweiten Eingangsende 321 und einem Ausgangsende 323 versehen. Das Ausgangsende 321 ist mit dem Eingangsende der Schaltvorrichtung 204 (dem Transistor 311) verbunden. Dem ersten Eingangsende 320 ist eine stabile Schwellenspannung V0 zugeleitet. Dem zweiten Eingangsende 321 ist eine Erfassungsspannung V, die von der Temperaturprüfschaltung 307 ausgegeben wird, zugeleitet. Die Temperaturprüfschaltung 307 umfasst einen Thermistor R7 und mehrere Spannungsteilerwiderstände R3, R4, R5. Die Spannungsteilerwiderstände R3, R4, R5 umfassen einen dritten Widerstand R3 und einen vierten Widerstand R4, die in Reihe geschaltet sind, und umfassen einen fünften Widerstand R5, der mit dem Thermistor R7 in Reihe geschaltet ist. Das erste Eingangsende 320 ist zwischen dem dritten Widerstand R3 und dem vierten Widerstand R4 so angeschlossen, dass es mit der Schwellenspannung V0 verbunden ist, die aufgrund unterschiedlicher Widerstandswerte des dritten Widerstands R3 und des vierten Widerstands R4 durch Spannungsteilung hervorgerufen wird. Das zweite Eingangsende 321 ist zwischen dem Thermistor R7 und dem Widerstand R5 angeschlossen, derart, dass es mit der Erfassungsspannung V verbunden ist, die durch Spannungsteilung mit unterschiedlichen Widerstandswerten des Thermistors R7 und des fünften Widerstands R5 hervorgerufen wird. Wenn der Widerstandswert des Thermistors R7 sich ändert, ändert sich auch die Erfassungsspannung V, die durch die von dem Thermistor R7 und dem fünften Widerstand R5 ausgeführte Widerstandsteilung erzeugt wird. Wenn die Erfassungsspannung V höher ist als die Schwellenspannung V0, gibt der Komparator 308 ein Steuersignal mit hohem Pegel an das Eingangsende des Transistors 311 aus, sodass das Drain und das Source des Transistors 311 verbunden sind, d. h., die Schaltvorrichtung 204 ist eingeschaltet.
Der Widerstandswert des Thermistors R7 ändert sich bei einer Änderung der Umgebungstemperatur. Wenn die Umgebungstemperatur abnimmt, steigt der Widerstandswert des Thermistors R7 an, und umgekehrt.
In der vorliegenden Erfindung wird der Hall-Sensor 201 in einem Stromsteuerungsmodus bei normaler Temperatur angesteuert, wenn aber die Umgebungstemperatur zu gering ist (unter 0°C, wie in 1 gezeigt ist), steigt die Ausgangssignalverschiebung des Hall-Sensors 201 an, und in diesem Falle muss der Hall-Sensor 201 stattdessen in einem Spannungsansteuerungsmodus angesteuert werden, um die Verschiebung zu reduzieren. Das Temperaturgebiet, in welchem die Verschiebung zu groß ist, ist das Temperaturdriftgebiet der vorliegenden Erfindung. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Thermistor R7 verwendet, um das Temperaturdriftgebiet des Hall-Sensors 201 zu überwachen, und wenn die Temperatur das Temperaturdriftgebiet erreicht (oder in der Nähe liegt), sendet die Schaltsteuerungsschaltung ein Steuersignal aus, und die Ansteuerungsvorrichtung 201 schaltet die Spannungsansteuerungsschaltung ein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Schwellenspannung V0 mittels unterschiedlicher Widerstandswerte des dritten Widerstands R3 und des vierten Widerstands R4 eingestellt, und der Wert der Schwellenspannung V0 ist entsprechend dem Thermistor R7, dem Komparator 308 und dem Temperaturdriftgebiet des Hall-Sensors 201 festgelegt. Wenn der Thermistor R7 erfasst, dass die Umgebungstemperatur des Hall-Sensors 201 das Temperaturdriftgebiet erreicht, steigt der Widerstandswert des Thermistors R7 an, und wenn die Erfassungsspannung V so ansteigt, dass sie höher ist als die Schwellenspannung V0, sendet der Komparator 308 ein Steuersignal an den Transistor 311, sodass der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 204, 215) geschlossen wird.
