WO2011054662A1 - Protective unit for an electrical device - Google Patents

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WO2011054662A1
WO2011054662A1 PCT/EP2010/065688 EP2010065688W WO2011054662A1 WO 2011054662 A1 WO2011054662 A1 WO 2011054662A1 EP 2010065688 W EP2010065688 W EP 2010065688W WO 2011054662 A1 WO2011054662 A1 WO 2011054662A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
sensor
protection device
electrical
electrical device
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/065688
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German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Donis
Juergen Goetz
Lutz Mueller
Erwin Fischer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • H05K1/02—Details
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
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    • H05K2201/10181—Fuse

Definitions

  • the invention relates to a protective device for an electrical device according to the preamble of claim 1.
  • Such a protective device for an electrical device is from the
  • WO2004 / 002202A1 known. It describes a printed circuit board with a
  • Protective device is equipped against thermal overheating.
  • a melting bridge is used, the above a certain temperature
  • the arrangement of the protective device within the device is crucial for the time of triggering, since it requires a certain time from the time of overheating to the detection of overheating.
  • the intensity of the heat decreases sharply with the distance, whereby it may happen that a sensor designed as a melt bridge is too far away from the heat source and thus does not react.
  • the melt bridge is destroyed after its release and must be replaced for repair purposes.
  • the invention has the object, a protective device for an electrical device according to the preamble of claim 1 such that the reaction time is improved and the overheating detection is not limited by the arrangement of the sensor or is restricted.
  • This object is achieved in a protective device for an electrical device with the features of claim 1.
  • the invention is based on the idea of detecting a thermal overload by means of an optical sensor.
  • An advantage of this solution is that an optical sensor large parts of the device within its direct field of view, or by detection of
  • Reflections can also monitor outside the direct field of vision. In addition, overheating due to smoke or flames can be detected before the
  • Heat effect reaches the sensor, whereby the protective device reacts very early and thus further damage to the device can be avoided.
  • a plurality of sensors are arranged at different locations of the device.
  • a plurality of sensors are arranged at different locations of the device.
  • At least one sensor is arranged in operative connection with other points of the device by means of at least one light guide or a reflecting element.
  • This design makes it possible to use the sensor to monitor locations where mounting the sensor would be inconvenient or impossible. If multiple optical fibers are used to direct light to a sensor, this provides the ability to detect multiple locations of the instrument with a single light sensor and thus obtain the benefits of multiple light sensors with a single sensor.
  • the design of the optical sensor as a light sensor.
  • Such light sensors are characterized by the fact that their acquisition costs are low and that they have a low power consumption.
  • the light sensor measures a certain part of the light spectrum. Light is particularly suitable in the
  • near-infrared region i. Light in the wavelength range from 700 nm to 5 ⁇ . This wavelength range is little affected by disturbances by particles, such as those caused by smoke.
  • the optical sensor with a
  • Evaluation circuit coupled. Such an evaluation circuit makes it possible, depending on the application, to take various measures, for example, more
  • Detecting a thermal overload causes a power interruption. As a result, the components cool down and overheating is counteracted. Furthermore, consequential damage can be avoided.
  • the power interruption can be reversible, so that a restart, possibly after replacing the
  • the power interruption can be done in a further embodiment of the invention by a self-destructing device.
  • a self-destructing device for example, a
  • Pyrotechnische be used, which destroys itself when exceeding a certain temperature. It has the advantage that it is easily replaceable and the power supply is permanently interrupted, whereby subsequent malfunctions are excluded.
  • the electrical device is preferably a control device in a motor vehicle.
  • a protective device according to the invention makes sense, since the control unit can be arranged at a critical point, for example in the engine compartment, so that in particular a spread of fire severe consequences until
  • Vehicle fire can have. It is advantageous if the electrical device has a housing which is designed to be opaque in particular, as a result of which its interior is protected against external light influences which otherwise can lead to false triggering or require a more complex evaluation circuit.
  • Fig. 1 shows a simplified illustrated control unit in longitudinal section below
  • Fig. 2 is a comparison with the Fig. 1 modified control device in longitudinal section using a photodiode and a light guide.
  • FIG. 1 shows an electrical device 1 designed as a control device. It has a particular multi-part housing 10, made of
  • a circuit board 12 is arranged in the housing 10.
  • the plug-in device 14 On the outside of the housing is a plug-in device 14 for the electrical connection of external connections to the board 12, for example for connection a wiring harness of a motor vehicle.
