WO2017186476A1 - Electronic fuse for a vehicle - Google Patents

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WO2017186476A1
WO2017186476A1 PCT/EP2017/058426 EP2017058426W WO2017186476A1 WO 2017186476 A1 WO2017186476 A1 WO 2017186476A1 EP 2017058426 W EP2017058426 W EP 2017058426W WO 2017186476 A1 WO2017186476 A1 WO 2017186476A1
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WO
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current
evaluation
control unit
electronic fuse
load current
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Application number
PCT/EP2017/058426
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Lang
Dominik Zipperer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/093—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/006—Calibration or setting of parameters

Definitions

  • the invention relates to an electronic fuse for a vehicle according to the preamble of independent patent claim 1.
  • Starting current which can be caused for example by precharging a capacitor of a connected electrical load impedance (inrush current) or by a breakaway torque of an electric motor, to an overcurrent detection and a false triggering of the electronic fuse lead, although the current level has not reached a critical threshold at which damage to the semiconductor switch is expected.
  • the electronic fuse with the features of independent claim 1 has the advantage that can be represented by means of a "minimalist” approach and very simple electronic components and without the aid of software overcurrent tolerance in a given current-time window for a starting current and adjustable trip times This means that within the current-time window, an overcurrent is tolerated without the electronic fuse tripping.
  • a continuously adjustable tripping characteristic is provided.
  • semiconductor switch for example, a common transistor (MOSFET) can be used.
  • Embodiments of the electronic fuse according to the invention can avoid too early disconnection of the load by recognizing a permissible starting current. This leads advantageously to a higher availability of the load.
  • the load can work in the full power range.
  • a very widely adjustable operating range can be displayed.
  • the cut-off limits for the starting current and the continuous operating current are freely programmable or adjustable and can also be set to values far below the design-related permissible current limits of the semiconductor switch.
  • dynamic setting of the switch-off characteristic curves is possible, for example, as a function of the operating state of the connected load or of external parameters, such as the temperature, up to the design-related limit of the semiconductor switch.
  • the fuse characteristic can also be changed during operation of the load.
  • the adjustable fuse characteristic for the continuous operating current and the additional fuse characteristic for the starting current are similar in the course of the known characteristics of a fuse, thereby enabling embodiments of the electronic fuse according to the invention simply in existing products instead of fuses can be used without the product being developed on a completely new safety characteristic got to. Furthermore, it is advantageously possible to dispense with the use of power semiconductors with integrated protective function and to use inexpensive standard MOSFETs.
  • Embodiments of the present invention provide an electronic fuse for a vehicle which includes a semiconductor switch which, in the on state, supplies a load impedance with a load current and turns off the load current in the off state, a current monitor which detects the load current through the semiconductor switch, and an evaluation - And control unit comprises, which switches the semiconductor switch blocking when the detected load current meets at least one predetermined switch-off criterion.
  • the evaluation and control unit classifies the detected load current as starting current or as continuous operating current, wherein the evaluation and control unit switches the semiconductor switch blocking when the load current classified as continuous operating current reaches an adjustable first triggering threshold, or if the load current classified as starting current adjustable higher second tripping threshold reached.
  • Embodiments of the electronic fuse according to the invention are advantageously able to distinguish between increased starting current and continuous operating current by means of current monitoring and to control the electronic fuse so that it triggers when reaching a maximum allowable current during startup or operation and interrupts the load circuit.
  • the evaluation and control unit can be understood as meaning an electrical device, such as a control unit, in particular a vehicle power supply control unit, which processes or evaluates detected sensor signals.
  • the evaluation and control unit may have at least one interface, which may be formed in hardware and / or software. In a hardware-based training, for example, the interfaces can be part of a so-called
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules, for example, on a microcontroller, among others Software modules are present.
  • a computer program product with program code which is stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the evaluation when the program is executed by the evaluation and control unit.
  • embodiments of the electronic fuse according to the invention can, by means of a "minimalistic" approach and very simple electronic components and without the aid of software, map a continuous electronic safety characteristic which has an overcurrent tolerance in a given current-time window and whose tripping times can be set.
  • the evaluation and control unit can classify the detected load current as a starting current when the evaluation of the detected load current indicates a current increase.
  • the evaluation and control unit can convert the real current increase of the starting current into an adjustable virtual current increase with a curved characteristic, which can reach the first triggering threshold at a triggering time which is a predefinable time difference after a first time at which the starting current reaches the first triggering threshold , wherein the evaluation and control unit can switch the semiconductor switch blocking at the triggering time.
  • the evaluation and control unit via the virtual current increase and the time difference to the actual increase in current specify a trigger point at which the starting current can be a predetermined current difference above the maximum permissible continuous current and the first triggering threshold.
  • the virtual current rise serves as a reference and is used to define a tolerable starting current and to distinguish this starting current from the permissible continuous operating current.
  • the electronic fuse triggers and disconnects the load circuit.
  • the electronic fuse can be reset after a dead time.
  • the current monitoring can convert the detected load current into a proportional measurement voltage and make it available to the evaluation and control unit.
  • the measuring voltage is measured, for example, via a shunt resistor, through which the load current flows.
  • the conversion of the load current into a measuring voltage advantageously simplifies the circuit complexity in order to compare the load current with predetermined threshold values.
  • the evaluation and control unit can apply the measurement voltage representing the load current to an RC element having an adjustable time constant, which comprises an ohmic resistance and an adjustable capacitor.
  • an RC element having an adjustable time constant which comprises an ohmic resistance and an adjustable capacitor.
  • a voltage across the capacitor generates the curved characteristic of the adjustable virtual current increase.
  • the evaluation and control unit can then compare the capacitor voltage with a first reference voltage, which represents the first triggering threshold.
  • a first reference voltage which represents the first triggering threshold.
  • the evaluation and control unit compares the measuring voltage with a second reference voltage, which represents the second triggering threshold.
  • the second triggering threshold can advantageously represent a maximum permissible starting current.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a supply circuit with an embodiment of an electronic fuse according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic equivalent circuit diagram of a load impedance of the supply circuit from FIG. 1 from below.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of a first evaluation circuit of an evaluation and control unit for the electronic fuse according to the invention from FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of a second evaluation circuit of the evaluation and control unit for the electronic fuse according to the invention from FIG. 1.
  • FIG. 5 shows a first schematic time-current diagram of the electronic fuse according to the invention from FIG. 1.
  • FIG. 6 shows a second schematic time-current diagram of the electronic fuse according to the invention from FIG. 1.
  • an illustrated supply circuit 1 comprises an electronic fuse 10, via which a load impedance 3 is connected to a bus bar of a supply voltage UV.
  • the illustrated embodiment of the electronic fuse 10 comprises a semiconductor switch T, which supplies a load impedance iL in the conducting state and switches off the load current iL in the off state, a current monitor 12, which detects the load current iL by the semiconductor switch T, and a Evaluation and control unit 14, which switches the semiconductor switch T blocking when the detected load current iL meets at least one predetermined switch-off criterion.
  • the evaluation and control unit 14 classifies the detected load current iL as start-up current iLAl, iLA2 or as continuous operation current.
  • the evaluation and control unit 14 switches the semiconductor switch T blocking when classified as a steady-state current load current iL reaches an adjustable first trip threshold UB, or if the rated as starting current iLA2 load current iL reaches an adjustable higher second trigger threshold UA.
  • the electronic fuse 10 in the illustrated exemplary embodiment also comprises a temperature monitor 18 for the semiconductor switch T and a driver 16 via which the evaluation and control unit 14 drives the semiconductor switch T.
  • the current monitor 12 detects the load current iL via a shunt resistor RS and converts the load current into a proportional measuring voltage UM.
  • the current monitor 12 outputs the measuring voltage UM to the evaluation and control unit 14.
  • the triggering thresholds UA, UB are specified in the illustrated embodiment via an input unit 5.
  • a load circuit comprises a voltage source which provides the supply voltage UV, the semiconductor switch T, the shunt resistor RS and the load impedance 3 and an unspecified electrical ground.
  • the evaluation and control unit 14 classifies the detected load current iL as start-up current iLA1, iLA2 when the evaluation of the detected load current iL indicates a current increase K1.
  • the evaluation and control unit 14 converts the represented real current increase K1 of a first characteristic curve of the starting current iLA1 into an adjustable virtual current increase K2 with a curved characteristic, which reaches the first triggering threshold UB at a tripping time tA , Which is a predetermined time difference ⁇ after a first time tB, at which the starting current iLAl reaches the first triggering threshold UB.
  • the evaluation and control unit 14 switches on
  • the evaluation and control unit 14 via the virtual current increase K2 and the time difference .DELTA. ⁇ before a trip point PA, at which the starting current iLAl by a predetermined current difference ⁇ is above the maximum permissible continuous operating current and the first triggering threshold UB.