4 ist eine schematische Ansicht des Ergebnisses der Funktion der Erfassungsschaltung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung. Entsprechend den in 1 gezeigten Verschiebungskurven ist, wenn die Umgebungstemperatur höher als 50°C ist, eine Verschiebung bzw. eine Drift eines Ausgangssignals Ic eines Hall-Sensors 201 im Stromansteuerungsmodus klein; wenn die Temperatur niedriger als 50°C ist, ist eine Verschiebung eines Ausgangssignals Vc des Hall-Sensors 201 in dem Spannungsansteuerungsmodus klein; und insbesondere, wenn die Temperatur kleiner als 0°C ist, ist die Verschiebung des Ausgangssignals Ic des Hall-Sensors 201 in dem Stromansteuerungsmodus wesentlich größer als die Verschiebung des Ausgangssignals Vc des Hall-Sensors 201 in dem Spannungsansteuerungsmodus. Wenn daher die Temperatur auf 50°C abfällt, muss der Ansteuerungsmodus des Hall-Sensors auf den Spannungsansteuerungsmodus umgeschaltet werden.
Wie in 4 gezeigt ist, wird, wenn die Temperatur höher als 50°C ist, der Hall-Sensor 201 von einer Stromansteuerungsschaltung angesteuert bzw. gespeist, und das Ausgangssignal des Hall-Sensors 201 ist Ic (durch eine gepunktete Linie dargestellt); und wenn die Temperatur kleiner als 50°C ist, wird der Hall-Sensor 201 umgeschaltet, so dass er von einer Spannungsansteuerungsschaltung angesteuert bzw. gespeist ist, und das Ausgangssignal des Hall-Sensors 201 ist Vc (durch eine durchgezogene Linie dargestellt). Auf diese Weise kann der Hall-Sensor stets mit minimaler Ausgangssignalverschiebung arbeiten, sodass die Stabilität der Funktion des Sensors verbessert ist.
Das Umschalten des Ansteuerungsmodus bei 50°C, wie zuvor dargelegt ist, ist eine ideale Ausführungsform, tatsächlich aber wird das Umschalten des Ansteuerungsmodus gemäß der Differenz zwischen den Ausgangssignalen des Hall-Sensors 201 in den zwei Modi bestimmt. Beispielsweise ist in 1 in einem Temperaturgebiet von 50°C plus oder minus 10°C (d. h., 40°C–60°C) die Differenz zwischen Ausgangssignalen des Hall-Sensors 201 in dem Stromansteuerungsmodus und dem Spannungsansteuerungsmodus nicht allzu groß, und wenn die geringe Differenz dennoch ermöglicht, dass der Hall-Sensor 201 normal arbeitet, muss der Ansteuerungsmodus nicht umgeschaltet werden. Der Bereich der Differenz wird entsprechend den Anforderungen eines Kunden festgelegt.
5 ist eine schematische Ansicht eines Aufbaus einer Sensoranordnung 500 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 5 gezeigt ist, ist eine Ansteuerungsvorrichtung (eine Ansteuerungsschaltung) 202 eines Sensors 201 der vorliegenden Erfindung in einem integrierten Chip 530 integriert, und der Sensor 201 und der integrierte Chip 530 sind beide auf einer PCB-Platine 520 montiert. Die Sensoranordnung 500 ist mit einem Gehäuse 510 versehen und ist eine hoch integrierte Anordnung.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, die in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, diverse Modifizierungen an der Erfassungsschaltung, der Hybridansteuerungsschaltung und der Sensoranordnung der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Grundgedanken und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Fachmann erkennt ferner, dass diverse Änderungen, die an den in der vorliegenden Erfindung offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden, stets im Grundgedanken und dem Bereich der vorliegenden Erfindung und der Patentansprüche liegen.

