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Die
Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät zur Versorgung mit einer
Versorgungsspannung, die eine Detektorvorrichtung der Versorgungsspannung
enthält,
um Unterbrechungssignale auszugeben, die eine Überschreitung der Spannungsgrenzwerte
durch die Versorgungsspannung darstellen, und ein Steuerorgan, versehen
mit mindestens einem Unterbrechungseingang, wobei die besagten Unterbrechungssignale
dem besagten Unterbrechungseingang zugeführt werden, um jeweils eine
Unterbrechung des Steuerorgans herbeizuführen und ein Unterbrechungsprogramm
auszulösen,
das auf die besagten Signale reagiert.
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In
hoch industrialisierten Ländern
herrscht derzeit eine Tendenz vor, für ein breites Publikum bestimmte
und gängig
verwendete tragbare Telefonausrüstungen
zu miniaturisieren. Die Fabrikanten dieses elektronischen Materials
sind demnach einer harten Konkurrenz in Bezug auf das Volumengewicht/Autonomie-Verhältnis ihrer
Geräte
ausgesetzt. Neueste Technologien von integrierten Schaltkreisen
ermöglichen
heute eine beträchtliche
Verminderung des Volumens von elektronischen Schaltungen, wobei
die Autonomie dieser tragbaren Ausrüstungen zu dem den Miniaturisierungswettlauf
begrenzenden Faktor geworden ist. Denn diese generell für eine mobile
Verwendung vorgesehenen Geräten
werden von Akkumulatoren versorgt, deren Autonomie proportional
zum Stellenwert in einer bestimmten Technologie ist. Folglich ist
ein akkuversorgtes Gerät umso
leichter, umso geringer seine Autonomie ist, was erklärt, warum
der Akkumulator von tragbaren Geräten schnell leer ist.
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Es
ist demnach sehr wichtig, während
der Entladung dem Zeitpunkt vorzugreifen, wo die Versorgungsspannung
unterbrochen wird, um bestimmten Phänomenen zuvorzukommen, die
das Gerät
beschädigen könnten. Insbesondere
Mobilfunktelefone oder andere mit Prozessoren und elektrisch löschbaren
Speichern vom Typ EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read
Only Memory) ausgerüsteten
Ausrüstungen vertragen
keine abrupte Unterbrechung des Stroms. Wenn die Stromversorgung
nicht unterbrochen wird, bevor die Spannung unter einen vom Hersteller
als kritisch definierten Schwellenwert absinkt, kann der Inhalt
des EEPROM korrumpiert werden. Denn der mit einer unzureichenden
Spannung versorgte Prozessor steuert sein Adressiersystem nicht
mehr. Er läuft
dann Gefahr, im EEPROM an eine falsche Adresse zu schreiben und
die Daten zu löschen,
die sich an dieser Adresse befinden. Es können dann Daten verloren gehen,
was für
den Anwender des Funktelefons schwerwiegende Folgen haben kann.
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In
einem bekannten elektronischen Gerät verwendet man eine Detektorvorrichtung
der Versorgungsspannung, um regelmäßig die vom Akkumulator abgegebene
Versorgungsspannung zu sondieren und den Zeitpunkt zu erkennen,
in dem die besagte Spannung unter den kritischen Schwellenwert abfällt und
dann Versorgung zu unterbrechen, um die Daten des EEPROM nicht zu
beschädigen.
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Ein
mit solch einer Detektorvorrichtung der Versorgungsspannung ausgerüstetes Gerät weist
jedoch einen großen
Nachteil auf, der seine Zuverlässigkeit
in Frage stellt. Denn auf der Grundlage einer periodischen Sondierungstechnik
hängen
die Präzision
der Detektion und somit die Zuverlässigkeit der Vorrichtung direkt von
der verwendeten Sondierungsperiode ab. Da eine klassische Entladungskurve
eines Akkumulators ein Ende der Entladung sehr schnell abfällt, findet
häufig
eine von der aktuellen Vorrichtung nicht erkannte Unterbrechung
statt, da die Sondierungsperiode in Bezug auf die Schnelligkeit
des Spannungsabfalls am Ende der Entladung zu groß ist.
