EP2138923A1 - System, Verfahren und elektronische Schaltung für mindestens eine elektronische Schaltungseinheit - Google Patents

System, Verfahren und elektronische Schaltung für mindestens eine elektronische Schaltungseinheit Download PDF

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EP2138923A1
EP2138923A1 EP09007379A EP09007379A EP2138923A1 EP 2138923 A1 EP2138923 A1 EP 2138923A1 EP 09007379 A EP09007379 A EP 09007379A EP 09007379 A EP09007379 A EP 09007379A EP 2138923 A1 EP2138923 A1 EP 2138923A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electronic circuit
state
current
terminal
electronic
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Withdrawn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
EP09007379A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Horea-Stefan Culca
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.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Moeller GmbH
Kloeckner Moeller GmbH
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 Moeller GmbH, Kloeckner Moeller GmbH filed Critical Moeller GmbH
Publication of EP2138923A1 publication Critical patent/EP2138923A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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 present invention relates to a system, a method and an electronic circuit for at least one electronic circuit unit.
  • Electronic circuit units 110 are used in a variety of fields, e.g. for driving, controlling, switching or the like of electrical devices 130.
  • such an electronic circuit unit 110 may represent a driver element 110 having an output 111 for driving electrical loads 130, the driver element 110 being e.g. is connected via a positive supply terminal 114 to a supply voltage applied to line 170 and to a negative supply terminal 115 via an outgoing supply line 155 having a lower potential 140, e.g. Mass, connected.
  • resistors 120 between outputs 111 the circuit unit 110 and the negative supply terminal 115 exist which resistors may represent, for example, discharge circuits or other protection circuits. If during operation of the circuit 100 there is an interruption 160 of the outgoing supply line 155, such as due to a neutral break, parasitic current flow from the negative supply terminal 115 via the line 150, the resistor 120 and the electrical load 130 to the ground 140 come. Depending on the situation, this can lead to the potential at the negative supply connection 155 being increased by several volts above ground, so that undefined and unstable states can occur at the output 111 of the driver element 110. This can be problematic in particular if the voltage potential at the output 111 is raised so far above ground even when the "Low" switched state, so that successor devices can no longer reliably detect the "Low” state.
  • the invention is based on the object to increase the error safety in an interruption of a supply line for the underlying potential.
  • an electronic circuit for at least one electronic circuit unit wherein the electronic circuit via a first terminal with a negative Supply terminal of the at least one electronic circuit unit and a second terminal is connected to an outgoing supply line, wherein the electronic circuit comprises means for current detection, and the electronic circuit outputs a signal when the detected current is below a predetermined threshold, and wherein the electronic circuit is switchable to a first state and a second state, wherein the electronic circuit in the second state detects a current flowing between the first terminal and the second terminal current, and wherein the electrical circuit in the first state does not flow between the first terminal and the second terminal Electricity recorded.
  • This object is further achieved by a method for an electronic circuit which is connected via a first terminal to a negative supply terminal of the at least one electronic circuit unit and via a second terminal to an outgoing supply line, and wherein the electronic circuit in a first state and a the second state is switchable, the method comprising: switching the electronic circuit to a second state and detecting a current flowing between the first terminal and the terminal during the second state; and outputting a signal when the sensed current is below a predeterminable threshold; and wherein in the first state, no current flowing between the first terminal and the second terminal is detected.
  • an electronic system comprising the above-described electronic circuit and at least one electronic circuit unit, wherein the negative supply terminal of each of the at least one electronic circuit unit is connected to the first terminal of the electronic circuit; and wherein the system comprises an electronic control unit connected to the electronic circuit and configured to switch the electronic circuit to the first state and the second state, respectively.
  • the outgoing supply line may, for example, be connected to a ground potential, and the at least one electronic circuit unit may be supplied with power with a positive supply connection from a feeding supply line.
  • the electronic circuit unit may represent a driver element having at least one output for driving electrical loads, wherein this driver element may have at least one input for driving the at least one output.
  • the outputs can represent, for example, semiconductor outputs.
  • the electronic circuit may be positioned at any suitable position between the outgoing supply line and the negative supply terminal of the at least one electronic circuit unit.
  • the electronic circuit comprises means for current detection, wherein the circuit may have an output for outputting the signal when the current detected by the means for current detection is below a predefined threshold value.
  • the signal may be set to a certain voltage level if the detected current is below the predefined threshold.
  • the electronic circuit is switchable to a first state and a second state, wherein in the second state, a current between the first terminal and the second terminal is detected.
  • it can be determined in the second state whether a current flowing from the negative supply connection of the at least one electronic circuit unit via the electronic circuit to the outgoing supply line is below the predefined threshold value.
  • the predefined threshold value may, for example, be selected such that it lies below a quiescent current required by the at least one electrical circuit unit. If, for example, the outgoing supply line is interrupted, eg by a neutral conductor break or the like, then a current flowing via the negative supply connection no longer flows via the electronic circuit unit, since the second connection of the electrical circuit is connected only to the now interrupted outgoing supply line and thus this circuit is interrupted. At the same time falls through this interruption of the current detected by the means for current detection below the predefined threshold value, this being signaled by the corresponding signal at the output. For example, this signal can be represented by a first voltage level at the output. Thus, in the second state of the electronic circuit, an interruption of the outgoing supply line can be detected.
  • This interruption can still be detected even if due to the interrupted outgoing supply line, a current flows from the negative supply terminal of the at least one circuit unit via an additional path to ground.
  • these additional paths can be effected by additional circuits at the at least one output of the electronic switching unit, such as discharge circuits for capacitive loads or surge protective circuits on semiconductor outputs or the like.
  • the current coming from the negative supply connection flows regularly via the electronic circuit to the outgoing supply line, this outgoing current being above the predefined threshold value.
  • This exceeding of the predefined threshold value can be signaled for example by the electronic circuit unit by a further signal, such as a second voltage level at the output.
  • the means for current detection can be deactivated or the electronic circuit can have switching means, which in the first state diverts a current coming from the first terminal via a different path, which does not lead through the means for current detection, to the second terminal.
  • the means for current detection can be deactivated or the electronic circuit can have switching means, which in the first state diverts a current coming from the first terminal via a different path, which does not lead through the means for current detection, to the second terminal.
  • exposure of the current sensing means to the flowing current can be reduced or avoided, e.g. one of the means for current detection caused additional potential difference between the second terminal and the first terminal, whereby a reliable operation of the electronic circuit unit in the first state can be achieved.
  • the electrical circuit can normally be operated in the first state and at certain intervals, e.g. periodic intervals, to be switched to the second state.
  • This switching to the second state may, for example, be for a short period of time in the millisecond range, e.g. within a range of 1 ms - 10ms, although this range may differ
  • the circuit is switched back to the first state, so that a normal operation without affecting the means for current detection can be ensured.
  • the circuit may periodically check the discharged current for a short time each time from the first state the second state are switched, and after checking to operate the electrical load directly back to the first state.
  • the electrical circuit may for example have an input with which it can be switched to the first or second state, this control being e.g. from a control unit, e.g. a microcontroller may be performed, or the circuit may have its own control unit for periodically switching to the second state.
  • a control unit e.g. a microcontroller may be performed
  • the circuit may have its own control unit for periodically switching to the second state.
  • an interruption of the outgoing supply line can be reliably detected, even if additional Schoimpedante circuits between the internal ground and outputs or current paths between the internal ground and outputs are provided, thus enabling safe outputs of the electronic circuit unit.
  • An embodiment of the invention provides that the electronic circuit comprises overcurrent protection means for protecting the means for current detection.
  • overcurrent protection means may be arranged to limit a current flowing through the means for current detection, which is to be detected.
  • the electronic circuit can also have voltage limiting means, which can be placed, for example, between the first terminal and the second terminal, so that, for example, suddenly occurring voltage peaks can be limited.
  • the means for limiting the voltage and the means for limiting the current can also be used in combination, for example.
  • an embodiment of the invention provides that the overcurrent protection means comprise at least one placed between the negative supply terminal and the supply line transistor, which is driven by the current to be detected.
  • the current to be detected can be passed through a resistor, wherein the voltage drop across the resistor drives the at least one transistor. If an excessively high current flows, the at least one transistor can be driven by the voltage dropping across the resistor, so that an additional way of directly diverting the overcurrent between the first and the second terminal is switched without the current detection means flow.
  • the means for current detection can be protected from occurring overcurrents.
  • An embodiment of the invention provides that the means for current detection have an input which is placed electrically between the first terminal and the second terminal, and the electronic circuit comprises switching means which short-circuit the input in the first state.
  • These switching means are configured, for example, to short-circuit the input of the means for current detection in the first state, so that in the first state a current coming via the first connection can flow to the second connection via the switching means, without being detected by the means for current detection.
  • the switching means are opened, for example, so that a current coming from the first connection can flow via the input through the means for current detection.
  • the means for current detection may further comprise an output at which, for example, a signal proportional to the detected current is output.
  • the switching means may, for example, be electromechanical switching means, e.g. at least one relay or the like, or semiconductor switching means such as at least one transistor or the like.
  • the switching means can be driven, for example via an input, so that the electronic circuit can be placed in the first or second state of this input.
  • the electronic circuit can also have internal control means connected to the input for controlling the switching means.
  • the means for current detection for example, comprise an optocoupler, wherein the current to be detected flows on the input side through an input of the optocoupler. Accordingly, the optocoupler outputs an output current as a function of the input-side current on the output side.
  • An embodiment of the invention provides that the means for current detection have an output for outputting the detected current, and an input of a threshold detection unit is electrically connected to this output, wherein the threshold detection unit has a signal output for outputting the signal when the detected current is below the predetermined one Threshold is.
