DE69419664T2

DE69419664T2 - Strombegrenzungsvorrichtung zwischen einer Leiterplatte und einer Stromversorgung

Info

Publication number: DE69419664T2
Application number: DE69419664T
Authority: DE
Inventors: Francis De Hautecloque; Daniel Peron
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2014-05-26
Also published as: EP0626744B1; DE69419664D1; FR2705839B1; ES2133505T3; ATE182725T1; FR2705839A1; EP0626744A1

Description

Das Gebiet der Erfindung ist das der Schutzverrichtungen für Elektronik-Karten.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Strombegrenzungsvorrichtung von dem Typ, der zwischen einer Elektronik-Karte und ihren Versorgungsmitteln angeordnet wird.
Im allgemeinen sind die Versorgungsmittel mehreren Elektronik-Karten gemeinsam. Diese Versorgungsmittel sind z. B. durch ein oder mehrere Wandler gebildet, die mit einer Backplane verbunden sind, die eine Versorgungsleiterbahn umfaßt, wobei die Elektronik-Karten austauschbar sind und in diese Backplane eingesteckt werden können, so daß sie in elektrischen Kontakt mit der Versorgungsleiterbahn einerseits (durch einen oder mehrere Kontaktstifte) und mit der Masse andererseits kommen.
Die bekannten Schutzvorrichtungen gewährleisten im allgemeinen eine der zwei folgenden Funktionen:
- Verringerung der Unterspannung, die an der Backplane beim Einstecken einer Karte auftritt, wobei diese Unterspannung durch den Rufstrom verursacht ist, der zum Laden der Entkopplungskondensatoren der Karte, die gerade eingesteckt wird, notwendig ist, und durch die induktive Komponente der Versorgungsleiterbahnen der Backplane verursacht ist;
- Trennen der Elektronik-Karte und der Versorgungsmittel im Fall von Überstromverbrauch oder Kurzschluß in der Elektronik-Karte.
Die Schmelzsicherungen, die eine erste bekannte Art von Schutzvorrichtung darstellen, haben einen begrenzten Nutzen. Die Schmelzsicherungen gewährleisten nämlich nur die Trennfunktion. Da außerdem eine Schmelzsicherung nur einmal verwendet werden kann, erfordert die Verwendung dieses ersten Typs von Schutzvorrichtung einen äußeren Eingriff (zum Austauschen der Sicherung) nach jedem Fall einer Trennung.
Ein zweiter bekannter Typ von Schutzvorrichtung entspricht der Verwendung von Spulen (oder Selbstinduktivitäten). Diese sind mit den Entkopplungskondensatoren in Reihe geschaltet, um die Unterspannung an der Backplane beim Einstecken der Karte zu verringern. Dieser zweite Typ von Schutzvorrichtung weist einen erheblichen Nachteil auf, der mit der Verwendung von Selbstinduktivitäten verknüpft ist. Die Reihenschaltung eines Entkopplungskondensators und einer Selbstinduktivität bildet nämlich eine Schwingschaltung, die eine neue Überspannung herbeiführt, die mit dem Anstiegskoeffizienten des Stromes beim Einstecken (auch als Rufstrom bezeichnet) zusammenhängt.
Ein dritter bekannter Typ von Schutzvorrichtung, der darauf abzielt, diesen erheblichen Nachteil zu beheben, besteht darin, die Spulen mit einer Vorrichtung zur Begrenzung des Rufstromes zu kombinieren. Eine solche Rufstrombegrenzungsvorrichtung ist jedoch kompliziert und schwierig einzusetzen.
Das Dokument GB 2 056 198 beschreibt eine Strombegrenzungsvorrichtung von dem Typ, der zwischen einer Elektronik- Karte und Versorgungsmitteln angeordnet wird, welche umfaßt:
- ein aktives Element, das einen in Abhängigkeit von einem Steuersignal veränderbaren Reihenwiderstand hat und einen gesteuerten Strom abgibt;
- zwei. Kontakte, die eine Trenninformation erzeugen, sobald eine Bedienungsperson beginnt, die Karte auszustecken;