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Die
Verringerung der Sondierungsperiode zur Erhöhung der Chancen, die Überschreitung
des kritischen Schwellenwertes zu erkennen, bildet eine zu kostspielige
Lösung,
die erfordert: Einen schnelleren Prozessor mit mehr Leistung eines
der in der bekannten Vorrichtung verwendete.
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Das
amerikanische Patent
US 4.509.201 beschreibt
ein von einer Versorgungsspannung versorgtes Funktelefon. Das Funktelefon
enthält
eine Detektorschaltung der Versorgungsspannung mit einem ersten
Vergleicher, der dazu in der Lage ist, einen Abfall der Versorgungsspannung
unter einen ersten Spannungsgrenzwert zu erkennen. Der Ausgang des
ersten Vergleichers ist mit einer zentralen Steuereinheit verbunden.
Wenn die Versorgungsspannung unter den ersten Spannungsgrenzwert
abfällt,
führt die
zentrale Steuereinheit eine Speicherung der für die Wiederherstellung einer
Verbindung erforderlichen Informationen im Speicherregister aus.
Die Detektorschaltung der Versorgungsspannung enthält auch
einen zweiten Vergleicher, der dazu in der Lage ist, einen Abfall
der Versorgungsspannung unter einen zweiten Spannungsgrenzwert zu
erkennen. Der Ausgang des zweiten Vergleichers ist mit einer Versorgungs-Steuereinheit verbunden.
Wenn die Versorgungsspannung unter den zweiten Spannungsgrenzwert
abfällt,
unterbricht die Versorgungs-Steuerschaltung die Versorgung der zentralen
Steuereinheit.
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Die
Zusammenfassung der japanischen Patentanmeldung
JP 03135145 beschreibt eine Detektorschaltung
der Versorgungsspannung, die dazu in der Lage ist, einen Abfall
der Versorgungsspannung unter einen vorbestimmten Spannungsschwellenwert
zu erkennen. Wenn die Versorgungsspannung unter den besagten Spannungsschwellenwert
abfällt,
führt eine
zentrale Steuereinheit eine Speicherung der in einem flüchtigen
Speicher enthaltenen Daten in einem nicht flüchtigen Speicher aus.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP 0 404 061 beschreibt
einen Computer, der von einer internen Spannungsversorgung vom Typ
Akkumulator versorgt wird. Der Computer enthält eine Detektorschaltung der Versorgungsspannung,
die dazu in der Lage ist, einen Abfall der Versorgungsspannung unter
einen vorbestimmten Spannungsschwellenwert zu erkennen, sowie eine
zentrale Steuereinheit. Wenn die Versorgungsspannung der internen
Spannungsquelle weniger oder gleich dem vorbestimmten Spannungsschwellenwert wird,
werden die vom Computer in Verarbeitung befindlichen Daten gespeichert.
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Die
Zusammenfassung der japanischen Patentanmeldung
JP 08033225 beschreibt eine Ladeschaltung
eines Akkumulators, die dazu bestimmt ist, die Überladung des Akkumulators
zu begrenzen, wenn dieser bereits komplett wieder aufgeladen ist.
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Diese
Erfindung beschreibt eine einfache und kostengünstige Lösung, um diese Nachteile in
weitem Umfang zu beheben. Ihr Ziel ist es insbesondere, eine Detektorvorrichtung
der Versorgungsspannung bereitzustellen, die zuverlässiger als
die bekannte Vorrichtungen ist, ohne die Komplexität der eingesetzten
elektronischen Schaltungen wesentlich zu erhöhen. Die Vorrichtung nach der
Erfindung ist außerdem
dazu fähig,
die Überschreitung
eines als kritisch definierten Spannungsgrenzwerts unverzüglich zu
erkennen, um die Versorgung des Geräts zu unterbrechen, damit die
im EEPROM-Speicher
abgelegten digitalen Daten nicht beschädigt werden.
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Das
Gerät der
in der Einleitung erwähnten
Art ist dafür
bemerkenswert, dass es einen Speicher aufweist, der Vorgabewerte
entsprechend den Spannungsgrenzwerten enthält, wobei die Werte elektrisch
gelöscht
werden, und dafür,
dass das Steuerorgan dazu in der Lage ist, an die Detektorvorrichtung
der Versorgungsspannung einen Vorgabewert entsprechend einem zweiten
Spannungsgrenzwert zu übertragen,
wenn ein Unterbrechungssignal entsprechend der Überschreitung eines ersten
Spannungsgrenzwerts an das besagte Organ übertragen wird.
