DE3801478C1

DE3801478C1 -

Info

Publication number: DE3801478C1
Application number: DE3801478A
Authority: DE
Inventors: Gerd 5190 Stolberg De Sauer
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1988-01-20
Publication date: 1989-02-16
Anticipated expiration: 2008-01-21
Also published as: DE3801478C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsschaltung für ein Kraftfahrzeug mit zwei unterschiedlichen Verbraucherspannungen, nämlich der üblichen Bordnetz-Gleichspannung und einer dieser gegenüber höheren Gleichspannung, beispielsweise zum Betrieb einer Heizscheibe mit einem Dünnschicht-Heizwiderstand, mit einem Generator und einem Spannungsregler.The invention relates to a power supply circuit for a motor vehicle with two different Consumer voltages, namely the usual Vehicle electrical system DC voltage and one of these opposite higher DC voltage, for example to operate a Heating disc with a thin film heating resistor, with a generator and a voltage regulator.

Die übliche Stromversorgungsschaltung für Kraftfahrzeuge umfaßt einen Drehstromgenerator aus einem gleichstromdurchflossenen Rotor und einer im Stator angeordneten Dreiphasen-Wicklung. Die beim Drehen des Rotors erzeugte Dreiphasenspannung wird in einer Gleichrichterbrücke zu pulsierender Gleichspannung umgewandelt und dem Bordnetz zugeführt. Für den Betrieb ist eine Spannungsregelung auf die maximale Ladespannung von 14,2 V für die Batterie erforderlich. Diese Spannungsregelung erfolgt durch den Spannungsregler, durch den der Erregerstrom im Rotor periodisch abgeschaltet wird.The usual power supply circuit for motor vehicles comprises a three-phase generator from a rotor through which direct current flows and one in the stator arranged three-phase winding. The when turning the Rotor's three-phase voltage is generated in one Rectifier bridge for pulsating DC voltage converted and fed to the electrical system. For the business is a voltage regulation to the maximum charging voltage 14.2 V required for the battery. These Voltage regulation is carried out by the voltage regulator which the excitation current in the rotor is periodically switched off.

Für bestimmte elektrische Verbraucher, beispielsweise für Dünnfilm-Heizzscheiben, reicht die übliche Bordnetzspannung von 12 V nicht aus. Sie benötigen eine Spannung von 50 V oder mehr, um die gewünschte Wirkung zu entfalten. Da die übrigen Verbraucher jedoch mit der Bordnetzspannung von 12 V versorgt werden müssen, ist man gezwungen, zwei unterschiedliche Spannungsnetze aufzubauen.For certain electrical consumers, for example for Thin film heating discs, the usual is enough Vehicle electrical system voltage of 12 V is not sufficient. You need one Voltage of 50 V or more to achieve the desired effect unfold. However, since the other consumers with the On-board electrical system voltage of 12 V must be supplied forced to set up two different voltage networks.

Eine mögliche Methode zur Schaffung zweier unterschiedlicher Spannungen besteht darin, für den Betrieb der Heizscheibe den Generator vom Bordnetz zu trennen und ihn auf die für die Heizscheibe erforderliche höhere Spannung einzuregeln, wobei das Bordnetz während dieser Zeit von der Batterie gespeist wird. Bei dieser Schaltung muß jedoch während der Einschaltzeit der Heizscheibe die Batterie die Bordnetzversorgung voll übernehmen, so daß sie sich schnell entleert. Da das Fahrzeug bei ausgefallener Bordspannung nicht mehr fahrbereit ist, muß eine aufwendige Überwachungsschaltung für den Ladezustand der Batterie eingebaut werden. Dadurch wird die Schaltung verhältnismäßig teuer. Außerdem wird durch die schnelle Leerung der Batterie deren Lebensdauer verkürzt.One possible way to create two different tensions is for the Operation of the heating disk to the generator from the vehicle electrical system disconnect it to the one required for the heating disc regulate higher voltage, the vehicle electrical system during this time is fed by the battery. At this However, the circuit must be switched on during the on time Heating disc the battery the electrical system supply is full take over so that it empties quickly. Since that Vehicle no longer with failed on-board voltage is ready to drive, a complex monitoring circuit for the state of charge of the battery. Thereby the circuit becomes relatively expensive. Besides, will by quickly draining the battery, its service life shortened.

