DE2632424B1 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

• Bei der erfindungsgemäßen Lösung erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß ein zur Spannungsteilung notwendiges Widerstandsnetzwerk mit den Komparatoren zu einem Hybrid-Baustein zusammengefaßt ist, der die Toleranzen der Komparatoren berücksichtigen kann, so daß eine Spannungsüberwachung mit großer absoluter Genauigkeit ohne zusätzliche Prüfjustierung möglich ist. Vorteilhaft ist dabei auch die Verwendung des dynamischen Umschalters, der durch selbsttätige Umschaltung der Referenzspannungen mit geringem Aufwand mehrere Spannungsgrenzwerte für jede zu überwachende Spannung liefern kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nur die Referenzspannungen für die Bildung der Spannungsgrenzwerte festliegen und daß alle erforderlichen Hilfsspannungen an keine festen Spannungswerte gebunden sind.
• Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.
• In Fig. list ein Blockschaltbild zur Spannungsüberwachung für mehrere Versorungsspannungen dargestellt; die F i g. 2 zeigt eine als Hybrid-Schaltkreis ausgebildete Spannungsvergleichsschaltung und die F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel eines dynamischen Umschalters.
• Wie in F i g. 1 dargestellt, können mehrere Versorgungsgleichspannungen Ua 1 bis Usa 6 in einer Schaltung überwacht werden. Die Versorungsgleichspannungen Ua1 bis Ua6, die unterschiedliche Werte aufweisen können, werden aus Stromversorgungsgeräten Stv 1 bis STv 6 geliefert In je einer den Stromversorgungsgeräten STv 1 bis STv6 nachgeschalteten Stufe N 1 bis N6 erfolgt eine Normierung der Versorgungsgleichspannungen Ul bis Ua6 auf einen Spannungswert von z. B.
• t2 oder V. Durch diese Maßnahme ergibt sich die Möglichkeit, daß weitere Teile der Spannungsüberwachungsschaltung gemeinsam für alle Versorgungsgleichspannungen ausgenutzt werden können. Die normierten Meßspannungen Un werden je einer Spannungsvergleichsschaltung H1 bis H6 zugeführt und mit je einer Referenzspannung für einen unteren und einen oberen Spannungsgrenzwert verglichen. Die Referenzspannungen werden in einer zentralen Stufe ZUerzeugt und den Spannungsvergleichsschaltungen H1 bis H6 selbständig in der richtigen Auswahl zugeführt. Ein aus dem Spannungsvergleich abgeleitetes Signal steuert eine gemeinsame Auswerteschaltung A W die eine dynamische Umschaltung der Referenzspannungen und eine Fehlersignalanzeige oder eine Abschaltung der Stromversorgungsgeräte STv1 bis STv6 über eine gemeinsame Schaltstufe Sveranlassen kann.
• Die Stufe ZU zur zentralen Erzeugung der Referenzspannungen ist mit einem dynamischen Umschalter gekoppelt, der die Erzeugung der Referenzspannungen abhängig von der Spannungsabweichung steuert und es ermöglicht, mit der Spannungsvergleichsschaltung jede Versorgungsgleichspannung an zwei oberen und zwei unteren Grenzwerten so zu überwachen, daß z. B. bei Überscheiten der Funktionsgrenzen von + 5% ein Signal gegeben und bei Überschreiten der Zerstörungsgrenzen der Halbleiter von + 10% abgeschaltet wird.
• Ausgehend von einer normierten Spannung von 2 V und den genannten Toleranzbereichen ergeben sich für den engeren Toleranzbereich die Spannungswerte 1,90 und 2,10 V und für den größeren Toleranzbereich die Spannungen 1,80 und 2,20 V.
• In F i g. 2 ist eine als Hybrid-Schaltkreis ausgebildete Spannungsvergleichsschaltung im einzelnen dargestellt.
• Die Hauptbestandteile dieser Spannungsvergleichsschaltung sind die Komparatoren IC1, IC2 und die Transistoren Ts 1 und Ts 1 An je einen Eingang El und E2 der Komparatoren werden die Referenzspannungen der in der Stufe ZU (Fig 1) zentral erzeugten Referenzspannungen und am gemeinsamen weiteren Eingang E3 der beiden Komparatoren die von den Stromversorgungsgeräten abgeleitete normierte Meßspannung Un zugeführt Der Komparator ICI überwacht dabei die oberen Grenzwerte mittels Referenz- spannungen für 2,10 und 2,20 V und der Komparator IC2 die unteren Grenzwerte mittels der Referenzspannungen 1,80 und 1,90 V. Soblald die normierte Meßspannung Un den durch die Referenzspannungen vorgegebenen Toleranzbereich verläßt, sperrt entweder der Ausgang des Komparators IC 1 bei Überspannung oder der Ausgang des Komparators IC2 bei Unterspannung.