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Die
Detektorvorrichtung der Versorgungsspannung verhält sich somit wie eine kontinuierliche Überwachungsvorrichtung
der Versorgungsspannung und weist den Vorteil auf, den Prozessor
nicht einzusetzen, bis die Versorgungsspannung einen festen Schwellenwert überschreitet.
Der besagte Prozessor steht folglich mehr zur Ausführung von
anderen Operationen zur Verfügung,
insbesondere für
die Verwaltung der Verbindung zwischen der mobilen Station und der
Basisstation im Falle eines Funktelefons.
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Ein
erstes Merkmal der Erfindung, nach der ein elektronisches Gerät der hiervor
aufgeführten
Art eine Detektorvorrichtung der Versorgungsspannung enthält, dadurch
bemerkenswert, dass die kontinuierliche Überwachungsvorrichtung ein
zweites Signal ausgibt, um ein Versorgungsspannungsniveau anzuzeigen, bringt
den Vorteil, es dem Anwender zu ermöglichen, das Ladungsniveau
seines Akkumulators zu kontrollieren, um dem Zeitpunkt zuvorzukommen,
in dem er ihn wiederaufladen muss.
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Ein
zweites Merkmal der Erfindung, nach der die Detektorvorrichtung
der Versorgungsspannung dadurch bemerkenswert ist, dass die kontinuierliche Überwachungsvorrichtung
ein drittes Signal liefert, um eine Überladung anzuzeigen, bringt
den zusätzlichen
Vorteil, beim Auftreten des dritten Signals mit der Unterbrechung
der Versorgung die Explosion des Akkumulators zu verhindern.
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Nach
noch einem anderen Merkmal der Erfindung ist ein elektronisches
Gerät der
bereits ausgeführten
Art dadurch bemerkenswert, dass die kontinuierliche Überwachungsvorrichtung
außerdem
eine Vergleichsvorrichtung enthält,
um den Wert der Versorgungsspannung mit den Vorgabewerten zu vergleichen
und respektive die besagten Signale auszugeben. Dieses Merkmal stellt
ein Mittel bereit, um die Detektionsgrenzwerte unter Berücksichtigung
einerseits des verwendeten Akkumulatortyps und andererseits der
Bedürfnisse des
Anwenders zu definieren.
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Die
folgende Beschreibung hinsichtlich der beigefügten Zeichnungen wird als nicht
erschöpfendes Beispiel
gut verständlich
machen, wie die Erfindung verwirklicht werden kann.
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1 zeigt
ein Beispiel eines elektronischen Gerätes nach der Erfindung.
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2 zeigt
eine herkömmliche
Entladungskurve eines Versorgungsakkumulators, welcher die Versorgungsspannung
unter Berücksichtigung
der Zeit charakterisiert.
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3 zeigt
ein synoptisches Schema einer Schaltung des auf 1 dargestellten
Geräts.
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4 zeigt
eine vorgezogene Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung.
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5 zeigt
die Tabelle 32a des auf 3 gezeigten EEPROM 32.
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6 zeigt:
- – bei A
eine Chronogramm, das die logischen Zustände von drei Ports des auf 5 dargestellten
Elements R2 zeigt, um den Wert des Widerstands von R2 zu erhöhen,
- – bei
B eine Chronogramm, das die logischen Zustände dieser drei Ports zeigt,
um den Wert des Widerstands von R2 zu vermindern.
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7 zeigt
einen Automaten, der die Funktionsweise der auf 4 dargestellten
Vorrichtung veranschaulicht.
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8 zeigt
eine andere Ausführungsform
der Vorrichtung nach der Erfindung. Das auf 1 dargestellte
elektronische Gerät
ist ein Funktelefon, aber die Detektorvorrichtung der Versorgungsspannung
kann auf jedes andere elektronische Geräte Anwendung finden, das mit
einer Versorgungsspannung versorgt wird.