  • the load impedance 3 in the illustrated embodiment comprises an ohmic component in the form of a load resistor RL, an ohmic resistor RA and a load capacitor CL.
  • a summons of Load capacitance CL is given via the resistor RA.
  • the electronic fuse 10 acts on this load circuit.
  • the evaluation and control unit 14 is able to suppress the driver current of the semiconductor switch T so that the load current circuit is interrupted and the fuse 10 is triggered.
  • load current i L is measured by means of the shunt resistor RS from the current monitor 12 and converted into the proportional measuring voltage UM.
  • a capacitor voltage UC which is applied to a non-inverting input of a first comparator COMP1 is generated from the measuring voltage UM via a voltage divider comprising two ohmic resistors R1 and R2 and an adjustable capacitor C. becomes.
  • the capacitor voltage UC is then compared with a first reference voltage, which is applied to the inverting input of the first comparator COMP1 and corresponds to the first triggering threshold UB.
  • the first triggering threshold UB of the electronic fuse 10 can be set or adjusted via a first adjustable voltage divider R3. As long as the capacitor voltage UC is below the first triggering threshold UB, the electronic fuse 10 does not trip, regardless of the time duration, if no other protective mechanisms, such as overtemperature detection, intervene.
  • the first adjustable voltage divider R3 As long as the capacitor voltage UC is below the first triggering threshold UB, the electronic fuse 10 does not trip, regardless of the time duration, if no other protective mechanisms, such as overtemperature detection, intervene.
  • Trip level UB limits the permissible continuous operating current and is referred to as the operating current threshold.
  • the first comparator COMP1 outputs at its output a first triggering signal All as a "high signal.”
  • the first trigger signal All is further processed such that the driver 16 for the semiconductor switch
  • the voltage curve of the measuring voltage UM which is proportional to the load current iL, is connected to the noninverting input of the first comparator COM PI by an RC element 14.2, which comprises the ohmic resistors R1, R2 and the capacitor C, in its A curved voltage rise of the capacitor voltage UC, which is represented in FIG is.
  • a time constant ⁇ (Tau) is given, via which the time difference At or the triggering time tA can be set. Only when the triggering time tA is reached, the electronic fuse 10 turns off.
  • the following first equation (1) describes the capacitor voltage UC generated from the measurement voltage UM, which is used in determining the triggering decision of the electronic fuse 10 in comparison to the set triggering threshold UB.
  • iL represents the load current
  • KF a scaling factor of a scaling of the measuring voltage UM made by the evaluation and control unit 14
  • RF represents a division factor of the voltage divider R1, R2 of the first evaluating circuit 14.1.
  • the following second equation (2) results, with which the triggering time tA can be calculated, at which the capacitor voltage UC reaches the first triggering threshold UB.
  • the triggering time tA can now be determined as a function of the load current iL at which the capacitor voltage UC reaches the first triggering threshold UB and triggers the electronic fuse 10. It the result is a fuse tripping characteristic in the time-current diagram according to FIG. 5.
  • T thus determines the permissible starting current ILAI at the tripping point
  • Kl represents the load current iL classified as start-up current I LAI which is present after the shunt resistor RS as the measurement voltage UM. If the starting current I LAI increases linearly with time t, then this can be represented as a straight line in the time-current diagram according to FIG. 5. If, for example, the proportional measuring voltage UM were applied directly to the non-inverting input of the first comparator COMP1 without further wiring, then the electronic fuse 10 would be connected to the first triggering threshold preset by means of R3
  • Trigger UB at point PB This would then be done immediately without further time delay.
  • K2 which can be set by means of the RC element 14.2, which is predetermined by the RC charging curve
  • the first triggering threshold UB is reached only at the triggering instant tA
  • the capacitor voltage UC at the noninverting input of the first comparator COMP1 is now equal to the first reference voltage at the inverting input 1.
  • the first comparator COMP1 outputs the first triggering pulse All, which the electronic fuse 10 triggered by the
  • the measuring voltage UM is now compared with a second reference voltage, which is applied to the inverting input of the second comparator COMP2 and corresponds to the second triggering threshold UA.
  • the second triggering threshold UA of the electronic fuse 10 can be set or adjusted via a second adjustable voltage divider R4. As long as the measuring voltage UM is below the second triggering threshold UA, the electronic fuse 10 does not trip, regardless of the time duration, if no other protective mechanisms, such as overtemperature detection, intervene.
  • the second adjustable voltage divider R4 As long as the measuring voltage UM is below the second triggering threshold UA, the electronic fuse 10 does not trip, regardless of the time duration, if no other protective mechanisms, such as overtemperature detection, intervene.
  • Triggering threshold UA limits the maximum allowable starting current I LA2, as shown in FIG. 5 can be seen.
  • the second comparator COMP2 outputs at its output a second triggering signal AI2 as a "high signal.”
  • the second triggering signal AI2 is further processed such that the driver 16 for the semiconductor switch
  • the second evaluation circuit 14.3 prescribes a maximum tripping current at which the electronic fuse 10 triggers in each case independently of the rate of current rise, around the semiconductor switch T or the line to the load impedance 3 or to the load This independent protection is used, for example, for rapid shutdown in the event of a short circuit.
  • Fig. 6 shows a diagram of the operation of the backup function.
  • the first triggering threshold UB is set to a value of 1A in the illustrated example. If the first triggering threshold UB is exceeded during continuous operation, the electronic fuse 10 triggers. For testing tolerable starting currents without triggering the electronic fuse 10, now pulse-shaped current jumps with 5A, 4A, 3A to 1,1A, etc. of a connected load impedance 3 are successively applied to the electronic fuse 10. As can be seen from Fig.
  • the electronic fuse 10 only triggers when the charging characteristics Kl of the electronic fuse 10 reach the first trip threshold UB and the electronic fuse 10 triggers at the trip points PAI, PA2, PA3 to ⁇ , which represent the permissible starting currents and the corresponding tripping times. This is the case after different triggering times. In the example shown, it is the periods of 150 ms, 190 ms, 270 ms, etc. that elapse until the electronic fuse 10 triggers. For example, if there is a start-up current of 4A for 100ms, then the electronic fuse 10 will not trip. Only when the starting current is applied for more than 190 ms, triggers the electronic fuse 10, etc.
  • time-current window ti- 1, ti-2, ti-3 to tin spanned, within which the electronic fuse 10 does not trigger.
  • the characteristic curve generated by connecting the tripping points PAI, PA2, PA3 to ⁇ is called the limit characteristic GR. Below the limit characteristic GR an increased starting current with the corresponding current-time pairings is permitted. Consequently, the illustrated diagram shows that the electronic fuse 10 does not trip when, for example, the starting current or the charging curve of the load capacitor CL of the load impedance 3 is below the limit curve GR. If there is a fault, such as a short circuit due to a blow through load capacitor CL, then the starting current rises above the limit curve GR and the electronic fuse 10 trips.
  • the enveloping limit characteristic GR of the trigger points PAI, PA2, PA3 to ⁇ forms a complete safety characteristic curve.
  • the electronic fuse 10 would only trip in infinite time. This corresponds to the triggering function for the continuous current.
  • the characteristic curves K2 represent the set time constant ⁇ of the RC element 14.2, which was acted upon by different measuring voltages UM proportional to the load current iL. These are not charging characteristics of RC elements 14.2 with different time constants ⁇ but with only a single set time constant ⁇ .
  • the time constant ⁇ can be changed, for example, by means of a rotary capacitor or a potentiometer.
  • the tripping characteristic is also changeable during operation of the load impedance 3.

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Fuses (AREA)

Abstract

The invention relates to an electronic fuse (10) comprising a semiconductor switch (T) which supplies a load impedance (3) with a load current (iL) in a conductive state and which switches off the load current (iL) in a blocking state; a current monitoring unit (12) which detects the load current (iL) flowing through the semiconductor switch (T); and an analysis and control unit (14) which switches the semiconductor switch (T) to a blocking state if the detected load current (iL) satisfies at least one specified switch-off criterion. In the process, the analysis and control unit (14) classifies the detected load current (iL) as a starting current (iLA) or as a permanent operational current. The analysis and control unit (14) switches the semiconductor switch (T) to a blocking state if the load current (iL) classified as a permanent operational current reaches an adjustable first trigger threshold (UB) or if the load current (iL) classified as a starting current (iLA) reaches an adjustable higher second trigger threshold (UA).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Elektronische Sicherung für ein Fahrzeug Die Erfindung geht aus von einer elektronischen Sicherung für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.  The invention relates to an electronic fuse for a vehicle according to the preamble of independent patent claim 1.