  • the threshold value detector may comprise a transistor which switches on when the current detected by the current detection means exceeds the predefinable threshold value and which disconnects when the detected current falls below the predefined threshold value.
  • a logically high level at the output of the threshold value can be output and when the threshold is exceeded, a logically lower Levels are output.
  • the transistor can also be connected, for example, so that a logically high level is output when the threshold value is exceeded.
  • the predefinable threshold value can be adjustable, for example, at the threshold value detector.
  • An embodiment of the invention provides that the electronic circuit comprises means for galvanic isolation, which decouple the output of the threshold value detection unit galvanically from the negative supply terminal and the supply line.
  • the means for current detection can be realized as an opto-coupler, or another optocoupler can be placed between the means for current detection and the threshold detector.
  • An embodiment of the invention provides that the means for current detection comprise an optocoupler.
  • An embodiment of the invention provides that the electronic circuit comprises an input for driving in the first state or the second state.
  • This input can, for example, be galvanically decoupled from the negative supply connection and the supply line, wherein, for example, an optocoupler can be used for this galvanic decoupling.
  • the electronic circuit can be switched by this input in the first and the second state.
  • this input as well as the output of the threshold detector may be connected to an electronic control unit.
  • An embodiment of the invention provides that the electronic control unit is set up to switch the electronic circuit from the first state to the second state at predeterminable intervals, each for a short period of time.
  • a signal is output when the detected current is above the predetermined threshold. This signal can be detected by the control unit and can be used for further signal processing.
  • An embodiment of the invention provides that the electronic control unit is set up to interrupt the power supply to the at least one electronic circuit unit when the electronic circuit is in the second state and outputs the signal indicating that the detected current is below the predefinable threshold value lies.
  • the at least one electronic circuit unit can be switched off.
  • the control may comprise a power transistor, but may also include other - e.g. electromechanical - switching means include.
  • An embodiment of the invention provides that the electronic control unit is adapted to interrupt the power supply to the at least one electronic circuit unit when the electronic circuit is in the first state and the signal is not received by the electronic circuit, which indicates that the detected current is below the predetermined threshold.
  • the control unit can check the correct function of the electronic circuit, since in this case the electronic circuit at the output falls below the threshold value would signal if the current detection and evaluation in the electronic circuit is working correctly, as previously explained in detail. If the undershooting of the current threshold value is not signaled at the output in the first state, then the control unit can likewise switch off the power supply to the electronic switching unit by correspondingly switching the control element.
  • the present invention allows reliable detection of outgoing supply line breakage even when additional low impedance circuits connected to the outputs are present. Furthermore, the correct operation of the circuit can be checked by a self-test during the first state.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of the present invention.
  • the first exemplary embodiment will be described below together with the in Fig. 4 illustrated schematic representation of a flowchart of an exemplary method of the present invention.
  • the electronic circuit 200 is connected via a first connection 210 to the negative supply connection 115 of an electronic circuit unit 110 and via a second connection 215 to an outgoing supply line 155, the outgoing supply line 155 being connected to a ground potential 140, for example. which represents a deeper supply potential.
  • the electronic circuit 200 may in this case be positioned at any suitable position between the outgoing supply line 155 and the negative supply connection 115.
  • the electronic circuit 200 is connected via the line 150 to the negative supply terminal 115.
  • the circuit unit 110 is further connected via a positive supply connection 114 to a live line 170, which represents a higher supply potential.
  • the electronic circuit 200 comprises means 220 for current detection, wherein the circuit 200 outputs a signal via the output 205 when the current detected by the means 220 for current detection below a predefined Threshold is.
  • the signal at output 205 may be set to a certain voltage level when the detected current is below the predefined threshold.
  • the electronic circuit 200 is switchable to a first state and a second state, wherein in the second state, a current between the first terminal 210 and the second terminal 215 is detected.
  • it can be determined in the second state whether a current flowing from the negative supply connection 115 of the electronic circuit unit 110 via the electronic circuit 200 to the outgoing supply line 155 is above the predefined threshold value.
  • the predefined threshold value can be selected, for example, such that it lies below a quiescent current required by the electrical circuit unit 110. If, for example, the outgoing supply line 155 is interrupted, eg by a neutral conductor break or the like, a current flowing via the negative supply connection 115 no longer flows via the electronic circuit unit 110, so that the current detected by the means 220 for current detection falls below the predefined threshold value falls and this is signaled by the corresponding signal at the output 205. For example, this signal may represent a certain first voltage level at the output 205. Thus, in the second state of the electronic circuit 200, an interruption of the outgoing supply line 155 can be detected.
  • This interruption can still be determined even if, due to the interrupted outgoing supply line 155, a current flows from the negative supply connection 115 of the at least one circuit unit 110 via an additional path to ground 140.
  • these additional paths may be effected by additional circuits at the at least one output of the electronic switching unit, such as e.g. e.g. Discharge circuits for capacitive loads or protective circuits against surge on semiconductor outputs or the like.
  • the current coming from the negative supply connection 115 flows regularly via the electronic circuit 200 to the outgoing supply line 155, this outflowing current being above the predefined threshold value.
  • This exceeding of the predefined threshold value can be achieved, for example, by the electronic circuit unit 200 by a further signal, e.g. a second voltage level, be signaled at the output 205.
  • the means 220 for current detection can be deactivated, or the electronic circuit 200 can switching means (not in Fig. 2 shown), which in the first state one coming from the terminal 210 current via another Path, which does not lead by the means 220 for current detection, to the second terminal 215 redirects.
  • the means 220 for current detection can be deactivated, or the electronic circuit 200 can switching means (not in Fig. 2 shown), which in the first state one coming from the terminal 210 current via another Path, which does not lead by the means 220 for current detection, to the second terminal 215 redirects.
  • exposure of the current sensing means 220 to the flowing current may be reduced or avoided, such as an additional potential difference between the second terminal 215 and the first terminal 210 caused by the current sensing means 220, thus providing reliable operation electronic circuit unit 110 can be achieved.
  • the electrical circuit 200 may normally be operated in the first state and switched to the second state at certain intervals, such as periodic intervals. For example, in starting point 405 of the in Fig. 4 2, the electrical circuit 200 may be assumed to be in the first state, and after a predetermined period of time, the circuit 200 may be switched to the second state (step 410). This switching to the second state can take place, for example, for a short time period in the millisecond range, for example in a range of 1 ms-10 ms, although this range can also deviate therefrom. If it is determined in step 420 that the detected current is below the predetermined threshold, then a step 430 the corresponding signal is output to output 205, as already explained above.
  • the circuit is switched back to the first state (step 440), so that normal operation without influencing the means 220 can be ensured for current detection.
  • the method may then jump back to the starting point and be periodically switched to the second state for checking the discharged current.
  • the electrical circuit 200 may include, for example, an input (in Fig. 2 not shown), with which this can be switched to the first or second state, this control can be performed for example by a microcontroller, or the circuit 200 may have its own control unit for periodically switching to the second state.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the present invention, wherein in this Fig. 3 only the schematic representation of the electronic circuit 300 according to this exemplary embodiment is shown.
  • This electronic circuit 300 may, for example, for the in Fig. 2 shown electronic circuit 200, wherein the explanations and advantages referred to the first exemplary embodiment apply equally to the second exemplary embodiment.
  • the electronic circuit 300 comprises switching means 340, which are placed electrically between the first terminal 210 and the second terminal 215. These switching means 340 are configured to short-circuit an input 221, 222 of the means 220 'for current detection in the first state, so that in the first state a current coming via the first connection 210 can flow to the second connection 215, without being detected by the means 220' for current detection to be recorded.
  • the switching means 340 are open, so that a current 210 coming from the first terminal 210 can flow via the input 221, 222 through the means 220 'for current detection, as shown by way of example in FIG Fig. 3 shown.
  • the means 220 'for current detection have an output 223 at which, for example, a signal proportional to the detected current is output.
  • the switching means 340 may be, for example, electromechanical switching means, such as at least one relay or the like, or semiconductor switching means such as at least one transistor or the like.
  • the switching means 340 can be controlled via an input 341, this input 341 can be connected to an input 350 of the electronic circuit 300, so that the electronic circuit 300 via this input 350 in the first and second state can be offset.
  • the electronic circuit 300 may also have internal control means connected to the input 341 for driving the switching means 340 (not in FIG Fig. 3 shown), wherein these internal control means can also be controlled via the external input 350.
  • the electronic circuit 300 may include overcurrent protection means (not in US Pat Fig. 3 shown) which are arranged to; to limit a current flowing through the input 221,222 of the means 220 'for current detection current. Thus, it can be avoided that the means 220 'for current detection by an overcurrent disturbed and / or damaged.
  • the electronic circuit 300 may also have voltage limiting means (not in FIG Fig. 3 shown), which may be placed, for example, between the first terminal 210 and the second terminal 215, so that, for example, suddenly occurring voltage peaks can be limited.
  • the means for limiting the voltage and the means for limiting the current can also be used in combination, for example.
  • the electronic circuit 300 comprises a threshold detector 330, which is connected to the output 223 of the means 220 'for current detection and, for example, outputs a specific signal at the output 205 if the detected current is below the predefinable threshold value.
  • the threshold value detector 330 for example, the predefinable threshold value can be set, so that the predefinable threshold value is adapted to the boundary conditions of the at least one electronic Switching unit 110 and the overall circuit can be adjusted.
  • the electronic circuit 300 may include means for electrical isolation between the input 221, 222 of the current sensing means 220 'and the output 205.
  • galvanic decoupling from the signal output 205 to the circuit of the current to be detected i. to the first port 210 and second port 215.
  • means for galvanic isolation between the signal input 350 and the input 341 of the switching means 340 can be placed, so that here too the signal input 350 can be galvanically separated from the circuit of the current to be detected.
  • the means for galvanic separation can e.g. comprise an isolation transformer or e.g. an optocoupler or other suitable means.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of the present invention.
