WO2021121967A1 - Hybride spannungsversorgung für ein messgerät - Google Patents

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WO2021121967A1
WO2021121967A1 PCT/EP2020/084101 EP2020084101W WO2021121967A1 WO 2021121967 A1 WO2021121967 A1 WO 2021121967A1 EP 2020084101 W EP2020084101 W EP 2020084101W WO 2021121967 A1 WO2021121967 A1 WO 2021121967A1
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circuit
voltage
input
output
energy store
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PCT/EP2020/084101
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Mihai Vitanescu
André Schaubhut
Frantz BINDLER
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Endress+Hauser Flowtec Ag
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    • H02H3/20—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 voltage

Definitions

  • the invention relates to electronics for a measuring device and a measuring device with such electronics.
  • the electronics comprise an internal supply circuit with a circuit input, with and with a circuit output and a load circuit having a microprocessor with a circuit input.
  • the circuit input of the load circuit is electrically connected to the circuit output of the supply circuit in such a way that with an output voltage applied to the circuit output of the supply circuit, a current flow from the first circuit output to the circuit input or a corresponding energy flow from the supply circuit to the load circuit is enabled.
  • the supply circuit is set up to be electrically connected with the circuit input to a circuit output of an external power supply that provides a supply voltage for the electronics, in order to supply the load circuit with electrical power from the mains.
  • the supply circuit also has at least one rechargeable energy store for electrical energy and the supply circuit is also set up to apply a cell voltage of the energy store or a voltage proportional to it to the circuit output and to supply the load circuit with electrical energy, for example if the circuit input is not connected to an external power supply.
  • the aforementioned energy store is by means of a capacitor, for. B. a double layer capacitor, or by means of a secondary battery, e.g. B.
  • LiFe-P04 lithium iron phosphate battery
  • LiTe-P04 lithium titanate battery
  • Li cobalt nickel oxide battery lithium manganese oxide battery
  • LiPoly lithium polymer battery
  • LiPoly lithium polymer battery
  • Sodium-sulfur accumulator or a nickel-metal hydride accumulator a lithium iron phosphate battery (LiFe-P04), a lithium titanate battery, a lithium cobalt nickel oxide battery, a lithium manganese oxide battery, a lithium polymer battery (LiPoly), a Sodium-sulfur accumulator or a nickel-metal hydride accumulator.
  • those error states are to be classified as particularly critical for the operational safety of the electronics or of the measuring device formed with it, in which those at the circuit input of the supply circuit applied (mains) voltage reaches the internal energy store undesirably, in such a way that it is permanently exposed to an overvoltage, namely a charging voltage exceeding a maximum permissible voltage, namely for overcharging, possibly also a Destruction of the energy store has been applied for a sufficiently long time.
  • Such a fault condition can arise, for example, if, due to a failure of individual components of the electronics, any further charged energy storage devices, such as capacitors, the electronics and / or the external voltage, are connected to the energy storage device. Destruction of the internal energy store can also lead to a total failure of the entire electronics, and consequently of the measuring device formed therewith.
  • one object of the invention is to protect a rechargeable energy store provided in line-fed electronics against an overvoltage that may also destroy it.
  • the invention consists in electronics, for example electronics for a measuring device, which electronics comprise:
  • a load circuit having, for example, at least one microprocessor and / or at least one linear voltage regulator with a circuit input;
  • a supply circuit formed for example by means of one or more DC voltage converters, with a circuit input, with a first circuit output, with a second circuit output and with at least one rechargeable, for example chemical or electrochemical, energy storage device for electrical energy, for example a supercapacitor;
  • the rechargeable energy store is electrically connected to the second circuit output of the supply circuit in such a way that the cell voltage of the rechargeable energy store or a voltage proportional to it is applied to the second circuit output
  • the circuit input of the load circuit is at least temporarily, for example permanently, electrically connected to the first circuit output of the supply circuit in such a way that when the output voltage is applied to the first circuit output of the supply circuit, a current flow, for example with a current strength of more than 100 mA (milliamps), from that first circuit output to that circuit input and / or one, for example more than 2000 Ws / h (watt-second per hour), the flow of energy from the supply circuit to the load circuit is enabled.
  • the circuit output of the protective circuit is electrically connected to the circuit input of the supply circuit and is the first circuit input of the Protection circuit also set up to be electrically connected to a circuit output of an external power supply providing a supply voltage, for example with a nominal value between 4 V and 60 V, for the electronics, and wherein the second circuit input of the protection circuit is electrically connected to the second circuit output of the supply circuit is connected in such a way that an input voltage applied to that second circuit input corresponds to the cell voltage provided by the rechargeable energy store.
  • both the supply circuit and the protective circuit each have at least two operating modes.
  • a first operating mode of the supply circuit its rechargeable energy store is switched through to the first circuit output in such a way that the cell voltage provided by the energy store or a voltage proportional to it is applied as a first output voltage at the first circuit output, and in a second operating mode of the supply circuit its circuit input is open whose first circuit output is switched through, for example in such a way that an input voltage applied to that circuit input is converted into a second output voltage applied to the first circuit output with a constant and / or predeterminable voltage level and / or that with an input voltage applied to that circuit input, a current flow from that circuit input to the first circuit output is enabled.
  • first circuit input is switched through to its circuit output, for example in such a way that, when a voltage is applied to the first circuit input, a current flow from that first circuit input to its circuit output or an energy flow from the protective circuit to the supply circuit is and are enabled
  • first circuit input and the circuit output are electrically isolated from one another, for example in such a way that even with a voltage of more than 4 V and less than 60 V applied to the first circuit input, only a current flow with a current of at most 100 mA (Microampere) from namely the first circuit input to the circuit output and / or only an energy flow of a maximum of 20 Ws / h (watt-second per hour) from the protective circuit to the supply circuit is made possible.
  • the protective circuit of the electronics according to the invention is set up to monitor the cell voltage applied to the second circuit input in the first operating mode to determine whether its voltage level has exceeded a maximum value specified for it, for example less than 0.2 V above its nominal value, and possibly automatically deactivate first operating mode, for example at the same time to activate their second operating mode or to automatically switch from their first operating mode to their second operating mode.
  • a maximum value specified for it for example less than 0.2 V above its nominal value
  • the invention also consists in a measuring system formed with such electronics, which also includes a measuring transducer electrically coupled to the electronics, the is set up to detect at least one, for example physical or chemical, measured variable and to convert it into at least one measurement signal representing the same measured variable.
  • the electronics of the invention it is further provided that in the second operating mode of the supply circuit its rechargeable energy store is not switched through to the first circuit output, in such a way that its rechargeable energy store and its first circuit output are electrically isolated from one another or that the from rechargeable energy storage provided cell voltage is not applied to the first circuit output.
  • the electronics of the invention it is further provided that in the first operating mode of the protective circuit its first circuit input is switched through to its circuit output, in such a way that with a voltage applied to the first circuit input, for example with a voltage level of more than 4 V, a current flow namely from the first circuit input to its circuit output, for example with a current strength of more than 100 mA, and / or, for example, more than 1000 Ws / h, energy flow from the protective circuit to the supply circuit is enabled.
  • a voltage applied to the first circuit input for example with a voltage level of more than 4 V
  • a current flow namely from the first circuit input to its circuit output for example with a current strength of more than 100 mA, and / or, for example, more than 1000 Ws / h
  • the electronics of the invention it is further provided that in the second operating mode of the protective circuit its first circuit input and its circuit output are electrically isolated from one another, so that even when the voltage applied to the first circuit input has a voltage level of more than 4 V and / or less than 60 V and / or to a circuit output of an external power supply electrically connected first circuit input delivering a supply voltage with a voltage level between 4 V and 60 V, only a current flow with a current strength of at most 100 mA (microamps) from namely the first circuit input to the circuit output and / or only an energy flow of a maximum of 20 Ws / h (watt-second per hour) from the protective circuit to the supply circuit is enabled.
  • mA microamps
  • the supply circuit is set up to automatically activate the first operating mode, for example to start automatically if the cell voltage of the rechargeable energy store is a predetermined, for example more than 105% of a final discharge voltage of the rechargeable Energy store corresponding, minimum value not falling below voltage level, for example, namely if no input voltage is applied to the circuit input or an input voltage applied to the circuit input has a voltage level lying below a predetermined minimum value.
  • the supply circuit is set up to automatically activate the second operating mode, for example to start automatically or to automatically switch from the first operating mode to the second operating mode if an input voltage applied to the circuit input has a predetermined, for example above 4 V, the minimum value does not fall below the voltage level.
  • the supply circuit is set up to automatically deactivate the second operating mode if there is no input voltage at the circuit input or an input voltage at the circuit input has a voltage level below a predetermined minimum value.
  • the protective circuit for monitoring the cell voltage has a comparator, formed for example by means of at least one differential amplifier, with a first voltage input, with a second voltage input and with a signal output, and that the first circuit input is the Protection circuit is formed by means of the first voltage input of the comparator and the second circuit input of the protection circuit is formed by means of the second voltage input of the comparator.
  • the protective circuit is set up to activate its first operating mode or its second operating mode based on a signal level at the signal output of the comparator.
  • the supply circuit has a first DC / DC converter, for example designed as an up converter or as an inverse converter, and that an input of the first DC / DC converter is electrically connected to the at least one rechargeable energy store and the first circuit output is the Supply circuit is formed by means of an output of the first DC voltage converter.
  • the supply circuit has a second DC voltage converter, for example designed as a step-down converter, and that the circuit input of the supply circuit is formed by means of an input of the second DC voltage converter and the first circuit output of the supply circuit is formed by an output of the second DC voltage converter is.
  • a second DC voltage converter for example designed as a step-down converter
  • the at least one rechargeable energy store has first and second connection electrodes.
  • the supply circuit has first and second contact elements for at least one rechargeable energy store and that the rechargeable energy store, for example releasably, is connected to the same contact elements, such that the first connection electrode of the again chargeable energy store, the first contact element and the second connection electrode of the rechargeable energy store, the second contact element electrically conductively contacted.
  • the supply circuit can also have at least one, for example manually operable, switch, for example a DIP switch or DIL switch, with first and second connection contacts and with one, for example manually operable, switching contact, which switch in turn with its first connection contact with the first contact element can be electrically connected and configured to selectively establish or disconnect an electrically conductive connection between the first contact element and the second connection contact by means of the switching contact, for example to only have at least one rechargeable energy storage device when required and / or during commissioning of the electronics in incorporate the supply circuit.
  • switch for example a DIP switch or DIL switch
  • the supply circuit has at least one non-rechargeable energy store, for example a lithium thionyl chloride battery, for electrical energy, for example connected electrically in parallel with the rechargeable energy store.
  • non-rechargeable energy store for example a lithium thionyl chloride battery
  • the at least one non-rechargeable energy store has a nominal capacity of more than 10 Ah (ampere hours), and / or that the at least one non-rechargeable energy store has a cell voltage with a nominal value of more than 3 V and / or less than 4 V, for example from 3.6 V, and / orthat the at least one non-rechargeable energy store is designed as a D-cell (IEC R20), and / orthat the at least one non-rechargeable energy store is set up to charge the rechargeable energy store.