- Steuermittel für das aktive Element, von der Art, daß, wenn sie die Trenninformation empfangen, das Steuersignal den Reihenwiderstand des aktiven Elementes von einem Minimalwert auf einen Maximalwert während einer Entladungszeit stufenlos übergehen läßt.
Das US-Patent 5 063 303 beschreibt eine Strombegrenzerschaltung, welche umfaßt:
- ein aktives Element, das einen in Funktion eines Steuersignals veränderbaren Reihenwiderstand hat und einen gesteuerten Strom abgibt;
- Mittel zum Messen der Stärke des Stromes, zum Vergleichen dieser Stärke mit einem Schwellwert und zum sofortigen Erzeugen einer Trenninformation, wenn die gemessene Stärke den Schwellwert übersteigt;
- Fernsteuermittel zum sofortigen Erzeugen einer Trenninformation, wenn diese Mittel den Befehl zum Außerbetriebnehmen der von dem Begrenzer versorgten Last empfangen;
- Steuermittel für das aktive Element von der Art, daß, wenn sie eine Trenninformation empfangen, das Steuersignal den Reihenwiderstand des aktiven Elementes sofort von einem Minimalwert auf einen Maximalwert übergehen läßt.
Diese bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie die Elektronik-Karte oder -Karten, die von der Vorrichtung versorgt werden, jedesmal außer Betrieb nehmen, wenn ein Überstrom vor, kurzer Dauer auftritt, selbst wenn seine kurze Dauer ihn für die Versorgung und für die Karten harmlos macht. Es ist dann notwendig, den Begrenzer rückzustellen, etwa durch Eingriff einer Bedienungsperson oder durch eine Automatik, die periodisch versucht, die Schaltung wiederherzustellen. Die Funktion der versorgten Karte oder Karten ist deshalb für eine bestimmte Zeitdauer gestört.
Ziel der Erfindung ist im wesentlichen, eine Strombegrenzungsvorrichtung anzugeben, die den Betrieb der versorgten Karte nicht unterbricht, wenn ein Überstrom eine kurze Dauer hat, die ihn harmlos macht. Ziel der Erfindung ist ferner, eine Vorrichtung anzugeben, die die Überspannungen an den von Versorgungsmitteln versorgten Elektronik-Karten begrenzt, wenn eine dieser Karten von den Versorgungsmitteln getrennt wird.
Eine andere Zielsetzung der Erfindung ist, eine derartige Vorrichtung anzugeben, die folgendes ermöglicht:
- eine Begrenzung des Rufstromes einer Karte bei ihrem Anschließen an die Versorgungsmittel;
- eine Begrenzung der auf einer Karte dissipierten Leistung im Fall von Überverbauch oder eines Kurzschlusses.
Eine andere Zielsetzung der Erfindung ist, eine derartige Vorrichtung anzugeben, die ohne äußeren Eingriff rückgesetzt werden kann, nachdem die Vorrichtung eine Trennfunktion der Karte und der Versorgungsmittel erfüllt hat.
Eine ergänzende Zielsetzung der Erfindung ist, eine solche Vorrichtung anzugeben, die es ermöglicht, ein Außerspannungsetzen zu steuern.
Zielsetzung der Erfindung ist ferner, eine solche Vorrichtung anzugeben, die gleichzeitig sämtliche in den oben angegebenen Zielsetzungen angeführten Merkmale aufweist.
Diese Zielsetzungen sowie andere, die nachfolgend deutlich werden, werden erfindungsgemäß mit Hilfe einer Strombegrenzungsvorrichtung von dem Typ erreicht, der zwischen einer Elektronik-Karte und Versorgungsmitteln wenigstens der Elektronik-Karte angeordnet wird, wobei die Versorgungsmittel einen Versorgungsstrom liefern, wobei die Vorrichtung umfaßt:
- ein aktives Element, das einen in Abhängigkeit von einem Steuersignal veränderbaren Reihenwiderstand hat, wobei das aktive Element den Versorgungsstrom empfängt und an die Elektronik-Karte einen gesteuerten Strom abgibt, wobei der Wert des gesteuerten Stromes umgekehrt proportional ist zum Wert des veränderbaren Reihenwiderstands;
