DE4446113A1 - Glühstift-Steuerschaltung - Google Patents

Glühstift-Steuerschaltung

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
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    • F02P19/022Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs characterised by power delivery controls using intermittent current supply

Description

Die Erfindung betrifft eine Glühstift-Steuerschaltung zur Steuerung der elektrischen Heizenergie eines Glühstiftes, der für das Zünden von Brennstoff, insbesondere für Fahrzeugzusatzheizgeräte, verwendbar ist, mit einer die Heizenergie liefernden Gleichspannungsquelle mit einem hochpotentialseitigen Versorgungsspannungsanschluß und einem nieder­ potentialseitigen Masseanschluß und mit einer Schaltereinrichtung, die in Reihenschaltung mit dem Glühstift zwischen den Versorgungsspannungs­ anschluß und den Masseanschluß geschaltet ist und die dem Glühstift zugeführte Versorgungsspannung moduliert-getaktet abwechselnd ein- und ausschaltet.
Glühstifte von Fahrzeugzusatzheizgeräten werden üblicherweise mit Hilfe von Relais getaktet angesteuert. Aufgrund der Trägheit der Re­ laiskontakte kann diese getaktete Ansteuerung nur mit sehr niedriger Frequenz geschehen, üblicherweise mit einer Taktfrequenz von etwa 1 Hz. Bei einer derart niedrigen Relais-Schaltfrequenz kommt es zu Tem­ peraturschwankungen des Glühstiftes, weil der Glühstift während der Ausschaltperioden abkühlt. Diese Temperaturschwankungen kann man auch nicht dadurch verhindern, daß man dem Relais pulsweitenmodulier­ te Schaltsteuerimpulse zuführt. Durch solche pulsweitenmodulierten Schaltsteuerimpulse kann man zwar Spannungsschwankungen der die Heizenergie liefernden Gleichspannungsquelle kompensieren, bei der es sich in der Regel um eine Fahrzeugbatterie handelt, deren Spannungs­ wert sich je nach Belastungszustand ändern kann. Aber die Ausschalt­ perioden, die bei einer Ansteuerung des Schaltrelais mit einer Pulsfre­ quenz von 1 Hz auftreten, dauern zu lange, um durch die Temperatur­ trägheit des Glühstiftes überwunden werden zu können.
Wünchenswert wäre daher, Schaltsteuerimpulse wesentlich höherer Frequenz zu verwenden, beispielsweise im Bereich von 50 Hz. Bei derart hohen Schaltsteuerimpulsen überbrückt die Temperaturträgheit des Glühstiftes die Ausschaltperioden, so daß Temperaturschwankungen aufgrund der getakteten Ansteuerung des Glühstiftes nicht mehr auftre­ ten. Derart hohe Schaltfrequenzen sind aber mit Relais aufgrund der mechanischen Trägheit der Relaiskontakte nicht realisierbar.
Relais stehen außerdem dem Trend entgegen, Steuergeräte für Fahrzeug­ zusatzheizgeräte in den Heizgerätegehäusen zu integrieren, wo jedoch nur wenig Einbauraum verfügbar ist. Relais sind daher bei solchen integrierten Steuergeräten hinderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glühstift-Steuerschal­ tung der eingangs eingegebenen Art verfügbar zu machen, die sich besser für integrierte Steuergeräte eignet und zu einer möglichst kon­ stanten Glühtemperatur des Glühstiftes und zu möglichst hoher Sicher­ heit des Glühstiftbetriebes führt.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben und kann den Unteransprüchen gemäß vorteilhaft weitergebildet werden.
Eine Glühstift-Steuerschaltung der eingangs angegebenen Art wird erfin­ dungsgemäß dadurch verbessert, daß die Schaltereinrichtung mit einem Leistungshalbleiterschalter aufgebaut ist, der zwischen den hochpotential­ seitigen Versorgungsspannungsanschluß und den Glühstift geschaltet ist, und daß eine Pulsmodulationsschaltung vorgesehen ist, die einem Steuer­ anschluß des Leistungshalbleiterschalters Schaltsteuerimpulse zuführt, die eine derart hohe Pulsfrequenz aufweisen und in Abhängigkeit von dem aktuellen Spannungswert der Gleichspannungsquelle derart moduliert sind, daß die Glühtemperatur des Glühstiftes unabhängig von Schwan­ kungen des aktuellen Spannungswertes der Gleichspannungsquelle und trotz der Ausschaltperioden infolge des getakteten Betriebs im wesentli­ chen konstant bleibt.