  • IEC R20 D-cell
  • the nominal value of the cell voltage (V_BAT) of the at least one rechargeable energy store is less than 4V.
  • the nominal capacity of the at least one rechargeable energy store is greater than 400 As and / or less than 1000 As.
  • the at least one rechargeable energy store is designed as an AA cell (IEC R6, Mignon cell).
  • the supply circuit has a third operating mode, and that the supply circuit is set up to convert the cell voltage provided by the energy store into a third output voltage applied to the first circuit output in the third operating mode, for example in such a way that the The voltage level of the third output voltage is higher than the voltage level of the cell voltage and / or that the voltage level of the output voltage is below the nominal value of the cell voltage and / or that the voltage level of the output voltage is lower than the voltage level of the second output voltage when the supply circuit is operating in the second operating mode.
  • the supply circuit is set up to automatically activate the third operating mode as soon as the cell voltage provided by the energy store is below a predetermined value, for example less than 3.3 V and / or more than 80% of the nominal value , Has the minimum value lying voltage level.
  • the electronics are set up to receive and evaluate the at least one measuring signal, for example to determine the least one measured variable quantifying measured values using the same measuring signal.
  • the load circuit of the electronics has a converter module which is set up based on the at least one measuring signal to determine the measured variable quantifying, for example digital, measured values.
  • the load circuit of the electronics has a radio module coupled to the converter module which is set up to output measured values determined by the converter module by means of a radio signal.
  • a basic idea of the invention is to detect any fault condition within the electronics, in particular within their supply circuit, as early and reliably as possible in a hybrid, namely partially mains and partially battery-powered electronics by using the cell voltage of the battery supply of the electronics is monitored at least partially ensuring rechargeable energy storage.
  • any error states can also be recognized with sufficient time in advance to be able to initiate further measures that serve to avoid destruction of the electronics, for example separating the electronics from the external ones Energy supply and / or a dedicated separation of the energy storage circuits within the electronics.
  • a further advantage of the invention is also the fact that numerous error states, which are typically topologically distributed within the respective electronics, can be monitored very easily and reliably using just one operating parameter.
  • FIG. 1 shows, schematically, in the manner of a block diagram, an exemplary embodiment of electronics according to the invention
  • FIGS. 2 and 3 schematically in the manner of a block diagram of embodiments of a supply circuit of an electronics according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows, schematically, in the manner of a block diagram, a further embodiment of a supply circuit of an electronics according to FIG. 1.
  • the electronics according to the invention can, for example, be part of a communication system additionally having a signal receiver that is electrically connected to the electronics, possibly also arranged remotely.
  • the signal receiver can be, for example, a remote control (remote I / O), a programmable logic controller (PLC), a bus master in a field bus, for example in accordance with the industrial standard IEC 61158: 1999, in particular in accordance with one of the CPF1 families (FOUNDATION FIELDBUS ), CPF3 (PROFIBUS), CPF9 (HART) or CPF15 (MODBUS), whereby the signal receiver can be mains and / or battery powered.
  • a remote control remote control
  • PLC programmable logic controller
  • a bus master in a field bus for example in accordance with the industrial standard IEC 61158: 1999, in particular in accordance with one of the CPF1 families (FOUNDATION FIELDBUS ), CPF3 (PROFIBUS), CPF9 (HART) or CPF
  • the electronics can also be part of a measuring system - for example, namely a measuring and / or switching device in industrial measurement and automation technology - with a measuring transducer MA electrically coupled to the electronics, such as a Flow measuring transducer, which in turn is set up to detect at least one physical or chemical measured variable, for example a flow and / or a material parameter of a measured substance flowing in a pipeline, and to deliver at least one measurement signal s1 representing the same measured variable, esp. namely to provide for processing in electronics.
  • the electronics can also be set up to receive the same measurement signal s1 and to process it accordingly, for example namely to determine the at least one measurement variable, possibly digital measurement values.
  • a measuring system for example, namely a measuring and / or switching device in industrial measurement and automation technology - with a measuring transducer MA electrically coupled to the electronics, such as a Flow measuring transducer, which in turn is set up to detect at least one physical or chemical measured variable, for example a flow and / or a
  • the electronics can be arranged within a protective housing H, which can also be attached, for example, directly to the aforementioned measuring transducer MA, forming a measuring device in a compact design.
  • the load circuit has a converter module formed, for example, by means of a microcontroller (pC), which is set up to determine the at least one measured variable quantifying, for example digital, measured values based on the aforementioned at least one measurement signal s1.
  • the load circuit of the electronics can, for example, also have a radio module coupled to the converter module, which is set up to output measured values determined by the converter module by means of a radio signal.
  • the aforementioned converter module can also be used be set up to output the measured values in a wired manner, for example by means of an analog current signal or a digital signal, possibly conforming to one of the aforementioned field buses, to the aforementioned signal receiver.
  • the electronics according to the invention have a load circuit M1 with a circuit input, a supply circuit M2 with a circuit input, with a first circuit output, with a second circuit output and with at least one, in particular chemical or electrochemical, rechargeable energy store HLC for electrical energy, for example a supercapacitor on.
  • the load circuit M1 can, as also indicated in FIG. 1, be formed, for example, by means of at least one microcontroller pC and / or at least one linear voltage regulator LDO.
  • the energy store HLC of the supply circuit M2 has a nominal capacity, for example 400 As (ampere seconds), and is set up to be fully charged, i.e. at a state of charge (SoC - State of Charge) of 100%, a cell voltage V_BAT with a nominal value, for example of 3.6 V (volts), to provide voltage level.
  • the energy store HLC is electrically connected to the second circuit output of the supply circuit M2 in such a way that the cell voltage V_BAT of the energy store HLC or a voltage proportional to it is applied to the second circuit output.
  • the energy store HLC can also have first and second connection electrodes and the supply circuit M2 can have corresponding, namely electrically connected to the second circuit output or have this at least partially also forming first and second contact elements for at least one energy store HLC.
  • the energy store HLC for example also releasably, is connected to the aforementioned contact elements in such a way that the first connection electrode of the energy store HLC makes electrically conductive contact with the first contact element and the second connection electrode of the energy store HLC with the second contact element .
  • the supply circuit M2 also has at least one switch DIL, especially one that can be operated manually.
  • switch DIL has first and second connection contacts and a switch contact, optionally manually operable, and is electrically connected with its first connection contact to the first contact element of the energy store HLC.
  • the switch DIL is set up to selectively establish or close an electrically conductive connection between the first contact element and the second connection contact by means of its switch contact separate, for example in order to incorporate the energy store HLC into the supply circuit only when required and / or during commissioning of the electronics.
  • the connection electrodes of the energy store HLC and the contact elements of the supply circuit M2 can also be set up, for example, to establish a fixed, yet releasable mechanical connection between the energy store HLC and the supply circuit M2.
  • the circuit input of the load circuit M1 is at least temporarily, possibly also permanently, electrically connected to the first circuit output of the supply circuit M2, in such a way that when the output voltage (V_SEK1; V_SEK2) is applied to the first circuit output of the supply circuit M2 a current flow from namely the first circuit output to namely the circuit input and / or a flow of energy from the supply circuit M2 to the load circuit M1 is enabled; this in particular in such a way that the aforementioned current flow at an output voltage in the range between 2 V and 4 V has a current strength of more than 100 mA (milliamps) and / or the aforementioned energy flow more than 2000 Ws / h (watt-second per hour ) is.
  • the electronics according to the invention also include a protective circuit Mx.
  • the protective circuit Mx has a first circuit input, a second circuit input and a circuit output.
  • the circuit output of the protective circuit Mx is electrically connected to the circuit input of the supply circuit M2.
  • the first circuit input of the protective circuit Mx is set up to be electrically connected to a circuit output of an external power supply EV providing a supply voltage V_EXT, for example a DC supply voltage, for the electronics, and is the second circuit input of the protective circuit Mx with the second circuit output of the supply circuit M2 electrically connected in such a way that an input voltage applied to the second circuit input corresponds to the cell voltage V_BAT provided by the energy store HLC.
  • the supply circuit M2, and therefore the electronics formed with it is set up according to a further embodiment to be operated with a supply voltage V_EXT, in particular a DC supply voltage, having a nominal value (nominal voltage) between 4 V and 60 V.
  • both the supply circuit and the protective circuit each have at least two operating modes (M2i, M2n; Mxi, Mxn), namely a first operating mode M2i or Mxi , and at least one second operating mode, namely an operating mode M2n or Mxn, on.
  • the electronics according to the invention it is also provided that in the first operating mode Mxi of the protective circuit Mx its first circuit input is switched through to its circuit output; this in particular in such a way that, when a voltage is applied to the first circuit input, a current flow from namely the first circuit input to its circuit output or an energy flow from the protective circuit to the supply circuit is enabled; this in particular also in such a way that in the first operating mode operating protective circuit and at the same time operating in the second operating mode supply circuit M2 a second load circuit of the electronics is closed, the one from the first circuit input of the protective circuit Mx, further via its circuit output to the first circuit input of the supply circuit M2 and further involved via their circuit output to the circuit input of the load circuit M1 leading current path.
  • the protective circuit Mx In the second operating mode Mxn of the protective circuit Mx, in turn, its first circuit input and its circuit output are electrically isolated from one another; this in particular in such a way that even with a voltage applied to the first circuit input with a voltage level of more than 4 V and less than 60 V, only a current flow with a current strength of at most 100 mA (microamps) from namely the first circuit input to the circuit output and / or only an energy flow of a maximum of 20 Ws / h (watt-second per hour) from the protective circuit to the supply circuit is possible.
  • mA microamps
  • the Protective circuit Mx of the electronics according to the invention set up in the first operating mode to monitor the cell voltage present at the second circuit input to determine whether its voltage level has exceeded a maximum value UHLC specified for it, for example less than 0.2 V above its nominal value.
  • protective circuit Mx is set up to automatically deactivate its first operating mode, for example at the same time to activate its second operating mode or to automatically switch from its first operating mode to its second operating mode, if it is determined during the aforementioned monitoring of the cell voltage of the energy store HLC that the cell voltage reaches the aforementioned maximum value ÜHLC has exceeded.
  • the protective circuit Mx also has a comparator, formed for example by means of at least one differential amplifier, with a first voltage input, with a second voltage input and with a signal output (nominally only having two states).
  • the first circuit input of the protective circuit can be and can be formed by means of the first voltage input of the comparator, possibly also with the interposition of a voltage regulator and / or one or more Zener diodes that provides a reference voltage derived from the supply voltage V_EXT and / or further stabilized
  • the second circuit input of the protective circuit can be formed by means of the second voltage input of the comparator, possibly also with the interposition of a voltage divider for the cell voltage V_BAT.
  • the protective circuit Mx can be set up to activate its first operating mode or its second operating mode based on a signal level at the signal output of the comparator; this in particular in such a way that immediately after a change to a signal level signaling that the cell voltage has exceeded the maximum value UHLC at that signal output, the second operating mode of the protective circuit is activated.