Eine andere mögliche Methode zur Erzeugung der beiden unterschiedlichen Spannungen besteht darin, die für den Betrieb der Heizscheibe erforderliche höhere Spannung aus der Bordnetzspannung zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird ein Gleichspannungswandler benötigt, wobei zunächst die Bordnetzgleichspannung in eine Wechselspannung umgeformt, diese auf den höheren Spannungspegel transformiert und anschließend wieder gleichgerichtet wird.Another possible method for generating the two different tensions is that for the Operation of the heating disc requires higher voltage to generate the vehicle electrical system voltage. For this purpose, a DC converter needed, initially the Vehicle electrical system DC voltage converted into an AC voltage, this transformed to the higher voltage level and is then rectified again.

Aufwärtsumformer dieser Art haben jedoch einen schlechten Wirkungsgrad, insbesondere wegen des hohen Spannungsabfalls am Halbleiterschalter auf der Primärseite. Wegen der hohen Leistung, die bei Heizscheiben zu übertragen ist, sind Umformer dieser Art außerdem groß und teuer.However, step-up converters of this type have a bad one Efficiency, especially because of the high voltage drop on the semiconductor switch on the primary side. Because of the high Power to be transferred with heating disks are This type of converter is also large and expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Methode zur gleichzeitigen Erzeugung der Bordnetzspannung und einer dieser gegenüber höheren Spannung für den Betrieb einer Dünnfilm-Heizscheibe durch den Generator zu schaffen.The invention has for its object a Inexpensive method for the simultaneous generation of the Vehicle electrical system voltage and one of these compared to higher Voltage for the operation of a thin film heating disc to create the generator.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Generator für eine gegenüber der Bordnetzspannung höhere Spannung ausgelegt ist, die wenigstens der für den Betrieb der Heizscheibe erforderlichen Spannung entspricht, daß bei ausgeschalteter Heizscheibe die vom Generator gelieferte Spannung durch den Regler auf die Bordnetzspannung geregelt wird, und daß bei eingeschalteter Heizscheibe die Bordnetzspannung aus der höheren Spannung abgeleitet wird.According to the invention, this object is achieved in that that the generator for one versus the Vehicle electrical system voltage is designed for higher voltage at least that for the operation of the heating disc required voltage corresponds to that at switched off heating disc the one supplied by the generator Voltage regulated by the controller to the vehicle electrical system voltage and that when the heating disc is switched on Vehicle electrical system voltage is derived from the higher voltage.

Die erfindungsgemäße Schaltung läßt sich grundsätzlich auf zwei verschiedene Arten realisieren.The circuit according to the invention can basically be realize in two different ways.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß bei eingeschalteter Heizscheibe die vom Generator gelieferte Spannung durch einen umschaltbaren Regler auf die erforderliche höhere Spannung geregelt wird, und daß die Ableitung der Bordnetzspannung aus der höheren Spannung mit Hilfe eines Gleichspannungswandlers erfolgt.A first embodiment of the invention stands out characterized in that when the heating disc is switched on Voltage supplied by a switchable generator Regulator regulated to the required higher voltage and that the derivation of the vehicle electrical system voltage from the higher voltage with the help of a DC converter he follows.

Mit dieser Ausführungsform ist gewährleistet, daß während des Betriebs der Heizscheibe die Batterie nicht entladen wird. Da der Wandler als Abwärtswandler arbeitet, sind die Anforderungen an die Schaltelemente einerseits und die elektrischen Verluste im Halbleiterschalter andererseits nicht so hoch wie bei einem eingangs erwähnten Aufwärtswandler; und entsprechend günstiger verhalten sich die Kosten.This embodiment ensures that the battery does not work during operation of the heating disc is discharged. Since the converter works as a step-down converter, are the requirements for the switching elements on the one hand and the electrical losses in the semiconductor switch on the other hand not as high as at the beginning mentioned boost converter; and accordingly cheaper behave the cost.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschalteter Heizscheibe zur Ableitung der Bordnetzspannung aus der vom Generator gelieferten höheren Spannung die Heizscheibe mit den übrigen Verbrauchern des Bordnetzes in Reihe geschaltet ist.A second embodiment of the invention is thereby characterized in that when the heating disc is switched on Deriving the vehicle electrical system voltage from that of the generator delivered higher voltage the heating disc with the other consumers of the vehicle electrical system connected in series is.