Die Verwendung eines Leistungshalbleiterschalters anstelle des bisher üblichen Relais führt einerseits zu geringerem Platzbedarf der Glühstift- Steuerschaltung, was die Integration von Steuergeräten leichter ermög­ licht, und kann außerdem mit fast beliebig hohen Schaltsteuerimpuls­ frequenzen betrieben werden, so daß es während der Abschaltperioden der getakteten Versorgungsspannung nicht zu einer Abkühlung des Glüh­ stiftes kommt. Mit der erfindungsgemäßen Glühstift-Steuerschaltung werden somit nicht nur durch Versorgungsspannungsschwankungen bedingte Temperaturschwankungen sondern auch durch das getaktete Ein- und Ausschalten der dem Glühstift zugeführten Versorgungsspan­ nung bedingte Temperaturschwankungen vermieden. Man erreicht mit der erfindungsgemäßen Glühstift-Steuerschaltung somit eine hohe Kon­ stanz der Glühtemperatur.
Ein weiterer wichtiger, der Sicherheit dienender Gesichtspunkt ist die Anordnung der Schaltereinrichtung zwischen dem hochpotentialseitigen Vorsorgungsspannungsanschluß und dem Glühstift. Im Fall eines fehler­ haften Masseschlusses des Glühstiftes kann der Glühstift mit der Schal­ tereinrichtung stromlos und damit abgeschaltet werden. Ordnet man dagegen die Schaltereinrichtung zwischen dem Glühstift und dem Masse­ anschluß an, wird die Schaltereinrichtung bei einem Masseschluß des Glühstiftes durch diesen Masseschluß überbrückt und der Glühstift kann nicht stromlos geschaltet werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Glühstift mit einer Schaltsteuerimpulsfrequenz von 50 Hz getaktet. Als Pulsmodu­ lationsarten eignen sich die Pulsweitenmodulation, die Pulsfrequenzmo­ dulation, die Pulsamplitudenmodulation und die Pulsphasenmodulation.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Pulsmodula­ tionsschaltung einen Mikrocontroller auf, in dem mittels eines in dem Mikrocontroller abgelegten Algorithmus oder einer in dem Mikrocontrol­ ler abgelegten Tabelle dem jeweiligen aktuellen Spannungswert der Gleichspannungsquelle ein zu der konstanten Heizenergie führender Modulationsgrad der Schaltsteuerimpulse zugeordnet wird.
Den aktuellen Spannungswert der Gleichspannungsquelle kann man beispielsweise mittels eines Spannungsteilers ermitteln, der mit dem aktuellen Spannungswert der Gleichspannungsquelle oder einem dazu proportionalen Spannungswert beaufschlagt wird und dessen Teilspan­ nung der Pulsmodulationsschaltung als modulierendes Signal zugeführt wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dem Leistungs­ halbleiterschalter eine Überlastschutzschaltung zugeordnet. Diese kann einen Fehlermeldungsausgangsanschluß aufweisen, der mit der Pulsmo­ dulationsschaltung verbunden ist und beim Auftreten einer Überlastung des Leistungshalbleiterschalters, insbesondere in Form zu hoher Ver­ lustleistung, an die Pulsmodulationsschaltung ein Fehlersignal liefert, das entweder zu einer Änderung des Pulsmodulationsgrades in Richtung einer Verringerung der Belastung des Halbleiterschalters oder zu einer völligen Abschaltung des Leistungshalbleiterschalters führt.
Wegen der Anordnung des Leistungshalbleiterschalters zwischen dem hochpotentialseitigen Versorgungsspannungsanschluß und dem Glühstift benötigt der Steueranschluß des Leistungshalbleiterschalters eine erhöhte Ansteuerspannung, die um etwa die Summe aus der Versorgungsspan­ nung und der Durchlaßspannung des Leistungshalbleiterschalters höher ist als die Ansteuerspannung, die dem Steueranschluß des Leistungs­ halbleiterschalters zugeführt würde, wenn der Leistungshalbleiterschalter zwischen den Glühstift und den Masseanschluß geschaltet wäre.
Diese erhöhte Ansteuerspannung wird dem Steueranschluß des Lei­ stungshalbleiterschalters entweder dadurch zugeführt, daß er aus einer eigenen Versorgungsspannungsquelle mit entsprechend hohem Span­ nungswert gespeist wird, oder dadurch, daß zwischen die den Glühstift speisende Versorgungsspannungsquelle und den Steueranschluß des Leistungshalbleiterschalters eine Spannungserhöhungsschaltung, auch Ladungspumpe genannt, geschaltet wird, mittels welcher die erforder­ liche Erhöhung der Ansteuerspannung bewirkt wird.
Herkömmliche Glühstifte sind mit einer Heizwendel und einer dazu in Reihe geschalteten Regelwendel versehen. Die Regelwendel weist eine temperaturabhängige Änderung ihres elektrischen Widerstandes auf, der gegenläufig zur temperaturabhängigen Änderung des elektrischen Wider­ standes der Heizwendel ist. Schwankungen der dem Glühstift zugeführ­ ten elektrischen Heizenergie wird durch diese Regelwendel entgegen­ gewirkt.
Verwendet man pulsmodulierte Schaltsteuerimpulse für das Takten des Leistungshalbleiterschalters, um Schwankungen der Versorgungsgleich­ spannung entgegenzuwirken, kann man auf die Regelwendel verzichten. Man kann daher billigere Glühstifte verwenden. Die Kompensation von Versorgungsspannungsschwankungen mittels der Pulsmodulation steht aber der Verwendung einer Regelwendel im Glühstift nicht entgegen. Es ist somit unproblematisch, zusammen mit der erfindungsgemäßen Glüh­ stift-Steuerschaltung herkömmliche Glühstifte zu verwenden.
Die Verwendung einer Überlastschutzschaltung mit Fehlermeldungsaus­ gangsanschluß eröffnet die Möglichkeit einer Fehlerdiagnose und der selbstschützenden Abschaltung des Glühstiftes bei Masseschluß, womit wiederum Kabelbrände vermieden werden können.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipschaltung einer erfindungsgemäßen Glühstift- Steuerschaltung;
Fig. 2 ein nicht der Erfindung entsprechendes Beispiel einer Glühstift-Steuerschaltung ohne Masseschlußschutz:;
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Glühstift-Steuerschaltung mit Mikrocontroller-Steuerung und Überhitzungsschutz des Leistungshalb­ leiterschalters;
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Glühstift-Steuerschaltung mit Mikrocontroller-Steuerung und Leistungshalbleiterschalter mit Über­ lastungsschutz und Fehlermeldungsausgang; und
Fig. 5 eine Kennlinie für konstante Wärmeleistung des Glühstifts.
Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Glühstift- Steuerschaltung. Diese weist eine Reihenschaltung aus einem Glühstift G und einem Schalter S auf. Die Reihenschaltung befindet sich zwischen den beiden Polen V+ und GND einer Versorgungsspannungsquelle. Dabei befindet sich der Schalter S zwischen dem Glühstift G und dem hochpotentialseitigen Versorgungsspannungsanschluß V+.
Tritt am Glühstift G ein Masseschluß auf, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, kann der Glühstift G durch Öffnen des Schalters S strom­ los geschaltet werden. Von da ab fließt kein Strom mehr und besteht keine Gefahr mehr durch einen überhöhten Masseschlußstrom.
Der Schalter S stellt symbolisch einen Leistungshalbleiterschalter dar, der von einer in Fig. 1 nicht gezeigten Schaltsteuerimpulsquelle ab­ wechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Am Glühstift G wird dann der Mittelwert der getakteten Gleichspannung V+ wirksam. Dieser Mittelwert ist vom Tastgrad oder Tastverhältnis der Schaltsteuerimpulse abhängig. Durch Wahl des Tastgrades kann man die effektive Gleich­ spannung, welche dem Glühstift G als Heizenergie zugeführt wird, verändern.
Die Frequenz der den Schalter S abwechselnd schließenden und öffnen­ den Schaltsteuerimpulse wird vorzugsweise im Bereich von 50 Hz ge­ wählt. Diese Frequenz ist so groß, daß sich die Ausschaltperioden, während welcher der Glühstift G keine Heizenergie zugeführt bekommt, aufgrund der Trägheit des Glühstiftes G nicht in einer Temperatur­ schwankung des Glühstiftes G niederschlagen. Die Glühtemperatur des Glühstiftes G wird somit einerseits durch die Modulation der den Schal­ ter S schaltenden Schaltsteuerimpulse und andererseits aufgrund der hohen Frequenz dieser Schaltsteuerimpulse mit hoher Genauigkeit kon­ stant gehalten.
Fig. 2 zeigt eine Glühstift-Steuerschaltung, bei welcher entgegen der erfindungsgemäßen Lehre der Schalter S zwischen dem Glühstift und dem Masseanschluß der Gleichspannungsquelle liegt. Wenn in diesem Fall ein Masseschluß auftritt, wie er auch in Fig. 2 gestrichelt angedeu­ tet ist, überbrückt ein solcher Masseschluß den Schalter S. Der Glühstift G kann in diesem Fall nicht stromlos geschaltet werden. Insbesondere dann, wenn der Schalter S mit Schaltsteuerimpulsen angesteuert wird, so daß sich die effektive Heizleistung aus dem Tastgrad der Schaltsteuer­ impulse ergibt, führt ein solcher Masseschluß zu einer Erhöhung der effektiven Heizleistung. Die Folge können Schäden sein, beispielsweise Kabelbrände oder ein defekter Glühstift.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Glühstift-Steuerschaltung, bei wel­ cher der Leistungshalbleiterschalter durch einen temperaturgeschützten Feldeffekttransistor T gebildet ist. Dieser liegt gemäß dem Prinzipschalt­ bild der Fig. 1 zwischen dem Glühstift G und dem hochpotentialseiti­ gen Versorgungsspannungsanschluß V+. Der Glühstift G befindet sich zwischen dem Transistor T und dem Masseanschluß. Der Transistor T ist vorzugsweise durch einen MOS-FET gebildet, der eine interne Tem­ peraturschutzschaltung aufweist, die ein Gegensteuern oder eine Ab­ schaltung bei übermäßiger Temperaturerhöhung infolge von zu hoher Verlustleistung des Transistors T bewirkt. Diese Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Glühstift-Steuerschaltung umfaßt einen Steuertransis­ tor ST, der zwischen eine Steuerelektrode des Schalttransistors T und Masse geschaltet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Steuertransistor ST durch einen Bipolartransistor gebildet, dessen Kol­ lektor mit dem Gate des MOS-FET T, dessen Emitter mit Masse und dessen Basis über einen Widerstand Rl mit einem PWM-Signalausgang eines Mikrocontrollers M verbunden ist. Das Gate des Transistors T ist über einen Widerstand R2 mit einem Eingang E verbunden, der mit einer externen Spannungspegelerhöhungsschaltung (nicht dargestellt), die auch Ladungspumpe genannt wird, verbunden ist. Mit Hilfe der Ladungspumpe wird das am Eingang E anliegende Potential gegenüber dem Potential, das diesem Eingang E zuzuführen wäre, wenn der Lei­ stungshalbleiterschalter gemäß Fig. 2 zwischen den Glühstift G und den Masseanschluß GND geschaltet wäre, erhöht. Benötigt wird eine Er­ höhung etwa gleich der Summe aus der Versorgungsspannung V+ und dem Durchlaßwiderstand des Transistors T.
Im Fall der Anordnung nach Fig. 2 müßte dem Gate des den Schalter S bildenden MOS-FET eine Ansteuerspannung zugeführt werden, die gleich der Gate-Source-Spannung des leitenden MOS-FET ist, die bei einer praktischen Ausführungsform des MOS-FET etwa 3 V beträgt. Im Fall der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 3 muß dem Gate des MOS-FET T eine Ansteuerspannung von mindestens 15 V zugeführt werden, wenn man von einer Versorgungsspannung V+ von 12 V aus­ geht und von einer demgegenüber vernachlässigbaren Durchlaßspannung des MOS-FET T.
Der Mikrocontroller M weist einen (nicht dargestellten) Eingang auf, über welchen der Mikrocontroller M Information über den jeweils aktu­ ellen Spannungswert der Gleichspannungsquelle erhält. In dem Mikro­ controller M ist entweder ein Algorithmus oder eine Tabelle abgelegt, mittels welcher jedem gemessenen aktuellen Spannungswert der Gleich­ spannungsquelle ein derartiger Modulationsgrad des am Ausgang PWM gelieferten pulsweitenmodulierten Signals zugeordnet wird, daß dem Glühstift G unabhängig von dem jeweiligen aktuellen Spannungswert der Gleichspannungsquelle immer ein konstanter effektiver Gleichspannungs­ wert zugeführt wird und damit immer eine konstante Heizleistung.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Leistungsschalt­ transistor Teil eines sogenannten PROFET ist. Dabei handelt es sich um einen Leistungstransistor mit einer integrierten Überlastungsschutzschal­ tung, die einen Fehlermeldungausgangsanschluß FA aufweist, der mit einem Fehlersignaleingangsanschluß FE eines Mikrocontrollers M ver­ bunden ist. Der Mikrocontroller M weist wie im Fall der Fig. 3 einen PWM-Ausgang auf, über welchen pulsweitenmodulierte Schaltsignale über einen Steuereingang ST auf den PROFET P gegeben werden. Der Fehlerausgang FA ist außerdem über einen Widerstand R3 mit einem Spannungsversorgungsanschluß E verbunden, dem eine Versorgungs­ spannung zugeführt wird. Diese wird außerdem einem Spannungserfas­ sungseingang SE des Mikrocontrollers M zugeführt. Dieser erzeugt, wie im Fall der Fig. 3, einen dem aktuellen Versorgungsspannungswert entsprechenden Modulationsgrad für das dem PROFET P zugeführte PWM-Signal.
Im Fall der Fig. 4 ist in den PROFET P eine Ladungspumpe integriert.
Die Funktionsweise der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist wie folgt:
In Abhängigkeit von dem dem Spannungserfassungseingang SE des Mikrocontrollers M zugeführten aktuellen Versorgungsspannungswert wählt der Mikrocontroller M einen Modulationsgrad für das dem PRO- FET P zugeführte PWM-Signal aus. Dieser Modulationsgrad des PWM- Signals erzeugt im PROFET P ein Ein- und Ausschalten der Verbindung zwischen dem hochpotentialseitigen Versorgungsspannungsanschluß V + und dem Glühstift G, der zu der gewünschten Heizleistung des Glühstif­ tes G führt. Wird von der im PROFET P enthaltenen Schutzschaltung ein Überlastungszustand festgestellt, wird dieser über die Anschlüsse FA und FE dem Mikrocontroller M mitgeteilt, der dann entweder über eine Änderung des Modulationsgrades des PWM-Signals den Tastgrad des im PROFET P enthaltenden Leistungshalbleiterschalters verringert oder diesen Leistungshalbleiterschalter gar dauerhaft öffnet, damit der Glüh­ stift G stromlos wird.
Fig. 5 zeigt eine Kennlinie der Abhängigkeit des Tastgrades tg von der jeweils vorhandenen aktuellen Versorgungsspannung Uakt. Je kleiner die jeweilige aktuelle Spannung Uakt ist, umso höher ist der Tastgrad tg. Und je größer Uakt ist, umso kleiner ist der Tastgrad tg. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel wird von einer Minimalspannung Umin. und von einer Maximalspannung Umax der Versorgungsspannungsquelle ausgegangen, die in der Praxis nicht unterschritten bzw. überschritten werden. Der minimalen aktuellen Spannung wird bei diesem Beispiel ein Tastgrad von 100% zugeordnet, während der maximalen aktuellen Spannung ein Tastgrad von 10% zugeordnet wird.
Der Tastgrad des PWM-Signals für konstante Wärmeleistung errechnet sich aus folgender Formel:
tg = (U²eff/U²akt)*kGs.
Dabei bedeuten:
tg = Tastgrad der Schaltsteuerimpulse
Ueff = effektive Gleichspannung am Glühstift (Glühstiftparameter)
Uakt = aktuell am Glühstift anliegende Spannung
kGS = Korrekturfaktor zum Ausgleich von Ansteuerverlusten (zum Beispiel Toleranzen, Anstiegszeiten im PROFET P, Kontaktübergangswiderstände).
Mit der erfindungsgemäßen Glühstift-Steuerschaltung erreicht man fol­ gende Vorteile:
  • - Leistungssteuerung des Glühstiftes je nach anliegender Versorgungs­ spannung;
  • - geringer Platzbedarf durch Verwendung eines Leistungshalbleiter­ bauelementes;
  • - Abschaltung des Glühstiftes bei Masseschluß;
  • - bei Verwendung von "intelligenten" Halbleiterbauelementen, zum Beispiel einem PROFET, ist eine Fehlerdiagnose und damit eine selbstschützende Glühstift-Steuerschaltung möglich, was zur Ver­ meidung von Kabelbränden beiträgt;
  • - Verwendung von Glühstiften ohne Regelwendel.

Claims (12)

1. Glühstift-Steuerschaltung zur Steuerung der elektrischen Energie eines Glühstiftes (G), der für das Zünden von Brennstoff, insbeson­ dere für Fahrzeugzusatzheizgeräte, verwendbar ist, mit einer die Heizenergie liefernden Gleichspannungsquelle (V+, GND) mit einem hochpotentialseitigen Versorgungsspannungsan­ schluß (V+) und einem niederpotentialseitigen Masseanschluß (GND)
und mit einer Schaltereinrichtung (S; T; P), die in Reihenschaltung mit dem Glühstift (G) zwischen den hochpotentialseitigen Versor­ gungsspannungsanschluß (V+) und den niederpotentialseitigen Masseanschluß (GND) geschaltet ist und die dem Glühstift (G) zugeführte Versorgungsspannung moduliert-getaktet abwechselnd ein- und ausschaltet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltereinrichtung (S; T; P) mit einem Leistungshalbleiter­ schalter (T) aufgebaut ist, der zwischen den hochpotentialseitigen Versorgungsspannungsanschluß (V+) und den Glühstift (G) geschal­ tet ist,
und daß eine Pulsmodulationsschaltung (M) vorgesehen ist, die einem Steueranschluß des Leistungshalbleiterschalters (T) Schalt­ steuerimpulse zuführt, die eine derart hohe Pulsfrequenz aufweisen und in Abhängigkeit von dem aktuellen Spannungswert der Gleich­ spannungsquelle derart moduliert sind, daß die Glühtemperatur des Glühstiftes (G) unabhängig von Schwankungen des aktuellen Span­ nungswertes (Uakt) der Gleichspannungsquelle und trotz der Ausschaltperioden des getakteten Betriebs im wesentlichen konstant bleibt.
2. Glühstift-Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsteuerimpulse pulsweitenmoduliert (PWM) sind.
3. Glühstift-Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsteuerimpulse pulsfrequenzmoduliert sind.
4. Glühstift-Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsteuerimpulse pulsamplitudenmoduliert sind.
5. Glühstift-Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltsteuerimpulse pulsphasenmoduliert sind.
6. Glühstift-Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsmodulationsschaltung einen Mikrocontroller (M) auf­ weist, in dem mittels eines in dem Mikrocontroller (M) abgelegten Algorithmus oder einer in dem Mikrocontroller (M) abgelegten Tabelle dem jeweiligen aktuellen Spannungswert (Uakt) der Gleich­ spannungsquelle ein zu der konstanten Heizenergie führender Modu­ lationsgrad der Schaltsteuerimpulse zugeordnet wird.
7. Glühstift-Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Spannungswert (Uakt) der Gleichspannungsquelle mittels eines Spannungsteilers ermittelt wird, der mit dem aktuellen Spannungswert (Uakt) der Gleichspannungsquelle oder einem dazu proportionalen Spannungswert beaufschlagt wird und dessen Teil­ spannung der Pulsmodulationsschaltung (M) als modulierendes Signal zugeführt wird.
8. Glühstift-Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leistungshalbleiterschalter (T) eine Überlastungsschutz­ schaltung zugeordnet ist.
9. Glühstift-Steuerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastungsschutzschaltung einen Fehlermeldungsausgangs­ anschluß (FA) aufweist, der mit der Pulsmodulationsschaltung ver­ bunden ist und beim Auftreten einer Überlastung des Leistungs­ halbleiterschalters, insbesondere in Form von zu hoher Verlust­ leistung, an die Pulsmodulationsschaltung ein Fehlersignal liefert, das entweder zu einer Änderung des Pulsmodulationsgrades in Richtung zu einer Verringerung der Belastung des Leistungshalb­ leiterschalters oder zu einer völligen Abschaltung des Leistungs­ halbleiterschalters führt.
10. Glühstift-Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Gleichspannungsquelle (V+, GND) und die Glüh­ stift-Steuerschaltung eine Spannungspegelerhöhungsschaltung ge­ schaltet ist, mittels welcher dem Steueranschluß des Leistungshalb­ leiterschalters (T) eine Ansteuerspannung zuführbar ist, die um etwa die Summe aus der Versorgungsspannung (V+) und der Durch­ laßspannung des Leistungshalbleiterschalters (T) höher ist als die Ansteuerspannung, die dem Steueranschluß des Leistungshalbleiter­ schalters (T) zugeführt würde, wenn der Leistungshalbleiterschalter (T) zwischen den Glühstift (G) und den Masseanschluß geschaltet wäre.
11. Glühstift-Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schaltereinrichtung (S; T; P) zugeführten Schaltsteuer­ impulse eine Pulsfrequenz von etwa 50 Hz aufweisen.
12. Zündvorrichtung für das Zünden von Brennstoff, insbesondere für Fahrzeugzusatzheizgeräte, gekennzeichnet durch eine Glühstift-Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einen Glühstift ohne Regelwendel.
DE4446113A 1994-12-22 1994-12-22 Zündvorrichtung für Heizgeräte Expired - Lifetime DE4446113C5 (de)

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