• Um Störeinflüsse zu unterdrücken ist das Ausgangssignal der Komparatoren mit je einem Kondensator C 1, C2 so gedämpft, daß der Transistor Ts 1 bzw. Ts 2 bei einer unzulässigen Spannungsabweichung erst nach kurzer Verzögerung leitend wird. Das sich bei Spannungsüberschreitung bzw. Spannungsunterschreitung an der Klemme A 1 oder A 2 ändernde Ausgangssignal steuert über die Auswerteschaltung A W (F i g. 1) die Stufe ZU mit dem dynamischen Umschalter und die Schaltstufe S zur Fehleranzeige und Abschaltung. Damit das Fehlersignal UFU an der Klemme A 2 nur während der Betriebszeit des zu überwachenden Stromversorgungsgerätes abgegeben werden kann, muß der Ausgang A 2 außerhalb der Betriebszeit blockiert werden, indem an der Klemme A 3 die Basisspannung für den Transistor Ts 2 abgeschaltet wird.
• In der in F i g. 3 dargestellten Stufe ZU werden alle Referenzspannungen für die Überwachung der Versorgungsgleichspannungen der Stromversorgungsgeräte Stv 1 bis Stv6 gemeinsam erzeugt. Durch eine selbsttätige dynamische Umschaltung der Referenzspannungen können mehrere Toleranzbereiche überwacht werden. Wenn eine überwachte Versorgungsgleichspannung den engeren Toleranzbereich (z. B.
• + 5% überschreitet, so wird über die Auswerteschaltung und die Schaltstufe S (Fig. 1) ein Warnsignal erzeugt und gleichzeitig die dem engen Toleranzbereich zugeordneten Referenzspannungen (+1,90 Vj + 2,10 V) auf die Referenzspannungen des größeren Toleranzbereiches (z. B. 1 10% entsprechend 1,80 V/2,20 V) umgeschaltet. Wenn eine höhere Toleranzgrenze von der überwachten Versorgungsgleichspannung nicht erreicht wird, schalten die Transistoren Ts 1 oder Ts 2 der Spannungsvergleichsschaltung (F i g. 2) in ihren anderen Signalzustand zurück Es ist deswegen erforderlich, daß das Warnsignal in der Auswerteschaltung A Wgespeichert wird.
• Die wesentlichen Bestandteile der S ufe ZU mit dem dynamischen Umschalter sind ein am Eingang befindliches NAND-Glied /1, zwei Operationsverstärker IC3 und IC4, ein Schalttransistor Ts 3 sowie ein Spannungsteilernetzwerk mit den Widerständen R 1 bis R 4.
• Über das NAND-Glied II werden den Operationsverstärkern die Signale an den Klemmen A 1, A 2 sämtlicher Spannungsvergleichsschaltungen H... H6 zugeführt Ausgehend von einer eng tolerierten Bezugsspannung an den Klemmen B1 und B2 und einem an diese Klemmen angeschlossenen Spannungsteiler R 1, R 2 und R 3 regelt der Operationsverstärker IC3 die Spannung an seiner Ausgangsklemme UGO auf 2,10 V. Mit den Widerständen R2 und R 3 wird diese Spannung für den Ausgang UGU des Operationsverstärkers IC4 auf 1,90 V heruntergeteilt Sobald ein Signal von einer Spannungsvergleichsschaltung kommend an einem Eingang des NAND-Gliedes 11 ansteht, steuert der Schalttransistor Ts 3 den Ausgang des Operationsverstärkers IC3 in den Sperrzustand.
• Gleichzeitig schaltet der Operationsverstärker IC4den bis dahin stromlosen Widerstand R 4 infolge der nun wirksamen Rückführung über einen Widerstand R 5 exakt geregelt an das Potential OV(Klemme B2) an.
• Dadurch wird die Spannung an den Klemmen UGo und UGU durch den Spannungsteiler R1, R2 und die Parallelschaltung der Widerstände R 4 und R 3 festgelegt Diese Widerstandskombination ist so bemessen, daß nach dieser Umschaltung den Ausgangsklemmen UGO und UGU die mit den Eingangsklemmen E 1 bzw.
• E2 der Spannungsvergleichsschaltung (F i g. 2) verbunden sind, die Referenzspannungen 2,20V und 1,80V gegeben sind.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Gleichspannungs-Überwachungsschaltung für eine geregelte Stromversorgungseinrichtung mit einer Signalanzeige bei Überschreiten der maximal zulässigen Spannungsabweichung, insbesondere für integrierte logische Schaltkreise, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Überwachung einer Versorgungsgleichspannung hinsichtlich je zwei verschiedener unter und über dem Sollwert liegender Spannungsgrenzwerte unter Verwendung einer aus einem Spannungsteilernetzwerk und zwei Komparatoren (IC1, IC2) mit je einer ausgangsseitig angeschlossenen Transistor-Schaltstufe (Ts 1, Ts 2) ausgebildeten Spannungsvergleichsschaltung (H 1... H6) in Verbindung mit einer als selbsttätiger Referenzspannungs-Umschalter zur zentralen Bereitstellung eng tolerierter Referenzspannungen ausgebildeten Einrichtung (ZU) erfolgt und daß bei Überschreiten der engeren Spannungsgrenzwerte selbsttätig die Umschaltung der Referenzspannungen auf den maximal zulässigen Spannungsgrenzwert, d. h. den höheren der beiden oberen bzw.