Auch bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine sehr kostengünstige Methode, um mit einem einzigen Generator zwei unterschiedliche Spannungsnetze aufzubauen. Während der Generator bei ausgeschalteter Heizscheibe unmittelbar an das Bordnetz angeschlossen ist und auf die Bordnetzspannung geregelt wird, wird er während der Heizzeit vom Bordnetz getrennt, mit der Heizscheibe verbunden und hochgeregelt. Die Heizscheibe wird dabei als Vorwiderstand für das Bordnetz genutzt. Der Regler begrenzt hier nicht die Generatorspannung direkt, sondern wie im normalen Betriebszustand die Bordnetzspannung. Im normalen Betriebszustand, d. h. bei ausgeschalteter Heizscheibe, wird diese durch einen Schalter überbrückt.This embodiment is also a very inexpensive method to use a single Generator to build two different voltage networks. While the generator with the heating disc switched off is directly connected to the vehicle electrical system and to the Vehicle electrical system voltage is regulated, it is during the Heating time separated from the vehicle electrical system, with the heating disc connected and regulated up. The heating disc is used as Series resistor used for the vehicle electrical system. The regulator does not directly limit the generator voltage here, but as in the normal operating state, the vehicle electrical system voltage. in the normal operating condition, d. H. when switched off Heating disc, this is bridged by a switch.

Die beschriebenen Schaltungen und Weiterbildungen dieser Schaltungen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Von den Zeichnungen zeigtThe circuits described and further developments of these Circuits are shown below using the drawings described in more detail. From the drawings shows

Fig. 1 das Blockschaltbild für eine Stromversorgungsschaltung gemäß der ersten Ausführungsform; Fig. 1 shows the block diagram for a power supply circuit according to the first embodiment;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines in der Schaltung nach Fig. 1 verwendeten Spannungskonverters; FIG. 2 shows a first embodiment of a voltage converter used in the circuit according to FIG. 1;

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines in der Schaltung nach Fig. 1 verwendeten Spannungskonverters; FIG. 3 shows another embodiment of a voltage converter used in the circuit according to FIG. 1;

Fig. 4 das Blockschaltbild für eine Stromversorgungsschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 4 shows the block diagram for a power supply circuit according to the second embodiment of the invention, and

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine zusätzliche Sicherheitsschaltung. Fig. 5 shows an embodiment for an additional safety circuit.

Die in Fig. 1 dargestellte Stromversorgungsschaltung umfaßt den mit einer Gleichrichterbrücke versehenen Drehstromgenerator 1, den Regler 2, den Umschalter 3 a, 3 b, die Batterie 4, die schematisch als Widerstand dargestellten Verbraucher 5 des Bordnetzes, den Spannungskonverter 6 und die schematisch als Widerstand dargestellte Heizscheibe 7.The power supply circuit shown in Fig. 1 comprises the three-phase generator 1 provided with a rectifier bridge, the controller 2 , the changeover switch 3 a , 3 b , the battery 4 , the consumer 5 of the vehicle electrical system, shown schematically as a resistor, the voltage converter 6 and the schematic as a resistor heating disc 7 .

In dem dargestellten Zustand ist die Heizscheibe 7 nicht eingeschaltet. Die von dem Generator 1 gelieferte und von dem Regler 2 auf die Bordnetzspannung begrenzte Gleichspannung versorgt über den Kontakt des Umschalters 3 b unmittelbar die Verbraucher 5 des Bordnetzes und die Batterie 4. Zum Einschalten der Heizscheibe 7 werden die Umschalter 3 a und 3 b jeweils in ihre andere Endstellung gebracht, in der durch den Umschalter 3 b die Verbindung zu den Verbrauchern 5 des Bordnetzes und zur Batterie 4 unterbrochen und die Ausgangsspannung des Generators 1 über die Leitung 8 unmittelbar an die Heizscheibe 7 angelegt wird. Gleichzeitig wird über den Schalter 3 a der Regler 2 auf ein höheres Spannungsniveau von beispielsweise 50 V eingestellt, so daß an der Heizscheibe 7 die gewünschte Leistung zur Verfügung steht. Zur Versorgung des Bordnetzes wird gleichzeitig der Spannungskonverter 6 aktiviert, der aus der über die Leitung 8 zugeführten Generator-Gleichspannung eine Gleichspannung von 12 bis 14 V erzeugt, die über die Leitung 9 an den Verbrauchern 5 und an der Batterie 4 anliegt.In the state shown, the heating disc 7 is not switched on. The supplied from the generator 1 and limited by the regulator 2 to the vehicle electrical system voltage DC voltage supplied through the contact b of the switch 3 immediately the load 5 of the vehicle electrical system and battery. 4 For switching on the heating disk 7, the switch 3 a and 3 b are each in their other end position brought interrupted in the b by the changeover switch 3, the connection to the loads 5 of the vehicle electrical system and battery 4 and the output voltage of the generator 1 via the line 8 is applied directly to the heating disc 7 . At the same time, the controller 2 is set to a higher voltage level of, for example, 50 V via the switch 3 a , so that the desired power is available on the heating disk 7 . To supply the vehicle electrical system, the voltage converter 6 is activated at the same time, which generates a DC voltage of 12 to 14 V from the generator DC voltage supplied via the line 8 , which is applied to the consumers 5 and the battery 4 via the line 9 .

