[go: up one dir, main page]

DE102004019817A1 - Circuit arrangement for protecting electrical loads in motor vehicles, has pyro-fuse controlled by voltage comparator connected to positive terminal of battery to protect electrical load against overvoltages of on-board system voltage - Google Patents

Circuit arrangement for protecting electrical loads in motor vehicles, has pyro-fuse controlled by voltage comparator connected to positive terminal of battery to protect electrical load against overvoltages of on-board system voltage Download PDF

Info

Publication number
DE102004019817A1
DE102004019817A1 DE200410019817 DE102004019817A DE102004019817A1 DE 102004019817 A1 DE102004019817 A1 DE 102004019817A1 DE 200410019817 DE200410019817 DE 200410019817 DE 102004019817 A DE102004019817 A DE 102004019817A DE 102004019817 A1 DE102004019817 A1 DE 102004019817A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
circuit arrangement
pyrosicherung
arrangement according
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200410019817
Other languages
German (de)
Inventor
Josef Winkler
Konrad Aigner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE200410019817 priority Critical patent/DE102004019817A1/en
Publication of DE102004019817A1 publication Critical patent/DE102004019817A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20—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
    • H02H3/202—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 for DC systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
    • H01H2039/008—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current using the switch for a battery cutoff
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H11/00—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result
    • H02H11/002—Emergency protective circuit arrangements for preventing the switching-on in case an undesired electric working condition might result in case of inverted polarity or connection; with switching for obtaining correct connection

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

The circuit arrangement has a pyro-fuse (5) and a pyrotechnical switch element (7) for protection against polarity inversion of the battery (1). The pyro-fuse is controlled by a voltage comparator (9) connected to the positive terminal (12) of the battery to protect the electrical load (3) against overvoltages of the on-board system voltage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Schutz von elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wie sie aus der DE 199 01 351 A1 bekannt ist.The invention relates to a circuit arrangement for the protection of electrical consumers in motor vehicles according to the preamble of patent claim 1 as known from DE 199 01 351 A1 is known.

Die von einer Batterie versorgten elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen müssen vor einer Verpolung der Batterie beim Fremdstart oder dem Einbau einer Ersatzbatterie mit vertauschter Polbelegung geschützt werden, da dies zu einer Beschädigung oder Zerstörung der elektrischen Verbraucher führen kann. Zu diesem Zweck ist bei der gattungsgemäßen DE 199 01 351 A1 eine Pyrosicherung als elektrisch steuerbarer Schalter mit einem pyrotechnischen Schaltelement und einem pyrotechnischen Zündelement vorgesehen.The powered by a battery electrical consumers in motor vehicles must be protected against reverse polarity of the battery during a third party startup or the installation of a replacement battery with swapped pole assignment, as this can lead to damage or destruction of electrical loads. For this purpose is in the generic DE 199 01 351 A1 a Pyrosicherung provided as an electrically controllable switch with a pyrotechnic switching element and a pyrotechnic ignition element.

Oftmals müssen die elektrischen Verbraucher in Kraftfahrzeugen jedoch außer vor Verpolungen der Batterie auch vor anderen schädlichen Einflüssen geschützt werden, wodurch zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich sind, die einen hohen Aufwand verursachen.often have to However, the electrical consumers in motor vehicles except before Reverse polarity of the battery can also be protected from other harmful influences, giving extra protective measures are required, which cause a lot of effort.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Schutz von elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen der eingangs beschriebenen Art anzugeben, durch die elektrische Verbraucher in Kraftfahrzeugen auch vor Überspannungen geschützt werden.Of the The invention is therefore based on the object, a circuit arrangement for the protection of electrical consumers in motor vehicles specify type described above, by the electrical consumers in motor vehicles also against surges protected become.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.advantageous Embodiments of the invention are part of the further claims.