  • This third exemplary embodiment is based on the above-explained second exemplary embodiment, so that the aforementioned explanations and advantages apply equally to the third embodiment.
  • the means for current detection 520 comprise an opto-coupler 520, wherein the current to be detected flows on the input side through the terminals 521 and 522 and accordingly outputs on the output side a current flowing through the terminals 523 and 524 output current, said output side flowing current is galvanically isolated from the input current.
  • the threshold detector 530 comprises a transistor 535, which turns on when the current detected by the optocoupler 520 exceeds the predefined threshold value, and which disconnects when the current detected by the opto-coupler 520 falls below the predefined threshold value.
  • a transistor 535 can, for example, also be connected such that a logically high level is output when the threshold value is exceeded.
  • the resistor 531 may be adjustable, for example, and e.g. be designed as a potentiometer, so that the predetermined threshold is adjustable.
  • the optional capacitor 515 acts as a high pass and may be e.g. Short-circuit transients to ground.
  • the resistors 532 and 533 are optional components.
  • the electronic circuit 500 can be switched via the input 550 in the first and second state.
  • This signal input 550 is galvanically isolated from the circuit of the current to be detected via the optocoupler 555.
  • a complete galvanic Separation of the signal inputs and outputs 205,550 from the circuit of the current to be detected can be achieved.
  • the optocoupler 555 is connected to the input 541, 542 of the switching means 540, the switching means 540 comprising a transistor 545. If a logic high level is applied to the input 550, the optocoupler 555 outputs a corresponding signal and the transistor 545 is turned on. In this case, the electronic circuit 500 is in the first state, as it is short-circuited on the input side between the electrical nodes 568 and 569 by the transistor 545 of the switching means 540. Thus, in the first state, current from the terminals 210 and 215 does not flow through the current sensing means 520, but is passed through the shorted nodes 568 and 569 without flowing into the measuring optocoupler 520. The input of the measuring optocoupler 520 is thus short-circuited by the switching means 540 during the first state.
  • the transistor 545 is blocked by the optocoupler 555 and the electronic circuit 500 is in the second state.
  • the input of the measuring optocoupler 520 is not short-circuited and a current coming from the terminals 210 and 215 can be detected by the measuring optocoupler.
  • the electronic circuit 500 comprises current-limiting means 560.
  • a resistor 562 in series with the input 521.522 of the Meßoptokopplers in which the voltage drop across the resistor 562 drives the transistor 565. If too high a current flows through the input 521, 522 of the measuring optocoupler in the second state, then the transistor 565 is triggered by the voltage dropping via resistor 562 and the overcurrent can flow directly from node 569 to node 568, without passing through the input of the measuring optocoupler 520 flow. Thus, the measuring optocoupler 520 can be protected from occurring overcurrents.
  • the resistor 561 may be used for operating point adjustment, wherein the values for the resistors 561 and 562 may be selected in response to an overcurrent threshold at which the transistor 565 is to turn on.
  • the capacitor 563 is an optional component.
  • the electronic circuit 500 may include optional overvoltage protection means 570, which may include, for example, at least one in series diode. If too high a voltage is present between the first terminal 210 and the second terminal 215, which could jeopardize the measuring optocoupler 520, then the at least diode starts to conduct. Thus, a further protection of the measuring optocoupler 520 can be achieved, in particular against occurring surge voltages, which can occur, for example, in lightning or the like.
  • the optional low resistance 514 may also provide additional protection against overvoltage, but the measurement of the circuit is not affected because of the low resistance of the resistor 514.
  • Optional input capacitors 511 and 512, as well as optional resistors 543, 544, 557, and optional capacitor 546 may be sized and dimensioned according to the specific requirements of electronic circuit 500.
  • a logic high level may be applied to the input 550 such that the electronic circuit 500 is in the first state and the switching means 540 short-circuit the measurement input 521, 522 of the measuring optocoupler 520. Furthermore, it can be tested in this first state whether the detection of the current threshold value undershoot functions, because with short-circuited measuring optocoupler 520, the undershooting of the predetermined threshold value at the output 205 must be signaled, e.g. by a logic high level. Thus, the function of the threshold detection in the first state by monitoring the signal at the output 205 done.
  • the electronic circuit 500 may be switched to the second state at certain intervals, wherein it is checked in the second state whether the current detected by the measuring optocoupler 520 exceeds the predetermined threshold value.
  • FIG. 12 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a system 600 of the present invention.
  • the system 600 includes an electronic circuit 200 'according to the present invention, which is connected to the first terminal 210 in the negative supply terminal 115 of the electronic circuit unit 110 and is connected to the second terminal 215 with the outgoing supply line 155.
  • the electronic circuit 200 ' may be any of those previously described with reference to the FIGS. 2, 3 and 5 illustrated embodiments of electronic circuit 200, 300 and 500 correspond to or modifications thereof, the above explanations and advantages apply equally to the electronic circuit 200 '.
  • the electronic circuit 200 outputs a corresponding signal at output 205 when the detected current is below a predefinable threshold. Furthermore, the electronic circuit 200 'is switchable via the input 350 into a first state and into a second state, wherein the electronic circuit 200' in the second state detects a current flowing between the first terminal 210 and the second terminal 215 current, and wherein the electrical circuit 200 'detected in the first state no current flowing between the first terminal 210 and the second terminal 215 current.
  • the system 600 further includes a control unit 610, which may be, for example, a microcontroller or the like.
  • the control unit 610 is connected to the signal output 205 and the input 3505 of the electronic circuit 200 'and thus can the electronic circuit 200' via the input 350 in the first state or the second state switch.
  • a control unit 610 for example, with respect to Fig. 4 illustrated exemplary method according to the present invention be implemented.
  • the electronic circuit 200 can be switched to the second state at certain time intervals, so that in this second state a signal is output at the output 205 when the detected current is above the predefinable threshold value.
  • This signal is detected by the control unit 610 and can be used for further signal processing.
  • control unit 610 can interrupt the power supply to the electronic circuit unit 110 via the control element 620.
  • the control may comprise a power transistor, but may also include other - e.g. electromechanical - switching means include.
  • the control unit can check the correct operation of the electronic circuit 200' In this case, the electronic circuit 200 'at the output 205 must signal the falling below the threshold value when the current detection and evaluation in the electronic circuit 200' works correctly, as previously explained in detail. If, in the first state, the undershooting of the current threshold value is not signaled at the output 205, the control unit can also, for example, initiate the power supply to the electronic switching unit 110 by correspondingly switching the control element 620.
  • the present invention allows reliable detection of outgoing supply line breakage even when additional low impedance circuits connected to the outputs are present.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, eine Verfahren und elektronische Schaltung für mindestens eine elektronische Schaltungseinheit, wobei die elektronische Schaltung (200,200',300,500) über einen ersten Anschluss (210) mit einem negativen Versorgungsanschluss (115) der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit (110) und über einen zweiten Anschluss (215) mit einer abgehenden Versorgungsleitung (155) verbunden ist, wobei die elektronische Schaltung (200,200',300,500) Mittel (220,220',520) zur Stromerfassung umfasst, und die elektronische Schaltung dazu eingerichtet ist, ein Signal auszugeben, wenn der erfasste Strom unter einem vorgebbaren Schwellwert liegt, und wobei die elektronische Schaltung (200,200',300,500) in einen ersten Zustand und in einen zweiten Zustand schaltbar ist, wobei die elektronische Schaltung (200,200',300,500) im zweiten Zustand einen zwischen dem ersten Anschluss (210) und dem zweiten Anschluss (215) fließenden Strom erfasst, und wobei die elektrische Schaltung (200,200',300,500) im ersten Zustand keinen zwischen dem ersten Anschluss (210) und dem zweiten Anschluss (215) fließenden Strom erfasst.

Description

    EINLEITUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, ein Verfahren und eine elektronische Schaltung für mindestens eine elektronische Schaltungseinheit.
    • STAND DER TECHNIK
  • Elektronische Schaltungseinheiten 110 werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, z.B. zum Ansteuern, Regeln, Schalten oder ähnlichem von elektrischen Einrichtungen 130.
  • Beispielsweise kann solch eine elektronische Schaltungseinheit 110 ein Treiberelement 110 mit einem Ausgang 111 zur Ansteuerung von elektrischen Lasten 130 darstellen, wobei das Treiberelement 110 z.B. über einen positiven Versorgungsanschluss 114 an einer an Leitung 170 anliegenden Versorgungsspannung angeschlossen ist und mit einem negativen Versorgungsanschluss 115 über eine abgehende Versorgungsleitung 155 mit einem tieferliegenden Potential 140, wie z.B. Masse, verbunden ist.
  • Bei elektronischen Schaltungseinheiten 110 tritt oftmals der Fall auf, dass Widerstände 120 zwischen Ausgängen 111 der Schaltungseinheit 110 und dem negativen Versorgungsanschluss 115 existieren, wobei diese Widerstände beispielsweise Entladeschaltungen oder sonstige Schutzschaltungen darstellen können. Kommt es im Betrieb der Schaltung 100 zu einer Unterbrechung 160 der abgehenden Versorgungsleitung 155, wie beispielsweise durch einen Nullleiterbruch, so kann es zu einem parasitären Stromfluss vom negativen Versorgungsanschluss 115 über die Leitung 150, den Widerstand 120 und die elektrische Last 130 hin zur Masse 140 kommen. Je nach Situation kann es hierbei dazu führen, dass das Potential am negativen Versorgungsanschluss 155 um mehrere Volt über Masse angehoben wird, so dass an dem Ausgang 111 des Treiberelements 110 undefinierte und instabile Zustände auftreten können. Dies kann insbesondere dann problematisch werden, wenn das Spannungspotential am Ausgang 111 selbst bei geschalteten Zustand "Low" soweit über Masse angehoben wird, so dass Nachfolgeräte den Zustand "Low" nicht mehr zuverlässig erkennen können.
    • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, die Fehlersicherheit bei einer Unterbrechung einer Versorgungsleitung für das tieferliegende Potential zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektronische Schaltung für mindestens eine elektronische Schaltungseinheit, wobei die elektronische Schaltung über einen ersten Anschluss mit einem negativen Versorgungsanschluss der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit und über einen zweiten Anschluss mit einer abgehenden Versorgungsleitung verbunden ist, wobei die elektronische Schaltung Mittel zur Stromerfassung umfasst, und die elektronische Schaltung ein Signal ausgibt, wenn der erfasste Strom unter einem vorgebbaren Schwellwert liegt, und wobei die elektronische Schaltung in einen ersten Zustand und in einen zweiten Zustand schaltbar ist, wobei die elektronische Schaltung im zweiten Zustand einen zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss fließenden Strom erfasst, und wobei die elektrische Schaltung im ersten Zustand keinen zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss fließenden Strom erfasst.
  • Diese Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren für eine elektronische Schaltung, welche über einen ersten Anschluss mit einem negativen Versorgungsanschluss der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit und über einen zweiten Anschluss mit einer abgehenden Versorgungsleitung verbunden ist, und wobei die elektronische Schaltung in einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand schaltbar ist, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Schalten der elektronischen Schaltung in einen zweiten Zustand und Erfassen eines zwischen dem ersten Anschluss und dem Anschluss fließenden Stroms während des zweiten Zustands; und Ausgabe eines Signals, wenn der erfasste Strom unterhalb eines vorgebbaren Schwellwertes liegt; und wobei im ersten Zustand kein zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss fließender Strom erfasst wird.
  • Diese Aufgabe wird ferner gelöst durch ein elektronisches System, welches die zuvor erläuterte elektronische Schaltung und mindestens eine elektronische Schaltungseinheit umfasst, wobei der negative Versorgungsanschluss jeder der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit mit dem ersten Anschluss der elektronischen Schaltung verbunden ist; und wobei das System eine elektronische Steuerungseinheit umfasst, welche mit der elektronischen Schaltung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die elektronische Schaltung in den ersten Zustand bzw. den zweiten Zustand zu schalten.
  • Die abgehende Versorgungsleitung kann beispielsweise mit einem Massepotential verbunden sein, und die mindestens eine elektronische Schaltungseinheit kann mit einem positiven Versorgungsanschluss von einer zuführenden Versorgungsleitung mit Strom gespeist werden.
  • Beispielsweise kann die elektronische Schaltungseinheit ein Treiberelement mit mindestens einem Ausgang zur Ansteuerung von elektrischen Lasten darstellen, wobei dieses Treiberelement mindestens einen Eingang zum Ansteuern des mindestens einen Ausgangs aufweisen kann. Die Ausgänge können beispielsweise Halbleiterausgänge darstellen.
  • Die elektronische Schaltung kann an jeder geeigneten Position zwischen der abgehenden Versorgungsleitung und dem negativen Versorgungsanschluss der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit positioniert sein.
  • Die elektronische Schaltung umfasst Mittel zur Stromerfassung, wobei die Schaltung einen Ausgang zur Ausgabe des Signals aufweisen kann, wenn der von den Mitteln zur Stromerfassung erfasste Strom unter einem vordefinierten Schwellwert liegt. Beispielsweise kann das Signal auf einen bestimmten Spannungspegel gesetzt werden, wenn der erfasst Strom unter dem vordefinierten Schwellwert liegt.
  • Des Weiteren ist die elektronische Schaltung in einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand schaltbar, wobei im zweiten Zustand ein Strom zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss erfasst wird. Somit kann im zweiten Zustand ermittelt werden, ob ein von dem negativen Versorgungsanschluss der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit über die elektronische Schaltung hin zur abführenden Versorgungsleitung fließender Strom unter dem vordefinierten Schwellwert liegt.
  • Der vordefinierte Schwellwert kann beispielsweise derart gewählt sein, dass dieser unterhalb eines von der mindestens einen elektrischen Schaltungseinheit benötigten Ruhestroms liegt. Wird nun beispielsweise die abgehende Versorgungsleitung unterbrochen, z.B. durch einen Nullleiterbruch oder dergleichen, so fließt ein über den negativen Versorgungsanschluss abfließender Strom nicht mehr über die elektronische Schaltungseinheit ab, da der zweite Anschluss der elektrischen Schaltung nur mit der nunmehr unterbrochenen abgehenden Versorgungsleitung verbunden ist und somit dieser Stromkreis unterbrochen ist. Gleichzeitig fällt durch diese Unterbrechung der von den Mitteln zur Stromerfassung erfasste Strom unter den vordefinierten Schwellwert, wobei dies durch das entsprechende Signal am Ausgang signalisiert wird. Beispielsweise kann dieses Signal durch einen ersten Spannungspegel am Ausgang dargestellt werden. Somit kann im zweiten Zustand der elektronischen Schaltung eine Unterbrechung der abgehenden Versorgungsleitung erkannt werden. Diese Unterbrechung kann auch dann noch festgestellt werden, wenn aufgrund der unterbrochenen abgehenden Versorgungsleitung ein Strom von dem negativen Versorgungsanschluss der mindestens einen Schaltungseinheit über einen zusätzlichen Weg zur Masse abfließt. Beispielsweise können diese zusätzlichen Wege durch Zusatzschaltungen an dem mindestens einen Ausgang der elektronischen Schalteinheit bewirkt werden, wie z.B. Entladeschaltungen für kapazitive Lasten oder Schutzbeschaltungen gegen Surge auf Halbleiterausgänge oder dergleichen.
  • Liegt keine Unterbrechung der abgehenden Versorgungsleitung vor, so fließt der von dem negativen Versorgungsanschluss kommende Strom regulär über die elektronische Schaltung zur abgehenden Versorgungsleitung ab, wobei dieser abfließende Strom oberhalb des vordefinierten Schwellwertes liegt. Dieses Überschreiten des vordefinierten Schwellwertes kann beispielsweise von der elektronischen Schaltungseinheit durch ein weiteres Signal, wie z.B. einen zweiten Spannungspegel, am Ausgang signalisiert werden.
  • Wird die elektronische Schaltung in den ersten Zustand geschaltet, so wird kein zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss fließender Strom erfasst. Beispielsweise können hierfür die Mittel zur Stromerfassung deaktiviert werden, oder die elektronische Schaltung kann Schaltmittel aufweisen, die im ersten Zustand einen von dem ersten Anschluss kommenden Strom über einen anderen Weg, welcher nicht durch die Mittel zur Stromerfassung führt, zum zweiten Anschluss umleitet. Somit kann im ersten Zustand eine Einwirkung der Mittel zur Stromerfassung auf den fließenden Strom reduziert bzw. vermieden werden, wie z.B. eine von den Mitteln zur Stromerfassung verursachte zusätzliche Potentialdifferenz zwischen dem zweiten Anschluss und dem ersten Anschluss, womit ein zuverlässiger Betrieb der elektronischen Schaltungseinheit im ersten Zustand erzielt werden kann.
  • Beispielsweise kann die elektrische Schaltung normalerweise im ersten Zustand betrieben werden und in bestimmten Abständen, wie z.B. periodischen Abständen, in den zweiten Zustand geschaltet werden. Dieses Schalten in den zweiten Zustand kann beispielsweise für eine kurze Zeitperiode im Millisekundenbereich erfolgen, wie z.B. in einem Bereich von 1 ms - 10ms, wobei dieser Bereich auch hiervon abweichen kann
  • Nach dieser kurzen Zeitperiode wird die Schaltung wieder in den ersten Zustand geschaltet, so dass ein normaler Betrieb ohne Beeinflussung die Mittel zur Stromerfassung gewährleistet werden kann. Die Schaltung kann beispielsweise periodisch zum Überprüfen des abgeführten Stroms für jeweils eine kurze Zeit vom ersten Zustand in den zweiten Zustand geschaltet werden, und nach dem Überprüfen zum Betreiben der elektrischen Last direkt wieder in den ersten Zustand zurückgeschaltet werden.
  • Somit kann in diesen bestimmten Abständen während des zweiten Zustandes überprüft werden, ob ein von der elektronischen Schaltung über den negativen Versorgungsanschluss abfließender Strom ordnungsgemäß über die abgehende Versorgungsleitung abfließt, oder ob eine Unterbrechung der abgehenden Versorgungsleitung vorliegt.
  • Die elektrische Schaltung kann beispielsweise einen Eingang aufweisen, mit der diese in den ersten bzw. zweiten Zustand geschaltet werden kann, wobei diese Steuerung z.B. von einer Steuereinheit wie z.B. einem Mikrocontroller durchgeführt werden kann, oder die Schaltung kann eine eigene Steuereinheit zum periodischen Schalten in den zweiten Zustand aufweisen.
  • Somit kann eine Unterbrechung der abgehenden Versorgungsleitung sicher erkannt werden, auch wenn zusätzliche niederimpedante Schaltungen zwischen der internen Masse und Ausgängen bzw. Stromwege zwischen der internen Masse und Ausgängen vorhanden sind, womit sichere Ausgänge der elektronischen Schaltungseinheit ermöglicht werden.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektronische Schaltung Überstromschutzmittel zum Schutz der Mittel zur Stromerfassung umfasst.