Claims

Eine Erfassungsschaltung (200), dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: einen Sensor (201); und eine Ansteuerungsvorrichtung (202), die mit dem Sensor (201) verbunden ist, wobei die Ansteuerungsvorrichtung (202) zum Ansteuern des Sensors (201) verwendet ist, wobei die Ansteuerungsvorrichtung (202) eine Stromansteuerungsschaltung und eine Spannungsansteuerungsschaltung (203) aufweist; die Stromansteuerungsschaltung den Sensor (201) in einem Stromansteuerungsmodus ansteuert, und die Spannungsansteuerungsschaltung (203) den Sensor (201) in einem Stromansteuerungsmodus ansteuert; und eine Schaltvorrichtung (204), die mit der Ansteuerungsvorrichtung (202) verbunden ist und diese derart steuert, dass die Ansteuerungsvorrichtung (202) in der Lage ist, zwischen dem Stromansteuerungsmodus und dem Spannungsansteuerungsmodus umzuschalten.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der Sensor (201) ein Hall-Sensor ist, der Hall-Sensor eine Änderung im magnetischen Fluss erfasst und ein Ausgangssignal des Hall-Sensors sich bei Änderung des magnetischen Flusses ändert.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die Stromansteuerungsschaltung einen Stromansteuerungspfad (211, 201, 212) umfasst, wobei der Stromansteuerungspfad (211, 201, 212) ein erstes Pfadsegment (211) und ein zweites Pfadsegment (212) enthält, und zwei Enden des Sensors (201) entsprechend mit dem ersten Pfadsegment (211) und dem zweiten Pfadsegment (212) verbunden sind; ein Strom in dem Stromansteuerungspfad (211, 201, 212) von dem ersten Pfadsegment (211) zu dem Sensor (201) fließt, durch den Sensor (201) fließt und aus dem zweiten Pfadsegment (212) herausfließt; die Spannungsansteuerungsschaltung (203) einen Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 215) umfasst; und die Schaltvorrichtung (204) die Spannungsansteuerungsschaltung (203) parallel mit dem ersten Pfadsegment (211) und dem zweiten Pfadsegment (212) verbindet, um den Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 215) zu bilden, oder die Spannungsansteuerungsschaltung (203) von dem ersten Pfadsegment (211) oder dem zweiten Pfadsegment (212) abkoppelt.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: das erste Pfadsegment (211) einen ersten Widerstand (R1) und das zweite Pfadsegment (212) einen zweiten Widerstand (R2) aufweist.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: ein Ende des Spannungsansteuerungspfads (213, 203, 215) mit der Schaltvorrichtung (204) verbunden ist, und der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 215) parallel mit dem ersten Pfadsegment (211) und dem zweiten Pfadsegment (212) unter Anwendung der Schaltvorrichtung (204) verbunden ist.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die Spannungsansteuerungsschaltung (203) eine Spannungsregeleinheit (309) aufweist.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schaltvorrichtung (204) einen Transistor (311) oder einen Metall-Oxid-Halbleiter-(MOS-)Transistor aufweist.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Schaltsteuerungsschaltung (205), wobei ein Ausgang der Schaltsteuerungsschaltung (205) mit einem Eingang der Schaltvorrichtung (204) verbunden ist, und die Schaltsteuerungsschaltung (205) ein Steuersignal in einem Bereich erfasster Umgebungstemperaturen erzeugt, wobei in Reaktion auf das Steuersignal die Schaltvorrichtung (204) in einem Ein-Zustand oder einem Aus-Zustand ist; wobei im Ein-Zustand die Schaltvorrichtung (204) die Spannungsansteuerungsschaltung (203) parallel mit dem ersten Pfadsegment (211) und dem zweiten Pfadsegment (212) verbindet; und die Schaltvorrichtung (204) im Aus-Zustand die Spannungsansteuerungsschaltung (203) von dem ersten Pfadsegment (211) oder dem zweiten Pfadsegment (212) abkoppelt.