  • a current flow from that first circuit input to its circuit output with a current strength of more than 100 mA or a more than 1000 Ws / h of energy flow from the protective circuit Mx to the supply circuit M2 is enabled, and / or it is provided that in the second operating mode of the protective circuit only a current flow with a current strength of at most 100 mA (microamps) from the first circuit input to the circuit output and / or only an energy flow of a maximum of 20 Ws / h (watt-second per hour) from the protection circuit to the supply circuit is enabled; This not least also for the case that a voltage with a voltage level of more than 4 V and / or less than 60 V is applied to the first circuit input and / or that the first circuit input of the protective circuit Mx is connected to a supply voltage with a voltage between 4 V and 60 V lying
  • the supply circuit M2 is also set up to automatically activate the first operating mode, for example that is also to start automatically after connecting the energy store HLC or after actuating the aforementioned switch DIL; This is particularly the case if the cell voltage of the energy store HLC has a voltage level that does not fall below a predetermined value, for example more than 105% of a final discharge voltage of the energy store HLC, and / or if no input voltage (any longer) is present at the circuit input or an input voltage is present at the circuit input has a voltage level below a predetermined minimum value.
  • a predetermined value for example more than 105% of a final discharge voltage of the energy store HLC
  • the supply circuit M2 can also be set up to automatically activate the second operating mode, for example to automatically start up or to automatically switch from the first operating mode to the second operating mode if an input voltage applied to the circuit input is a predetermined one, for example above 4 V. and / or the supply circuit can be set up to automatically deactivate the second operating mode if there is no input voltage at the circuit input or an input voltage at the circuit input has a voltage level below a predetermined minimum value.
  • the input voltage or its correct voltage level and / or the aforementioned (minimum) voltage level of the cell voltage can in turn be detected by means of one or more comparators, for example each formed by one or more differential amplifiers, provided in the supply circuit.
  • the supply circuit M2 has, in addition to the two aforementioned operating modes M2i and M2n, a further, third operating mode M2m, such that the supply circuit M2 is set up, namely the cell voltage provided by the energy store HLC in the third operating mode M2m To convert V_BAT into a third output voltage V_SEK3 present at the first circuit output of the supply circuit M2; this in particular in such a way that the voltage level of the output voltage V_SEK3 is higher than the voltage level of the cell voltage V_BAT of the energy store HLC or below the nominal value of the cell voltage V_BAT.
  • the voltage level of the output voltage V_SEK3 provided by the supply circuit in the third operating mode can also differ from the respective voltage level of the output voltage V_SEK1 or V_SEK2 provided in the first operating mode and / or in the second operating mode, in particular such that the voltage level of the Output voltage V_SEK3 is lower than the voltage level of the output voltage V_SEK2 when the supply circuit operates in the second operating mode.
  • the supply circuit can also do this be set up to automatically activate the third operating mode as soon as the cell voltage V_BAT provided by the energy store HLC has a voltage level below a predetermined minimum value.
  • the aforementioned minimum value can be set to less than 3.3 V and / or more than 80% of the nominal value, for example.
  • the supply circuit has a (first)
  • the DC voltage converter BOOST in such a way that, as shown schematically in Fig. 2, an input of the DC voltage converter BOOST with the at least energy store HLC and the first circuit output of the supply circuit M2 by means of an output of the same DC voltage converter BOOST, but especially the second circuit output of the supply circuit M2 not is formed by means of the output of the DC voltage converter BOOST.
  • the DC voltage converter BOOST can advantageously be designed, for example, as a step-up converter or as an inverse converter.
  • the supply circuit M2 can furthermore, as also shown schematically in FIG. 3, convert the same input voltage V_EXT in the output voltage V_SEK2 provided at the first circuit output supply circuit M2, for example designed as a step-down converter, second DC voltage converter BUCK, such that the circuit input of the supply circuit M2 by means of an input of the DC voltage converter BUCK and the first circuit output of the supply circuit M2 by means of an output of the DC voltage converter BUCK is formed.
  • the supply circuit M2 also has the DC voltage converter BOOST, as also indicated in FIGS. 2 and 3, its output and the output of the DC voltage converter BUCK can be electrically connected to one another.
  • the energy store HLC has a nominal capacity of more than 400 As (ampere seconds), in particular of more than 500 As, and the energy store HLC is fully charged, i.e. at one
  • the nominal capacity of the at least one rechargeable energy store HLC can possibly also be less than 1000 As.
  • the nominal value of the cell voltage V_BAT of the energy store HLC can also be less than 4 V, for example.
  • the supply circuit M2 in the first operating mode M2i with the supply circuit M2, or the electrical power thus available within the electronics, the supply circuit M2, as shown schematically in FIG Energy storage HLC electrically connected in parallel, non-rechargeable energy storage LTC for electrical energy, for example a lithium thionyl chloride battery.
  • the aforementioned energy storage device LTC has a nominal capacity of more than 10 Ah (ampere hours) and / or a cell voltage with a nominal value of more than 2.4 V and / or less than 3.9 V. having voltage level provides.
  • the energy store LTC can be designed, for example, as a D-cell (IEC R20) and / or can also be set up to charge the rechargeable energy store LTC accordingly when required.

Abstract

Die Elektronik umfaßt eine Lastschaltung (M1) mit einem Schaltungseingang (M1.1), eine Versorgungsschaltung (M2) mit einem Schaltungseingang (M2.1), mit zwei Schaltungsausgängen (M2.2), (M2.3) und mit wenigsten einem wieder aufladbaren Energiespeicher (HLC) für elektrische Energie, der mit dem Schaltungsausgang (M2.3) der Versorgungsschaltung (M2) elektrisch verbunden ist, derart, daß dort eine Zellenspannung (V_BAT) des Energiespeichers (HLC) oder eine dazu proportionale Spannung an nämlichem anliegt, sowie eine Schutzschaltung (Mx) mit zwei Schaltungseingängen (Mx.1), (Mx.2) und mit einem Schaltungsausgang (Mx.3). Der Schaltungseingang (Mx.2) ist mit dem Schaltungsausgang (M2.3) elektrisch verbunden, derart, daß eine an nämlichem Schaltungseingang (Mx.2) anliegende Eingangsspannung der vom Energiespeicher (HLC) bereitgestellten Zellenspannung (V_BAT) entspricht. Zudem ist der Schaltungseingang (M1.1) zumindest zeitweise mit dem Schaltungsausgang (M2.2) elektrisch verbunden, derart, daß bei am Schaltungsausgang (M2.2) anliegender Ausgangsspannung (V_SEK1; V_SEK2) ein, Energiefluss von der Versorgungsschaltung (M2) zur Lastschaltung (M1) ermöglicht ist, und ist der Schaltungsausgang (Mx.3) mit dem Schaltungseingang (M2.1) elektrisch verbunden. Der Schaltungseingang (Mx.1) ist eingerichtet ist, an einen eine Versorgungsspannung (V_EXT) bereitstellenden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung (EV) elektrisch angeschlossen zu werden. Sowohl die Versorgungsschaltung (M2) als auch die Schutzschaltung (Mx) weist jeweils mindestens zwei Betriebsmodi (M2I, M2II; MxI, MxII) auf. Im einem Betriebsmodus (M2I) ist der Energiespeicher (HLC) auf den Schaltungsausgang (M2.2) durchgeschaltet ist, derart, daß die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung oder eine dazu proportionale Spannung als eine Ausgangsspannung (V_SEK1) am Schaltungsausgang (Mx.3) anliegt (V_BAT = V_SEK1), und im Betriebsmodus (M2II) ist der Schaltungseingang (M2.1) auf den Schaltungsausgang (M2.3) durchgeschaltet. Im Betriebsmodus (MxI) wiederum ist der Schaltungseingang (Mx.1) auf den Schaltungsausgang (Mx.3) durchgeschaltet, während im Betriebsmodus (MxII) der Schaltungseingang (Mx.1) und der Schaltungsausgang (Mx.3) elektrisch voneinander getrennt sind. Zudem ist die Schutzschaltung (Mx) eingerichtet, im Betriebsmodus (MxI) die am Schaltungseingang (Mx.2) anliegende Zellenspannung dahingehend zu überwachen, ob deren Spannungshöhe einen dafür vorgegebenen Höchstwert (ÛHLC) überschritten hat und ggf. selbsttätig den Betriebsmodus (MxII) zu deaktivieren.

Description

HYBRIDE SPANNUNGSVERSORGUNG FÜR EIN MESSGERÄT
Die Erfindung betrifft eine Elektronik für ein Meßgerät sowie ein Meßgerät mit einer solchen Elektronik.
In der US-A 2010/0026518 ist eine Elektronik für ein Meßgerät bzw. ein Meßgerät mit einer solchen Elektronik und Meßaufnehmer gezeigt. Die Elektronik umfaßt eine interne Versorgungsschaltung mit einem Schaltungseingang, mit und mit einem Schaltungsausgang sowie eine einen Mikroprozessor aufweisende Lastschaltung mit einem Schaltungseingang. Der Schaltungseingang der Lastschaltung ist mit dem Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden, derart, daß bei einer am Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung anliegenden Ausgangsspannung ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungsausgang zu nämlichem Schaltungseingang bzw. ein entsprechender Energiefluß von der Versorgungsschaltung zur Lastschaltung ermöglicht ist.
Die Versorgungsschaltung ist dafür eingerichtet, mit dem Schaltungseingang an einen eine Versorgungsspannung für die Elektronik bereitstellenden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung elektrisch angeschlossen zu werden, um die Lastschaltung netzgespeist mit elektrischer Energie zu versorgen. Darüberhinaus weist die Versorgungsschaltung ferner auch wenigsten einen wieder aufladbaren Energiespeicher für elektrische Energie auf und ist die Versorgungsschaltung zudem dafür eingerichtet, eine Zellenspannung des Energiespeichers oder eine dazu proportionale Spannung an den Schaltungsausgang anzulegen und die Lastschaltung darüber mit elektrischer Energie zu versorgen, beispielsweise falls der Schaltungseingang nicht an ein externe Energieversorgung angeschlossen ist. Der vorbezeichnete Energiespeicher ist mittels eines Kondensators, z. B. einem Doppelschicht-Kondensator, oder auch mittels einer Sekundär- Batterie, z. B. einem Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator (LiFe-P04), einem Lithium-Titanat- Akkumulator, einem Lithium-Kobalt-Nickeloxid-Akkumulator, einem Lithium-Manganoxid- Akkumulator, einem Lithium-Polymer-Akkumulator (LiPoly), einem Natrium-Schwefel-Akkumulator oder auch einem Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, gebildet.