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Das
auf 1 dargestellte Funktelefon enthält ein Gehäuse 10 mit
einem Versorgungsakku 11 und elektronischen Schaltungen
wie die auf 3 dargestellten, einen Bildschirm 12,
eine Tastatur 13, einen Lautsprecher 14, ein Mikrofon 15 und
eine (nicht dargestellte) Sende/Empfangs-Vorrichtung zusammen mit
einer Antenne 16 für
den Austausch von Funksignalen mit einer Basisstelle 17.
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Die
Entladungskurve des Akkumulators (Vbat) unter Berücksichtigung
der Zeit (t), dargestellt auf 2, veranschaulicht
die Beschleunigung des Spannungsabfalls am Ende der Entladung. Die
Zeitpunkte mit der Bezeichnung t1, t2, t3, t4 und t5 stehen für von der
nach altem Stand der Technik bekannten periodischen Sondierungsvorrichtung
entnommene Musterbeispiele für
die Messung der Versorgungsspannung Vbat.
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SS
zeigt den kritischen Schwellenwert, dessen Detektion von der Vorrichtung
nach altem Stand der Technik einen ausreichend großen Spannungsabfall
signalisiert, um jedes Schreiben in den EEPROM-Speicher zu verbieten,
da die Fehlerrisiken bei der Adressierung zu groß werden. SC zeigt den Schwellenwert
der Versorgungsunterbrechung, dessen Überschreitung von der Versorgungsspannung
eine Versorgungsunterbrechung auslöst. Es ist demnach unbedingt
erforderlich, den Schwellenwert SS zuerkennen, bevor die Versorgungsspannung
nicht den Schwellenwert SC überschreitet.
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Allerdings überschreitet
die Kurve der Versorgungsspannung den Schwellenwert der Versorgungsunterbrechung
SC zwischen den Mustern t4 und t5, ohne dass die Detektorvorrichtung
die Überschreitung
des Schwellenwertes SS erkennt, wenn die Schwellen SS und SC zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Musterentnahmen überschritten werden. Dieses
Beispiel veranschaulicht gut den Mangel einen Zuverlässigkeit
der bekannten Vorrichtung.
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Das
synoptische Schema der 3 zeigt die verschiedenen in
der Vorrichtung nach der Erfindung eingesetzten Elemente. Das Steuerorgan 30 setzt
sich aus einem Prozessor 31, einem elektrisch löschbaren Nur-Lese-Speicher 32 vom
Typ EEPROM, einem Speicher wahlfreiem Zugriff 33 vom Typ
RAM (Random Access Memory) und einem Nur-Lese-Speicher 34 vom
Typ ROM (Read Only Memory) zusammen.
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Das
Hauptprogramm für
die Funktionsweise des Geräts
ist im Festspeicher 34 abgelegt. Der Aktivspeicher 33 wird
parallel mit dem Festspeicher 34 verwendet, um die Nutzvariablen
zu positionieren. Die löschbaren
Daten werden im EEPROM 32 abgelegt, um während der
Verwendung des Geräts
verändert
zu werden. Die den zu erkennenden Spannungsgrenzwerte entsprechenden
Vorgabewerte sind in einer Tabelle 32a des Speichers 32 abgelegt,
um für
das Steuerorgan 30 zugänglich
zu sein.
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Ein
Busnetzwerk 35 enthält
einen Unterbrechungsbus für
die Übertragung
der Signale der Tastatur 13 an den Prozessor 31,
und einen Serienbus vom Typ IIC (Inter Integrated Circuit), der
für die
zwischen dem Prozessor 31, dem EEPROM 32 und dem
Bildschirm 12 verlaufenden Signale bestimmt ist. Eine Sende/Empfangs-Vorrichtung 36 steht
mit den zuvor beschriebenen Vorrichtungen in Kontakt, um den Anwender
des Funktelefons mit dem mobilen Telefonnetz zu verbinden.
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Eine
Detektorschaltung der Versorgung 37 ist direkt mit dem
Steuerorgan 30 und dem Versorgungsakku 11 zusammen,
um die Detektorvorrichtung der Versorgungsspannung nach der Erfindung
umzusetzen.
