EP4288989A1 - Zustandserkennungsschaltung und fernbetätigbarer schalter - Google Patents

Zustandserkennungsschaltung und fernbetätigbarer schalter

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EP4288989A1
EP4288989A1 EP22706746.9A EP22706746A EP4288989A1 EP 4288989 A1 EP4288989 A1 EP 4288989A1 EP 22706746 A EP22706746 A EP 22706746A EP 4288989 A1 EP4288989 A1 EP 4288989A1
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EP
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detection circuit
state detection
hall sensor
switch
circuit
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EP22706746.9A
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Armin GRUNACK
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TDK Electronics AG
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TDK Electronics AG
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Publication date
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    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/02—Non-polarised relays
    • H01H51/04—Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
    • H01H51/06—Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity

Definitions

  • the invention relates to state detection circuits, e.g. for remotely operable switches, and remotely operable switches with a corresponding state detection circuit.
  • Remotely operable switches are circuit elements that can make electrical contact between electrodes and break electrical connection between electrodes when desired. It is also possible to remotely control the switching status.
  • Relays are known from WO 2017/129823 A1 which have a read contact which is intended to be able to communicate the switching state of the relay to an external circuit environment.
  • Power contactors are known from WO 2020/043515 A1, whose circuit for communicating the actual switching state includes a Hall switch.
  • Remotely operated switches such as power contactors
  • a control circuit that is a Load circuit can switch on and off.
  • a possible use of such contactors is the electrical connection between a battery and an electric motor, z. B. in an electric motor vehicle, to make or to separate.
  • the power contactor can thus have the function of a safety component, in which, in the event of a corresponding malfunction, source and load, i. H . Battery and electric motor, especially at high voltages, e .g . B. 450 V, can be separated.
  • read contacts are a simple solution for outputting the switching status.
  • the reliability of read contacts can be improved, especially in the presence of other external magnetic fields.
  • the status detection circuit includes a Hall sensor circuit with a Hall sensor. Furthermore, the state detection circuit has a voltage regulator and an output switch. The Hall sensor circuit is connected between the voltage regulator and the output switch.
  • An external supply voltage can supply the state detection circuit with energy via the voltage regulator.
  • the switching state e .g . B. an associated remote controllable Switch to be communicated to an external circuit environment.
  • connection lines in such a way that the protection against polarity reversal of the electronics of the state detection circuit is improved and is therefore not damaged even in the event of incorrect connection to an external circuit environment.
  • the state detection circuit as stated above differs fundamentally from detection circuits as z. B. are known from WO 2020/043515 A1.
  • State recognition circuits are known from WO 2020/043515 A1, for example from FIG. 3B, in which an operational amplifier 203 is connected between a Hall sensor 19 and a semiconductor switch 207 .
  • the state detection circuit indicates a configuration in which the Hall sensor, which is part of a Hall circuit, is connected between the voltage regulator and the output switch.
  • the status detection circuit can be operated with a wide range of a supply voltage, as described above, the status detection circuit can be used universally. This means that it can also replace previous detection circuits without any additional development effort, in order to improve corresponding remote-controlled switches and reduce power consumption.
  • the supply voltage range can e.g. B. 4 V or more and 36 V or less.
  • the hall sensor supplies a binary output signal.
  • the circuit configuration with the Hall sensor circuit between the voltage regulator and the output switch makes it possible to use an element that produces a binary output signal as the Hall sensor.
  • the Hall sensor of WO 2020/043515 A1 is intended to supply a current of between 5 and 7 mA for a switching state. In order to display the respective other switching status, the Hall sensor outputs a current of between 12 mA and 17 mA.
  • the Hall sensor of WO 2020/043515 A1 is therefore a power source with a relatively high power consumption, while the binary output signal of the Hall sensor according to the present state detection circuit can be evaluated more easily by subsequent circuit elements and enables lower energy consumption.
  • the state detection circuit further includes an output terminal. The output switch is then provided and of course correspondingly suitable for providing a switching state of a remote-controlled switch according to a magnetic environment of the Hall sensor at the output connection.
  • the Hall sensor uses the Hall effect, i. H . the magnetic surroundings of the Hall sensor are detected.
  • Remotely operated switches e .g . B. Relays, or power contactors
  • the electrical conductor can be mechanically brought into contact with the two electrodes in order to electrically connect the two electrodes and mechanically separated from at least one of the two electrodes in order to separate the electrical interconnection of the two electrodes.
  • a magnet can be mechanically connected to the electrical conductor of the remote-controlled switch, which, like the electrical conductor, changes its position depending on the switching state.
  • the Hall sensor is preferably fixed relative to the remotely controllable switch, so that when the switching state changes, the distance between the magnet and a sensitive area of the Hall sensor also changes.
  • the magnetic environment of the Hall sensor thus changes when the remotely controllable switch is activated.
  • This information which corresponds to the switching state of the associated remotely controllable switch, can thus be made available to an external circuit environment at the output connection of the state detection circuit.
  • the use of a Hall sensor has the advantage that the Hall sensor works without mechanical wear, which improves the reliability and service life of the state detection circuit.
  • the status detection circuit prefferably has a supply connection and a ground connection.
  • a supply voltage can be provided to the status detection circuit via the supply connection.
  • the status detection circuit can be connected to the ground potential of an external circuit environment via the ground connection.
  • the supply terminal Due to the configuration of the state detection circuitry with the hall sensor circuitry between the voltage regulator and the output switch, it is possible for the supply terminal to be capable of accepting a wide range of supply voltages in order to function properly. In this case, it is possible for any voltage between 4 V and 36 V to be sufficient as the permissible supply voltage in order to operate the state detection circuit.
  • the hall sensor is connected to three different lines of the hall sensor circuit.
  • the configuration in which the Hall sensor is connected to three different lines of the Hall sensor circuit thus represents a circuit environment for the Hall sensor that differs significantly from the circuit environment around the Hall sensor in WO 2020/043515 A1.
  • the one shown in Figure 3B of WO 2020/043515 A1 clearly shows that the Hall sensor 19 is connected to exactly two lines of its circuit environment.
  • condition detection circuitry as described above thus provides a new and improved configuration that increases reliability and reduces power consumption. It is possible for the Hall sensor to be connected to ground and to the output switch and also to be electrically coupled to an output of the voltage regulator.
  • connection to ground and to the output switch can be a direct connection.
  • D. H it is possible that the hall sensor is wired directly to ground and directly to the output switch.
  • the Hall sensor circuit also includes a resistive element and a capacitive element.
  • the resistive element can be connected between an output of the voltage regulator and a first connection of the Hall sensor.
  • the capacitive element can also be connected between the first connection of the Hall sensor and ground.