  • Diese Überstromschutzmittel können dazu eingerichtet sein, einen durch die Mittel zur Stromerfassung fließenden Strom, welcher zu erfassen ist, zu begrenzen. Somit kann vermieden werden, dass die Mittel zur Stromerfassung durch einen Überstrom gestört und/oder beschädigt werden. Ferner kann die elektronische Schaltung auch Mittel zur Spannungsbegrenzung aufweisen, welche beispielsweise zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss platziert sein können, so dass zum Beispiel plötzlich auftretende Spannungsspitzen begrenzt werden können. Die Mittel zur Spannungsbegrenzung und die Mittel zur Strombegrenzung können beispielsweise auch kombiniert verwendet werden.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Überstromschutzmittel mindestens einen zwischen dem negativen Versorgungsanschluss und der Versorgungsleitung platzierten Transistor umfassen, welcher von dem zu erfassenden Strom angesteuert wird.
  • Beispielsweise kann der zu erfassende Strom durch einen Widerstand geleitet werden, wobei die über dem Widerstand abfallende Spannung den mindestens einen Transistor ansteuert. Fließt ein zu hoher erfassender Strom, so kann durch die über Widerstand abfallende Spannung der mindestens eine Transistor angesteuert werden, so dass ein zusätzlicher Weg zum direkten Ableiten des Überstroms zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss geschaltet wird, ohne dabei durch die Mittel zur Stromerfassung zu fließen. Somit können die Mittel zur Stromerfassung vor auftretenden Überströmen geschützt werden.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mittel zur Stromerfassung einen Eingang aufweisen, welcher elektrisch zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss platziert ist, und die elektronische Schaltung Schaltmittel umfasst, welche im ersten Zustand den Eingang kurzschließen.
  • Diese Schaltmittel sind beispielsweise dazu eingerichtet, im ersten Zustand den Eingang der Mittel zur Stromerfassung kurzzuschließen, so dass im ersten Zustand ein über den ersten Anschluss kommender Strom zum zweiten Anschluss über die Schaltmittel abfließen kann, ohne dabei von den Mitteln zur Stromerfassung erfasst zu werden.
  • Im zweiten Zustand hingegen sind die Schaltmittel beispielsweise geöffnet, so dass ein von dem ersten Anschluss kommender Strom über den Eingang durch die Mittel zur Stromerfassung fließen kann. Die Mittel zur Stromerfassung können ferner einen Ausgang aufweisen, an welchem beispielsweise ein dem dem erfassten Strom proportionales Signal ausgegeben wird.
  • Die Schaltmittel können beispielsweise elektromechanische Schaltmittel darstellen, wie z.B. mindestens ein Relais oder ähnliches, oder auch Halbleiterschaltmittel wie mindestens einen Transistor oder dergleichen.
  • Die Schaltmittel können beispielsweise über einen Eingang angesteuert werden, so dass die elektronische Schaltung diesen Eingang in den ersten bzw. zweiten Zustand versetzt werden kann. Die elektronische Schaltung kann auch interne mit dem Eingang verbundene Steuermittel zur Ansteuerung der Schaltmittel aufweisen.
  • Die Mittel zur Stromerfassung können beispielsweise einen Optokoppler umfassen, wobei der zu erfassende Strom eingangsseitig durch einen Eingang des Optokopplers fließt. Der Optokoppler gibt dementsprechend ausgangsseitig in Abhängigkeit des eingangsseitigen Stromes einen Ausgangsstrom aus.
  • Durch die Verwendung eines Optopkopplers als Mittel zur Stromerfassung wird gleichzeitig eine galvanische Trennung des ausgangsseitig fließenden Stroms vom eingangsseitig zu erfassenden Strom erreicht.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mittel zur Stromerfassung einen Ausgang zur Ausgabe des erfassten Stromes aufweisen, und ein Eingang einer Schwellwertdetektoreinheit mit diesem Ausgang elektrisch verbunden ist, wobei die Schwellwertdetektoreinheit einen Signalausgang zur Ausgabe des Signals, wenn der erfasste Strom unter dem vorgebbaren Schwellwert liegt, aufweist.
  • Beispielsweise kann der Schwellwertdetektor einen Transistor umfassen, welcher durchschaltet, wenn der von den Mitteln zur Stromerfassung erfasste Strom den vorgebbaren Schwellwert überschreitet, und welcher trennt, wenn der erfasste Strom den vordefinierten Schwellwert unterschreitet. So kann beispielsweise bei Unterschreiten des Schwellwertes ein logisch hoher Pegel am Ausgang des Schwellwertdetektors ausgegeben werden und bei Überschreiten des Schwellwertes ein logisch niedriger Pegel ausgegeben werden. Der Transistor kann aber beispielsweise auch so beschaltet werden, dass ein logisch hoher Pegel bei Überschreiten des Schwellwertes ausgegeben wird. Der vorgebbare Schwellwert kann beispielsweise am Schwellwertdetektor einstellbar sein.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektronische Schaltung Mittel zur galvanischen Trennung umfasst, welche den Ausgang der Schwellwertdetektoreinheit galvanisch von dem negativen Versorgungsanschluss und der Versorgungsleitung entkoppeln.
  • Beispielsweise können die Mittel zur Stromerfassung als Optopkoppler realisiert sein, oder es kann ein weiterer Optokoppler zwischen den Mitteln zur Stromerfassung und dem Schwellwertdetektor platziert sein.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mittel zur Stromerfassung einen Optokoppler umfassen.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektronische Schaltung einen Eingang zur Ansteuerung in den ersten Zustand bzw. den zweiten Zustand umfasst.
  • Dieser Eingang kann beispielsweise galvanisch von dem negativen Versorgungsanschluss und der Versorgungsleitung entkoppelt sein, wobei für diese galvanische Entkopplung beispielsweise ein Optokoppler verwendet werden kann.
  • Somit lässt sich die elektronische Schaltung durch diesen Eingang in den ersten bzw. den zweiten Zustand schalten.
  • Beispielsweise kann dieser Eingang, wie auch der Ausgang des Schwellwertdetektors mit einer elektronischen Steuerungseinheit verbunden sein.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektronische Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, die elektronische Schaltung in vorbestimmbaren Abständen jeweils für eine kurze Zeitdauer vom ersten Zustand in den zweiten Zustand zu schalten.
  • Im zweiten Zustand von der elektronischen Schaltung ein Signal ausgegeben wird, wenn der erfasste Strom über dem vorgebbaren Schwellwert liegt. Dieses Signal kann von der Steuereinheit erfasst werden und kann für eine weitere Signalverarbeitung verwendet werden.
  • Somit kann z.B. in periodischen Abständen durch Schalten in den zweiten Zustand überprüft werden, ob der von der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit abfließende Strom ordnungsgemäß über die elektronische Schaltung und somit über die abgehende Versorgungsleitung abfließt.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektronische Steuerungseinheit dazu eingerichtet, ist die Stromzufuhr zu der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit zu unterbrechen, wenn die elektronische Schaltung im zweiten Zustand ist und das Signal ausgibt, welches anzeigt, dass der erfasste Strom unterhalb des vorgebbaren Schwellwertes liegt.
  • Somit kann bei einer detektierten Leitungsunterbrechung die mindestens eine elektronische Schaltungseinheit ausgeschaltet werden. Hiermit kann ein undefinierter Zustand an dem mindestens einen Ausgang der elektronischen Schaltungseinheit vermieden werden. Das Steuerelement kann beispielsweise einen Leistungstransistor umfassen, kann aber auch andere - z.B. elektromechanische - Schaltmittel umfassen.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektronische Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, die Stromzufuhr zu der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit zu unterbrechen, wenn die elektronische Schaltung im ersten Zustand ist und nicht das Signal von der elektronischen Schaltung empfangen wird, welches anzeigt, dass der erfasste Strom unterhalb des vorgebbaren Schwellwertes liegt.
  • Somit kann die Steuereinheit, wenn die elektronische Schaltung in den ersten Zustand geschaltet ist und der zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss fließende Strom nicht erfasst wird, die korrekte Funktion der elektronischen Schaltung überprüfen, da hierbei die elektronische Schaltung am Ausgang das Unterschreiten des Schwellwertes signalisieren müsste, wenn die Stromerfassung und Auswertung in der elektronischen Schaltung korrekt funktioniert, wie zuvor ausführlich erläutert. Wird im ersten Zustand das Unterschreiten des Stromschwellwertes nicht am Ausgang signalisiert, so kann die Steuereinheit ebenfalls die Stromzufuhr zur elektronischen Schalteinheit durch entsprechendes Schalten des Steuerelements abschalten.
  • Somit erlaubt die vorliegende Erfindung eine sichere Erkennung eines Leiterbruchs der abgehenden Versorgungsleitung, auch wenn zusätzliche zu den Ausgängen geschaltete niederimpedante Schaltungen vorhanden sind. Ferner kann die korrekte Funktionsweise der Schaltung durch einen Selbsttest während des ersten Zustandes überprüft werden.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1:
    Eine schematische Darstellung eines Systems gemäß dem Stand der Technik;
    Fig. 2:
    Eine schematische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 3:
    Eine schematische Darstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 4:
    Eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines beispielhaften Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 5:
    Eine schematische Darstellung einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    Fig. 6:
    Eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems der vorliegenden Erfindung.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die erste beispielhafte Ausführungsform wird im Folgenden zusammen mit der in Fig. 4 dargestellten schematischen Darstellung eines Flussdiagramms eines beispielhaften Verfahrens der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • Die elektronische Schaltung 200 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ist über einen ersten Anschluss 210 mit dem negativen Versorgungsanschluss 115 einer elektronischen Schaltungseinheit 110 und über einen zweiten Anschluss 215 mit einer abgehenden Versorgungsleitung 155 verbunden, wobei die abgehende Versorgungsleitung 155 beispielsweise mit einem Massepotential 140 verbunden ist, welches ein tieferliegendes Versorgungspotential darstellt. Die elektronische Schaltung 200 kann hierbei an jeder geeigneten Position zwischen der abgehenden Versorgungsleitung 155 und dem negativen Versorgungsanschluss 115 positioniert sein. In Fig. 2 ist die elektronische Schaltung 200 beispielhaft über die Leitung 150 mit dem negativen Versorgungsanschluss 115 verbunden. Die Schaltungseinheit 110 ist ferner über einen positiven Versorgungsanschluss 114 mit einer spannungsführenden Leitung 170 verbunden, welche ein höherliegendes Versorgungspotential darstellt.
