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DE102005061967A1 - Leistungsversorgungsanordnung zum Bereitstellen eines Ausgangssignals mit einem vorbestimmten Ausgangssignalpegel - Google Patents

Leistungsversorgungsanordnung zum Bereitstellen eines Ausgangssignals mit einem vorbestimmten Ausgangssignalpegel Download PDF

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DE102005061967A1
DE102005061967A1 DE102005061967A DE102005061967A DE102005061967A1 DE 102005061967 A1 DE102005061967 A1 DE 102005061967A1 DE 102005061967 A DE102005061967 A DE 102005061967A DE 102005061967 A DE102005061967 A DE 102005061967A DE 102005061967 A1 DE102005061967 A1 DE 102005061967A1
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Dirk Dr. Hammerschmidt
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Infineon Technologies AG
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Abstract

Die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung (11) weist eine Ladungsspeichereinrichtung, eine Ladeeinrichtung (13), eine Referenzsignalquelle (27) und eine Aufbereitungseinrichtung (17) auf, wobei die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung ausgebildet ist, um, basierend auf dem Zusatzversorgungssignal S¶zus¶ oder basierend auf einer Kombination des Zusatzversorgungssignals S¶zus¶ und des Eingangssignals S¶in¶, das Ausgangssignal S¶out¶ mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel an dem Ausgangsanschluss (33) bereitzustellen, falls der Ist-Eingangssignalpegel S¶in¶ den Soll-Eingangssignalpegel S¶in-soll¶ betragsmäßig unterscheidet. DOLLAR A Die Leistungsversorgungsanordnung ist insbesondere bei einem System, wie z. B. einem Sensorsystem und insbesondere einem Seitenairbagsensorsystem, vorteilhaft einsetzbar, bei dem ein Leistungsversorgungs- und Kommunikationsprotokoll eingesetzt wird, das über die Spannungsversorgung ein Eingangssignal in Form eines übertragenen Pulses an einen Sensor sendet, um, basierend auf dem übertragenen Puls, Energie zu speichen und dann einzusetzen, um einen Ausgangspegel an dem Ausgang der Spannungsversorgung aufrechtzuerhalten, wenn die Eingangsspannung (z. B. die Spannung des Sensorversorgungsnetzes) unter eine kritische Schwelle abfällt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsversorgungsanordnung zum Bereitstellen eines Ausgangssignals mit einem vorbestimmten Ausgangssignalpegel, und insbesondere auf eine Leistungsversorgungsanordnung, die mit einem Eingangssignal versorgt wird, das einen ersten Eingangssignalpegel und einen betragsmäßig größeren zweiten Eingangssignalpegel aufweist, und das Ausgangssignal mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel bereitstellt, wobei das Ausgangssignal einer solchen Leistungsversorgungsanordnung insbesondere einer nachgeschalteten Sensoranordnung in einem Kraftfahrzeug als Leistungsversorgungssignal bzw. als Versorgungsspannung bereitgestellt werden kann.
  • Immer häufiger werden in Kraftfahrzeugen Sensoren zur Erfassung von Umgebungsgrößen, Umgebungseinflüssen usw. eingesetzt, wobei die Anzahl der in einem Kraftfahrzeug befindlichen Sensoren insbesondere für sicherheitsrelevante Systeme kontinuierlich ansteigt. Die eingesetzten Sensoren dienen beispielsweise dazu, einen Umgebungsdruck, eine Beschleunigung, eine Drehzahl oder einen relativen Abstand bzw. Relativbewegungen, wie z. B. den Abstand zu einem in der Nähe des Fahrzeugs befindlichen Gegenstands, zu bestimmen.
  • Die Sensoren kommunizieren dabei über die in Kraftfahrzeugen üblichen Sensorversorgungsnetze mit zentralen Steuereinheiten in dem Kraftfahrzeug, wie z.B. einem Bordcomputer oder einer zugeordneten elektronischen Steuereinheit ECU (ECU = electronic control unit). Die Steuereinheiten bewerten dabei die über das Sensorversorgungsnetz empfangenen Sensordaten und veranlassen daraufhin eine Auslösung, ein Einschalten oder ein Zuschalten eines Sicherheitssystems in einem Kraftfahrzeug. Diese Sicherheitssysteme können beispielsweise ein ABS-System (ABS = Anti-Blockier-System), eine Traktionskontrolle, ein Airbag-System, eine Abstandskontrolle oder sonstige Sensorsysteme umfassen. Sensorversorgungsnetze sind in Kraftfahrzeugen üblicherweise als Zweidrahtverbindungen realisiert.
  • Eines der wichtigsten und auch am weitest verbreiteten Sicherheitssysteme sind Airbag-Systeme. Ein Airbag-System, beispielsweise mit einem Lenkradairbag, einem Beifahrerairbag, einem Seitenairbag usw., besteht dabei im wesentlichen aus einem oder mehreren Airbag-Sensoren, einer zugeordneten elektronischen Steuereinheit, einer Auslöseranordnung mit einer Auslöseschaltung und dem Airbag selbst.
  • Ein Sensor, der einen Druck oder eine Beschleunigung detektieren kann, wie z.B. ein Seitenairbagsensor, befindet sich dabei beispielweise in einer Tür des Kraftfahrzeugs oder an einer tragenden Säule des Kraftfahrzeugs und ist über Kabel und Steckverbinder mit der elektronischen Steuereinheit verbunden. Die elektronische Steuereinheit empfängt über das Sensorversorgungsnetz ein Signal von dem Seitenairbagsensor, wertet dasselbe aus und entscheidet über eine Auslösung des Airbags. Die Spannungsversorgung von Airbagsensoren erfolgt ebenfalls über das Sensorversorgungsnetz des Kraftfahrzeugs. Dabei können in den Sensorversorgungsnetzen von Kraftfahrzeugen und insbesondere in bestimmten Bereichen des Sensorversorgungsnetzes Spannungsschwankungen, wie z.B. kurzfristige Einbrüche der Versorgungsspannung, auftreten. So können beispielsweise starke, ruckartige Bewegungen, wie z.B. Erschütterungen oder Vibrationen, des Kraftfahrzeugs kurzfristige Unterbrechungen an einer der Steckverbindungen nach sich ziehen, so dass ebenfalls kurzfristige Einbrüche der Spannungsversorgung von sicherheitsrelevanten Systemen, wie z. B. dem Seitenairbagsensor auftreten können. Diese Einbrüche der Spannungsversorgung werden allgemein als Microbreaks bezeichnet.
  • Aus diesem Grund wird versucht, die sicherheitsrelevanten Systeme in Kraftfahrzeugen daher so auszulegen, dass diese möglichst unempfindlich gegenüber derartigen Einbrüchen der Versorgungsspannung sind, so dass ein möglichst stabiler Betrieb der sicherheitsrelevanten Systeme aufrechterhalten werden kann, auch wenn derartige Schwankungen oder Einbrüche der Spannungsversorgung auftreten sollten.
  • Bei dem Auftreten von Microbreaks ist zu beobachten, dass Seitenairbagsensoren ungünstigerweise durch solche Einbrüche der Versorgungsspannung unbeabsichtigt zurückgesetzt werden können, wobei ein solches unbeabsichtigtes Zurücksetzen (power on reset = Zurücksetzen durch Einschalten) dazu führen würde, dass der Seitenairbagsensor über eine längere Zeitdauer hinweg eine komplette Initialisierung durchlaufen würde. Eine solche Initialisierung beinhaltet u.a. eine lange bzw. umfangreiche in einem Protokoll definierte Startmessage-Übertragung (start message = Startmitteilung). Während der Übertragung der Startmessage ist ein Auslösen des Airbags aber nicht möglich, da der Airbagsensor in dieser Phase seine Initialisierung durchläuft und somit keine Messdaten liefern kann, die es der elektronischen Steuereinheit ermöglichen würden, ein Auslöseereignis, wie z. B. einen Unfall zu erkennen.
  • Daher ist es erforderlich, um die Betriebssicherheit eines Kraftfahrzeugs zu erhöhen, dass der Airbagsensor während derartiger Microbreaks, d.h. während kurzfristiger Einbrüche der Versorgungsspannung, über eine möglichst lange Zeitdauer betriebsbereit bleibt bzw. durch solche Microbreaks unbeeinflusst bleibt, so dass das gesamte Airbagsystem durch diese Microbreaks nicht außer Betrieb gesetzt bzw. zurückgesetzt wird.
  • Diese Erhöhung der Betriebssicherheit wird bisher dadurch realisiert, dass die Spannungsversorgung aus einer zusätzlichen Ersatzspannungsquelle mit einer Batterie oder aus einem eingangsseitig parallel-geschalteten Pufferkondensator erfolgt.
  • Häufig werden dabei sog. Pufferkondensatoren als Ersatzspannungsquellen eingesetzt, die die Betriebsspannung des Sensors stabilisieren und die Spannungsversorgung des Sensors aufrechterhalten sollen, während die Verbindung zwischen der e lektronischen Steuereinheit und dem Seitenairbagsensor unterbrochen ist. Solche Pufferkondensatoren sind nun eingangsseitig an dem Versorgungsspannungsanschluss des Seitenairbagsensors angeschlossen und werden dabei auf die aktuelle, d.h. die momentan an den Sensor anliegende, Betriebsspannung aufgeladen. Wenn nun dabei der Unterschied zwischen der spezifizierten Untergrenze der Betriebsspannung und der Reset-Schwelle (Rücksetzschwelle) gering ist, so wird der Pufferkondensator, wenn die Betriebsspannung bereits nahe an der unteren Grenze liegt, nur auf einen Spannungspegel aufgeladen, der wenig oberhalb der Reset-Schwelle liegt. Wenn nun die Versorgungsspannung dann auf einen Wert einbricht, der unterhalb der Reset-Schwelle liegt, so kann zwar die Spannungsversorgung durch eine in dem Pufferkondensator gespeicherte Energie weiter aufrechterhalten werden, wobei jedoch ein Pufferkondensator in dem oben dargestellten Fall, nur relativ wenig Energie zum Überbrücken des Microbreaks beisteuern kann.