Bei einer Elektronik mit einer solchen hybriden, nämlich teilweise durch eine interne Batteriespeisung und teilweise durch eine externe Netzspeisung realisierten Energieversorgung sind nicht zuletzt solche Fehlerzustände als für die Betriebssicherheit der Elektronik bzw. des damit gebildeten Meßgeräts besonders kritisch einzustufen, bei denen die am Schaltungseingang der Versorgungsschaltung anliegende (Netz-) Spannung unerwünscht an den internen Energiespeicher gelangt, derart, daß diesem infolgedessen eine Überspannung, nämlich eine eine maximal zulässige Spannung übersteigende Ladespannung dauerhaft, nämlich für eine Überladung, ggf. auch eine Zerstörung des Energiespeichers ausreichend lange angelegt ist. Ein solcher Fehlzustand kann beispielsweise entstehen, wenn aufgrund eines Versagens von einzelnen Komponenten der Elektronik allfällig vorhandene weitere geladene Energiespeicher, wie z.B. Kondensatoren, der Elektronik und/oder die externe Spannung dem Energiespeicher aufgeschaltet werden. Eine Zerstörung des internen Energiespeichers kann ferner auch zu einem Totalausfall der gesamten Elektronik, mithin des damit gebildeten Meßgeräts führen.
Ausgehend vom vorbezeichneten Stand der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen in einer netzgespeisten Elektronik vorgesehen wiederaufladbaren Energiespeicher gegen eine diesen ggf. auch zerstörende Überspannung zu schützen.
Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einer Elektronik, beispielsweise Elektronik für ein Meßgerät, welche Elektronik umfaßt:
• eine, beispielsweise wenigstens einen Mikroprozessor und/oder wenigstens einen linearen Spannungsregier aufweisende, Lastschaltung mit einem Schaltungseingang;
• eine, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Gleichspannungswandler gebildete, Versorgungsschaltung mit einem Schaltungseingang, mit einem ersten Schaltungsausgang, mit einem zweiten Schaltungsausgang und mit wenigsten einem wieder aufladbaren, beispielsweise chemischen bzw. elektrochemischen, Energiespeicher für elektrische Energie, beispielsweise einen Superkondensator;
• sowie eine Schutzschaltung mit einem einen ersten Schaltungseingang, mit einem einen zweiten Schaltungseingang und mit einem Schaltungsausgang.
Der wieder aufladbare Energiespeicher der Versorgungsschaltung weist eine Nennkapazität, beispielsweise von mehr als 500 As (Amperesekunden), auf und stellt vollständig aufgeladen (Ladezustand SoC = 100%) eine Zellenspannung mit einer einen Nominalwert, beispielsweise von mehr als 3 V (Volt), aufweisenden Spannungshöhe bereit.
Bei der erfindungsgemäßen Elektronik ist der wieder aufladbare Energiespeicher mit dem zweiten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden, derart, daß die Zellenspannung des wieder aufladbaren Energiespeichers oder eine dazu proportionale Spannung an nämlichem zweiten Schaltungsausgang anliegt, und ist der Schaltungseingang der Lastschaltung zumindest zeitweise, beispielsweise dauerhaft, mit dem ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden, derart, daß bei am ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung anliegender Ausgangsspannung ein Stromfluß, beispielsweise mit einer Stromstärke von mehr als 100 mA (Milliampere), von nämlichem ersten Schaltungsausgang zu nämlichem Schaltungseingang und/oder ein, beispielsweise mehr als 2000 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) betragender, Energiefluss von der Versorgungsschaltung zur Lastschaltung ermöglicht ist. Darüberhinaus ist der Schaltungsausgang der Schutzschaltung mit dem Schaltungseingang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden und ist der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung zudem eingerichtet, an einen eine Versorgungsspannung, beispielsweise mit einer einen zwischen 4 V und 60 V liegenden Nominalwert aufweisende Spannungshöhe, für die Elektronik bereitstellenden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung elektrisch angeschlossen zu werden und wobei der zweite Schaltungseingang der Schutzschaltung mit dem zweiten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung elektrisch verbunden ist, derart, daß eine an nämlichem zweiten Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung der vom wieder aufladbaren Energiespeicher bereitgestellten Zellenspannung entspricht. Bei der erfindungsgemäßen Elektronik weist zudem sowohl die Versorgungsschaltung als auch die Schutzschaltung jeweils mindestens zwei Betriebsmodi auf. In einem ersten Betriebsmodus der Versorgungsschaltung ist deren wieder aufladbarer Energiespeicher auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet, derart, daß die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung oder eine dazu proportionale Spannung als eine erste Ausgangsspannung am ersten Schaltungsausgang anliegt, und in einem zweiten Betriebsmodus der Versorgungsschaltung ist deren Schaltungseingang auf deren ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet, beispielsweise derart, daß eine an nämlichem Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung in eine am ersten Schaltungsausgang anliegende zweite Ausgangsspannung mit einer konstanten und/oder vorgebbaren Spannungshöhe überführt ist und/oder daß bei einer an nämlichem Schaltungseingang anliegenden Eingangsspannung ein Stromfluß von nämlichem Schaltungseingang zum ersten Schaltungsausgang ermöglicht ist. Desweiteren ist in einem ersten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang auf deren Schaltungsausgang durchgeschaltet, beispielsweise derart, daß bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang bzw. ein Energiefluss von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist, und sind in einem zweiten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang und deren Schaltungsausgang elektrisch voneinander getrennt, beispielsweise derart, daß auch bei am ersten Schaltungseingang anliegender Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und weniger als 60 V lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 mA (Mikroampere) von nämlichem ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist. Desweiteren ist die Schutzschaltung der erfindunsgegmäßen elektronik eingerichtet, im ersten Betriebsmodus die am zweiten Schaltungseingang anliegende Zellenspannung dahingehend zu überwachen, ob deren Spannungshöhe einen dafür vorgegebenen, beispielsweise weniger als 0,2 V oberhalb von deren Nominalwert liegenden, Höchstwert überschritten hat und ggf. selbsttätig deren ersten Betriebsmodus zu deaktivieren, beispielsweise zugleich deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren bzw. selbsttätig von deren ersten Betriebsmodus in deren zweiten Betriebsmodus umzuschalten.
Darüberhinaus besteht die Erfindung auch in einem mit einer solchen Elektronik gebildeten Meßsystem, das zudem einen mit der Elektronik elektrisch gekoppelten Meßaufnehmer umfaßt, der dafür eingerichtet ist, wenigstens eine, beispielsweise physikalische oder chemische, Meßgröße zu erfassen und in wenigstens ein nämliche Meßgröße repräsentierendes Meßsignal zu wandeln.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß im zweiten Betriebsmodus der Versorgungsschaltung deren wieder aufladbarer Energiespeicher nicht auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, derart, daß deren wieder aufladbarer Energiespeicher und deren erster Schaltungsausgang voneinander elektrisch getrennt sind bzw. daß die vom wieder aufladbaren Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung nicht am ersten Schaltungsausgang anliegt.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß im ersten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang auf deren Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, derart, daß bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung, beispielsweise mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V, ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang, beispielsweise mit einer Stromstärke von mehr als 100 mA, und/oder ein, beispielsweise mehr als 1000 Ws/h betragender, Energiefluss von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist.
Nach einer dritten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß im zweiten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang und deren Schaltungsausgang elektrisch voneinander getrennt sind, derart, daß auch bei am ersten Schaltungseingang anliegender Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und/oder weniger als 60 V und/oder an einen eine Versorgungsspannung mit einer zwischen 4 V und 60 V liegenden Spannungshöhe liefernden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung elektrisch angeschlossenen erstem Schaltungseingang lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 mA (Mikroampere) von nämlichem ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist.
Nach einer vierten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den ersten Betriebsmodus zu aktivieren, beispielsweise selbsttätig aufzustarten, falls die Zellenspannung des wieder aufladbaren Energiespeichers eine einen vorgegebenen, beispielsweise mehr als 105% einer Entladeschlußspannung des wieder aufladbaren Energiespeichers entsprechenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist, beispielsweise nämlich falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist. Nach einer fünften Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu aktivieren, beispielsweise selbsttätig aufzustarten oder selbsttätig vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, falls eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine einen vorgegebenen, beispielsweise oberhalb von 4 V liegenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist.
Nach einer sechsten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu deaktivieren, falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist.
Nach einer siebenten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß bei im ersten Betriebsmode operierender Versorgungsschaltung ein einen vom wieder aufladbaren Energiespeicher der Versorgungsschaltung, weiter über deren Schaltungsausgang zum Schaltungseingang der Lastschaltung führenden Strompfad involvierender Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist.
Nach einer achten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß bei im zweiten Betriebsmode operierender Versorgungsschaltung und zeitgleich im ersten Betriebsmode operierender Schutzschaltung ein einen vom ersten Schaltungseingang der Schutzschaltung, weiter über deren Schaltungsausgang zum ersten Schaltungseingang der Versorgungsschaltung und weiter über deren Schaltungsausgang zum Schaltungseingang der Lastschaltung führenden Strompfad involvierender Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist.
Nach einer neunten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Schutzschaltung zum Überwachen der Zellenspannung einen, beispielsweise mittels wenigstens eines Differenzverstärkers gebildeten, Komparator mit einem ersten Spannungseingang, mit einem zweiten Spannungseingang und mit einem Signalausgang aufweist, und daß der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des ersten Spannungseingangs des Komparators und der zweite Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des zweiten Spannungseingangs des Komparators gebildet ist. Diese Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Schutzschaltung eingerichtet ist, basierend auf einem Signalpegel am Signalausgang des Komparators deren ersten Betriebsmodus oder deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren. Nach einer zehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung einen, beispielsweise als Aufwärtswandler oder als Inverswandler ausgebildeten, ersten Gleichspannungswandlers aufweist, und daß ein Eingang des ersten Gleichspannungswandlers mit dem wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeicher elektrisch verbunden und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung mittels eines Ausgangs des ersten Gleichspannungswandlers gebildet ist.
Nach einer elften Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung einen, beispielsweise als Abwärtswandler ausgebildeten, zweiten Gleichspannungswandlers aufweist und daß der Schaltungseingang der Versorgungsschaltung mittels eines Eingangs des zweiten Gleichspannungswandlers und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung mittels eines Ausgangs des zweiten Gleichspannungswandlers gebildet ist.
Nach einer zwölften Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der wenigstens eine wiederaufladbare Energiespeicher erste und zweite Anschlußelektroden aufweist. Diese Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung erste und zweite Kontaktelemente für den wenigsten einen wieder aufladbaren Energiespeicher aufweist und daß der wieder aufladbare Energiespeicher, beispielsweise wiederlösbar, mit nämlichen Kontaktelementen verbunden ist, derart, daß die erste Anschlußelektrode des wieder aufladbaren Energiespeichers das erste Kontaktelement und die zweite Anschlußelektrode des wieder aufladbaren Energiespeichers das zweite Kontaktelement elektrisch leitend kontaktiert. Darüberhinaus kann die Versorgungsschaltung ferner wenigstens einen, beispielsweise manuell betätigbaren, Schalter, beispielsweise einen DIP-Schalter bzw. DIL-Schalter, mit ersten und zweiten Anschlußkontakten und mit einem, beispielsweise manuell betätigbaren, Schaltkontakt aufweisen, welcher Schalter wiederum mit dessen ersten Anschlußkontakt mit dem ersten Kontaktelement elektrisch verbunden und eingerichtet sein kann, mittels des Schaltkontakts wahlweise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Anschlußkontakt herzustellen oder zu trennen, etwa um den wenigsten einen wieder aufladbaren Energiespeicher erst bei Bedarf und/oder während einer Inbetriebnahme der Elektronik in die Versorgungsschaltung einzugliedern.