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Ein
vorgezogene Ausführungsform
der Vorrichtung 37 ist auf 4 in der
Form einer elektronischen Schaltung dargestellt. Der Versorgungsakku 11 liefert
eine Versorgungsspannung Vbat, deren Wert z. B. zwischen 3 und 5,5
Volt enthalten ist und unter Berücksichtigung
der Ladung/Entladung des Akkumulators schwankt. R0 und R1 stehen
für die
resistiven Elemente, deren jeweiligen Widerstände fest sind. R2 ist ein resistives
Element, dessen Widerstand variabel und dafür bestimmt ist, von dem Steuerorgan 30 unter
Berücksichtigung
des Spannungswerts Vbat und des Spannungsgrenzwerts, den man erkennen
möchte,
programmiert zu werden. Ein solches Element R2, dessen Widerstand
digital programmierbar ist, ist im Handel erhältlich. Man kann z. B. Potentiometer
DS1804 NV von Dallas Semiconductor verwenden.
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Nach
der vorgezogenen Ausführungsform
der Erfindung wird R2 vom Organ 30 gesteuert, von dem ihm
einen Ausgang CMD direkt angeschlossen ist, um insbesondere unter
Berücksichtigung
der Versorgungsspannung Vbat, die bei der Formel der Teilerbrücke von
R1 mit R2 über
die Gleichung: VR2 = Vbat × R2/(R1 +
R2) eingreift, den Wert seines Widerstands in Echtzeit zu regeln.
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Ein
in Unterbrechungsmodus geschalteter Transistor T kann eine Unterbrechung
IT des Steuerorgans 30 unter Berücksichtigung insbesondere der
seinem Basisteil entsprechend VR2 zugeführten Spannung hervorrufen,
um die Ausführung
eines Unterbrechungsprogramms auszulösen. Die Verbindung der resistiven
Elemente R1 und R2 mit dem Transistor T bewirkt den kontinuierlichen
Test des Leitungszustands des in der kontinuierlichen Überwachungsvorrichtung
der Versorgungsspannung eingesetzten Transistors T.
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Nach
einem anderen Vorteil der Erfindung verläuft dieser Test natürlich und
kontinuierlich ohne Eingreifen des Steuerorgans 30. Er
nutzt gelegt elektronisches Phänomen
in Verbindung mit der Differenz des Potenzials Vbe zwischen dem
Basisteil und dem Emitter des Transistors T, auch mit Leitschwellenwert
des besagten Transistors bezeichnet. Wenn das Potenzial des Basisteils
des Transistors (VR2) über
dem Leitschwellenwert Vbe (allgemein Vbe = 0,6 Volt) liegt, leitet
der Transistor T entsprechend der Leitungsbedingung des Transistors
T. Wenn dieses Potenzial unter Vbe liegt, ist der Transistor entsprechend
der umgekehrten Sperrbedingung gesperrt.
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Diese
Bedingungen werden konkret auf 4 geprüft. Solange
VR2 < Vbe, ist
der Transistor T gesperrt, und die Spannung an Kollektor ist gleich
Vbat. Der vom Organ 30 festgelegte Wert von R2 bleibt konstant,
eine Erhöhung
der Versorgungsspannung Vbat bewirkt die Erhöhung des Spannungswerts VR2.
Wenn VR2 > Vbe ist
der Transistor T leitend, und die Spannung am Kollektor wird quasi
gleich null.
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Die
Vorrichtung wurde willkürlich
programmiert, damit während
dem Aufladen der Batterie eine Nullspannung am Kollektor (T leitet)
eine Unterbrechung des Steuerorgans 30 auslöst, und
dass während
dem Entladen eine Unterbrechung ausgelöst wird, wenn die Spannung
am Kollektor nahe Vbat (T gesperrt) ist. Der Unterbrechungsport
des Steuerorgans 30 ist folglich normalerweise während dem
Entladen des Akkumulators auf dem oberen logischen Niveau, und während seinem
Aufladen auf dem niedrigen Niveau aktiv.
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Der
Schaltung 37 zufolge bestimmt somit der Spannungswert VR2
an den Klemmen von R2 die Unterbrechungsgrenzwerte des Steuerorgans 30 repräsentativ
für die
Detektionsgrenzwerte der Versorgungsspannung Vbat. Das Prinzip der
Erfindung besteht folglich aus der Festlegung des Werts des Widerstands
von R2 unter Berücksichtigung
des Schwellenwertes der Versorgungsspannung, den man erkennen möchte. Dafür verwendet
das Organ 30 seinen Steuerausgang CMD.