Erfindungsgemäß weist die vorgestellte Schaltungsanordnung zum Schutz der elektrischen Verbraucher vor Überspannungen der Bordnetzspannung (der Versorgungsspannung auf dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs) zur Ansteuerung der Pyrosicherung ein mit dem positivem Anschluss der Batterie (d.h. mit der Plus-Klemme der Batterie, insbesondere mit der hiervon ausgehenden Versorgungsleitung) verbundenen Spannungskomparator auf. Dieser Spannungskomparator ist insbesondere als spannungsvergleichendes Halbleiterbauelement ausgebildet, vorzugsweise als Zenerdiode, deren Kathode mit dem positivem Anschluss der Batterie (d.h. mit der Plus-Klemme der Batterie, insbesondere mit der hiervon ausgehenden Versorgungsleitung) verbunden ist. Hierdurch werden im Bordnetz insbesondere infolge einer Verpolung der Batterie beim Fremdstart (bsp. bei einem sog. Jump-Start mit der 24 V – Batterie eines Lastkraftwagens) auftretende negative Spannungen oder Überspannungen detektiert; beim Erreichen eines bestimmten Spannungsschwellwerts wird die Pyrosicherung angesteuert, die die Bordnetzleitung (Plusleitung oder Minusleitung) von der Batterie trennt.According to the invention the proposed circuit arrangement for the protection of electrical consumers against surges the vehicle electrical system voltage (the supply voltage on the electrical system of Motor vehicle) to control the Pyrosicherung with a positive Connection of the battery (i.e., with the plus terminal of the battery, in particular with the supply line going out) connected voltage comparator on. This voltage comparator is particularly useful as a voltage comparator Semiconductor component formed, preferably as a Zener diode whose Cathode with the positive terminal of the battery (i.e., the positive terminal the battery, in particular with the supply line therefrom) connected is. As a result, in particular in the electrical system due a polarity reversal of the battery at the remote start (eg in a so-called. Jump start with the 24 V battery a truck) occurring negative voltages or surges detected; when reaching a certain voltage threshold the Pyrosicherung is controlled, which the on-board power line (plus line or negative lead) from the battery.

Die Ansteuerung der Pyrosicherung erfolgt insbesondere über einen als Zenerdiode mit Reihenwiderstand (Begrenzungswiderstand) ausgebildeten Spannungskomparator. Die Zenerdiode wird bei Verpolung in Durchlassrichtung und bei Überspannung in Sperrrichtung leitend und liefert dadurch die erforderliche Zündenergie (den erforderlichen Zündstrom) für die Zündkapsel der Pyrosicherung. Zur Einstellung der Zündenergie (insbesondere des Zündstroms) für die Zündkapsel der Pyrosicherung ist die Kathode der Zenerdiode über den Begrenzungswiderstand mit dem positivem Anschluss der Batterie verbunden (d.h. mit der Plus-Klemme der Batterie, insbesondere mit der hiervon ausgehenden Versorgungsleitung).The Control of Pyrosicherung takes place in particular via a designed as a Zener diode with series resistance (limiting resistor) voltage comparator. The zener diode is in reverse polarity and in overvoltage in Locking direction conductive and thereby supplies the required ignition energy (the required ignition current) for the primer the pyrosicherung. For adjusting the ignition energy (in particular of the ignition current) for the detonator the Pyrosicherung is the cathode of the zener diode over the Limiting resistor connected to the positive terminal of the battery (i.e., with the plus terminal of the battery, especially with the thereof outgoing supply line).

Dieser Begrenzungswiderstand ist auf die Eigenschaften der Zündkapsel abgestimmt, wobei Begrenzungswiderstand und Zenerdiode vorzugsweise so dimensioniert sind (Widerstandswert des Begrenzungswiderstands und Durchbruchspannung der Zenerdiode), dass ein Ansprechen der Zündkapsel und damit ein Auslösen des pyrotechnischen Zündelements der Pyrosicherung oder ein Durchbruch der Zenerdiode bei einer Mindestspannung und einer Mindestzeitdauer von schädlichen Spannungseinflüssen in Form von Verpolspannung und positiven Spannungsspitzen der Bordnetzspannung auf der Versorgungsleitung erfolgt, so dass die über die Versorgungsleitung ans Bordnetz angeschlossenen elektrischen Verbraucher effizient geschützt sind. Bsp. wird die Schaltungsanordnung so dimensioniert, dass eine Verpolspannung von mehr als 3 V bei einer Zeitdauer von mehr als 0.5 s nicht überschritten werden kann und (positive) Spannungsspitzen der Bordnetzspannung von mehr als 20 V über eine Zeitdauer von mehr als 1 s nicht zugelassen werden (kurzzeitige Spannungsspitzen mit einem höheren Spannungswert von bsp. über 20 V dürfen dagegen kurzzeitig auftreten, bsp. während einer Zeitdauer von weniger als 0.5 s).This Limiting resistance is on the characteristics of the primer matched, with limiting resistor and Zener diode preferably so dimensioned (resistance of the limiting resistor and Breakdown voltage of the Zener diode) that a response of the primer and thus a trigger the pyrotechnic ignition element the Pyrosicherung or a breakthrough of the Zener diode at a minimum voltage and a minimum period of harmful effects of stress in Form of reverse voltage and positive voltage peaks of the vehicle electrical system voltage takes place on the supply line, so that the over the supply line to electrical system connected electrical loads efficiently protected are. For example, the circuit arrangement is dimensioned such that a Reverse voltage of more than 3 V for a period of more than 0.5 s not exceeded can be and (positive) voltage peaks of the vehicle electrical system voltage of more than 20 V over a period of more than 1 s are not allowed (short-term Voltage peaks with a higher Voltage value of bsp. above 20 V allowed on the other hand occur briefly, bsp. during a period of less as 0.5 s).

