EP1431858B1 - Method, computer program and power supply apparatus for stabilizing a supply voltage for at least one consumer - Google Patents

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EP1431858B1
EP1431858B1 EP03028913.6A EP03028913A EP1431858B1 EP 1431858 B1 EP1431858 B1 EP 1431858B1 EP 03028913 A EP03028913 A EP 03028913A EP 1431858 B1 EP1431858 B1 EP 1431858B1
Authority
EP
European Patent Office
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voltage
input voltage
consumers
individual
consumer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03028913.6A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP1431858A2 (en
EP1431858A3 (en
Inventor
Gerd Lammel
Andreas LÄGLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP1431858A2 publication Critical patent/EP1431858A2/en
Publication of EP1431858A3 publication Critical patent/EP1431858A3/en
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor

Definitions

  • the invention relates to a method for stabilizing a supply voltage for at least one electronic consumer in a system, which can be arranged in particular in a motor vehicle.
  • the invention further relates to a software program and a power supply device for carrying out this method.
  • FIG. 4 shows an example used in the automotive sector for such a power supply device 100. It serves to provide a stabilized supply voltage U A , U B , U ⁇ C for at least one electronic consumer A, B, the consumers are preferably combined in a system 130. This system may be, for example, an ABS system or a rain or dirt detector for windshield contamination.
  • the power supply device 100 has a voltage regulator device 120, which is connected to a voltage source 110 and receives an input voltage U E from it.
  • the voltage regulator device 120 has the task of buffering this input voltage before it, if appropriate converted into suitable levels for the individual consumers, passes on to them.
  • the buffering serves to equalize or filter out positive or negative voltage peaks or longer-lasting voltage dips in the input voltage U E before the voltage regulator 120 forwards them as a supply voltage to the individual loads A, B or to a control device 140 for controlling the individual loads A, B.
  • T 100 ms.
  • the voltage regulator must then be designed to safely compensate for a dip in the input voltage U E to 0 volts for at least this exact time. This is done in the prior art in that the voltage regulator device 120 has sufficiently large input and output capacitors.
  • this reset function can also be provided directly in the control device 140.
  • the controller then resets itself when its supply voltage U ⁇ c falls below its reset threshold.
  • the control device 140 may also have sufficiently large input capacitances to additionally buffer its own supply voltage.
  • US 5,224,010 describes a monitoring circuit for a regulated electrical power supply, in which delay circuits are provided to output a "power-good" signal at a system start delayed to a CPU. Output voltages of the regulated electrical power supply are checked for exceeding or falling below threshold values, and if necessary, a "shutdown" signal is generated in order to deactivate the regulated electrical power supply in the event of overvoltage or undervoltage.
  • EP 0 175 843 A2 describes a protection circuit against undervoltages in the electrical system of a motor vehicle, in which two comparator branches control a gradual shutdown of different branches of an anti-lock braking system.
  • this method provides for reducing the load on a voltage regulator device if instabilities, in particular in the form of voltage dips, are detected at its input voltage.
  • the voltage regulator 120 is enabled to compensate for the instabilities 10 detected at its input voltage such that it does not affect the consumer supply voltages and control means it outputs.
  • the occurrence of instabilities on the supply voltages supplied to the consumers is preventively prevented by reducing the load of the voltage regulator when instabilities are detected on the input side thereof.
  • the reduction of the load can be done, for example, by first putting individual consumers into a power-saving mode or completely switching them off.
  • the consumers are put into energy-saving mode or switched off only when the input voltage supplied to the voltage regulating device has different undervoltage threshold values has fallen below, which can be individually specified for individual consumers.
  • the restarting of the individual consumers or the control device from the energy-saving mode only takes place when the input voltage U E of the voltage regulator exceeds an input voltage threshold that can be individually predetermined for each consumer.
  • a first order according to which the individual consumers or the control device are put into the energy-saving mode or switched off, is defined in advance.
  • a second sequence according to which the consumers are put into a power-saving mode after switching-off or after which the loads and the control device are put into a normal mode from the energy-saving mode.
  • FIG. 1 shows the power supply device according to the present invention. It is based in essential parts on the introductory with reference to FIG. 4 described device. To avoid repetition, reference is made to this description at this point. The same components are provided with the same reference numerals.
  • voltage supply device 100 at least one of the consumer A, B in each case a plurality of supply voltages can be supplied from the voltage regulator 120, for example, the consumer B, a first supply voltage UB1 of 12V and a second supply voltage of UB2 of 5V are supplied.
  • the power supply apparatus 100 differs from that in FIG. 4 shown voltage supply device 100 in particular characterized in that here the voltage control device 120 supplied input voltage U E detected and monitored for instabilities, in particular voltage dips out.
  • the input voltage U E is first supplied to the voltage divider 150, which converts the input voltage to the voltage level that can be processed by the downstream control device 140, preferably 5 or 3.3 volts.
  • FIG. 2 shows the structure of the voltage divider 150 according to the invention.
  • This first comprises a voltage divider consisting of the series-connected resistors 151 and 152 for converting the input voltage U E in for the control device 140 suitable voltage level.
  • the voltage divider 150 may have a capacitance 153 connected in parallel with the resistor 152. This can ensure that a possible voltage dip of the input voltage that can be immediately registered at the node 154, only to the controller 140th is forwarded if this voltage dip persists for longer than a predetermined period of, for example, 400 microseconds. In this way it is ensured that the inventive method is not already triggered in the presence of only short interference pulses on the input voltage U E.
  • the function of the voltage divider 155, 156 and 157 present in the voltage divider 150 will be explained below.
  • the input voltage U E divided by the voltage divider 151, 152 and 153 is subsequently forwarded by the voltage divider 150 to the control device 140.
  • the control device 140 is designed to monitor this converted input voltage of the voltage regulator device 120 supplied to it and to detect a breakdown of this input voltage when it falls below a predefinable undervoltage threshold value.
  • the control device 140 is further configured to detect an overvoltage when the converted input voltage of the voltage regulator supplied to it rises above a predefinable overvoltage threshold value.
  • control device 140 is not only designed to detect a low or an overvoltage, but optionally also formed suitable measures to initiate the propagation or transmission of detected instabilities of the input voltage U E to avoid the supply voltages at the output of the voltage regulator device 120 or, if an effect of this instability on the supply voltages can not be avoided, to avoid any resulting damage to the individual consumers.
  • Such measures to be initiated by the control device 140 are shown by way of example in Table 1.
  • the control device is designed to disconnect individual consumers, for example consumer A, when an overvoltage is detected, when the input voltage U E exceeds the predefinable overvoltage threshold value, wherein this overvoltage threshold value can be individually predetermined for the individual consumers. While consumer A already threatens damage when a first overvoltage threshold is exceeded, reaching this threshold, for example for a consumer B, may still be completely harmless; he can then remain connected while maintaining its full functionality to the supply voltage.
  • the control device 140 Only when the converted input voltage supplied to the control device 140 falls below a first undervoltage threshold, the control device 140 initiates suitable measures to reduce the load at the output of the voltage regulator device 120. According to Table 1, such a reduction of the load may preferably be that individual or all consumers A, B are initially placed in a power-saving mode. This is preferably done by those consumers whose function is currently - for a given voltage - or in the near future is not required. As long as only a first, but not a second undervoltage threshold, which is smaller than the first undervoltage threshold, is not undershot, the control device 140 remains fully functional.
  • the control device 140 Only when the second undervoltage threshold value is undershot are measures for a further reduction in the load of the voltage regulator device 120 initiated by the control device 140. It is then provided, in particular, that the control device 140 initially switches off individual but possibly all consumers A, B. The shutdown is preferably carried out according to a predeterminable order, which predetermines on the basis of a previously performed needs analysis on which the consumer can be dispensed with at these input voltages.
  • control device 140 only when all consumers have already been switched off, as a last-resort preventive measure, is the control device 140 itself put into an energy-saving mode. If the control device 140 is designed as usual as a microcontroller, it usually also has such a power saving mode.
  • all threshold values can be predetermined individually, preferably for the individual consumers, but also for the control device 140. Furthermore, it is advantageous if the individual measures or events to be initiated by the control device 140 when the threshold value is below or above a threshold value are not actually triggered until a time period that can be individually assigned to the individual threshold values has expired. In this way it is ensured that a consumer or even the control device itself is not put into an energy-saving mode or switched off when the input voltage U E has not actually broken down for a long time or Overvoltage threshold exceeds, but only has a short glitch.
  • control device 140 is not only designed to put the individual consumers or even themselves in a power saving mode or off, but it is also responsible for a reactivation of the consumer and of itself if the instabilities of the input voltage U E is no longer present are. Specifically, this means that the control device 140 is designed to start up a consumer that it has previously put into the energy-saving mode back into the normal operating mode if the input voltage U E of the voltage regulator exceeds an input voltage threshold that can be individually predetermined for this load.
  • This predefinable input voltage threshold need not be identical to the first undervoltage threshold at which the load has been placed in the energy-saving mode; rather, a so-called switching hysteresis can be provided here.
  • control device 140 Before any consumer is placed in a higher operating state with more energy consumption, first the control device 140 is itself started up in its normal operating mode, when it had previously been put into its energy-saving mode for energy-saving reasons.
  • a first possibility is that the energy-saving mode implemented on the control device 140 itself provides a wake-up function which can be configured, for example, such that the control device 140 automatically interrupts its energy-saving mode at specific time intervals and then returns spontaneously to its normal operating mode, to determine if the condition for the energy saving mode still exists. That is, in the present invention, the controller 140 can then check on its own whether the input voltage U E in particular still falls below the second undervoltage threshold. If this is still the case, the controller returns 140 automatically returns to the energy-saving mode. However, should this no longer be the case, the controller 140 will automatically return to its normal operating state permanently.
  • a wake-up function which can be configured, for example, such that the control device 140 automatically interrupts its energy-saving mode at specific time intervals and then returns spontaneously to its normal operating mode, to determine if the condition for the energy saving mode still exists. That is, in the present invention, the controller 140 can then check on its own whether the input voltage U E in particular still falls below the second undervoltage threshold. If this is still the
  • FIG. 2 A second possibility for waking up the control device 140 from its energy saving mode is in FIG. 2 shown.
  • the voltage divider device 150 shown there has a second voltage divider consisting of the series-connected resistors 155 and 156. If, at the node 158 located between these two resistors, a voltage which is greater than a predefinable threshold value drops, this leads to the control device 140 receiving this voltage for triggering an interrupt, which the control unit 140 awakens from the energy-saving mode their normal operating condition.
  • a capacitor 157 is connected in parallel to the resistor 156, which ensures that such interference pulses are filtered out of the interrupt signal forwarded to the control device 140 or if this signal is only delayed in time to the control device 140 is forwarded.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the voltage divider 150 according to the invention.
  • This embodiment substantially corresponds to the in FIG. 2 embodiment shown; identical components are designated by the same reference numerals.
  • the voltage divider still has a switch 159, which can be opened and closed by the control device 140 via a control signal.
  • the switch 159 is to be closed.
  • the entire system with all consumers to be turned off that is, in particular when the installation of this system in a motor vehicle, the motor vehicle is turned off, it is advantageous to open this switch 159 through the controller, so that in this state, no currents through the voltage divider 150th flow and unnecessarily consume energy in this way.
  • This switch 159 is of course unnecessary if the system is not supplied with electrical energy when the vehicle is turned off.
  • the application of the claimed method and the claimed power supply device is particularly recommended only when other measures have been taken to save energy in consumers in the motor vehicle and the control device. Such measures may be, for example, the use of components with a particularly low power consumption or lowering the reset threshold for the control device 140.
  • the buffer capacities in the voltage regulator device 120 and the control device 140 should be selected to be as large as possible from the available volume.
  • the method according to the invention and the power supply device according to the invention need not be used until the available construction volume is insufficient to provide sufficiently large capacitances in the voltage regulator device 150 or in the control device 140. In particular, it is advisable to replace the still missing buffer effect, which can not be done by the capacities used, quasi by the inventive method.
  • As input capacitances for buffering are preferably So-called surface mounted device SMD capacities or wired capacities used.
  • the inventive method for stabilizing a supply voltage for at least one electrical load can be realized both in the form of an electronic hardware circuit as well as in the form of a software program.
  • a sequence of commands must then be present, with the commands then carrying out the individual method steps.
  • either the hardware circuit or the software program or a combination of both is present in the control device 140 in order to carry out the method.
  • the software program may optionally be stored together with other software programs for controlling and / or regulating the loads A, B on a data carrier.
  • the data carrier can be a floppy disk, a compact disk (so-called CD), a so-called flash memory or the like.
  • the software stored on the data carrier can then be sold as a product to a customer.
  • the software program if appropriate together with other software programs for controlling the consumers A, B - without the aid of an electronic storage medium - transmitted via an electronic communication network, in particular the Internet, as a product to a customer and sold in this way.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung einer Versorgungsspannung für mindestens einen elektronischen Verbraucher in einem System, welches insbesondere in einem Kfz angeordnet sein kann. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Softwareprogramm und eine Spannungsversorgungsvorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.The invention relates to a method for stabilizing a supply voltage for at least one electronic consumer in a system, which can be arranged in particular in a motor vehicle. The invention further relates to a software program and a power supply device for carrying out this method.