  • In diesem Zusammenhang sollte beachtet werden, dass einem Pufferkondensator nur relativ wenig der gespeicherten Energie bzw. Ladung entnommen werden kann, bzw. der Pufferkondensator nur über eine relativ geringe Zeitdauer entladen werden kann, bis an dem Sensor ein Reset ausgelöst wird, da der Unterschied zwischen den beiden Spannungszuständen, nämlich der unteren Betriebsspannungsgrenze und der Reset-Schwelle, relativ gering ist. Daher ist auch der Unterschied zwischen den beiden Ladungszuständen des Pufferkondensators, nämlich der Ladezustand bei der unteren Betriebsspannungsgrenze und der Ladungszustand bei der Reset-Schwelle, relativ gering. Somit ist eine zuverlässige Spannungsversorgung von Seitenairbagsensoren bei einem Auftreten von Schwankungen der Betriebsspannung (Microbreaks) häufig nicht möglich.
  • Eine weitere im Stand der Technik bekannte Vorgehensweise, elektronische Schaltungen während eines Microbreaks der Versorgungsspannung weiterhin möglichst stabil mit Energie zu versorgen, besteht darin, einen sog. Batterieersatz-Schalter (battery backup switch) einzusetzen. Hierbei ist ein Versor gungsspannungsanschluss des Seitenairbagsensor über den Batterieersatz-Schalter mit der elektronischen Steuereinheit verbunden, wobei der Batterieersatz-Schalter auf eine an dem Batterieersatz-Schalter angeschlossene Ersatzbatterie umschaltet, wenn die von der elektronischen Steuereinheit oder vom Sensorversorgungsnetz gelieferte Eingangsspannung zusammenbricht. Der Batterieersatz-Schalter schaltet dabei so zwischen der von der elektronischen Steuereinheit gelieferten Versorgungsspannung und der Batteriespannung um, so dass die Spannungsquelle, d.h. das Sensorversorgungsnetz oder die Ersatzbatterie, mit der höheren Spannung die momentane Versorgungsspannung an den Seitenairbagsensor liefert. Derartige Batterieersatz-Schalter werden beispielsweise von der Firma „Analog Devices" unter der Typenbezeichnung „ADM 690" vertrieben.
  • Nachteilhaft ist an einem Einsatz eines Batterieersatzschalters, dass die eingesetzten Batterien nur eine relativ begrenzte Lebensdauer aufweisen, und somit nach einer gewissen Zeitdauer ersetzt werden müssen, so dass ein Leistungsversorgungssystem mit Ersatzbatterie aufwendig zu implementieren und damit relativ teuer ist. Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass Batterien selbst relativ empfindlich gegenüber äußeren Umgebungseinflüssen und insbesondere bezüglich der Umgebungstemperatur sind, wobei bei sehr niedrigen Temperaturen Batterien häufig sehr schnell ihre Einsatzfähigkeit verlieren. Damit ist auch die Zuverlässigkeit von sicherheitsrelevanten Sensorsystemen, die Batterieersatz-Schalter verwenden, eingeschränkt. Aus diesem Grund wird daher i.a. von dem Einsatz von Batterieersatz-Schaltern für sicherheitsrelevante Sensorsysteme in Kraftfahrzeugen abgesehen.
  • Somit haben sich die im Stand der Technik bekannten Leistungsversorgungsanordnungen als problematisch erwiesen, um auf eine effiziente Weise ein zuverlässiges Bereitstellen eines stabilen, vorbestimmten Ausgangssignals mit einem vorbestimmten Ausgangssignalpegel bei unerwünschten Schwankungen des Eingangssignalpegels, insbesondere wenn der Eingangssignalpegel unter einen kritischen Schwellwert abfällt, basierend auf ei ner in einem Pufferkondensator oder einer zusätzlichen Reservebatterie gespeicherten Energie zu ermöglichen.
    •
  • Ausgehend von dem oben dargestellten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine effizientere Leistungsversorgungsanordnung zum zuverlässigen Bereitstellen eines möglichst stabilen Ausgangssignals mit einem vorbestimmten Ausgangssignalpegel zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Leistungsversorgungsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Leistungsversorgungsanordnung bei einem System, wie z. B. einem Sensorsystem und insbesondere einem Seitenairbagsensorsystem, bei dem ein Leistungsversorgungs- und Kommunikationsprotokoll eingesetzt wird, das über die Spannungsversorgung ein Eingangssignal in Form eines übertragenen Pulses an einen Sensor sendet, basierend auf dem übertragenen Puls Energie zu speichern und dann einzusetzen, um einen Ausgangspegel an dem Ausgang der Spannungsversorgung aufrecht zu erhalten, wenn die Eingangsspannung (z.B. die Spannung des Sensorversorgungsnetzes) unter eine kritische Schwelle abfällt.
  • Erfindungsgemäß entspricht dabei ein erster Pegel des Eingangssignals einer normalen Eingangs- bzw. Betriebsspannung der Leistungsversorgungsanordnung, während ein zweiter Pegel des Eingangssignals, der betragsmäßig höher ist als der erste Eingangssignalpegel, beispielsweise eingesetzt wird, um einen Synchronisationspuls an den Sensor, wie z.B. den Seitenairbagsensor, zu senden.
  • Die Energie des übertragenen Pulses kann dafür eingesetzt werden, um eine Ladungsspeichereinrichtung so aufzuladen, dass sich an der Ladungsspeichereinrichtung eine zusätzliche zuschaltbare Zusatzversorgungsspannung einstellt, die einen höheren Pegel als der erste Eingangssignalpegel des Eingangssignals und damit als die Betriebsspannung aufweist.
  • Die in der Ladungsspeichereinrichtung gespeicherte Energie kann dann erfindungsgemäß als Zusatzversorgungssignal eingesetzt werden, wenn der Pegel an der Eingangsspannungsversorgung der Leistungsversorgungsanordnung unter einen bestimmten bzw. kritischen Schwellwert einbricht, um der Leistungsversorgungsanordnung zu ermöglichen, weiterhin das Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Pegel bereitzustellen. Hierbei kann nun insbesondere bei der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung entweder von der Betriebsspannung (Eingangsspannung) auf die Zusatzversorgungsspannung umgeschaltet werden oder die Zusatzversorgungsspannung kann so der Eingangsspannung zugeschaltet werden, dass ein Teil des Ausgangssignals aus der Energie der Zusatzversorgung und der restliche Teil des Ausgangssignals noch aus der Eingangsspannung gespeist wird.
  • Unter der kritischen Schwelle ist im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung ein Pegel des Eingangssignals, d.h. der Betriebsspannung, zu verstehen, bei dessen Überschreiten die Leistungsversorgungsanordnung das Ausgangssignal mit dem vorbestimmten Pegel an deren Ausgangsanschluss ausschließlich basierend auf dem Eingangssignal bzw. der Energie des Eingangssignals bereitstellen kann, und bei dessen Unterschreiten die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung das Ausgangssignal nicht alleine basierend auf den bereitgestellten Eingangssignal zur Verfügung stellen kann, sondern zumindest teilweise die Zusatzversorgungsenergie zuzuschalten ist. Wenn also der Pegel der Eingangsspannung beispielsweise in Folge eines Microbreaks betragsmäßig niedriger ist als die Schwelle, ist die Leistungsversorgungsanordnung im Allgemeinen nicht mehr in der Lage, das Ausgangssignal mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel allein basierend auf dem reduzierten Eingangssignal bereitzustellen, während, wenn der Pegel der Eingangsspannung höher als die vorbestimmte Schwelle ist, die Leistungsversorgungsanordnung das Ausgangssignal mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel allein basierend auf dem Eingangssignal bereitstellen kann.
  • Unter einem vorbestimmten Ausgangssignal versteht man nun erfindungsgemäß einen Mindestpegel oder auch einen Pegelbereich des Ausgangssignals, den die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung an ihrem Ausgangsanschluss bereitstellen sollte, um eine Versorgung oder einen Betrieb einer nachgelagerten Schaltungsanordnung bzw. einer Lastschaltung, wie z.B. eines Sensors und insbesondere eines Seitenairbagsensors, unbeeinträchtigt aufrechterhalten zu können.
  • Da erfindungsgemäß der Signalspegel des Zusatzversorgungssignals höher als der erste Eingangssignalpegel ist, ist dieser Pegel der zuschaltbaren Reserveenergie damit auch höher als bei herkömmlichen Leistungsversorgungsanordnungen mit Pufferkondensatoren, bei denen der gespeicherte Pegel des Pufferkondensators dem Pegel der Betriebsspannung entspricht.
  • Bezüglich der vorliegenden Erfindung sollte ferner beachtet werden, dass erfindungsgemäß ein gezieltes Entladen der Ladungsspeichereinrichtung vorzugsweise ausschließlich dann möglich ist, wenn das Eingangssignal einen Pegel aufweist, der betragsmäßig unter dem Soll-Eingangssignalpegel liegt. Da bei der vorliegenden Erfindung die Ladungsspeichereinrichtung der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung auf einem höheren Pegel als die übliche Betriebsspannung aufgeladen wird und gezielt wieder entladen werden kann, kann die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung auf eine effizientere Art und Weise die Ladungsspeichereinrichtung einsetzen, um an dem Ausgang der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung ein Ausgangssignal mit einem vorbestimmten Ausgangssignalpegel bereitzustellen, als dies bei herkömmlichen Leistungsversorgungsanordnungen mit Pufferkondensatoren oder Ersatzbatterie-Schaltern möglich wäre.
  • Da bei der vorliegenden Erfindung das von der Ladungsspeichereinrichtung gelieferte zusätzliche Versorgungssignal einen höheren Pegel aufweist als der erste Eingangssignalpegel, kann das Ausgangssignal der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungs anordnung über einen längeren Zeitraum mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel bereitgestellt werden, wenn der Eingangsignalpegel niedriger als der Soll-Eingangssignalpegel ist, als dies bei herkömmlichen Leistungsversorgungsanordnungen mit Pufferkondensatoren der Fall ist. Damit erhöht sich ferner gleichzeitig die Stabilität des Ausgangssignals der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung, auch wenn Microbreaks in dem Eingangssignal vorhanden sind.
  • Besonders vorteilhaft ist nun ein Einsatz der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung in einem Seitenairbagsystem, der an einem Eingang mit einem Eingangssignal versorgt wird, das kurze periodische Pulse und insbesondere Synchronisationspulse mit einem erhöhten Eingangssignalpegel aufweist. Der Seitenairbagsensor benötigt dann nämlich keinen eingangsseitigen Pufferkondensator an seinem Versorgungsspannungsanschluss, um die Spannungsversorgung für den Fall zu stabilisieren, dass die Eingangsspannung und seine kritische Eingangsspannungsschwelle fällt.