Falls das pyrotechnische Schaltelement der Pyrosicherung mit dem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist, d.h. mit der Minus-Klemme der Batterie, insbesondere mit der hiervon ausgehenden Masseleitung, kann die Pyrosicherung zusammen mit dem zur Ansteuerung vorgesehenen Spannungskomparator, (insbesondere der Zenerdiode) als einstückiges Bauteil und damit als auf einfache Weise anzubringendes und wieder zu entfernendes Austauschteil in die Masseleitung integriert werden oder an die Minus-Klemme der Batterie angebaut werden, so dass Übergangswiderstände verursachende Schraubverbindungen nicht erforderlich sind. Insbesondere kann die Pyrosicherung auch zusammen mit einer zur Bestimmung des Batteriestroms vorgesehenen Strommesseinrichtung (einem Stromsensor) in einem gemeinsamen Gehäuse integriert werden, wobei die Pyrosicherung vorzugsweise gleichzeitig als Messwiderstand (Shunt) für die Strommesseinrichtung (den Stromsensor) zur präzisen Ermittlung des Batteriestroms herangezogen werden kann.If the pyrotechnic switching element of the pyroelectric fuse is connected to the negative terminal of the battery, ie with the negative terminal of the battery, in particular with the grounding line therefrom, the pyrosicherung together with the provided voltage for voltage control, (in particular the Zener diode) as an integral component and thus as a simple way to attach and remove again exchange part can be integrated in the ground line or attached to the negative terminal of the battery, so that contact resistance causing screw connections are not required. In particular, the pyroelectric fuse can also be integrated together with a provided for determining the battery current current measuring device (a current sensor) in a common housing, the pyroelectric fuse can preferably be used simultaneously as a measuring resistor (shunt) for the current measuring device (the current sensor) for precise determination of the battery current ,

Falls das pyrotechnische Schaltelement der Pyrosicherung mit dem positiven Anschluss der Batterie verbunden ist, d.h. mit der Plus-Klemme der Batterie, insbesondere mit der hiervon ausgehenden Versorgungsleitung, kann eine zusätzliche Ansteuerung der Pyrosicherung durch ein bereits im Kraftfahrzeug vorhandenes Steuersignal erfolgen, bsp. dem von einem Crashsensor erzeugten Crashsignal, über das die Auslösung der Zündkapsel und damit der Pyrosicherung gesteuert wird.If the pyrotechnic switching element of pyrosicherung with the positive Connection of the battery is connected, i. with the plus terminal of the battery, in particular with the supply line emanating therefrom an additional Control of Pyrosicherung by an already in the vehicle existing control signal, bsp. that of a crash sensor generated crash signal, over that's the trigger the primer and thus the Pyrosicherung is controlled.

Vorteilhafterweise wird durch die vorgestellte Schaltungsanordnung auf einfache Weise ein effektiver Schutz der ans Bordnetz angeschlossenen elektrischen Verbraucher insbesondere vor Verpolspannungen und vor positiven Spannungsspitzen der Bordnetzspannung erreicht.advantageously, is achieved by the presented circuit arrangement in a simple manner An effective protection of the electrical system connected to the electrical system Consumers in particular against reverse voltages and before positive Voltage peaks of the vehicle electrical system voltage reached.

Im Zusammenhang mit der Zeichnung (1 bis 4) soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden.In connection with the drawing ( 1 to 4 ) An embodiment of the invention will be explained.

Hierbei zeigenin this connection demonstrate

1 das Prinzipschaltbild einer ersten Ausführungsform der Schaltungsanordnung zum Schutz von elektrischen Verbrauchern eines Kraftfahrzeugs, 1 3 shows the block diagram of a first embodiment of the circuit arrangement for protecting electrical consumers of a motor vehicle,

2 das Prinzipschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Schaltungsanordnung zum Schutz von elektrischen Verbrauchern eines Kraftfahrzeugs, 2 the block diagram of a second embodiment of the circuit arrangement for the protection of electrical consumers of a motor vehicle,

3 das Prinzipschaltbild einer dritten Ausführungsform der Schaltungsanordnung zum Schutz von elektrischen Verbrauchern eines Kraftfahrzeugs, 3 the block diagram of a third embodiment of the circuit arrangement for the protection of electrical consumers of a motor vehicle,

4 das Prinzipschaltbild einer vierten Ausführungsform der Schaltungsanordnung zum Schutz von elektrischen Verbrauchern eines Kraftfahrzeugs. 4 the block diagram of a fourth embodiment of the circuit arrangement for the protection of electrical loads of a motor vehicle.