- ein passives Element, das zwischen dem aktiven Element und der Elektronik-Karte angeordnet ist, wobei das passive Element es erlaubt, einen Meßwert des gesteuerten Stromes zu bestimmen;
- Entscheidungsmittel, die Mittel zum Vergleichen des Meßwertes des gesteuerten Stromes mit einem Grenzwert des gesteuerten Stromes umfassen, die eine sogenannte Trenninformation erfolgen, wenn die Mittel zum Vergleichen erfassen, daß der Meßwert größer als der Grenzwert ist;
- Steuermittel für das aktive Element, die, wenn sie eine Trenninformation empfangen, ein Steuersignal erzeugen, das den Reihenwiderstand des aktiven Elementes von einem Minimalwert auf einen Maximalwert während einer Entladungszeit übergehen läßt, wobei der Wert des gesteuerten Stromes während der Entladungszeit stufenlos abnimmt;
dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsmittel ferner Verzögerungsmittel umfassen, die eine Reaktionszeit zwischen dem Zeitpunkt, wo die Vergleichsmittel erfassen, daß der Wert des Stromes größer als der Grenzwert ist, und dem Zeitpunkt, wo die Trenninformation erzeugt wird, hervorrufen.
Auf diese Weise erlaubt es bei einem Überverbrauch oder einem Kurzschluß auf der Karte die erfindungsgemäße Vorrichtung, eine Trennung durch Isolieren der Karte und der Versorgungsmittel nur in denjenigen Fällen durchzuführen, wo die Dauer dieses Überverbrauches oder Kurzschlusses größer als die Reaktionszeit der Begrenzungsvorrichtung ist.
Vorteilhafterweise umfassen die Entscheidungsmittel Anhalte-Anfahrmittel, die eine Information zur Außerbetriebnahme/Inbetriebnahme der Elektronik-Karte empfangen können, wobei die Entscheidungsmittel die Trenninformation/Verbindungsinformation erzeugen, wenn die Anhalte- Anfahrmittel die Information zur Außerbetriebnahme empfangen.
Auf diese Weise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Unterbrecherfunktion. Mit anderen Worten ist es möglich, ohne einen Eingriff an der Karte diese außer Spannung zu setzen.
Die Information zur Außerbetriebnahme/Inbetriebnahme der Vorrichtung kann z. B. von Hand (mit einer Taste) oder durch Software erzeugt werden.
Diese Unterbrecherfunktion kann es insbesondere einem Zentralsystem ermöglichen, das Außerspannungsetzen einer Peripherie-Karte zu steuern, wenn diese nicht mehr gebraucht wird.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Elektronik-Karte entfernbar, wobei die Elektronik-Karte und die Versorgungsmittel jeweils erste und zweite elektrische Kopplungsmittel umfassen,
die Entscheidungsmittel Mittel zum Erfassen eines Überganges der Elektronik-Karte und der Versorgungsmittel von einem Kopplungszustand in einen Nichtkopplungszustand über die ersten und zweiten elektrischen Kopplungsmittel umfassen,
und die Entscheidungsmittel die Trenninformation erzeugen, wenn die Erfassungmittel den Übergang von einem Kopplungszustand in einen Nichtkopplungszustand erfassen.
Auf diese Weise isoliert die erfindungsgemäße Vorrichtung die Karte stufenlos, sobald sie einen Beginn der Entkopplung der Karte und der Versorgungsmittel erfaßt, um Überspannungen an den Versorgungsmitteln und den anderen Karten zu vermeiden.
Vorteilhafterweise umfassen die ersten elektrischen Kopplungsmittel wenigstens einen ersten Stift und die zweiten elektrischen Kopplungsmittel wenigstens einen zweiten Stift, wobei der zweite Stift in Kontakt mit dem ersten Stift ist, wenn die Elektronik-Karte an die Versorgungsmittel gekoppelt ist,
und die Erfassungsmittel umfassen einen ersten und einen zweiten Zusatz-Stift, die jeweils in Bezug auf den ersten und zweiten Stift versetzt sind.
Diese Ausgestaltung entspricht dem üblichen Fall, wo mehrere Elektronik-Karten an einer gleichen Versorgungsplatine eingesteckt sind.