Aus dem Stand der Technik sind anstelle von Schmelzsicherungen und Relais integrierte Halbleiterbausteine für die Darstellung einer elektronischen Sicherungs- funktion bekannt. Diese umfassen in der Regel einen elektronischen Leistungsschalter zum Ein- und Abschalten einer angeschlossenen elektrischen Last und auch Elemente zur Darstellung von Schutzfunktionen bei Überstrom, Übertemperatur usw. Diese bekannten elektronischen Sicherungen weisen fest vorgegebene Auslöseströme und Auslösezeiten auf. Das bedeutet, dass die elektronische Sicherung in einem festen Betriebspunkt arbeitet. Eine kontinuierliche Auslösekennlinie für die Sicherung im Strom-Zeit (i/t)-Diagramm ist nicht darstellbar. Zudem erfolgt die Überstromabschaltung bereits an einem ersten unteren Schwellwert, der nicht zu einer Schädigung des Halbleiterschalters führt. Bei einem anderen Sicherungstyp wird bei Erreichen eines vorgegebenenFrom the prior art, instead of fuses and relays integrated semiconductor devices for the representation of an electronic fuse function are known. These usually include an electronic circuit breaker for switching on and off a connected electrical load and also elements for the representation of protective functions in case of overcurrent, over-temperature, etc. These known electronic fuses have fixed predetermined tripping currents and tripping times. This means that the electronic fuse operates at a fixed operating point. A continuous tripping characteristic for the fuse in the current-time (i / t) diagram can not be represented. In addition, the overcurrent tripping already takes place at a first lower threshold, which does not lead to damage to the semiconductor switch. For another type of backup, when a predetermined
Schwellwerts der Laststrom durch den Leistungsschalter begrenzt (current limit) ohne dass die Sicherung auslöst, wodurch der angeschlossenen Verbraucher nicht die volle Leistung aufnehmen kann. Des Weiteren kann bei den bekannten elektronischen Sicherungen ein erhöhterThreshold of the load current through the circuit breaker limited (current limit) without the fuse tripping, whereby the connected load can not absorb the full power. Furthermore, in the known electronic fuses increased
Anlaufstrom, welcher beispielsweise durch Vorladung eines Kondensators einer angeschlossenen elektrischen Lastimpedanz (inrush current) oder durch ein Losbrechmoment eines Elektromotors verursacht werden kann, zu einer Über- stromerkennung und einer fälschlichen Auslösung der elektronischen Sicherung führen, obwohl die Stromhöhe noch keine kritische Schwelle erreicht hat, bei welcher mit einer Schädigung der Halbleiterschalter zu rechnen ist. Starting current, which can be caused for example by precharging a capacitor of a connected electrical load impedance (inrush current) or by a breakaway torque of an electric motor, to an overcurrent detection and a false triggering of the electronic fuse lead, although the current level has not reached a critical threshold at which damage to the semiconductor switch is expected.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die elektronische Sicherung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass sich mittels eines„minimalistischen" Ansatzes und sehr einfachen elektronischen Bausteine und ohne Zuhilfenahme von Software eine Überstromtoleranz in einem gegebenen Strom-Zeit- Fenster für einen Anlaufstrom und einstellbare Auslösezeiten abbilden lässt. Das bedeutet, dass innerhalb des Strom-Zeit- Fensters ein Überstrom toleriert wird, ohne dass die elektronische Sicherung auslöst. Für einen Dauerstrom ist eine kontinuierlich einstellbare Auslösekennlinie vorgesehen. Als Halbleiterschalter kann beispielsweise ein gewöhnlicher Transistor (MOSFET) verwendet werden. The electronic fuse with the features of independent claim 1 has the advantage that can be represented by means of a "minimalist" approach and very simple electronic components and without the aid of software overcurrent tolerance in a given current-time window for a starting current and adjustable trip times This means that within the current-time window, an overcurrent is tolerated without the electronic fuse tripping.For a continuous current, a continuously adjustable tripping characteristic is provided.As semiconductor switch, for example, a common transistor (MOSFET) can be used.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung können dadurch, dass ein zulässiger Anlaufstrom erkannt wird, eine zu frühe Abschaltung der Last vermeiden. Dies führt in vorteilhafter Weise zu einer höheren Verfügbarkeit der Last. Zudem kann die Last im vollen Leistungsbereich arbeiten. Des Weiteren kann ein sehr weit einstellbarer Betriebsbereich dargestellt werden. Die Abschaltgrenzen für den Anlaufstrom und den Dauerbetriebsstrom sind frei programmierbar bzw. einstellbar und können auch auf Werte weit unter den bauartbedingten zulässigen Stromgrenzen des Halbleiterschalters gesetzt werden. Dadurch ist ein dynamisches Einstellen der Abschaltkennlinien beispiels- weise in Abhängigkeit des Betriebszustands der angeschlossenen Last oder von äußeren Parametern, wie zum Beispiel der Temperatur, bis zur bauartbedingten Grenze des Halbleiterschalters möglich. Zudem kann die Sicherungskennlinie auch während des Betriebs der Last verändert werden. Damit können verschiedene Betriebszustände mit unterschiedlichem Strombedarf„fließend" abgesichert werden. Die einstellbare Sicherungskennlinie für den Dauerbetriebsstrom und die zusätzliche Sicherungskennlinie für den Anlaufstrom sind ähnlich im Verlauf zur bekannten Kennlinie einer Schmelzsicherung. Dadurch können Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung einfach in vorhandenen Produkten anstelle von Schmelzsicherungen eingesetzt werden, ohne dass das Produkt auf einer völlig neuen Sicherungscharakteristik hin entwickelt werden muss. Des Weiteren kann in vorteilhafter Weise auf einen Einsatz von Leistungshalbleiter mit integrierter Schutzfunktion verzichtet und kostengünstige Standard- MOSFETS eingesetzt werden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine elektronische Sicherung für ein Fahrzeug zur Verfügung, welche einen Halbleiterschalter, welcher im leitenden Zustand eine Lastimpedanz mit einem Laststrom versorgt und im sperrenden Zustand den Laststrom abschaltet, eine Stromüberwachung, welche den Laststrom durch den Halbleiterschalter erfasst, und eine Auswerte- und Steuer- einheit umfasst, welche den Halbleiterschalter sperrend schaltet, wenn der erfasste Laststrom mindestens ein vorgegebenes Abschaltkriterium erfüllt. Hierbei klassifiziert die Auswerte- und Steuereinheit den erfassten Laststrom als Anlaufstrom oder als Dauerbetriebsstrom, wobei die Auswerte- und Steuereinheit den Halbleiterschalter sperrend schaltet, wenn der als Dauerbetriebsstrom klassifi- zierte Laststrom eine einstellbare erste Auslöseschwelle erreicht, oder wenn der als Anlaufstrom klassifizierte Laststrom eine einstellbare höhere zweite Auslöseschwelle erreicht. Embodiments of the electronic fuse according to the invention can avoid too early disconnection of the load by recognizing a permissible starting current. This leads advantageously to a higher availability of the load. In addition, the load can work in the full power range. Furthermore, a very widely adjustable operating range can be displayed. The cut-off limits for the starting current and the continuous operating current are freely programmable or adjustable and can also be set to values far below the design-related permissible current limits of the semiconductor switch. As a result, dynamic setting of the switch-off characteristic curves is possible, for example, as a function of the operating state of the connected load or of external parameters, such as the temperature, up to the design-related limit of the semiconductor switch. In addition, the fuse characteristic can also be changed during operation of the load. The adjustable fuse characteristic for the continuous operating current and the additional fuse characteristic for the starting current are similar in the course of the known characteristics of a fuse, thereby enabling embodiments of the electronic fuse according to the invention simply in existing products instead of fuses can be used without the product being developed on a completely new safety characteristic got to. Furthermore, it is advantageously possible to dispense with the use of power semiconductors with integrated protective function and to use inexpensive standard MOSFETs. Embodiments of the present invention provide an electronic fuse for a vehicle which includes a semiconductor switch which, in the on state, supplies a load impedance with a load current and turns off the load current in the off state, a current monitor which detects the load current through the semiconductor switch, and an evaluation - And control unit comprises, which switches the semiconductor switch blocking when the detected load current meets at least one predetermined switch-off criterion. In this case, the evaluation and control unit classifies the detected load current as starting current or as continuous operating current, wherein the evaluation and control unit switches the semiconductor switch blocking when the load current classified as continuous operating current reaches an adjustable first triggering threshold, or if the load current classified as starting current adjustable higher second tripping threshold reached.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung sind in vorteilhafter Weise der Lage, zwischen erhöhtem Anlaufstrom und Dauerbetriebsstrom mittels Stromüberwachung zu unterscheiden und die elektronische Sicherung so anzusteuern, dass diese bei Erreichen eines maximal zulässigen Stroms im Anlauf- oder Betriebsfall auslöst und den Laststromkreis unterbricht. Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Steuergerät, insbesondere ein Bordnetzsteuergerät, verstanden werden, welches erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßi- gen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenanntenEmbodiments of the electronic fuse according to the invention are advantageously able to distinguish between increased starting current and continuous operating current by means of current monitoring and to control the electronic fuse so that it triggers when reaching a maximum allowable current during startup or operation and interrupts the load circuit. In the present case, the evaluation and control unit can be understood as meaning an electrical device, such as a control unit, in particular a vehicle power supply control unit, which processes or evaluates detected sensor signals. The evaluation and control unit may have at least one interface, which may be formed in hardware and / or software. In a hardware-based training, for example, the interfaces can be part of a so-called