  • Falls nun die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung als eine integrierte Schaltungsanordnung ausgebildet ist, kann die Ladungsspeichervorrichtung, wie z.B. ein Kondensator, extern oder auch intern zu der auf einem Halbleiterschaltungschip angeordneten erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung angeordnet sein, da der erforderliche Kapazitätswert für die Ladungsspeichereinrichtung der erfindungsgemäßen Versorgungsspannungsanordnung relativ niedrig ausgelegt sein kann.
    •
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1a-b eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Funktionsweise einer Leistungsversorgungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer möglichen technischen Realisierung der er findungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 einen beispielhaften zeitlichen Signalverlauf eines Eingangssignals der Leistungsversorgungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 3a-b eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Funktionsweise einer Leistungsversorgungsanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und ferner eine mögliche technische Realisierung der Leistungsversorgungsanordnung gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Im Folgenden wird nun Bezug nehmend auf 1a beispielhaft die prinzipielle Funktionsweise einer Leistungsversorgungsanordnung 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert.
  • Die Leistungsversorgungsanordnung 11 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Ladeeinrichtung 13, eine Ladungsspeichereinrichtung 15, eine Aufbereitungseinrichtung 17 mit einer Eingangssignalzuschaltungseinrichtung 19, einer Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21, einer Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 und einer Eingangssignalbewertungseinrichtung 25, und ferner einer Referenzsignalquelle 27. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung 11 einen Eingangssignalanschluss 29, einen Versorgungssignalanschluss 31, einen Ausgangsanschluss 33 und einen Bezugspotentialanschluss 35, der üblicherweise als gemeinsamer Masseanschluss ausgebildet ist und im Folgenden als Masseanschluss 35 bezeichnet wird. Wie aus 1a ersichtlich ist, kann die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung auf verschiedene Bezugspotentiale Sbez1, Sbez2 bezogen sein, wobei in der folgenden Beschreibung aber von einem Bezugspotential, nämlich Massepotential, ausgegangen wird.
  • An dem Eingangssignalanschluss 29 liegt ein Eingangssignal Sin an, das als Betriebseingangsspannung in der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 dient, wobei an dem Ausgangssignalanschluss 33 ein vorbestimmtes, vorzugsweise geregeltes Ausgangssignal Sout bereitgestellt wird, während an dem Versorgungssignalanschluss 31 ein zusätzliches Versorgungssignal Szus, das im Folgenden als Zusatzversorgungssignal Szus bezeichnet wird, anliegt. Das Ausgangssignal Sout der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung kann besonders vorteilhaft einer nachgeschalteten Sensoranordnung als Leistungsversorgungssignal bzw. als Versorgungsspannung in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden.
  • Die Ladeeinrichtung 13 ist mit einem optionalen Strombegrenzungswiderstand 53 zwischen den Eingangssignalanschluss 29 und den Zusatzversorgungssignalanschluss 31 geschaltet. Zwischen den Zusatzversorgungssignalanschluss 31 und den Masseanschluss 35 ist die Ladungsspeichereinrichtung 15, vorzugsweise ein Kondensator, geschaltet. Der Eingangssignalanschluss 29 ist mit der Eingangssignalbewertungseinrichtung 25 verbunden. Entsprechend der Ausgestaltung der Eingangssignalbewertungseinrichtung 25, auf die im Folgenden noch insbesondere bezugnehmend auf 1b im Einzelnen eingegangen wird, kann dieselbe optional auf das Massepotential 35 bezogen sein.
  • Zwischen dem Eingangssignalanschluss 29 und dem Ausgangssignalanschluss 33 ist die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 geschaltet, während die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 zwischen den Versorgungssignalanschluss 31 und den Ausgangssignalanschluss 33 geschaltet ist.
  • Die Eingangssignalbewertungseinrichtung 25 liefert ein von dem Eingangssignal Sin abgeleitetes Bewertungssignal S'in an die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23. Das abgeleitete Eingangssignal S'in weist eine Information bezüglich des Eingangssignalpegels des Eingangssignals Sin an dem Eingangsignalanschluss 29 auf. Die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 steuert über ein erstes Steuersignal Sst1 die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 an und über ein zweites Steuersignal Sst2 die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 an, d.h. die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 „regelt" welcher Anteil des Eingangssignals Sin und welcher Anteil des Zusatzversorgungsanteils Szus zu dem an dem Ausgangsanschluss 33 bereitgestellten Ausgangssignal Sout beiträgt.
  • Die detaillierte Beschreibung der Funktionsweise erfolgt nachfolgend unter Bezugnahme auf den in 2 dargestellten, beispielhaften zeitlichen Verlauf des zugeführten Eingangssignals Sin, der beispielsweise einem proprietären Versorgungsprotokoll von Seitenairbagsensoren entspricht. Der zeitliche Verlauf des Eingangssignals Sin weist in der Darstellung von 2 keine sog. Microbreaks auf.
  • Wie aus 2 bezüglich des zeitlichen Verlaufs des Eingangssignals Sin ersichtlich ist, ist an der x-Achse in 2 eine Zeitachse t angetragen, während an der y-Achse ein betragsmäßiger Pegel des Eingangssignals Sin angetragen ist. Da ein Signalpegel eines Eingangssignals Sin (theoretisch) ein positives oder ein negatives Vorzeichen bezüglich des Bezugspotentials aufweisen kann, wird im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung bei relativen Angaben bezüglich der Höhe des Signalpegels von betragsmäßigen Verhältnissen ausgegangen.
  • Der Signalverlauf 37 von 2, der mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, stellt einen Verlauf des Eingangssignals Sin über der Zeit t dar, während der Verlauf 39, der durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, einen zulässigen (unteren) Schwellenwert Sin-soll des Eingangssignals Sin beispielhaft darstellt. Die gepunktet dargestellte Linie 41 soll einen Wert des Bezugspotentials Sbez, vorzugsweise Massepotential, darstellen.
  • Das Eingangssignal Sin nimmt einen ersten Eingangssignalpegel Sin1 an, wenn kein Puls dem Eingangssignal Sin überlagert ist, und nimmt einen zweiten Eingangssignalpegel Sin2 während einer Zeitdauer Tpuls eines Pulses an. Das Eingangssignal Sin steigt dabei betragsmäßig in einer periodischen Abfolge mit einer Periodendauer Tperiode jeweils von dem ersten Eingangssignalpegel Sin1 auf den zweiten Eingangssignalpegel Sin2 an und fällt nach der Zeitdauer (Pulszeitdauer) Tpuls wieder auf den ersten Eingangssignalpegel Sin ab. Der zweite Eingangssignalpegel Sin2 ist dabei betragsmäßig höher als der erste Eingangssignalpegel Sin1. Der Pegel des Eingangssignals Sin ist dabei auf das Bezugspotential Sbez an dem Bezugspotentialanschluss 35 bezogen.
  • Der (zulässige) Schwellwert Sin-soll ist dabei folgendermaßen definiert. Wenn der Pegel des Eingangssignals Sin betragsmäßig niedriger als der zulässige Schwellwert Sin-soll des Eingangssignals Sin ist, kann die Leistungsversorgungsanordnung 11 das Ausgangssignal Sout mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel nicht mehr ausschließlich unter Verwendung des Eingangssignals Sin bereitstellen. Wenn der Pegel des Eingangssignals Sin betragsmäßig höher als der zulässige Schwellwert Sin-soll ist, kann die Leistungsversorgungsanordnung 11 das Ausgangssignal Sout mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel unter Verwendung des Eingangssignals Sin bereitstellen.
  • Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung sollte beachtet werden, dass das vorbestimmte Ausgangssignal Sout dahingehend „vorbestimmt" ist, dass das vorbestimmte Ausgangssignal Sout entweder einen vorbestimmten Mindestausgangssignalpegel Sout-soll übersteigt oder in einem vorbestimmten Bereich für den Signalpegel des Ausgangssignals Sout liegt, d.h. beispielsweise zwischen zwei vorbestimmten Grenzen liegt oder innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs um einen vorbestimmten Wert für das Ausgangssignal liegt.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 kann, wenn nun ein Ausgangssignal Sout mit einem derartig vorbestimmten Ausgangssignalpegel bereitgestellt wird, eine nachgelagerte, zu versorgende Schaltungsanordnung, wie z.B. ein Seitenairbagsensor, einen einwandfreien Betrieb gewährleisten. Typische und bevorzugte Werte bzw. Wertebereiche für den ersten Signalpegel des Eingangssignals liegen betragsmäßig bei spielsweise in einem Bereich von 2V bis 40V und vorzugsweise zwischen 5V und 18V. Typische und bevorzugte Werte bzw. Wertebereiche für den zweiten Signalpegel des Eingangssignals liegen betragsmäßig beispielsweise in einem Bereich von 5V bis 50V und vorzugsweise zwischen 9V und 24V. Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung sollte ferner beachtet werden, dass der zweite Signalpegel betragsmäßig mehr als 1V und vorzugsweise mehr als 3V über dem ersten Signalpegel liegen sollte.
  • Die Pulsdauer TPuls des Synchronisationspulses, d.h. des zweiten Eingangssignalpegels, liegt beispielsweise in einem Bereich von 10 μs bis 300 μs und vorzugsweise zwischen 30 μs und 80 μs, wobei die Periodendauer TPeriode beispielsweise in einem Bereich von 50 μs bis 1500 μs und vorzugsweise in einem Bereich von 230 μs bis 600 μs liegt.
  • Die obigen Wertebereiche basieren häufig auf den Protokollen, die beispielsweise für Seitenairbagsensoren eingesetzt werden, um Signale von der Sensoranordnung zu einer elektronischen Steuereinheit (ECU) zu übertragen.
  • Im Folgenden wird nun die Funktionsweise der in 1a dargestellten Leistungsversorgungsanordnung 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Signalverläufe von 2 erläutert.
  • Die Eingangssignalbewertungseinrichtung 25 stellt der Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 ein Eingangssignalbewertungssignal S'in bereit, das von dem Pegel des Eingangssignals Sin abgeleitet ist, wobei das abgeleitete Eingangssignal S'in eine Information über den momentanen Pegel des Eingangssignals Sin aufweist. Die Referenzsignalquelle 27 liefert das Referenzsignal Sref, das eine Information über einen Wert einer minimalen Eingangssignalschwelle bzw. den zulässigen Schwellwert Sin-soll des Eingangssignals Sin aufweist, an die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23.