Vorzugsweise sind die Steuermittel so, daß, wenn sie eine Verbindungsinformation empfangen, die angibt, daß die Elektronik-Karte mit den Versorgungsmitteln elektrisch verbunden werden kann, das Steuersignal den Reihenwiderstand des aktiven Elementes von einem Maximalwert auf einen Minimalwert in einer Ladezeit übergehen läßt, wobei der Wert des gesteuerten Stromes während der Ladezeit stufenlos zunimmt.
Auf diese Weise geschieht die elektrische Verbindung, wenn die Karte an die Versorgungsmittel angeschlossen wird, sanft und stufenlos. Mit anderen Worten: der Rufstrom der Karte wird begrenzt.
Es gibt mehrere Fälle, wo die Steuermittel die Verbindungsinformation empfangen, insbesondere:
- bei einem Einstecken der Karte (wenn diese austauschbar ist);
- bei einem gesteuerten Unterspannungsetzen der Karte;
- bei einem Rücksetzen der Karte (nach einer Trennung aufgrund eines Überverbrauches oder eines Kurzschlusses).
Vorteilhafterweise erlauben es die Mittel zum Vergleichen ferner, den Meßwert des gesteuerten Stromes mit dem Begrenzungswert zu vergleichen, wobei die Entscheidungsmittel die Verbindungsinformation nach einer Wartezeit erzeugen, die auf den Zeitpunkt folgt, wo die Mittel zum Vergleichen erfassen, daß der Meßwert kleiner als der Begrenzungswert ist.
Auf diese Weise ist die Rücksetzung der Vorrichtung nach einer Trennung automatisch. Bei einer Trennung nimmt nämlich der gesteuerte Strom während der Entladezeit stufenlos bis auf den Grenzwert ab. Wenn dieser Grenzwert erreicht ist, läßt die Vorrichtung eine Wartezeit verstreichen und versucht dann automatisch, die Karte wieder unter Spannung zu setzen. Bei diesem Versuch des Unterspannungsetzens ist der Rufstrom begrenzt (stufenlose Erhöhung des Stromes während der Ladezeit). Zwei Fälle können dann auftreten, je nachdem, ob die Karte immer noch in einem Überverbrauchs- oder Kurzschlußzustand ist oder nicht:
- im ersten Fall kommt es erneut zu einer Trennung (nach einer Reaktionszeit) der Elektronik-Karte und der Versorungsmittel;
- im zweiten Fall wird die Karte normal versorgt.
So ist die auf der Karte im Fall eines Überverbrauches oder Kurzschlusses dissipierte Leistung sehr gering und hängt ab von Lade-, Entlade-, Reaktions- und Wartezeiten.
Vorteilhafterweise können die Anhalte-Anfahrmittel eine Information zur Inbetriebnahme der Elektronik-Karte empfangen, wobei die Entscheidungsmittel die Verbindungsinformation erzeugen, wenn die Anhalte-Anfahrmittel die Information zur Inbetriebnahme empfangen.
Dies erlaubt es, die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereitgestellte Unterbrecherfunktion zu vervollständigen.
Vorzugsweise ist das Element vom MOS-Typ.
Ein solches aktives Element (und insbesondere ein Element vom NMOS-Typ) hat nämlich im durchlässigen Zustand einen sehr geringen Reihenwiderstand.
Vorteilhafterweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Schutzwiderstand, der zwischen den Versorgungsmitteln der Elektronik-Karte und der Ladungspumpe angeordnet ist.
Dies ermöglicht es, jedes Problem (z. B. von Überverbrauch oder Kurzschluß) zu vermeiden, das mit der Schutzvorrichtung selber zusammenhängt.
Die Erfindung betrifft auch ein Elektroniksystem von dem Typ, der wenigstens zwei Elektronik-Karten gemeinsame Versorgungsmittel umfaßt, wobei eine Strombegrenzungsvorrichtung nach der Erfindung zwischen jeder der Elektronik- Karten und den Versorgungsmitteln angeordnet ist.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die als charakterisierendes, nicht beschränkendes Beispiel angegeben wird, und den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