System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Soft- waremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogramm- produkt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird. Vorzugsweise können Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung mittels eines„minimalistischen" Ansatzes und sehr einfachen elektronischen Bausteinen und ohne Zuhilfenahme von Software eine kontinuierliche elektronische Sicherungskennlinie abbilden, die eine Überstromtoleranz in einem gege- benen Strom-Zeit Fenster aufweist und deren Auslösezeiten einstellbar sind. System ASICs, which includes a variety of functions of the evaluation and control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules, for example, on a microcontroller, among others Software modules are present. Also of advantage is a computer program product with program code which is stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the evaluation when the program is executed by the evaluation and control unit. Preferably, embodiments of the electronic fuse according to the invention can, by means of a "minimalistic" approach and very simple electronic components and without the aid of software, map a continuous electronic safety characteristic which has an overcurrent tolerance in a given current-time window and whose tripping times can be set.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen elektronischen Sicherung möglich. The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 electronic fuse are possible.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Auswerte- und Steuereinheit den erfassten Laststrom als Anlaufstrom klassifizieren kann, wenn die Auswertung des erfassten Laststroms einen Stromanstieg anzeigt. Die Auswerte- und Steuereinheit kann den realen Stromanstieg des Anlaufstroms in einen einstellbaren virtuellen Stromanstieg mit gekrümmter Kennlinie umwandeln, welcher die erste Auslöseschwelle an einem Auslösezeitpunkt erreichen kann, welcher um eine vorgebbare Zeitdifferenz nach einem ersten Zeitpunkt liegt, an welchem der Anlaufstrom die erste Auslöseschwelle erreicht, wobei die Auswerte- und Steuereinheit am Auslösezeitpunkt den Halbleiterschalter sperrend schalten kann. Zudem kann die Auswerte- und Steuereinheit über den virtuellen Stromanstieg und die Zeitdifferenz zum tatsächlichen Stromanstieg einen Auslösepunkt vorgeben, an welchem der Anlaufstrom um eine vorgebbare Stromdifferenz über dem maximal zulässigen Dauerbetriebsstrom und der ersten Auslöseschwelle liegen kann. Der virtuelle Stromanstieg dient hierbei als Referenz und wird für die Definition eines tolerierbaren Anlaufstroms und die Unterscheidung dieses Anlaufstroms zum zulässigen Dauerbetriebsstrom verwendet. Beim Erreichen bzw. Überschreiten von vorgebaren Auslösekennlinien löst die elektronische Sicherung aus und trennt den Lastkreis ab. Die elektronische Sicherung lässt sich nach Ablauf einer Totzeit wieder zurückstellen. In vorteilhafter Ausgestaltung der elektronischen Sicherung kann die Stromüber- wachung den erfassten Laststrom in eine proportionale Messspannung umwandeln und der Auswerte- und Steuereinheit zur Verfügung stellen. Die Messspannung wird beispielsweise über einem Shuntwiderstand gemessen, durch welchen der Laststrom fließt. Die Umwandlung des Laststroms in eine Messspannung vereinfacht in vorteilhafter Weise den schaltungstechnischen Aufwand, um den Laststrom mit vorgegebenen Schwellwerten zu vergleichen. It is particularly advantageous that the evaluation and control unit can classify the detected load current as a starting current when the evaluation of the detected load current indicates a current increase. The evaluation and control unit can convert the real current increase of the starting current into an adjustable virtual current increase with a curved characteristic, which can reach the first triggering threshold at a triggering time which is a predefinable time difference after a first time at which the starting current reaches the first triggering threshold , wherein the evaluation and control unit can switch the semiconductor switch blocking at the triggering time. In addition, the evaluation and control unit via the virtual current increase and the time difference to the actual increase in current specify a trigger point at which the starting current can be a predetermined current difference above the maximum permissible continuous current and the first triggering threshold. The virtual current rise serves as a reference and is used to define a tolerable starting current and to distinguish this starting current from the permissible continuous operating current. When reaching or exceeding prescribed tripping characteristics, the electronic fuse triggers and disconnects the load circuit. The electronic fuse can be reset after a dead time. In an advantageous embodiment of the electronic fuse, the current monitoring can convert the detected load current into a proportional measurement voltage and make it available to the evaluation and control unit. The measuring voltage is measured, for example, via a shunt resistor, through which the load current flows. The conversion of the load current into a measuring voltage advantageously simplifies the circuit complexity in order to compare the load current with predetermined threshold values.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der elektronischen Sicherung kann die Auswerte- und Steuereinheit die den Laststrom repräsentierende Messspannung an ein RC-Glied mit einstellbarer Zeitkonstante anlegen, welcher einen ohm- schen Widerstand und einen einstellbaren Kondensator umfasst. Hierbei erzeugt eine Spannung am Kondensator die gekrümmte Kennlinie des einstellbaren virtuellen Stromanstiegs. Die Auswerte- und Steuereinheit kann dann die Kondensatorspannung mit einer ersten Referenzspannung vergleichen, welche die erste Auslöseschwelle repräsentiert. In vorteilhafter Weise kann über die Zeitkonstante des RC-Glieds der Auslösezeitpunkt verändert werden, an welchem die Kondensatorspannung die erste Auslöseschwelle erreicht. In a further advantageous embodiment of the electronic fuse, the evaluation and control unit can apply the measurement voltage representing the load current to an RC element having an adjustable time constant, which comprises an ohmic resistance and an adjustable capacitor. In this case, a voltage across the capacitor generates the curved characteristic of the adjustable virtual current increase. The evaluation and control unit can then compare the capacitor voltage with a first reference voltage, which represents the first triggering threshold. Advantageously, can be changed over the time constant of the RC element of the triggering time at which the capacitor voltage reaches the first triggering threshold.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der elektronischen Sicherung kann die Auswerte- und Steuereinheit die Messspannung mit einer zweiten Referenzspannung vergleicht, welche die zweite Auslöseschwelle repräsentiert. Die zweite Auslöseschwelle kann in vorteilhafter Weise einen maximal zulässigen Anlaufstrom repräsentieren. In a further advantageous embodiment of the electronic fuse, the evaluation and control unit compares the measuring voltage with a second reference voltage, which represents the second triggering threshold. The second triggering threshold can advantageously represent a maximum permissible starting current.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description. In the drawing, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Versorgungsschaltung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung. Fig. 2 zeigt ein schematisches Ersatzschaltbild einer Lastimpedanz der Versorgungsschaltung aus Fig. 1 von unten. Fig. 1 shows a schematic block diagram of a supply circuit with an embodiment of an electronic fuse according to the invention. FIG. 2 shows a schematic equivalent circuit diagram of a load impedance of the supply circuit from FIG. 1 from below.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines ersten Auswerteschaltkreises einer Auswerte- und Steuereinheit für die erfindungsgemäße elektronische Sicherung aus Fig. 1. 3 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of a first evaluation circuit of an evaluation and control unit for the electronic fuse according to the invention from FIG. 1.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines zweiten Auswerteschaltkreises der Auswerte- und Steuereinheit für die erfindungsgemäße elektronische Sicherung aus Fig. 1. 4 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of a second evaluation circuit of the evaluation and control unit for the electronic fuse according to the invention from FIG. 1.
Fig. 5 zeigt ein erstes schematisches Zeit-Strom-Diagramm der erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung aus Fig. 1. 5 shows a first schematic time-current diagram of the electronic fuse according to the invention from FIG. 1.