Die Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 als Block 6 gezeichneten Wandler in Form eines Eintaktschaltreglers 6. Am Eingang 10 liegt die Generatorspannung von etwa 50 V an. Der Transistor 12 wird durch den Taktgeber 11 auf die Spule 14 durchgeschaltet, bis am Ausgang 17 eine Spannung von 14 V erscheint. Dieser Wert wird über die Leitung 18 an den Taktgeber 11 zurückgeführt, der wiederum den Transistor 12 ausschaltet. Das durch den Stromfluß in der Spule 14 entstandene Magnetfeld bricht jetzt zusammen und erzeugt dabei über die Diode 13 einen Strom zum Ausgang 17. Die Ausgangsspannung wird mit abfallendem Magnetfeld geringer. Das veranlaßt den Taktgeber 11 wieder den Transistor 12 einzuschalten. Um die Stromstöße des Schalters vom Eingang und vom Ausgang fernzuhalten, sind die energiespeichernden Kondensatoren 15 und 16 vorgesehen. Die Schaltfrequenz des Schalters wird vom Taktgeber 11 vorgegeben. Sie bestimmt die Dimensionierung der Bauteile 14, 15 und 16. Um die Bauteile möglichst klein zu halten, sollte die Schaltfrequenz über 10 kHz liegen. Die getaktete Leistung wird einer Drehstromwicklung entnommen, die eine symmetrische Belastung verlangt. Auch aus diesem Grunde sollte die Schaltfrequenz möglichst hoch sein. Sie sollte mindestens um den Faktor 5 über der Kommutierungsfrequenz liegen. FIG. 2 shows the converter shown as block 6 in FIG. 1 in the form of a single-ended switching regulator 6 . The generator voltage of approximately 50 V is present at input 10 . The transistor 12 is switched through to the coil 14 by the clock generator 11 until a voltage of 14 V appears at the output 17 . This value is fed back via line 18 to the clock generator 11 , which in turn turns off the transistor 12 . The magnetic field created by the current flow in the coil 14 now breaks down and generates a current to the output 17 via the diode 13 . The output voltage becomes lower as the magnetic field drops. This causes the clock 11 to turn on the transistor 12 again. In order to keep the current surges of the switch away from the input and the output, the energy-storing capacitors 15 and 16 are provided. The switching frequency of the switch is specified by the clock generator 11 . It determines the dimensions of components 14, 15 and 16 . In order to keep the components as small as possible, the switching frequency should be above 10 kHz. The clocked power is taken from a three-phase winding, which requires a symmetrical load. For this reason too, the switching frequency should be as high as possible. It should be at least 5 times higher than the commutation frequency.