- Fig. 1 ein logisches Schema einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 2 ein Beispiel der Veränderung des Wertes des an eine Elektronik-Karte über eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, abgegebenen Stromes als Funktion der Zeit;
- Fig. 3 ein Beispiel eines Schaltungsschemas einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die dem in Fig. 1 vorgestellten logischen Schema entspricht.
Die Erfindung betrifft also eine Strombegrenzungsvorrichtung. Die Fig. 1 zeigt ein logisches Schema einer besonderen Ausgestaltung einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Diese Vorrichtung 11 ist in Reihe zwischen eine Elektronik- Karte 12 und Versorgungsmittel 13 geschaltet, wobei diese Versorgungsmittel 13 der Karte 12 sowie anderen (nicht dargestellten) Karten gemeinsam ist.
Die Versorgungsmittel 13 liefern eine Spannung und einen Versorgungsstrom 14.
Die Strombegrenzungsvorrichtung 11 umfaßt:
- ein aktives Element 15;
- ein passives Element 16;
- Entscheidungsmittel 17;
- Steuermittel 111;
- eine Ladungspumpe 112;
- einen Schutzwiderstand 113.
Das aktive Element 15 empfängt den von den Versorgungsmitteln 13 gelieferten Versorgungsstrom 14 und gibt einen gesteuerten Strom 114 an die Elektronik-Karte 12 ab. Hierfür besitzt das aktive Element 15 einen in Funktion eines Steuersignals 115 veränderbaren Reihenwiderstand. Der gesteuerte Strom 114 ist derart, daß sein Wert dem Wert des Reihenwiderstandes des aktiven Elementes 15 umgekehrt proportional ist.
Die Steuermittel 111 erzeugen das Steuersignal 115 in Funktion des Typs von Informationen, die sie empfangen, nämlich:
- eine Trenninformation 116, die angibt, daß die Elektronik-Karte 12 von den Versorgungsmitteln 13 elektrisch isoliert werden soll;
- oder eine Verbindungsinformation 117, die angibt, daß die Elektronik-Karte 12 mit den Versorgungsmitteln 13 elektrisch verbunden werden kann.
Wenn die Steuermittel 111 die Trenninformation 116 empfangen, ist das Steuersignal 115 derart, daß es den Reihenwiderstand des aktiven Elementes 15 von einem Minimalwert (durchlässiger Zustand) auf einen Maximalwert (Sperrzustand) übergehen läßt. Die Änderung dieses Werts erfolgt in einer Zeit, die nachfolgend als Entladungszeit bezeichnet wird. So führt der Übergang des aktiven Elementes 15 von einem Durchlaßzustand in einen Sperrzustand zu einer stufenlosen Verringerung des Wertes des gesteuerten Stromes 114, was die Überspannungen an den anderen Karten und an den Versorgungsmitteln 13 begrenzt.
Wenn umgekehrt die Steuermittel 111 die Verbindungsinformation 117 empfangen, ist das Steuersignal 115 so, daß es den Reihenwiderstand des aktiven Elementes 15 von einem Maximalwert (Sperrzustand) auf einen Minimalwert (Durchlaßzustand) übergehen läßt. Diese Wertänderung erfolgt in einer Zeit, die nachfolgend als Ladezeit bezeichnet wird. So führt der Übergang des aktiven Elementes 15 von einem Durchlaßzustand in einen Sperrzustand zu einer stufenlosen Erhöhung des Wertes des gesteuerten Stromes 114, was wie zuvor die Überspannungen an den anderen Karten und an den Versorgungsmitteln 13 begrenzt.
Die Trenninformation 116 wird von den Entscheidungsmitteln 17 geliefert. Genauer gesagt kann diese Trenninformation 116 von verschiedenen in den Entscheidungsmitteln 17 enthaltenen Mitteln geliefert werden, nämlich:
- Mitteln zum Vergleichen 18;
- Anhalte-Anfahrtmitteln 19;
- Erfassungsmitteln 110.
Die Mittel zum Vergleichen 18 erlauben, einen Meßwert 118 des gesteuerten Stromes 114 und einen Grenzwert 119 dieses gesteuerten Stromes 114 zu vergleichen.