  • Wie die nachfolgenden Ausführungen noch deutlich machen werden, kann die Eingangssignalbewertungseinrichtung beispielsweise als Spannungsteiler ausgebildet sein. Die Referenzsignalquelle 27 kann beispielsweise eine sog. Bandgap-Schaltung aufweisen.
  • Die Ladeeinrichtung 13 lädt nun abhängig von dem Pegel des Eingangssignals Sin die Ladungsspeichereinrichtung 15 auf, d.h. beispielsweise wenn der Pegel des Eingangssignals Sin höher als der Pegel der zusätzlichen Versorgungsspannung Szus ist. Insbesondere wird die Ladungsspeichereinrichtung 15 aber während der Impulse mit dem zweiten Eingangssignalpegel Sin2 des Eingangssignals geladen. Erfindungsgemäß bewertet nun die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 das Referenzsignal Sref und das abgeleitete Eingangssignal S'in dahingehend, ob der Pegel des Eingangssignals Sin unter den zulässigen Schwellwert Sin-soll abgefallen ist, und steuert daraufhin die Eingangssignalzuschalteinrichtung 29 und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 31 mittels des ersten und zweiten Steuersignals Sst1, Sst2 so an, dass das Ausgangssignal Sout den vorbestimmten Ausgangssignalpegel aufweist.
  • Dabei gibt es erfindungsgemäß im wesentlichen zwei vorteilhafte Möglichkeiten, gemäß derer die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 mittels des ersten und des zweiten Steuersignals Sst1, Sst2 ansteuert, um das Eingangssignal Sin und/oder das zusätzliche Versorgungssignal Szus so dem Ausgangssignalanschluss 33 zuzuschalten, dass das Ausgangssignal Sout den vorbestimmten Pegel aufweist.
  • Eine erste Option besteht nun darin, dass die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 31 jeweils eine Schaltereinrichtung aufweisen, wobei die Schaltereinrichtung in der Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 zwischen dem Eingangsanschluss 29 und dem Ausgangsanschluss 33 geschaltet ist, und die Schaltereinrichtung in der Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 zwischen den Versorgungssignalanschluss 31 und den Ausgangssignalanschluss 33 geschaltet ist. Gemäß der ersten Option kann nun die Zuschaltsteuerungseinrichtung 33 zwischen einem ersten Signalpfad von dem Eingangssignalanschluss 29 zu dem Ausgangssignalanschluss 33 und einem zweiten Signalpfad von dem Versorgungssignalanschluss 31 zu dem Ausgangssignalanschluss 33 umschalten.
  • Bezüglich der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 bedeutet dies, dass die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19, bzw. die darin angeordnete Schaltereinrichtung, und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21, bzw. die darin angeordnete Schalteranordnung, so ansteuert, dass das Eingangssignal Sin durch den ersten Signalpfad dem Ausgangssignalanschluss 33 zugeführt wird, wenn der Pegel des Eingangssignals Sin betragsmäßig höher als der zulässige Schwellenwert Sin-soll ist, so dass das Ausgangssignal Sout gemäß der ersten Möglichkeit ausschließlich aus dem Eingangssignal Sin bereitgestellt wird.
  • Wenn nun aber der Pegel des Eingangssignals Sin unter den zulässigen Schwellenwert Sin-soll abfällt, erfasst die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 diesen Zustand aus einer Bewertung des Referenzsignals Sref mit dem abgeleiteten Eingangssignal S'in. Die Zuschaltsteuerungseinrichtung 22 öffnet daraufhin die Schaltereinrichtung in der Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und schließt die Schaltereinrichtung in der Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21. Damit ist der erste Signalpfad zwischen dem Eingangssignalanschluss 29 und dem Ausgangssignalanschluss 33 unterbrochen, während der zweite Signalpfad zwischen dem Versorgungssignalanschluss 31 und dem Ausgangssignalanschluss 33 durchgängig ist. Das Ausgangssignal Sout an dem Ausgangsanschluss 33 kann somit in dieser Situation, d.h. wenn das Eingangssignal Sin unterhalb des Schwellenwerts Sin-soll liegt, beispielsweise ausschließlich aus dem von der Ladungsspeichereinrichtung 15 bereitgestellten Zusatzversorgungssignal Szus gespeist werden.
  • Eine weitere mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ladungsversorgungsanordnung 11 könnte nun darin bestehen, dass die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19, die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 und die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 so ausgebildet sind, dass die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 zwischen dem ersten und dem zweiten Signalpfad durch die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 beispielsweise kontinuierlich überblenden kann, wobei beispielsweise der Signalanteil des Eingangssignals Sin und des Zusatzversorgungssignals Szus an dem Ausgangssignal Sout kontinuierlich oder einem vorbestimmten Verhältnis, d.h. beispielsweise in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen dem Pegel des Eingangssignals Sin und dem zulässigen Schwellwert Sin-soll, verändert werden kann.
  • Dabei kann die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 das abgeleitete Eingangssignal S'in basierend auf dem Referenzsignal Sref bewerten und daraufhin den Anteil des Eingangssignals Sin und des Versorgungssignals Szus an dem Ausgangssignal Sout kontinuierlich nachstellen, wobei der Anteil des Eingangssignals Sin an dem bereitgestellten Ausgangssignal Sout reduziert wird, und der entsprechende Anteil des zusätzlichen Versorgungssignals Szus erhöht werden kann, je weiter der Pegel des Eingangssignals Sin unter den Schwellenwert Sin-soll absinkt. Somit kann erfindungsgemäß der Pegel des Ausgangssignals Sout so nachgestellt werden, dass dieser den vorbestimmten Ausgangssignalpegel aufweist, wobei aber noch das Eingangssignal Sin, soweit wie möglich, genutzt wird.
  • In 1b ist nun eine mögliche technische Realisierung der in 1a dargestellten erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 prinzipiell dargestellt.
  • Wie aus 1b bezüglich der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 dargestellt ist, weist die Ladeeinrichtung 13 beispielsweise eine Diodenschaltung auf, wobei beispielsweise eine Gleichrichtdiode oder ein in Diodenschaltung angeordneter Bipolartransistor eingesetzt werden kann. Die La dungsspeichereinrichtung 15 ist vorzugsweise als eine Kondensatoranordnung ausgebildet. Die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 ist beispielsweise als Vergleichseinrichtung und optional als eine Komparatoreinrichtung ausgebildet.
  • Das Referenzsignal Sref wird beispielsweise von einer Bandgap-Schaltung 27 als eine analoge Bandgap-Spannung bereitgestellt, wobei das Referenzsignal Sref beispielsweise auch von einer Speichereinrichtung als ein digitales Referenzsignal Sref bereitgestellt werden kann, das eine Information bezüglich eines Schwellenwerts Sin-soll bezüglich des Eingangssignals Sin aufweist. Die Eingangssignalbewertungseinrichtung 25 ist bei dem in 1b dargestellten Ausführungsbeispiel als Spannungsteiler aus zwei Widerstandselementen 25a, 25b dargestellt, wobei das abgeleitete Eingangssignal S'in von dem Widerstandsverhältnis der Widerstandselemente 25a, 25b abhängt.
  • Im einfachsten Fall kann auch das Eingangssignal der Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 direkt zugeführt werden, falls das Referenzsignal Sref für eine Bewertung durch die Vergleichseinrichtung 23 angepasst ist. Basierend auf einer Bewertung bzw. einem Vergleich des Referenzsignals Rref mit dem abgeleiteten Eingangssignal S'in stellt die Vergleichseinrichtung 23 nun die beiden Steuersignale Sst1 und Sst2 bereit. Die Eingangssignalzuschalteinrichtung ist beispielsweise als ein erster PNP-Bipolartransistor 19 ausgebildet, während die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 als ein zweiter PNP-Bipolartransistor ausgebildet ist, deren Steueranschlüsse (Basisanschlüsse) jeweils mit dem ersten Steuersignal Sst1 bzw. dem zweiten Steuersignal Sst2 verbunden sind. Die Vergleichseinrichtung 23 erzeugt nun abhängig von der Bewertung bzw. dem Vergleich des Referenzsignals mit dem abgeleiteten Eingangssignal S'in das erste und/oder zweite Steuersignal Sst1, Sst2, so dass die beiden Bipolartransistoren 19, 21 entsprechend entweder das Eingangssignal Sin und/oder das zusätzliche Versorgungssignal Szus dem Ausgangssignal Sout zuschalten.
  • Wie bereits anhand von 1a darstellt wurde, kann die Vergleichseinrichtung 23 beispielsweise als Komparatoreinrichtung ausgebildet sein, wobei das erste und das zweite Steuersignal Sst1 und das zweite Steuersignal Sst2 jeweils einen niedrigen („0") oder einen hohen („1") logischen, komplementären Wert aufweisen können, so dass jeweils nur der erste Bipolartransistor 19 oder der zweite Bipolartransistor 21 leitend ist. Die Vergleichseinrichtung 23 kann aber ferner ausgebildet sein, um auch Zwischenwerte auszugeben, so dass der Anteil des Eingangssignals Sin und/oder des zusätzlichen Versorgungssignals Szus die über die beiden Bipolartransistoren 19, 21 dem Ausgangssignalanschluss 33 zugeführt werden und das Ausgangssignal Sout bilden, mit beliebigen Zwischenstufen bzw. kontinuierlich eingestellt werden kann, wie dies bereits funktional anhand von 1a erläutert wurde.
  • Bezüglich der in 1b dargestellten Transistoreinrichtungen 19, 21 sollte ferner beachtet werden, dass optional in den ersten bzw. zweiten Signalpfad noch Verpolschutzeinrichtungen und insbesondere Verpolschutzdioden eingefügt werden können, um zu verhindern, dass bei einem zu starken Einbrechen des Eingangssignalpegels ein Stromfluss von dem Ausgangsanschluss 33 zu dem Eingangsanschluss 29 bzw. dem Zusatzversorgungsanschluss 31 erfolgt.