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schaltsteuerungsschaltung (205) einen Komparator (308) und eine Temperaturprüfschaltung (307) aufweist.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass: der Komparator (308) mit einem ersten Eingangsende (320), einem zweiten Eingangsende (321) und einem Ausgangsende (323) versehen ist; das Ausgangsende (323) mit einem Eingangsende der Schaltvorrichtung (204) verbunden ist; dem ersten Eingangsende (320) eine stabile Schwellenspannung (V₀) zugeleitet ist; und dem zweiten Eingangsende (321) eine Erfassungsspannung (V) zugeleitet ist, die von der Temperaturprüfschaltung (307) ausgegeben wird.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass: der Sensor (201) ein Temperaturdriftgebiet hat; die Schwellenspannung (V₀) eine Schwellenspannung bezeichnet, die den Komparator (308) veranlasst, das Steuersignal zu senden, wenn die Temperaturprüfschaltung (307) erfasst, dass die Umgebungstemperatur das Temperaturdriftgebiet erreicht; das Temperaturdriftgebiet ein Temperaturgebiet bezeichnet, in welchem eine Nullpunktverschiebung des Sensors (201) bei Stromansteuerung größer ist als diejenige des Sensors (201) bei Spannungsansteuerung, wenn kein Strom durch den Sensor (201) fließt; und die Nullpunktverschiebung einen Zustand bezeichnet, in welchem ein Fehlersignal von dem Sensor (201) ausgegeben wird, wenn ein gemessener Strom Null ist.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass: die Temperaturprüfschaltung (307) einen Thermistor (R7) und mehrere Spannungsteilerwiderstände (R3, R4, R5) aufweist; die Spannungsteilerwiderstände (R3, R4, R5) einen dritten Widerstand (R3) und einen vierten Widerstand (R4), die in Reihe geschaltet sind, und einen fünften Widerstand (R5), der in Reihe mit dem Thermistor (R7) geschaltet ist, umfassen; das erste Eingangsende (320) zwischen dem dritten Widerstand (R3) und dem vierten Widerstand (R4) so angeschlossen ist, dass es mit der Schwellenspannung (V₀), die durch Spannungsteilung mittels des dritten Widerstands (R3) und des vierten Widerstands (R4) erzeugt ist, verbunden ist; und das zweite Eingangsende (321) zwischen dem Thermistor (R7) und dem fünften Widerstand (R5) so angeschlossen ist, dass es mit der Erfassungsspannung (V) verbunden ist, die durch Spannungsteilung mittels des Thermistors (R7) und des fünften Widerstands (R5) erzeugt ist.
Die Erfassungsschaltung (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass: wenn der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 215) von dem ersten Pfadsegment (211) oder dem zweiten Pfadsegment (212) abgekoppelt ist, die Ansteuerungsvorrichtung (202) eine Strommodus-Ansteuerungsschaltung ist; und wenn der Spannungsansteuerungspfad (213, 203, 215) parallel mit dem ersten Pfadsegment (211) und dem zweiten Pfadsegment (212) verbunden ist, die Ansteuerungsvorrichtung (202) eine Spannungsmodus-Ansteuerungsschaltung ist.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: der Bereich der erfassten Umgebungstemperaturen einen ersten Umgebungstemperaturbereich und einen zweiten Umgebungstemperaturbereich umfasst; der Komparator (308) ein Steuersignal mit erstem Pegel in dem ersten Umgebungstemperaturbereich ausgibt, und in Reaktion auf das Steuersignal mit erstem Pegel die Schaltvorrichtung (204) in dem Ein-Zustand ist; und der Komparator (308) ein Steuersignal mit zweitem Pegel in dem zweiten Umgebungstemperaturbereich ausgibt, und in Reaktion auf das Steuersignal mit zweitem Pegel die Schaltvorrichtung (204) in dem Aus-Zustand ist.