Der Meßwert 118 des gesteuerten Stromes 114 ist festgelegt durch das passive Element 16, ohne daß Letzteres den der Elektronik-Karte 12 gelieferten gesteuerten Strom 114 modifiziert.
Wenn die Mittel zum Vergleichen 18 erfassen, daß der Meßwert 118 größer als der Grenzwert 119 ist, erzeugen sie nach einer Reaktionszeit die Trenninformation 116.
Die Anhalte-Anfahrmittel 19 können ebenfalls die Trenninformation 116 erzeugen, wenn sie eine Information zur Außerbetriebnahme 120 der Elektronik-Karte 12 empfangen. Diese Information zur Außerbetriebnahme 120 wird z. B. von einem Benutzer mit Hilfe eines Schalters oder durch ein Hauptsystem in dem Fall erzeugt, daß die Karte 12 eine Peripherie-Karte ist.
Die Erfassungsmittel 110 können in dem Fall eingesetzt werden, wo die Elektronik-Karten austauschbar sind und können an die Versorgungsmittel 13 gekoppelt oder nicht gekoppelt sein. Die Erfassungsmittel 110 sind z. B. durch ein Zusatz-Paar von versetzten Kontaktstiften gebildet, wenn die Kopplung über Paare von Kontaktstiften erfolgt.
Die Erfassungsmittel 110 erzeugen die Trenninformation 116, wenn sie erfassen, daß die Karte 12 von den Versorgungsmitteln 110 getrennt werden wird.
Genauso wie die Trenninformation 116 wird die Verbindungsinformation 117 von den Entscheidungsmitteln 17 und, genauer gesagt, entweder von den Mitteln zum Vergleichen 18 oder von den Anhalte-Anfahrmitteln 19 geliefert.
Wenn die Mittel 18 zum Vergleichen erfassen, daß der Meßwert 118 gleich einem Nullwert 121 ist, erzeugen sie nach einer Wartezeit die Verbindungsinformation 117.
Die Anhalte-Anfahrmittel 19 können ebenfalls die Verbindungsinformation 117 erzeugen, wenn sie eine Information zur Inbetriebnahme 122 der Elektronik-Karte 12 empfangen. Die Erzeugung dieser Information zur Inbetriebnahme 122 erfolgt extern zur Vorrichtung 11 und entspricht z. B. der Einwirkung eines Benutzers auf einen Schalter oder einem von einem zentralen System erzeugten Signal (in dem Fall, wo die Karte 12 eine Peripherie-Karte ist).
Der Spannungsvervielfacher 112 erzeugt die für die Vorrichtung 11 (und insbesondere für die Steuerung des aktiven Elementes 15) erforderliche Versorgungsspannung aus dem von den Versorgungsmitteln 13 gelieferten Versorgungssignal 14.
Man kann einen Schutzwiderstand 113 zwischen den Versorgungsmitteln 13 und dem Spannungsvervielfacher vorsehen, um zu vermeiden, daß eine Schlechtfunktion der Vorrichtung selber Schäden an den Versorgungsmitteln 13 oder der Karte 12 hervorruft.
Die Funktion dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun mit Bezug auf Fig. 2 erläutert. Diese Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Veränderung des Wertes Ic des gesteuerten Stromes 114 (d. h. des an die Karte 12 über die Strombegrenzungsvorrichtung 11 gelieferten Stromes) als Funktion der Zeit t.
Der Zeitpunkt t&sub0; entspricht dem Zeitpunkt des Unterspannungsetzens der Karte. Während einer Zeit D&sub0;, die der Anfahrzeit des Spannungsvervielfachers entspricht, vermindern die Steuermittel den Widerstand des aktiven Elementes, bis sie es durchlässig machen. So nimmt der Wert des gesteuerten Stromes Ic stufenlos zu, und die Spannung wird an die Elektronik-Karte mit einer Ladezeit D&sub0; angelegt, die es erlaubt, die Kondensatoren dieser Karte zu laden und dabei den Rufstrom zu begrenzen.
Bei diesem Beispiel arbeitet die Karte anschließend während einer Zeit Df normal: der Meßwert des gesteuerten Stromes ist kleiner als der Grenzwert, und das aktive Element wird durchlässig gehalten.