Die Spannungsversorgung der elektrischen Verbraucher 3 eines Kraftfahrzeugs wird über das Bordnetz 4 des Kraftfahrzeugs mittels der von einem Generator 2 gespeisten Batterie 1 des Kraftfahrzeugs realisiert. Zum Zwecke einer zuverlässigen Energieversorgung der elektrischen Verbraucher 3 mit der Bordnetzspannung UB, insbesondere zum Schutz der elektrischen Verbraucher 3 vor Verpolungen der Batterie 1 (bsp. beim Einbau einer Ersatzbatterie oder bei Fremdstart) und vor Überspannungen der Bordnetzspannung UB (der Versorgungsspannung im Bordnetz 4) ist die Schaltungsanordnung 6 mit einer Pyrosicherung 5 vorgesehen.The power supply of the electrical consumers 3 of a motor vehicle is via the electrical system 4 of the motor vehicle by means of a generator 2 powered battery 1 realized the motor vehicle. For the purpose of a reliable power supply to the electrical consumers 3 with the vehicle electrical system voltage U B , in particular for the protection of electrical consumers 3 against reverse polarity of the battery 1 (eg when installing a replacement battery or when starting a third party) and against overvoltages of the vehicle electrical system voltage U B (the supply voltage in the electrical system 4 ) is the circuit arrangement 6 with a pyrosicherung 5 intended.

Gemäß der 1 weist die Pyrosicherung 5 hierzu ein bsp. in der vom negativen (-) Anschluss 13 der Batterie 1 ausgehenden Verbindungsleitung 15 (der Masseleitung) angeordnetes pyrotechnisches Schaltelement 7 und eine Zündkapsel 8 auf, die von einem bsp. als Zenerdiode 9 ausgebildeten Spannungskomparator und einem hierzu in Reihe geschalteten Begrenzungswiderstand 10 angesteuert werden. Bsp. ist das Gehäuse der Pyrosicherung 5 am negativen (-) Anschluss 13 der Batterie 1 (der Polklemme) angebracht. Die Kathode 11 der Zenerdiode 9 ist über den Begrenzungswiderstand 10 mit der vom positiven Anschluss 12 der Batterie 1 ausgehenden Versorgungsleitung 14 verbunden. Bei Verpolungen der Batterie 1, d.h. bei einer Vertauschung von positivem (+) Anschluss 12 und negativem (-) Anschluss 13 der Batterie 1, wird die im Normalfall in Sperrrichtung geschaltete Zenerdiode 9 leitend; der hierdurch fließende Steuerstrom bewirkt ein Auslösen der Zündkapsel 8 und als Folge hiervon ein Schalten des pyrotechnischen Schaltelements 7 und damit ein Auslösen der Pyrosicherung 5, wodurch die vom negativen Anschluss 13 der Batterie 1 ausgehende Verbindungsleitung 15 (die Masseleitung) und somit die Spannungsversorgung für alle an das Bordnetz 4 angeschlossenen elektrischen Verbraucher 1 unterbrochen wird.According to the 1 shows the pyrosicherung 5 this one example. in the negative (-) connection 13 the battery 1 outgoing connection line 15 (the ground line) arranged pyrotechnic switching element 7 and a primer 8th on, by a bsp. as zener diode 9 trained voltage comparator and a purpose connected in series limiting resistor 10 be controlled. Ex. Is the case of Pyrosicherung 5 at the negative (-) connection 13 the battery 1 (the pole terminal) attached. The cathode 11 the zener diode 9 is about the limiting resistance 10 with the positive connection 12 the battery 1 outgoing supply line 14 connected. In case of polarity reversal of the battery 1 , ie with a permutation of positive (+) connection 12 and negative (-) connection 13 the battery 1 , Normally, the reverse-connected Zener diode becomes 9 conductive; the thus flowing control current causes a triggering of the primer 8th and as a result, switching of the pyrotechnic switching element 7 and thus triggering the pyrosicherung 5 , which eliminates the negative connection 13 the battery 1 outgoing connection line 15 (the ground line) and thus the power supply for all to the electrical system 4 connected electrical consumers 1 is interrupted.

Ebenso wird infolge hoher Spannungsspitzen der Bordnetzspannung UB im Bordnetz 4 auf der Versorgungsleitung 14 bei einem Fremdstart mit einer 24 V – Batterie („Jump-start") die Durchbruchspannung der Zenerdiode 9 überschritten, so dass die Zenerdiode 9 in einen leitenden Zustand übergeht, wodurch der fließende Strom die Pyrosicherung 5 auslöst.Likewise, due to high voltage peaks of the vehicle electrical system voltage U B in the electrical system 4 on the supply line 14 during a jump start with a 24 V battery ("jump start"), the breakdown voltage of the Zener diode 9 exceeded, so the zener diode 9 goes into a conducting state, whereby the flowing current is the pyro-fuse 5 triggers.