Die Erfassungsschaltung (200) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Umgebungstemperaturbereich ein Temperaturbereich ist, der niedriger liegt als das Temperaturdriftgebiet; und der zweite Umgebungstemperaturbereich ein Temperaturbereich ist, der höher liegt als das Temperaturdriftgebiet.
Eine Hybridansteuerungsschaltung (202), die zur Verbindung mit zwei Enden eines angesteuerten elektronischen Elements (201) und zur Bereitstellung einer ansteuernden Leistungsversorgung verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung umfasst: eine Stromansteuerungsschaltung, eine Spannungsansteuerungsschaltung (203), eine Schaltvorrichtung (204) und eine Schaltsteuerungsschaltung (205), wobei die Stromansteuerungsschaltung ein erstes Schaltungssegment (211) und ein zweites Schaltungssegment (212) aufweist, und das erste Schaltungssegment (211) und des zweite Schaltungssegment (212) entsprechend mit zwei Enden des angesteuerten elektronischen Elements (201) verbunden sind und einen Stromansteuerungspfad bilden; die Spannungsansteuerungsschaltung (203) eine erstes Ende (213) und ein zweites Ende (214) aufweist; die Schaltvorrichtung (204) ein erstes Ende (216) und ein zweites Ende (215) hat, und das zweite Ende (214) der Spannungsansteuerungsschaltung (203) mit dem ersten Ende (216) der Schaltvorrichtung (204) verbunden ist; der Schaltvorrichtung (204) ein Steuersignal von der Schaltsteuerungsschaltung (205) zugeleitet ist, und in Reaktion auf das Steuersignal die Schaltvorrichtung (204) in einem Ein-Zustand oder einem Aus-Zustand ist; das erste Ende (213) der Spannungsansteuerungsschaltung (203) und das zweite Ende (215) der Schaltvorrichtung (204) zwei Ausgangsenden (213, 215) der Hybridansteuerungsschaltung (202) sind, und die zwei Ausgangsenden (213, 215) mit den zwei Enden des angesteuerten elektronischen Elements (201) verbunden sind; die Schaltvorrichtung (204) in dem Ein-Zustand ermöglicht, dass die Spannungsansteuerungsschaltung (203) mit dem zweiten Ende (215) der Schaltvorrichtung (204) verbunden ist; und die Schaltvorrichtung (204) in dem Aus-Zustand ermöglicht, dass die Spannungsansteuerungsschaltung (203) von dem zweiten Ende (215) der Schaltvorrichtung (204) abgekoppelt ist.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schaltvorrichtung (204) in dem Ein-Zustand oder dem Aus-Zustand ausgebildet ist zu ermöglichen, dass die Spannungsansteuerungsschaltung (203) mit dem ersten Schaltungssegment (211) und dem zweiten Schaltungssegment (212) verbunden ist oder von dem ersten Schaltungselement (211) oder dem zweiten Schaltungssegment (212) abgekoppelt ist.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen ersten Widerstand (R1) und einen zweiten Widerstand (R2) aufweist, wobei das erste Schaltungselement (211) den ersten Widerstand (R1) und das zweite Schaltungselement (212) den zweiten Widerstand (R2) aufweist.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schaltsteuerungsschaltung (205) einen Komparator (308) und eine Temperaturprüfschaltung (307) aufweist, und die Temperaturprüfschaltung (307) eine Umgebungstemperatur erfasst und ein Erfassungssignal an den Komparator (308) ausgibt.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass: der Komparator (308) mit einem ersten Eingangsende (320), einem zweiten Eingangsende (321) und einem Ausgangsende (323) versehen ist; das Ausgangsende (323) mit einem Eingangsende der Schaltvorrichtung (204) verbunden ist; dem ersten Eingangsende (320) eine stabile Schwellenspannung (V₀) zugeleitet ist; und dem zweiten Eingangsende (321) eine Erfassungsspannung (V), die von der Temperaturprüfschaltung (307) ausgegeben wird, zugeleitet ist.