EP1759449A2 - Schaltregler - Google Patents

Schaltregler

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Publication number
EP1759449A2
EP1759449A2 EP05762880A EP05762880A EP1759449A2 EP 1759449 A2 EP1759449 A2 EP 1759449A2 EP 05762880 A EP05762880 A EP 05762880A EP 05762880 A EP05762880 A EP 05762880A EP 1759449 A2 EP1759449 A2 EP 1759449A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
signal
output
switching regulator
terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05762880A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmuth Orlogi
Reinhart Weber
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.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1759449A2 publication Critical patent/EP1759449A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • 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
    • G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/40—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators

Definitions

  • the invention relates to a switching regulator (1) designed as a fixed-voltage regulator with a voltage divider (40) to which a voltage signal applied to the regulator output (2) can be supplied via a first terminal (V) to a driver circuit (35, 31) ) to supply an output signal of the voltage divider (40) as a controlled variable, which is evaluated with a reference voltage (Vref).
  • Switching regulators are used e.g. used in the automotive sector for driving and triggering a personal protection system, such as an airbag. They are often in the form of an integrated circuit provided with a housing as a so-called ASIC (Application Specific Integrated Circuit), wherein, as a rule, at least the energy storage elements of the switching regulator are designed as external components for reasons of cost.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the energy storage elements and the ASIC are spielnem plate for the preparation of the required electrical connections on a suitably designed Leiter ⁇ arranged.
  • Switching regulators can be both an up-converter and a down-converter.
  • the switching regulator 1 shown in the figure has a circuit arrangement 30 whose components are arranged in an integrated circuit - the above-mentioned ASIC - and are connected to external components of the switching regulator 1 (reference numeral 10).
  • the switching regulator 1 is designed as a step-down converter and has a diode 11 connected between a node 3 and a reference potential.
  • the diode 11 could, contrary to the graphic representation, also be embodied as an integrated component in the ASIC.
  • a coil 12 is connected in series between the node 3 and the controller output 2.
  • the node 3 is connected to an output terminal Sout of the circuit arrangement 30.
  • an output driver 31 of the circuit arrangement is connected, which in the simplest case is a controllable semiconductor switch.
  • the output driver 31 is driven by an operational amplifier circuit 35, which is acted on the input side at an input 37 with a reference signal and a Ein ⁇ gang 38 with a control signal.
  • the control signal is obtained from the voltage applied to the regulator output 2 and supplied to the circuit arrangement 30 via an internal voltage divider 40 connected to a first terminal V.
  • a center tap 43 of the voltage divider consisting of two serially connected resistors 41, 42 is connected to the input 38.
  • a circuit arrangement is provided which enables the output of only one IF voltage at the controller output 2. Since different consumers which can be connected to the controller output 2 operate with different rated voltages, a possibility is provided in the circuit arrangement 30 which makes it possible to obtain a different, freely adjustable nominal voltage at the controller output.
  • the circuit arrangement 30 has a second terminal FB, which can be connected to a further, external voltage divider 20.
  • the voltage divider 20 is connected between the controller output 2 and the reference potential connection.
  • the second connection FB is connected to the central attack 23 of, for example, two serial connections. connected resistors 21, 22 existing voltage divider 20 connected.
  • a switching means 47 upon application of a signal to a terminal SEL, either the internal voltage divider 40 or the external voltage divider 20 can be connected to the operational amplifier circuit 35.
  • the switching means 47 has, for this purpose, two switching elements 44, 45, each of which has its one terminal connected to the input 38 of the operational amplifier circuit 35 and its other input respectively to the center tap 43 and 23 of the internal or external voltage divider 40 and 20 are connected.
  • the switches are controlled by applying a signal to the terminal SEL, wherein the switching element 45 is supplied with a signal (inverter 46) inverted to the signal SEL present at the terminal SEL.
  • the circuit arrangement 30 furthermore has a voltage monitoring circuit 39, which is connected between the terminal V and the control input 32 of the output driver 31.