Über den Begrenzungswiderstand 10 kann die Ansprechempfindlichkeit der Zündkapsel 8 und damit die Auslöseschwelle der Pyrosicherung 5 eingestellt werden. Bsp. ist eine Zenerdiode 9 mit einer Durchbruchspannung (Zenerspannung) von 20 V mit einem Begrenzungswiderstand 10 vorgesehen, so dass ein Auslösen der Zündkapsel 8 und damit der Pyrosicherung 5 beim Überschreiten von Spannungswerten von mehr als 20 V über einen Mindestzeitraum von 0.5 s und bei Spannungswerten von weniger als 20 V erst nach einem längeren Zeitraum erfolgt.About the limiting resistor 10 can the responsiveness of the primer 8th and thus the tripping threshold of the pyro-fuse 5 be set. Ex. Is a Zener diode 9 with a breakdown voltage (Zener voltage) of 20 V with a limiting resistor 10 provided, allowing a triggering of the primer 8th and thus the Pyrosicherung 5 when voltage values greater than 20 V are exceeded for a minimum period of 0.5 s and at voltage values of less than 20 V, they are only after a longer period of time.

Gemäß der 2 weist die Schaltungsanordnung zum Schutz der elektrischen Verbraucher 3 neben der Pyrosicherung 5 eine Strommesseinrichtung 16 auf. Diese zur Bestimmung des Batteriestroms IB mittels eines hochpräzisen Messwiderstands (Shunts) dienende Strommesseinrichtung 16 ist in der vom negativen (-) Anschluss 13 der Batterie 1 ausgehenden Verbindungsleitung 15 (der Masseleitung) zwischen dem negativen (-) Anschluss 13 der Batterie 1 (der Polklemme) und dem pyrotechnischen Schaltelement 7 der Pyrosicherung 5 angeordnet und liefert über die Datenleitung 17 Messwerte des Batteriestroms IB und anderer Kenngrößen wie bsp. Spannung oder Temperatur, mittels denen eine Aussage über den Zustand und damit die Funktionsfähigkeit der Batterie 1 getroffen werden kann. Die Pyrosicherung 5 und die Strommesseinrichtung 16 können hierbei in einem gemeinsamen Gehäuse integriert werden und damit als einstückiges Bauteil in der Masseleitung 15 integriert werden, bsp. am negativen (-) Anschluss 13 der Batterie 1 (der Polklemme) angebracht werden. Hierbei kann das pyrotechnische Schaltelement 7 der Pyrosicherung 5 gleichzeitig als Messwiderstand (Shunt) für die Strommesseinrichtung 16 herangezogen werden, d.h. zur Bestimmung des Batteriestroms ist in diesem Falle kein separater Messwiderstand in der Strommesseinrichtung 16 erforderlich.According to the 2 has the circuit arrangement for the protection of electrical consumers 3 next to the pyrosicherung 5 a current measuring device 16 on. These for the determination of the battery current I B by means of a high-precision measuring resistor (shunt) serving current measuring device 16 is in the negative (-) connection 13 the battery 1 outgoing connection line 15 (the ground line) between the negative (-) terminal 13 the battery 1 (the pole terminal) and the pyrotechnic switching element 7 the pyrosicherung 5 arranged and delivered via the data line 17 Measured values of the battery current I B and other parameters such as bsp. Voltage or temperature, by means of which a statement about the condition and thus the functionality of the battery 1 can be taken. The pyrosicherung 5 and the current measuring device 16 can be integrated in a common housing and thus as a one-piece component in the ground line 15 be integrated, bsp. at the negative (-) connection 13 the battery 1 (the pole terminal) are attached. Here, the pyrotechnic switching element 7 the pyrosicherung 5 at the same time as a measuring resistor (shunt) for the current measuring device 16 be used, ie for determining the battery current is not a separate measuring resistor in the current measuring device in this case 16 required.

Gemäß der 3 ist das pyrotechnische Schaltelement 7 der Pyrosicherung 5 in der vom positiven (+) Anschluss 12 der Batterie 1 ausgehenden Verbindungsleitung 14 (der Versorgungsleitung) angeordnet. In diesem Falle kann der Steuerstrom für die Zündkapsel 8 und damit das Schalten des pyrotechnischen Schaltelements 7 über das Eingangsschaltelement 18 in Abhängigkeit eines externen Schaltsignals 19 gesteuert werden. Als externes Schaltsignal 19 kann insbesondere ein im Kraftfahrzeug bereits generiertes und damit anderweitig zur Verfügung stehendes Schaltsignal herangezogen werden, bsp. das auf einen Unfall hindeutende Crashsignal eines Crashsensors.According to the 3 is the pyrotechnic switching element 7 the pyrosicherung 5 in the from the positive (+) connection 12 the battery 1 outgoing connection line 14 (the supply line) arranged. In this case, the control current for the primer 8th and thus the switching of the pyrotechnic switching element 7 via the input switching element 18 in response to an external switching signal 19 to be controlled. As an external switching signal 19 In particular, a switching signal already generated in the motor vehicle and thus otherwise available can be used, eg. the accident crash signal of a crash sensor.