  • the plug-in device 14 has two
  • Headers 15 and 16 which in turn arranged perpendicular to the plane of connection pins 17 and 18, via rigid lines 19 and 20 with
  • a light sensor in the form of a photodiode 22 and a coupled to the photodiode 22 electronic evaluation circuit 23 in the form of one or more electrical components are arranged. Also located at the top of the board 12 more electrical components as part of an electrical or electronic circuit.
  • the underside 24 of the board 12 is also a light sensor, in particular again in the form of a coupled to the evaluation circuit 23 photodiode 25.
  • the photodiodes 25, 35 and the evaluation circuit 23 are part of a fire detection device 100 for the electrical device. 1
  • the latter photodiode 25 is required because of the underside 24 of the board 12 can not get light to the first photodiode 22 on the board top 24 because the board 12 is an impenetrable obstacle to the light and the board 12 of the housing 10 at least almost is surrounded without a gap. Also located on the bottom 24 more components as part of the electrical or
  • the two photodiodes 22 and 25 are each arranged near the central region 26 of the board 12 so that they can cover or monitor the largest possible area of the inner space 11 in the housing 10.
  • the photodiodes 22, 25 are advantageously designed such that they detect light in the near-infrared region, since this light region is less susceptible to disturbances by particles, such as, for example, smoke.
  • the inner side 29 of the housing 10 or the components of the electrical or electronic circuit or the circuit board 12 may be formed metallized or mirrored, so that the light of any flames is reflected at them and thus reaches one of the photodiodes 22 or 25.
  • Reflection or an improvement in the reflection properties of the surfaces is understood to mean that less light is absorbed by surfaces and these Thus, the reflected light rays on arrival at the photodiode 22, 25 a higher remaining light intensity - compared to surfaces with bad
  • Photodiodes change their operating point depending on the intensity of the incident light.
  • the photodiodes 22 and 25 connected to the evaluation circuit 23 monitor in which operating point the photodiodes 22 and 25 are located. It can also be provided that the signal of the respective photodiode 22 and 25 and the evaluation circuit 26 is amplified or processed in a different way.
  • the fire detection device 100 described above operates as follows
  • the upper photodiode 22 If it comes on the top 21 of the board 12 to a fire, e.g. due to a thermal overload of components of the electrical or electronic circuit and associated flame formation, it is detected by the upper photodiode 22 by the light rays of the flames, either directly or through
  • the photodiode 22 responds to the light rays by turning on its
  • Evaluation circuit 23 taken appropriate action. These measures can be done in different ways, for example, by the fact that
  • the power supply of the controller is interrupted as quickly as possible and thus further heat generation of the control unit is prevented.
  • Power interruption can take place in that the evaluation circuit 23 controls a self-destructive pyro fuse, so that a reconnection of the electrical device 1 is reliably prevented.
  • Vehicle control whose failure would result in an uncontrollable behavior of the vehicle.
  • no photodiode is mounted on the underside 24 of the board 12.
  • the components 32 and 33 of the electrical or electronic circuit on the underside 24 of the board 12 each optically detect by means of a light guide 34, 35 and a reflective element of the photodiode 22 on the top 21 of the board 12.
  • the one ends 36 and 37 of the optical fibers 34 and 35 are respectively coupled to the components 32 and 33.
  • the other ends 38 and 39 of the optical fibers 34 and 35 are coupled to the photodiode 22.
  • the light guides 34 and 35 penetrate the board 12 respectively through correspondingly formed through holes in the board 12th
  • Fire detection device then has for each device, one or more sensors or in the form of photodiodes or optical fibers, from a central
  • Evaluation be controlled or monitored. Furthermore, it is also conceivable to use other optical sensors, for example camera devices, instead of photodiodes.

Abstract

The invention relates to a protective unit (100) for an electrical device (1), comprising a sensor for detecting a thermal overload. According to the invention, the sensor is an optical sensor (22, 25) responding to the generation of light.

Description

Beschreibung  description
Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät Stand der Technik Protective device for an electrical device prior art
Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . The invention relates to a protective device for an electrical device according to the preamble of claim 1.
Eine derartige Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät ist aus der Such a protective device for an electrical device is from the
WO2004/002202A1 bekannt. Sie beschreibt eine Leiterplatte, die mit einer WO2004 / 002202A1 known. It describes a printed circuit board with a
Schutzeinrichtung gegen thermische Überhitzung ausgestattet ist. Zu diesem Zweck wird eine Schmelzbrücke verwendet, die ab einer bestimmten Temperatur die Protective device is equipped against thermal overheating. For this purpose, a melting bridge is used, the above a certain temperature
Stromversorgung des elektrischen Geräts durch Selbstzerstörung unterbricht. Power supply of the electrical device by self-destruction interrupts.
Nachteilig an dieser Methode ist, dass zum Auslösen der Schmelzbrücke eine A disadvantage of this method is that for triggering the melt bridge a
Temperatur deutlich über der normalen Betriebstemperatur notwendig ist und somit andere Elemente möglicherweise vor dem Auslösen bereits zerstört oder zumindest vorgeschädigt werden. Zudem ist die Anordnung der Schutzeinrichtung innerhalb des Gerätes ausschlaggebend für den Zeitpunkt der Auslösung, da es von dem Zeitpunkt der Überhitzung bis zum Erkennen der Überhitzung eine bestimmte Zeit benötigt. Außerdem nimmt die Intensität der Hitze mit dem Abstand stark ab, wodurch es vorkommen kann, dass ein als Schmelzbrücke ausgebildeter Sensor vom Hitzeherd zu weit entfernt ist und somit nicht reagiert. Darüber hinaus wird die Schmelzbrücke nach deren Auslösung zerstört und muss zu Reparaturzwecken ausgetauscht werden. Temperature is well above the normal operating temperature is necessary and thus other elements may already be destroyed before tripping or at least pre-damaged. In addition, the arrangement of the protective device within the device is crucial for the time of triggering, since it requires a certain time from the time of overheating to the detection of overheating. In addition, the intensity of the heat decreases sharply with the distance, whereby it may happen that a sensor designed as a melt bridge is too far away from the heat source and thus does not react. In addition, the melt bridge is destroyed after its release and must be replaced for repair purposes.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Reaktionszeit verbessert wird und die Überhitzungserkennung nicht durch die Anordnung des Sensors beschränkt bzw. eingeschränkt ist. Diese Aufgabe wird bei einer Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, eine thermische Überlastung mittels eines optischen Sensors zu erfassen. Vorteilhaft an dieser Lösung ist es, dass ein optischer Sensor große Teile des Gerätes innerhalb seines direkten Sichtbereiches, oder durch Erfassung von Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a protective device for an electrical device according to the preamble of claim 1 such that the reaction time is improved and the overheating detection is not limited by the arrangement of the sensor or is restricted. This object is achieved in a protective device for an electrical device with the features of claim 1. The invention is based on the idea of detecting a thermal overload by means of an optical sensor. An advantage of this solution is that an optical sensor large parts of the device within its direct field of view, or by detection of
Reflexionen auch außerhalb des direkten Sichtbereiches überwachen kann. Zudem kann eine Überhitzung durch Rauch oder Flammen erkannt werden, bevor die Reflections can also monitor outside the direct field of vision. In addition, overheating due to smoke or flames can be detected before the
Hitzewirkung den Sensor erreicht, wodurch die Schutzeinrichtung besonders früh reagiert und dadurch weitere Beschädigungen des Gerätes vermieden werden können. Heat effect reaches the sensor, whereby the protective device reacts very early and thus further damage to the device can be avoided.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung für ein elektrisches Gerät sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Advantageous developments of the protective device according to the invention for an electrical device are specified in the subclaims. All combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and / or the figures fall within the scope of the invention.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass mehrere Sensoren an unterschiedlichen Stellen des Gerätes angeordnet sind. Somit können auch komplexe, eventuell verwinkelte Bauformen des elektrischen Geräts, oder zum Beispiel zwei Seiten einer Leiterplatte vollständig überwacht werden. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that a plurality of sensors are arranged at different locations of the device. Thus, even complex, possibly angled designs of the electrical device, or for example two sides of a circuit board can be completely monitored.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Sensor mittels wenigstens eines Lichtleiters oder eines spiegelnden Elementes mit anderen Stellen des Gerätes in Wirkverbindung angeordnet ist. Diese Ausbildung ermöglicht es, mit dem Sensor Stellen zu überwachen, an denen eine Anbringung des Sensors ungünstig oder unmöglich wäre. Werden mehrere Lichtleiter verwendet, um Licht zu einem Sensor zu leiten, so bietet dies die Möglichkeit, mit einem einzigen Lichtsensor mehrere Stellen des Gerätes zu erfassen und somit mit einem einzigen Sensor die Vorteile von mehreren Lichtsensoren zu erhalten. It can also be provided that at least one sensor is arranged in operative connection with other points of the device by means of at least one light guide or a reflecting element. This design makes it possible to use the sensor to monitor locations where mounting the sensor would be inconvenient or impossible. If multiple optical fibers are used to direct light to a sensor, this provides the ability to detect multiple locations of the instrument with a single light sensor and thus obtain the benefits of multiple light sensors with a single sensor.
Besonders bevorzugt ist die Ausbildung des optischen Sensors als Lichtsensor. Particularly preferred is the design of the optical sensor as a light sensor.
Derartige Lichtsensoren zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Anschaffungskosten gering sind und, dass sie einen geringen Stromverbrauch aufweisen. Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, in der der Lichtsensor einen bestimmten Teil des Lichtspektrums misst. Besonders eignet sich Licht im Such light sensors are characterized by the fact that their acquisition costs are low and that they have a low power consumption. Of particular advantage is an embodiment in which the light sensor measures a certain part of the light spectrum. Light is particularly suitable in the
nahinfraroten Bereich, d.h. Licht im Wellenlängenbereich von 700 nm bis 5μιη. Dieser Wellenlängenbereich ist von Störungen durch Partikel, wie sie beispielsweise durch Qualm verursacht werden, wenig betroffen. near-infrared region, i. Light in the wavelength range from 700 nm to 5μιη. This wavelength range is little affected by disturbances by particles, such as those caused by smoke.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der optische Sensor mit einer In one embodiment of the invention, the optical sensor with a
Auswerteschaltung gekoppelt. Eine derartige Auswerteschaltung ermöglicht es, je nach Anwendung, verschiedene Maßnahmen zu treffen, um beispielsweise weitere Evaluation circuit coupled. Such an evaluation circuit makes it possible, depending on the application, to take various measures, for example, more
Beschädigungen des elektrischen Geräts zu vermeiden. So ist es auch möglich, eine Warnmeldung auszugeben, die einem Benutzer die Möglichkeit gibt, auf die Damage to the electrical device should be avoided. So it is also possible to issue a warning message, which gives a user the possibility to
Überhitzung individuell zu reagieren. Overheating to respond individually.
Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass die Auswerteschaltung bei einer In particular, it is provided that the evaluation circuit at a
Erfassung einer thermischen Überlastung eine Stromunterbrechung bewirkt. Hierdurch kühlen die Bauteile ab und der Überhitzung wird entgegengewirkt. Weiterhin lassen sich Folgeschäden vermeiden. Die Stromunterbrechung kann reversibel erfolgen, sodass eine Wiederinbetriebnahme, möglicherweise nach Austausch der Detecting a thermal overload causes a power interruption. As a result, the components cool down and overheating is counteracted. Furthermore, consequential damage can be avoided. The power interruption can be reversible, so that a restart, possibly after replacing the
Störungsverursachenden Teile, möglich ist. Fault causing parts, is possible.
Die Stromunterbrechung kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durch ein sich selbst zerstörendes Bauelement erfolgen. Beispielsweise kann eine The power interruption can be done in a further embodiment of the invention by a self-destructing device. For example, a
Pyrosicherung verwendet werden, die sich bei Überschreitung einer bestimmten Temperatur selbst zerstört. Sie hat den Vorteil, dass sie einfach austauschbar ist und die Stromversorgung bleibend unterbrochen ist, wodurch nachfolgende Fehlfunktionen ausgeschlossen werden. Pyrosicherung be used, which destroys itself when exceeding a certain temperature. It has the advantage that it is easily replaceable and the power supply is permanently interrupted, whereby subsequent malfunctions are excluded.
Das elektrische Gerät ist bevorzugt ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug. Hier ist eine erfindungsgemäße Schutzeinrichtung sinnvoll, da das Steuergerät an einer kritischen Stelle angeordnet sein kann, zum Beispiel im Motorraum, so dass insbesondere eine Ausbreitung eines Brandes schwere Folgen, bis zum The electrical device is preferably a control device in a motor vehicle. Here is a protective device according to the invention makes sense, since the control unit can be arranged at a critical point, for example in the engine compartment, so that in particular a spread of fire severe consequences until
Fahrzeugbrand, haben kann. Von Vorteil ist es, wenn das elektrische Gerät ein insbesondere lichtundurchlässig ausgebildetes Gehäuse aufweist, wodurch sein Innenraum vor äußeren Lichteinflüssen geschützt ist, welche ansonsten zu Fehlauslösungen führen können bzw. eine aufwändigere Auswerteschaltung benötigen. Vehicle fire, can have. It is advantageous if the electrical device has a housing which is designed to be opaque in particular, as a result of which its interior is protected against external light influences which otherwise can lead to false triggering or require a more complex evaluation circuit.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind Oberflächen von Bauteilen oder des In one embodiment of the invention are surfaces of components or the
Gehäuses mit einer Verspiegelung oder Metallisierung versehen. Dadurch werden die Reflexionseigenschaften verbessert, wodurch auch Orte im Gehäuse besser erfasst werden, die nicht im direkten Sichtfeld des Sensors liegen. Housing with a reflective coating or metallization provided. As a result, the reflection properties are improved, whereby even places in the housing are better detected, which are not in the direct field of view of the sensor.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.
Diese zeigen in: These show in:
Fig. 1 ein vereinfacht dargestelltes Steuergerät im Längsschnitt unter Fig. 1 shows a simplified illustrated control unit in longitudinal section below
Verwendung zweier Photodioden und  Use of two photodiodes and
Fig. 2 ein gegenüber der Fig. 1 abgewandeltes Steuergerät im Längsschnitt unter Verwendung einer Photodiode und eines Lichtleiters. Fig. 2 is a comparison with the Fig. 1 modified control device in longitudinal section using a photodiode and a light guide.
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In the figures, the same components and components with the same function with the same reference numerals.
In der Fig.1 ist ein als Steuergerät ausgeführtes elektrisches Gerät 1 dargestellt. Es besitzt ein insbesondere mehrteilig ausgebildetes Gehäuse 10, das aus FIG. 1 shows an electrical device 1 designed as a control device. It has a particular multi-part housing 10, made of
lichtundurchlässigem Material, vorzugsweise Metall oder Kunststoff gefertigt ist, wodurch der Innenraum 1 1 des Gehäuses 10 vor Lichteinfall aus der Umgebung geschützt ist. Im Gehäuse 10 ist eine Platine 12 angeordnet. opaque material, preferably metal or plastic is made, whereby the interior 1 1 of the housing 10 is protected from light from the environment. In the housing 10, a circuit board 12 is arranged.
An der Gehäuseaußenseite befindet sich eine Steckvorrichtung 14 zum elektrischen Anschluss externer Verbindungen an die Platine 12, beispielsweise zum Anschluss an einen Kabelbaum eines Kraftfahrzeuges. Die Steckvorrichtung 14 weist zwei On the outside of the housing is a plug-in device 14 for the electrical connection of external connections to the board 12, for example for connection a wiring harness of a motor vehicle. The plug-in device 14 has two
Steckleisten 15 und 16 auf, die wiederum senkrecht zur Zeichenebene angeordnete Anschlusspins 17 und 18 aufweisen, die über starre Leitungen 19 und 20 mit Headers 15 and 16, which in turn arranged perpendicular to the plane of connection pins 17 and 18, via rigid lines 19 and 20 with
Leiterbahnen auf der Platine12 verbunden sind. Tracks are connected on the board12.
Auf der Oberseite 21 der Platine 12 sind ein Lichtsensor in Form einer Photodiode 22 sowie eine mit der Photodiode 22 gekoppelte elektronische Auswerteschaltung 23 in Form eines oder mehrerer elektrischer Bauteile angeordnet. Ebenfalls befinden sich an der Oberseite der Platine 12 weitere elektrische Bauteile als Bestandteil einer elektrischen bzw. elektronischen Schaltung. On the upper side 21 of the circuit board 12, a light sensor in the form of a photodiode 22 and a coupled to the photodiode 22 electronic evaluation circuit 23 in the form of one or more electrical components are arranged. Also located at the top of the board 12 more electrical components as part of an electrical or electronic circuit.
Auf der Unterseite 24 der Platine 12 befindet sich ebenfalls ein Lichtsensor, insbesondere wiederum in Form einer mit der Auswerteschaltung 23 gekoppelten Photodiode 25. Die Photodioden 25, 35 und die Auswerteschaltung 23 sind Bestandteil einer Branderkennungseinrichtung 100 für das elektrische Gerät 1 . Die zuletzt genannte Photodiode 25 ist erforderlich, da von der Unterseite 24 der Platine 12 kein Licht zur ersten Photodiode 22 auf der Platinenoberseite 24 gelangen kann, da die Platine 12 ein undurchdringbares Hindernis für das Licht darstellt und die Platine 12 von dem Gehäuse 10 zumindest nahezu spaltlos umgeben ist. Ebenfalls befinden sich an der Unterseite 24 weitere Bauteile als Bestandteil der elektrischen bzw. On the underside 24 of the board 12 is also a light sensor, in particular again in the form of a coupled to the evaluation circuit 23 photodiode 25. The photodiodes 25, 35 and the evaluation circuit 23 are part of a fire detection device 100 for the electrical device. 1 The latter photodiode 25 is required because of the underside 24 of the board 12 can not get light to the first photodiode 22 on the board top 24 because the board 12 is an impenetrable obstacle to the light and the board 12 of the housing 10 at least almost is surrounded without a gap. Also located on the bottom 24 more components as part of the electrical or
elektronischen Schaltung. electronic circuit.
Die beiden Photodioden 22 und 25 sind jeweils nahe des zentralen Bereichs 26 der Platine 12 angeordnet, damit sie einen möglichst großen Bereich des Innenraums 1 1 im Gehäuse 10 abdecken bzw. überwachen können. Die Photodioden 22, 25 sind vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass sie Licht im nahinfraroten Bereich erfassen, da dieser Lichtbereich weniger anfällig für Störungen durch Partikel, wie beispielsweise Qualm, ist. Die Innenseite 29 des Gehäuses 10 bzw. die Bauteile der elektrischen bzw. elektronischen Schaltung bzw. die Platine 12 können metallisiert oder verspiegelt ausgebildet sein, damit das Licht etwaiger Flammen an ihnen reflektiert wird und so zu einer der Photodioden 22 oder 25 gelangt. The two photodiodes 22 and 25 are each arranged near the central region 26 of the board 12 so that they can cover or monitor the largest possible area of the inner space 11 in the housing 10. The photodiodes 22, 25 are advantageously designed such that they detect light in the near-infrared region, since this light region is less susceptible to disturbances by particles, such as, for example, smoke. The inner side 29 of the housing 10 or the components of the electrical or electronic circuit or the circuit board 12 may be formed metallized or mirrored, so that the light of any flames is reflected at them and thus reaches one of the photodiodes 22 or 25.
Unter Reflexion bzw. einer Verbesserung der Reflexionseigenschaften der Oberflächen wird hierbei verstanden, dass weniger Licht von Oberflächen absorbiert wird und diese somit die reflektierten Lichtstrahlen bei Ankunft an der Photodiode 22, 25 eine höhere verbliebene Lichtintensität - gegenüber Oberflächen mit schlechten Reflection or an improvement in the reflection properties of the surfaces is understood to mean that less light is absorbed by surfaces and these Thus, the reflected light rays on arrival at the photodiode 22, 25 a higher remaining light intensity - compared to surfaces with bad
Reflexionseigenschaften - aufweisen. Photodioden ändern je nach Intensität des einfallenden Lichts ihren Arbeitspunkt. So ändert sich beispielsweise im sogenannten Quasi-Kurzschluss-Betrieb je nach Intensität des einfallenden Lichts der Reflection properties - exhibit. Photodiodes change their operating point depending on the intensity of the incident light. Thus, for example, changes in the so-called quasi-short-circuit operation depending on the intensity of the incident light of the
Ausgangsstrom der Photodiode. Output current of the photodiode.
Die mit der Auswerteschaltung 23 verbundenen Photodioden 22 und 25 überwachen, in welchem Arbeitspunkt sich die Photodioden 22 und 25 befinden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Signal der jeweiligen Photodiode 22 und 25 und der Auswerteschaltung 26 verstärkt oder auf eine andere Art aufbereitet wird. The photodiodes 22 and 25 connected to the evaluation circuit 23 monitor in which operating point the photodiodes 22 and 25 are located. It can also be provided that the signal of the respective photodiode 22 and 25 and the evaluation circuit 26 is amplified or processed in a different way.
Die oben beschriebene Branderkennungseinrichtung 100 arbeitet wie folgt: Im The fire detection device 100 described above operates as follows
Normalbetrieb des Steuergeräts erfassen die Photodioden 22 und 25 durch das geschlossene Gehäuse 10 aus lichtundurchlässigem Material kein Licht und somit wird von der Auswerteschaltung 23 keine Störung erkannt, wodurch die Funktion der elektrischen bzw. elektronischen Schaltung durch die Auswerteschaltung 23 und die Lichtsensoren 22 und 25 unbeeinflusst bleibt. Normal operation of the controller detect the photodiodes 22 and 25 through the closed housing 10 made of opaque material no light and thus is detected by the evaluation circuit 23 no interference, whereby the function of the electrical or electronic circuit by the evaluation circuit 23 and the light sensors 22 and 25 unaffected remains.
Kommt es auf der Oberseite 21 der Platine 12 zu einem Brand, z.B. infolge einer thermischen Überlastung von Bauteilen der elektrischen bzw. elektronischen Schaltung und einer damit verbunden Flammenbildung, so wird diese von der oberen Photodiode 22 erfasst, indem die Lichtstrahlen der Flammen, entweder direkt oder durch If it comes on the top 21 of the board 12 to a fire, e.g. due to a thermal overload of components of the electrical or electronic circuit and associated flame formation, it is detected by the upper photodiode 22 by the light rays of the flames, either directly or through
Reflexionen an der Innenseite 29 des Gehäuses 10 oder den Bauteilen, zur Photodiode 22 gelangen. Die Photodiode 22 reagiert auf die Lichtstrahlen, indem sie ihren Reflections on the inside 29 of the housing 10 or the components, reach the photodiode 22. The photodiode 22 responds to the light rays by turning on its
Arbeitspunkt ändert. Operating point changes.
Kommt es hingegen auf der Unterseite 24 der Platine 12 zu einer Flammenbildung, so wird diese von der unteren Photodiode 25 erfasst, indem die Lichtstrahlen der If, however, it comes on the bottom 24 of the board 12 to a flame, it is detected by the lower photodiode 25 by the light beams of the
Flammen in analoger Weise zur unteren Photodiode 25 gelangen. Flames in an analogous manner to the lower photodiode 25 reach.
Falls der Arbeitspunkt oder dessen Verlauf von mindestens einer der Photodioden 22 oder 25 die Merkmale einer Flammenbildung aufweisen, werden von der If the operating point or its course of at least one of the photodiodes 22 or 25 have the characteristics of flame formation, are of the
Auswerteschaltung 23 entsprechende Maßnahmen getroffen. Diese Maßnahmen können in unterschiedlicher Form erfolgen, zum Beispiel dadurch, dass Evaluation circuit 23 taken appropriate action. These measures can be done in different ways, for example, by the fact that
schnellstmöglich die Stromversorgung des Steuergeräts unterbrochen wird und somit eine weitere Wärmebildung des Steuergeräts unterbunden wird. Diese the power supply of the controller is interrupted as quickly as possible and thus further heat generation of the control unit is prevented. These
Stromunterbrechung kann dadurch erfolgen, dass die Auswerteschaltung 23 eine sich selbst zerstörende Pyrosicherung ansteuert, so dass ein Wiedereinschalten des elektrischen Geräts 1 sicher verhindert wird. Power interruption can take place in that the evaluation circuit 23 controls a self-destructive pyro fuse, so that a reconnection of the electrical device 1 is reliably prevented.
Bei sicherheitstechnisch besonders relevanten Steuergeräten kann es kritisch sein, sofort die Stromversorgung zu unterbrechen, beispielsweise bei einer In safety-related particularly relevant control devices, it may be critical to immediately interrupt the power supply, for example, at a
Fahrzeugsteuerung, deren Ausfall ein unkontrollierbares Verhalten des Fahrzeugs zur Folge hätte. Hier könnte es sich als sinnvoll erweisen, zuerst eine akustische oder optische Warnmeldung an den Fahrer auszugeben, damit dieser das Fahrzeug kontrolliert zum Stillstand bringen kann. Wird der Stillstand erkannt oder ist eine vorgegebene Zeit abgelaufen, so kann nun die Stromversorgung getrennt werden. Vehicle control whose failure would result in an uncontrollable behavior of the vehicle. Here it may prove useful to first issue an audible or visual warning message to the driver so that he can bring the vehicle controlled to a halt. If the standstill is detected or a specified time has elapsed, the power supply can now be disconnected.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten modifizierten Steuergerät ist an der Unterseite 24 der Platine 12 keine Photodiode angebracht. Jedoch lassen sich die Bauteile 32 und 33 der elektrischen bzw. elektronischen Schaltung an der Unterseite 24 der Platine 12 jeweils mittels eines Lichtleiters 34, 35 bzw. eines spiegelnden Elementes von der Photodiode 22 an der Oberseite 21 der Platine 12 optisch erfassen. Hierbei sind jeweils die einen Enden 36 und 37 der Lichtleiter 34 und 35 mit den Bauteilen 32 und 33 gekoppelt. Die anderen Enden 38 und 39 der Lichtleiter 34 und 35 sind hingegen mit der Photodiode 22 gekoppelt. Die Lichtleiter 34 und 35 durchdringen die Platine 12 jeweils durch entsprechend ausgebildete Durchgangsbohrungen in der Platine 12. In the modified control device shown in Fig. 2, no photodiode is mounted on the underside 24 of the board 12. However, the components 32 and 33 of the electrical or electronic circuit on the underside 24 of the board 12 each optically detect by means of a light guide 34, 35 and a reflective element of the photodiode 22 on the top 21 of the board 12. Here, the one ends 36 and 37 of the optical fibers 34 and 35 are respectively coupled to the components 32 and 33. The other ends 38 and 39 of the optical fibers 34 and 35, however, are coupled to the photodiode 22. The light guides 34 and 35 penetrate the board 12 respectively through correspondingly formed through holes in the board 12th
Kommt es bei einem der Bauteile 32 oder 33 zu einer Flammenbildung, so wird deren Licht über die Lichtleiter 34 bzw. 35 zur Photodiode 22 geleitet. Die Photodiode 22 ändert nun aufgrund der gestiegenen Lichtintensität ihren Arbeitspunkt. If flame formation occurs in one of the components 32 or 33, its light is conducted via the light guides 34 and 35 to the photodiode 22. The photodiode 22 now changes its operating point due to the increased light intensity.
Ergänzend wird erwähnt, dass es bei einem nicht lichtdichten Gehäuse 10, oder für den Fall, dass das elektrische Gerät 1 überhaupt kein Gehäuse 10 aufweist vorteilhaft sein kann, den Verlauf der erfassten Lichtintensität zu überwachen und auf Charakteristika einer Flammenbildung, wie beispielsweise Flackern, zu untersuchen. Ferner liegt es auch im Rahmen der Erfindung mehrere Geräte mittels einer gemeinsamen Branderkennungseinrichtung zu überwachen. Diese In addition, it is mentioned that it may be advantageous in a non-light-tight housing 10, or in the event that the electrical device 1 has no housing 10 at all, to monitor the course of the detected light intensity and to characteristics of flame formation, such as flickering investigate. Furthermore, it is also within the scope of the invention to monitor several devices by means of a common fire detection device. These
Branderkennungseinrichtung weist dann für jedes Gerät ein oder mehrere Sensoren bzw. in Form von Photodioden oder Lichtleitern auf, die von einer zentralen Fire detection device then has for each device, one or more sensors or in the form of photodiodes or optical fibers, from a central
Auswerteeinrichtung gesteuert bzw. überwacht werden. Ferner ist es auch denkbar, anstelle von Photodioden andere optische Sensoren zu verwenden, zum Beispiel Kameraeinrichtungen. Evaluation be controlled or monitored. Furthermore, it is also conceivable to use other optical sensors, for example camera devices, instead of photodiodes.

Claims

Ansprüche claims
1 . Schutzeinrichtung (100) für ein elektrisches Gerät (1 ), mit einem Sensor zur 1 . Protective device (100) for an electrical device (1), with a sensor for
Erfassung einer thermischen Überlastung, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein auf Lichtbildung reagierender optischer Sensor (22, 25) ist.  Detecting a thermal overload, characterized in that the sensor is an optical sensor (22, 25) responsive to the formation of light.
2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 , 2. Protection device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass mehrere Sensoren (22, 25) an unterschiedlichen Stellen des Gerätes (1 ) angeordnet sind.  in that a plurality of sensors (22, 25) are arranged at different locations of the device (1).
3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 3. Protection device according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zumindest ein Sensor (22, 25) mittels wenigstens eines Lichtleiters (34, 35) oder eines spiegelnden Elementes mit anderen Stellen des Gerätes in Wirkverbindung angeordnet ist.  in that at least one sensor (22, 25) is arranged in operative connection with other points of the device by means of at least one light guide (34, 35) or a reflecting element.
4. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Protection device according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der optische Sensor ein Lichtsensor (22, 25) ist.  the optical sensor is a light sensor (22, 25).
5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 4, 5. Protection device according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Lichtsensor (22, 25) Licht eines bestimmten Spektrums misst, insbesondere im nahinfraroten Lichtbereich.  the light sensor (22, 25) measures light of a certain spectrum, in particular in the near-infrared light region.
6. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. Protection device according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der optische Sensor (22, 25) mit einer Auswerteschaltung (23) gekoppelt ist. in that the optical sensor (22, 25) is coupled to an evaluation circuit (23).
7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6, 7. Protection device according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Auswerteschaltung (23) bei Erfassung einer thermischen Überlastung eine Stromunterbrechung des elektrischen Geräts (1 ) bewirkt.  that the evaluation circuit (23) causes a power interruption of the electrical device (1) upon detection of a thermal overload.
8. Schutzeinrichtung nach Anspruch 7, 8. Protection device according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Stromunterbrechung durch ein sich selbst zerstörendes Bauelement erfolgt, beispielsweise durch eine Pyrosicherung.  that the power interruption is carried out by a self-destructing device, for example by a Pyrosicherung.
9. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Protection device according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das elektrische Gerät (1 ) ein Steuergerät in einem Kraftfahrzeug ist.  the electrical device (1) is a control device in a motor vehicle.
10. Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. Protection device according to one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das elektrische Gerät (1 ) ein insbesondere lichtundurchlässiges Gehäuse (10) aufweist.  in that the electrical device (1) has a housing which is impermeable to light (10).
1 1 . Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 1 1. Protective device according to one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass Oberflächen von Bauteilen (32, 33) oder des Gehäuses (10) eine Verspiegelung oder Metallisierung aufweisen.  in that surfaces of components (32, 33) or of the housing (10) have a mirror coating or metallization.
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