Nach einer dreizehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung wenigsten einen, beispielsweise mit dem wiederaufladbaren Energiespeicher elektrisch parallel geschalteten, nicht wieder aufladbaren Energiespeicher, beispielsweise eine Lithium-Thionyl-Chlorid-Batterie, für elektrische Energie aufweist. Diese Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher eine Nennkapazität von mehr als 10 Ah (Amperestunden) aufweist, und/oder daß der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher eine Zellenspannung mit einer einen Nominalwert von mehr als 3 V und/oder weniger als 4 V, beispielsweise von 3,6 V, aufweisenden Spannungshöhe bereitstellt, und/oderdaß der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher als eine D-Zelle (IEC R20) ausgestaltet ist, und/oderdaß der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher eingerichtet ist, den wieder aufladbaren Energiespeicher zu laden.
Nach einer vierzehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Nominalwert der Zellenspannung (V_BAT) des wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeicher kleiner als 4 V ist.
Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Nennkapazität des wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeicher größer als 400 As und/oder kleiner als 1000 As ist.
Nach einer sechzehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der wenigstens eine wieder aufladbare Energiespeicher als eine AA-Zelle (IEC R6, Mignonzelle) ausgestaltet ist.
Nach einer siebzehnten Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung einen dritten Betriebsmodus aufweist, und daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, im dritten Betriebsmodus die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung in eine am ersten Schaltungsausgang anliegende dritte Ausgangsspannung umzuwandeln, beispielsweise derart, daß die Spannungshöhe der dritten Ausgangsspannung höher als die Spannungshöhe der Zellenspannung ist und/oder daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung unterhalb des Nominalwerts der Zellenspannung liegt und/oder daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung niedriger ist als die Spannungshöhe der zweiten Ausgangsspannung bei im zweiten Betriebsmodus operierender Versorgungsschaltung. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den dritten Betriebsmodus zu aktivieren, sobald die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung eine unterhalb einem vorgegebenen, beispielsweise weniger als 3,3 V und/oder mehr als 80% des Nominalwerts betragenden, Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist.
Nach einer ersten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Elektronik eingerichtet ist, das wenigstens eine Meßsignal zu empfangen und auszuwerten, beispielsweise nämlich anhand nämlichen Meßsignals die wenigstes eine Meßgröße quantifizierende Meßwerte zu ermitteln.
Nach einer zweiten Ausgestaltung des Meßsystems der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Lastschaltung der Elektronik ein Umformermodul aufweist, das eingerichtet ist, anhand des wenigstens einen Meßsignals die Meßgröße quantifizierende, beispielsweise digitale, Meßwerte zu ermitteln. Diese Ausgestaltung der Elektronik der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß die Lastschaltung der Elektronik ein mit dem Umformermodul gekoppeltes Funkmodul aufweist, das dafür eingerichtet ist, vom Umformermodul ermittelte Meßwerte mittels eines Funksignals auszugeben.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, in einer hybrid, nämlich teilweise Netz und teilweise Batterie gespeisten Elektronik einen allfälligen Fehlerzustand innerhalb der Elektronik, insb. nämlich innerhalb von deren Versorgungsschaltung, möglichst frühzeitig und sicher dadurch zu detektieren, indem die Zellenspannung des die Batteriespeisung der Elektronik zumindest anteilig sicherstellenden wieder aufladbaren Energiespeichers überwacht wird. Überraschenderweise hat es sich nämlich gezeigt, daß besonders die vorbezeichnete Zellenspannung sehr sensitiv für eine Vielzahl typischer, gleichwohl kritischer Fehlerzustände innerhalb von hybrid gespeisten Elektroniken sein kann, derart, daß eine Zellenspannung mit nur geringfügig von einem entsprechenden Nominalwert abweichender, insb. nämlich überhöhter, Spannungshöhe bereits ein sehr präziser Indikator für einen solchen Fehlerzustand ist. Indem auch schon geringfügige Veränderungen der Spannungshöhe der Zellenspannung entsprechend erfaßt und ausgewertet werden, können allfällige Fehlerzustände so auch mit einem ausreichenden zeitlichen Vorlauf erkannt werden, um dem Vermeiden einer Zerstörung der Elektronik dienliche weitere Maßnahmen einleiten zu können, beispielsweise ein Trennen der Elektronik von der externen Energieversorgung und/oder ein dezidiertes Auftrennen von den Energiespeicher involvierenden Stromkreisen innerhalb der Elektronik. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist zudem auch darin Zusehen, daß bereits anhand lediglich eines Betriebsparameters zahlreiche, typsicherweise innerhalb der jeweiligen Elektronik topologisch durchaus verteilt auftretende Fehlerzustände sehr einfach und sicher überwacht werden können.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen davon werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Gleiche bzw. gleichwirkende oder gleichartig fungierende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert öder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen, insb. auch Kombinationen zunächst nur einzeln erläuterter Teilaspekte der Erfindung, ergeben sich ferner aus den Figuren der Zeichnung und/oder aus den Ansprüchen an sich.
Im einzelnen zeigen: Fig. 1 schematisch nach Art eines Blockschaltbildes ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektronik;
Fig. 2 und 3 schematisch nach Art eines Blockschaltbildes Ausgestaltungen einer Versorgungsschaltung einer Elektronik gemäß Fig. 1 ; und
Fig. 4 schematisch nach Art eines Blockschaltbildes eine weitere Ausgestaltung einer Versorgungsschaltung einer Elektronik gemäß Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Elektronik schematisch dargestellt. Die erfindungsgemäße Elektronik kann beispielsweise Bestandteil eines zusätzlich einen mit der Elektronik elektrisch verbundenen, ggf. auch davon entfernt angeordneten Signalempfängers aufweisenden Kommunikationssystems sein. Bei dem Signalempfänger kann es sich beispielsweise um eine Fernsteuerung (Remote-I/O), eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), einen Busmaster in einem Feldbus, beispielsweise gemäß dem Industriestandard IEC 61158:1999, insb. gemäß einer der Familien CPF1 (FOUNDATION FIELDBUS), CPF3 (PROFIBUS), CPF9 (HART) oder CPF15 (MODBUS), handeln, wobei der Signalempfänger netz- und/oder batteriegespeist sein kann. Alternativ oder in Ergänzung kann die Elektronik, wie auch in Fig. 1 angedeutet, auch Bestandteil eines Meßsystems - beispielsweise nämlich eines Meß- und/oder Schaltgeräts der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik - mit einem mit der Elektronik elektrisch gekoppelten Meßaufnehmer MA, wie z.B. einem Durchfluß-Meßaufnehmer, sein, der wiederum dafür eingerichtet ist, wenigstens eine physikalische oder chemische Meßgröße, beispielsweise einen Strömungs- und/oder einen Stoffparameter eines in einer Rohrleitung strömenden Meßstoffs, zu erfassen und wenigstens ein nämliche Meßgröße repräsentierendes Meßsignal s1 zu liefern, insb. nämlich für eine Verarbeitung in der Elektronik bereitzustellen. Die Elektronik kann ferner eingerichtet sein, nämliches Meßsignal s1 zu empfangen und entsprechend zu verarbeiten, beispielsweise nämlich die wenigstens eine Meßgröße quantifizierende, ggf. digitale Meßwerte zu ermitteln. Darüberhinaus kann die Elektronik, wie auch in Fig. 1 angedeutet, innerhalb eines Schutzgehäuse H angeordnet sein, das zudem unter Bildung eines Meßgräts in Kompaktbauweise beispielsweise unmittelbar am vorbezeichneten Meßaufnehmer MA angebracht sein kann. Dementsprechend weist die Lastschaltung nach einerweiteren Ausgestaltung ein, beispielsweise mittels eines Mikrocontrollers (pC) gebildetes, Umformermodul auf, das eingerichtet ist, anhand des vorbezeichneten wenigstens einen Meßsignals s1 die wenigstens eine Meßgröße quantifizierende, beispielsweise nämlich digitale, Meßwerte zu ermitteln. Zum Übermitteln von mittels der Elektronik ermittelten Meßwerte an den vorbezeichneten Signalempfänger kann die Lastschaltung der Elektronik beispielsweise auch ein mit dem Umformermodul gekoppeltes Funkmodul aufweisen, das dafür eingerichtet ist, vom Umformermodul ermittelte Meßwerte mittels eines Funksignals auszugeben. Alternativ oder in Ergänzung kann das vorbezeichnete Umformermodul auch eingerichtet sein, die Meßwerte drahtgebunden auszugeben, beispielsweise nämlich mittels eines analogen Stromsignals oder eines, ggf. zu einem der vorbezeichneten Feldbusse konformen Digitalsignals an den vorbezeichneten Signalempfänger zu übermitteln.
Die erfindungsgemäße Elektronik weist eine Lastschaltung M1 mit einem Schaltungseingang, eine Versorgungsschaltung M2 mit einem Schaltungseingang, mit einem ersten Schaltungsausgang, mit einem zweiten Schaltungsausgang und mit wenigsten einem, insb. chemischen bzw. elektrochemischen, wieder aufladbaren Energiespeicher HLC für elektrische Energie, beispielsweise einem Superkondensator auf. Die Lastschaltung M1 kann wie auch in Fig. 1 angedeutet, beispielsweise mittels wenigstens eines Mikrocontrollers pC und/oder wenigstens eines linearen Spannungsreglers LDO gebildet sein.
Der Energiespeicher HLC der Versorgungsschaltung M2 weist eine, beispielsweise 400 As (Amperesekunden) betragende, Nennkapazität auf und ist dafür eingerichtet, vollständig aufgeladen, mithin bei einem Ladezustand (SoC - State of Charge) von 100%, eine Zellenspannung V_BAT mit einer einen Nominalwert, beispielsweise von 3,6 V (Volt), aufweisenden Spannungshöhe bereitzustellen. Der Energiespeicher HLC ist mit dem zweiten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 elektrisch verbunden, derart, daß die Zellenspannung V_BAT des Energiespeichers HLC bzw. eine dazu proportionale Spannung an nämlichem zweiten Schaltungsausgang anliegt.