  • the first resistive element can have a resistance between 50 ⁇ and 150 ⁇ , e.g. B. have 100 Q .
  • the capacitive element can have a capacitance between 5 nF and 15 nF, e.g. B. have 10 nF.
  • the capacitive element can have a nominal voltage of 50 V and can therefore work without any problems in the voltage range between 5 V and 50 V.
  • resistive element and the capacitive element together form a member of an RC filter.
  • This filter can ripple a supply voltage of the Reduce the voltage regulator and thus smooth the supply voltage of the Hall sensor.
  • the status detection circuit also has a first diode.
  • the first diode can be connected between the supply connection and an input of the voltage regulator.
  • the first diode can represent a polarity reversal protection diode, which protects the state detection circuit against damage in the event of incorrect polarity reversal.
  • protection against incorrect polarity reversal can be enabled up to a voltage of 60 V.
  • the forward voltage can be 0.5 V.
  • the continuous current load can be 30 mA and the maximum short-time current load can be 2 A.
  • the state detection circuit further comprises a first diode circuit between the output terminal and ground.
  • the first diode circuit can include two diodes connected in series and arranged in the opposite direction.
  • the first diode circuit can have a breakdown voltage of 40 V. In this case, the first diode circuit can protect the output switch from overvoltage.
  • the state detection circuit can include a second diode circuit.
  • the second diode circuit can be connected between ground and the supply connection.
  • the second diode circuit can likewise have two diodes arranged in opposite directions and connected in series.
  • the second diode circuit can have a breakdown voltage of 40 V.
  • the second diode circuit can be designed as a bidirectional TVS diode.
  • the second diode circuit can become conductive when its breakdown voltage is reached and create a short circuit in order to protect the circuit elements behind it from overvoltage. The status detection circuit is thus reliably protected against polarity reversal.
  • the state detection circuit further comprises a second resistive element.
  • the second resistive element can be connected between the first connection of the Hall sensor and the second connection of the Hall sensor.
  • the second resistive element can form a pull-up resistor of the Hall sensor and have a resistance between 50 k ⁇ and 150 k ⁇ , for example 100 k ⁇ .
  • the second resistive element can serve to stabilize the output signal of the Hall sensor.
  • the state detection circuit may include a third resistive element.
  • the third resistive element can be connected between ground and the output switch.
  • the third resistive element may have a resistance between 100 ⁇ and 200 ⁇ , for example 150 ⁇ .
  • the output switch can Preserved coupling to ground, so its electric potential is well-defined with respect to ground potential.
  • the output switch may include a semiconductor switch and/or a protected semiconductor switch.
  • the semiconductor switch can be a field effect transistor (FET).
  • FET field effect transistor
  • the semiconductor switch can have an operating voltage of 4
  • the output switch can have further protective elements that protect the semiconductor switch from impermissible operating parameters, for example both currents and excessively high voltages.
  • the output switch may be or include a so-called Protected FET (ProFET).
  • the voltage regulator is intended and suitable for an input voltage between 4 V and 36
  • the output voltage of the voltage regulator can be 5 V in particular.
  • the voltage regulator essentially supplies the Hall sensor circuits with electrical energy. It is possible for the Hall sensor of the Hall sensor circuit to include a semiconductor switch and a Hall element that is connected to the gate connection of the semiconductor switch.
  • the semiconductor switch of the Hall sensor can also be a field effect transistor.
  • This configuration in which the Hall sensor is connected to its circuit environment via three lines, distinguishes the configuration of the present state detection circuit from corresponding detection circuits, for example WO 2020/043515 A1.
  • the state detection circuit may include a second capacitive element.
  • the second capacitive element can be connected between the supply connection and ground.
  • the second capacitive element can have a capacitance between 50 nF and 150 nF, for example 100 nF, and as a smoothing capacitor absorb high voltage peaks at the supply connection of the status detection circuit. If the second capacitive element is charged accordingly, the second diode circuit can switch through and discharge voltage peaks to ground.
  • a corresponding remotely actuatable switch can have an electrical switch and a state detection circuit, for example as described above.
  • the status detection circuit is provided for this purpose and, due to its special configuration, is also capable of reliably detecting a switching status of the electrical switch and making it available to an external circuit environment. It is possible for the remote switch to be selected from a relay, a contactor and a high voltage contactor.
  • the state detection circuit provides information as to whether the circuit state of the switch is “closed as intended” and/or “opened as intended”.
  • the circuit elements of the state detection circuit can be arranged on one or both sides of a circuit board.
  • the circuit board can be arranged in the bottom of the remotely controllable switch.
  • the circuit board can have such dimensions that it fits into conventional remote-controlled switches.
  • the circuit board can be circular and have a diameter of between 10 and 15 mm, for example 8.5 mm, 12.5 mm or 13.9 mm. Functional principles and details of preferred embodiments are shown in more detail in the following schematic figures.
  • the remotely operated switch also includes a label on an electrical conductor. Of the Conductor is intended and suitable for connecting the switch to an external circuit environment.
  • the conductor is a connection line and the marking is a warning label to warn against polarity reversal.
  • a marking represents a possible configuration that improves protection against polarity reversal.
  • Figure 1 shows the arrangement of some circuit blocks relative to each other
  • FIG. 2 shows the circuit diagram with further circuit elements of a preferred embodiment
  • Figure 3 shows the circuit environment of the Hall element in the Hall sensor
  • FIG. 4 functional elements of a remotely controllable switch.
  • FIG. 5 circuit elements of a further preferred embodiment.
  • FIG. 1 shows blocks of the status detection circuit ZES.
  • the state detection circuit includes a voltage regulator SR, a Hall sensor circuit HSS and an output switch AS.
  • the Hall sensor circuit contains a Hall sensor HS.
  • the Hall sensor circuit HSS is connected between the voltage regulator SR and the output switch AS.
  • the status detection circuit also has an input SUP for a supply voltage and an output OUT to forward the switching status to an external circuit environment.
  • the output switch AS is connected between the Hall sensor circuit HSS and the output connection OUT.
  • the output switch AS is optionally connected to the supply connection SUP.
  • the directions of the arrows on the supply terminal SUP and the output terminal OUT indicate the direction of the corresponding electric power.
  • the state detection circuit differs fundamentally from corresponding state detection circuits from known remotely controllable switches. As a result of the new configuration, it is possible for the state detection circuitry to have lower power requirements and increased reliability, while still being compatible with previous remotely operated switches.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the status detection circuit ZES with further circuit elements.
  • the voltage regulator SR, the Hall sensor circuit HSS and the output switch AS can be connected to ground.
  • a first connection HS 1 of the Hall sensor HS is connected to a first output connection SRI of the voltage regulator SR via a first resistive element RI.
  • a second connection HS2 of the Hall sensor Circuit HSS is connected to an input of the output switch AS. Another connection of the Hall sensor HS is connected to ground.
  • the first capacitive element CI is connected between the first connection HS 1 of the Hall sensor HS and ground.
  • the pull-up resistor R2 is connected between the first connection HS1 of the Hall sensor HS and the second connection HS2 of the Hall sensor HS.
  • the first diode D1 is connected between the supply connection SUP and the voltage regulator SR.
  • the first diode D1 represents a polarity reversal protection diode against incorrect polarity reversal of the state detection circuit.
  • the first diode circuit DS 1 is connected between the output terminal OUT and ground.
  • the first diode circuit DS 1 provides protection against overvoltage.
  • the first diode circuit DS 1 can protect the output switch AS from overvoltage.
  • the second diode circuit DS2 is connected between the supply connection SUP and ground.
  • the second diode circuit DS2 protects the circuit elements behind it from overvoltage at the supply connection SUP. Voltage peaks are diverted to ground when the breakdown voltage of the second diode circuit DS2 is exceeded.
  • the third resistive element R3 is between ground and the
  • Output switch AS interconnects and provides the
  • FIG. 3 shows a possible internal structure of the Hall sensor HS. It can contain a Hall element HE and a semiconductor switch HLS.
  • the Hall element HE is arranged in the vicinity of a rest position of a magnet on the movable electrical conductor of the remote-controlled switch and detects magnetic fields in its vicinity.
  • the Hall element HE is connected to the base of the semiconductor switch HLS.
  • the Hall sensor HS is connected to its circuit environment via three lines and provides a binary output signal relating to the magnetic environment of the Hall element at its output via the semiconductor switch HLS.
  • the semiconductor switch HLS of the Hall sensor HS is essentially coupled or directly connected to the output switch AS.
  • FIG. 4 shows central elements of a remotely controllable switch FS.
  • the remotely operated switch FS has a first electrode ELI and a second electrode EL2 and an electrical conductor L H .
  • the electrical conductor L can be attached to a sliding element SCH.
  • the electrical conductor can be pressed against the first electrode ELI and the second electrode EL2 or pulled away from the electrodes ELI, EL2 via the pushing element SCH, for example driven via magnet coils MS.
  • This allows the remote switch to open or close an electrical contact between electrodes ELI and EL2.
  • the magnetic coils MS can be remotely controlled by appropriate currents.
  • a magnet M which also changes its position depending on the position of the electrical conductor L and thus changes the magnetic environment of the Hall sensor HS, is firmly connected to the sliding element SCH.
  • the Hall sensor HS can forward a binary signal relating to the switching state of the electrical conductor L to the external circuit environment.
  • the circuit elements or circuit blocks of the state detection circuit can be arranged on one or both sides of a circuit board LP, which is connected to the Hall sensor HS.
  • the printed circuit board LP can be arranged and fastened in the bottom area of the remotely controllable switch FS.
  • the printed circuit board LP can have a size and a shape such that it can be used in corresponding recesses in conventional remote-controlled switches FS. In this way, the power consumption of conventional remote-controlled switches can be reduced and the reliability can be increased without the other switch elements of the switch ES needing to be revised.
  • FIG. 5 shows a preferred form of a state detection circuit which is based on the circuit according to FIG.
  • the output switch of the circuit in accordance with FIG. 5 is connected directly to ground instead of to the supply connection Sup.
  • the circuit according to FIG. 5 lacks the third resistive element R3 and the output switch of the circuit according to FIG. 5 lacks the associated interconnection to ground via R3.
  • the first diode D1 of the circuit according to FIG. 2 is no longer included in the embodiment according to FIG.
  • the resistance value of the second resistive element R2 can be between 2 kQ and 10 kQ, e.g. b. 4.7 kQ.
  • the output switch AS can be used as a three-pole (semiconductor) switch, e.g. B. be designed as a Pro(tected)-FET.
  • the status detection circuit can also have further circuit elements, for example for detecting the temperature or a voltage present at the housing of the corresponding switch for detecting a fault.

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Abstract

Es wird eine verbesserte Zustandserkennungsschaltung mit verringertem Stromverbrauch und erhöhter Zuverlässigkeit angegeben. Die Zustandserkennungsschaltung hat eine Hallsensor-Schaltung zwischen einem Spannungsregler und einem Ausgangsschalter.

Description

Beschreibung
Zustandserkennungsschaltung und fernbetätigbarer Schalter
Die Erfindung betrifft Zustandserkennungsschaltungen, z.B. für fernbetätigbare Schalter, und fernbetätigbare Schalter mit einer entsprechenden Zustandserkennungsschaltung.
Fernbetätigbare Schalter sind Schaltungselemente, die einen elektrischen Kontakt zwischen Elektroden auf Wunsch herstellen bzw. eine elektrische Verbindung zwischen Elektroden auf Wunsch trennen können. Dazu ist es möglich, den Schalt zustand aus der Ferne zu steuern.
Relais und Leistungsschütze stellen Möglichkeiten dar, solche fernbetätigbaren Schalter zu realisieren.
Zur Kontrolle ihrer Funktion ist es im allgemeinen wünschenswert, den Schalt zustand nicht nur zu steuern sondern auch auszugeben, um z.B. im Fehlerfall den Unterschied zwischen Schalt-Ist-Zustand und Schalt-Soll-Zustand zu erkennen .
Aus der WO 2017/129823 Al sind Relais bekannt, die einen Read-Kontakt aufweisen, der den Schalt zustand des Relais an eine externe Schaltungsumgebung mitteilen können soll.
Aus der WO 2020/043515 Al sind Leistungsschütze bekannt, deren Schaltung zur Mitteilung des Schalt-Ist-Zustands ein Hall-Schalter umfasst.
Fernbetätigbare Schalter, z.B. Leistungsschütze, verfügen im Allgemeinen über einen Steuerstromkreis, der einen Laststromkreis ein- und ausschalten kann . Eine mögliche Verwendung solcher Leistungsschütze besteht darin, die elektrische Verbindung zwischen einer Batterie und einem Elektromotor, z . B . in einem Elektrokraftfahrzeug, herzustellen oder zu trennen . Damit kann dem Leistungsschütz die Funktion einer Sicherheitskomponente zukommen, bei der bei einer entsprechenden Fehl funktion Quelle und Last , d . h . Batterie und Elektromotor, speziell bei hohen Spannungen, z . B . 450 V, getrennt werden können .
Z . B . aus den oben genannten Druckschri ften bekannte fernbetätigbare Schalter sind üblicherweise für eine Betriebsspannung in Höhe von 5 V geeignet . Ferner ist die Stromaufnahme relativ hoch . Im Übrigen besteht die Gefahr die Elektronik bei einer Verpolung der Anschlussleitungen zu beschädigen . Außerdem kann die Elektronik durch elektrostatische Aufladung und Überspannungsimpulse zerstört werden .
Im Übrigen sind Read-Kontakte zwar eine simple Lösung zur Ausgabe des Schalt zustands . Allerdings ist die Zuverlässigkeit von Read-Kontakten speziell bei Anwesenheit externer übrigen Magnetfelder verbesserungs fähig .
Bekannte fernbetätigbare Schalter mit Hall-Schaltern weisen die oben genannten Nachteile auf .
Es besteht deshalb der Wunsch, die Zuverlässigkeit von Schaltzustanderkennungsschaltungen zu verbessern . Insbesondere besteht der Wunsch nach Zustandserkennungsschaltungen und entsprechenden fernbetätigbaren Schaltern, die eine erhöhte Zuverlässigkeit aufweisen, ohne dass die externe Schaltungsumgebung an verbesserte fernbetätigbare Schalter speziell angepasst werden müsste . Ferner besteht auch der Wunsch nach fernbetätigbaren Schaltern mit verringertem Stromverbrauch .
Dazu wird eine Zustandserkennungsschaltung bzw . ein fernbetätigbarer Schalter mit einer Zustandserkennungsschaltung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und dem nebengeordneten Anspruch angegeben . Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen an .
Die Zustandserkennungsschaltung umfasst eine Hallsensor- Schaltung mit einem Hallsensor . Ferner hat die Zustandserkennungsschaltung einen Spannungsregler und einen Ausgangsschalter . Die Hallsensor-Schaltung ist dabei zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter verschaltet .
Mit dieser Verschaltungskonfiguration aus Hallsensor- Schaltung, Spannungsregler und Ausgangsschalter ist es möglich, eine Zustandserkennungsschaltung anzugeben, die nicht nur für eine Betriebsspannung von 5 V sondern für eine Betriebsspannung, die in einem breiten Spannungsbereich liegen kann, anzugeben . Ferner ist die Stromaufnahme im Vergleich zu bekannten Zustandserkennungsschaltungen deutlich reduziert . Während die Stromaufnahme einer Zustandserkennungsschaltung aus der WO 2020/ 043515 Al bis zu 20 mA betragen kann, ist es möglich, dass die vorliegende Zustandserkennungsschaltung eine maximale Stromaufnahme von 5 mA oder weniger, z . B . 2 , 4 mA, aufweist .
Über den Spannungsregler kann eine externe Versorgungsspannung die Zustandserkennungsschaltung mit Energie versorgen . Über den Ausgangsschalter kann der Schalt zustand, z . B . eines zugehörigen fernbetätigbaren Schalters , an eine externe Schaltungsumgebung mitgeteilt werden .
Ferner ist es möglich, die Anschlussleitungen so zu konfigurieren, dass die Verpolungssicherheit der Elektronik der Zustandserkennungsschaltung verbessert ist und dadurch auch bei einer falschen Verschaltung mit einer externen Schaltungsumgebung nicht beschädigt wird .
Außerdem ist es möglich, die empfindlichen Komponenten der Zustandserkennungsschaltung so zu konfigurieren, dass die Elektronik durch eine elektrostatische Aufladung und/oder Überspannungsimpulse nicht zerstört werden .
Die Zustandserkennungsschaltung wie oben angegeben unterscheidet sich fundamental von Erkennungsschaltungen, wie sie z . B . aus der WO 2020/ 043515 Al bekannt sind . Aus der WO 2020/ 043515 Al sind beispielsweise aus Figur 3B Zustandserkennungsschaltungen bekannt , bei denen ein Operationsverstärker 203 zwischen einem Hallsensor 19 und einem Halbleiterschalter 207 verschaltet ist .
Im Gegensatz dazu gibt die Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben eine Konfiguration an, bei der der Hallsensor, der Teil einer Hall-Schaltung ist , zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter verschaltet ist .
Im Übrigen gibt es kein Äquivalent für den Spannungsregler der vorliegenden Zustandserkennungsschaltung in der Erkennungsschaltung der WO 2020/ 043515 Al und keine Entsprechung des Operationsverstärkers 203 der WO 2020/ 043515 Al in der Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben . Die Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben ist somit fundamental verschieden von der Schaltungstopologie der Erkennungsschaltung der WO 2020/ 043515 Al .
Aufgrund der Möglichkeit , dass die Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben mit einem breiten Bereich einer Versorgungsspannung betrieben werden kann ist die Zustandserkennungsschaltung universell einsetzbar . Damit kann sie auch ohne zusätzlichen Entwicklungsaufwand bisherige Erkennungsschaltungen ersetzen, um entsprechende fernbetätigbare Schalter zu verbessern und den Stromverbrauch zu verringern . Der Versorgungsspannungsbereich kann z . B . 4 V oder mehr und 36 V oder weniger betragen .
Es ist möglich, dass der Hallsensor ein binäres Ausgangssignal liefert .
Die Schaltungskonfiguration mit der Hallsensor-Schaltung zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter ermöglicht es , als Hallsensor ein Element zu verwenden, das ein binäres Ausgangssignal erzeugt . Der Hallsensor der WO 2020/ 043515 Al ist dafür vorgesehen für einen Schalt zustand einen Strom zu liefern, der zwischen 5 und 7 mA liegt . Um den j eweils anderen Schalt zustand anzuzeigen, gibt der Hallsensor einen Strom aus , der zwischen 12 mA und 17 mA liegt . Der Hallsensor der WO 2020/ 043515 Al ist somit eine Stromquelle mit einem relativ hohen Stromverbrauch, während das binäre Ausgangssignal des Hallsensors gemäß der vorliegenden Zustandserkennungsschaltung leichter durch nachfolgende Schaltungselemente aus zuwerten sind und einen geringeren Energieverbrauch ermöglicht . Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner einen Ausgangsanschluss umfasst . Der Ausgangsschalter ist dann dazu vorgesehen und natürlich entsprechend geeignet , einen Schalt zustand eines fernbetätigten Schalters gemäß einer magnetischen Umgebung des Hallsensors am Aus gangs ans chluss bereitzustellen .
Dabei verwendet der Hallsensor den Hall-Ef fekt , d . h . es wird die magnetische Umgebung des Hallsensors detektiert .
Fernbetätigbare Schalter, z . B . Relais oder Leistungsschütze , haben im Allgemeinen eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode sowie einen elektrischen Leiter, dessen Position innerhalb des fernbetätigbaren Schalters variiert werden kann . Insbesondere kann der elektrische Leiter mechanisch mit den beiden Elektroden in Kontakt gebracht werden, um die beiden Elektroden elektrisch zu verbinden und mechanisch zumindest von einer der beiden Elektroden getrennt werden, um die elektrische Verschaltung der beiden Elektroden zu trennen . Mit dem elektrischen Leiter des fernbetätigbaren Schalters kann ein Magnet mechanisch verbunden sein, der analog zum elektrischen Leiter seine Position j e nach Schalt zustand verändert . Der Hallsensor ist dabei vorzugsweise relativ zum fernbetätigbaren Schalter fixiert angeordnet , so dass sich beim Ändern des Schalt zustandes auch die Entfernung zwischen dem Magnet und einem sensiblen Bereich des Hallsensors ändert . Damit ändert sich beim Aktivieren des fernbetätigbaren Schalters die magnetische Umgebung des Hallsensors . Diese Information, die dem Schalt zustand des zugehörigen fernbetätigbaren Schalters entspricht , kann somit am Ausgangsanschluss der Zustandserkennungsschaltung an eine externe Schaltungsumgebung bereitgestellt werden . Die Verwendung eines Hallsensors hat dabei den Vorteil , dass der Hallsensor ohne mechanischen Verschleiß arbeitet , was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Zustandserkennungsschaltung verbessert .
Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner einen Versorgungsanschluss und einen Masseanschluss aufweist .
Über den Versorgungsanschluss kann eine Versorgungsspannung an die Zustandserkennungsschaltung bereitgestellt werden . Über den Masseanschluss kann die Zustandserkennungsschaltung mit dem Massepotential einer externen Schaltungsumgebung verschaltet sein .
Aufgrund der Konfiguration der Zustandserkennungsschaltung mit der Hallsensor-Schaltung zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter ist es möglich, dass der Versorgungsanschluss dazu geeignet ist , ein breites Spektrum an Versorgungsspannungen zu akzeptieren, um ordnungsgemäß zu funktionieren . Es ist dabei möglich, dass als zulässige Versorgungsspannung j ede Spannung zwischen 4 V und 36 V genügt , um die Zustandserkennungsschaltung zu betreiben .
Es ist möglich, dass der Hallsensor mit drei verschiedenen Leitungen der Hallsensor-Schaltung verschaltet ist .
Die Konfiguration, bei der der Hallsensor mit drei verschiedenen Leitungen der Hallsensor-Schaltung verschaltet ist , stellt somit eine Schaltungsumgebung für den Hallsensor dar, die sich wesentlich von der Schaltungsumgebung um den Hallsensor der WO 2020/ 043515 Al unterscheidet . Der in Figur 3B der WO 2020/ 043515 Al zeigt klar, dass der Hallsensor 19 mit genau zwei Leitungen seiner Schaltungsumgebung verschaltet ist .
Die Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben gibt somit eine neue und verbesserte Konfiguration an, mit der die Zuverlässigkeit erhöht und der Stromverbrauch verringert sind . Es ist möglich, dass dabei der Hallsensor mit Masse und mit dem Ausgangsschalter verschaltet ist und ferner mit einem Ausgang des Spannungsreglers elektrisch gekoppelt ist .
Die Verschaltung mit Masse und mit dem Ausgangsschalter kann dabei eine direkte Verschaltung sein . D . h . es ist möglich, dass der Hallsensor direkt mit Masse und direkt mit dem Ausgangsschalter verschaltet ist .
Es ist möglich, dass die Hallsensor-Schaltung ferner ein resistives Element und ein kapazitives Element umfasst . Das resisitive Element kann dabei zwischen einem Ausgang des Spannungsreglers und einem ersten Anschluss des Hallsensors verschaltet sein . Das kapazitive Element kann ferner zwischen dem ersten Anschluss des Hallsensors und Masse verschaltet sein .
Das erste resistive Element kann einem widerstand zwischen 50 Q und 150 Q, z . B . 100 Q aufweisen . Das kapazitive Element kann eine Kapazität zwischen 5 nF und 15 nF, z . B . 10 nF aufweisen . Das kapazitive Element kann dabei eine Nennspannung von 50 V aufweisen und somit im Spannungsbereich zwischen 5 V und 50 V problemlos arbeiten .
Es ist möglich, dass das resistive Element und das kapazitive Element zusammen ein Glied eines RC-Filters bilden . Dieser Filter kann eine Welligkeit einer Versorgungsspannung des Spannungsreglers reduzieren und damit die Versorgungsspannung des Hallsensors glätten .
Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner eine erste Diode aufweist . Die erste Diode kann zwischen dem Versorgungsanschluss und einem Eingang des Spannungsreglers verschaltet sein .
Die erste Diode kann dabei eine Verpolungsschutzdiode darstellen, die die Zustandserkennungsschaltung gegen eine Beschädigung bei falscher Verpolung schützt . Der Schutz gegen falsche Verpolung kann dabei bis zu einer Spannung in Höhe von 60 V ermöglicht sein . Die Flussspannung kann 0 , 5 V betragen . Die Dauerstrombelastung kann 30 mA betragen und die maximale Kurz zeitstrombelastung kann 2 A betragen .
Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner eine erste Diodenschaltung zwischen dem Ausgangsanschluss und Masse umfasst .
Die erste Diodenschaltung kann dabei zwei in Gegenrichtung angeordnete in Serie verschaltete Dioden umfassen . Die erste Diodenschaltung kann dabei eine Durchbruchspannung von 40 V aufweisen . Die erste Diodenschaltung kann dabei den Ausgangsschalter vor Überspannung schützen .
Ferner ist es möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung eine zweite Diodenschaltung umfasst . Die zweite Diodenschaltung kann zwischen Masse und dem Versorgungsanschluss verschaltet sein . Die zweite Diodenschaltung kann ebenfalls zwei in Gegenrichtung angeordnete , in Serie verschaltete Dioden aufweisen .
Die zweite Diodenschaltung kann dabei eine Durchbruchspannung von 40 V aufweisen . Die zweite Diodenschaltung kann dabei als bidirektionale TVS-Diode ausgestaltet sein . Die zweite Diodenschaltung kann bei Erreichen ihrer Durchbruchspannung durchlässig werden und einen Kurzschluss erzeugen, um die dahinterliegenden Schaltungselemente vor Überspannung zu schützen . Die Zustandserkennungsschaltung ist somit zuverlässig gegen Verpolung geschützt .
Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner ein zweites resistives Element umfasst . Das zweite resistive Element kann zwischen dem ersten Anschluss des Hallsensors und dem zweiten Anschluss des Hallsensors verschaltet sein .
Das zweite resistive Element kann ein Pull-up-Widerstand des Hallsensors bilden und einen Widerstand zwischen 50 kQ und 150 kQ, zum Beispiel 100 kQ, aufweisen . Das zweite resistive Element kann dabei zur Stabilisierung des Ausgangssignals des Hallsensors dienen .
Ferner ist es möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ein drittes resistives Element umfasst . Das dritte resistive Element kann zwischen Masse und dem Ausgangsschalter verschaltet sein .
Das dritte resistive Element kann einen Widerstand zwischen 100 Q und 200 Q, zum Beispiel 150 Q, aufweisen . Über das dritte resistive Element kann der Ausgangsschalter eine Kopplung an Masse erhalten, sodass sein elektrisches Potential wohldefiniert gegenüber dem Massepotential ist .
Es ist möglich, dass der Ausgangsschalter einen Halbleiterschalter und/oder einen geschützten Halbleiterschalter umfasst .
Der Halbleiterschalter kann dabei ein Feldef fekttransistor ( FET ) sein .
Der Halbleiterschalter kann dabei eine Betriebsspannung von 4
V bis 60 V aufweisen und ist dazu vorgesehen, j e nach Ausgangssignal des Hallsensors die Schalt zustandsinformation an eine externe Schaltungsumgebung weiterzuleiten, ohne dass der Hallsensor direkt mit der externen Schaltungsumgebung verschaltet ist .
Zusätzlich zum reinen Halbleiterschalter kann der Ausgangsschalter weitere Schutzelemente aufweisen, die den Halbleiterschalter vor unzulässigen Betriebsparametern, zum Beispiel sowohl Ströme oder zu hohe Spannungen, schützt . D . h . der Ausgangsschalter kann ein sogenannter Protected FET ( ProFET ) sein oder einen solchen umfassen .
Es ist möglich, dass der Spannungsregler dazu vorgesehen und geeignet ist , bei einer Eingangsspannung zwischen 4 V und 36
V eine Ausgangsspannung bereitzustellen, die zwischen 3 V und 15 V liegt . Die Ausgangsspannung des Spannungsreglers kann dabei insbesondere 5 V betragen . Der Spannungsregler versorgt dabei im Wesentlichen die Hallsensor-Schaltungen mit elektrischer Energie . Es ist möglich, dass der Hallsensor der Hallsensor-Schaltung einen Halbleiterschalter und ein Hall-Element , das mit dem Gateanschluss des Halbleiterschalters verschaltet ist , umfasst . Auch der Halbleiterschalter des Hallsensors kann dabei ein Feldef fekttransistor sein .
Diese Konfiguration, bei der der Hallsensor über drei Leitungen mit seiner Schaltungsumgebung verschaltet ist , unterscheidet die Konfiguration der vorliegenden Zustandserkennungsschaltung von entsprechenden Erkennungsschaltungen, zum Beispiel der WO 2020/ 043515 Al .
Ferner ist es möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ein zweites kapazitives Element umfasst . Das zweite kapazitive Element kann zwischen dem Versorgungsanschluss und Masse verschaltet sein .
Das zweite kapazitive Element kann dabei eine Kapazität zwischen 50 nF und 150 nF, zum Beispiel 100 nF, aufweisen und als Glättungskondensator hohe Spannungsspitzen am Versorgungsanschluss der Zustandserkennungsschaltung abfangen . Bei entsprechender Aufladung des zweiten kapazitiven Elements kann dabei die zweite Diodenschaltung durchschalten und Spannungsspitzen an Masse abführen .
Ein entsprechender fernbetätigbarer Schalter kann einen elektrischen Schalter und eine Zustandserkennungsschaltung, zum Beispiel wie oben beschrieben, aufweisen . Die Zustandserkennungsschaltung ist dabei dafür vorgesehen und durch ihre spezielle Konfiguration auch fähig, einen Schalt zustand des elektrischen Schalters zuverlässig zu detektieren und an eine externe Schaltungsumgebung bereitzustellen . Es ist möglich, dass der fernbetätigbare Schalter ausgewählt ist aus einem Relais , einem Schütz und einem Hochspannungsschütz .
Es ist dabei möglich, dass bei dem fernbetätigbaren Schalter die Zustandserkennungsschaltung darüber informiert , ob der Schaltungs zustand des Schalters "wie vorgesehen geschlossen" und/oder "wie vorgesehen geöf fnet" ist .
Damit kann klar erkannt werden, ob der Schalt- I st-Zustand wie vorgesehen dem Schalt-Soll-Zustand gleicht oder ob ein Fehler vorliegt und der Schalter nicht einen vorgesehenen
Schalt zustand ( geöf fnet oder geschlossen) innehat , sondern geöf fnet ist , wenn er geschlossen sein soll oder geschlossen ist , wenn er geöf fnet sein soll oder einen Zustand aufweist , der weder vollständig geschlossen noch vollständig geöf fnet ist .
Die Schaltungselemente der Zustandserkennungsschaltung können auf einer oder beiden Seiten einer Platine angeordnet sein . Die Platine kann im Boden des fernbetätigbaren Schalters angeordnet sein . Ferner kann die Platine solche Abmessungen aufweisen, dass sie in konventionelle fernbetätigbare Schalter passt . Insbesondere kann die Platine kreis förmig sein und einen Durchmesser aufweisen, der zwischen 10 und 15 mm, zum Beispiel 8 , 5 mm, 12 , 5 mm oder 13 , 9 mm, liegt . Funktionsprinzipien und Details bevorzugter Aus führungs formen sind in den folgenden schematischen Figuren näher gezeigt .
Es ist möglich, dass der fernbetätigbare Schalter ( FS ) ferner eine Kennzeichnung an einem elektrischen Leiter umfasst . Der Leiter ist dazu vorgesehen und geeignet , den Schalter mit einer externen Schaltungsumgebung zu verschalten .
Es ist ferner möglich, dass der Leiter eine Anschlussleitung ist und die Kennzeichnung ein Warn-Label zur Warnung vor Verpolung ist . Eine solche Kennzeichnung stellt dabei eine mögliche Konfiguration dar, die die Verpolungssicherheit verbessert .
Insbesondere zeigen :
Figur 1 die Anordnung einiger Schaltungsblöcke relativ zueinander,
Figur 2 das Schaltbild mit weiteren Schaltungselementen einer bevorzugten Aus führungs form,
Figur 3 die Schaltungsumgebung des Hall-Elements im Hallsensor,
Figur 4 funktionelle Elemente eines fernbetätigbaren Schalters .
Fig . 5 Schaltungselemente einer weiteren bevorzugten Aus führungs form .
Figur 1 zeigt Blöcke der Zustandserkennungsschaltung ZES . Die Zustandserkennungsschaltung umfasst einen Spannungsregler SR, eine Hallsensor-Schaltung HSS und einen Ausgangsschalter AS . Die Hallsensor-Schaltung beinhaltet dabei einen Hallsensor HS . Die Hallsensor-Schaltung HSS ist zwischen dem Spannungsregler SR und dem Ausgangsschalter AS verschaltet . Die Zustandserkennungsschaltung hat ferner einen Eingang SUP für eine Versorgungsspannung und einen Ausgang OUT , um den Schalt zustand an eine externe Schaltungsumgebung weiterzuleiten . Der Ausgangsschalter AS ist dabei zwischen der Hallsensor-Schaltung HSS und dem Ausgangsanschluss OUT verschaltet . Optional ist der Ausgangsschalter AS mit dem Versorgungsanschluss SUP verschaltet .
Die Pfeilrichtungen am Versorgungsanschluss SUP und am Ausgangsanschluss OUT geben die Richtung der entsprechenden elektrischen Leistung an .
Durch die Konfiguration mit der Hallsensor-Schaltung und ihrem Hallsensor zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter unterscheidet sich die Zustandserkennungsschaltung fundamental von entsprechenden Zustandserkennungsschaltungen aus bekannten fernbetätigbaren Schaltern . Infolge der neuen Konfiguration ist es möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung einen geringeren Strombedarf aufweist und eine erhöhte Zuverlässigkeit besitzt und dennoch kompatibel mit bisherigen fernbetätigbaren Schaltern ist .
Figur 2 zeigt eine Aus führungs form der Zustandserkennungsschaltung ZES mit weiteren Schaltungselementen . So gibt es einen weiteren Anschluss , der mit Massepotential verschaltet sein kann . Insbesondere der Spannungsregler SR, die Hallsensor-Schaltung HSS und der Ausgangsschalter AS können mit Masse verschaltet sein .
In der Hallsensor-Schaltung HSS ist ein erster Anschluss HS 1 des Hallsensors HS über ein erstes resistives Element RI mit einem ersten Ausgangsanschluss SRI des Spannungsreglers SR verschaltet . Ein zweiter Anschluss HS2 der Hallsensor- Schaltung HSS ist mit einem Eingang des Ausgangsschalters AS verschaltet . Ein weiterer Anschluss des Hallsensors HS ist mit Masse verschaltet .
Zwischen dem ersten Anschluss HS 1 des Hallsensors HS und Masse ist das erste kapazitive Element CI verschaltet . Zwischen dem ersten Anschluss HS 1 des Hallsensors HS und dem zweiten Anschluss HS2 des Hallsensors HS ist der Pull-up- Widerstand R2 verschaltet .
Zwischen dem Versorgungsanschluss SUP und dem Spannungsregler SR ist die erste Diode Dl verschaltet . Die erste Diode Dl stellt dabei eine Verpolungsschutzdiode gegen eine falsche Verpolung der Zustandserkennungsschaltung dar .
Die erste Diodenschaltung DS 1 ist zwischen dem Ausgangsanschluss OUT und Masse verschaltet . Die erste Diodenschaltung DS 1 stellt einen Schutz gegen Überspannung dar . Insbesondere kann die erste Diodenschaltung DS 1 den Ausgangsschalter AS vor Überspannung schützen .
Die zweite Diodenschaltung DS2 ist zwischen dem Versorgungsanschluss SUP und Masse verschaltet . Die zweite Diodenschaltung DS2 schützt die dahinterliegenden Schaltungselemente vor Überspannung am Versorgungsanschluss SUP . Spannungsspitzen werden bei Überschreiten der Durchbruchspannung der zweiten Diodenschaltung DS2 an Masse abgeleitet .
Das dritte resistive Element R3 ist zwischen Masse und dem
Ausgangsschalter AS verschaltet und stellt dem
Ausgangsschalter AS ein definiertes Potential gegenüber Masse zur Verfügung . Figur 3 zeigt einen möglichen internen Aufbau des Hallsensors HS . Darin können ein Hall-Element HE und ein Halbleiterschalter HLS enthalten sein . Das Hall-Element HE ist in der Nähe einer Ruheposition eines Magnets am beweglichen elektrischen Leiter des fernbetätigbaren Schalters angeordnet und detektiert Magnetfelder in seiner Umgebung . Das Hall-Element HE ist mit der Basis des Halbleiterschalters HLS verschaltet . Insgesamt ist der Hallsensor HS über drei Leitungen mit seiner Schaltungsumgebung verschaltet und stellt an seinem Ausgang über den Halbleiterschalter HLS ein binäres Ausgangssignal bezüglich der magnetischen Umgebung des Hall-Elements zur Verfügung . Der Halbleiterschalter HLS des Hallsensors HS ist dabei im Wesentlichen mit dem Ausgangsschalter AS gekoppelt oder direkt verbunden .
Figur 4 zeigt zentrale Elemente eines fernbetätigbaren Schalters FS . Der fernbetätigbare Schalter FS hat eine erste Elektrode ELI und eine zweite Elektrode EL2 sowie einen elektrischen Leiter L . Der elektrische Leiter L kann an einem Schubelement SCH befestigt sein . Uber das Schubelement SCH kann der elektrische Leiter, zum Beispiel über Magnetspulen MS angetrieben, an die erste Elektrode ELI und an die zweite Elektrode EL2 angedrückt oder von den Elektroden ELI , EL2 weggezogen werden . Dadurch kann der fernbetätigbare Schalter einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden ELI und EL2 schließen oder öf fnen . Die Magnetspulen MS können durch entsprechende Ströme aus der Ferne gesteuert werden . Fest mit dem Schubelement SCH verbunden ist ein Magnet M, der in Abhängigkeit von der Position des elektrischen Leiters L ebenfalls seine Position ändert und damit die magnetische Umgebung des Hallsensors HS ändert . Auf der Basis seiner magnetischen Umgebung kann der Hallsensor HS ein binäres Signal bezüglich des Schalt zustandes des elektrischen Leiters L an die externe Schaltungsumgebung weiterleiten . Die Schaltungselemente oder Schaltungsblöcke der Zustandserkennungsschaltung können an einer oder beiden Seiten einer Leiterplatte LP angeordnet sein, die mit dem Hallsensor HS verschaltet ist . Die Leiterplatte LP kann im Bodenbereich des fernbetätigbaren Schalters FS angeordnet und befestigt sein . Die Leiterplatte LP kann dabei eine Größe und eine Form haben, sodass sie in entsprechende Ausnehmungen in üblichen fernbetätigbaren Schaltern FS verwendbar ist . Damit können der Stromverbrauch üblicher fernbetätigbarer Schalter verringert und die Zuverlässigkeit erhöht werden, ohne dass die anderen Schalterelemente des Schalters ES einer Überarbeitung bedürfen .