Fig. 3 stellt einen Gegentaktwandler 6′′ dar, der alternativ für den Eintaktwandler 6 aus Fig. 2 eingesetzt werden kann. Er besteht aus einem Taktgeber 19 und den beiden Schalttransistoren 20 und 21, die abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Die Transistoren sind mit einem Transformator 22 verbunden, der auf der Primärseite eine Mittelanzapfung besitzt, die mit dem Eingang 27 des Wandlers verbunden ist. Dadurch, daß abwechselnd die obere und die untere Hälfte der Spule vom Strom durchflossen wird, entsteht in dem Transformator ein Wechselfeld, das über die Sekundärwicklung ausgekoppelt wird. Die beiden Dioden 23 und 24 richten die Wechselspannung gleich. Entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Transformators 22 stellt sich ein Spannungsverhältnis zwischen dem Eingang 27 und 28 dem Ausgang ein. Die Speicherkondensatoren 25 und 26 verhindern, daß Stromschaltstöße aus dem Wandler nach außen dringen. Für die Schaltfrequenz gilt das gleiche wie für den anhand der Fig. 2 beschriebenen Eintaktwandler. Fig. 3 shows a push-pull converter 6 '' , which can alternatively be used for the single-ended converter 6 from FIG. 2. It consists of a clock generator 19 and the two switching transistors 20 and 21 , which are switched on and off alternately. The transistors are connected to a transformer 22 which has a center tap on the primary side which is connected to the input 27 of the converter. Because the upper and lower half of the coil are alternately flowed through by the current, an alternating field arises in the transformer, which is decoupled via the secondary winding. The two diodes 23 and 24 rectify the AC voltage. According to the transformation ratio of the transformer 22 , a voltage ratio between the input 27 and 28 sets the output. The storage capacitors 25 and 26 prevent current switching surges from escaping from the converter. The same applies to the switching frequency as for the single-ended converter described with reference to FIG. 2.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung ist die Heizscheibe 30, die als Widerstand dargestellt ist, im eingeschalteten Zustand mit dem Bordnetz, dessen Verbraucher 31 insgesamt als Widerstand dargestellt ist, in Serie geschaltet. Das Schaltbild zeigt den Schaltzustand, in dem die Heizscheibe ausgeschaltet ist. In diesem Zustand wird die Heizscheibe durch den geschlossenen Schalter 32 überbrückt, so daß der Generator 33, der durch den Regler 34 auf die Bordnetzspannung geregelt wird, unmittelbar mit dem Bordnetz, das heißt mit den Verbrauchern 31 und der Batterie 35 verbunden ist. Die Umschaltung auf den Heizbetrieb erfolgt durch den Tippschalter 36. Dieser bewirkt, daß einerseits der Schalter 32 geöffnet wird, so daß die Heizscheibe 30 nun unmittelbar als Vorwiderstand für die vom Bordnetz abhängigen Verbraucher 31 dient, und daß anschließend andererseits der Regler 34 umgeschaltet wird, so daß die Generatorspannung nunmehr auf die erforderliche höhere Spannung hochgeregelt wird.In the embodiment of a circuit according to the invention shown in FIG. 4, the heating disk 30 , which is shown as a resistor, is connected in series with the vehicle electrical system, the consumer 31 of which is shown as a resistor, in the switched-on state. The circuit diagram shows the switching state in which the heating disc is switched off. In this state, the heating disc is bridged by the closed switch 32 , so that the generator 33 , which is regulated by the controller 34 to the vehicle electrical system voltage, is directly connected to the vehicle electrical system, that is to say to the consumers 31 and the battery 35 . The switchover to heating mode is carried out by the tip switch 36 . This causes on the one hand the switch 32 to be opened, so that the heating disk 30 now serves directly as a series resistor for the consumers 31 which are dependent on the vehicle electrical system, and on the other hand the controller 34 is then switched over so that the generator voltage is now regulated up to the required higher voltage becomes.

Es empfiehlt sich, die Stromversorgungsschaltung durch zusätzliche Überwachungselemente zu vervollständigen, um für das System unter allen Umständen einen sicheren Betriebszustand zu gewährleisten. Diese zusätzlichen Überwachungselemente können grundsätzlich sowohl bei der anhand der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform als auch bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform eingesetzt werden.It is advisable to complete the power supply circuit with additional monitoring elements in order to guarantee a safe operating state for the system under all circumstances. These additional monitoring elements can in principle be used both in the embodiment described with reference to FIG. 1 and in the embodiment shown in FIG. 4.