   niedrigeren der beiden unteren Spannungsgrenzwerte erfolgt.
2. 2. Gleichspannungs-Überwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überwachende Versorgungsgleichspannung nach Normierung jeweils zusammen mit je einer Referenzspannung für einen oberen und unteren Spannungsgrenzwert an je einen der Komparatoren (IC1, IC2) der Spannungsvergleichsschaltung (H1 ... H6) geführt ist und daß bei Überschreiten eines Grenzwertes eine Transistorschaltstufe (Ts 1, Ts2) am Ausgang des Komparators mittels einer Auswerteschaltung (A W) die Signalanzeige und den Referenzspannungs-Umschalter betätigt bzw. eine Abschaltung der Versorgungsgleichspannung bewirkt.
3. 3. Gleichspannungs-Überwachungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Referenzspannungs-Umschalter die Referenzspannungen für die Überwachung der unter und über dem Sollwert liegenden Grenzwerte der Versorgungsgleichspannung mittels zwei Operationsverstärkern (IC3, IC4) und eines Spannungsteilers (R 1 bis R 4) aus einer Bezugsspannung erzeugt werden.
4. 4. Gleichspannungs-Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistorschaltstufe (Ts 1, Ts2) unter Verwendung eines Kondensators (C1, C2) beim Einschalten verzögert anspricht.
5. 5. Gleichspannungs-Überwachungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsvergleichsschaltung(H1... H6) als Hybrid-Baustein ausgebildet ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleichspannungs-Überwachungsschaltung für eine geregelte Stromversorgungseinrichtung mit einer Signalanzeige bei Überschreiten der maximal zulässigen Spannungsabweichung, insbesondere für integrierte logische Schaltkreise.

   Versorgungsspannungen für mit Halbleiterelementen bestückte Schaltungen, insbesondere für integrierte logische Schaltkreise, müssen in relativ engen Toleranzbereichen gehalten werden, damit sie einerseits z. B.

   logische Funktionen fehlerfrei ausführen können und andererseits hinsichtlich der Zerstörungsgrenzen überwacht werden. Von einer Überwachungsschaltung für Versorungsspannungen erwartet man, daß beim Verlassen der Funktionsgrenzen ein Warnsignal abgegeben wird und beim Überschreiten der Zerstörungsgrenzen unverzüglich die Stromversorgung abgeschaltet und der auslösende Spannungsfehler angezeigt wird. Der Aufwand für derartige Überwachungsschaltungen, insbesondere für die Erzeugung der Referenzspannungen, kann relativ groß werden, wenn Versorgungsspannungen in mehreren Toleranzbereichen mit je einem unteren und oberen Spannungsgrenzwert überwacht werden sollen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsschaltung der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglicht mit geringem Aufwand mehrere Überwachungsgrenzen für jede überwachte Versorgungsspannung zu realisieren und die bei Überschreiten der Funktionsgrenzen bzw. der Zerstörungsgrenzen selbsttätig die erforderlichen Schutzmaßnahmen einleitet.

   Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Überwachung einer Versorgungsgleichspannung hinsichtlich je zwei verschiedener unter und über dem Sollwert liegender Spannungsgrenzwerte unter Verwendung einer aus einem Spannungsteilernetzwerk und zwei Komparatoren mit je einer ausgangsseitig angeschlossenen Transistor-Schaltstufe ausgebildeten Spannungsvergleichsschaltung in Verbindung mit einer als selbsttätiger Referenzspannungs-Umschalter zur zentralen Bereitstellung eng tolerierter Referenzspannungen ausgebildeten Einrichtung erfolgt und daß bei Überschreiten der engeren Spannungsgrenzwerte selbsttätig die Umschaltung der Referenzspannungen auf den maximal zulässigen Spannungsgrenzwert, d. h. den höheren der beiden oberen bzw.

   niedrigeren der beiden unteren Spannungsgrenzwerte erfolgt.

   Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die zu überwachende Versorungsgleichspannung nach Normierung jeweils zusammen mit je einer Referenzspannung für einen oberen und unteren Spannungs-Grenzwert an je einen der Komparatoren der Spannungsvergleichsschaltung geführt. Bei Überschreiten eines Spannungsgrenzwertes bewirkt eine Transistor-Schaltstufe am Ausgang des Komparators mittels einer Auswerteschaltung die Signalanzeige und die Umschaltung der Referenzspannungen bzw. einer Abschaltung der Versorgungsgleichspannung. Dabei werden die Referenzspannungen für die Überwachung der unteren und oberen Spannungsgrenzwerte der Versorungsgleichspannung mittels zwei Operationsverstärkern und eines Spannungsteilers des Referenzspannungs-Umschalters aus einer Bezugsspannung erzeugt.