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Bei
dem auf 5 dargestellten Beispiel der
Tabelle 32a kann der Widerstand des Elements R2 nur die Vorgabewerte
p0 bis p5 nach einer logischen Reihenfolge unter Berücksichtigung
der zuvor erkannten Schwellenwerte annehmen, d. h. einer Reihenfolge
abnehmender Werte während
der Ladung und zunehmender Werte während der Entladung. Der größte Wert
der Tabelle 32a, der dem Widerstand von R2 gegeben werden kann,
entspricht dem Schwellenwert der Überladung (erkannt mit Hilfe
des Wertes p0), und der niedrigste dem Schwellenwert der Versorgungsunterbrechung
(erkannt mit Hilfe des Wertes p5). Die Tabelle 32a enthält ebenso
viele Vorgabewerte wie zu erkennende Stellenwerte, um jeweils eine
Unterbrechung des Steuerorgans 30 auszuüben und ein Unterbrechungsprogramm
auszulösen.
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Die
folgende Tabelle gibt Beispiele von numerischen Werten entsprechend
den Vorgabewerten p0 bis p5 nach der vorgezogenen Ausführungsform
der Erfindung. Die numerischen Werte wurden erhalten, indem für R2 ein
Potentiometer mit 100 Einstellungsschritten DS1804 NV von Dallas
Semiconductor, und für
R1 ein Widerstand mit 400 kΩ genommen
wurde. Die Spannung Vbat und der Widerstand von R2 sind jeweils
in Volt und Kiloohm angegeben. Die Anzahl der Schritte des Potentiometers
ist eine einheitsfreie Zahl zwischen 0 und 100 entsprechend den
Spezifikationen des Herstellers.
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Die
Programmierung von R2 verläuft über einen
spezifischen Bus, der den Ausgang CMD des Steuerorgans 30,
gebildet aus drei Ausgangsports, mit drei Eingangsports von R2 mit
der respektiven Bezeichnung INC,
U/D und CS in Bezug auf 6 verbindet.
Bei A zeigt ein Chronogramm unter Berücksichtigung derzeit der Zustände der
drei zuvor erwähnten
Ports zur Erhöhung
des Wertes des Widerstands von R2 um vier Schritte, und bei B sind
die Zustände
dieser Ports dargestellt, um den besagten Wert um vier Schritte
zu verringern. CS ist auf
dem niedrigen logischen Niveau positioniert, um den Wert des Widerstands
von R2 zu ändern.
Um diesen Wert zu erhöhen
ist U/D auf dem hohem Niveau,
und um U/D zu verringern auf
dem niedrigen Niveau. INC aktiv
auf dem niedrigeren Niveau dient der schrittweisen Erhöhung oder
Verminderung des Wertes des Widerstands von R2.
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Während der
Ladung und der Entladung des Akkumulators wird bei der Erkennung
jedes Spannungsgrenzwerts entsprechend einem Vorgabewert eine Unterbrechung
IT des Steuerorgans 30 verursacht. Entsprechend dem erkannten
Vorgabewert unterbricht ein Unterbrechungsprogramm die Versorgung
(Detektion bei ρ5),
hält die
Ladung an (Detektion bei ρ0)
oder gibt ein Versorgungsspannungsniveau an (Detektion bei ρ1, ρ2, ρ3 oder ρ4).
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Jede
Vorrichtung zur Ermöglichung
der Übertragung
einer bestimmten Nachricht an dem Anwender kann der Erfindung zufolge
für die
Angabe des Versorgungsspannungsniveaus verwendet werden. Wenn das Gerät z. B.
mit einem Kontrollbildschirm wie bei dem Beispiel der 3 ausgestaltet
ist, kann das Versorgungsspannungsniveau von einer Anzeigevorrichtung
eingegeben werden, welches die Anzeige auf dem Bildschirm 12 eines
Symbols 12a oder einer bestimmten Nachricht zur Synchronisierung
des Niveaus der Ladung/Entladung des Akkumulators 11 ermöglicht.