Derartige Verfahren und Spannungsversorgungsvorrichtungen sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Figur 4 zeigt ein im Kfz-Bereich verwendetes Beispiel für eine derartige Spannungsversorgungsvorrichtung 100. Sie dient zum Bereitstellen einer stabilisierten Versorgungsspannung UA, UB, UµC für mindestens einen elektronischen Verbraucher A, B, wobei die Verbraucher vorzugsweise in einem System 130 zusammengefasst sind. Bei diesem System kann es sich zum Beispiel um ein ABS-System oder einen Regen- oder Schmutzdetektor für Verschmutzungen auf der Windschutzscheibe handeln. Für die Bereitstellung der stabilisierten Versorgungsspannungen weist die Spannungsversorgungsvorrichtung 100 eine Spannungsreglereinrichtung 120 auf, welche an eine Spannungsquelle 110 angeschlossen ist und von dieser eine Eingangsspannung UE zugeführt bekommt. Die Spannungsreglereinrichtung 120 hat die Aufgabe, diese Eingangsspannung zu puffern, bevor sie sie, gegebenenfalls in für die einzelnen Verbraucher geeignete Pegel umgesetzt, an diese weitergibt. Die Pufferung dient dazu, positive oder negative Spannungsspitzen oder längerzeitige Spannungseinbrüche in der Eingangsspannung UE auszugleichen beziehungsweise herauszufiltern, bevor der Spannungsregler 120 diese als Versorgungsspannung an die einzelnen Verbraucher A, B oder an eine Steuereinrichtung 140 zur Ansteuerung der einzelnen Verbraucher A, B weiterleitet.Such methods and power supply devices are basically known in the art. FIG. 4 shows an example used in the automotive sector for such a power supply device 100. It serves to provide a stabilized supply voltage U A , U B , U μC for at least one electronic consumer A, B, the consumers are preferably combined in a system 130. This system may be, for example, an ABS system or a rain or dirt detector for windshield contamination. For the provision of the stabilized supply voltages, the power supply device 100 has a voltage regulator device 120, which is connected to a voltage source 110 and receives an input voltage U E from it. The voltage regulator device 120 has the task of buffering this input voltage before it, if appropriate converted into suitable levels for the individual consumers, passes on to them. The buffering serves to equalize or filter out positive or negative voltage peaks or longer-lasting voltage dips in the input voltage U E before the voltage regulator 120 forwards them as a supply voltage to the individual loads A, B or to a control device 140 for controlling the individual loads A, B.