  • the voltage monitoring circuit monitors the voltage applied to the controller output 2 and switches off the output driver if the controller output voltage is too high in order to prevent a malfunction of the consumer connected to the controller output.
  • the voltage monitoring circuit 39 has a comparator circuit for this purpose, the comparator being supplied with the regulator output voltage on the one hand and a reference voltage Vref on the other hand.
  • the circuit arrangement 30 is present as an ASIC in the form of an integrated circuit arranged in a housing.
  • the module When connecting the module to a printed circuit board, it is also possible for faulty connections to occur, so that the correct function of the switching regulator 1 is not ensured. If, due to a faulty connection, the first connection V is not acted upon by the voltage present at the controller output 2, the control loop formed by the internal voltage divider 40 can not work. A value of 0 volts would be present at the input 38 of the operational amplifier circuit, so that the operational amplifier circuit 35 controls the output driver 31 in such a way that it generates an ever higher voltage at the controller output 2. Since the voltage monitoring circuit 39 also requires the voltage applied to the regulator output 2 as an input signal, it can not prevent the voltage increase due to the faulty connection, which can lead to the above-described malfunction of the consumer.
  • the object of the present invention is to provide a switching regulator of the type described above, which reliably prevents a malfunction of the switching regulator with unpredictable effects on a consumer connected to it.
  • the switching regulator has a monitoring means which acts on the driver circuit as a new controlled variable as a function of the voltage signal applied to the first terminal with a voltage signal lying above the reference voltage.
  • the monitoring means is capable of applying a changed control signal to the driver circuit, bypassing the internal voltage divider, which due to its voltage value leads directly to a shutdown of the regulator.
  • the desired functionality can be realized particularly simply by supplying the driver circuit as a new control variable directly with the voltage signal applied to the controller output.
  • a controllable switching means is provided which is adapted to selectively supply the driver circuit with the output signal of the internal voltage divider or a signal at a second terminal of the circuit arrangement.
  • the second terminal is connected directly to the regulator output in order to be able to supply the signal present at the regulator output in the event of an interruption at the first terminal of the driver circuit.
  • the monitoring means has a comparison means to which the voltages applied to the first and second terminals can be supplied as input variables.
  • the monitoring means may in the simplest case be a comparator circuit.
  • the output signal of the comparison means is used as a control signal for the switching means. As a result, an automatic switching is effected in the event of a power interruption at the first terminal.
  • the switching means can be controlled by a signal which is independent of the signal applied to the controller output, so that a signal applied to the second terminal of the circuit arrangement can be fed to the driver circuit.
  • the monitoring circuit has a logic gate which combines the output signal supplied by the comparison means and the control signal with one another.
  • the driver circuit has an operational amplifier circuit and an output driver for driving a buck converter, wherein a voltage monitoring circuit is connected between its node and the first terminal.
  • Fig. 2 is an inventively designed switching regulator.
  • FIG. 2 shows the circuit arrangement 30 of a switching regulator 1 according to the invention which has been modified in comparison with the prior art.
  • the mode of operation and the construction of the switching regulator 1 and in particular of the circuit arrangement 30 correspond to the embodiment of the prior art described in connection with FIG. A further detailed description and explanation of the mode of operation will therefore be omitted here.
  • the circuit arrangement 30 has a monitoring means 50. This is connected with its output 54 to the switching means 47.
  • the monitoring means 50 has two inputs 52, 53, of which the input 52 is connected to the first terminal V and the second input 53 is connected to the second terminal FB.
  • the second connection FB has a direct connection to the controller output 2 of the switching regulator 1.
  • the further present connection SEL which is also present in the generic circuit arrangement in FIG. 1, is connected to the monitoring means 50 in the invention.
  • the monitoring means 50 has a comparison means 51 to which the signals applied to the inputs 52, 53 signals are supplied.
  • the comparison means 51 is in the simplest case a comparator circuit. In this case, a window comparator or a current mirror with a MOS diode connected in series can be used.
  • the object of the comparison means 51 is to check whether a higher voltage is applied to the second terminal FB than to the first terminal V. Upon detection of this situation, this indicates an interruption in the control loop extending via the first connection V.