  • Die Leistungsversorgungsanordnung von 1a und 1b ist somit ausgebildet, dass bei Bedarf, d.h. wenn das Eingangssignal Sin bzw. die Betriebsspannung unter einen vorgegebenen Schwellwert Sin-soll absinkt, basierend auf dem von der Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 bereitgestellten ersten und zweiten Ansteuersignal Sst1, Sst2 das Zusatzversorgungssignal Szus zumindest teilweise dem Ausgangssignal Sout zugeschaltet wird, wobei das Zusatzversorgungssignal Szus seine Energie aus der Ladungsspeichereinrichtung 15 in Form eines Speicherkondensators bezieht, der auf einen höheren Pegel als die normale Betriebsspannung aufgeladen ist.
  • Im Folgenden wird nun Bezug nehmend auf 3a beispielhaft an einer Prinzipskizze die prinzipielle Funktionsweise einer Leistungsversorgungsanordnung 11 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei 3b eine mögliche technische Realisierung der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bezüglich der in 3a und 3b dargestellten erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sollte beachtet werden, dass diese eine Weiterbildung der in 1a und 1b dargestellten erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung ist, so dass einerseits gleiche oder gleich wirkende Elemente in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, so dass entsprechende Funktionsangaben in allen Figuren untereinander entsprechend anwendbar sind.
  • Zusätzlich zu der in 1a-1b gezeigten Leistungsversorgungsanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind bei der Leistungsversorgungsanordnung 11 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung optional ein zusätzlicher externer Anschluss 29a und eingangsseitig ein Widerstandselement 43, z.B. ein EMV-Widerstand (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit) und ein Filterkondensator 45 angeordnet. Ferner weist die Aufbereitungseinrichtung 17 eine Ausgangssignalbewertungseinrichtung, die ausgangsseitig zwischen den Ausgangsanschluss 33 zum Bereitstellen des Ausgangssignals Sout und das Bezugspotential Sbez (bzw. ein erstes und/oder zweites Bezugspotential), geschaltet ist. An dem Eingangsanschluss 29 ist ferner eine Pulsdetektionseinrichtung 49 vorgesehen. Ferner ist in 3a eine von der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 zu versorgende Schaltungsanordnung 51 (Lastschaltung) dargestellt.
  • Im Folgenden wird nun die prinzipielle Funktionsweise der in 3a dargestellten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 erläutert.
  • Wie in 3a dargestellt ist, ist der (optionale) Filterkondensator 45 zwischen den Eingangsanschluss 29 und Massepotential 35 geschaltet. Ferner ist der optionale Eingangswiderstand 43 (EMV-Widerstand) zwischen den Eingangssignalanschluss 29 und den zusätzlichen Eingangssignalanschluss 29a geschaltet. Der Filterkondensator 45 und der EMV-Widerstand bilden eingangsseitig ein RC-Glied, das dazu dient, hochfrequente EMV-Störungen an dem externen Eingangsanschluss 29a zu unterdrücken und der Leistungsversorgungsanordnung 11 die Erfassung eines in dem Eingangssignal Sin auftretenden Pulses, z.B. eines Synchronisationspulses 37 (vgl. 2), zu erleichtern. Somit kann das eingangsseitig angeordnete RC-Glied 43, 45 als eine optionale EMV-Schutzschaltung gegen Spannungsspitzen, die durch EMV-Störungen entstehen, angesehen werden.
  • Wie in 3a ferner dargestellt ist, ist die Ausgangssignalbewertungseinrichtung 47 zwischen den Ausgangsanschluss 33 und Massepotential 35 geschaltet und stellt ein von dem Ausgangssignal Saut abgeleitetes Ausgangssignal S'out bereit, das eine Information über den momentanen Signalpegel des Ausgangssignals Sout aufweist. Die Ausgangssignalbewertungseinrichtung 47 stellt das ermittelte, abgeleitete Ausgangssignal S'out der Zuschaltungssteuerungseinrichtung 23 bereit. Es sollte beachtet werden, dass die in 3a prinzipiell dargestellte Ausgangssignalbewertungseinrichtung 41 beispielsweise als eine Spannungsteilanordnung (wie dies im Folgenden noch detaillierter erläutert wird) ausgebildet sein kann, wobei die Ausgangssignalbewertungseinrichtung 47 ferner das Ausgangssignal Sout auf eine beliebige analoge oder digitale Weise aufbereiten oder auch direkt an die Zuschaltungssteuerungseinrichtung 23 als abgeleitetes Ausgangssignal S'out weiterleiten kann.
  • Die in 3a dargestellte Pulsdetektionseinrichtung 49 ist vorzugsweise dafür vorgesehen, die Pulse, wie z.B. Synchronisationspulse, in dem Eingangssignal Sin zu erkennen bzw. um zu bestimmen, ob in dem Eingangssignal Sin gerade ein Puls vorhanden ist oder nicht, und um in Abhängigkeit davon, ob ein Puls in dem Eingangssignal Sin vorhanden ist oder nicht, ein erstes und/oder zweites Informationssignal Sinfo1a, Sinfo1b an die zu versorgende Schaltungsanordnung 51 (Lastschaltung) und/oder die Ladeeinrichtung 13 zu liefern.
  • Das von der Pulsdetektionseinrichtung 49 bereitgestellte erste bzw. zweite Informationssignal Sinfo1a, Sinfo1b kann einerseits dazu dienen, das die zu versorgende Schaltungsanordnung 51 eine Synchronisation beispielsweise ihres Datenübertragungsverhaltens mit weiteren Schaltungsanordnungen (nicht gezeigt in 3a) ermöglicht, die ebenfalls die in dem Eingangssignal Sin auftretenden Pulse erkennen können, oder ferner der Ladeeinrichtung 13 dahingehend eine Information bereitstellen kann, dass ein Synchronisationspuls vorliegt, der vorzugsweise zum Laden der Ladungsspeichereinrichtung 15 verwendet wird. Wenn also das Eingangssignal Sin den zweiten Eingangssignalpegel Sin2 (vgl. 2) aufweist, d.h. ein Puls in dem Eingangssignal Sin vorhanden ist, kann dieses Informationssignal Sinfo1b dazu verwendet werden, dass, wenn die Ladeeinrichtung 13 als Schaltereinrichtung ausgebildet ist, eine solche Schaltereinrichtung geschlossen wird, so dass die Ladungsspeichereinrichtung 15 durch den Puls, wie z.B. einem Synchronisationspuls, aufgeladen werden kann.
  • Wie bereits auf bezüglich 1a erläutert wurde, ist die Ladeeinrichtung vorgesehen, um abhängig davon, ob der Signalpegel der an der Ladungsspeichereinrichtung 15 gespeicherten Zusatzsignals höher oder niedriger als der Signalpegel des Eingangssignals Sin ist, einen leitenden oder nicht-leitenden Zustand aufweisen, um die Ladungsspeichereinrichtung 15 aufzuladen. Die Ladungsspeichereinrichtung kann dabei beispielsweise als eine einfache Diodenschaltung ausgebildet sein, wobei auch Schalteranordnungen, basierend auf einem Vergleich der Spannungspegel an dem Eingangssignalanschluss 29 und dem Versorgungssignalanschluss 31 eine solche Schalteranordnung öffnen bzw. schließen können.
  • Falls die Ladeeinrichtung 13 als eine Schalteranordnung (mit einer Vergleichseinrichtung) ausgebildet ist, kann die Lade einrichtung 13 ferner eine Verpolschutzeinrichtung umfassen, so dass die Ladungsspeichereinrichtung 15 nicht über eine geöffnete Schalteranordnung unbeabsichtigt entladen werden kann.
  • Das von der Ausgangssignalbewertungseinrichtung 47 gelieferte Ausgangssignal S'out ist von dem Signalpegel des Ausgangssignals Sout abhängig bzw. abgeleitet. Die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 ist nun, wie in 3a dargestellt, ausgebildet, um das von der Ausgangssignalbewertungseinrichtung 47 zugeführte abgeleitete Ausgangssignal S'out, das Referenzsignal Sref und/oder das von der Eingangssignalbewertungseinrichtung 45 zugeführte abgeleitete Eingangssignal S'in zu bewerten und basierend auf der Bewertung der Signale S'in, Sref und S'out das erste und zweite Steuersignal Sst1 und Sst2 zum Ansteuern der Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und der Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 bereitzustellen, um das Zuschalten des Eingangssignals Sin und/oder des zusätzlichen Versorgungssignals Szus zu dem Ausgangssignal Sout entsprechend den bewerteten Eingangs- und Ausgangssignalpegeln einzustellen.
  • Die Bewertung des abgeleiteten Eingangssignals S'in, des Referenzsignals Sref und/oder des abgeleiteten Ausgangssignals S'out kann durch ein beliebiges In-Beziehung-Setzen dieser Signale und beispielsweise durch einen Vergleich des abgeleiteten Eingangssignals S'in mit dem Referenzsignal Sref und durch einen Vergleich des abgeleiteten Ausgangssignals S'out mit dem Referenzsignal Sref durchgeführt werden. Ziel der Bewertung der bereitgestellten Signale S'in, Sref und S'out ist, das immer ausreichend Versorgungsenergie an dem Ausgangsanschluss 33, d.h. ein Ausgangssignal Sout mit einem ausreichend hohen bzw. vorbestimmten Ausgangssignalpegel, für die zu versorgende Schaltungsanordnung 51 bereitgestellt wird, auch wenn sog. Microbreaks im Eingangssignal Sin auftreten.
  • Es sollte beachtet werden, dass auch die Eingangssignal- und/oder Versorgungssignalzuschalteinrichtung 19, 21 sog. Verpolschutzeinrichtungen, beispielsweise in Form von Verpol schutzdioden, aufweisen können, um eine unbeabsichtigte Belastung des Ausgangssignals Sout verhindern zu können.