Vorzugsweise umfasst der Spannungsregler 120 eine Reset-Funktion zum Rücksetzen der Steuereinrichtung 140 dann, wenn die ihm zugeführte Eingangsspannung UE für mehr als eine vorgegebene Zeitdauer, zum Beispiel T = 100 ms auf 0 Volt abgefallen ist. Umgekehrt bedeutet dies, dass der Spannungsregler dann ausgebildet sein muss, einen Einbruch bei der Eingangsspannung UE auf 0 Volt für mindestens genau diese Zeitdauer sicher zu kompensieren. Dies geschieht im Stand der Technik dadurch, dass die Spannungsreglereinrichtung 120 über ausreichend große Eingangs- und Ausgangskondensatoren verfügt.Preferably, the voltage regulator 120 comprises a reset function for resetting the control device 140 when the input voltage U E supplied to it has dropped to 0 volts for more than a predetermined period of time, for example T = 100 ms. Conversely, this means that the voltage regulator must then be designed to safely compensate for a dip in the input voltage U E to 0 volts for at least this exact time. This is done in the prior art in that the voltage regulator device 120 has sufficiently large input and output capacitors.

Alternativ kann diese Reset-Funktion auch direkt in der Steuereinrichtung 140 vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung setzt sich dann selber zurück, wenn ihre Versorgungsspannung Uµc unter ihre Resetschwelle fällt. Auch die Steuereinrichtung 140 kann über ausreichend große Eingangskapazitäten verfügen, um ihre eigene Versorgungsspannung zusätzlich zu puffern.Alternatively, this reset function can also be provided directly in the control device 140. The controller then resets itself when its supply voltage U μc falls below its reset threshold. The control device 140 may also have sufficiently large input capacitances to additionally buffer its own supply voltage.

Große Kapazitäten haben jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass sie ein großes Raumvolumen beanspruchen. Einer zunehmenden Miniaturisierung auch von elektronischen Komponenten in Kraftfahrzeugen stehen diese großvolumigen Kondensatoren entgegen.However, large capacities generally have the disadvantage that they require a large volume of space. Increasing miniaturization also of electronic components in motor vehicles are opposed by these large-volume capacitors.

US 5,224,010 beschreibt einen Überwachungsschaltkreis für eine geregelte elektrische Energieversorgung, bei dem Verzögerungsschaltkreise vorgesehen sind, um ein "power-good" Signal bei einem Systemstart verzögert an eine CPU auszugeben. Ausgangsspannungen der geregelten elektrischen Energieversorgung werden auf das Über- bzw. Unterschreiten von Schwellwerten überprüft, und ggf. wird ein "shutdown" Signal generiert, um die geregelte elektrische Energieversorgung im Über- oder Unterspannungsfalle zu deaktivieren. US 5,224,010 describes a monitoring circuit for a regulated electrical power supply, in which delay circuits are provided to output a "power-good" signal at a system start delayed to a CPU. Output voltages of the regulated electrical power supply are checked for exceeding or falling below threshold values, and if necessary, a "shutdown" signal is generated in order to deactivate the regulated electrical power supply in the event of overvoltage or undervoltage.

EP 0 175 843 A2 beschreibt eine Schutzschaltung gegen Unterspannungen im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, bei der zwei Komparatorzweige eine stufenweise Abschaltung unterschiedlicher Zweige eines Antiblockiersystems steuern. EP 0 175 843 A2 describes a protection circuit against undervoltages in the electrical system of a motor vehicle, in which two comparator branches control a gradual shutdown of different branches of an anti-lock braking system.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bekanntes Verfahren zur Stabilisierung einer Versorgungsspannung für mindestens einen Verbraucher, insbesondere in einem Kraftfahrzeug sowie ein bekanntes Softwareprogramm und eine bekannte Spannungsversorgungsvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens derart weiterzubilden, dass die Größe der in der Spannungsreglereinrichtung oder der Steuereinrichtung benötigten Kapazitäten verringert werden kann, ohne dass die Stabilität der den Verbrauchern und der Steuereinrichtung zugeführten Versorgungsspannung darunter leidet.It is therefore an object of the present invention, a known method for stabilizing a supply voltage for at least one consumer, in particular in a motor vehicle and a known software program and a known power supply device for performing this method such that the size of the voltage in the regulator or the controller required capacity can be reduced without the stability of the supply to the consumers and the control device supplied supply voltage suffers.

Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Demnach wird insbesondere vorgeschlagen, folgende Schritte durchzuführen:

  1. a) Überwachen des Wertes der Eingangsspannung der Spannungsreglereinrichtung und Erkennen eines Einbrechens der Eingangsspannung, wenn diese unter einen vorgebbaren Unterspannungsschwellenwert abfällt und/oder Erkennen einer Überspannung, wenn die Eingangsspannung über einen vorgebbaren Überspannungsschwellenwert steigt; und
  2. b1) Versetzen des elektronischen Verbrauchers in einen Energiesparmodus oder Abschalten des elektronischen Verbrauchers, wenn das Einbrechen der Eingangsspannung der Spannungsreglereinrichtung erkannt wird; oder
  3. b2) Abschalten des elektronischen Verbrauchers, wenn die Überspannung erkannt wird.
This object is achieved by the method claimed in claim 1. Accordingly, it is proposed in particular to carry out the following steps:
  1. a) monitoring the value of the input voltage of the voltage regulator means and detecting a break in the input voltage when it falls below a predetermined undervoltage threshold and / or detecting an overvoltage when the input voltage rises above a predetermined overvoltage threshold; and
  2. b1) putting the electronic load into a power saving mode or turning off the electronic load when the break in the input voltage of the voltage regulator means is detected; or
  3. b2) switching off the electronic consumer when the overvoltage is detected.

Dieses Verfahren sieht allgemein formuliert vor, die an einer Spannungsreglereinrichtung hängende Last zu verringern, wenn an dessen Eingangsspannung Instabilitäten, insbesondere in Form von Spannungseinbrüchen festgestellt werden. Durch die Verringerung der Last wird die Spannungsregeleinrichtung 120 in die Lage versetzt, die bei seiner Eingangsspannung festgestellten Instabilitäten 10 so zu kompensieren, dass sich diese nicht auf die von ihm ausgegebenen Versorgungsspannungen für die Verbraucher und die Steuereinrichtung auswirkt. Anders ausgedrückt wird das Auftreten von Instabilitäten auf den den Verbrauchern zugeführten Versorgungsspannungen präventiv dadurch abgewendet, dass die Last des Spannungsreglers reduziert wird, wenn Instabilitäten an dessen Eingangsseite festgestellt werden.In general terms, this method provides for reducing the load on a voltage regulator device if instabilities, in particular in the form of voltage dips, are detected at its input voltage. By reducing the load, the voltage regulator 120 is enabled to compensate for the instabilities 10 detected at its input voltage such that it does not affect the consumer supply voltages and control means it outputs. In other words, the occurrence of instabilities on the supply voltages supplied to the consumers is preventively prevented by reducing the load of the voltage regulator when instabilities are detected on the input side thereof.