Zum Eingliedern des Energiespeichers HLC in die Versorgungsschaltung M2, insb. nämlich zum elektrischen Anschließen des Energiespeichers HLC an den zweiten Schaltungsausgang Versorgungsschaltung M2, kann der Energiespeicher HLC ferner erste und zweite Anschlußelektroden und kann die Versorgungsschaltung M2 dementsprechende, nämlich elektrisch an den zweiten Schaltungsausgang angeschlossen bzw. diesen zumindest teilweise auch bildendende erste und zweite Kontaktelemente für den wenigsten einen Energiespeicher HLC aufweisen. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Energiespeicher HLC, beispielsweise auch wiederlösbar, mit den vorbezeichneten Kontaktelementen verbunden ist, derart, daß die erste Anschlußelektrode des Energiespeichers HLC das erste Kontaktelement und die zweite Anschlußelektrode des Energiespeichers HLC das zweite Kontaktelement elektrisch leitend kontaktiert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Versorgungsschaltung M2 zudem wenigstens einen, insb. manuell betätigbaren, Schalter DIL auf. Nämlicher, beispielsweis als DIP- bzw. DIL-Schalter ausgebildete, Schalter DIL weist erste und zweite Anschlußkontakten sowie einen, ggf. manuell betätigbaren, Schaltkontakt auf und ist mit dessen ersten Anschlußkontakt mit dem ersten Kontaktelement des Energiespeichers HLC elektrisch verbunden. Zudem ist der Schalter DIL eingerichtet ist, mittels dessen Schaltkontakts wahlweise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Anschlußkontakt herzustellen oder zu trennen, beispielsweise um den Energiespeicher HLC erst bei Bedarf und/oder während einer Inbetriebnahme der Elektronik in die Versorgungsschaltung einzugliedern. Die Anschlußelektroden des Energiespeichers HLC und die Kontaktelemente der Versorgungsschaltung M2 können ferner beispielsweise auch dafür eingerichtet sein, eine feste, gleichwohl wieder lösbare mechanische Verbindung zwischen Energiespeicher HLC und Versorgungsschaltung M2 herzustellen.
Bei der erfindungsgemäßen Elektronik ist ferner vorgesehen, daß der Schaltungseingang der Lastschaltung M1 zumindest zeitweise, ggf. auch dauerhaft, mit dem ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 elektrisch verbunden ist, derart, daß bei am ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 anliegender Ausgangsspannung (V_SEK1 ; V_SEK2) ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungsausgang zu nämlichem Schaltungseingang und/oder ein Energiefluß von der Versorgungsschaltung M2 zur Lastschaltung M1 ermöglicht ist; dies im besonderen in der Weise, daß der vorbezeichnete Stromfluß bei einer im Bereich zwischen 2 V und 4 V liegenden Ausgangsspannung eine Stromstärke von mehr als 100 mA (Milliampere) aufweist und/oder der vorbezeichnete Energiefluß mehr als 2000 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) beträgt.
Zum Erkennen eines allfälligen Fehlerzustands innerhalb der Elektronik, nicht zuletzt auch innerhalb der Versorgungsschaltung M2, umfaßt die erfindungsgemäße Elektronik desweiteren eine Schutzschaltung Mx. Die Schutzschaltung Mx weist einen ersten Schaltungseingang, einen zweiten Schaltungseingang sowie einen Schaltungsausgang auf. Der Schaltungsausgang der Schutzschaltung Mx ist mit dem Schaltungseingang der Versorgungsschaltung M2 elektrisch verbunden. Zudem ist der der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung Mx eingerichtet, an einen eine Versorgungsspannung V_EXT, beispielsweise nämlich eine Versorgungsgleichspannung, für die Elektronik bereitstellenden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung EV elektrisch angeschlossen zu werden und ist der zweite Schaltungseingang der Schutzschaltung Mx mit dem zweiten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 elektrisch verbunden, derart, daß eine am zweiten Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung der vom Energiespeicher HLC bereitgestellten Zellenspannung V_BAT entspricht. Die Versorgungsschaltung M2, mithin die damit gebildet Elektronik ist nach einerweiteren Ausgestaltung eingerichtet, mit einer einen zwischen 4 V und 60 V liegenden Nominalwert (Nennspannung) aufweisenden Versorgungsspannung V_EXT, insb. nämlich einer Versorgungsgleichspannung, betrieben zu werden.
Bei der erfindungsgemäßen Elektronik weist zudem sowohl die Versorgungsschaltung als auch die Schutzschaltung jeweils mindestens zwei Betriebsmodi (M2i, M2n; Mxi, Mxn), nämlich einen ersten Betriebsmodus M2i bzw. Mxi, und wenigstens einen zweiten Betriebsmode, nämlich einen Betriebsmodus M2n bzw. Mxn, auf. Im ersten Betriebsmodus M2i der Versorgungsschaltung ist deren Energiespeicher HLC auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet, derart, daß die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung oder eine dazu proportionale Spannung als eine erste Ausgangsspannung V_SEK1 am ersten Schaltungsausgang anliegt (V_BAT = V_SEK1) und im zweiten Betriebsmodus M2n der Versorgungsschaltung M2 ist deren Schaltungseingang auf deren ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet; dies im besonderen in der Weise, daß eine an nämlichem Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung V_EXT, beispielsweise nämlich eine Gleichspannung, in eine am ersten Schaltungsausgang anliegende zweite Ausgangsspannung V_SEK2 mit einer konstanten und/oder vorgebbaren Spannungshöhe überführt ist bzw. daß bei einer an nämlichem Schaltungseingang anliegenden Eingangsspannung V_EXT ein Stromfluß von nämlichem Schaltungseingang zum ersten Schaltungsausgang ermöglicht ist und/oder derart, daß im Ergebnis ein erster Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist, der einen vom Energiespeicher HLC, weiter über Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 zum Schaltungseingang der Lastschaltung M1 führenden Strompfad involviert. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zudem vorgesehen, daß im zweiten Betriebsmodus M2n der Versorgungsschaltung M2 deren Energiespeicher HLC nicht auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, derart, daß der Energiespeicher HLC und der erste Schaltungsausgang voneinander elektrisch getrennt sind bzw. daß die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung nicht am ersten Schaltungsausgang anliegt.
Bei der erfindungsgemäßen Elektronik ist ferner vorgesehen, daß im ersten Betriebsmodus Mxi der Schutzschaltung Mx deren erster Schaltungseingang auf deren Schaltungsausgang durchgeschaltet ist; dies im besonderen in der Weise, daß bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang bzw. ein Energiefluss von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist; dies im besonderen auch in der Weise, daß im ersten Betriebsmode operierender Schutzschaltung und zeitgleich im zweiten Betriebsmode operierender Versorgungsschaltung M2 ein zweiter Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist, der einen vom ersten Schaltungseingang der Schutzschaltung Mx, weiter über deren Schaltungsausgang zum ersten Schaltungseingang der Versorgungsschaltung M2 und weiter über deren Schaltungsausgang zum Schaltungseingang der Lastschaltung M1 führenden Strompfad involviert.
Im zweiten Betriebsmodus Mxn der Schutzschaltung Mx wiederum sind deren erster Schaltungseingang und deren Schaltungsausgang elektrisch voneinander getrennt; dies im besonderen in der Weise, daß auch bei am ersten Schaltungseingang anliegender Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und weniger als 60 V lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 mA (Mikroampere) von nämlichem ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist. Darüberhinaus ist die Schutzschaltung Mx der erfindungsgemäßen Elektronik dafür eingerichtet, im ersten Betriebsmodus die am zweiten Schaltungseingang anliegende Zellenspannung dahingehend zu überwachen, ob deren Spannungshöhe einen dafür vorgegebenen, beispielsweise weniger als 0,2 V oberhalb von deren Nominalwert liegenden, Höchstwert ÜHLC überschritten hat. Zudem ist Schutzschaltung Mx eingerichtet selbsttätig deren ersten Betriebsmodus zu deaktivieren, beispielsweise zugleich deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren bzw. selbsttätig von deren ersten Betriebsmodus in deren zweiten Betriebsmodus umzuschalten, falls beim vorbezeichneten Überwachen der Zellenspannung des Energiespeichers HLC festgestellt ist, daß die Zellenspannung den vorbezeichneten Höchstwert ÜHLC überschritten hat. Zum Überwachen der Zellenspannung weist die Schutzschaltung Mx nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner einen, beispielsweise mittels wenigstens eines Differenzverstärkers gebildeten, Komparator mit einem ersten Spannungseingang, mit einem zweiten Spannungseingang und mit einem (nominell lediglich zwei Zustände aufweisenden) Signalausgang auf. Für diesen Fall kann der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des ersten Spannungseingangs des Komparators, ggf. auch unter Zwischenschaltung eines eine von der Versorgungsspannung V_EXT abgeleitete und/oder weiter stabilisierte Referenzspannung bereitstellenden Spannungsreglers und/oder einer oder mehrerer Zehner-Dioden, gebildet sein und kann der zweite Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des zweiten Spannungseingangs des Komparators, ggf. auch unter Zwischenschaltung eines Spannungsteilers für die Zellenspannung V_BAT, gebildet sein. Darüberhinaus kann die Schutzschaltung Mx eingerichtet sein, basierend auf einem Signalpegel am Signalausgang des Komparators deren ersten Betriebsmodus oder deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren; dies im besonderen in der Weise, daß sofort nach einem Wechsel auf einen ein Überschreiten des Höchstwerts ÜHLC durch die Zellenspannung signalisierenden Signalpegel an nämlichem Signalausgang der zweite Betriebsmodus der Schutzschaltung aktiviert wird.
Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im ersten Betriebsmodus der Schutzschaltung Mx bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang mit einer Stromstärke von mehr als 100 mA bzw. ein mehr als 1000 Ws/h betragender Energiefluss von der Schutzschaltung Mx zur Versorgungsschaltung M2 ermöglicht ist, und/oder ist vorgesehen, daß im zweiten Betriebsmodus der Schutzschaltung lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 mA (Mikroampere) vom ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist; dies nicht zuletzt auch für den Fall, daß am ersten Schaltungseingang eine Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und/oder weniger als 60 V anliegt und/oder daß der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung Mx an einen eine Versorgungsspannung mit einerzwischen 4 V und 60 V liegenden Spannungshöhe liefernden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung (EV) elektrisch angeschlossen ist. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Versorgungsschaltung M2 ferner auch dafür eingerichtet, selbsttätig den ersten Betriebsmodus zu aktivieren, beispielsweise nämlich auch nach einem Anschließen des Energiespeichers HLC bzw. auch nach Betätigung des vorbezeichneten Schalters DIL selbsttätig aufzustarten; dies im besonderen, falls die Zellenspannung des Energiespeichers HLC eine einen vorgegebenen, beispielsweise mehr als 105% einer Entladeschlußspannung des Energiespeichers HLC entsprechenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist und/oder falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung (mehr) anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist. Alternativ oder in Ergänzung kann die Versorgungsschaltung M2 zudem eingerichtet sein, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu aktivieren, beispielsweise nämlich selbsttätig aufzustarten oder selbsttätig vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, falls eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine einen vorgegebenen, beispielsweise oberhalb von 4 V liegenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist und/oder kann die Versorgungsschaltung eingerichtet sein, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu deaktivieren, falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist. Ein Detektieren der Eingangsspannung bzw. deren korrekter Spannungshöhe und/oder der vorbezeichneten (Mindest-)Spannungshöhe der Zellenspannung kann wiederum mittels eines oder mehreren, beispielsweise jeweils mittels eines oder mehrere Differenzverstärker gebildeten, entsprechend in der Versorgungsschaltung vorgesehenen Komparatoren erfolgen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Versorgungsschaltung M2 neben den beiden vorbezeichneten Betriebsmodi M2i und M2n einen weiteren, dritten Betriebsmodus M2m aufweist, derart, daß die Versorgungsschaltung M2 eingerichtet ist, in nämlichem dritten Betriebsmodus M2m die vom Energiespeicher HLC bereitgestellte Zellenspannung V_BAT in eine am ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 anliegende dritte Ausgangsspannung V_SEK3 umzuwandeln; dies im besonderen auch in der Weise, daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung V_SEK3 höher ist als die Spannungshöhe der Zellenspannung V_BAT des Energiespeichers HLC bzw. unterhalb des Nominalwerts der Zellenspannung V_BAT liegt. Alternativ oder in Ergänzung kann die Spannungshöhe der im dritten Betriebsmode von der Versorgungsschaltung bereitgestellten Ausgangsspannung V_SEK3 auch von der jeweilige Spannungshöhe der im ersten Betriebsmode und/oder der im zweiten Betriebsmode jeweils bereitgestellten Ausgangsspannung V_SEK1 bzw. V_SEK2 abweichen, insb. derart, daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung V_SEK3 niedriger ist als die Spannungshöhe der Ausgangsspannung V_SEK2 bei im zweiten Betriebsmodus operierender Versorgungsschaltung. Darüberhinaus kann die Versorgungsschaltung ferner dafür eingerichtet sein, selbsttätig den dritten Betriebsmodus zu aktivieren, sobald die vom Energiespeicher HLC bereitgestellte Zellenspannung V_BAT eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist. Der vorbezeichnete Mindestwert kann beispielsweise auf weniger als 3,3 V und/oder mehr als 80% des Nominalwerts festgelegt sein.