  • Anhand der von der Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 ausgeführten Bewertung der zugeführten, zu bewertenden Signale S'in, Sref und Sout bestimmt die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23, ob das Eingangssignal Sin (die externe Betriebsspannung) ausreicht, um das Ausgangssignal Sout an dem Ausgangssignalanschluss 33 für die nachgeschaltete, zu versorgende Schaltungsanordnung 51 bereitzustellen. Wenn nun das Eingangssignal Sin einen Pegel aufweist, der betragsmäßig über dem zulässigen Schwellenwert Sin-soll ist, kann die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung 11 über die Eingangssignalzuschaltanordnung 19 das Eingangssignal Sin oder ein daraus aufbereitetes Signal an dem Ausgangsanschluss 33 als Ausgangssignal Sout für die nachgeschaltete, zu versorgende Schaltungsanordnung 51 bereitstellen. Wenn nun aber der Pegel des Eingangssignals Sin, beispielsweise aufgrund sog. Microbreaks, betragsmäßig unter dem zulässigen Schwellenwert Sin-soll abfällt und die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 diesen Zustand erfasst, wird nun erfindungsgemäß die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 über das zweite Steuersignal Sst2 der Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 derart angesteuert, um zumindest teilweise das durch die Ladungsspeichereinrichtung 15 bereitgestellte zusätzliche Versorgungssignal Szus dem Ausgangssignal Sout zuzuschalten. Somit wird bei Bedarf das Ausgangssignal Sout zumindest zu einem Teil aus der beispielsweise als Speicherkondensator ausgebildeten Ladungsspeichereinrichtung 15 gespeist. Der Anteil, inwieweit das Eingangssignal Sin und/oder das zusätzliche Versorgungssignal Szus zu dem Ausgangssignal Sout beitragen, wird durch die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 aufgrund der Bewertung der zugeführten zu bewertenden Signale S'in, Sref und/oder S'out und mittels der an die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 zugeführten Steuersignale Sst1 und Sst2 erreicht.
  • Wie in 3a ferner dargestellt ist, kann die Zuschaltsteuerungseinrichtung weitere Informationssignale Sinfo2a, Sinfo2b der Ladeeinrichtung 13 und/oder auch der nachgeschalteten, zu versorgenden Schaltungsanordnung 51 optional zuführen. Das an die zu versorgende Schaltungsanrichtung 51 übertragende Informationssignal Sinfo2a kann beispielsweise dazu dienen, wenn der Pegel des Eingangssignals Sin unter den zulässigen Schwellenwert Sin-soll fällt, der zu versorgende Schaltungsanordnung 51 anzuzeigen, dass diese ihren Stromverbrauch (wenn möglich) reduzieren sollte. Die nachgeschaltete, zu versorgende Schaltungsanordnung 51 kann beispielsweise auf den Empfang des Informationssignals Sinfo2a hin momentan unnötige Stromverbraucher abstellen. Ein solcher Stromverbraucher könnte dabei z.B. ein Strommodulator in einem Seitenairbagsensor sein. Ein solcher Strommodulator dient dazu, eine Datenübertragung beispielsweise zu einer elektronischen Steuereinheit durchführen, und weist dabei häufig einen höheren Stromverbrauch als der Seitenairbagsensor selbst auf. Dabei sollte bezüglich des möglichen Abstellens eines solchen Strommodulators beachtet werden, dass während eines Microbreaks, wenn also die Verbindung zwischen den Seitenairbagsensor und der elektronischen Steuereinheit unterbrochen ist, da der Pegel des Eingangssignals Sin unter den zulässigen Schwellenwert Sin-soll abgesunken ist, ein Austausch von Daten bzw. Informationen zwischen der elektronischen Steuereinheit und dem Seitenairbagsensor im Wesentlichen ohnehin nicht möglich ist.
  • Das von der Zuschaltsteuerungseinrichtung 22 ferner bereitgestellte Informationssignal Sinfo2b kann der Ladeeinrichtung 13 beispielsweise mitteilen, dass ein sog. Microbreak vorliegt, so dass die Ladeeinrichtung, wenn diese beispielsweise als eine Schalteranordnung ausgebildet ist, diese Schalteranordnung sofort schließen kann, um ein unbeabsichtigtes Endladen der Ladungsspeichereinrichtung 15 zu vermeiden. Ferner kann das von der Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 bereitgestellte Informationssignal Sinfo2b dazu verwendet werden, um einer optional als Schalteranordnung ausgebildeten Ladeeinrichtung 13 anzuzeigen, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Eingangsanschluss 29 und dem Zusatzversorgungsanschluss 31 explizit geöffnet bzw. geschlossen wird, um beispielsweise bei ei nem Öffnen der Schalteranordnung der Ladeeinrichtung 13 der durch die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 gebildeten ersten und zweiten Signalpfad eingangsseitig zu trennen.
  • Im Folgenden wird nun anhand von 3b eine mögliche technische Realisierung der in 3a prinzipiell dargestellten Funktionsanordnung der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung dargestellt.
  • Auch bezüglich 3b sollte beachtet werden, dass auch hier wieder in den 1a-b, 2 und 3a-b dargestellten, funktionsgleichen oder funktionsähnlichen Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und somit deren Beschreibung entsprechend aufeinander anwendbar ist.
  • Im Folgendem wird nun basierend auf den in 3a dargestellten Funktionsblöcken in 3b deren beispielhafte, technische Realisierung dargestellt.
  • Wie in 3b dargestellt ist, ist die Ladeeinrichtung 13 beispielsweise als ein in Diodenschaltung angeordneter Bipolartransistor 13a ausgebildet. Die Ladeeinrichtung 13 weist ferner optional ein Begrenzerwiderstandselement 53 auf. Die Ladungsspeichereinrichtung 15 ist als ein Speicherkondensator 15a ausgeführt. Die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 ist als eine Stromspiegelschaltung mit einem ersten PNP-Bipolartransistor 19a und einem zweiten PNP-Bipolartransistor 19b. Eingangsseitig ist die erste Stromspiegelschaltung 19 mit dem Eingangssignalanschluss 29 verbunden, wobei der Ausgangsanschluss (Kollektoranschluss) des PNP-Bipolartransistors 19a mit dem Ausgangsanschluss 33 elektrisch verbunden ist und der Ausgangsanschluss (Kollektoranschluss) des PNP-Bipolartransistors 19b den Steueranschluss der Stromspiegelschaltung 19, d.h. der Eingangssignalzuschalteinrichtung 19, bildet.
  • Die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 ist ferner als eine Stromspiegelschaltung mit einem dritten PNP-Bipolartransistor 21a und einem vierten PNP-Bipolartransistor 21b ausgebildet. Die beiden Bipolartransistoren 21a, 21b sind mit ihren Eingangsanschlüssen (Emitteranschlüssen) jeweils mit dem Zusatzversorgungssignalanschluss 31 verbunden, während der Ausgangsanschluss (Kollektoranschluss) des dritten PNP-Bipolartransistors 21a mit dem Ausgangsanschluss 33 elektrisch gekoppelt ist, und wobei der Ausgangsanschluss (Kollektoranschluss) des vierten PNP-Bipolartransistors 21b den Steuereingang der Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 bildet.
  • Die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 weist in 3b eine Stromsteuereinrichtung 23a, eine Vergleichseinrichtung 23b, einen ersten n-MOS-Feldeffekttransistor 23c und einen zweiten n-MOS-Feldeffekttransistor 23d auf. Wie in 3b dargestellt ist, weist die Stromsteuereinrichtung 23a einen ersten und zweiten Eingangsanschluss zum Empfangen des Referenzsignals Sref und des abgeleiteten Ausgangssignals S'out auf. Das Referenzsignal Sref wird durch die Referenzsignalquelle 27, die beispielsweise als eine Bandgap-Schaltung ausgebildet ist, bereitgestellt. Das abgeleitete Ausgangssignal S'out wird beispielsweise von einem Mittelabgriff der als Spannungsteiler ausgebildeten Ausgangssignalbewertungseinrichtung 47 mit einem ersten und einem zweiten Widerstandselement 47a und 47b, die seriell zwischen den Ausgangssignalanschluss 33 und den Masseanschluss 35 geschaltet sind, erhalten. Die Stromsteuereinrichtung 23a ist ferner ausgebildet, um basierend auf einer Bewertung des abgeleiteten Ausgangssignals S'out und des Referenzsignals Sref einen gesteuerten Gesamtstrom Iges bezogen auf Massepotential bereitzustellen, so dass die Stromsteuereinrichtung 23a beispielsweise als eine gesteuerte Stromquelle wirksam ist.
  • Die Vergleichseinrichtung 23b ist ausgebildet, um das abgeleitete Eingangssignal S'in mit dem Referenzsignal Sref zu bewerten und beispielsweise zu vergleichen, und ein erstes und zweites Ausgangssignal A, B basierend auf der Bewertung der Signale S'in und Sref bereitzustellen. Bei dem in 3b dargestellten Beispiel wird das Referenzsignal Sref der Vergleichseinrichtung 23b auch durch die Referenzsignalquelle 27 bereitgestellt. Das abgeleitete Eingangssignal S'in wird durch die als Spannungsteiler ausgebildete Eingangssignalbewertungseinrichtung 25 mit den Widerstandselementen 25a, 25b an deren Mittelabgriff bereitgestellt. Die von der Vergleichseinrichtung bereitgestellten Ausgangssignale A, B sind im einfachsten Fall logische Signale mit komplementären logischen Signalpegeln („0", „1"). Die von der Vergleichseinrichtung 23b ausgegebenen Ausgangssignale A, B können aber auch beliebige Zwischenwerte aufweisen, wie dies im Nachfolgenden noch deutlich wird.
  • Der Steueranschluss (Gateanschluss) des ersten nMOS-Feldeffekttransistors 23c ist mit dem ersten Ausgangsanschluss zum Bereitstellen des Ausgangssignals A der Vergleichseinrichtung 23b verbunden. Der Eingangsanschluss (Drainanschluss) des ersten nMOS-Feldeffekttransistors 23c ist mit dem Steueranschluss der Eingangssignalzuschalteinrichtung 19, d.h. mit dem Kollektoranschluss des zweiten PNP-Bipolartransistors 19d verbunden. Der Ausgangsanschluss (Sourceanschluss) des ersten nMOS-Feldeffekttransistors 23c ist mit dem Anschluss zum Bereitstellen des Steuerstroms Iges der Stromsteuereinrichtung 23a verbunden.
  • Der Steueranschluss (Gateanschluss) des zweiten nMOS-Feldeffekttransistors 23d ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss der Vergleichseinrichtung 23b zum Bereitstellen des zweiten Ausgangssignals B verbunden. Der Eingangsanschluss (Drainanschluss) des zweiten nMOS-Feldeffekttransistors 23d ist mit dem Steueranschluss der Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21, d.h. mit dem Kollektoranschluss des vierten PNP-Bipolartransistors 21b verbunden, wobei der Ausgangsanschluss (Sourceanschluss) des zweiten nMOS-Feldeffekttransistors 23d ferner mit dem Strombereitstellungsanschluss zum Bereitstellen des Gesamtstroms Iges der Stromsteuereinrichtung 23a verbunden ist.