Fig. 6 zeigt ein zweites schematisches Zeit-Strom-Diagramm der erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung aus Fig. 1. 6 shows a second schematic time-current diagram of the electronic fuse according to the invention from FIG. 1.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst eine dargestellte Versorgungsschaltung 1 eine elektronische Sicherung 10, über welche eine Lastimpedanz 3 mit einer Stromschiene einer Versorgungsspannung UV verbunden ist. Das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Sicherung 10 umfasst einen Halbleiterschalter T, welcher im leitenden Zustand eine Lastimpedanz 3 mit einem Laststrom iL versorgt und im sperrenden Zustand den Laststrom iL abschaltet, eine Stromüberwachung 12, welche den Laststrom iL durch den Halbleiterschalter T erfasst, und eine Auswerte- und Steuereinheit 14, welche den Halbleiterschalter T sperrend schaltet, wenn der erfasste Laststrom iL mindestens ein vorgegebenes Abschaltkriterium erfüllt. Hierbei klassifiziert die Auswerte- und Steuereinheit 14 den erfassten Laststrom iL als Anlaufstrom iLAl, iLA2 oder als Dauerbetriebsstrom. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 schaltet den Halbleiterschalter T sperrend, wenn der als Dauerbetriebsstrom klassifizierte Laststrom iL eine einstellbare erste Auslöseschwelle UB erreicht, oder wenn der als Anlaufstrom iLA2 klassifizierte Laststrom iL eine einstellbare höhere zweite Auslöseschwelle UA erreicht. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, umfasst die elektronische Sicherung 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel noch eine Temperaturüberwachung 18 für den Halbleiterschalter T und einen Treiber 16, über welchen die Auswerte- und Steu- ereinheit 14 den Halbleiterschalter T ansteuert. Die Stromüberwachung 12 er- fasst den Laststrom iL über einen Shuntwiderstand RS und wandelt den Laststrom in eine proportionale Messspannung UM um. Die Stromüberwachung 12 gibt die Messspannung U M an die Auswerte- und Steuereinheit 14 aus. Die Auslöseschwellen UA, UB werden im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Eingabeeinheit 5 vorgegeben. As can be seen from FIG. 1, an illustrated supply circuit 1 comprises an electronic fuse 10, via which a load impedance 3 is connected to a bus bar of a supply voltage UV. The illustrated embodiment of the electronic fuse 10 according to the invention comprises a semiconductor switch T, which supplies a load impedance iL in the conducting state and switches off the load current iL in the off state, a current monitor 12, which detects the load current iL by the semiconductor switch T, and a Evaluation and control unit 14, which switches the semiconductor switch T blocking when the detected load current iL meets at least one predetermined switch-off criterion. In this case, the evaluation and control unit 14 classifies the detected load current iL as start-up current iLAl, iLA2 or as continuous operation current. The evaluation and control unit 14 switches the semiconductor switch T blocking when classified as a steady-state current load current iL reaches an adjustable first trip threshold UB, or if the rated as starting current iLA2 load current iL reaches an adjustable higher second trigger threshold UA. As can also be seen from FIG. 1, the electronic fuse 10 in the illustrated exemplary embodiment also comprises a temperature monitor 18 for the semiconductor switch T and a driver 16 via which the evaluation and control unit 14 drives the semiconductor switch T. The current monitor 12 detects the load current iL via a shunt resistor RS and converts the load current into a proportional measuring voltage UM. The current monitor 12 outputs the measuring voltage UM to the evaluation and control unit 14. The triggering thresholds UA, UB are specified in the illustrated embodiment via an input unit 5.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, umfasst ein Laststromkreis eine Spannungsquelle, welche die Versorgungsspannung UV zur Verfügung stellt, den Halbleiterschalter T, den Shuntwiderstand RS und die Lastimpedanz 3 und eine nicht näher bezeichnete elektrische Masse. As can also be seen from FIG. 1, a load circuit comprises a voltage source which provides the supply voltage UV, the semiconductor switch T, the shunt resistor RS and the load impedance 3 and an unspecified electrical ground.
Die Auswerte- und Steuereinheit 14 klassifiziert den erfassten Laststrom iL als Anlaufstrom iLAl, iLA2, wenn die Auswertung des erfassten Laststroms iL einen Stromanstieg Kl anzeigt. Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, wandelt die Aus- werte- und Steuereinheit 14 den dargestellten realen Stromanstieg Kl einer ersten Kennlinie des Anlaufstroms iLAl in einen einstellbaren virtuellen Stromanstieg K2 mit gekrümmter Kennlinie um, welcher die erste Auslöseschwelle U B an einem Auslösezeitpunkt tA erreicht, welcher um eine vorgebbare Zeitdifferenz Δί nach einem ersten Zeitpunkt tB liegt, an welchem der Anlaufstrom iLAl die erste Auslöseschwelle UB erreicht. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 schaltet amThe evaluation and control unit 14 classifies the detected load current iL as start-up current iLA1, iLA2 when the evaluation of the detected load current iL indicates a current increase K1. As can also be seen from FIG. 5, the evaluation and control unit 14 converts the represented real current increase K1 of a first characteristic curve of the starting current iLA1 into an adjustable virtual current increase K2 with a curved characteristic, which reaches the first triggering threshold UB at a tripping time tA , Which is a predetermined time difference Δί after a first time tB, at which the starting current iLAl reaches the first triggering threshold UB. The evaluation and control unit 14 switches on
Auslösezeitpunkt tA den Halbleiterschalter T sperrend und löst die elektronische Sicherung 10 aus. Zudem gibt die Auswerte- und Steuereinheit 14 über den virtuellen Stromanstieg K2 und die Zeitdifferenz Δί einen Auslösepunkt PA vor, an welchem der Anlaufstrom iLAl um eine vorgebbare Stromdifferenz Δί über dem maximal zulässigen Dauerbetriebsstrom und der ersten Auslöseschwelle UB liegt. Triggering time tA the semiconductor switch T blocking and triggers the electronic fuse 10. In addition, the evaluation and control unit 14 via the virtual current increase K2 and the time difference .DELTA.ί before a trip point PA, at which the starting current iLAl by a predetermined current difference Δί is above the maximum permissible continuous operating current and the first triggering threshold UB.
Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, umfasst die Lastimpedanz 3 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen ohmschen Anteil in Form eines Lastwiderstands RL, einen ohmschen Widerstand RA und eine Lastkapazität CL. Eine Vorladung der Lastkapazität CL ist über den Widerstand RA gegeben. Auf diesen Laststrom- kreis wirkt die elektronische Sicherung 10. Die Auswerte- und Steuereinheit 14 ist in der Lage den Treiberstrom des Halbleiterschalters T so zu unterbinden, dass der Laststrom kreis unterbrochen und die Sicherung 10 ausgelöst ist. Dazu wird Laststrom iL mittels des Shuntwiderstands RS von der Stromüberwachung 12 gemessen und in die proportionale Messspannung UM umgewandelt. As can also be seen from FIG. 2, the load impedance 3 in the illustrated embodiment comprises an ohmic component in the form of a load resistor RL, an ohmic resistor RA and a load capacitor CL. A summons of Load capacitance CL is given via the resistor RA. The electronic fuse 10 acts on this load circuit. The evaluation and control unit 14 is able to suppress the driver current of the semiconductor switch T so that the load current circuit is interrupted and the fuse 10 is triggered. For this purpose load current i L is measured by means of the shunt resistor RS from the current monitor 12 and converted into the proportional measuring voltage UM.
Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, wird in dem dargestellten ersten Auswerteschaltkreis 14.1 aus der Messspannung UM über einen Spannungsteiler aus zwei ohmschen Widerständen Rl und R2 und einen einstellbaren Kondensator C eine Kondensatorspannung UC erzeugt, welche an einen nichtinvertierenden Eingang eines ersten Komparators COMP1 angelegt wird. Die Kondensatorspannung UC wird nun mit einer ersten Referenzspannung verglichen, welche am invertierenden Eingang des ersten Komparators COMP1 anliegt und der ers- ten Auslöseschwelle UB entspricht. Die erste Auslöseschwelle UB der elektronischen Sicherung 10 kann über einen ersten einstellbaren Spannungsteiler R3 vorgegeben bzw. eingestellt werden. Solange die Kondensatorspannung UC unterhalb der ersten Auslöseschwelle UB liegt, löst die elektronische Sicherung 10 unabhängig von der Zeitdauer nicht aus, wenn keine anderen Schutzmechanis- men wie beispielsweise eine Übertemperaturerkennung eingreifen. Die ersteAs is further apparent from FIG. 3, in the illustrated first evaluation circuit 14.1, a capacitor voltage UC, which is applied to a non-inverting input of a first comparator COMP1, is generated from the measuring voltage UM via a voltage divider comprising two ohmic resistors R1 and R2 and an adjustable capacitor C. becomes. The capacitor voltage UC is then compared with a first reference voltage, which is applied to the inverting input of the first comparator COMP1 and corresponds to the first triggering threshold UB. The first triggering threshold UB of the electronic fuse 10 can be set or adjusted via a first adjustable voltage divider R3. As long as the capacitor voltage UC is below the first triggering threshold UB, the electronic fuse 10 does not trip, regardless of the time duration, if no other protective mechanisms, such as overtemperature detection, intervene. The first
Auslöseschwelle UB begrenzt den zulässigen Dauerbetriebsstrom und wird als Betriebsstromschwelle bezeichnet. Trip level UB limits the permissible continuous operating current and is referred to as the operating current threshold.