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass: wenn die Umgebungstemperatur in einem ersten Umgebungstemperaturbereich liegt, die ausgegebene Erfassungsspannung (V) höher ist als die Schwellenspannung (V₀), und der Komparator (308) ein Steuersignal eines ersten Pegels an die Schaltvorrichtung (204) über das Ausgangsende (323) ausgibt; und wenn die Umgebungstemperatur in einem zweiten Umgebungstemperaturbereich liegt, die Erfassungsschaltung (V) niedriger als die Schwellenspannung (V₀) ist, und der Komparator (308) ein Steuersignal eines zweiten Pegels an die Schaltvorrichtung (204) über das Ausgangsende (323) ausgibt.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Umgebungstemperaturbereich ein Temperaturbereich ist, der niedriger liegt als ein Temperaturdriftgebiet; und der zweite Umgebungstemperaturbereich ein Temperaturbereich ist, der höher liegt das Temperaturdriftgebiet.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass: wenn der Komparator (308) das Steuersignal mit erstem Pegel ausgibt, die Schaltvorrichtung (204) in Reaktion auf das Steuersignal mit erstem Pegel in dem Ein-Zustand ist; und wenn der Komparator (308) das Steuersignal mit zweitem Pegel ausgibt, die Schaltvorrichtung (204) in Reaktion auf das Steuersignal mit zweitem Pegel in dem Aus-Zustand ist.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Hall-Element, das das Temperaturdriftgebiet aufweist, umfasst, wobei das Temperaturdriftgebiet ein Temperaturgebiet bezeichnet, in welchem eine Nullpunktverschiebung des Sensors (201) bei Stromansteuerung größer ist als diejenige des Sensors (201) bei Spannungsansteuerung, wenn kein Strom durch den Sensor (201) fließt; und wobei die Nullpunktverschiebung einen Zustand bezeichnet, in welchem ein Fehlersignal von dem Sensor (201) ausgegeben wird, wenn ein gemessener Strom Null ist.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schwellenspannung (V₀) eine Schwellenspannung bezeichnet, die den Komparator (308) veranlasst, das Steuersignal zu senden, wenn die Temperaturprüfschaltung (307) erfasst, dass die Umgebungstemperatur das Temperaturdriftgebiet erreicht.
Die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass: die Temperaturprüfschaltung (307) einen Thermistor (R7) und mehrere Spannungsteilerwiderstände (R3, R4, R5) aufweist; die Spannungsteilerwiderstände (R3, R4, R5) einen dritten Widerstand (R3) und einen vierten Widerstand (R4), die in Reihe geschaltet sind, und einen fünften Widerstand (R5), der mit dem Thermistor (R7) in Reihe geschaltet ist, umfassen; das erste Eingangsende (320) zwischen dem dritten Widerstand (R3) und dem vierten Widerstand (R4) so angeschlossen ist, dass es mit der Schwellenspannung (V₀) verbunden ist, die durch Spannungsteilung mittels des dritten Widerstands (R3) und des vierten Widerstands (R4) erzeugt ist; und das zweite Eingangsende (321) zwischen dem Thermistor (R7) und dem fünften Widerstand (R5) so angeschlossen ist, dass es mit der Erfassungsspannung (V) verbunden ist, die durch Spannungsteilung mittels des Thermistors (R7) und des fünften Widerstands (R5) erzeugt ist.
Eine Sensoranordnung (500), dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: einen Sensor (201); und die Hybridansteuerungsschaltung (202) nach einem der Ansprüche 16 bis 26, wobei das erste Schaltungssegment (211) der Hybridansteuerungsschaltung (202) mit einem der Ansteuerung dienenden Eingangsende des Sensors (201) verbunden ist, und das zweite Schaltungssegment (212) der Hybridansteuerungsschaltung (202) mit einem weiteren der Ansteuerung dienenden Eingangsende des Sensors (201) verbunden ist.
Die Sensoranordnung (500) nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridansteuerungsschaltung (202) auf einer gedruckten Leiterplatte (PCB) (520) montiert ist.