  • Die in 3b dargestellte Referenzsignalquelle 27 ist beispielsweise als eine sog. Bandgap-Schaltung (Bandabstanzschaltung) ausgebildet, die beispielsweise eine Bandgap-Spannung von 1,25 Volt bereitstellt. Aus diesem Grund sind die Widerstandselemente 25a, 25b und 47a, 47b der Eingangssignalbewertungseinrichtung 25 bzw. der Ausgangssignalbewertungseinrichtung 47 so ausgebildet, um den jeweiligen Eingangssignalpegel Sin bzw. den Ausgangssignalpegel Sout auf einen abgeleiteten Wert S'in, S'out herunterzuteilen, so dass dieser mit dem Referenzsignal Sref der Referenzsignalquelle 27 bewertbar und vorzugsweise vergleichbar ist. Es sollte aber bezüglich der vorliegenden Erfindung beachtet werden, dass die bereitgestellte Bandgap-Spannung auch auf einen höheren Wert verstärkt werden kann, so dass keine Spannungsteileranordnungen erforderlich sind, und die Pegel des Eingangssignals Sin bzw. des Ausgangssignals Sout direkt an die Stromsteuereinrichtung 23a bzw. Vergleichseinrichtung 23b zugeführt werden können.
  • Ferner sollte beachtet werden, dass das Referenzsignal Sref beispielsweise entweder in analoger oder auch in digitaler Form vorliegen kann, wobei die Referenzsignalquelle beispielsweise auch als eine logische Speichereinrichtung zum Bereitstellen eines logischen Speicherwerts, der das Referenzsignal Sref darstellt, ausgebildet sein kann. Die Referenzsignalquelle 27 muss also lediglich ausgebildet sein, um einen für eine Bewertung des Eingangssignals Sin oder des Ausgangssignals Sout bzw. deren abgeleiteter Signale S'in, S'out zu ermöglichen.
  • Im Folgenden wird nun die Funktionsweise der in 3b dargestellten erfindungsgemäßen Realisierung der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 erläutert.
  • Wie in 3b dargestellt ist, weist die Ladeeinrichtung 13 eine Diodenschaltung 13a mit einem Strombegrenzungswiderstand 53 auf.
  • Der Strombegrenzungswiderstand 53 ist nun vorgesehen, um für den Fall, dass der Speicherkondensator 15a zumindest teilweise oder vollständig entladen ist, bei einem Ladevorgang kein zu hoher Ladestrom zu dem Speicherkondensator 15a fließt, der im Extremfall eine äußerst hohe Belastung, z.B. einen kurzzeitigen Kurzschluss, darstellen könnte, so dass das Eingangssignal Sin nicht zu stark belastet wird.
  • Falls nun das Eingangssignal Sin einen höheren Pegel als das zusätzliche Versorgungssignal Szus an dem Versorgungssignalanschluss 31 aufweist, beispielsweise wenn ein Synchronisationspuls 37 (vergleiche 2) der Betriebsspannung überlagert ist, kann der Kondensator 15a auf einen höheren Versorgungssignalpegel Szus aufgeladen werden.
  • Wenn nun beispielsweise der Pegel des Eingangssignals Sin unter einen vorgegebenen Schwellenwert sinkt, der beispielsweise durch das Referenzsignal Sref repräsentiert wird, erkennt dies die Vergleichseinrichtung 23b und steuert dementsprechend deren Ausgangssignale A, B an, so dass der erste und zweite nMOS-Feldeffekttransistor an deren Steueranschlüssen (Gateanschlüssen) entsprechend angesteuert werden. Das Steuersignal A und das Steuersignal B ermöglichen somit dahingehen eine Einstellung, welches Verhältnis der Anteil Ia des Gesamtromstroms Iges durch den ersten nMOS-Feldeffekttransistor 23c und welcher Anteil Ib des Gesamtstroms Iges durch den zweiten Feldeffekttransistor fließt, wobei die Summe der beiden Teilströme Ia, Ib den Gesamtstrom Iges ergibt. Da die Stromsteuereinrichtung 23a der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 als steuerbare Stromquelle ausgebildet ist, kann der Gesamtstrom Iges durch eine Bewertung des abgeleiteten Ausgangssignals S'out mit dem Referenzsignal Sref eingestellt werden. Damit kann über die Stromsteuereinrichtung 23a auf eine Belastung des Ausgangssignals an dem Ausgangsanschluss 33 beispielsweise durch die zu versorgende, nachgeschaltete Schaltungsanordnung 51 reagiert werden, da bei einer erhöhten Belastung der Ausgangssignalpegel des Ausgangssignals Sout beispielsweise absinkt, und dieses Absinken durch die Stromsteuereinrichtung 23a erfasst wird und als Antwort darauf der Gesamtstrom Iges erhöht wird.
  • Mit einer Veränderung des Gesamtstroms Iges verändert sich auch der jeweilige Wert des ersten und zweiten Stromanteils Ia und Ib, wobei die beiden Anteile Ia, Ib, wie bereits im Vorhergehenden dargestellt wurde, durch die Ausgangssignale A, B der Vergleichseinrichtung 23b über den ersten und zweiten nMOS-Feldeffekttransistor 23c, 23d eingestellt werden. Wie nun aus 3b ersichtlich ist, wird der Stromanteil Ia (entspricht dem ersten Steuersignal Sst1) in den zweiten Bipolartransistor 19b eingeprägt, und in einem vorgegebenen Stromspiegelverhältnis α in den ersten PNP-Bipolartransitor 19a gespiegelt, wodurch der gespiegelte Stromanteil I'a (I'a = α·Ia, mit α = Stromspiegelfaktor) erhalten wird, der zum Ausgangssignal Sout beiträgt. Entsprechend wird der Stromanteil Ib (entspricht dem zweiten Steuersignal Sst2) in den vierten PNP-Bipolartransistor eingeprägt, wobei entsprechend einem zweiten vorgegebenen Stromspiegelverhältnis β der gespiegelte Ausgangsstrom des dritten PNP-Bipolartransistors 21a erhalten wird, (mit I'b = β·Id, mit β = zweiter Stromspiegelfaktor).
  • Der zweite gespiegelte Stromanteil I'b trägt ferner zu dem Ausgangssignal Sout, das an dem Ausgangssignalanschluss 32 bereitgestellt wird, bei. Somit wird also über die Stromsteuereinrichtung 23a die am Ausgangsanschluss 33 bereitgestellte Gesamtenergie des Ausgangssignals Sout eingestellt, wobei die Vergleichseinrichtung 23b über deren Ausgangssignale A, B steuert, in welchem Verhältnis das Eingangssignal Se und/oder das zusätzliche Versorgungssignal Szus zu dem Ausgangssignal Sout beitragen.
  • Bezüglich der Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 bzw. der Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21, die bei der in 3b dargestellten Realisierung beispielsweise als Stromspiegelschaltungen ausgebildet sind, sollte beachtet werden, dass die Stromspiegelschaltungen auch jeweils sog. Verpolschutzeinrichtungen, wie z.B. Verpolschutzdioden aufweisen können, um einen Stromfluss von dem Ausgangsanschluss 33 in Richtung eines Eingangsanschlusses 29 bzw. des Zusatzversorgungsanschlusses 31, falls sich diese auf einem niedrigeren Potential als der Ausgangssignalanschluss 33 befinden, zu verhindern.
  • Bezüglich der in 3b dargestellten Schaltungsanordnung sollte beachtet werden, dass ein Bezugspotential Sbez dargestellt ist, das beispielsweise Massepotential bildet, wobei bezüglich der vorliegenden Leistungsversorgungsanordnung 11 beachtet werden sollte, dass verschiedene Schaltungseinrichtungen möglicherweise auch auf verschiedene Bezugspotentiale bezogen sein können.
  • Bezüglich der Aufladung des Speicherkondensators 15a sollte beachtet werden, dass dieser im optimalen Fall theoretisch auf den Signalpegel des Eingangssignals Sin während des Pulses 37 (Synchronisationspulses) erfolgt, wobei jedoch in der Praxis aufgrund beispielsweise des Spannungsabfalls über der sich in Flusspolung befindlichen Diode 13a der Signalpegel des Zusatzversorgungssignals Szus etwas unterhalb (0,7V) des zweiten Eingangssignalpegels Sin2, aber oberhalb des ersten Eingangssignalpegels Sin1 liegt.
  • Wie bereits oben angegeben wurde, wird das Verhältnis der Stromanteil Ia, Ib des Gesamtstroms Iges durch die nMOS-Feldeffekttransistoren 23c, 23d bzw. über deren Ansteuerung mit dem Steuersignal A, B eingestellt. Wenn nun beispielsweise die beiden nMOS-Feldeffekttransistoren 23c, 23d eine geringe Steilheit ihrer Kennlinie, die den Drain-Source-Strom über der Gate-Source-Spannung darstellt, aufweisen, kann ein kontinuierliches Überblenden der Stromanteile Ia und Ib und damit der resultierenden gespiegelten Stromanteile I'a und I'b zum Bereitstellen des Ausgangssignals Sout eingestellt werden. Dabei weisen auch die Steuersignale A, B vorzugsweise einen kontinuierlichen Verlauf auf.
  • Es kann aber auch gewünscht sein, dass lediglich einer der gespiegelten Stromanteile I'a oder I'b zu dem Ausgangssignal Sout beiträgt, wobei dazu beispielsweise die beiden nMOS-Feldeffekttransistoren 23c, 23d mit einer hohen Steilheit aus gebildet sind, und vorzugsweise die Steuersignale A, B komplementäre logische Signalzustände angeben, so dass die beiden nMOS-Feldeffekttransistoren lediglich zwei konkrete Schaltzustände „Ein/Aus" aufweisen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Ausgangssignal Sout ausschließlich entweder aus dem Eingangssignal Sin oder dem Zusatzversorgungssignal Szus gespeist wird, wobei die nicht-benötigten Signalpfade dann komplett ausgeschaltet sind. Dies bedeutet, dass zwischen den durch die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 jeweils gebildeten Signalpfade strikt umgeschaltet werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung ermöglicht somit, dass an dem Ausgangssignalanschluss 33 das Ausgangssignal Sout mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel für eine nachgeschaltete, zu versorgende Schaltungsanordnung 51, z.B. einen Airbagsensor und insbesondere einen Seitenairbagsensor, bereitgestellt wird.