Aufgrund dieser präventiven Steuerung ist es möglich, die Pufferkapazitäten in der Spannungsreglereinrichtung 120 oder in der Steuereinrichtung 140 gering zu halten, ohne dass die Stabilität der Versorgungsspannungen für die Verbraucher oder die Steuereinrichtung darunter leiden muss. Die verringerten Kapazitäten benötigen zwangsläufig nur ein verringertes Bauvolumen und ermöglichen damit eine weitere Miniaturisierung des Gesamtsystems.Due to this preventive control, it is possible to control the buffer capacities in the voltage regulator device 120 or in the controller 140 to minimize, without the stability of the supply voltages for the consumer or the control device must suffer. The reduced capacities inevitably require only a reduced construction volume and thus allow a further miniaturization of the overall system.

Dadurch dass die Stabilität der Versorgungsspannung von insbesondere auch der Steuereinrichtung erfindungsgemäß auch bei Verwendung von nur kleinen Kapazitäten gewährleistet ist, ist vorteilhafterweise auch sichergestellt, dass kein unerwünschter Reset der Steuereinrichtung und damit einhergehend auch kein unerwünschter Datenverlust aufgrund von Instabilitäten auf der Eingangsspannung UE eintritt.The fact that the stability of the supply voltage of the control device is ensured according to the invention even when using only small capacity is advantageously ensured that no unwanted reset of the control device and concomitantly no unwanted data loss due to instabilities on the input voltage UE occurs.

Die Verringerung der Last kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass einzelne Verbraucher zunächst in einen Energiesparmodus versetzt werden oder ganz abgeschaltet werden.The reduction of the load can be done, for example, by first putting individual consumers into a power-saving mode or completely switching them off.

Vorteilhafterweise erfolgt das Versetzen der Verbraucher in den Energiesparmodus oder deren Abschaltung nur dann, wenn die der Spannungsregeleinrichtung zugeführte Eingangsspannung verschiedene Unterspannungsschwellenwerte unterschritten hat, die für die einzelnen Verbraucher individuell vorgebbar sind.Advantageously, the consumers are put into energy-saving mode or switched off only when the input voltage supplied to the voltage regulating device has different undervoltage threshold values has fallen below, which can be individually specified for individual consumers.

Entsprechend erfolgt auch das Wiederhochfahren der einzelnen Verbraucher oder der Steuereinrichtung aus dem Energiesparmodus nur dann, wenn die Eingangsspannung UE des Spannungsreglers einen für jeden Verbraucher individuell vorgebbaren Eingangsspannungsschwellenwert übersteigt.Accordingly, the restarting of the individual consumers or the control device from the energy-saving mode only takes place when the input voltage U E of the voltage regulator exceeds an input voltage threshold that can be individually predetermined for each consumer.

Es ist von Vorteil, wenn eine erste Reihenfolge, nach welcher die einzelnen Verbraucher oder die Steuereinrichtung in den Energiesparmodus versetzt oder abgeschaltet werden, vorab definiert ist. Gleiches gilt für eine zweite Reihenfolge, nach welcher die Verbraucher nach einer Abschaltung in den Energiesparmodus oder nach welcher die Verbraucher und die Steuereinrichtung aus dem Energiesparmodus in einen normalen Modus versetzt werden.It is advantageous if a first order, according to which the individual consumers or the control device are put into the energy-saving mode or switched off, is defined in advance. The same applies to a second sequence, according to which the consumers are put into a power-saving mode after switching-off or after which the loads and the control device are put into a normal mode from the energy-saving mode.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn einzelne bei Über- oder Unterschreiten eines Schwellenwertes auszulösenden Ereignisse erst dann tatsächlich ausgelöst werden, wenn eine den einzelnen Schwellenwerte individuell zuordenbare Zeitdauer abgelaufen ist. Unter dem Begriff "Ereignisse" wird hier insbesondere die Versetzung der Verbraucher oder der Steuereinrichtung in einen anderen Betriebsmodus verstanden. Die beanspruchte Verzögerung hat den Vorteil, dass die Ereignisse nicht unbeabsichtigt, zum Beispiel bei nur kurzen Störimpulsen in der Eingangsspannung, ausgelöst werden. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn insbesondere die Verbraucher möglichst schnell nach Erkennen einer Instabilität der Eingangsspannung für die Spannungsreglereinrichtung in den Energiesparmodus oder abgeschaltet werden, damit möglichst viel Ladung auf den Kapazitäten im Netzwerk oder in der Steuereinrichtung verbleibt.Furthermore, it is advantageous if individual events to be triggered in the event of exceeding or falling below a threshold value are actually triggered only when a time period that can be individually assigned to the individual threshold values has expired. The term "events" is understood here in particular as the displacement of the consumers or the control device into another mode of operation. The claimed delay has the advantage that the events are not inadvertently triggered, for example, with only brief interference pulses in the input voltage. In addition, it is advantageous if, in particular, the consumers are switched off as soon as possible after detection of instability of the input voltage for the voltage regulator device in the energy-saving mode or so that as much charge as possible remains on the capacitances in the network or in the control device.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Softwareprogramm und durch eine Spannungsversorgungsvorrichtung jeweils zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens gelöst. Die Vorteile dieser Lösungen entsprechen den oben in Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Lösungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The above object of the invention is further achieved by a software program and by a power supply device respectively for carrying out the claimed method. The advantages of these solutions correspond to the advantages mentioned above with respect to the claimed method. Further advantageous embodiments of the solutions are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend in Form von mehreren Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die der Beschreibung beigefügten Figuren detailliert beschrieben, wobei

Figur 1
eine Spannungsversorgungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
Figur 2
ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Spannungsteilereinrichtung gemäß der Erfindung;
Figur 3
ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Spannungsteilereinrichtung gemäß der Erfindung; und
Figur 4
eine Spannungsversorgungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik
zeigt.The invention will now be described in detail in the form of several embodiments and with reference to the figures attached to the description, wherein
FIG. 1
a power supply device according to Invention;
FIG. 2
a first embodiment of a voltage divider device according to the invention;
FIG. 3
a second embodiment of a voltage divider device according to the invention; and
FIG. 4
a power supply device according to the prior art
shows.

Figur 1 zeigt die Spannungsversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Sie basiert in wesentlichen Teilen auf der bereits einleitend unter Bezugnahme auf Figur 4 beschriebenen Vorrichtung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird an dieser Stelle auf diese Beschreibung verwiesen. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ergänzend sei lediglich angemerkt, dass bei der in Fig. 1 gezeigten Spannungsversorgungseinrichtung 100 zumindest einzelnen der Verbraucher A, B jeweils mehrere Versorgungsspannungen von dem Spannungsregler 120 zugeführt werden können, z.B. kann dem Verbraucher B eine erste Versorgungsspannung UB1 von 12V und eine zweite Versorgungsspannung von UB2 von 5V zugeführt werden. FIG. 1 shows the power supply device according to the present invention. It is based in essential parts on the introductory with reference to FIG. 4 described device. To avoid repetition, reference is made to this description at this point. The same components are provided with the same reference numerals. In addition, it should merely be noted that in Fig. 1 shown voltage supply device 100 at least one of the consumer A, B in each case a plurality of supply voltages can be supplied from the voltage regulator 120, for example, the consumer B, a first supply voltage UB1 of 12V and a second supply voltage of UB2 of 5V are supplied.

Die erfindungsgemäße Spannungsversorgungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in Figur 4 gezeigten Spannungsversorgungsvorrichtung 100 insbesondere dadurch, dass hier die der Spannungsreglereinrichtung 120 zugeführte Eingangsspannung UE erfasst und auf Instabilitäten, insbesondere Spannungseinbrüche hin überwacht wird. Zu diesem Zweck wird die Eingangsspannung UE zunächst der Spannungsteilereinrichtung 150 zugeführt, welche die Eingangsspannung auf für die nachgeschaltete Steuereinrichtung 140 verarbeitbare Spannungspegel, vorzugsweise 5 Volt oder 3,3 Volt, umsetzt.The power supply apparatus 100 according to the invention differs from that in FIG FIG. 4 shown voltage supply device 100 in particular characterized in that here the voltage control device 120 supplied input voltage U E detected and monitored for instabilities, in particular voltage dips out. For this purpose, the input voltage U E is first supplied to the voltage divider 150, which converts the input voltage to the voltage level that can be processed by the downstream control device 140, preferably 5 or 3.3 volts.