Zum Konvertieren der vom Energiespeicher HLC bereitgestellte Zellenspannung V_BAT in eine davon abgeleitete, gleichwohl stabilisierte und/oder eine konstante Spannungshöhe aufweisende, beispielsweise nämlich auch als Ausgangsspannung V_SEK2 dienliche, Gleichspannung, weist die Versorgungsschaltung nach einerweiteren Ausgestaltung einen (ersten)
Gleichspannungswandlers BOOST auf, derart, daß, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, ein Eingang des Gleichspannungswandlers BOOST mit dem wenigstens Energiespeicher HLC und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 mittels eines Ausgangs nämlichen Gleichspannungswandlers BOOST, insb. aber der zweite Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 nicht mittels des Ausgangs des Gleichspannungswandlers BOOST gebildet ist. Der Gleichspannungswandlers BOOST kann vorteilhaft beispielsweise als ein Aufwärtswandler oder als ein Inverswandler ausgebildet sein.
Nicht zuletzt für den vorbezeichneten Fall, daß es sich bei der im zweiten Betriebsmodus der Versorgungsschaltung M2 an deren Schaltungseingang anzulegenden bzw. angelegten Eingangsspannung V_EXT um eine Gleichspannung handelt, kann die Versorgungsschaltung M2 ferner, wie auch in Fig. 3 schematisch dargestellt, einen dem Konvertieren nämlicher Eingangsspannung V_EXT in die am ersten Schaltungsausgang Versorgungsschaltung M2 abgegebene Ausgangsspannung V_SEK2 dienlichen, beispielsweise als Abwärtswandler ausgebildeten, zweiten Gleichspannungswandler BUCK aufweisen, derart, daß der Schaltungseingang der Versorgungsschaltung M2 mittels eines Eingangs des Gleichspannungswandlers BUCK und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung M2 mittels eines Ausgangs des Gleichspannungswandlers BUCK gebildet ist. Für den vorbezeichneten Fall, daß die Versorgungsschaltung M2 auch den Gleichspannungswandler BOOST aufweist, können, wie auch in Fig. 2 bzw. 3 jeweils angedeutet, dessen Ausgang und der Ausgang des Gleichspannungswandlers BUCK miteinander elektrisch verbunden sein.
Gemäß einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Energiespeicher HLC eine Nennkapazität von mehr als 400 As (Amperesekunden), insb. von mehr als 500 As, auf und stellt der Energiespeicher HLC vollständig aufgeladen, mithin bei einem
Ladezustand (SoC - State of Charge) von 100%, eine Zellenspannung V_BAT mit einer einen Nominalwert von mehr als 2,4 V (Volt) aufweisenden Spannungshöhe bereit. Nicht zuletzt für den vorbezeichneten Fall, daß die Elektronik an eine externe Energieversorgung (EV) angeschlossen, kann die Nennkapazität des wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeichers HLC ggf. auch weniger als 1000 As betragen. Alternativ oder in Ergänzung kann der Nominalwert der Zellenspannung V_BAT des Energiespeichers HLC beispielsweise auch weniger als 4 V betragen. Zur Erhöhung der durch Batteriespeisung, mithin im ersten Betriebsmodus M2i mit der Versorgungsschaltung M2 bereitgestellten elektrischen Energie bzw. der dadurch innerhalb der Elektronik verfügbaren elektrischen Leistung, kann die Versorgungsschaltung M2, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, zudem wenigsten einen, beispielsweise mit dem wiederaufladbaren Energiespeicher HLC elektrisch parallel geschalteten, nicht wieder aufladbaren Energiespeicher LTC für elektrische Energie, beispielsweise eine Lithium-Thionyl-Chlorid-Batterie, aufweisen. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der vorbezeichnete Energiespeicher LTC eine Nennkapazität von mehr als 10 Ah (Amperestunden) aufweist und/oder eine Zellenspannung mit einer einen Nominalwert von mehr als 2,4 V und/oder weniger als 3,9 V aufweisenden Spannungshöhe bereitstellt. Der Energiespeicher LTC kann beispielsweise als eine D-Zelle (IEC R20) ausgestaltet und/oder auch dafür eingerichtet sein, den wieder aufladbaren Energiespeicher LTC bei Bedarf entsprechend zu laden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Elektronik, insb. Elektronik für ein Meßgerät, welche Elektronik umfaßt:
- eine, insb. wenigstens einen Mikroprozessor (pC) und/oder wenigstens einen linearen Spannungsregler (LDO) aufweisende, Lastschaltung (M1) mit einem Schaltungseingang (M1.1);
- eine, insb. mittels eines oder mehrerer Gleichspannungswandler gebildete,
Versorgungsschaltung (M2)
-- mit einem Schaltungseingang (M2.1),
-- mit einem ersten Schaltungsausgang (M2.2),
-- mit einem zweiten Schaltungsausgang (M2.3)
-- und mit wenigsten einem wieder aufladbaren Energiespeicher (HLC) für elektrische Energie, insb. einen Superkondensator, welcher Energiespeicher (HLC) der Versorgungsschaltung (M2) eine Nennkapazität, insb. von mehr als 500 As (Amperesekunden), aufweist und vollständig aufgeladen (Ladezustand SoC = 100%) eine Zellenspannung (V_BAT) mit einer einen Nominalwert, insb. von mehr als 3 V (Volt), aufweisenden Spannungshöhe bereitstellt und welcher Energiespeicher (HLC) mit dem zweiten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung (M2) elektrisch verbunden ist, derart, daß die Zellenspannung (V_BAT) des Energiespeichers (HLC) oder eine dazu proportionale Spannung an nämlichem zweiten Schaltungsausgang anliegt;
- sowie eine Schutzschaltung (Mx)
-- mit einem einen ersten Schaltungseingang (Mx.1),
-- mit einem einen zweiten Schaltungseingang (Mx.2)
-- und mit einem Schaltungsausgang (Mx.3);
- wobei der Schaltungseingang (M 1.1) der Lastschaltung (M1) zumindest zeitweise, insb. dauerhaft, mit dem ersten Schaltungsausgang (M2.2) der Versorgungsschaltung (M2) elektrisch verbunden ist, derart, daß bei am ersten Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung anliegender Ausgangsspannung (V_SEK1 ; V_SEK2) ein Stromfluß, insb. mit einer Stromstärke von mehr als 100 mA (Milliampere), von nämlichem ersten Schaltungsausgang zu nämlichem Schaltungseingang und/oder ein, insb. mehr als 2000 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) betragender, Energiefluss von der Versorgungsschaltung (M2) zur Lastschaltung (M1) ermöglicht ist; - wobei der Schaltungsausgang (Mx.3) der Schutzschaltung mit dem Schaltungseingang (M2.1) der Versorgungsschaltung (M2) elektrisch verbunden ist;
- wobei der erste Schaltungseingang (Mx.1) der Schutzschaltung (Mx) eingerichtet ist, an einen eine Versorgungsspannung (V_EXT), insb. mit einer einen zwischen 4 V und 60 V liegenden Nominalwert aufweisende Spannungshöhe, für die Elektronik bereitstellenden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung (Spannungsquelle M3) elektrisch angeschlossen zu werden und wobei der zweite Schaltungseingang (Mx.2) der Schutzschaltung (Mx) mit dem zweiten Schaltungsausgang (M2.3) der Versorgungsschaltung (M2) elektrisch verbunden ist, derart, daß eine an nämlichem zweiten Schaltungseingang (Mx.2) anliegende Eingangsspannung der vom Energiespeicher (HLC) bereitgestellten Zellenspannung (V_BAT) entspricht;
- wobei sowohl die Versorgungsschaltung (M2) als auch die Schutzschaltung (Mx) jeweils mindestens zwei Betriebsmodi (M2i, M2n; Mxi, Mxn) aufweist,
- wobei in einem ersten Betriebsmodus (M2i) der Versorgungsschaltung deren Energiespeicher auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, derart, daß die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung oder eine dazu proportionale Spannung als eine erste Ausgangsspannung (V_SEK1) am ersten Schaltungsausgang anliegt (V_BAT = V_SEK1);
- wobei in einem zweiten Betriebsmodus (M2n) der Versorgungsschaltung deren Schaltungseingang auf deren ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, insb. derart, daß eine an nämlichem Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung (V_EXT) in eine am ersten Schaltungsausgang anliegende zweite Ausgangsspannung (V_SEK2) mit einer konstanten und/oder vorgebbaren Spannungshöhe überführt ist und/oder daß bei einer an nämlichem Schaltungseingang anliegenden Eingangsspannung (V_EXT) ein Stromfluß von nämlichem Schaltungseingang zum ersten Schaltungsausgang ermöglicht ist;
- wobei in einem ersten Betriebsmodus (Mxi) der Schutzschaltung Mx) deren erster Schaltungseingang auf deren Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, insb. derart, daß bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang bzw. ein Energiefluss von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist;
- wobei in einem zweiten Betriebsmodus (Mxn) der Schutzschaltung Mx) deren erster Schaltungseingang und deren Schaltungsausgang elektrisch voneinander getrennt sind, insb. derart, daß auch bei am ersten Schaltungseingang anliegender Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und weniger als 60 V lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 mA (Mikroampere) von nämlichem ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist;
- und wobei die Schutzschaltung eingerichtet ist, im ersten Betriebsmodus die am zweiten Schaltungseingang anliegende Zellenspannung dahingehend zu überwachen, ob deren Spannungshöhe einen dafür vorgegebenen, insb. weniger als 0,2 V oberhalb von deren Nominalwert liegenden, Höchstwert (ÜHLC) überschritten hat und ggf. selbsttätig deren ersten Betriebsmodus zu deaktivieren, insb. zugleich deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren bzw. selbsttätig von deren ersten Betriebsmodus in deren zweiten Betriebsmodus umzuschalten.
2. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei im zweiten Betriebsmodus (M2i) der Versorgungsschaltung deren Energiespeicher nicht auf den ersten Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, derart, daß deren Energiespeicher und deren erster Schaltungsausgang voneinander elektrisch getrennt sind bzw. daß die vom Energiespeicher bereitgestellte Zellenspannung nicht am ersten Schaltungsausgang anliegt; und/oder
- wobei im ersten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang auf deren Schaltungsausgang durchgeschaltet ist, derart, daß bei einer am ersten Schaltungseingang anliegenden Spannung, insb. mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V, ein Stromfluß von nämlichem ersten Schaltungseingang zu deren Schaltungsausgang, insb. mit einer Stromstärke von mehr als 100 mA, und/oder ein, insb. mehr als 1000 Ws/h betragender, Energiefluss von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist; und/oder
- wobei im zweiten Betriebsmodus der Schutzschaltung deren erster Schaltungseingang und deren Schaltungsausgang elektrisch voneinander getrennt sind, derart, daß auch bei am ersten Schaltungseingang anliegender Spannung mit einer Spannungshöhe von mehr als 4 V und/oder weniger als 60 V und/oder an einen eine Versorgungsspannung mit einer zwischen 4 V und 60 V liegenden Spannungshöhe liefernden Schaltungsausgang einer externen Energieversorgung elektrisch angeschlossenen erstem Schaltungseingang lediglich ein Stromfluß mit einer Stromstärke von höchstens 100 mA (Mikroampere) von nämlichem ersten Schaltungseingang zum Schaltungsausgang und/oder lediglich ein Energiefluss von höchsten 20 Ws/h (Wattsekunde pro Stunde) von der Schutzschaltung zur Versorgungsschaltung ermöglicht ist.
3. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche,
-- wobei die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den ersten Betriebsmodus zu aktivieren, insb. selbsttätig aufzustarten, falls die Zellenspannung des Energiespeichers eine einen vorgegebenen, insb. mehr als 105% einer Entladeschlußspannung des Energiespeichers entsprechenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist, insb. nämlich falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist; und/oder
-- wobei die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu aktivieren, insb. selbsttätig aufzustarten oder selbsttätig vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln, falls eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine einen vorgegebenen, insb. oberhalb von 4 V liegenden, Mindestwert nicht unterschreitenden Spannungshöhe aufweist; und/oder
-- wobei die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den zweiten Betriebsmodus zu deaktivieren, falls am Schaltungseingang keine Eingangsspannung anliegt bzw. eine am Schaltungseingang anliegende Eingangsspannung eine unterhalb einem vorgegebenen Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist.
4. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei bei im ersten Betriebsmode operierender Versorgungsschaltung ein einen vom Energiespeicher der Versorgungsschaltung, weiter über deren Schaltungsausgang zum Schaltungseingang der Lastschaltung führenden Strompfad involvierender Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist.
5. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei bei im zweiten Betriebsmode operierender Versorgungsschaltung und zeitgleich im ersten Betriebsmode operierender Schutzschaltung ein einen vom ersten Schaltungseingang der Schutzschaltung, weiter über deren Schaltungsausgang zum ersten Schaltungseingang der Versorgungsschaltung und weiter über deren Schaltungsausgang zum Schaltungseingang der Lastschaltung führenden Strompfad involvierender Laststromkreis der Elektronik geschlossen ist.
6. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei die Schutzschaltung zum Überwachen der Zellenspannung einen, insb. mittels wenigstens eines Differenzverstärkers gebildeten, Komparator
-- mit einem ersten Spannungseingang,
-- mit einem zweiten Spannungseingang -- und mit einem Signalausgang aufweist;
- und wobei der erste Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des ersten Spannungseingangs des Komparators und der zweite Schaltungseingang der Schutzschaltung mittels des zweiten Spannungseingangs des Komparators gebildet ist.
7. Elektronik nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Schutzschaltung eingerichtet ist, basierend auf einem Signalpegel am Signalausgang des Komparators deren ersten Betriebsmodus oder deren zweiten Betriebsmodus zu aktivieren.
8. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei die Versorgungsschaltung einen, insb. als Aufwärtswandler oder als Inverswandler ausgebildeten, ersten Gleichspannungswandlers (BOOST) aufweist,
- und wobei ein Eingang des ersten Gleichspannungswandlers (BOOST) mit dem wenigstens Energiespeicher elektrisch verbunden und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung mittels eines Ausgangs des ersten Gleichspannungswandlers (BOOST) gebildet ist.
9. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei die Versorgungsschaltung einen, insb. als Abwärtswandler ausgebildeten, zweiten Gleichspannungswandlers (BUCK) aufweist,
- und wobei der Schaltungseingang der Versorgungsschaltung mittels eines Eingangs des zweiten Gleichspannungswandlers (BUCK) und der erste Schaltungsausgang der Versorgungsschaltung mittels eines Ausgangs des zweiten Gleichspannungswandlers (BUCK) gebildet ist.
10. Elektronik nach Anspruch 8 und 9, wobei der Ausgang des ersten Gleichspannungswandlers und der Ausgang des zweiten Gleichspannungswandlers miteinander elektrisch verbunden sind.
11 . Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der wenigstens eine wiederaufladbare Energiespeicher erste und zweite Anschlußelektroden aufweist.
12. Elektronik nach dem der vorherigen Anspruch,
- wobei die Versorgungsschaltung erste und zweite Kontaktelemente für den wenigsten einen Energiespeicher (HLC) aufweist,
- und wobei der Energiespeicher (HLC), insb. wiederlösbar, mit nämlichen Kontaktelementen verbunden ist, derart, daß die erste Anschlußelektrode des Energiespeichers (HLC) das erste Kontaktelement und die zweite Anschlußelektrode des Energiespeichers (HLC) das zweite Kontaktelement elektrisch leitend kontaktiert.
13. Elektronik nach dem der vorherigen Anspruch,
- wobei die Versorgungsschaltung wenigstens einen, insb. manuell betätigbaren, Schalter (DIL), insb. einen DIP-Schalter bzw. DIL-Schalter, mit ersten und zweiten Anschlußkontakten und mit einem, insb. manuell betätigbaren, Schaltkontakt aufweist,
- und wobei der Schalter mit dessen ersten Anschlußkontakt mit dem ersten Kontaktelement elektrisch verbunden und eingerichtet ist, mittels des Schaltkontakts wahlweise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Anschlußkontakt herzustellen oder zu trennen.
14. Elektronik nach dem der vorherigen Anspruch, wobei der Schalter (DIL) eingerichtet ist, den wenigsten einen wieder aufladbaren Energiespeicher (HLC), insb. erst bei Bedarf und/oder während einer Inbetriebnahme der Elektronik, in die Versorgungsschaltung einzugliedern, insb. derart, daß die Versorgungsschaltung hernach zumindest im ersten Betriebsmodus operieren kann bzw. selbsttätig den ersten Betriebsmodus aktiviert.
15. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Versorgungsschaltung wenigsten einen, insb. mit dem wiederaufladbaren Energiespeicher (HLC) elektrisch parallel geschalteten, nicht wieder aufladbaren Energiespeicher (LTC), insb. eine Lithium-Thionyl-Chlorid-Batterie, für elektrische Energie aufweist.
16. Elektronik nach dem vorherigen Anspruch,
- wobei der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher eine Nennkapazität von mehr als 10 Ah (Amperestunden) aufweist; und/oder
- wobei der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher (LTC) eine Zellenspannung mit einer einen Nominalwert von mehr als 3 V und/oder weniger als 4 V, insb. von 3,6 V, aufweisenden Spannungshöhe bereitstellt; und/oder
- wobei der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher (LTC) als eine D-Zelle (IEC R20) ausgestaltet ist; und/oder - wobei der wenigstens eine nicht wieder aufladbare Energiespeicher (LTC) eingerichtet ist, den wieder aufladbaren Energiespeicher zu laden.
17. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei der Nominalwert der Zellenspannung (V_BAT) des wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeicher (HLC) kleiner als 4 V ist; und/oder
- wobei die Nennkapazität des wenigstens einen wieder aufladbaren Energiespeicher (HLC) größer als 400 As und/oder kleiner als 1000 As ist; und/oder
- wobei der wenigstens eine wieder aufladbare Energiespeicher (HLC) als eine AA-Zelle (IEC R6, Mignonzelle) ausgestaltet ist.
18. Elektronik nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei die Versorgungsschaltung (M2) einen dritten Betriebsmodus (M2m) aufweist,
- und wobei die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, im dritten Betriebsmodus die vom wieder aufladbaren Energiespeicher (HLC) bereitgestellte Zellenspannung (V_BAT) in eine am ersten Schaltungsausgang anliegende dritte Ausgangsspannung (V_SEK3) umzuwandeln, insb. derart, daß die Spannungshöhe der dritten Ausgangsspannung (V_SEK3) höher als die Spannungshöhe der Zellenspannung (V_BAT) ist und/oder daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung (V_SEK3) unterhalb des Nominalwerts der Zellenspannung (V_BAT) liegt und/oder daß die Spannungshöhe der Ausgangsspannung (V_SEK3) niedriger ist als die Spannungshöhe der zweiten Ausgangsspannung (V_SEK2) bei im zweiten Betriebsmodus operierender Versorgungsschaltung.
19. Elektronik nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Versorgungsschaltung eingerichtet ist, selbsttätig den dritten Betriebsmodus zu aktivieren, sobald die vom wieder aufladbaren Energiespeicher (HLC) bereitgestellte Zellenspannung (V_BAT) eine unterhalb einem vorgegebenen, insb. weniger als 3,3 V und/oder mehr als 80% des Nominalwerts betragenden, Mindestwert liegende Spannungshöhe aufweist.
20. Meßsystem, umfassend:
- eine Elektronik gemäß einem der vorherigen Ansprüche;
- sowie einen mit der Elektronik elektrisch gekoppelten Meßaufnehmer (MA), der dafür eingerichtet ist, wenigstens eine, insb. physikalische oder chemische, Meßgröße zu erfassen und in wenigstens ein nämliche Meßgröße repräsentierendes Meßsignal (s1) zu wandeln.
21 . Meßsystem nach Anspruch 20, wobei die Elektronik eingerichtet ist, das wenigstens eine Meßsignal zu empfangen und auszuwerten, insb. nämlich anhand nämlichen Meßsignals die wenigstes eine Meßgröße quantifizierende Meßwerte zu ermitteln.
22. Meßsystem nach Anspruch 20 oder 21 , wobei die Lastschaltung der Elektronik ein Umformermodul aufweist, das eingerichtet ist, anhand des wenigstens einen Meßsignals die Meßgröße quantifizierende, insb. digitale, Meßwerte zu ermitteln.
23. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Lastschaltung der Elektronik ein mit dem
Umformermodul gekoppeltes Funkmodul aufweist, das dafür eingerichtet ist, vom Umformermodul ermittelte Meßwerte mittels eines Funksignals auszugeben.
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