Beispielsweise empfiehlt es sich, wegen der hohen Heizleistung der Heizscheibe die Heizzeit zu begrenzen, um eine Überhitzung der Heizscheibe zu vermeiden. Die zum Abtauen des Feuchtigkeitsbelages erforderliche Heizzeit beträgt erfahrungsgemäß maximal 5 Minuten. Bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt kann diese Zeit jedoch zu lang sein, so daß die Heizscheibe zu heiß wird. Deshalb wird die Einschaltzeit der Heizscheibe von einer Zeitdauer von etwa 5 Minuten bei Null Grad Celsius oder tieferen Temperaturen mit steigender Temperatur stetig reduziert, und zwar derart, daß sie bei einer Temperatur von etwa 25 Grad Celsius bis auf 1 Minute, und bei einer Temperatur von etwa 30 Grad Celsius bis auf Null reduziert wird. Von einer Temperatur von etwa 30 Grad Celsius ab sollte also der Heizbetrieb der Heizscheibe nicht mehr möglich sein. Als Führungsgröße für diese Regelung wählt man zweckmäßigerweise eine repräsentative Temperatur im Innern des Fahrzeugs.For example, it is recommended because of the high Heating capacity of the heating disc to limit the heating time to avoid overheating the heating disc. The for Defrosting the moisture covering required heating time Experience has shown that the maximum is 5 minutes. At Temperatures above freezing can, however, this time be too long so that the heating disc becomes too hot. Therefore, the on time of the heating disc is one Duration of about 5 minutes at zero degrees Celsius or lower temperatures steadily with increasing temperature reduced, in such a way that they are at a temperature from about 25 degrees Celsius to 1 minute, and at one Temperature reduced from about 30 degrees Celsius to zero becomes. From a temperature of around 30 degrees Celsius So the heating operation of the heating disc should no longer to be possible. As a guide for this regulation expediently choose a representative one Temperature inside the vehicle.

Ferner kann es zweckmäßig sein, eine Überspannungsbegrenzung vorzusehen. Denn beim Bruch der Heizscheibe oder eines Kabels können gefährliche Überspannungen auftreten. Zum Zweck der Spannungsbegrenzung wird zweckmäßigerweise die Ausgangsspannung des Generators auf den Regler zurückgeführt. Wenn eine Spannung auftritt, die höher ist als eine vorgewählte Spannung von z. B. 80 V, dann unterbricht das Reglersystem den Heizbetrieb und schaltet auf Normalbetrieb um.It may also be appropriate to Overvoltage limitation to be provided. Because when the Heating disc or a cable can be dangerous Surges occur. For the purpose of Voltage limitation is expediently the Output voltage of the generator on the controller returned. When a tension occurs, the higher is as a preselected voltage of e.g. B. 80 V, then the controller system interrupts heating and switches to normal operation.

Des weiteren wird zweckmäßigerweise eine Strombegrenzung während des Umschaltvorgangs vorgesehen.A current limitation is also expedient provided during the switching process.

Hochleistungslichtmaschinen können nämlich über 100 A an das Bordnetz abgeben. Dieser Strom muß von dem Schalter übertragen werden. Damit der Schalter nicht zu groß und zu teuer wird, wird die Generatorspannung während des Ein- und Ausschaltens der Heizscheibe kurzzeitig abgesenkt.High-performance alternators can namely over 100 A. hand over the electrical system. This current must come from the switch be transmitted. So that the switch is not too big and becomes too expensive, the generator voltage will and switching off the heating disc for a short time.

Ein Lösungsbeispiel für eine Stromversorgungsschaltung mit einer Sicherheitsschaltung, die diese genannten Anforderungen erfüllt, ist in Fig. 5 dargestellt. Der Regler 40 steuert den Generator 41 über die Leitung 42 auf konstante Bordnetzspannung B +, mit der die Batterie 35 und die Verbraucher 31 versorgt werden. Er besitzt einen zusätzlichen Eingang 43, über den die Felderregung des Generators 41 abgeschaltet werden kann. Gesteuert wird der Eingang 43 von einem Zeitschalter 44, der beim Umschalten des Lastschalters 45 kurzzeitig den Regler 40 zum Regeln auf eine niedrigere Spannung zwingt. Der Zeitschalter 44 seinerseits wird angesteuert durch den Hauptzeitgeber 46. Der Hauptzeitgeber 46 wird von Hand durch den Tippschalter 47 ein- oder ausgeschaltet. Ein im Hauptzeitgeber 46 integrierter Temperaturfühler gibt die Einschaltdauer vor, die zwischen Null und 5 Minuten beträgt. Der Hauptzeitgeber 46 öffnet den Lastschalter 45 und ermöglicht damit den Fluß des Generatorstroms durch die Heizscheibe 30. Der Hauptzeitgeber 46 besitzt einen Prioritätseingang 48 für das Abschalten. Dieser Eingang 48 ist mit einem Schwellwertschalter 49 verbunden. Dem Eingang 50 des Schwellwertschalters 49 wird die Generatorspannung G + zugeführt. Übersteigt die Generatorspannung G + eine Sicherheitschwelle von etwa 80 V, dann gibt der Schwellwertschalter 49 einen Steuerimpuls an den Eingang 48 des Hauptzeitgebers 46 ab, was zur sofortigen Unterbrechung des Heizbetriebs der Heizscheibe 30 führt.A solution example for a power supply circuit with a safety circuit that meets these requirements is shown in FIG. 5. The controller 40 controls the generator 41 via the line 42 to a constant vehicle electrical system voltage B +, with which the battery 35 and the consumers 31 are supplied. It has an additional input 43 , via which the field excitation of the generator 41 can be switched off. The input 43 is controlled by a time switch 44 which , when the load switch 45 is switched over, briefly forces the regulator 40 to regulate to a lower voltage. The timer 44 in turn is controlled by the main timer 46 . The main timer 46 is switched on or off manually by the tip switch 47 . A temperature sensor integrated in the main timer 46 specifies the operating time, which is between zero and 5 minutes. The main timer 46 opens the load switch 45 and thus enables the flow of the generator current through the heating disk 30 . The main timer 46 has a priority input 48 for switching off. This input 48 is connected to a threshold switch 49 . The generator voltage G + is supplied to the input 50 of the threshold switch 49 . If the generator voltage G + exceeds a safety threshold of approximately 80 V, then the threshold switch 49 emits a control pulse to the input 48 of the main timer 46 , which leads to an immediate interruption of the heating operation of the heating disk 30 .