Figur 2 zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen Spannungsteilers 150. Dieser umfasst zunächst einen Spannungsteiler bestehend aus den in Reihe geschalteten Widerständen 151 und 152 zum Umsetzen der Eingangsspannung UE in für die Steuereinrichtung 140 geeignete Spannungspegel. Weiterhin kann die Spannungsteilereinrichtung 150 eine zu dem Widerstand 152 parallel geschaltete Kapazität 153 aufweisen. Diese kann sicherstellen, dass ein eventueller Spannungseinbruch der Eingangsspannung, der an dem Knoten 154 sofort registrierbar ist, nur dann an die Steuereinrichtung 140 weitergeleitet wird, wenn dieser Spannungseinbruch länger als eine vorbestimmte Zeitdauer von beispielsweise 400 µs andauert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht bereits bei Vorhandensein von nur kurzen Störimpulsen auf der Eingangsspannung UE ausgelöst wird. Die Funktion des weiteren in der Spannungsteilereinrichtung 150 vorhandenen Spannungsteilers 155, 156 und 157 wird weiter unten erläutert. FIG. 2 shows the structure of the voltage divider 150 according to the invention. This first comprises a voltage divider consisting of the series-connected resistors 151 and 152 for converting the input voltage U E in for the control device 140 suitable voltage level. Furthermore, the voltage divider 150 may have a capacitance 153 connected in parallel with the resistor 152. This can ensure that a possible voltage dip of the input voltage that can be immediately registered at the node 154, only to the controller 140th is forwarded if this voltage dip persists for longer than a predetermined period of, for example, 400 microseconds. In this way it is ensured that the inventive method is not already triggered in the presence of only short interference pulses on the input voltage U E. The function of the voltage divider 155, 156 and 157 present in the voltage divider 150 will be explained below.

Die durch den Spannungsteiler 151, 152 und 153 geteilte Eingangsspannung UE wird nachfolgend von der Spannungsteilereinrichtung 150 an die Steuereinrichtung 140 weitergeleitet. Die Steuereinrichtung 140 ist erfindungsgemäß ausgebildet, diese ihr zugeführte umgesetzte Eingangsspannung der Spannungsreglereinrichtung 120 zu überwachen und ein Einbrechen dieser Eingangsspannung zu erkennen, wenn diese unter einen vorgebbaren Unterspannungsschwellenwert abfällt. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung 140 weiterhin ausbildet, eine Überspannung zu erkennen, wenn die ihr zugeführte umgesetzte Eingangsspannung des Spannungsreglers über einen vorgebbaren Überspannungsschwellenwert steigt.The input voltage U E divided by the voltage divider 151, 152 and 153 is subsequently forwarded by the voltage divider 150 to the control device 140. According to the invention, the control device 140 is designed to monitor this converted input voltage of the voltage regulator device 120 supplied to it and to detect a breakdown of this input voltage when it falls below a predefinable undervoltage threshold value. Preferably, the control device 140 is further configured to detect an overvoltage when the converted input voltage of the voltage regulator supplied to it rises above a predefinable overvoltage threshold value.

Die Steuereinrichtung 140 ist jedoch nicht nur ausgebildet, eine Unter- oder eine Überspannung zu erkennen, sondern gegebenenfalls auch ausgebildet, geeignete Maßnahmen einzuleiten, die eine Fortpflanzung beziehungsweise Übertragung von festgestellten Instabilitäten der Eingangsspannung UE auf die Versorgungsspannungen am Ausgang der Spannungsreglereinrichtung 120 zu vermeiden oder, wenn sich eine Auswirkung dieser Instabilität auf die Versorgungsspannungen nicht vermeiden lässt, eine eventuell daraus resultierende Beschädigung der einzelnen Verbraucher zu vermeiden. Derartige von der Steuereinrichtung 140 einzuleitende Maßnahmen sind in Tabelle 1 beispielhaft dargestellt. Eingangsspannung UE Steuereinrichtung Erster Verbraucher A Zweiter Verbraucher B > Überspannungsschwellenwert Volle Funktion Beschädigungsgefahr Volle Funktion Bereich: U_Normal Volle Funktion Volle Funktion Volle Funktion < erster Unterspannungsschwellenwert Volle Funktion Keine Funktion erforderlich Keine Funktion erforderlich < Zweiter Unterspannungsschwellenwert Kein Reset und somit kein Datenverlust für Zeit T Keine Funktion erforderlich Keine Funktion erforderlich However, the control device 140 is not only designed to detect a low or an overvoltage, but optionally also formed suitable measures to initiate the propagation or transmission of detected instabilities of the input voltage U E to avoid the supply voltages at the output of the voltage regulator device 120 or, if an effect of this instability on the supply voltages can not be avoided, to avoid any resulting damage to the individual consumers. Such measures to be initiated by the control device 140 are shown by way of example in Table 1. Input voltage U E control device First consumer A Second consumer B > Overvoltage threshold Full Function risk of damage Full Function Range: U_Normal Full Function Full Function Full Function <first undervoltage threshold Full Function No function required No function required <Second undervoltage threshold No reset and thus no data loss for time T No function required No function required

Wie aus Tabelle 1 zu erkennen ist, ist die Steuereinrichtung ausgebildet, bei Erkennen einer Überspannung einzelne Verbraucher, beispielsweise Verbraucher A, abzuschalten, wenn die Eingangsspannung UE den vorgebbaren Überspannungsschwellenwert übersteigt, wobei dieser Überspannungsschwellenwert für die einzelnen Verbraucher individuell vorgebbar ist. Während Verbraucher A bei Überschreiten eines ersten Überspannungsschwellenwertes bereits eine Beschädigung droht, ist ein Erreichen dieses Schwellenwertes beispielsweise für einen Verbraucher B möglicherweise noch völlig ungefährlich; er kann dann unter Beibehaltung seiner vollen Funktionsfähigkeit an die Versorgungsspannung angeschlossen bleiben.As can be seen from Table 1, the control device is designed to disconnect individual consumers, for example consumer A, when an overvoltage is detected, when the input voltage U E exceeds the predefinable overvoltage threshold value, wherein this overvoltage threshold value can be individually predetermined for the individual consumers. While consumer A already threatens damage when a first overvoltage threshold is exceeded, reaching this threshold, for example for a consumer B, may still be completely harmless; he can then remain connected while maintaining its full functionality to the supply voltage.

Solange die der Steuereinrichtung 140 zugeführte umgesetzte Eingangsspannung UE weder den Überspannungsschwellenwert übersteigt noch einen Unterspannungsschwellenwert unterschreitet, liegt ein normaler Betriebszustand vor, bei dem die Steuereinrichtung 140 keine Veranlassung hat, weder einen der Verbraucher A, B in einen Energiespar-Modus zu versetzen oder abzuschalten noch sich selber in einen Energiespar-Modus zu versetzen; das heißt, sowohl bei allen Verbrauchern, wie auch bei der Steuereinrichtung 140 bleibt die volle Funktionsfähigkeit erhalten oder sie wird wieder hergestellt.As long as the converted input voltage U E supplied to the control device 140 neither exceeds the overvoltage threshold nor undershoots an undervoltage threshold, there is a normal operating state in which the control device 140 has no reason not to put or shut down one of the consumers A, B into a power-saving mode to put itself in a power-saving mode; that is, both at all consumers, as well as at the controller 140 remains get the full functionality or it will be restored.