  • the first control loop is formed by the internal voltage divider 40 acted upon by the voltage applied to the regulator output 2.
  • the switch 45 of the switching means 47 is closed in normal operation, so that the control loop is formed by the internal voltage conductor.
  • the detection of a voltage interruption at the first input V leads to an output signal of the comparison means 51, which is supplied to an OR gate 55.
  • the OR gate 55 has its output side (output 58) connected to the output 54 of the monitoring means.
  • a signal present at the output 54 causes the switching means 47 to effect a changeover from the interrupted internal control loop (via the first connection V) to a further control loop, which takes place via the second connection FB.
  • the switch 44 of the switching means 47 is closed while the switch 45 the switching means 47 is opened.
  • the voltage signal of the regulator output 2 applied to the second terminal FB can be supplied directly to the input 38 of the operational amplifier circuit 35 as a new controlled variable.
  • the circuit arrangement 30 it is also possible to operate the circuit arrangement 30 according to the invention, in the manner described in FIG. 1, with an external voltage divider.
  • the connection of the external voltage divider takes place in the manner shown in FIG. 1, so that its center tap is connected to the second connection.
  • the switching means 47 By applying a control signal to the terminal SEL, the switching means 47 is caused to disable the internal control circuit via the internal voltage divider 40 by opening the switch 45 and to activate the exter ⁇ NEN control circuit with the external voltage divider by closing the switch 44.
  • the second terminal FB is thus used to connect a redun- dant feedback signal, wherein by comparing the voltages at the first terminal V and the second terminal FB a criterion is provided, which is a Unter ⁇ refraction of the internal control loop, in As a rule, a pinch-off in the connection of the ASIC to a printed circuit board, be ⁇ true.
  • a criterion is provided, which is a Unter ⁇ refraction of the internal control loop, in As a rule, a pinch-off in the connection of the ASIC to a printed circuit board, be ⁇ true.
  • the operational amplifier circuit is supplied with the output voltage of the regulator output, whereby a relatively high voltage is applied thereto and the regulator itself switches off. This could be signaled to a user, for example, by a control light.
  • a pin break at the first terminal V using an external divider or the redundant control loop poses no problem, since the operational amplifier circuit is supplied via a voltage applied to the second terminal FB, whereby a correct regulation is possible.
  • the comparator circuit used in the monitoring means can be formed for example by a diode threshold as a sensor.

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Abstract

Es wird ein als Festspannungsregler ausgebildeter Schaltregler (1) mit einem Spannungsteiler (40) beschrieben, dem ein am Reglerausgang (2) anliegendes Spannungssignal über einen ersten Anschluss (V) zuführbar ist, um einer Treiberschaltung (35,31) ein Ausgangssignal des Spannungsteilers (40) als Regelgröße zuzuführen, das mit einer Referenzspannung (Vref) bewertet wird. Dabei weist die Schaltungsanordnung (30) ein Überwachungsmittel (50) auf, das die Treiberschaltung (35,31) in Abhängigkeit des am ersten Anschluss (V) anliegenden Spannungssignals mit einem über der Referenzspannung (Vref) liegenden Spannungssignal als neue Regelgröße beaufschlagt.

Description

Sehaltregier
Die Erfindung betrifft einen als Festspannungsregler ausge¬ bildeten Schaltregler (1) mit einem Spannungsteiler (40), dem ein am Reglerausgang (2) anliegendes SpannungsSignal über ei¬ nen ersten Anschluss (V) zuführbar ist, um einer Treiber¬ schaltung (35,31) ein AusgangsSignal des Spannungsteilers (40) als Regelgröße zuzuführen, das mit einer Referenzspan¬ nung (Vref) bewertet wird.