Ab dem Zeitpunkt t&sub1; nimmt der Stromverbrauch der Karte anomal zu.
Zum Zeitpunkt t&sub2; ist der Meßwert Ic des gesteuerten Stromes größer als der Grenzwert Ic,lim. Dies wird von den Mitteln zum Vergleichen erfaßt, die nach einer Reaktionszeit Dr eine Trenninformation an die Steuermittel abgeben. Auf den Empfang dieser Trenninformation und während einer Entladezeit Dd erhöhen die Steuermittel den Widerstand des aktiven Elementes, bis sie es zum Sperren bringen.
Die Mittel zum Vergleichen erfassen nach einer neuen Reaktionszeit D'r, daß der Strom wieder unter den Grenzwert Ic,lim fällt, und nach einer Wartezeit Da versuchen sie, die Karte wieder unter Spannung zu setzen. Nach dieser Wartezeit Da verringern die Steuermittel den Widerstand des aktiven Elementes während der Ladezeit, bis sie es durchlässig machen.
Im in Fig. 2 dargestellten Beispiel, bei dem der Strom- Überverbrauch zu diesem Zeitpunkt immer noch vorhanden ist, ist der Meßwert Ic von neuem größer als der Grenzwert Ic,lim, und die Karte wird erneut (nach der Reaktionszeit Dr und der Entladezeit Dd) elektrisch getrennt.
Die Karte wird so automatisch und periodisch rückgesetzt. Die auf der Karte im Fall eines Überverbrauches dissipierte Leistung ist sehr gering und ist festgelegt durch die Wahl der Lade-, Reaktions- und Wartezeiten Dc, Dr und D'r bzw. Da.
Im Beispiel der Fig. 2 ist zum Zeitpunkt t&sub4; der Überverbrauch verschwunden und die Karte arbeitet normal.
Wie mit Bezug auf Fig. 1 erläutert, kann die Trenninformation (die eine Verringerung des Stromes während der Entladezeit Dd und damit die elektrische Isolation der Karte bewirkt), auch von den Anhalte-Anfahrmitteln (die die Unterbrecherfunktion gewährleisten) oder von den Erfassungsmitteln erzeugt werden.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines elektrischen Schemas einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die dem in Fig. 1 dargestellten logischen Schema entspricht.
Die Strombegrenzungsvorrichtung 31 empfängt einen Versorgungsstrom Ia (sowie das Signal 37, das aus dem Spannungsvervielfacher vom Typ Ladungspumpe hervorgeht), und gibt einen gesteuerten Strom Ic ab.
Diese Vorrichtung 31 umfaßt:
- ein aktives Element 32 vom MOS-Typ, das einen internen Stromaufnehmer umfaßt, der einen Bruchteil i = Ia/n des Versorgungsstromes Ia abzweigt;
- Mittel 33 zum Messen des Stromes i, mit einem Widerstand Rs, der es ermöglicht, eine Spannung Vmes = Rs · i zu messen. Diese Meßspannung Vmes wird dann von dem aus den vier Widerständen R&sub1;, R&sub2;, r&sub1; und r&sub2; gebildeten Netzwerk verschoben und invertiert;
- Entscheidungsmittel 34, die einen Operationsverstärker AO&sub1;, drei Widerstände ra, Rb und Rd, einen Kondensator Cd und eine Diode d&sub1; umfassen (wobei das Netzwerk (d&sub1;, Rd, Cd) die Warte- und Reaktionszeiten erzeugt;
- Steuermittel 35, die einen Operationsverstärker AO&sub2;, sechs Widerstände Re, Rg, r'a, Rb, RMOS und ROFF, eine Diode und einen Kondensator CMos umfassen (wobei das Netzwerk (d&sub2;, ROFF, RMOS) die Lade- und Entladezeiten erzeugt);
- Mittel 38, die aus einem Kondensator Cdem und einem Widerstand Rdem bestehen, die es erlauben, ein schnelles Anfahren beim Unterspannungsetzen der Karte zu erzwingen;
- Mittel 39, die aus einem Kondensator Cf und einem Widerstand Rf bestehen, die es erlauben, die vom Spannungsvervielfacher abgegebene und an das Gate des aktiven Elementes 32 vom MOS-Typ angelegte Spannung 36 zu filtern.
Ein Schalter 37 erlaubt es, ohne Eingriff an der Karte ein Außerspannungsetzen oder Unterspannungsetzen der Karte durch direkten Eingriff an den Steuermitteln 35 zu steuern.