Erst wenn die der Steuereinrichtung 140 zugeführte umgesetzte Eingangsspannung einen ersten Unterspannungsschwellenwert unterschreitet, leitet die Steuereinrichtung 140 geeignete Maßnahmen ein, um die Last am Ausgang der Spannungsreglereinrichtung 120 zu verringern. Eine solche Verringerung der Last kann gemäß Tabelle 1 vorzugsweise darin bestehen, dass einzelne oder alle Verbraucher A, B zunächst in einen Energiesparmodus versetzt werden. Dies geschieht vorzugsweise bei denjenigen Verbrauchern, deren Funktion aktuell - bei gegebener Spannung - oder in naher Zukunft nicht erforderlich ist. Solange nur ein erster, nicht jedoch ein zweiter Unterspannungsschwellenwert, der kleiner als der erste Unterspannungsschwellenwert ist, nicht unterschritten wird, bleibt die Steuereinrichtung 140 voll funktionsfähig.Only when the converted input voltage supplied to the control device 140 falls below a first undervoltage threshold, the control device 140 initiates suitable measures to reduce the load at the output of the voltage regulator device 120. According to Table 1, such a reduction of the load may preferably be that individual or all consumers A, B are initially placed in a power-saving mode. This is preferably done by those consumers whose function is currently - for a given voltage - or in the near future is not required. As long as only a first, but not a second undervoltage threshold, which is smaller than the first undervoltage threshold, is not undershot, the control device 140 remains fully functional.

Erst wenn auch der zweite Unterspannungsschwellenwert unterschritten wird, werden Maßnahmen für eine weitere Verringerung der Last der Spannungsreglereinrichtung 120 von der Steuereinrichtung 140 veranlasst. Es ist dann insbesondere vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 140 zunächst einzelne, gegebenenfalls jedoch alle Verbraucher A, B abschaltet. Auch das Abschalten erfolgt vorzugsweise gemäß einer vorgebbaren Reihenfolge, welche auf Basis einer zuvor durchgeführten Bedarfsanalyse vorgibt, auf welche der Verbraucher momentan bei diesen Eingangsspannungen verzichtet werden kann.Only when the second undervoltage threshold value is undershot are measures for a further reduction in the load of the voltage regulator device 120 initiated by the control device 140. It is then provided, in particular, that the control device 140 initially switches off individual but possibly all consumers A, B. The shutdown is preferably carried out according to a predeterminable order, which predetermines on the basis of a previously performed needs analysis on which the consumer can be dispensed with at these input voltages.

Vorzugsweise wird erst dann, wenn bereits alle Verbraucher abgeschaltet sind, quasi als letzte mögliche präventive Maßnahme, die Steuereinrichtung 140 selber in einen Energiesparmodus versetzt. Wenn die Steuereinrichtung 140 wie üblich als Mikrocontroller ausgebildet ist, verfügt sie in der Regel auch über einen solchen Energiesparmodus.Preferably, only when all consumers have already been switched off, as a last-resort preventive measure, is the control device 140 itself put into an energy-saving mode. If the control device 140 is designed as usual as a microcontroller, it usually also has such a power saving mode.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass alle Schwellenwerte vorzugsweise für die einzelnen Verbraucher, aber auch für die Steuereinrichtung 140 individuell vorgebbar sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen bei Unter- oder Überschreiten eines Schwellenwertes von der Steuereinrichtung 140 eingeleiteten Maßnahmen beziehungsweise auszulösenden Ereignisse erst dann tatsächlich ausgelöst werden, wenn eine den einzelnen Schwellenwerten individuell zuordenbare Zeitdauer abgelaufen ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein Verbraucher oder gar die Steuereinrichtung selber nicht in einen Energiesparmodus versetzt beziehungsweise abgeschaltet wird, wenn die Eingangsspannung UE nicht tatsächlich für längere Zeit eingebrochen ist oder den Überspannungsschwellenwert übersteigt, sondern lediglich einen kurzen Störimpuls aufweist.It should be mentioned at this point that all threshold values can be predetermined individually, preferably for the individual consumers, but also for the control device 140. Furthermore, it is advantageous if the individual measures or events to be initiated by the control device 140 when the threshold value is below or above a threshold value are not actually triggered until a time period that can be individually assigned to the individual threshold values has expired. In this way it is ensured that a consumer or even the control device itself is not put into an energy-saving mode or switched off when the input voltage U E has not actually broken down for a long time or Overvoltage threshold exceeds, but only has a short glitch.

Die Steuereinrichtung 140 ist jedoch nicht nur dazu ausgebildet, die einzelnen Verbraucher oder gar sich selber in einen Energiesparmodus zu versetzen oder abzuschalten, sondern sie ist auch für eine Reaktivierung der Verbraucher und von sich selber verantwortlich, wenn die Instabilitäten der Eingangsspannung UE nicht mehr gegeben sind. Konkret bedeutet dies, dass die Steuereinrichtung 140 ausgebildet ist, einen Verbraucher, den sie zuvor in den Energiesparmodus versetzt hat, wieder in den normalen Betriebsmodus hochzufahren, wenn die Eingangsspannung UE des Spannungsreglers einen für diesen Verbraucher individuell vorgebbaren Eingangsspannungsschwellenwert übersteigt. Dieser vorgebbare Eingangsspannungsschwellenwert braucht nicht identisch zu sein mit dem ersten Unterspannungsschwellenwert, bei dem der Verbraucher in den Energiesparmodus versetzt wurde; vielmehr kann hier eine sogenannte Schalthysterese vorgesehen sein. Entsprechendes gilt für ein Hochfahren der Verbraucher, nachdem diese zuvor abgeschaltet worden sind. Dabei ist zu erwähnen, dass die Verbraucher nach ihrer Abschaltung nicht zwangsläufig sofort wieder in den normalen Betriebsmodus, das heißt auf ihre volle Funktionsfähigkeit hochgefahren werden müssen, sondern vielmehr können sie auch gegebenenfalls zunächst in einen Energiesparmodus versetzt werden.However, the control device 140 is not only designed to put the individual consumers or even themselves in a power saving mode or off, but it is also responsible for a reactivation of the consumer and of itself if the instabilities of the input voltage U E is no longer present are. Specifically, this means that the control device 140 is designed to start up a consumer that it has previously put into the energy-saving mode back into the normal operating mode if the input voltage U E of the voltage regulator exceeds an input voltage threshold that can be individually predetermined for this load. This predefinable input voltage threshold need not be identical to the first undervoltage threshold at which the load has been placed in the energy-saving mode; rather, a so-called switching hysteresis can be provided here. The same applies to a startup of consumers after they have been switched off beforehand. It should be noted that the consumers after their shutdown does not necessarily have to be immediately raised back to the normal operating mode, that is, to their full functionality, but Rather, they may also initially be placed in a power saving mode.

Bevor jedoch irgendein Verbraucher in einen höheren Betriebszustand mit mehr Energieverbrauch versetzt wird, wird zunächst die Steuereinrichtung 140 selber in ihren normalen Betriebsmodus hochgefahren, wenn sie zuvor aus Energiespargründen in ihren Energiesparmodus versetzt worden war.However, before any consumer is placed in a higher operating state with more energy consumption, first the control device 140 is itself started up in its normal operating mode, when it had previously been put into its energy-saving mode for energy-saving reasons.