Sind jedoch die Signale an den beiden Eingängen des ersten Komparators COMP1 identisch, gibt der erste Komparator COMP1 an seinem Ausgang ein erstes Auslösesignal All als„High-Signal" aus. Das erste Auslösesignal All wird so weiterverarbeitet, dass es den Treiber 16 für den Halbleiterschalter T abschaltet und dieser den Laststrom iL unterbricht. Der dem Laststrom iL proportionale Spannungsverlauf der Messspannung UM wird am nicht invertierenden Eingang des ersten Komparators COM PI durch ein RC-Glied 14.2, welches die ohmschen Widerstände Rl, R2 und den Kondensator C umfasst, in seiner Form geändert. Aus einem linearen Spannungsanstieg der Messspannung UM, welcher auf dem in Fig. 5 dargestellten linearen Stromanstieg Kl des Anlaufstroms iLAl basiert, wird eine gekrümmte Kurve des Spannungsanstiegs der Kondensator- Spannung UC, welche in Fig. 5 durch den virtuellen Stromanstieg K2 dargestellt ist. Durch Wahl der Widerstände Rl, R2 und die Einstellung des Kondensators C wird eine Zeitkonstante τ (Tau) vorgegeben, über welche die Zeitdifferenz At bzw. der Auslösezeitpunkt tA eingestellt werden können. Erst wenn der Auslösezeitpunkt tA erreicht ist, schaltet die elektronische Sicherung 10 ab. However, if the signals at the two inputs of the first comparator COMP1 are identical, the first comparator COMP1 outputs at its output a first triggering signal All as a "high signal." The first trigger signal All is further processed such that the driver 16 for the semiconductor switch The voltage curve of the measuring voltage UM, which is proportional to the load current iL, is connected to the noninverting input of the first comparator COM PI by an RC element 14.2, which comprises the ohmic resistors R1, R2 and the capacitor C, in its A curved voltage rise of the capacitor voltage UC, which is represented in FIG is. By selecting the resistors Rl, R2 and the setting of the capacitor C, a time constant τ (Tau) is given, via which the time difference At or the triggering time tA can be set. Only when the triggering time tA is reached, the electronic fuse 10 turns off.
Die folgende erste Gleichung (1) beschreibt die aus der Messspannung UM erzeugte Kondensatorspannung UC, welche bei der Ermittlung der Auslöseentscheidung der elektronischen Sicherung 10 im Vergleich zu der eingestellten Auslöseschwelle UB herangezogen wird.
Figure imgf000011_0001
The following first equation (1) describes the capacitor voltage UC generated from the measurement voltage UM, which is used in determining the triggering decision of the electronic fuse 10 in comparison to the set triggering threshold UB.
Figure imgf000011_0001
Hierbei repräsentiert iL den Laststrom, KF einen Skalierungsfaktor einer von der Auswerte- und Steuereinheit 14 vorgenommene Skalierung der Messspannung UM und RF repräsentiert einen Teilungsfaktor des Spannungsteilers Rl, R2 des ersten Auswerteschaltkreises 14.1. Durch den Vergleich mit der ersten Auslöseschwelle UB bleibt der Halbleiterschalter T im leitenden Zustand und die elektronische Sicherung 10 geschlossen, wenn die Kondensatorspannung UC kleiner als die erste Auslöseschwelle UB ist. Ist die Kondensatorspannung UC gleich der ersten Auslöseschwelle wird der Halbleiterschalter T in den sperrenden Zustand umgeschaltet und die elektronische Sicherung 10 löst aus. τ repräsentiert die Zeitkonstante des RC-Glieds 14.2 des ersten Auswerteschaltkreises 14.1. In this case, iL represents the load current, KF a scaling factor of a scaling of the measuring voltage UM made by the evaluation and control unit 14, and RF represents a division factor of the voltage divider R1, R2 of the first evaluating circuit 14.1. By comparison with the first triggering threshold UB, the semiconductor switch T remains in the conducting state and the electronic fuse 10 remains closed when the capacitor voltage UC is smaller than the first triggering threshold UB. If the capacitor voltage UC is equal to the first triggering threshold, the semiconductor switch T is switched to the blocking state and the electronic fuse 10 trips. τ represents the time constant of the RC element 14.2 of the first evaluation circuit 14.1.
Durch Auflösung der ersten Gleichung (1) ergibt sich die nachfolgende zweite Gleichung (2), mit welcher der Auslösezeitpunkt tA berechnet werden kann, an welchem die Kondensatorspannung UC die erste Auslöseschwelle UB erreicht.
Figure imgf000011_0002
By resolution of the first equation (1), the following second equation (2) results, with which the triggering time tA can be calculated, at which the capacitor voltage UC reaches the first triggering threshold UB.
Figure imgf000011_0002
Bei den durch Bauelemente vorgegebenen Faktoren KF und RF und der einstellbaren Zeitkonstante τ kann nun in Abhängigkeit vom Laststrom iL der Auslösezeitpunkt tA bestimmt werden, bei welche die Kondensatorspannung UC die erste Auslöseschwelle UB erreicht und die elektronische Sicherung 10 auslöst. Es ergibt sich eine Sicherungs-Auslösekennlinie im Zeit-Strom-Diagramm gemäß Fig. 5. In the case of the factors KF and RF and the adjustable time constant τ, which are predetermined by components, the triggering time tA can now be determined as a function of the load current iL at which the capacitor voltage UC reaches the first triggering threshold UB and triggers the electronic fuse 10. It the result is a fuse tripping characteristic in the time-current diagram according to FIG. 5.
Da die tatsächliche Anstiegsgeschwindigkeit des Laststroms iL und damit der Anstieg der proportionalen Messspannung UM höher ist, als der durch die Zeitkonstante T bestimmte Anstieg der Kondensatorspannung UC des RC-Gliedes 14.2, ergibt sich eine bezüglich der Zeitdifferenz At und der Stromdifferenz Δί festgelegte Toleranz der elektronischen Sicherung 10 gegenüber einem erhöhten Anlaufstrom I LAI. Die Einstellung des Kondensators C, welche ebenfalls über die Eingabeeinheit 5 vorgenommen werden kann und maßgeblich die ZeitkonstanteSince the actual rate of increase of the load current iL and thus the increase in the proportional measurement voltage UM is higher than the determined by the time constant T increase in the capacitor voltage UC of the RC element 14.2, there is a relation to the time difference At and the current difference Δί specified tolerance of the electronic Fuse 10 against an increased starting current I LAI. The setting of the capacitor C, which can also be made via the input unit 5 and significantly the time constant
T beeinflusst, bestimmt somit den zulässigen Anlaufstrom ILAI im Auslösepunkt T thus determines the permissible starting current ILAI at the tripping point
In Fig. 5 repräsentiert Kl den als Anlaufstrom I LAI klassifizierten Laststrom iL welcher nach dem Shuntwiderstand RS als Messspannung UM vorliegt. Steigt der Anlaufstrom I LAI mit der Zeit t linear an, so lässt sich dies als Gerade im Zeit- Strom-Diagramm gemäß Fig. 5 darstellen. Würde beispielsweise die proportionale Messspannung UM ohne weitere Beschaltung direkt in den nicht invertierenden Eingang des ersten Komparators COMP1 gegeben, dann würde die elektro- nische Sicherung 10 an der mittels R3 voreingestellten ersten AuslöseschwelleIn FIG. 5, Kl represents the load current iL classified as start-up current I LAI which is present after the shunt resistor RS as the measurement voltage UM. If the starting current I LAI increases linearly with time t, then this can be represented as a straight line in the time-current diagram according to FIG. 5. If, for example, the proportional measuring voltage UM were applied directly to the non-inverting input of the first comparator COMP1 without further wiring, then the electronic fuse 10 would be connected to the first triggering threshold preset by means of R3
UB am Punkt PB auslösen. Dies würde dann unmittelbar ohne weitere Zeitverzögerung erfolgen. Durch den erfindungsgemäßen mittels des RC-Gliedes 14.2 einstellbaren„virtuellen" Stromanstieg K2, welcher durch die RC-Ladekurve vorgegeben wird, wird die erste Auslöseschwelle UB erst am Auslösezeitpunkt tA er- reicht. Der Anlaufstrom I LAI ist inzwischen entlang der Geraden Kl gestiegen und hat am Auslösepunkt PA den vorgegebenen zulässigen Anlaufstromwert erreicht. Zudem ist die Kondensatorspannung UC am nichtinvertierenden Eingang des ersten Komparators COMP1 nun gleich der ersten Referenzspannung am invertierenden Eingang. Somit gibt der erste Komparator COMP1 den ersten Auslö- seimpuls All aus, welcher die elektronische Sicherung 10 auslöst. Durch dieTrigger UB at point PB. This would then be done immediately without further time delay. As a result of the "virtual" current increase K2 which can be set by means of the RC element 14.2, which is predetermined by the RC charging curve, the first triggering threshold UB is reached only at the triggering instant tA In addition, the capacitor voltage UC at the noninverting input of the first comparator COMP1 is now equal to the first reference voltage at the inverting input 1. Thus, the first comparator COMP1 outputs the first triggering pulse All, which the electronic fuse 10 triggered by the