  • Die elektronische Schaltung 200 umfasst Mittel 220 zur Stromerfassung, wobei die Schaltung 200 über den Ausgang 205 ein Signal ausgibt, wenn der von den Mitteln 220 zur Stromerfassung erfasste Strom unter einem vordefinierten Schwellwert liegt. Beispielsweise kann das Signal am Ausgang 205 auf einen bestimmten Spannungspegel gesetzt werden, wenn der erfasst Strom unter dem vordefinierten Schwellwert liegt.
  • Des Weiteren ist die elektronische Schaltung 200 in einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand schaltbar, wobei im zweiten Zustand ein Strom zwischen dem ersten Anschluss 210 und dem zweiten Anschluss 215 erfasst wird. Somit kann im zweiten Zustand ermittelt werden, ob ein von dem negativen Versorgungsanschluss 115 der elektronischen Schaltungseinheit 110 über die elektronische Schaltung 200 hin zur abführenden Versorgungsleitung 155 fließender Strom über dem vordefinierten Schwellwert liegt.
  • Der vordefinierte Schwellwert kann beispielsweise derart gewählt sein, dass dieser unterhalb eines von der elektrischen Schaltungseinheit 110 benötigten Ruhestroms liegt. Wird nun beispielsweise die abgehende Versorgungsleitung 155 unterbrochen, z.B. durch einen Nullleiterbruch oder dergleichen, so fließt ein über den negativen Versorgungsanschluss 115 fließender Strom nicht mehr über die elektronische Schaltungseinheit 110 ab, so dass der von den Mitteln 220 zur Stromerfassung erfasste Strom unter den vordefinierten Schwellwert fällt und dies durch das entsprechende Signal am Ausgang 205 signalisiert wird. Beispielsweise kann dieses Signal ein bestimmter erster Spannungspegel am Ausgang 205 darstellen. Somit kann im zweiten Zustand der elektronischen Schaltung 200 eine Unterbrechung der abgehenden Versorgungsleitung 155 erkannt werden.
  • Diese Unterbrechung kann auch dann noch festgestellt werden, wenn aufgrund der unterbrochenen abgehenden Versorgungsleitung 155 ein Strom von dem negativen Versorgungsanschluss 115 der mindestens einen Schaltungseinheit 110 über einen zusätzlichen Weg zur Masse 140 abfließt. Beispielsweise können diese zusätzlichen Wege durch Zusatzschaltungen an dem mindestens einen Ausgang der elektronischen Schalteinheit bewirkt werden, wie z.B. z.B. Entladeschaltungen für kapazitive Lasten oder Schutzbeschaltungen gegen Surge auf Halbleiterausgänge oder dergleichen.
  • Liegt keine Unterbrechung der abgehenden Versorgungsleitung 155 vor, so fließt der von dem negativen Versorgungsanschluss 115 kommende Strom regulär über die elektronische Schaltung 200 zur abgehenden Versorgungsleitung 155 ab, wobei dieser abfließende Strom oberhalb des vordefinierten Schwellwertes liegt. Dieses Überschreiten des vordefinierten Schwellwertes kann beispielsweise von der elektronischen Schaltungseinheit 200 durch ein weiteres Signal, wie z.B. einen zweiten Spannungspegel, am Ausgang 205 signalisiert werden.
  • Wird die elektronische Schaltung 200 in den ersten Zustand geschaltet, so wird kein zwischen dem ersten Anschluss 210 und dem zweiten Anschluss 215 fließender Strom erfasst. Beispielsweise können hierfür die Mittel 220 zur Stromerfassung deaktiviert werden, oder die elektronische Schaltung 200 kann Schaltmittel (nicht in Fig. 2 gezeigt) aufweisen, die im ersten Zustand einen von dem Anschluss 210 kommenden Strom über einen anderen Weg, welcher nicht durch die Mittel 220 zur Stromerfassung führt, zum zweiten Anschluss 215 umleitet. Somit kann im ersten Zustand eine Einwirkung der Mittel 220 zur Stromerfassung auf den fließenden Strom reduziert bzw. vermieden werden, wie z.B. eine von den Mitteln 220 zur Stromerfassung verursachte zusätzliche Potentialdifferenz zwischen dem zweiten Anschluss 215 und dem ersten Anschluss 210, womit ein zuverlässiger Betrieb der elektronischen Schaltungseinheit 110 erzielt werden kann.
  • Beispielsweise kann die elektrische Schaltung 200 normalerweise im ersten Zustand betrieben werden und in bestimmten Abständen, wie z.B. periodischen Abständen, in den zweiten Zustand geschaltet werden. So kann zum Beispiel in Startpunkt 405 des in Fig. 4 gezeigten Flussdiagramms angenommen werden, dass sich die elektrische Schaltung 200 im ersten Zustand befindet, und nach einer vorbestimmten Zeitspanne kann die Schaltung 200 in den zweiten Zustand geschaltet werden (Schritt 410). Dieses Schalten in den zweiten Zustand kann beispielsweise für eine kurze Zeitperiode im Millisekundenbereich erfolgen, wie z.B. in einem Bereich von 1 ms - 10ms, wobei dieser Bereich auch hiervon abweichen kann. Wird in Schritt 420 ermittelt, dass der erfasste Strom unter dem vorgegebenen Schwellwert liegt, so wird ein Schritt 430 das entsprechende Signal an Ausgang 205 ausgegeben, wie zuvor bereits erläutert.
  • Nach dieser kurzen Zeitperiode wird die Schaltung wieder in den ersten Zustand geschaltet (Schritt 440), so dass ein normaler Betrieb ohne Beeinflussung die Mittel 220 zur Stromerfassung gewährleistet werden kann. Das Verfahren kann dann wieder zurück zum Ausgangpunkt springen und so periodisch zum Überprüfen des abgeführten Stroms in den zweiten Zustand geschaltet werden.
  • Somit kann in diesen bestimmten Abständen während des zweiten Zustandes überprüft werden, ob ein von der elektronischen Schaltung 110 über den negativen Versorgungsanschluss 115 abfließender Strom ordnungsgemäß über die abgehende Versorgungsleitung 155 abfließt, oder ob eine Unterbrechung der abgehenden Versorgungsleitung 155 vorliegt.
  • Die elektrische Schaltung 200 kann beispielsweise einen Eingang (in Fig. 2 nicht gezeigt) aufweisen, mit der diese in den ersten bzw. zweiten Zustand geschaltet werden kann, wobei diese Steuerung z.B. von einem Mikrocontroller durchgeführt werden kann, oder die Schaltung 200 kann eine eigene Steuereinheit zum periodischen Schalten in den zweiten Zustand aufweisen.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei in dieser Fig. 3 nur die schematische Darstellung der elektronischen Schaltung 300 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform dargestellt ist. Diese elektronische Schaltung 300 kann beispielsweise für die in Fig. 2 gezeigte elektronische Schaltung 200 verwendet werden, wobei die bezüglich der ersten beispielhaften Ausführungsform genannten Erläuterungen und Vorteile gleichermaßen für die zweite beispielhafte Ausführungsform gelten.
  • Neben Mitteln 220' zur Stromerfassung, welche denen der zuvor erläuterten Mitteln 220 zur Stromerfassung aus Fig. 2 entsprechen können, umfasst die elektronische Schaltung 300 Schaltmittel 340, welche elektrisch zwischen dem ersten Anschluss 210 und dem zweiten Anschluss 215 platziert sind. Diese Schaltmittel 340 sind dazu eingerichtet, im ersten Zustand einen Eingang 221,222 der Mittel 220' zur Stromerfassung kurzzuschließen, so dass im ersten Zustand ein über den ersten Anschluss 210 kommender Strom zum zweiten Anschluss 215 abfließen kann, ohne dabei von den Mitteln 220' zu Stromerfassung erfasst zu werden.
  • Im zweiten Zustand hingegen sind die Schaltmittel 340 geöffnet, so dass ein von dem ersten Anschluss 210 kommender Strom 210 über den Eingang 221,222 durch die Mittel 220' zur Stromerfassung fließen kann, wie exemplarisch in Fig. 3 dargestellt. Die Mittel 220' zur Stromerfassung weisen einen Ausgang 223 auf, an welchem beispielsweise ein dem dem erfassten Strom proportionales Signal ausgegeben wird. Die Schaltmittel 340 können beispielsweise elektromechanische Schaltmittel darstellen, wie z.B. mindestens ein Relais oder ähnliches, oder auch Halbleiterschaltmittel wie mindestens einen Transistor oder dergleichen.
  • Die Schaltmittel 340 können über einen Eingang 341 angesteuert werden, wobei dieser Eingang 341 mit einem Eingang 350 der elektronischen Schaltung 300 verbunden sein kann, so dass die elektronische Schaltung 300 über diesen Eingang 350 in den ersten bzw. zweiten Zustand versetzt werden kann. Die elektronische Schaltung 300 kann auch interne mit Eingang 341 verbundene Steuermittel zur Ansteuerung der Schaltmittel 340 aufweisen (nicht in Fig. 3 dargestellt), wobei diese internen Steuermittel auch über den externen Eingang 350 angesteuert werden können.