Das Symbol 12a auf dem Bildschirm weist mehr oder weniger
auf dem Bildschirm 12 angezeigte Balkan entsprechend der
erkannten Schwellenwerte der Versorgungsspannung während der
Ladung und der Entladung des Akkumulators auf. Wenn das Gerät mit einem
Lautsprecher 14 ausgestaltet ist, wie bei dem auf 1 dargestellten
Beispiel, kann auch eine ein Lautsignal aussendende Vorrichtung
verwendet werden, um das Ladungsniveau des Akkumulators anzuzeigen.
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Es
wird nun die Funktionsweise der Detektorvorrichtung der Versorgungsspannung
wie auf 4 dargestellt in Bezug auf 7 beschrieben.
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Der
Automat enthält
zwanzig stabile Zustände,
die für
die verschiedenen Zustände
der Vorrichtung nach der Erfindung charakteristisch sind und mit
zwei binären
variablen (CH, IT) und einer Variablen (ρ), welche die 6 Vorgabewerte
annehmen können,
festgelegt werden.
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Bei
jedem unter Spannung setzen des Geräts, wenn dieses an seinem Ladegerät ist, positioniert
das Hauptprogramm die Variable CH = 1 und aktiviert die Unterbrechung
IT ausnahmsweise auf hohes Niveau (IT ist beim Laden normalerweise
auf niedrigem Niveau aktiv), um das Ladungsniveau des Akkumulators
zu testen und um dem Widerstand von R2 den geeigneten Vorgabewert
zuzuteilen, um je nach dem, ob der Akkumulatoren völlig entladen
oder bereits teilweise wieder aufgeladen ist, das Laden zu starten
oder fortzusetzen.
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Dafür tastet
das Steuerorgan 30 die Werte der Tabelle 32a in abnehmender
Richtung ab, bis zur Auslösung
einer Unterbrechung (ausnahmsweise auf hohem Niveau aktiv). Die
Vorrichtung beschreibt so die Zustände CO bis C4 (durch einen
Vorgabewert ρ4
bis ρ0 gekennzeichnet),
nach Ablauf einer ausreichenden Verzögerung τ von einem Zustand zum anderen
wechselnd, um das eventuelle Auftreten einer Unterbrechung (IT =
1) zu erkennen, welche die Vorrichtung in einen der Zustände C5 bis
C9 bringt. Das Unterbrechungsprogramm speichert dann den erkannten
Vorgabewert ρ0
bis ρ4,
um das Ladungsniveau des Akkumulators anzuzeigen. Die Unterbrechung
wird auf niedriges Niveau umprogrammiert. Dann beschreibt die Vorrichtung
bei jeder neuen Unterbrechung (IT = 0) während der Ladung (CH = 1) die
Zustände
in der von den Pfeilen angezeigten Reihenfolge. Das Unterbrechungsprogramm
aktualisiert das Versorgungsspannungsniveau und vermindert den Vorgabewert
beim Übergang
von einem der Zustände
C6 bis C9 auf einen der Zustände
C5 bis C8 oder die aktiviert das Ladegerät, um die Ladung beim Übergang
auf den Zustand C5 bis C anzuhalten.
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Bei
jedem unter Spannung setzen des Geräts, wenn dieses nicht an Ladegerät ist, positioniert
das Hauptprogramm die Variable CH = 0 und aktiviert die Unterbrechung
IT ausnahmsweise auf niedrigem Niveau (IT ist während der Entladung normalerweise
auf hohem Niveau aktiv), um das Niveau der Entladung des Akkumulators
zu Testen und dem Widerstand von R2 den geeigneten Vorgabewert zuzuteilen.
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Dafür tastet
es die Vorgabewerte der Tabelle 32a in aufsteigender Richtung bis
zur Auslösung
einer Unterbrechung ab (ausnahmsweise auf niedrigem Niveau aktiv).