Claims

1. Strombegrenzungsvorrichtung (11) von dem Typ, der zwischen einer Elektronik-Karte (12) und Versorgungsmitteln (13) wenigstens der Elektronik-Karte angeordnet wird, wobei die Versorgungsmittel (13) einen Versorgungsstrom liefern, welche umfaßt:

- ein aktives Element (15), das einen in Abhängigkeit von einem Steuersignal (115) veränderbaren Reihenwiderstand hat, wobei das aktive Element (15) den Versorgungsstrom (14) empfängt und an die Elektronik-Karte (12) einen gesteuerten Strom (114) abgibt, wobei der Wert dieses gesteuerten Stroms umgekehrt proportional ist zum Wert des veränderbaren Reihenwiderstands;

- ein passives Element (16), das zwischen dem aktiven Element (15) und der Elektronik-Karte (12) angeordnet ist und das es erlaubt, einen Meßwert des gesteuerten Stroms (114) zu bestimmen;

- Entscheidungsmittel (17), die Mittel zum Vergleichen (18) des Meßwerts des gesteuerten Stroms mit einem Grenzwert des gesteuerten Stroms umfassen, die eine sogenannte Trenninformation (116) erzeugen, wenn die Mittel zum Vergleichen (18) erfassen, daß der Meßwert größer als der Grenzwert ist;

- Steuermittel (111) für das aktive Element (15) die, wenn sie eine Trenninformation (116) empfangen, ein Steuersignal (115) erzeugen, das den Reihenwiderstand des aktiven Elements (15) von einem Minimalwert auf einen Maximalwert während einer Entladungszeit (Dd) übergehen läßt, wobei der Wert des gesteuerten Stroms während der Entladungszeit stufenlos abnimmt;

dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsmittel (17) ferner Verzögerungsmittel (Rd, Cd, di) umfassen, die eine Reaktionszeit (Dr) zwischen dem Zeitpunkt, wo die Ver gleichsmittel (18) erfassen, daß der Wert des Stroms größer als der Grenzwert ist, und dem Zeitpunkt, wo die Trenninformation erzeugt wird, hervorrufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidungsmittel (17) Anhalte-Anfahrmittel (19) umfassen, die eine Information (120) zur Außerbetriebnahme der Elektronik-Karte (12) empfangen können, wobei die Entscheidungsmittel (17) die Trenninformation (116) erzeugen, wenn die Anhalte-Anfahrmittel (19) die Information zur Außerbetriebnahme (120) empfangen.

3. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik-Karte (12) entfernbar ist, wobei die Elektronik-Karte und die Versorgungsmittel (13) jeweils erste und zweite elektrische Kopplungsmittel umfassen,

und daß die Entscheidungsmittel (17) Erfassungsmittel (110) zum Erfassen eines Übergangs der Elektronik-Karte (12) und der Versorgungsmittel (13) von einem Kopplungszustand in einen Nichtkopplungszustand über die ersten und zweiten elektrischen Kopplungsmittel umfassen,

und daß die Entscheidungsmittel (17) die Trenninformation (116) erzeugen, wenn die Erfassungsmittel (110) den Übergang von einem Kopplungszustand in einen Nichtkopplungszustand erfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten elektrischen Kopplungsmittel wenigstens einen ersten Stift und die zweiten elektrischen Kopplungsmittel wenigstens einen zweiten Stift umfassen, wobei der zweite Stift in Kontakt mit dem ersten Stift ist, wenn die Elektronik-Karte an die Versorgungsmittel gekoppelt ist, und daß die Erfassungsmittel einen ersten und einen zweiten Zusatz-Stift umfassen, die jeweils in Bezug auf den ersten und zweiten Stift versetzt sind.

5. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (111) so sind, daß, wenn sie eine Verbindungsinformation (117) empfangen, die angibt, daß die Elektronik-Karte (12) mit den Versorgungsmitteln (13) elektrisch verbunden werden kann, das Steuersignal (115) den Reihenwiderstand des aktiven Elements (15) von einem Maximalwert auf einen Minimalwert in einer Ladezeit (Dc) übergehen läßt, wobei der Wert des gesteuerten Stroms während dieser Ladezeit stufenlos zunimmt.

6. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vergleichen (18) es ferner erlauben, den Meßwert des gesteuerten Stroms mit einem Begrenzungswert zu vergleichen, wobei die Entscheidungsmittel (17) eine Verbindungsinformation (117) nach einer Wartezeit (Da) erzeugen, die auf den Zeitpunkt folgt, wo die Mittel zum Vergleichen erfassen, daß der Meßwert kleiner als der Begrenzungswert ist.

7. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anhalte-Anfahrmittel (19) eine Information zur Inbetriebnahme (122) der Elektronik-Karte (12) empfangen können, wobei die Entscheidungsmittel (17) eine Verbindungsinformation (117) erzeugen, wenn die Anhalte-Anfahrmittel (19) die Information zur Inbetriebnahme (122) empfangen.

8. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Element (15) vom MOS-Typ ist.

9. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Schutzwiderstand (113) umfaßt, der zwischen den Versorgungsmitteln (13) der Elektronik-Karte (12) und dem Spannungsvervielfacher (112) angeordnet ist.

10. Elektroniksystem von dem Typ, der wenigstens zwei Elektronik-Karten gemeinsame Versorgungsmittel umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strombegrenzungsvorrichtung (11) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 zwischen jeder der Elektronik-Karten (12) und den Versorgungsmitteln (113) angeordnet ist.