Gemäß der 4 sind zum Einstellen der Zündenergie der Zündkapsel 8 im Falle einer Verpolung der Batterie 1 und im Falle von Überspannungen auf dem Bordnetz 4 zwei unterschiedliche Widerstände 10, 21 vorgesehen. Der mit der Zenerdiode 9 verbundene Widerstand 10 dient hierbei zum genauen Einstellen der Zündenergie der Zündkapsel 8 im Falle einer Verpolung der Batterie 1, der mit der Diode 20 verbundene Widerstand 21 dient zum genauen Einstellen der Zündenergie der Zündkapsel 8 im Falle von Überspannungen auf dem Bordnetz 4.According to the 4 are for adjusting the ignition energy of the primer 8th in case of reverse polarity of the battery 1 and in the event of overvoltages on the electrical system 4 two different resistances 10 . 21 intended. The one with the zener diode 9 connected resistance 10 this serves for the exact setting of the ignition energy of the primer 8th in case of reverse polarity of the battery 1 that with the diode 20 connected resistance 21 Used to accurately set the ignition energy of the primer 8th in case of overvoltages on the electrical system 4 ,

11
Batteriebattery
1111
Kathode der Zenerdiodecathode the zener diode
22
Generatorgenerator
1212
positiver Batterieanschlusspositive battery terminal
33
elektrischen Verbraucherelectrical consumer
1313
negativer Batterieanschlussnegative battery terminal
44
Bordnetzboard network
1414
Versorgungsleitungsupply line
55
PyrosicherungPyrosicherung
1515
Masseleitungground line
66
Schaltungsanordnungcircuitry
1616
StrommesseinrichtungCurrent measurement device
77
pyrotechnisches Schaltelementpyrotechnic switching element
1717
Datenleitungdata line
88th
Zündkapseldetonator
1818
EingangsschaltelementInput switching element
99
ZenerdiodeZener diode
1919
Crashsignalcrash signal
1010
Begrenzungswiderstandlimiting resistor
2020
Diodediode
2121
Widerstandresistance
UB U B
BordnetzspannungBoard supply voltage
IB I B
Batteriestrombattery power

Claims (11)