Für dieses Hochfahren der Steuereinrichtung 140 sind im Folgenden zwei grundsätzliche Möglichkeiten dargestellt:For this start-up of the control device 140, two basic possibilities are shown below:

Eine erste Möglichkeit besteht darin, dass der auf der Steuereinrichtung 140 implementierte Energiesparmodus selber eine Weckfunktion vorsieht, die beispielsweise so ausgestaltet sein kann, dass die Steuereinrichtung 140 ihren Energiesparmodus automatisch selber in bestimmten Zeitabständen unterbricht und dann von sich aus kurzzeitig in ihren normalen Betriebsmodus zurückkehrt, um festzustellen, ob die Bedingung für den Energiesparmodus noch besteht. Das heißt, bei der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinrichtung 140 dann von sich aus überprüfen, ob die Eingangsspannung UE insbesondere noch den zweiten Unterspannungsschwellenwert unterschreitet. Wenn dies noch der Fall ist, kehrt die Steuereinrichtung 140 automatisch wieder in den Energiesparmodus zurück. Sollte dies jedoch nicht mehr der Fall sein, kehrt die Steuereinrichtung 140 dauerhaft automatisch wieder in ihren normalen Betriebszustand zurück.A first possibility is that the energy-saving mode implemented on the control device 140 itself provides a wake-up function which can be configured, for example, such that the control device 140 automatically interrupts its energy-saving mode at specific time intervals and then returns spontaneously to its normal operating mode, to determine if the condition for the energy saving mode still exists. That is, in the present invention, the controller 140 can then check on its own whether the input voltage U E in particular still falls below the second undervoltage threshold. If this is still the case, the controller returns 140 automatically returns to the energy-saving mode. However, should this no longer be the case, the controller 140 will automatically return to its normal operating state permanently.

Eine zweite Möglichkeit für das Aufwecken der Steuereinrichtung 140 aus ihrem Energiesparmodus ist in Figur 2 dargestellt. Dort ist zu erkennen, dass die dort gezeigte Spannungsteilereinrichtung 150 einen zweiten Spannungsteiler bestehend aus den in Reihe geschalteten Widerständen 155 und 156 aufweist. Wenn an dem zwischen diesen beiden Widerständen gelegenen Knotenpunkt 158 eine Spannung abfällt, die größer als ein vorgebbarer Schwellenwert ist, so führt dies bei der Steuereinrichtung 140, die diese Spannung empfängt, zur Auslösung eines Interrupts, welcher die Steuereinrichtung 140 aus dem Energiesparmodus erweckt und in ihren normalen Betriebszustand überführt. Damit dieser Interrupt nicht unerwünschterweise durch Störimpulse auf der Eingangsspannung UE ausgelöst wird, ist dem Widerstand 156 ein Kondensator 157 parallel geschaltet, welcher sicherstellt, dass derartige Störimpulse aus dem an die Steuereinrichtung 140 weitergeleiteten Interruptsignal herausgefiltert werden beziehungsweise dass dieses Signal nur zeitverzögert an die Steuereinrichtung 140 weitergeleitet wird.A second possibility for waking up the control device 140 from its energy saving mode is in FIG. 2 shown. There, it can be seen that the voltage divider device 150 shown there has a second voltage divider consisting of the series-connected resistors 155 and 156. If, at the node 158 located between these two resistors, a voltage which is greater than a predefinable threshold value drops, this leads to the control device 140 receiving this voltage for triggering an interrupt, which the control unit 140 awakens from the energy-saving mode their normal operating condition. In order that this interrupt is not undesirably triggered by interference pulses on the input voltage U E , a capacitor 157 is connected in parallel to the resistor 156, which ensures that such interference pulses are filtered out of the interrupt signal forwarded to the control device 140 or if this signal is only delayed in time to the control device 140 is forwarded.

Wird für die Weckfunktion eine genaue Schaltschwelle benötigt, so kann deren Pegel mit Hilfe eines Komparators aufbereitet werden. Eine solche Funktion wird von einzelnen bekannten Spannungsreglern zur Verfügung gestellt.If an exact switching threshold is required for the alarm function, its level can be processed with the aid of a comparator. Such a function is provided by individual known voltage regulators.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Spannungsteilereinrichtung 150. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel; gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Gegenüber dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Spannungsteiler jedoch noch einen Schalter 159 auf, der über ein Steuersignal von der Steuereinrichtung 140 geöffnet und geschlossen werden kann. Für den Betrieb des beanspruchten Verfahrens und der beanspruchten Spannungsversorgungsvorrichtung 100 ist der Schalter 159 zu schließen. Wenn jedoch das Gesamtsystem mit allen Verbrauchern ausgeschaltet werden soll, das heißt insbesondere wenn beim Einbau dieses Systems in ein Kraftfahrzeug das Kraftfahrzeug abgestellt wird, ist es vorteilhaft, diesen Schalter 159 durch das Steuergerät zu öffnen, damit in diesem Zustand keine Ströme durch die Spannungsteilereinrichtung 150 fließen und auf diese Weise unnötig Energie verbraucht. Dieser Schalter 159 ist natürlich entbehrlich, wenn das System bei abgestelltem Fahrzeug nicht mit elektrischer Energie versorgt wird. FIG. 3 shows a further embodiment of the voltage divider 150 according to the invention. This embodiment substantially corresponds to the in FIG. 2 embodiment shown; identical components are designated by the same reference numerals. Opposite the in FIG. 2 However, the voltage divider still has a switch 159, which can be opened and closed by the control device 140 via a control signal. For operation of the claimed method and claimed power supply apparatus 100, the switch 159 is to be closed. However, if the entire system with all consumers to be turned off, that is, in particular when the installation of this system in a motor vehicle, the motor vehicle is turned off, it is advantageous to open this switch 159 through the controller, so that in this state, no currents through the voltage divider 150th flow and unnecessarily consume energy in this way. This switch 159 is of course unnecessary if the system is not supplied with electrical energy when the vehicle is turned off.

Die Anwendung des beanspruchten Verfahrens und der beanspruchten Spannungsversorgungsvorrichtung empfiehlt sich insbesondere erst dann, wenn andere Maßnahmen zur Energieeinsparung bei den Verbrauchern im Kraftfahrzeug und bei der Steuereinrichtung vorgenommen worden sind. Derartige Maßnahmen können zum Beispiel die Verwendung von Bauteilen mit besonders geringer Stromaufnahme oder aber das Heruntersetzen der Reset-Schwelle für die Steuereinrichtung 140 sein. Auch sollten grundsätzlich die Pufferkapazitäten in der Spannungsreglereinrichtung 120 und der Steuereinrichtung 140 so groß gewählt werden, wie dies vom verfügbaren Volumen her möglich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Spannungsversorgungsvorrichtung brauchen erst dann eingesetzt zu werden, wenn das verfügbare Bauvolumen nicht ausreicht, um ausreichend große Kapazitäten in der Spannungsreglereinrichtung 150 oder in der Steuereinrichtung 140 vorzusehen. Insbesondere dann empfiehlt es sich, die noch fehlende Pufferwirkung, die von den verwendeten Kapazitäten nicht geleistet werden kann, durch das erfindungsgemäße Verfahren quasi zu ersetzen. Als Eingangskapazitäten zur Pufferung werden vorzugsweise sogenannte Surface Mounted Device SMD-Kapazitäten oder bedrahtete Kapazitäten verwendet.The application of the claimed method and the claimed power supply device is particularly recommended only when other measures have been taken to save energy in consumers in the motor vehicle and the control device. Such measures may be, for example, the use of components with a particularly low power consumption or lowering the reset threshold for the control device 140. Also, in principle, the buffer capacities in the voltage regulator device 120 and the control device 140 should be selected to be as large as possible from the available volume. The method according to the invention and the power supply device according to the invention need not be used until the available construction volume is insufficient to provide sufficiently large capacitances in the voltage regulator device 150 or in the control device 140. In particular, it is advisable to replace the still missing buffer effect, which can not be done by the capacities used, quasi by the inventive method. As input capacitances for buffering are preferably So-called surface mounted device SMD capacities or wired capacities used.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Stabilisierung einer Versorgungsspannung für mindestens einen elektrischen Verbraucher, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, kann sowohl in Form einer elektronischen Hardwareschaltung wie auch in Form eines Softwareprogramms realisiert werden. Bei Realisierung in Form eines Softwareprogramms muss dann eine Abfolge von Befehlen vorhanden sein, wobei die Befehle dann die einzelnen Verfahrensschritte durchführen. Je nach Art der Realisierung ist dann in der Steuereinrichtung 140 entweder die Hardwareschaltung oder das Softwareprogramm oder eine Kombination von beidem vorhanden, um das Verfahren auszuführen. Das Softwareprogramm kann gegebenenfalls zusammen mit weiteren Softwareprogrammen zur Steuerung und/oder Regelung der Verbraucher A, B auf einem Datenträger abgespeichert sein. Bei dem Datenträger kann es sich um eine Diskette, eine Compact Disk (sogenannte CD), einen sogenannten Flash Memory oder dergleichen handeln. Die auf dem Datenträger abgespeicherte Software kann dann als Produkt an einen Kunden verkauft werden. Außerdem ist es im Falle einer Softwarerealisierung möglich, dass das Softwareprogramm gegebenenfalls zusammen mit weiteren Softwareprogrammen zur Ansteuerung der Verbraucher A, B - ohne die Zuhilfenahme eines elektronischen Speichermediums - über ein elektronisches Kommunikationsnetzwerk, insbesondere das Internet, als Produkt an einen Kunden übertragen und auf diese Weise verkauft wird.The inventive method for stabilizing a supply voltage for at least one electrical load, in particular in a motor vehicle, can be realized both in the form of an electronic hardware circuit as well as in the form of a software program. When implemented in the form of a software program, a sequence of commands must then be present, with the commands then carrying out the individual method steps. Depending on the nature of the implementation, either the hardware circuit or the software program or a combination of both is present in the control device 140 in order to carry out the method. The software program may optionally be stored together with other software programs for controlling and / or regulating the loads A, B on a data carrier. The data carrier can be a floppy disk, a compact disk (so-called CD), a so-called flash memory or the like. The software stored on the data carrier can then be sold as a product to a customer. In addition, in the case of a software implementation, it is possible that the software program, if appropriate together with other software programs for controlling the consumers A, B - without the aid of an electronic storage medium - transmitted via an electronic communication network, in particular the Internet, as a product to a customer and sold in this way.