Skalierung der Zeitkonstante τ, insbesondere durch die Einstellung des Kapazitätswerts des beispielsweise als Drehkondensator ausgeführten Kondensators C, lässt sich der Auslösezeitpunkt tA und damit der zulässige Anlaufstromwert am Auslösepunkt PA eindeutig festlegen. Dies wird durch ein t-i-Dreieck K3 in Fig. 5 dargestellt. Eine Kurve K4 gibt in Fig. 5 die Entladung des RC-Gliedes 14.2 vor, die mittels geeigneter Schaltung aktiviert werden kann, sobald der erste Auslöseimpuls All ausgegeben wurde. Die Kurve K4 repräsentiert die minimale Rückstellzeit bzw. die Totzeit der elektronischen Sicherung 10. Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, wird in dem dargestellten zweiten Auswerteschaltkreis 14.3 die proportionale Messspannung U M direkt an einen nichtin- vertierenden Eingang eines zweiten Komparators COMP2 angelegt wird. Die Messspannung UM wird nun mit einer zweiten Referenzspannung verglichen, welche am invertierenden Eingang des zweiten Komparators COMP2 anliegt und der zweiten Auslöseschwelle UA entspricht. Die zweite Auslöseschwelle UA der elektronischen Sicherung 10 kann über einen zweiten einstellbaren Spannungsteiler R4 vorgegeben bzw. eingestellt werden. Solange die Messspannung U M unterhalb der zweiten Auslöseschwelle UA liegt, löst die elektronische Sicherung 10 unabhängig von der Zeitdauer nicht aus, wenn keine anderen Schutzmecha- nismen wie beispielsweise eine Übertemperaturerkennung eingreifen. Die zweiteScaling of the time constant τ, in particular by adjusting the capacitance value of the example designed as a variable capacitor capacitor C, the triggering time tA and thus the allowable starting current value at the trigger point PA can be clearly defined. This is represented by a ti-triangle K3 in FIG. A curve K4 indicates in FIG. 5 the discharge of the RC element 14.2, which can be activated by means of a suitable circuit as soon as the first trigger pulse All has been output. The curve K4 represents the minimum reset time or the dead time of the electronic fuse 10. As is further apparent from FIG. 4, in the illustrated second evaluation circuit 14.3, the proportional measurement voltage UM is applied directly to a non-inverting input of a second comparator COMP2. The measuring voltage UM is now compared with a second reference voltage, which is applied to the inverting input of the second comparator COMP2 and corresponds to the second triggering threshold UA. The second triggering threshold UA of the electronic fuse 10 can be set or adjusted via a second adjustable voltage divider R4. As long as the measuring voltage UM is below the second triggering threshold UA, the electronic fuse 10 does not trip, regardless of the time duration, if no other protective mechanisms, such as overtemperature detection, intervene. The second
Auslöseschwelle UA begrenzt den maximal zulässigen Anlaufstrom I LA2, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist. Triggering threshold UA limits the maximum allowable starting current I LA2, as shown in FIG. 5 can be seen.
Sind jedoch die Signale an den beiden Eingängen des zweiten Komparators COMP2 identisch, gibt der zweite Komparator COMP2 an seinem Ausgang ein zweites Auslösesignal AI2 als„High-Signal" aus. Das zweite Auslösesignal AI2 wird so weiterverarbeitet, dass es den Treiber 16 für den Halbleiterschalter T abschaltet und dieser den Laststrom iL unterbricht. Durch den zweiten Auswerteschaltkreis 14.3 wird ein maximaler Auslösestrom vorgegeben, bei welchem die elektronische Sicherung 10 in jedem Fall unabhängig von der Stromanstiegsgeschwindigkeit auslöst, um den Halbleiterschalter T bzw. die Leitung zur Lastimpedanz 3 bzw. zum Verbraucher vor Zerstörung zu schützen. Dieser unabhängige Schutz wird beispielsweise für die Schnellabschaltung im Kurzschlussfall verwendet. If, however, the signals at the two inputs of the second comparator COMP2 are identical, the second comparator COMP2 outputs at its output a second triggering signal AI2 as a "high signal." The second triggering signal AI2 is further processed such that the driver 16 for the semiconductor switch The second evaluation circuit 14.3 prescribes a maximum tripping current at which the electronic fuse 10 triggers in each case independently of the rate of current rise, around the semiconductor switch T or the line to the load impedance 3 or to the load This independent protection is used, for example, for rapid shutdown in the event of a short circuit.
Fig. 6 zeigt ein Diagramm zur Funktionsweise der Sicherungsfunktion. Mittels des einstellbaren ersten Spannungsteilers R3 wird im dargestellten Beispiel die erste Auslöseschwelle UB auf einen Wert von 1A eingestellt. Wird die erste Auslöseschwelle UB im Dauerbetrieb überschritten, dann löst die elektronische Si- cherung 10 aus. Zum Test von tolerierbaren Anlaufströmen ohne Auslösung der elektronischen Sicherung 10, werden nun pulsförmige Stromsprünge mit 5A, 4A, 3A bis 1,1A usw. einer angeschlossenen Lastimpedanz 3 nacheinander auf die elektronische Sicherung 10 gegeben. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ergibt sich, dass die elektronische Sicherung 10 erst auslöst, wenn die Ladekennlinien Kl der elektronischen Sicherung 10 die erste Auslöseschwelle UB erreichen und die elektronische Sicherung 10 an den Auslösepunkten PAI, PA2, PA3 bis ΡΑΠ auslöst, welche die zulässigen Anlaufströme und die korrespondierenden Auslösezeitpunkte repräsentieren. Dies ist nach unterschiedlichen Auslösezeitpunkten der Fall. Im dargestellten Beispiel sind es die Zeiträume von 150ms, 190ms, 270ms usw., die verstreichen, bis die elektronische Sicherung 10 auslöst. Liegt beispielsweise ein Anlaufstrom von 4A für 100ms vor, dann löst die elektronische Sicherung 10 nicht aus. Erst wenn der Anlaufstrom länger als 190ms anliegt, löst die elektronische Sicherung 10 aus, usw. Es werden also Zeit-Strom- Fenster t-i- 1, t-i-2, t-i-3 bis t-i-n aufgespannt, innerhalb welchen die elektronische Sicherung 10 nicht auslöst. Die durch Verbindung der Auslösepunkten PAI, PA2, PA3 bis ΡΑΠ erzeugte Kennlinie wird als Grenzkennlinie GR bezeichnet. Unterhalb der Grenzkennlinie GR ist ein erhöhter Anlaufstrom mit den entsprechenden Strom-Zeit- Paarungen zulässig. Folglich ist dem dargestellten Diagramm zu entnehmen, dass die elektronische Sicherung 10 nicht auslöst, wenn beispielsweise der An- laufstrom bzw. die Ladekurve des Lastkondensators CL der Lastimpedanz 3 unterhalb der Grenzkurve GR liegt. Liegt eine Störung, wie beispielsweise ein Kurz- schluss aufgrund eines durchgeschlagenen Lastkondensators CL vor, dann steigt der Anlaufstrom über die Grenzkurve GR hinaus und die elektronische Sicherung 10 löst aus. Fig. 6 shows a diagram of the operation of the backup function. By means of the adjustable first voltage divider R3, the first triggering threshold UB is set to a value of 1A in the illustrated example. If the first triggering threshold UB is exceeded during continuous operation, the electronic fuse 10 triggers. For testing tolerable starting currents without triggering the electronic fuse 10, now pulse-shaped current jumps with 5A, 4A, 3A to 1,1A, etc. of a connected load impedance 3 are successively applied to the electronic fuse 10. As can be seen from Fig. 6, it follows that the electronic fuse 10 only triggers when the charging characteristics Kl of the electronic fuse 10 reach the first trip threshold UB and the electronic fuse 10 triggers at the trip points PAI, PA2, PA3 to ΡΑΠ, which represent the permissible starting currents and the corresponding tripping times. This is the case after different triggering times. In the example shown, it is the periods of 150 ms, 190 ms, 270 ms, etc. that elapse until the electronic fuse 10 triggers. For example, if there is a start-up current of 4A for 100ms, then the electronic fuse 10 will not trip. Only when the starting current is applied for more than 190 ms, triggers the electronic fuse 10, etc. Thus, time-current window ti- 1, ti-2, ti-3 to tin spanned, within which the electronic fuse 10 does not trigger. The characteristic curve generated by connecting the tripping points PAI, PA2, PA3 to ΡΑΠ is called the limit characteristic GR. Below the limit characteristic GR an increased starting current with the corresponding current-time pairings is permitted. Consequently, the illustrated diagram shows that the electronic fuse 10 does not trip when, for example, the starting current or the charging curve of the load capacitor CL of the load impedance 3 is below the limit curve GR. If there is a fault, such as a short circuit due to a blow through load capacitor CL, then the starting current rises above the limit curve GR and the electronic fuse 10 trips.