Schaltungsanordnung zum Schutz von elektrischen Verbrauchern (3) in Kraftfahrzeugen, die von einer Batterie (1) mit einer Bordnetzspannung (UB) versorgt werden und die durch eine Pyrosicherung (5) mit einem pyrotechnischen Schaltelement (7) vor einer Verpolung der Batterie (1) geschützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrosicherung (5) zum Schutz der elektrischen Verbraucher (3) vor Überspannungen der Bordnetzspannung (UB) von einem mit dem positivem Anschluss (12) der Batterie (1) verbundenen Spannungskomparator (9) angesteuert wird.Circuit arrangement for the protection of electrical consumers ( 3 ) in motor vehicles powered by a battery ( 1 ) are supplied with a vehicle electrical system voltage (U B ) and by a Pyrosicherung ( 5 ) with a pyrotechnic switching element ( 7 ) before a reverse polarity of the battery ( 1 ) are protected, characterized in that the Pyrosicherung ( 5 ) for the protection of electrical consumers ( 3 ) against overvoltages of the vehicle electrical system voltage (U B ) from one to the positive terminal ( 12 ) of the battery ( 1 ) connected voltage comparator ( 9 ) is driven. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungskomparator (9) eine Zenerdiode ist, deren Kathode (11) mit dem positivem Anschluss (12) der Batterie (1) verbunden ist.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the voltage comparator ( 9 ) is a zener diode whose cathode ( 11 ) with the positive connection ( 12 ) of the battery ( 1 ) connected is. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (11) der Zenerdiode (9) über einen Begrenzungswiderstand (10) mit dem positivem Anschluss (12) der Batterie (1) verbunden ist.Circuit arrangement according to Claim 2, characterized in that the cathode ( 11 ) of the zener diode ( 9 ) via a limiting resistor ( 10 ) with the positive connection ( 12 ) of the battery ( 1 ) connected is. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzungswiderstand (10) so dimensioniert ist, dass ein Auslösen der Pyrosicherung (5) bei einer Verpolspannung von mehr als 3 V und einer Mindestdauer von 0.5 s erfolgt.Circuit arrangement according to Claim 3, characterized in that the limiting resistor ( 10 ) is dimensioned so that triggering the pyrosicherung ( 5 ) takes place at a Verpolspannung of more than 3 V and a minimum duration of 0.5 s. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zenerdiode (9) so dimensioniert ist, dass ein Auslösen der Pyrosicherung (5) bei einer Bordnetzspannung (UB) von mehr als 20 V und einer Mindestdauer von 1 s erfolgt.Circuit arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that the zener diode ( 9 ) is dimensioned so that triggering the pyrosicherung ( 5 ) at a vehicle electrical system voltage (U B ) of more than 20 V and a minimum duration of 1 s. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnische Schaltelement (7) der Pyrosicherung (5) mit dem negativen Anschluss (13) der Batterie (1) verbunden ist.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pyrotechnic switching element ( 7 ) of Pyrosicherung ( 5 ) with the negative connection ( 13 ) of the battery ( 1 ) connected is. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrosicherung (5) als einstückiges Bauteil in die vom negativen Anschluss (13) der Batterie (1) ausgehende Masseleitung (14) integriert ist.Circuit arrangement according to Claim 6, characterized in that the pyro-fuse ( 5 ) as a one-piece component in the negative terminal ( 13 ) of the battery ( 1 ) outgoing ground line ( 14 ) is integrated. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrosicherung (5) als einstückiges Bauteil an die negative Polklemme der Batterie (1) angebaut ist.Circuit arrangement according to Claim 6, characterized in that the pyro-fuse ( 5 ) as an integral component to the negative pole terminal of the battery ( 1 ) is grown. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pyrosicherung (5) und eine zur Bestimmung des Batteriestroms (IB) vorgesehene Strommesseinrichtung (16) in einem gemeinsam Gehäuse integriert sind.Circuit arrangement according to Claim 7 or 8, characterized in that the pyro-fuse ( 5 ) and an intended for the determination of the battery current (I B ) current measuring device ( 16 ) are integrated in a common housing. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnische Schaltelement (7) der Pyrosicherung (5) der Messwiderstand für die Strommesseinrichtung (16) ist.Circuit arrangement according to Claim 9, characterized in that the pyrotechnic switching element ( 7 ) of Pyrosicherung ( 5 ) the measuring resistor for the current measuring device ( 16 ). Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrotechnische Schaltelement (7) der Pyrosicherung (5) mit dem positiven Anschluss (12) der Batterie (1) verbun den ist, und dass die Ansteuerung des pyrotechnischen Schaltelements durch ein externes Steuersignal (19) erfolgt.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pyrotechnic switching element ( 7 ) of Pyrosicherung ( 5 ) with the positive connection ( 12 ) of the battery ( 1 ) is connected, and that the control of the pyrotechnic switching element by an external control signal ( 19 ) he follows.
DE200410019817 2004-04-23 2004-04-23 Circuit arrangement for protecting electrical loads in motor vehicles, has pyro-fuse controlled by voltage comparator connected to positive terminal of battery to protect electrical load against overvoltages of on-board system voltage Withdrawn DE102004019817A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410019817 DE102004019817A1 (en) 2004-04-23 2004-04-23 Circuit arrangement for protecting electrical loads in motor vehicles, has pyro-fuse controlled by voltage comparator connected to positive terminal of battery to protect electrical load against overvoltages of on-board system voltage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410019817 DE102004019817A1 (en) 2004-04-23 2004-04-23 Circuit arrangement for protecting electrical loads in motor vehicles, has pyro-fuse controlled by voltage comparator connected to positive terminal of battery to protect electrical load against overvoltages of on-board system voltage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004019817A1 true DE102004019817A1 (en) 2005-11-24

Family

ID=35219806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410019817 Withdrawn DE102004019817A1 (en) 2004-04-23 2004-04-23 Circuit arrangement for protecting electrical loads in motor vehicles, has pyro-fuse controlled by voltage comparator connected to positive terminal of battery to protect electrical load against overvoltages of on-board system voltage

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004019817A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2442419A2 (en) 2010-10-15 2012-04-18 Schneider Electric Industries SAS Protection for connecting a direct-current power source to an electronic device
EP2293345A3 (en) * 2009-08-05 2012-12-26 Adensis GmbH Pyro fuse with varistor control for separating an inverter from a photovoltaic assembly
CN107465141A (en) * 2016-06-03 2017-12-12 有能集团江苏电气有限公司 A kind of vacuum circuit breaker
DE102016222340A1 (en) 2016-11-15 2018-05-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Safety procedure, device for its implementation and hybrid or electric vehicle
FR3060885A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa DEVICE FOR PROTECTING A MOTOR VEHICLE EDGE NETWORK IN CASE OF POLARITY INVERSION
CN110719856A (en) * 2017-04-07 2020-01-21 三星Sdi株式会社 Power supply system for driving vehicle
US11605945B2 (en) 2020-03-18 2023-03-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Pyro igniter circuit and testing method
DE102023200154A1 (en) 2023-01-11 2024-07-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Method, device and circuit arrangement for protecting electrical consumers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0495142A1 (en) * 1991-01-16 1992-07-22 Siemens Aktiengesellschaft Protection against inverted polarity and overvoltage for circuit arrangements
DE19901351A1 (en) * 1999-01-15 2000-07-27 Bosch Gmbh Robert Circuit arrangement for protection against reverse polarity
DE19951095A1 (en) * 1999-10-23 2001-06-13 Daimler Chrysler Ag Device for protecting electrical network e.g. on-board vehicle, has isolator with associated, mutually independent triggering units, each of which can cause isolator to switch network off and has separate driver