  • Ferner kann die elektronische Schaltung 300 Überstromschutzmittel aufweisen (nicht in Fig. 3 dargestellt), welche dazu eingerichtet sind; einen durch den Eingang 221,222 der Mittel 220' zur Stromerfassung fließenden Strom zu begrenzen. Somit kann vermieden werden, dass die Mittel 220' zur Stromerfassung durch einen Überstrom gestört und/oder beschädigt werden. Ferner kann die elektronische Schaltung 300 auch Mittel zur Spannungsbegrenzung aufweisen (nicht in Fig. 3 dargestellt), welche beispielsweise zwischen dem ersten Anschluss 210 und dem zweiten Anschluss 215 platziert sein können, so dass zum Beispiel plötzlich auftretende Spannungsspitzen begrenzt werden können. Die Mittel zur Spannungsbegrenzung und die Mittel zur Strombegrenzung können beispielsweise auch kombiniert verwendet werden.
  • Des Weiteren umfasst die elektronische Schaltung 300 einen Schwellwertdetektor 330, welcher mit dem Ausgang 223 der Mittel 220' zur Stromerfassung verbunden ist und beispielsweise an Ausgang 205 ein bestimmtes Signal ausgibt, wenn der erfasste Strom unter dem vorgebbaren Schwellwert liegt. An dem Schwellwertdetektor 330 kann beispielsweise der vorgebbare Schwellwert einstellbar sein, so dass der vorgebbare Schwellwert an die Rahmenbedingungen der mindestens einen elektronischen Schalteinheit 110 und die Gesamtbeschaltung angepasst werden kann.
  • Ferner kann die elektronische Schaltung 300 Mittel zur galvanischen Trennung zwischen dem Eingang 221,222 der Mittel zur Stromerfassung 220' und dem Ausgang 205 aufweisen. Somit kann eine galvanische Entkopplung von dem Signalausgang 205 zum Stromkreis des zu erfassenden Stromes, d.h. zum ersten Anschluss 210 und zweiten Anschluss 215 erzielt werden.
  • Des Weiteren können auch Mittel zur galvanischen Trennung zwischen dem Signaleingang 350 und dem Eingang 341 der Schaltmittel 340 platziert sind, so dass auch hier der Signaleingang 350 galvanisch vom Stromkreis des zu erfassenden Stromes getrennt werden kann.
  • Die Mittel zur galvanischen Trennung können z.B. einen Trenntransformator umfassen oder z.B. einen Optokoppler oder auch andere geeignete Mittel umfassen.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Diese dritte beispielhafte Ausführungsform basiert auf der zuvor erläuterten zweiten beispielhaften Ausführungsform, so dass die zuvor genannten Erläuterungen und Vorteile gleichermaßen für die dritte Ausführungsform gelten.
  • Die Mittel zur Stromerfassung 520 umfassen einen Optokoppler 520, wobei der zu erfassende Strom eingangsseitig durch die Anschlüsse 521 und 522 fließt und dementsprechend ausgangsseitig einen durch die Anschlüsse 523 und 524 fließenden Ausgangsstrom ansteuert, wobei dieser ausgangsseitig fließende Strom galvanisch vom Eingangsstrom getrennt ist.
  • Der Schwellwertdetektor 530 umfasst einen Transistor 535, welcher durchschaltet, wenn der vom Optokoppler 520 erfasste Strom den vordefinierten Schwellwert überschreitet, und welcher trennt, wenn der vom Optokoppler 520 erfasste Strom den vordefinierten Schwellwert unterschreitet. So wird bei Unterschreiten des Schwellwertes ein logisch hoher Pegel am Ausgang 205 ausgegeben und bei Überschreiten des Schwellwertes ein logisch niedriger Pegel am Ausgang 205 ausgegeben. Der Transistor 535 kann aber beispielsweise auch so beschaltet werden, dass ein logisch hoher Pegel bei Überschreiten des Schwellwertes ausgegeben wird. Der Widerstand 531 kann beispielsweise einstellbar sein und z.B. als Potentiometer ausgeführt sein, so dass der vorgegebene Schwellwert einstellbar ist. Der optionale Kondensator 515 wirkt als Hochpass und kann z.B. Transienten gegen Masse kurzschließen. Die Widerstände 532 und 533 stellen optionale Komponenten dar.
  • Die elektronische Schaltung 500 kann über den Eingang 550 in den ersten bzw. zweiten Zustand geschaltet werden. Dieser Signaleingang 550 ist über den Optokoppler 555 galvanisch vom Stromkreis des zu erfassenden Stromes getrennt. Somit kann eine vollständige galvanische Trennung der Signalein- und ausgänge 205,550 vom Stromkreis des zu erfassenden Stromes erreicht werden.
  • Der Optokoppler 555 ist mit dem Eingang 541,542 der Schaltmittel 540 verbunden, wobei die Schaltmittel 540 einen Transistor 545 umfassen. Wird an den Eingang 550 ein logisch hoher Pegel angelegt, so gibt der Optokoppler 555 ein entsprechendes Signal aus und der Transistor 545 wird durchgesteuert. Hierbei befindet sich die elektronische Schaltung 500 im ersten Zustand, da diese eingangsseitig zwischen den elektrischen Knoten 568 und 569 durch den Transistor 545 der Schaltmittel 540 kurzgeschlossen wird. Im ersten Zustand fließt somit ein von den Anschlüssen 210 und 215 kommender Strom nicht durch die Mittel zur Stromerfassung 520, sondern wird durch die kurzgeschlossenen Knotenpunkte 568 und 569 geleitet ohne in den Meßoptokoppler 520 zu fließen. Der Eingang des Meßoptokopplers 520 wird somit während des ersten Zustandes von den Schaltmitteln 540 kurzgeschlossen.
  • Liegt am Eingang 550 ein logisch niedriger Pegel an, so wird der Transistor 545 vom Optokoppler 555 gesperrt und die elektronische Schaltung 500 befindet sich im zweiten Zustand. Somit ist im zweiten Zustand der Eingang des Meßoptokopplers 520 nicht kurzgeschlossen und ein von den Anschlüssen 210 und 215 kommender Strom kann vom Meßoptokoppler erfasst werden.
  • Des Weiteren umfasst die elektronische Schaltung 500 Mittel 560 zur Strombegrenzung. Hierzu ist ein Widerstand 562 in Reihe zum Eingang 521,522 des Meßoptokopplers geschaltet, wobei die über dem Widerstand 562 abfallende Spannung den Transistor 565 ansteuert. Fließt im zweiten Zustand ein zu hoher Strom durch den Eingang 521,522 des Meßoptokopplers, so wird durch die über Widerstand 562 abfallende Spannung der Transistor 565 angesteuert und der Überstrom kann direkt von Knotenpunkt 569 zu Knotenpunkt 568 fließen, ohne dabei durch den Eingang des Meßoptokopplers 520 zu fließen. Somit kann der Meßoptokoppler 520 vor auftretenden Überströmen geschützt werden. Der Widerstand 561 kann zur Arbeitspunkteinstellung verwendet werden, wobei die Werte für die Widerstände 561 und 562 in Abhängigkeit eines Überstromschwellwertes, bei welchem der Transistor 565 durchschalten soll, ausgewählt werden können. Der Kondensator 563 stellt eine optionale Komponente dar.
  • Ferner kann die elektronische Schaltung 500 optionale Überspannungsschutzmittel 570 aufweisen, wobei diese beispielsweise mindestens eine in Reihe Diode umfassen können. Liegt zwischen dem ersten Anschluss 210 und dem zweiten Anschluss 215 eine zu hohe Spannung an, welche den Meßoptokoppler 520 gefährden könnte, so beginnt die mindestens Diode zu leiten. Somit kann ein weiterer Schutz des Meßoptokopplers 520 erreicht werden, insbesondere gegen auftretende Stossspannungen, welche z.B. bei Blitzschlag oder ähnlichem auftreten können. Der optionale niederohmige Widerstand 514 kann auch einen zusätzlichen Schutz vor Überspannung darstellen, wobei die Messung bzw. Funktion der Schaltung wegen der Niederohmigkeit des Widerstands 514 nicht beeinflusst wird.
  • Die optionalen Eingangskondensatoren 511 und 512, sowie die optionalen Widerstände 543, 544, 557 und der optionale Kondensator 546 können entsprechend den spezifischen Anforderungen der elektronischen Schaltung 500 ausgelegt und dimensioniert werden.
  • Somit kann im normalen Betrieb ein logisch hoher Pegel an den Eingang 550 angelegt werden, so dass sich die elektronische Schaltung 500 im ersten Zustand befindet und die Schaltmittel 540 den Messeingang 521,522 des Meßoptopkopplers 520 kurzschließen. Des Weiteren kann in diesem ersten Zustand getestet werden, ob die Detektion der Stromschwellwertunterschreitung funktioniert, da bei kurzgeschlossenem Meßoptokoppler 520 das Unterschreiten des vorgegeben Schwellwertes am Ausgang 205 signalisiert werden muss, z.B. durch einen logisch hohen Pegel. Somit kann die Funktion der Schwellwertdetektion im ersten Zustand durch Überwachung des Signals am Ausgang 205 erfolgen.
  • Wie zuvor beschrieben und auch beispielhaft im Zusammenhang mit Flussdiagramm in Fig. 4 erläutert, kann die elektronische Schaltung 500 in bestimmten Abständen in den zweiten Zustand geschaltet werden, wobei im zweiten Zustand überprüft wird, ob der von dem Meßoptokoppler 520 erfasste Strom den vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
  • Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems 600 der vorliegenden Erfindung.
  • Das System 600 umfasst eine elektronische Schaltung 200' gemäß der vorliegenden Erfindung, welche mit dem ersten Anschluss 210 in den negativen Versorgungsanschluss 115 der elektronischen Schaltungseinheit 110 verbunden ist und mit dem zweiten Anschluss 215 mit der abführenden Versorgungsleitung 155 verbunden ist.
  • Die elektronische Schaltung 200' kann jeder der zuvor in Bezug auf die in den Figuren 2, 3 und 5 dargestellten Ausführungsformen elektronischen Schaltung 200, 300 und 500 entsprechen oder auch Abwandlungen hiervon, wobei die zuvor genannten Erläuterungen und Vorteile gleichermaßen für die elektronische Schaltung 200' gelten.
  • Somit gibt die elektronische Schaltung 200' ein entsprechendes Signal an Ausgang 205 aus, wenn der erfasste Strom unter einem vorgebbaren Schwellwert liegt. Ferner ist die elektronische Schaltung 200' über den Eingang 350 in einen ersten Zustand und in einen zweiten Zustand schaltbar ist, wobei die elektronische Schaltung 200' im zweiten Zustand einen zwischen dem ersten Anschluss 210 und dem zweiten Anschluss 215 fließenden Strom erfasst, und wobei die elektrische Schaltung 200' im ersten Zustand keinen zwischen dem ersten Anschluss 210 und dem zweiten Anschluss 215 fließenden Strom erfasst.
  • Das System 600 umfasst ferner eine Steuereinheit 610, welche z.B. ein Mikrocontroller oder ähnliches darstellen kann. Die Steuereinheit 610 ist mit dem Signalausgang 205 und dem Eingang 3505 der elektronischen Schaltung 200' verbunden und kann somit die elektronische Schaltung 200' über den Eingang 350 in den ersten Zustand bzw. den zweiten Zustand schalten. In der Steuereinheit 610 kann beispielsweise das in Bezug auf Fig. 4 erläuterte beispielhafte Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert sein.
  • Wie zuvor erläutert, kann beispielsweise die elektronische Schaltung 200' in bestimmten Zeitabständen in den zweiten Zustand geschaltet werden, so dass in diesem zweiten Zustand am Ausgang 205 ein Signal ausgegeben wird, wenn der erfasste Strom über dem vorgebbaren Schwellwert liegt. Dieses Signal wird von der Steuereinheit 610 erfasst und kann für eine weitere Signalverarbeitung verwendet werden.
  • Wird z.B. im zweiten Zustand ein unter dem Schwellwert liegenden Strom detektiert, d.h. liegt beispielsweise eine Unterbrechung der abgehenden Versorgungsleitung 155 vor, so kann die Steuereinheit 610 über das Steuerelement 620 die Stromzufuhr zur elektronischen Schaltungseinheit 110 unterbrechen. Somit kann ein undefinierter Zustand an dem mindestens einen Ausgang 111 der elektronischen Schaltungseinheit 110 vermieden werden. Das Steuerelement kann beispielsweise einen Leistungstransistor umfassen, kann aber auch andere - z.B. elektromechanische - Schaltmittel umfassen.
  • Des Weiteren kann die Steuereinheit, wenn die elektronische Schaltung 200' in den ersten Zustand geschaltet ist und der zwischen den Anschlüssen 210 und 215 fließende Strom nicht erfasst wird, die korrekte Funktion der elektronischen Schaltung 200' überprüfen, da hierbei die elektronische Schaltung 200' am Ausgang 205 das Unterschreiten des Schwellwertes signalisieren muss, wenn die Stromerfassung und Auswertung in der elektronischen Schaltung 200' korrekt funktioniert, wie zuvor ausführlich erläutert. Wird im ersten Zustand das Unterschreiten des Stromschwellwertes nicht am Ausgang 205 signalisiert, so kann die Steuereinheit beispielsweise ebenfalls die Stromzufuhr zur elektronischen Schalteinheit 110 durch entsprechendes Schalten des Steuerelements 620 veranlassen.
  • Somit erlaubt die vorliegende Erfindung eine sichere Erkennung eines Leiterbruchs der abgehenden Versorgungsleitung, auch wenn zusätzliche zu den Ausgängen geschaltete niederimpedante Schaltungen vorhanden sind.

Claims (13)

  1. Elektronische Schaltung (200,200',300,500) für mindestens eine elektronische Schaltungseinheit (110), wobei die elektronische Schaltung (200,200',300,500) über einen ersten Anschluss (210) mit einem negativen Versorgungsanschluss (115) der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit (110) und über einen zweiten Anschluss (215) mit einer abgehenden Versorgungsleitung (155) verbunden ist, wobei die elektronische Schaltung (200,200',300,500) Mittel (220,220',520) zur Stromerfassung umfasst, und die elektronische Schaltung dazu eingerichtet ist, ein Signal auszugeben, wenn der erfasste Strom unter einem vorgebbaren Schwellwert liegt, und wobei die elektronische Schaltung (200,200',300,500) in einen ersten Zustand und in einen zweiten Zustand schaltbar ist, wobei die elektronische Schaltung (200,200',300,500) im zweiten Zustand einen zwischen dem ersten Anschluss (210) und dem zweiten Anschluss (215) fließenden Strom erfasst, und wobei die elektrische Schaltung (200,200',300,500) im ersten Zustand keinen zwischen dem ersten Anschluss (210) und dem zweiten Anschluss (215) fließenden Strom erfasst.
  2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, umfassend Überstromschutzmittel (560) zum Schutz der Mittel (220,520) zur Stromerfassung.
  3. Elektronische Schaltung nach Anspruch 2, wobei die Überstromschutzmittel (560) mindestens einen zwischen dem negativen Versorgungsanschluss (115) und der abgehenden Versorgungsleitung (155) platzierten Transistor (565) umfassen, welcher von dem zu erfassenden Strom angesteuert wird.
  4. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Mittel (220',520) zur Stromerfassung einen Eingang (221,222,521,522) aufweisen, welcher elektrisch zwischen dem ersten Anschluss (210) und dem zweiten Anschluss (215) platziert ist, und die elektronische Schaltung Schaltmittel (340,540) umfasst, welche im ersten Zustand den Eingang (221,222,521,522) kurzschließen.
  5. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Mittel (220',520) zur Stromerfassung einen Ausgang (223,523,524) zur Ausgabe des erfassten Stromes aufweisen, und ein Eingang einer Schwellwertdetektoreinheit (330,530) mit diesem Ausgang (223,523,524) elektrisch verbunden ist, und wobei die Schwellwertdetektoreinheit (330,530) einen Signalausgang (205) zur Ausgabe des Signals, wenn der erfasste Strom unter dem vorgebbaren Schwellwert liegt, aufweist.
  6. Elektronische Schaltung nach Anspruch 5, umfassend Mittel (520) zur galvanischen Trennung, welche den Ausgang der Schwellwertdetektoreinheit galvanisch von dem negativen Versorgungsanschluss (115) und der abgehenden Versorgungsleitung (155) entkoppeln.
  7. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1-6, wobei die Mittel (220,220',520) zur Stromerfassung einen Optokoppler (520) umfassen.
  8. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1-6, umfassend einen Eingang (350,550) zur Ansteuerung in den ersten Zustand bzw. den zweiten Zustand, wobei dieser Eingang (350,550) galvanisch von dem negativen Versorgungsanschluss (115) und der abgehenden Versorgungsleitung (155) entkoppelt ist.
  9. Verfahren für eine elektronische Schaltung (200,200',300,500), welche über einen ersten Anschluss (210) mit einem negativen Versorgungsanschluss (115) der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit (110) und über einen zweiten Anschluss (215) mit einer abgehenden Versorgungsleitung (155) verbunden ist, und wobei die elektronische Schaltung (200,200',300,500) in einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand schaltbar ist, wobei das Verfahren folgendes umfasst:
    - Schalten der elektronischen Schaltung (200,200',300,500) in einen zweiten Zustand und Erfassen eines zwischen dem ersten Anschluss (210) und dem Anschluss (215) fließenden Stroms während des zweiten Zustands;
    - Ausgabe eines Signals, wenn der erfasste Strom unterhalb eines vorgebbaren Schwellwertes liegt; und wobei im ersten Zustand kein zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss fließender Strom erfasst wird.
  10. Elektronisches System 600, umfassend:
    - eine elektronische Schaltung (200,200',300,500) nach einem der Ansprüche 1-8;
    - mindestens eine elektronische Schaltungseinheit (110), wobei der negative Versorgungsanschluss (115) jeder der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit (110) mit dem ersten Anschluss (210) der elektronischen Schaltung (200,200',300,500) verbunden ist;
    - eine elektronische Steuerungseinheit (610), welche mit der elektronischen Schaltung (200,200',300,500) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die elektronische Schaltung (200,200',300,500) in den ersten Zustand bzw. den zweiten Zustand zu schalten.
  11. Elektronisches System nach Anspruch 10, wobei die elektronische Steuerungseinheit (610) dazu eingerichtet ist, die elektronische Schaltung (200,200',300,500) in vorbestimmbaren Abständen jeweils für eine kurze Zeitdauer vom ersten Zustand in den zweiten Zustand zu schalten.
  12. Elektronisches System nach einem der Ansprüche 10-11, wobei die elektronische Steuerungseinheit (610) dazu eingerichtet ist, die Stromzufuhr zu der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit (110) zu unterbrechen, wenn die elektronische Schaltung (200,200',300,500) im zweiten Zustand ist und das Signal ausgegeben wird, welches anzeigt, dass der erfasste Strom unterhalb des vorgebbaren Schwellwertes liegt.
  13. Elektronisches System nach einem der Ansprüche 10-12, wobei die elektronische Steuerungseinheit 610 dazu eingerichtet ist, die Stromzufuhr zu der mindestens einen elektronischen Schaltungseinheit 110 zu unterbrechen, wenn die elektronische Schaltung 200,200',300,500 in den ersten Zustand geschaltet ist und nicht das Signal von der elektronischen Schaltung empfangen wird, welches anzeigt, dass der erfasste Strom unterhalb des vorgebbaren Schwellwertes liegt.
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