Wie aus Fig. 6 weiter ersichtlich ist, bildet die einhüllende Grenzkennlinie GR der Auslösepunkte PAI, PA2, PA3 bis ΡΑΠ eine komplette Sicherungskennlinie ab. Aus dem Diagramm ist im Umkehrschluss ersichtlich, dass bei der gesetzten ersten Auslöseschwelle UB von 1A die elektronische Sicherung 10 erst in unendlicher Zeit auslösen würde. Dies entspricht der Auslösefunktion für den Dauerstrom.As can also be seen from FIG. 6, the enveloping limit characteristic GR of the trigger points PAI, PA2, PA3 to ΡΑΠ forms a complete safety characteristic curve. Conversely, it can be seen from the diagram that, given the set first triggering threshold UB of FIG. 1A, the electronic fuse 10 would only trip in infinite time. This corresponds to the triggering function for the continuous current.
Die Kennlinien K2 geben die eingestellte Zeitkonstante τ des RC-Gliedes 14.2 wieder, welches mit unterschiedlicher dem Laststrom iL proportionalen Messspannungen UM beaufschlagt wurden. Es handelt sich hier nicht um Ladekennlinien von RC-Gliedern 14.2 mit verschiedenen Zeitkonstanten τ sondern mit nur einer einzigen eingestellten Zeitkonstanten τ. Zur Einstellung der Auslösepunkte PAI, PA2, PA3 bis ΡΑΠ für den Anlaufstrom I LAI, bei welchen die elektronische Sicherung 10 auslöst, kann jedoch die Zeitkonstante τ beispielsweise mittels eines Drehkondensators oder eines Potentiometers verändert werden. Damit ist die Auslösekennlinie auch während des Betriebs der Lastimpedanz 3 veränderbar. The characteristic curves K2 represent the set time constant τ of the RC element 14.2, which was acted upon by different measuring voltages UM proportional to the load current iL. These are not charging characteristics of RC elements 14.2 with different time constants τ but with only a single set time constant τ. For setting the trip points PAI, PA2, PA3 to ΡΑΠ for the starting current I LAI at which the electronic fuse 10 triggers, however, the time constant τ can be changed, for example, by means of a rotary capacitor or a potentiometer. Thus, the tripping characteristic is also changeable during operation of the load impedance 3.

Claims

Ansprüche claims
1. Elektronische Sicherung (10) mit einem Halbleiterschalter (T), welcher im leitenden Zustand eine Lastimpedanz (3) mit einem Laststrom (iL) versorgt und im sperrenden Zustand den Laststrom (iL) abschaltet, einer Stromüberwachung (12), welche den Laststrom (iL) durch den Halbleiterschalter (T) erfasst, und einer Auswerte- und Steuereinheit (14), welche den Halbleiterschalter (T) sperrend schaltet, wenn der erfasste Laststrom (iL) mindestens ein vorgegebenes Abschaltkriterium erfüllt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (14) den erfassten Laststrom (iL) als Anlaufstrom (I LAI, 1 LA2) oder als Dauerbetriebsstrom klassifiziert, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (14) den Halbleiterschalter (T) sperrend schaltet, wenn der als Dauerbetriebsstrom klassifizierte Laststrom (iL) eine einstellbare erste Auslöseschwelle (UB) erreicht, oder wenn der als Anlaufstrom (1 LA2) klassifizierte Laststrom (iL) eine einstellbare höhere zweite Auslöseschwelle (UA) erreicht. 1. Electronic fuse (10) with a semiconductor switch (T), which supplies a load impedance (3) in the conducting state with a load current (iL) and in the off state, the load current (iL) off, a current monitor (12), which the load current (iL) detected by the semiconductor switch (T), and an evaluation and control unit (14) which switches the semiconductor switch (T) blocking when the detected load current (iL) meets at least one predetermined switch-off criterion, characterized in that the evaluation and control unit (14) classifies the detected load current (iL) as start-up current (I LAI, 1 LA2) or as continuous operation current, wherein the evaluation and control unit (14) switches the semiconductor switch (T) blocking when the load current classified as continuous operating current (iL ) reaches an adjustable first triggering threshold (UB), or when the load current (iL) classified as starting current (1 LA2) reaches an adjustable higher second triggering threshold (UA).
2. Elektronische Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (14) den erfassten Laststrom (iL) als Anlaufstrom (ILAI, 1 LA2) klassifiziert, wenn die Auswertung des erfassten Laststroms (iL) einen Stromanstieg (Kl) anzeigt. 2. Electronic fuse according to claim 1, characterized in that the evaluation and control unit (14) the detected load current (iL) as a starting current (ILAI, 1 LA2) classified when the evaluation of the detected load current (iL) a current increase (Kl) displays.
3. Elektronische Sicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (14) den realen Stromanstieg (Kl) des Anlaufstroms (I LAI) in einen einstellbaren virtuellen Stromanstieg (K2) mit gekrümmter Kennlinie umwandelt, welcher die erste Auslöseschwelle (UB) an einem Auslösezeitpunkt (tA) erreicht, welcher um eine vorgebbare Zeitdifferenz (At) nach einem ersten Zeitpunkt (tB) liegt, an welchem der Anlaufstrom (I LAI) die erste Auslöseschwelle (UB) erreicht, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (14) am Auslösezeitpunkt (tA) den Halbleiterschalter (T) sperrend schaltet. Elektronische Sicherung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (14) über den virtuellen Stroman- stieg (K2) und die Zeitdifferenz (At) einen Auslösepunkt (PA, PAI bis ΡΑΠ) vorgibt, an welchem der Anlaufstrom (I LAI) um eine vorgebbare Stromdifferenz (Δί) über dem maximal zulässigen Dauerbetriebsstrom und der ersten Auslöseschwelle (UB) liegt. 3. An electronic fuse according to claim 2, characterized in that the evaluation and control unit (14) converts the real current increase (Kl) of the starting current (I LAI) into an adjustable virtual current increase (K2) with a curved characteristic, which sets the first triggering threshold ( UB) at a triggering time (tA), which is a predefinable time difference (At) after a first time (tB), at which the starting current (I LAI) reaches the first triggering threshold (UB), wherein the evaluation and control unit ( 14) switches off the semiconductor switch (T) at the time of tripping (tA). Electronic fuse according to Claim 3, characterized in that the evaluation and control unit (14) via the virtual current increase (K2) and the time difference (At) a trigger point (PA, PAI to ΡΑΠ) specifies at which the starting current (I LAI) by a predefinable current difference (Δί) above the maximum permissible continuous operating current and the first tripping threshold (UB).
Elektronische Sicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromüberwachung (12) den erfassten Laststrom (iL) in eine proportionale Messspannung (U M) umwandelt und der Auswerte- und Steuereinheit (14) zur Verfügung stellt. Electronic fuse according to one of claims 1 to 4, characterized in that the current monitor (12) converts the detected load current (iL) into a proportional measuring voltage (U M) and provides the evaluation and control unit (14).
Elektronische Sicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (14) die den Laststrom (iL) repräsentierende Messspannung (U M) an ein RC-Glied (14.2) mit einstellbarer Zeitkonstanten anlegt, welcher einen ohmschen Widerstand (R2) und einen einstellbaren Kondensator (C) umfasst, wobei eine Spannung (UC) am Kondensator (C) die gekrümmte Kennlinie des einstellbaren virtuellen Stromanstiegs (K2) erzeugt. Electronic fuse according to Claim 5, characterized in that the evaluation and control unit (14) applies the measuring voltage (UM) representing the load current (iL) to an RC element (14.2) having an adjustable time constant, which has an ohmic resistance (R2) and an adjustable capacitor (C), wherein a voltage (UC) on the capacitor (C) generates the curved characteristic of the adjustable virtual current increase (K2).
Elektronische Sicherung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (14) die Kondensatorspannung (C) mit einer ersten Referenzspannung vergleicht, welche die erste Auslöseschwelle (UB) repräsentiert. Electronic fuse according to claim 6, characterized in that the evaluation and control unit (14) compares the capacitor voltage (C) with a first reference voltage, which represents the first triggering threshold (UB).
Elektronische Sicherung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die Zeitkonstante des RC-Glieds (14.2) der Auslösezeitpunkt (tA) veränderbar ist, an welchem die Kondensatorspannung (C) die erste Auslöseschwelle (UB) erreicht. Electronic fuse according to claim 6 or 7, characterized in that on the time constant of the RC element (14.2) of the triggering time (tA) is variable at which the capacitor voltage (C) reaches the first triggering threshold (UB).
Elektronische Sicherung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (14) die Messspannung (UM) mit einer zweiten Referenzspannung vergleicht, welche die zweite Auslöseschwelle (UA) repräsentiert Elektronische Sicherung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Auslöseschwelle (UA) einen maximal zulässigen Anlaufstrom (il_A2) repräsentiert. Electronic fuse according to one of claims 5 to 8, characterized in that the evaluation and control unit (14) compares the measuring voltage (UM) with a second reference voltage, which represents the second triggering threshold (UA) Electronic fuse according to claim 9, characterized in that the second triggering threshold (UA) represents a maximum permissible starting current (il_A2).
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