Schaltregler werden z.B. im Automobilbereich zum Ansteuern und Auslösen eines Personenschutzsystems, wie einem Airbag, eingesetzt. Sie sind häufig in Form einer mit einem Gehäuse versehenen integrierten Schaltung als so genannter ASIC (Ap¬ plication Specific Integrated Circuit) ausgebildet, wobei in der Regel zumindest die Energiespeicherelemente des Schalt¬ reglers aus Kostengründen als externe Bauelemente ausgeführt sind. Die Energiespeicherelemente und der ASIC werden bei¬ spielsweise zur Herstellung der erforderlichen elektrischen Verbindungen auf einer entsprechend ausgestalteten Leiter¬ platte angeordnet. Bei Schaltregler kann es sich sowohl um einen als Aufwärts- als auch einen Abwärtswandler handeln.
Der Aufbau eines gattungsgemäßen Schaltreglers 1 wird nach¬ folgend anhand der Fig. 1 beschrieben.
Der in der Figur dargestellte Schaltregler 1 weist eine Schaltungsanordnung 30, deren Bauteile in einer integrierten Schaltung - dem oben genannten ASIC - angeordnet sind und mit externen Bauelementen des Schaltreglers 1 verbunden sind (Be¬ zugszeichen 10) . Der Schaltregler 1 ist als Abwärtswandler ausgebildet und weist eine zwischen einem Knoten 3 und einem Bezugspotential verschaltete Diode 11 auf. Die Diode 11 könn¬ te entgegen der zeichnerischen Darstellung auch als integ¬ riertes Bauelement in dem ASIC ausgebildet sein. Zwischen ei— nem Reglerausgang 2 und dem Bezugspotential ist ein Ladungs¬ speicher 13 verschalten. Eine Spule 12 ist seriell zwischen den Knoten 3 und den Reglerausgang 2 geschalten.
Der Knoten 3 ist mit einem Ausgangsanschluss Sout der Schal— tungsanordnung 30 verbunden. Zwischen dem Ausgangsanschluss Sout und einem Versorgungspotentialanschluss Vin ist ein Aus¬ gangstreiber 31 der Schaltungsanordnung geschalten, bei dem es sich im einfachsten Fall um einen steuerbaren Halbleiter- Schalter handelt. Der Ausgangstreiber 31 wird von einer Ope¬ rationsverstärkerschaltung 35 angesteuert, die eingangsseitig an einem Eingang 37 mit einem Referenzsignal und einem Ein¬ gang 38 mit einem Regelsignal beaufschlagt wird. Das Regel— Signal wird aus der am Reglerausgang 2 anliegenden Spannung gewonnen und der Schaltungsanordnung 30 über einen mit einem ersten Anschluss V verbundenen internen Spannungsteiler 40 zugeführt. Zu diesem Zweck ist ein Mittelabgriff 43 des aus zwei seriell verschalteten Widerständen 41, 42 bestehenden Spannungsteilers mit dem Eingang 38 verbunden.
Aufgrund des fest eingestellten und nicht änderbaren Span¬ nungsverhältnisses an dem Spannungsteiler ist eine Schal¬ tungsanordnung geschaffen, die am Reglerausgang 2 die Abgabe lediglich einer Wennspannung ermöglicht. Da unterschiedliche mit dem Reglerausgang 2 verbindbare Verbraucher mit unter¬ schiedlichen Nennspannungen arbeiten, ist in der Schaltungs¬ anordnung 30 eine Möglichkeit vorgesehen, die es erlaubt, am Reglerausgang eine andere, frei einstellbare Nennspannung zu erhalten.
Zu diesem Zweck weist die Schaltungsanordnung 30 einen zwei¬ ten Anschluss FB auf, der mit einem weiteren, externen Span¬ nungsteiler 20 verbunden werden kann. Der Spannungsteiler 20 ist zwischen dem Reglerausgang 2 und dem Bezugspotentialan- Schluss verschalten. Dabei ist der zweite Anschluss FB mit dem Mittelangriff 23 des beispielhaft aus zwei seriell ver— schalteten Widerständen 21, 22 bestehenden Spannungsteilers 20 verbunden.
Durch das zusätzliche Vorsehen eines Umschaltmittels 47 kann bei Anlegen eines Signals an einen Anschluss SEL wahlweise der interne Spannungsteiler 40 oder der externe Spannungstei¬ ler 20 mit der Operationsverstärkerschaltung 35 verbunden werden. Das Umschaltmittel 47 weist zu diesem Zweck zwei Schaltelemente 44, 45 auf, die mit ihrem einen Anschluss je- weils mit dem Eingang 38 der Operationsverstärkerschaltung 35 und mit ihrem anderen Eingang jeweils mit dem Mittelabgriff 43 bzw. 23 des internen bzw. externen Spannungsteilers 40 bzw. 20 verbunden sind. Die Steuerung der Schalter erfolgt durch Anlegen eines Signals an den Anschluss SEL, wobei dem Schaltelement 45 ein zu dem am Anschluss SEL anliegenden Sig¬ nal invertiertes Signal (Inverter 46) zugeführt wird.
Die Schaltungsanordnung 30 weist darüber hinaus eine Span- nungsüberwachungsSchaltung 39 auf, welche zwischen dem An- Schluss V und dem Steuereingang 32 des Ausgangstreibers 31 verschalten ist. Die Spannungsüberwachungsschaltung 39 über¬ wacht die am Reglerausgang 2 anliegende Spannung und schaltet den Ausgangstreiber bei einer zu hohen ReglerausgangsSpannung ab, um damit eine Fehlfunktion des mit dem Reglerausgang ver- bundenen Verbrauchers zu verhindern. Die Spannungsüberwa— chungsSchaltung 39 weist zu diesem Zweck eine Komparator- schaltung auf, wobei dem Komparator einerseits die Regleraus¬ gangsspannung und andererseits eine Referenzspannung Vref zu¬ geführt werden.
Wie eingangs bereits erwähnt, liegt die Schaltungsanordnung 30 als ASIC in Form einer in einem Gehäuse angeordneten in¬ tegrierten Schaltung vor. Bei der Verbindung des Bausteines mit einer Leiterplatte können dabei auch fehlerhafte Verbin- düngen auftreten, so dass die korrekte Funktion des Schalt— reglers 1 nicht sicher gestellt ist. Wird der erste Anschluss V aufgrund einer fehlerhaften Ver¬ bindung nicht mit der am Reglerausgang 2 anliegenden Spannung beaufschlagt, so kann die mit dem internen Spannungsteiler 40 gebildete Regelschleife nicht arbeiten. Als ist—Wert würde am Eingang 38 der Operationsverstärkerschaltung eine Spannung von 0 Volt anliegen, so dass die Operationsverstärkerschal¬ tung 35 den Ausgangstreiber 31 derart ansteuert, dass dieser am Reglerausgang 2 eine immer höhere Spannung erzeugt. Da die SpannungsüberwachungsSchaltung 39 als Eingangssignal eben— falls die am Reglerausgang 2 anliegende Spannung benötigt, kann diese aufgrund der fehlerhaften Verbindung den Span¬ nungsanstieg ebenfalls nicht verhindern, wodurch es zu der oben beschriebenen Fehlfunktion des Verbrauchers kommen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Schaltregler der oben beschriebenen Art anzugeben, wel¬ cher eine Fehlfunktion des Schaltreglers mit nicht vorherseh¬ baren Auswirkungen auf einen an diesen angeschlossenen Verbraucher zuverlässig verhindert.
Diese Aufgabe wird mit einem Schaltregler mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß weist der Schaltregler ein Überwachungsmittel auf, das die Treiberschaltung in Abhängigkeit des am ersten Anschluss anliegenden SpannungsSignals mit einem über der Re¬ ferenzspannung liegenden Spannungssignal als neue Regelgröße beaufschlagt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass das Ü- berwachungsmittel in der Lage ist, die Treiberschaltung unter Umgehung des internen Spannungsteilers mit einem geänderten Regelsignal zu beaufschlagen, welches aufgrund seines Span¬ nungswertes unmittelbar zu einem Abschalten des Reglers führt. Dadurch ist zwar die Funktion des an den Schaltregler angeschlossenen Verbrauchers nicht mehr gewährleistet. Die nicht mehr zur Verfügung stehende Funktion kann einem Verbraucher signalisiert werden. Ein unkontrolliertes Verhal- ten des Verbrauchers, z.B. ein unbeabsichtigtes Auslösen ei¬ nes Airbags ist jedoch zuverlässig verhindert.