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0495142A1 (en) * 1991-01-16 1992-07-22 Siemens Aktiengesellschaft Protection against inverted polarity and overvoltage for circuit arrangements
DE19901351A1 (en) * 1999-01-15 2000-07-27 Bosch Gmbh Robert Circuit arrangement for protection against reverse polarity
DE19951095A1 (en) * 1999-10-23 2001-06-13 Daimler Chrysler Ag Device for protecting electrical network e.g. on-board vehicle, has isolator with associated, mutually independent triggering units, each of which can cause isolator to switch network off and has separate driver

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2293345A3 (en) * 2009-08-05 2012-12-26 Adensis GmbH Pyro fuse with varistor control for separating an inverter from a photovoltaic assembly
EP2442419A2 (en) 2010-10-15 2012-04-18 Schneider Electric Industries SAS Protection for connecting a direct-current power source to an electronic device
CN107465141A (en) * 2016-06-03 2017-12-12 有能集团江苏电气有限公司 A kind of vacuum circuit breaker
DE102016222340A1 (en) 2016-11-15 2018-05-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Safety procedure, device for its implementation and hybrid or electric vehicle
WO2018091308A1 (en) 2016-11-15 2018-05-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Safety procedure, device for the implementation thereof, and hybrid or electric vehicle
US11728672B2 (en) 2016-11-15 2023-08-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Safety procedure, device for the implementation thereof, and hybrid or electric vehicle
FR3060885A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa DEVICE FOR PROTECTING A MOTOR VEHICLE EDGE NETWORK IN CASE OF POLARITY INVERSION
CN110719856A (en) * 2017-04-07 2020-01-21 三星Sdi株式会社 Power supply system for driving vehicle
US11155172B2 (en) * 2017-04-07 2021-10-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Power supply system for driving vehicle
CN110719856B (en) * 2017-04-07 2024-03-15 三星Sdi株式会社 Power systems for driving vehicles
US11605945B2 (en) 2020-03-18 2023-03-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Pyro igniter circuit and testing method
DE102023200154A1 (en) 2023-01-11 2024-07-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Method, device and circuit arrangement for protecting electrical consumers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0981849B1 (en) Circuit for the protection of electrical devices
DE10103336C1 (en) Charge / discharge protection circuit for a rechargeable battery
EP2920857B1 (en) Protective circuit for a current transformer and current transformer with a protection circuit
EP0258776B1 (en) Starting aid cable
DE3231143A1 (en) POLE AND OVERVOLTAGE PROTECTION CIRCUIT FOR ELECTRONIC CONSUMERS
EP2885805B1 (en) Fuse failure display
DE4039404A1 (en) OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE
EP0075656A1 (en) Electronic overcurrent protective device
EP0898802B1 (en) Protective device for an electronic circuit
DE102004019817A1 (en) Circuit arrangement for protecting electrical loads in motor vehicles, has pyro-fuse controlled by voltage comparator connected to positive terminal of battery to protect electrical load against overvoltages of on-board system voltage
DE102010038208A1 (en) Overvoltage protection device has overvoltage arrester and positive temperature coefficient thermistor or negative temperature coefficient thermistor for detecting temperature of overvoltage arrester
DE102019101236A1 (en) Control device for triggering at least one pyro fuse and energy storage device with such a pyro fuse
DE3916847C2 (en)
DE10111252A1 (en) Arrangement for protecting loads in vehicle electrical circuits, has trigger unit with semiconducting elements in pyrotechnic charge for igniting charge to open isolating element
EP0173016A2 (en) Electric installation system with overvoltage arresters
DE19901351A1 (en) Circuit arrangement for protection against reverse polarity
DE3722286C2 (en)
DE10222149A1 (en) protection circuit
DE102009018612A1 (en) Trigger element for a motor vehicle electrical system
DE19958998C2 (en) Method and device for safe jump start in motor vehicles and the like
DE10125812B4 (en) Actuating device for safety devices, in particular on motor vehicles
DE102017207732B4 (en) Battery arrangement for the metrological connection of cell modules and motor vehicle
DE10211099A1 (en) Device for driving electric load has control/evaluation unit with bi-directional configurable port operable as output for control signal to line connected to port or as input for sensing line signal
DE19615643A1 (en) Arrangement for protecting voltage-limited electronic modules against over-heating and over-voltage
EP2200140A2 (en) Protective device for at least one constantly-supplied capacity

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8120 Willingness to grant licences paragraph 23
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee