Technischer Bereich
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Diese Erfindung betrifft elektrische Überwachungsschaltungen zur
Detektion des Ausfalls elektrischer Lasten und ist insbesondere
für die Überwachung der Betriebsbereitschaft von Lampen, wie
z.B. Glühfadenlampen oder lichtemittierende Dioden anwendbar,
und kann zur Überwachung der Lampen eines
Motorfahrzeugbeleuchtungssystems eingesetzt werden.
Stand der Technik
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Es sind elektrische Überwachungsschaltungen bekannt, die ein
Warnsignal abgeben, üblicherweise in der Form einer Warnlichtes,
das den Ausfall oder einen Fehler in einer Lampe anzeigt. Ein
derartiges, in dem U.K. Patent Nr. 1,342,248 beschriebenes
System überwacht die Beleuchtungsschaltungen eines
Motorfahrzeuges, um sämtliche eventuell auftretenden Lampenausfälle zu
detektieren. In diesem System wird die Potentialdifferenz über
einem niederohmigen Widerstand, der in Serie zu jeder Lampe
eingefügt ist, überwacht, und dann ein Fehler angezeigt, wenn die
Potentialdifferenz Null ist.
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Ein anderes derartiges System, das ebenfalls einen niederohmigen
Widerstand als Detektor verwendet und das dafür ausgelegt ist,
die unerwünschten Temperaturabhängigkeitscharakteristiken
früherer Systeme zu vermeiden, ist in dem U.K. Patent Nr. 2,034,948 B
beschrieben. Darüber hinaus bietet dieses System zusätzliche
Überwachungsmöglichkeiten, um zwischen Lampenausfällen und
Fehlern aufgrund des Betriebs des niederohmigen Widerstands in
einem offenen Schaltkreis oder einen Sicherungsausfall zu
unterscheiden. Dieses letztere Patent beschreibt desweiteren im
Detail verschiedene Ausführungsformen solcher Systeme als
integrierte Schaltungen, die Lampengruppen einschließlich solcher
Lampen überwachen können, die nur für einen intermittierenden
Betrieb benötigt werden, wie beispielsweise die Bremslichter
eines Fahrzeugs.
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FR-A-2,367,401 beschreibt eine Schaltung zur Überwachung von
Lampen während des Betriebs, bei der eine Wheatstone-Brücke
durch die Lampe und einen in Serie geschalteten Widerstand in
einem Zweig der Brücke, und durch zwei in Serie geschaltete
Widerstände im anderen Zweig gebildet wird, wobei das
Gleichgewicht der Brücke durch einen Verstärker überwacht wird, der von
einer Spannungspumpe versorgt wird.
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Die bekannten Systeme bieten im allgemeinen eine Ausfallanzeige
einer Fahrzeuglampe nur während ihres Betriebs und können als
mit Energie versorgte oder "Heiß"-Überwachungssysteme
beschrieben werden; größtenteils sind sie nicht in der Lage, eine nicht
mit Energie versorgte Lampe zu überwachen, das heißt, sie
verfügen über keine energielose oder "Kalt"-Überwachungsmöglichkeit.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung
zu schaffen, durch die die Detektion eines Ausfalls des
Glühfadens einer Fahrzeuglampe durchgeführt werden kann, während diese
Lampe energielos oder "kalt" ist.
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Es wurde vorgeschlagen, daß die "Kalt"-Überwachung durch
Vorsehen eines Nebenschlußwiderstandes über dem Ein/Aus-Schalter für
die Lampen erreicht werden könnte, wobei ein derartiger
Widerstand einen kleinen Leckstrom durch die Lampe(n) und die
zugeordneten, in Serie geschalteten Widerständen liefern würde,
solange der Schalter offen ist; die Spannung über dem in Serie
geschalteten Widerstand könnte dann auf diesselbe Weise wie bei
der "Heiß"-Überwachung ermittelt werden. Der Leckstrom muß
jedoch sehr klein sein, um ein unerwünschtes Entleeren der
Batterie zu vermeiden, und damit wäre der Spannungabfall über dem in
Serie geschalteten Widerstand winzig (z.B. 10 Mikrovolt im
Gegensatz zu einem typischen Spannungsabfall während der "Heiß"-
Überwachung von ungefähr 20 Millivolt).
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US-A-3,706,983 betrifft eine "Kalt"-Überwachungsschaltung für
eine Fahrzeuglampe, bei der die Lampe durch die Fahrzeugbatterie
versorgt wird und ein hochohmiger Widerstand vorhanden ist, so
daß ein Leckstrom durch die Lampe fließt, solange sie intakt und
energielos ist. Eine mit dem Lampenanschluß verbundene
spannungsempfindliche Schaltung detektiert einem Potentialanstieg,
wenn die Lampe diese Bedingung nicht erfüllt und betätigt als
Antwort eine Warnanzeige.
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Eine "als sich selbst auf Null stellend" bezeichnete Technik ist
seit einigen Jahren bekannt, um Verstärker- und (Vergleicher)-
Fehlspannungen auf sehr kleine (nicht meßbare) Pegel zu
reduzieren. Diese Technik verwendet zwei Operationsverstärker, die sich
in der Verarbeitung der Eingangssignale abwechseln; während ein
Verstärker die Vergleichs (oder die Verstärkung)-Funktion
ausführt, setzt sich der andere selbst auf Null und speichert einen
Korrekturterm auf einem Kondensator. Das Eingangssignal wird
dann auf den zuletzt genullten Verstärker umgeschaltet und der
zuvor aktive Verstärker korrigiert seine Fehler. Dieser Zyklus
wird unter einer geeigneten Steuerung eines Umschaltkreises wie
derholt. Niemand hat bisher die Anwendung einer derartigen
Technik auf die "Kalt"-Überwachung von Fahrzeuglampen vorgeschlagen,
es ist aber auch keine Technik, die ohne weiteres für den
Einsatz in Fahrzeugen anwendbar ist, da die Selbst-Nullstellung
sehr empfindlich gegenüber Spannungspitzen ist und somit in
einem Fahrzeug unzuverlässig wäre, bei dem die von der Batterie
gelieferte Spannung erheblich in Abhängigkeit von der Last an
der Batterie schwanken kann.
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Ein weiteres Problem entsteht, wenn derselbe Vergleicher dazu
benutzt wird, die "Kalt"-Überwachung und die "Heiß"-Überwachung
auszuführen, da das Eingangssignal zum Vergleicher im ersteren
Falle ein Potential nahe am Massepotential wäre, während das
Eingangssignal im letzeren Falle die Nennspannung der Batterie
(üblicherweise 12 Volt) wäre und dieses zu einer hohen
Betriebsunzuverlässigkeit eines derart empfindlichen Vergleichers
führen würde.
Offenbarung der Erfindung
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Es wurden jetzt Schaltungen zur Überwachung der
Betriebsbereitschaft elektrischer Lasten (und inbsondere für Lampen)
entwickelt,
die in der Lage sind, einen relativ kleinen Strom
fließen zu lassen, solange die Last nicht im Betriebszustand ist,
die aber dann arbeiten, wenn ein relativ größerer Strom durch
sie fließt. Diese Schaltung findet ihre Spezialanwendung bei der
Überwachung von Lasten, die von Versorgungeinrichtungen gespeist
werden, wie z.B. von Batterien, deren Potential schwanken kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Schaltung geschaffen
worden, wie sie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist.
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Wie zuvor beschrieben, überwacht die Schaltung die
Betriebsbereitschaft mindestens einer elektrischen Last, wie z.B. einer
Lampe, wenn diese energielos ist, und die Schaltung weist auf:
Eine erste Energieversorungsleitung zur Lieferung von
elektrischem Strom an die Last, einen in Serie mit der Last
geschalteten Widerstand, eine Einrichtung zur Lieferung eines Leckstroms
durch die Last und den Widerstand, wenn die Last energielos ist,
(wobei dieser Strom üblicherweise kleiner als 100 mA, z.B
kleiner als 50 mA, und vorzugsweise 5 bis 20 mA für eine 12 Volt-
Spannungsversorgung ist), einen Vergleicher, der in der Lage
ist, das Potential eines Punktes zwischen dem Widerstand und der
Last, wenn die Last energielos ist, mit einem Referenzpotential
zu vergleichen, eine weitere Energieversorgungsleitung und eine
Einrichtung zum Aufbau einer festen Potentialdifferenz zwischen
der ersten Energieversorgungsleitung und der weiteren
Energieversorgungsleitung, wobei der Vergleicher die feste
Potentialdifferenz zwischen der ersten Energieversorgungsleitung und der
weiteren Energieversorgungsleitung als seine Spannungsversorgung
benutzt.