Die gewünschte Funktionalität lässt sich besonders einfach dadurch realisieren, dass der Treiberschaltung als neue Re¬ gelgröße direkt das am Reglerausgang anliegende Spannungssig- nal zugeführt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein steuerbares Um- schaltmittel vorgesehen, welches dazu eingerichtet ist, der Treiberschaltung wahlweise das Ausgangssignal des internen Spannungsteilers oder ein an einem zweiten Anschluss der Schaltungsanordnung liegendes Signal zuführen kann. Der zwei¬ te Anschluss ist gemäß der bevorzugten Ausgestaltung unmit- telfaar mit dem Reglerausgang verbunden, um im Falle einer Un¬ terbrechung an dem ersten Anschluss der Treiberschaltung das am Reglerausgang anliegende Signal zuführen zu können.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Überwa- chungsmittel ein Vergleichsmittel auf, dem die am ersten und zweiten Anschluss anliegenden Spannungen als Eingangsgrößen zuführbar sind. Bei dem Überwachungsmittel kann es sich im einfachsten Fall um eine Komparatorschaltung handeln.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das Ausgangssignal des Vergleichsmittels als Steuersignal für das Umschaltmittel verwendet wird. Hierdurch wird ein automatisches Umschalten im Falle einer Spannungsunterbrechung an dem ersten Anschluss bewirkt.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das Umschaltmittel durch ein von dem am Reglerausgang anliegenden Signal unabhängiges Sig¬ nal steuerbar ist, so dass der Treiberschaltung ein an dem zweiten Anschluss der Schaltungsanordnung anliegendes Signal zuführbar ist. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einem externen Span¬ nungsteiler zu beaufschlagen, um hinsichtlich der am Regler- ausgang einzustellenden Nennspannung flexibler auf Anforde¬ rungen reagieren zu können.
Dabei ist es bevorzugt, wenn die ÜberwachungsSchaltung ein logisches Gatter aufweist, welches das von dem Vergleichsmit¬ tel gelieferte AusgangsSignal und das Steuersignal miteinan¬ der verknüpft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Trei- berschaltung eine Operationsverstärkerschaltung und einen Ausgangstreiber zum Ansteuern eines Abwärtswandlers auf, wo¬ bei zwischen deren Knotenpunkt und dem ersten Anschluss eine SpannungsüberwachungsSchaltung geschalten ist.
Die Erfindung und deren Vorteile werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein aus dem Stand der Technik bekannter und einlei¬ tend bereits beschriebener Schaltregler, und
Fig. 2 ein erfindungsgemäß ausgebildeter Schaltregler.
In den Figuren sind gleiche Bestandteile mit gleichen Bezugs¬ zeichen gekennzeichnet .
Fig. 2 zeigt die gegenüber dem stand der Technik modifizierte Schaltungsanordnung 30 eines erfindungsgemäßen Schaltreglers 1. Die Funktionsweise und der Aufbau des Schaltreglers 1 und insbesondere der Schaltungsanordnung 30 entsprechen der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Ausgestaltung aus dem Stand der Technik. Auf eine nochmalige detaillierte Beschrei¬ bung und Erklärung der Funktionsweise wird deshalb an dieser Stelle verzichtet.
Zusätzlich zu den auch in der gattungsgemäßen Schaltungsan¬ ordnung vorhandenen Bestandteilen weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 30 ein Überwachungsmittel 50 auf. Dieses ist mit ihrem Ausgang 54 mit dem Umschaltmittel 47 verbunden. Das Überwachungsmittel 50 weist zwei Eingänge 52, 53 auf, von denen der Eingang 52 mit dem ersten Anschluss V und der zwei¬ te Eingang 53 mit dem zweiten Anschluss FB verbunden ist. Der zweite Anschluss FB weist eine direkte Verbindung mit dem Reglerausgang 2 des Schaltreglers 1 auf. Der weiterhin vor¬ handene Anschluss SEL, der auch bei der gattungsgemäßen Schaltungsanordnung in Fig. 1 vorhanden ist, ist bei der Er¬ findung mit dem Überwachungsmittel 50 verbunden.