Die Vorrichtung beschreibt so die Zustände D0 bis D4 (durch einen
Vorgabewert ρ1
bis ρ5 gekennzeichnet),
bis eine Unterbrechung (IT = 0) sie in einen der Zustände D5 bis
D9 versetzt. Das Unterbrechungsprogramm speichert dann den erkannten
Vorgabewert ρ1
bis ρ5,
um das Ladungsniveau des Akkumulators anzuzeigen. Die Unterbrechung
wird auf hohes Niveau umprogrammiert. Dann beschreibt die Vorrichtungen
bei jeder neuen Unterbrechung (IT = 1) während der Entladung (CH = 0)
die Zustände
in der von den Zeilen angezeigten Reihenfolge. Das Unterbrechungsprogramm aktualisiert
das Versorgungsspannungsniveau und erhöht den Vorgabewert beim Übergang
von einem der Zustände
D6 bis D9 auf einen der Zustände
D5 bis D8 oder unterbricht die Versorgung beim Übergang vom Zustand D5 auf
den Zustand D.
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Nach
einem Vorteil der Erfindung ist es auch möglich, vom Entladungsmodus
(CH = 0) auf Ladungsmodus (CH = 1) umzuschalten und umgekehrt, ohne
den ganzen Vorgang vom Beginn der Ladung oder der Entladung zu durchlaufen,
um dem Widerstand von R2 den richtigen Vorgabewert zuzuteilen. Es
reicht aus, die Variable CH = 0 zu positionieren, um von den Ladungszuständen C6
bis C9 auf Entladungszustand überzugehen,
oder die Variable CH = 1 zu positionieren, um von den Entladungszuständen D6
bis D9 auf Ladungszustand überzugehen.
Das resistive Element R2 behält
seinen Vorgabewert ρ1
bis ρ4 bei,
das Ladungsniveau des Akkumulators wird gespeichert und die Unterbrechung
IT auf das entsprechende logische Niveau umprogrammiert (ausnahmsweise
niedrig, um auf Entladungszustand umzuschalten, ausnahmsweise hoch,
um auf Ladungszustand umzuschalten).
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Ein
andere Ausführungsform
der Erfindung ist auf 8 in der Form einer vereinfachten
elektronischen Schaltungen dargestellt. Sie enthält das Steuerorgan 30,
einen Digital/Analog-Wandler 80 und ein Vergleicher 81.
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Das
Steuerorgan 30 berechnet und speichert in der Tabelle 32a
die Vorgabewerte entsprechend den Spannungsgrenzwerten, die man
erkennen möchte.
Es überträgt sie jeweils über seinem
Ausgang 82 an den Digital/Analog-Wandler 80, um
sie in zu erkennende Spannungsgrenzwerte Vp zu wandeln, die für die anderen analogen
Komponenten der Schaltung verständlich
sind. Wie in der in Bezug auf 4 beschriebenen
Vorrichtung legt das Organ 30 die Spannungen Vp in einer
logischen Reihenfolge fest, um der Ladung/Entladung des Akkumulators
zu folgen. Der Vergleicher 81 vergleicht die Spannungen
Vp und die Versorgungsspannung Vbat, die jeweils seinen Eingängen 83 und 84 zugeführt werden,
um eine Unterbrechung IT des Steuerorgans 30 unter Berücksichtigung
des Ergebnisses 85 des Vergleichs auszulösen. Wenn
Vp = Vbat, wird eine Unterbrechung IT ausgelöst, um das Signal zur Anzeige
dessen auszugeben dass die Versorgungsspannung Vbat einen Detektionsschwellenwert überschreitet.
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Somit
wurde ein elektronisches Gerät
beschrieben, das eine einfache und ökonomische Detektorvorrichtung
der Versorgungsspannung enthält,
die zur direkten Detektion der Überschreitung
eines Schwellenwerts der Versorgungsspannung in der Lage ist, um
die Versorgung zu unterbrechen, ohne digitale Daten zu beschädigen, und
jederzeit das Ladungsniveau des Versorgungsakku anzuzeigen und das
Aufladen im Falle der Überlagerung
zu unterbrechen.
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Selbstverständlich beschränkt sich
die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen und veranschaulichten
Ausführungsformen.
Der Fachmann oder die Fachfrau können
andere Ausführungsvarianten
der Erfindung erkennen, ohne dass diese Varianten über den
Rahmen der Erfindung hinausgehen. Es kann z. B. die Anordnung des
resistiven Elements R1 und R2 geändert
werden, um die Spannungsteilerbrücke
herzustellen. Auch kann man den Transistor T durch jede andere Unterbrechungsvorrichtung
ersetzen.