Claims

1. Power supply circuit for a motor vehicle with two different consumer voltages, namely the usual vehicle electrical system DC voltage and one of these compared to higher DC voltage for operating a heating disc with a thin-film heating resistor, with a generator and a voltage regulator, characterized in that the generator ( 1; 33 ; 41 ) is designed for the higher voltage, which corresponds at least to the voltage required for the operation of the heating disc ( 7; 30 ), that when the heating disc ( 7; 30 ) is switched off, the voltage supplied by the generator ( 1; 33; 41 ) by the Regulator ( 2; 34; 40 ) is regulated to the vehicle electrical system voltage, and that when the heating disc ( 7; 30 ) is switched on, the vehicle electrical system voltage is derived from the higher voltage.

2. Power supply circuit according to claim 1, characterized in that when the heating disc ( 7 ) is switched on, the voltage supplied by the generator ( 1 ) is regulated by a switchable regulator ( 2 ) to the higher voltage, and in that the derivation of the vehicle electrical system voltage from the higher voltage A voltage converter ( 6 ) is used.

3. Power supply circuit according to claim 2, characterized in that a clocked flow converter ( 6 ) is used as a voltage converter ( 6 ).

4. Power supply circuit according to claim 2, characterized in that a transforming push-pull converter ( 6 '' ) is used as a voltage converter ( 6 ).

5. Power supply circuit according to claim 3 or 4, characterized in that the clock frequency of the converter ( 6, 6 '' ) is at least five times as high as the highest commutation frequency of the generator ( 1 ).

6. Power supply circuit according to claim 1, characterized in that when the heating disk ( 30 ) is switched on to derive the vehicle electrical system voltage from the higher voltage supplied by the generator ( 33 ), the heating disk ( 30 ) is connected in series with the other consumers ( 31 ) of the vehicle electrical system.

7. Power supply circuit according to claim 6, characterized in that the input ( 37 ) of the voltage regulator ( 34 ) is connected to the vehicle electrical system.

8. Power supply circuit according to one of claims 1 to 7, characterized in that in order to avoid overheating of the heating disc, the switch-on time of the heating disc is limited by means of a time limit circuit ( 46 ).

9. Power supply circuit according to claim 8, characterized in that the time-limiting circuit ( 46 ) is controlled by a temperature sensor which detects the temperature of the vehicle in the vicinity of the windshield and the switch-on time of the heating disc from approximately 5 minutes at zero degrees Celsius to approximately 1 minute at approximately 25 Degrees Celsius is limited.

10. Power supply circuit according to one of claims 1 to 9, characterized in that a voltage limiting circuit ( 49 ) is provided to avoid excessive voltages in the event of faults in the heating system.

11. Power supply circuit according to claim 10, characterized in that to limit the voltage, the generator output voltage is fed back to the controller ( 40 ) and, if an excessively high voltage of, for example, more than 80 V, the controller ( 40 ) interrupts the heating operation and switches to normal operation.

12. Power supply circuit according to one of claims 1 to 11, characterized by a current limiting circuit ( 44 ) by which the generator voltage is briefly lowered during the switching on and off of the heating disc.