Figur 5 zeigt eine bevorzugte Form einer Zustandserkennungsschaltung, die auf der Schaltung gemäß der Figur 2 basiert . So ist - verglichen mit der Schaltung der Figur 2 - der Ausgangsschalter der Schaltung gemäß der Figur 5 direkt mit Masse statt mit dem Versorgungsanschluss Sup verschaltet . Ferner fehlt der Schaltung gemäß Figur 5 das dritte resistive Element R3 und dem Ausgangsschalter der Schaltung gemäß Figur 5 die zugehörige Verschaltung über R3 mit Masse . Die erste Diode Dl der Schaltung gemäß Figur 2 ist in der Aus führungs form gemäß der Figur 5 nicht mehr enthalten .
Der Widerstandswert des zweiten resisitiven Elements R2 kann zwischen 2 kQ und 10 kQ, z . b . 4 , 7 kQ, betragen . Der Ausgangsschalter AS kann als dreipoliger (Halbleiter- ) Schalter, z . B . als Pro ( tected) -FET ausgeführt sein . Die Zustandserkennungsschaltung und der fernbetätigbare
Schalter sind nicht auf die beschriebenen Aus führungs formen beschränkt . Die Zustandserkennungsschaltung kann noch weitere Schaltungselemente , zum Beispiel zum Detektieren der Temperatur oder einer am Gehäuse des entsprechenden Schalters anliegenden Spannung zum Detektieren eines Fehlers , aufweisen .
Bezugs zeichenliste
AS Ausgangsschalter
CI erstes kapazitives Element
C2 zweites kapazitives Element
Dl erste Diode
DS 1 erste Diodenschaltung
DS2 zweite Diodenschaltung
ELI erste Elektrode des fernbetätigbaren Schalters
EL2 zweite Elektrode des fernbetätigbaren Schalters
ES elektrischer Schalter des fernbetätigbaren Schalters
FS fernbetätigbarer Schalter
HE Hall-Element
HLS Halbleiterschalter
HS Hallsensor
HS 1 erster Ausgang des Hallsensors
HS2 zweiter Ausgang des Hallsensors
HSS Hallsensor-Schaltung
L beweglicher elektrischer Leiter
LP Leiterplatte
M Magnet
MS Magnetspule
OUT Ausgangsanschluss
RI erstes resistives Element
R2 zweites resistives Element
R3 drittes resistives Element
SCH Schubelement
SR Spannungsregler
SRI erster Ausgang des Spannungsreglers
SUP Versorgungsanschluss
ZES Zustandserkennungsschaltung

Claims

Patentansprüche
1. Zustandserkennungsschaltung (ZES) , umfassend
- eine Hallsensor-Schaltung (HSS) mit einem Hallsensor (HS) ,
- einen Spannungsregler (SR) und
- einen Ausgangsschalter (AS) , wobei
- die Hallsensor-Schaltung (HSS) zwischen dem Spannungsregler (SR) und dem Ausgangsschalter (AS) verschaltet ist.
2. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Hallsensor (HS) ein binäres Ausgangssignal liefert.
3. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend einen Ausgangsanschluss (OUT) , wobei der Ausgangsschalter (AS) dazu vorgesehen ist, einen Schalt zustand eines fernbetätigten Schalters (FS) gemäß einer magnetischen Umgebung des Hallsensors (HS) am Ausgangsanschluss (OUT) bereitzustellen.
4. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend einen Versorgungsanschluss (SUP) und einen Masseanschluss (GND) .
5. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Hallsensor (HS) mit drei verschiedenen Leitungen der Hallsensor-Schaltung (HSS) verschaltet ist.
6. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Hallsensor (HS) - mit Masse (GND) und dem Ausgangsschalter (AS) verschaltet und
- mit einem Ausgang (SRI) des Spannungsreglers (SR) elektrisch gekoppelt ist.
7. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
- die Hallsensor-Schaltung (HSS) ferner ein resistives Element (RI) und ein kapazitives Element (CI) umfasst und
- das resisitive Element (RI) zwischen einem Ausgang (SRI) des Spannungsreglers (SR) und einem ersten Anschluss (HS1) des Hallsensors (HS) verschaltet ist und
- das kapazitive Element (CI) zwischen dem ersten Anschluss (HS1) des Hallsensors (HS) und Masse (GND) verschaltet ist.
8. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine erste Diode (Dl) zwischen dem Versorgungsanschluss (SUP) und einem Eingang des Spannungsreglers (SR) .
9. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine erste Diodenschaltung (DS1) zwischen dem Ausgangsanschluss (OUT) und Masse (GND) .
10. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine zweite Diodenschaltung (DS2) zwischen Masse (GND) und dem Versorgungsanschluss (SUP) .
11. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein zweites resistives Element (R2) zwischen dem ersten Anschluss (HS1) des Hallsensors (HS) und dem zweiten Anschluss (HS2) des Hallsensors (HS) .
12. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein drittes resistives Element (R3) zwischen Masse (GND) und dem Ausgangsschalter (AS) .
13. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Ausgangsschalter einen Halbleiterschalter und/oder einen geschützten Halbleiterschalter umfasst.
14. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Spannungsregler dazu vorgesehen und geeignet ist, bei einer Eingangsspannung zwischen 4 V und 36 V eine Ausgangsspannung bereitzustellen, die zwischen 3 V und 15 V liegt oder 5 V ist.
15. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Hallsensor (HS) einen Halbleiterschalter (HLS) und ein Hallelement (HE) , das mit dem Gate-Anschluss des Halbleiterschalters verschaltet ist, umfasst .
16. Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend ein zweites kapazitives Element (C2) , das zwischen dem Versorgungsanschluss (SUP) und Masse (GND) verschaltet ist.
17. Fernbetätigbarer Schalter (FS) , umfassend
- einen elektrischen Schalter (ES) und eine
Zustandserkennungsschaltung (ZES) nach einem der vorherigen Ansprüche, die dafür vorgesehen ist, einen Schalt zustand des elektrischen Schalters (ES) bereitzustellen.
18. Fernbetätigbarer Schalter (FS) nach dem vorherigen Anspruch, der ausgewählt ist aus einem Relais, einem Schütz, einem Hochspannungsschütz.
19. Fernbetätigbarer Schalter (FS) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, bei dem die Zustandserkennungsschaltung darüber informiert, ob der Schaltungszustand des Schalters "wie vorgesehen geschlossen" und/oder "wie vorgesehen geöffnet" ist.
20. Fernbetätigbarer Schalter (FS) nach einem der drei vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine Kennzeichnung an einem elektrischen Leiter, der dazu vorgesehen und geeignet ist, den Schalter mit einer externen Schaltungsumgebung zu verschalten .
21. Fernbetätigbarer Schalter (FS) nach einem der vier vorherigen Ansprüche, wobei der Leiter eine Anschlussleitung ist und die Kennzeichnung ein Warn-Label zur Warnung vor Verpolung ist.
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