Claims (15)

  1. Method for stabilizing a supply voltage for a plurality of electronic consumers (A, B), in particular in a motor vehicle, wherein the supply voltage is made available by a voltage controller apparatus (120) which derives the supply voltage from an input voltage (UE) which is fed thereto, having the following steps:
    a) monitoring the value of the input voltage (UE) of the voltage controller apparatus (120) and detecting a drop in the input voltage (UE) if the latter falls below a predefinable undervoltage threshold value and/or detecting an overvoltage if the input voltage (UE) rises above a predefinable overvoltage threshold value; and
    b1) placing individual electronic consumers (A, B) in an energy saving mode or switching off individual electronic consumers (A, B) if the drop in the input voltage (UE) of the input controller apparatus (120) is detected; or
    b2) switching off individual electronic consumers (A, B) if the overvoltage is detected; characterized by :
    assigning a rank within a sequence for at least individual consumers which are connected to the voltage controller apparatus (120), wherein the individual consumers are powered up from the energy saving mode according to the sequence, or are powered up into their normal operating state after they have been switched off or are firstly powered up into the energy saving mode after they have been switched off after the input voltage (UE) exceeds an input voltage threshold value which can be predefined individually for the individual consumers.
  2. Method according to Claim 1, characterized by:
    placing the at least one electronic consumer in an energy saving mode if the input voltage (UE) of the voltage controller apparatus (120) undershoots a first undervoltage threshold value which can be predefined individually for each individual consumer (A, B).
  3. Method according to Claim 1 or 2, characterized by: switching off the at least one electronic consumer if the input voltage (UE) of the voltage controller apparatus (120) undershoots a second predefinable undervoltage threshold value which is preferably lower than the first undervoltage threshold value and which can be predefined individually for each individual electronic consumer.
  4. Method according to one of Claims 2 or 3, characterized in that at least individual consumers in the system are assigned a rank within a first sequence, according to which sequence the individual consumers (A, B) are placed in the energy saving mode or switched off after a drop in the input voltage (UE) of the voltage controller apparatus (120) has been detected.
  5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the at least one consumer has been previously placed in the energy saving mode, said consumer is powered up again into a normal operating mode if the input voltage of the voltage controller apparatus (120) exceeds an input voltage threshold value which can be predefined individually for the consumer.
  6. Method according to one of Claims 1-3, characterized in that after the at least one consumer has been previously switched off, said consumer is either powered up into the energy saving mode or into a normal operating mode if the input voltage (UE) of the voltage controller apparatus (120) exceeds an input voltage threshold value which can be predefined individually for the consumer.
  7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the individual measures which are to be initiated by the control apparatus (140) when a threshold value is undershot or exceeded are not actually activated until a time period which can be assigned individually to the individual threshold values has expired.
  8. Software program for a control apparatus (140), preferably in a motor vehicle, having program code which is suitable for carrying out the method according to one of the preceding Claims 1-7 when said code is executed on a computer or a microcontroller.
  9. Software program according to Claim 8, wherein the program code is stored on a data carrier.
  10. Voltage supply apparatus (100) for making available a stabilized supply voltage for a plurality of electronic consumers (A, B) in a system (130), in particular in a motor vehicle, comprising:
    - a voltage controller apparatus (120) which is connected to a voltage source (110) and is fed an input voltage (UE) by said voltage source (110) in order to make available a supply voltage (UA, UB) for the electronic consumer;
    - a control apparatus (140) for monitoring the value of the input voltage (UE) for the voltage controller apparatus (120) and for detecting the drop in the input voltage (EE) if the latter falls below a predefinable undervoltage threshold value and/or detecting an overvoltage if the input voltage (UE) rises above a predefinable overvoltage threshold value, and for placing individual electronic consumers (A, B) in an energy saving mode or for switching off individual electronic consumers (A, B) if the drop in the input voltage (UE) of the voltage controller is detected, or for switching off individual electronic consumers (A, B) if the overvoltage is detected,
    characterized in that the control apparatus (140) is designed to assign a rank within a sequence for at least individual consumers which are connected to the voltage controller apparatus (120), and to power up the individual consumers from the energy saving mode according to the sequence or to power up the individual consumers into their normal operating state after they have been switched off or firstly to power them up into the energy saving mode after they have been switched off after the input voltage (UE) exceeds an input voltage threshold value which can be predefined individually for the individual consumers.
  11. Voltage supply apparatus (100) according to Claim 10, characterized in that the control apparatus (140) is designed to carry out the method steps according to Claims 2-7.
  12. Voltage supply apparatus (100) according to Claim 10 or 11, characterized by a voltage divider apparatus (150) for detecting the input voltage (UE) of the voltage controller apparatus (120) and for passing on the input voltage (UE) to the control apparatus (140) after conversion into voltage levels which can be processed by the control apparatus.
  13. Voltage supply apparatus (100) according to Claim 12, characterized in that the voltage divider apparatus (150) is designed not to pass on an input voltage (UE) of the voltage controller apparatus (120) which has dropped to the control apparatus (140) until after a predefinable delay.
  14. Voltage supply apparatus according to one of Claims 10-13, characterized in that the control apparatus (140) can be placed in an energy saving mode.
  15. Voltage supply apparatus (100) according to Claim 14, characterized in that the voltage divider apparatus (150) is designed to output an interrupt command to the control apparatus (140) so that the latter powers up again out of an energy saving mode, in which it was previously placed, into the normal operating mode if the input voltage (UE) at the voltage controller apparatus (120) exceeds a predefinable activation threshold voltage.
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