Das Überwachungsmittel 50 weist ein Vergleichsmittel 51 auf, dem die an den Eingängen 52, 53 anliegenden Signale zugeführt werden. Bei dem Vergleichsmittel 51 handelt es sich im ein¬ fachsten Fall um eine Komparatorschaltung. Es kann hierbei ein Fensterkomparator oder ein Stromspiegel mit einer in Rei¬ he verschalteten MOS-Diode verwendet werden. Aufgabe des Ver¬ gleichsmittels 51 ist es, zu überprüfen, ob an dem zweiten Anschluss FB eine höhere Spannung als an dem ersten Anschluss V anliegt. Bei Detektion dieser Situation deutet dies auf ei— ne Unterbrechung in der über den ersten Anschluss V verlau¬ fenden Regelschleife hin. Die erste Regelschleife wird durch den mit der am Reglerausgang 2 anliegenden Spannung beauf¬ schlagten internen Spannungsteiler 40 gebildet.
Der Schalter 45 des Umschaltmittels 47 ist im normalen Be¬ trieb geschlossen, so dass die Regelschleife durch den inter¬ nen Spannungsleiter gebildet wird. Die Detektion einer Span¬ nungsunterbrechung am ersten Eingang V führt zu einem Aus¬ gangssignal des Vergleichsmittels 51, das einem ODER-Gatter 55 zugeführt wird. Das ODER-Gatter 55 ist ausgangsseitig (Ausgang 58) mit dem Ausgang 54 des Überwachungsmittels ver¬ bunden. Ein an dem Ausgang 54 anliegendes Signal führt dazu, dass das Umschaltmittel 47 eine Umschaltung von der unterbro¬ chenen internen Regelschleife (über den ersten Anschluss V) auf eine weitere Regelschleife bewirkt, die über den zweiten Anschluss FB erfolgt. Mit anderen Worten wird der Schalter 44 des Umschaltmittels 47 geschlossen, während der Schalter 45 des Umschaltmittels 47 geöffnet wird. Hierdurch kann das an dem zweiten Anschluss FB anliegende Spannungssignal des Reg¬ lerausgangs 2 unmittelbar dem Eingang 38 der Operationsver¬ stärkerschaltung 35 als neue Regelgröße zugeführt werden. Hierdurch kann ein unkontrolliertes Aufregeln der Operations¬ verstärkerschaltung 35 und damit ein kontinuierlicher Span¬ nungsanstieg am Reglerausgang 2 verhindert werden, wobei der Eingang 38 der Operationsverstärkerschaltung 35 mit einem de¬ finierten Eingangssignal, nämlich der Spannung am Regleraus- gang 2, beaufschlagt wird. Da dieses SpannungsSignal größer als die der Operationsverstärkerschaltung 35 zugeführte Refe¬ renzspannung Vref ist, wird ein unmittelbares Abschalten des Schaltreglers bewirkt.
Es ist auch weiterhin möglich, die erfindungsgemäße Schal¬ tungsanordnung 30, in der in Fig. 1 beschriebenen Weise, mit einem externen Spannungsteiler zu betreiben. Die Verschaltung des externen Spannungsteilers erfolgt in der in Fig. 1 ge¬ zeigten Weise, so dass dessen Mittelabgriff mit dem zweiten Anschluss verbunden ist. Durch Anlegen eines Steuersignals an den Anschluss SEL wird das Umschaltmittel 47 dazu veranlasst, den internen Regelkreis über den internen Spannungsteiler 40 durch Öffnen des Schalters 45 zu deaktivieren und den exter¬ nen Regelkreis mit dem externen Spannungsteiler durch Schlie- Jien des Schalters 44 zu aktivieren.