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Der Vergleicher ist vorzugsweise so beschaffen, daß er
Potentialdifferenzen von weniger als 50 Mikrovolt und vorzugsweise
weniger als 20 Mikrovolt zwischen seinen Eingängen detektieren
kann. Er ist vorzugsweise ein sich selbst auf Null stellender
Vergleicher.
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Beim Einsatz einer derartigen Anordnung wird der Vergleicher von
einer Energieversorgung mit konstantem Potential unabhängig von
von der an die Last gelieferten Spannung versorgt und gibt somit
ein schlüssiges und zuverlässiges Ausgangssignal aus; das ist
insbesonders in Falle einer Fahrzeugbatterie wichtig, wobei das
von dieser gelieferte Potential in Abhängigkeit von der Menge
des von anderen Fahrzeugkomponenten abgezogenen Stroms schwanken
kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verfügt der
Vergleicher über eine schwebende Spannungsversorgung dadurch,
daß die erste Energieversorgungsleitung mit der
Energieversorgungseinrichtung, z.B. der Batterie, über einen Schalter
verbunden ist, und daß die Anordnung so beschaffen ist, daß dann, wenn
die erste Energieversorgungsleitung durch den Schalter von der
Energieversorgungseinrichtung abgetrennt ist, der Vergleicher
Potentiale nahe am Massepotential vergleicht und ein Anschluß
seiner eigenen Spannungsversorgung nahe am Massepotential liegt,
während dann, wenn die Lasten mit Energie versorgt werden (d.h.,
wenn sie in Betrieb sind) und die erste
Energieversorgungsleitung ein höheres Potential (üblicherweise 12 Volt) annimmt,
der Vergleicher Signale nahe an 12 Volt vergleicht, was wiederum
ein Potential ist, das nahe am Potential eines Anschlusses der
Komparator-Spannungsversorgung liegt. Somit kann derselbe
Vergleicher sowohl für die "Heiß"- als auch für die
"Kalt"-Überwachung eingesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird im weiteren Detail, lediglich
beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Es zeigen:
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Figur 1 eine Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in
der Lage ist, die Betriebsbereitschaft von Lampen sowohl wenn
sie eingeschaltet ("Heiß"-Überwachung) als auch dann, wenn sie
ausgeschaltet ("Kalt"-Überwachung) sind, zu überwachen.
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Figur 2 den Betrieb eines Teils der Schaltung von Figur 1, der
als Ladungspumpe bekannt ist.
Beste Möglichkeit zu Ausführung der Erfindung
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Die "Heiß"- und "Kalt"-Überwachungsschaltung von Figur 1 enthält
eine erste und eine zweite Lampe 10 und 12, z.B. die linken und
rechten Bremslichter eines Fahrzeugs, die zwischen einer
Energieversorgungsleitung 14 und einer Masseleitung 16 angeschlossen
sind. Die Energieversorgungsleitung 14 kann zum Einschalten der
Lampen durch ihre Verbindung mit der Haupversorgungsleitung 18
mittels eines Schalters 20 mit Energie versorgt werden; die
Hauptversorgungsleitung ist mit der (nicht gezeigten)
Fahrzeugbatterie über den Zündschalter 22 verbunden. Auf diese Weise
wird dann, wenn der Zündschalter 22 eingeschaltet und Schalter
20 geschlossen ist, Strom an die Leitung 14 geliefert und
versorgt so die Lampen 10 und 12 mit Energie (oder bringt sie zum
Leuchten).
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Beide Lampen 10, 12 sind in Serie mit einem niederohmigen
Widerstand 24 geschaltet, der typischerweise einen Nennwert von 1,25
Milliohm aufweist. Die Potentiale V1 und V2 an den Punkten 23
und 25 zwischen den Widerständen 24 und ihren jeweiligen Lampen
10, 12 werden durch Leitungen 26, 28 zu Kanälen 1 und 2 eines
Multiplexers 30 (RCA 4053) geführt.
"Heiß"-Überwachung
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Zwischen der Spannungsversorgungsleitung 14 und der Masseleitung
sind ein erster Widerstand 32 (ca. 0,024 Ohm), zwei weitere
Widerstände 34 und 35 (24 Kiloohm bzw. 120 Ohm) und eine bekannte
integrierte Schaltung 36 geschaltet und bilden einen Zweig (den
"Heiß"-Überwachungszweig) einer Wheatstone-Brücke, deren anderer
Zweig durch eine der Leitungen, die die Lampem 10 und 12
enthalten, gebildet wird, wie es später noch klar werden wird; das
Potential V3 an einem Punkt 37 zwischen den zwei Widerständen 32
und 34 wird durch eine Leitung 38 an den Anschlußpin 5 des
Multiplexers 30 geführt. Die integrierte Schaltung 36 bildet
zusammen mit Widerständen 34 und 35 den Potentialabfall über den
Lampen 10, 12 nach, wenn diese mit Energie versorgt werden. Es wäre
nicht, möglich den Potentialabfall über den Lampen nur mit einem
einzigen Widerstand nachzubilden, da der Widerstandswert des
Lampenglühfadens wegen der Widerstandwertsänderung des
Glühfadens in Abhängigkeit von seiner Betriebstemperatur, die durch
eine Veränderung in dem Potential über dem Glühfaden verursacht
wird, merklich mit der angelegten Spannung schwankt. Die
integrierte Schaltung 36 und der Widerstand 35 bilden eine
Konstantstromquelle in bekannter Form und die Summe des stabilisierten
Stroms durch die Schaltung 36 und des variablen Stroms durch den
Widerstand 34 bilden das Verhalten der Lampen 10, 12 bei
veränderlicher Spannung nach. Die Werte der Widerstände 24 und 32 und
der Widerstandswert der Komponenten 34 bis 36 sind so gewählt,
daß die Wheatstone-Brücke im Gleichgewicht ist, wenn die Lampen
10, 12 intakt sind. Der vom "Heiß"-Referenzzweig gebildete
Widerstandswert sollte relativ hoch sein (im Vergleich zu dem
kombinierten Widerstandswert der Lampe 10 oder 12 und einem der
Widerstände 24), um den durch den "Heiß"-Referenzzweig fließenden
Strom zu minimieren.
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Ein sich selbst auf Null stellender Vergleicher 40 (ICL
7652/LTC1052 CN8) ist für den Vergleich des Potentials V3 mit
den Potentialen V1 und V2 vorgesehen, wobei die Potentiale V1
und V2 abwechselnd an den Vergleicher für den Vergleich mit dem
Potential V3 durch den Multiplexer 30 angelegt werden, wie es
nachfolgend noch detaillierter beschrieben werden wird. Sich
selbst auf Null stellende Vergleicher sind bekannte integrierte
Schaltungen und enthalten zwei Operationsverstärker, die sich im
Vergleichen des Potentials an zwei Eingangsleitungen 42 und 44,
die mit den Ausgangsanschlußpins 15 und 4 des Multiplexers 30
verbunden sind, abwechseln. Während ein Verstärker die
Vergleichfunktion ausführt, gleich sich der andere selbst auf Null
ab und speichert seinen Korrekturterm auf einem der zwei
Kondensatoren C2, C3 (beide 0,1 Mikrofarad). Wenn dieses ausgeführt
ist, werden die Eingangssignale auf den zweiten Verstärker
umgeleitet, während sich der erste Verstärker selbst korrigiert und
seinen Korrekturterm auf dem anderen der zwei Kondensatoren C2,
C3 abspeichert. Ein derartiger Vergleicher kann extrem kleine
Spannungsdifferenzen, z.B. 10 Mikrovolt zwischen seinen
Eingängen vergleichen, und solch ein Vergleicher könnte normalerweise
nicht in einem Fahrzeugsystem eingesetzt werden, da er
empfindlich gegenüber Schwankungen der Versorgungsspannung an seinem
Versorgungseingang wäre, die z.B. durch Temperaturänderung oder
durch eine sich ändernde Last an der Batterie verursacht sind,
er kann aber in der Anordnung der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden, da die Spannungsversorgung an den Komparator 40
durch eine zusätzliche Spannungsversorgungsleitung 48 zugeführt
wird, die mittels einer Schaltung 50, die eine Ladungspumpe
bekannter Form ist (siehe LTC 1044.7660 Geschalteter
Batteriespannungskonverter Texas Instruments (Mai 1987)) auf einem festen
Potential relativ zur Versorgungsleitung 14 gehalten wird. Die
Ladungspumpe 50 hält das Potential der Versorgungsleitung 48 auf
einem festen Wert, z.B. +5V gegenüber dem Potential an Punkt C
der Versorgungsleitung 14. Da die Versorgung für die
Ladungspumpe von der Leitung 18 zwischen dem Zündschalter 22 und dem
Lampenschalter 20 abgeleitet wird, arbeitet diese nur, wenn die
Zündung eingeschaltet ist. Wenn dann der Schalter 20 offen ist
und Punkt C sich ungefähr auf Massepotential befindet, hält die
Ladungspumpe die Versorgungsleitung 48 auf +5 V. Wenn jedoch der
Schalter 20 zur Energieversorgung der Lampen geschlossen wird,
dann steigt das Potential von Punkt C auf +12 Volt und damit
wird das Potential der Versorgungsleitung 48 auf +17 Volt
erhöht.
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Die Betriebsweise der Ladungspumpe ist (unter Bezugnahme auf
Figur 1 und 2) wie nachfolgend beschrieben: eine durch die
Zenerdiode Z1 festgelegte Spannung von 5,6 V wird durch einen
hinund herschaltenden Schalter S1, der in der in Figur 1
dargestellten Schaltung 54 integriert ist, und der schnell zwischen
seinen beiden Positionen durch einen Oszillator umschaltet, der
ebenfalls in der Schaltung 54 integriert ist, zum Laden des
Kondensators C4 umgeschaltet. Der Kondensator C4 wird auf diese
Weise auf ein Potential von 5,6 V aufgeladen und dieses
Potential wird als eine Eingangsspannung in einen Summenpunkt J
eingespeist. Abhängig davon, ob der Lampenschalter 20 geschlossen
oder offen ist, wird ein Potential von entweder 12 Volt oder
(bzw.) 0 Volt zusätzlich als eine weitere Eingangsspannung von
Punkt C aus über eine Diode 53 in den Summenpunkt J eingespeist.
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Die Ausgangsspannung des Summenpunkts J wird über eine Diode 55
an den Kondensator C1 angelegt. Wenn der von der Gesamtlast
zwischen den ersten und zweite Versorgungsleitungen 14 und 48
gezogene Strom klein ist im Vergleich zu dem an die zweite
Versorgungsleitung 48 und den Kondensator C1 gelieferten Strom (wie in
dem Falle des von Vergleicher 40 gezogenen Stroms), dann
akkumuliert der Kondensator C1 die Spannung über der Zenerdiode Z1.
Tatsächlich liegt aufgrund des Spannungsabfalls von ca. 600 mV
über der Diode 55, die Spannung über dem Kondensator bei ca.
5 V., d.h., die zweite Versorgungsleitung 48 wird auf einem
Potential von + 5 V im Vergleich zur ersten Versorgungsleitung 14
gehalten. Da die Spannungsversorgungsanschlüsse des Vergleichers
40 mit den Versorgungsleitungen 14, 48 verbunden sind, wird der
Vergleicher 40 immer mit einer stabilen, durch die Ladungspumpe
festgelegten Spannung von z.B. 5 V, unabhängig von dem Potential
auf der Leitung 14, versorgt.
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Desweiteren sind gemäß Figur 1 die Potentiale V1 und V2 dem
Potential V3 dann gleich und der Vergleicher erzeugt ein
Ausgangsignal Null, wenn die Lampen 10, 12 intakt sind. Wenn jedoch die
Lampe 10 ausfällt, dann steigt das Potential an V1 auf das
Potential von Leitung 14 an, und dieses Ungleichgewicht veranlaßt
den Vergleicher 40, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das den
Transistor T3 leitend macht, der wiederum Transistor T4 leitend
macht und so die LED 56 mit Energie versorgt die eine Warnung
bezüglich dieses Lampenausfalls abgibt. Die Energie für die
Versorgung der LED 56 wird vom Zündkreis 18 des Fahrzeugs
abgeleitet.
"Kalt"-Überwachung
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Die "Kalt"-Überwachung wird erreicht, indem man einen kleinen
Leckstrom durch den Widerstand 58 (Nennwert gleich 1 Kiloohm
dividiert durch die Anzahl der im Kanal zu überwachenden Lampen,
d.h. bei zwei Lampen, wie dargestellt, hätte der Widerstand 59
einen Widerstandswert vom 500 Ohm) fließen läßt. In der
gegebenen Schaltung erzeugt dieses einen Strom von ungefär 12 mA durch
jeden Widerstand 24 und durch die Lampen 10 und 12 und bewirkt
einen Spannungsabfall von ungefähr 15 Mikrovolt über den
Widerständen, wenn die Lampen intakt sind. Die Spannungen V1 und V2
werden zu den Eingängen 1 und 2 des Multiplexers 30 geführt und
abwechselnd in den Vergleichereingang 42 eingespeist und so
gegen gegen ein Referenzpotential V4 verglichen, das von einem
Punkt 52 zwischen den Widerständen 60 und 62 (10 Ohm bzw. 24
Kiloohm) in einem "Kalt"-Überwachungszweig 59 abgeleitet wird. Die
Widerstände 60 und 62 weisen solche Werte auf, daß das Potential
V4 gleich groß wie das der Potentiale V1 und V2 ist, wenn die
Lampen 10 und 12 intakt sind. Verglichen mit dem kombinierten
Widerstandswert von Widerstand 24 und Lampe 10 oder Widerstand
24 und Lampe 12 ist der Widerstand des
"Kalt"-Überwachungsreferenzzweigs 59 (mit den Widerständen 60 und 62) hoch, so daß der
Betrag des von Zweig 59 gezogenen Stroms sehr niedrig ist.
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Bei der "Kalt"-Überwachung besteht keine Notwendigkeit, einen
integrierten Schaltkreis 36 mit einzubeziehen, da die
Widerstandswerte der Lampen 10 und 12 dabei praktisch konstant sind
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Der Leckstrom von 24 mA (im Falle von zwei Lampen pro Kanal) aus
der Batterie erzeugt keinen signifikanten Stromabfluß von der
Fahrzeugbatterie, insbesondere deswegen, weil das
Überwachungssystem durch den Zündschalter 22 abgeschaltet wird. Der Wert des
Widerstandes 58 sollte so gewählt sein, daß der Spannungsabfall
über den Widerständen 24 hoch genug ist, um vom Vergleicher
meßbar zu sein, ohne einen sehr hohen Strom aus der Batterie zu
ziehen.
Betrieb
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Während der "Kalt"-Überwachung wird das Potential V4 durch den
Multiplexer 30 an die Eingangsleitung 44 des Komparators
angelegt, während es bei der "Heiß"-Überwachung das Potential V3
ist, das durch den Multiplexer 30 an die Eingangsleitung 44
angelegt wird. Der Multiplexer 30 liefert auch die Spannungen V1
und V2 abwechselnd an die andere Eingangsleitung 42 des
Vergleichers. Folglich wird während der "Kalt"-Überwachung eine
Wheatstone-Brücke gebildet, wobei ein Zweig davon der "Kalt"-
Überwachungszweig 59 ist und der andere Zweig abwechselnd durch
die Leitung mit der Lampe 10 oder durch die Leitung mit der
Lampe 12 gebildet wird. Während der "Heiß"-Überwachung wird der
erste Zweig der Brücke stattdessen durch den "Heiß"-Referenzzweig
31 gebildet.
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Das Umschalten des Multiplexers 30 wird wie folgt ausgeführt:
Wenn der Schalter 20 offen und der Zündschalter 22 geschlossen
ist, liegt die Spannung auf der Leitung l4 ungefähr 29 mV über
dem Massepotential der Masseleitung 16. Das bewirkt, daß der
Transistor T2 nichtleitend ist, so daß die an die Eingänge 9 und
16 des Multiplexers angelegten Spannungen gleich hoch (ungefähr
5 Volt) sind; unter diesen Umständen verbindet der Multiplexer
seinen Eingangspin 3 (der V4 führt) mit seinem Ausgangspin 4 und
damit wird die Spannung V4 des "Kalt"-Überwachungszweigs 59 an
den Vergleichereingng 44 angelegt. Wenn der Schalter 20
geschlossen ist, wodurch die Lampen 10 und 12 mit Energie versorgt
werden und eine "Heiß"-Überwachung benötigen, steigt die
Spannung auf der Leitung 14 auf l2 Volt, wodurch der Transistor T2
leitend wird; das ergibt andere, an die Anschlußpins 9 und 16
angelegte Spannungen, die den Multiplexer veranlassen seinen
Eingangspin 5 (der die Spannung V3 des "Heiß"-Überwachungszweigs
liefert) mit dem Ausgangspin 4 des Multiplexers zu verbinden und
somit mit der Eingangsleitung 44 des Vergleichers 40.
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Der Multiplexer 30 wird ebenfalls umgeschaltet, um abwechselnd
das Potential V1 und das Potential V2 an den Ausgangspin 15 des
Multiplexers 30 und somit an die Eingangsleitung 42 des
Vergleichers zu legen; das wird erreicht, indem abwechselnd ein
Nullpotential und ein positives Potential an den Punkt 66
angelegt wird. Wenn das Potential Null ist, ist der Transistor T1
nichtleitend und das an den Anschlußpin 10 des Multiplexers
angelegte Potential ist das Potential der Versorgungsleitung 48 (5
oder 17 Volt), wodurch das an den Anschlußpin 1 des Multiplexers
angelegte Signal (d.h., die Spannung V1) an die Eingangsleitung
42 des vergleichers 40 angelegt wird. Wenn ein Potential an
Punkt 66 angelegt wird, wird der Transistor T1 leitend, wodurch
das Potential von Anschlußpin 10 des Multiplexers auf das
Potential
der Versorgungsleitung 14 fällt und dabei den Multiplexer
veranlaßt, seinen Eingangsanschlußpin 2, d.h. das Potential V2
mit der Vergleichereingangsleitung 42 zu verbinden.
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Es ist möglich, mehr als eine Lampe in jedem Zweig mit
einzubeziehen (wie es durch die Lampen 70 und 72 angedeutet ist). In
diesem Falle sollten der Wert des Nebenschlußwiderstandes 58 und
die Widerstände 24 so ausgelegt sein, daß der Spannungsabfall
über dem Widerstand 24 dann, wenn beide parallele Lampen 10, 70
oder 12, 72 intakt sind, ungefähr gleich hoch ist wie der
Spannungsabfall über dem "Kalt"-Referenzwiderstand 60 und dem
"Heiß"-Referenzwiderstand 32, aber daß dann, wenn eine oder
beide der parallelen Lampen ausgefallen sind, der Spannungsabfall
über den Widerstand 24 abbfällt (d.h., das Potential V1 oder V2
steigt), was ein Ungleichgewicht am Vergleicher 40 und die
Auslösung der LED 56, wie zuvor beschrieben, bewirkt.
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Die Anzahl Lampen enthaltender leitungen kann, was begrüßt
werden dürfte, größer als zwei sein, wobei dann die Steuerung zur
mschaltung des Multiplexers jede Leitung abwechselnd an den
ergleicher 40 anlegt.
Industrielle Anwendbarkeit
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Obwohl die Erfindung in verbindung mit der Überwachung vom
Glühfadenlampen beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung
zur Überwachung jeglicher elektrischen Last eingesetzt werden,
die in der Lage ist, einen Leckstrom fließen zu lassen, wenn sie
sich nicht im Betriebszustand befindet, und sie ist insbesondere
für die Überwachung von Lasten anwendbar, die von einer
Energiequelle mit schwankendem Potential versorgt werden. Die Erfindung
kann auch in anderen als den Fahreugbereichen eingesetzt
werden, z.B. in einem Flugzeug (zur Überwachung sowohl der
Außenlampen als auch der Instrumentenkontrollampen), in schiffen und
Booten, in der Telekommunikation, in Industrie- und
Automationssteuerungen und in Steuerungen in der Medizin- und
Umwelttechnik.
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Die in Figur 1 dargestellte Schaltung kann als einfache
integrierte Schaltung realisiert werden.