Der zweite Anschluss FB wird somit zum Anschluss eines redun¬ danten Feedback-Signals verwendet, wobei durch den Vergleich der Spannungen an dem ersten Anschluss V und dem zweiten An- Schluss FB ein Kriterium geschaffen wird, welches eine Unter¬ brechung der internen Regelschleife, in der Regel ein Pinab- riss bei der Verbindung des ASIC mit einer Leiterplatte, be¬ stimmt. Bei Detektion eines solchen Pinabrisses wird der Ope¬ rationsverstärkerschaltung die AusgangsSpannung des Regler— ausgangs zugeführt, wodurch eine verhältnismäßig hohe Span¬ nung an diesem anliegt und sich der Regler selbst abschaltet. Dies könnte einem Nutzer beispielsweise durch eine Kontroll¬ leuchte signalisiert werden.
Ein Pinabriss an dem ersten Anschluss V bei Benutzung eines externen Teilers oder der redundanten Regelschleife stellt kein Problem dar, da die Operationsverstärkerschaltung über eine am zweiten Anschluss FB anliegende Spannung versorgt wird, wodurch eine korrekte Regelung möglich ist.
Die in dem Überwachungsmittel eingesetzte Komparatorschaltung kann beispielsweise durch einen Dioden-Threshold als Sensor ausgebildet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Als Festspannungsregler ausgebildeter Schaltregler (1) mit einem Spannungsteiler (40) , dem ein am Reglerausgang (2) an- liegendes SpannungsSignal über einen ersten Anschluss (V) zu¬ führbar ist, um einer Treiberschaltung (35,31) ein Ausgangs¬ signal des Spannungsteilers (40) als Regelgröße zuzuführen, das mit einer Referenzspannung (Vref) bewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (30) ein Überwachungsmittel (50) aufweist, das die Treiberschaltung (35,31) in Abhängigkeit des am ersten Anschluss (V) anliegen¬ den SpannungsSignals mit einem über der Referenzspannung (Vref) liegenden SpannungsSignal als neue Regelgröße beauf¬ schlagt.
2. Schaltregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Treiberschaltung (35,31) als neue Regelgröße direkt das am Reglerausgang (2) anliegende Spannungssignal zugeführt wird.
3. Schaltregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein steuerbares Umschaltmittel (47) vorgesehen ist, welches dazu eingerichtet ist, der Trei¬ berschaltung (35,31) wahlweise das Ausgangssignal des Span— nungsteilers (40) oder ein an einem zweiten Anschluss (FB) der Schaltungsanordnung (30) anliegendes Signal zuführen kann.
4. Schaltregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Anschluss (FB) das am Reglerausgang (2) anliegende Signal anliegt.
5. Schaltregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsmittel (50) ein Vergleichsmittel (51) aufweist, dem die am ersten und zweiten Anschluss (V, FB) anliegenden Spannungen als Eingangsgrößen zuführbar sind.
6. Schaltregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsslgnal des Ver¬ gleichsmittels (51) als Steuersignal für das Umschaltmittel (47) verwendet wird.
7. Schaltregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltmittel (47) durch ein von dem am Reglerausgang (2) anliegenden Signal unabhän- giges Steuersignal steuerbar ist, so dass der Treiberschal¬ tung (35,31) ein an dem zweiten Anschluss (FB) der Schal¬ tungsanordnung (30) anliegendes Signal zuführbar ist.
8. Schaltregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ÜberwachungsSchaltung (50) ein logisches Gatter aufweist, welches das von dem Ver¬ gleichsmittel gelieferte Ausgangssignal und das Steuersignal miteinander verknüpft.
9. Schaltregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltung eine Opera¬ tionsverstärkerschaltung (35) und einen Ausgangstreiber (31) zum Ansteuern eines Abwärtswandlers aufweist, wobei zwischen deren Kontenpunkt und dem ersten Anschluss (V) eine Span- nungsüberwachungsSchaltung geschalten ist.
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