  • Im Folgenden wird das Prinzip der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 nochmals zusammengefasst dargestellt.
  • Die Protokolle, die beispielsweise für Seitenairbagsensoren eingesetzt werden, verwenden beispielsweise die Stromaufnahme einer Sensoranordnung, um Signale von der Sensoranordnung zu einer elektronischen Steuereinheit (ECU) zu übertragen. Viele Protokolle, wie z.B. proprietäre Protokolle von Sensorherstellern verwenden zusätzlich die Betriebsspannung, um einen Synchronisationspuls an die Sensoranordnung zu schicken, der es erlaubt, den Messzeitpunkt für die folgende Messung festzulegen und die Übertragung von Messdaten, wie z.B. Druck und Beschleunigung, über einen sog. „Minibus", bei dem sich zwei oder mehr Sensoranordnungen auf einer Leitung befinden, innerhalb einer definierten Abfolge von Zeitschlitzen zu synchronisieren. Dieser Synchronisationspuls wird durch Anhebung der Betriebsspannung bzw. des Eingangssignals Sin von einem ersten Eingangssignalpegel Sin1 auf einen zweiten Eingangssignalpegel Sin2 mit einem betragsmäßig erhöhten Niveau erzeugt. Nutzt man diesen regelmäßig gesendeten Synchronisationspuls 37 (vgl. 2), um den Speicherkondensator 15 zu laden, steht über dem Speicherkondensator 15 selbst dann, wenn sich die Sensoranordnung bereits an seiner unteren Betriebsspannungsgrenze (also dicht über der Reset-Schwelle) des Seitenairbagsensors befindet, eine ausreichende Versorgungsspannung zur Verfügung, die es erlaubt, einen unerwünschten Reset-Vorgang herauszuzögern bzw. zu verhindern, indem man die Sensoranordnung, d.h. die der erfindungsgemäßen Ladungsversorgungsanordnung 11 nachgeschalteten, zu versorgenden Schaltungsanordnung 51, aus dem Speicherkondensator 15 betreibt.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnung 11 wird der Synchronisationspuls 37 zur Aufladung der Ladungsspeichereinrichtung 15 über die Ladeeinrichtung 13 mit dem Speicherkondensator verbunden. Die Ladeschaltung kann im einfachsten Fall eine Gleichrichtdiode sein, kann aber auch eine Schaltungsanordnung, wie z.B. eine Schalteranordnung sein, die durch den Synchronisationspuls-Detektor (Pulsdetektionseinrichtung) 49 gesteuert wird, und den Spannungsabfall über der Ladeeinrichtung 13 durch ein aktives Aufsteuern einer Schalteranordnung 13a reduziert. Weiterhin kann die Ladeeinrichtung 13 einen Verpolschutz beinhalten. Ferner kann die Verbindung zwischen dem Eingangssignalanschluss 29 und dem Zusatzversorgungssignalanschluss 33 auch optional aktiv durch die Schalteranordnung unterbunden werden, wenn die Aufbereitungseinrichtung 17 die Versorgung der nachgeschalteten, zu versorgenden Schaltungsanordnung 51 aus dem Speicherkondensator 15 erzeugt. Der Speicherkondensator zur Speicherung der Energie wird üblicherweise als ein zu der Leistungsversorgungsanordnung, die beispielsweise als eine integrierte Halbleiterschaltung ausgebildet ist, externes Bauelement ausgebildet sein, das über einen weiteren Kontaktanschluss (Pad) mit der Leistungsversorgungsanordnung 11 verbunden ist. Typische Kapazitätswerte von Speicherkondensatoren, wie sie bei der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind, liegen in einem Bereich von vorzugsweise 100 nF.
  • Die Aufbereitungseinrichtung 17 besteht im Wesentlichen aus drei Hauptelementen, von denen sich zwei in den Leitungen von den beiden alternativen Versorgungssignalen (Einganssignal, Zusatzversorgungssignal) Sin und Szus zu der geregelten Versorgungsspannung Sout befinden. Dies sind, wie dies im Vorhergehenden erläutert wurde, im Minimalfall die Regeltransistoren 19, 21 (vgl. 1a), wobei aber auch Verpolschutzdioden mit eingeschlossen sein können. Weiterhin können auch Teile der Zuschaltsteuerungseinrichtung 23, d.h. Teile der Ansteuerungsanordnungen der Regeltransistoren 19, 21, wie z.B. Pegelschieber (level shifter), beinhaltet sein oder es können Schalteranordnungen enthalten sein, die den nicht-aktiven Zweig, d.h. entweder die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 oder die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21, gezielt ein- und abschalten. Im Maximalfall können durch eigene „Regelverstärker" unterschiedliche Regelcharakteristika für beide Zweige, d.h. die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21, erreicht werden.
  • Der dritte Abschnitt der Aufbereitungseinrichtung 17, d.h. die Zuschaltungssteuerungseinrichtung 23, bedient vorzugsweise über die Steuersignale Sst1, Sst2 beide Längszweige, d.h. sowohl die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 als auch die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21, wobei der erforderliche Regelverstärker 23a-23d bevorzugt in diesem Abschnitt der Aufbereitungseinrichtung 17 enthalten ist, um möglichst wenig Hardware zu verwenden, um sowohl den Leistungsverbrauch als auch den Aufwand für die zu realisierende Leistungsversorgungsanordnung 11 gemäß der vorliegenden Erfindung einschränken zu können.
  • Die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23 erhält ein sog. Feedback-Signal S'out, das sich aus der geregelten Ausgangsspannung Sout ableitet und für die Regelung auf einen Referenzwert Sref eingestellt bzw. mit demselben bewertet oder verglichen wird.
  • Darüber hinaus enthält der dritte Reglerblock, d.h. die Zuschaltsteuerungseinrichtung 23, ein weiteres Feedback-Signal S'in, das aus der verfügbaren externen Betriebsspannung Sin (Eingangssignal) abgeleitet wird und im Vergleich mit dem Referenzsignal Sref und dem geregelten Ausgangssignal Sout mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel als Kriterium dient, ob die externe Betriebsspannung Sin ausreicht, um die interne, geregelte Ausgangsspannung Sout mit dem vorbestimmten Signalpegel zu erzeugen.
  • Ist dies der Fall, kann die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung 11 das Ausgangssignals Sout mit nur einem Längszweig aus dem Eingangssignal Sin bereitstellen. Ist dies nicht der Fall, wird erfindungsgemäß der zweite Längszweig, d.h. die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 aktiviert, so dass die in dem Speicherkondensator 15 gespeicherte Energie genutzt werden kann, wobei diese Aktivierung des zweiten Längszweigs 21 im einfachsten Fall durch ein Umschalten von dem ersten Längszweig 19 auf den zweiten Längszweig 21 erfolgen kann.
  • Wie ferner ausführlich im Vorhergehenden erläutert wurde, kann anstelle des abrupten Umschaltens der durch die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 gebildeten Schaltungszweige aber auch ein kontinuierliches oder für jeden Schaltungszweig 19, 21 vorbestimmtes Überblenden treten, um die externe Betriebsspannung Sin solange zu nutzen, wie sie noch einen (für sich alleine nicht ausreichenden) Beitrag zum Bereitstellen des Ausgangssignals Sout für die nachgeschaltete, zu versorgende Schaltungsanordnung 51 liefern kann.
  • Zusätzlich kann beim Umschalten bzw. Überblenden zwischen den Signalpfaden 19, 21 noch ein Informationssignal Sinfo2a an die zu versorgende Schaltungsanordnung 51 ausgegeben werden, das dazu dient, der zu versorgenden Schaltungsanordnung 51 anzuzeigen, in diesem Zustand (der Zuschaltung des Zusatzversorgungssignals Szus) unnötige Verbraucher abzustellen. In diesem Zusammenhang ist insbesondere ein Strommodulator eines nachgeschalteten, zu versorgenden Seitenairbag-Sensors 51 zu nennen, der häufig mehr Energie verwendet, um die Datenübertragung zu einer elektronischen Steuereinheit (ECU) zu realisieren, als der Seitenairbagsensor selbst benötigt. Da aber die Verbindung des Seitenairbag-Sensors zu der elektronischen Steuereinheit EPU im Falle eines Microbreaks in dem Eingangssignal Sin unterbrochen ist, ist das Senden von Daten von dem Seitenairbagsensor zu der elektronischen Steuereinheit in diesem Zustand ohnehin nicht möglich, so dass der Strommodulator vorzugsweise abgeschaltet werden kann.
  • Die im Vorhergehenden ausführliche erläuterte erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung 11 verwendet in der anhand der 1a-b, 2 und 3a-b dargestellten technischen Realisierungen eine PNP-low-drop-Regler-Architektur. Die Stromanteile I'a und I'b durch die Bipolarregeltransistoren 19a und 21a werden über Stromspiegelschaltungen, d.h. jeweils zugeordnete Stromspiegel-Bipolartransistoren 19b und 21b, gesteuert. Der Steuergesamtstrom Iges wird dabei aus einem Regler 23a mit Stromausgang, d.h. der Stromsteuereinrichtung 23a, bereitgestellt. Die Verteilung der Regelstromanteile I'a, I'b auf die beiden durch die Eingangssignalzuschalteinrichtung 19 und die Versorgungssignalzuschalteinrichtung 21 gebildeten Reglerzweige erfolgt durch die nMOS-Feldeffekttransistoren 23c und 23d. Wählt man hier nun Feldeffekttransistoren mit einer geringen Steilheit oder eine Ansteuerschaltung (Vergleichseinrichtung 23b) mit einer geringen Verstärkung, kann hier ein kontinuierliches bzw. ein beliebig eingestelltes Überblenden zwischen dem ersten und dem zweiten Signalpfad 19, 21 erreicht werden. Wählt man dagegen Feldeffekttransistoren mit einer großen Steilheit und eine Vergleichseinrichtung 23b, die beispielsweise als eine Komparatoreinrichtung ausgebildet ist, werden die nMOS-Feldeffekttransistoren als Schalteranordnungen betrieben, wobei die Umschaltung zwischen den beiden Signalpfaden 19, 21 abrupt erfolgt, sobald das bereitgestellte, abgeleitete Eingangssignal S'in beispielsweise niedriger als das bereitgestellte Referenzsignal Sref ist.
  • Die obigen Ausführungen bezüglich der anhand der Figuren dargestellten erfindungsgemäßen Leistungsversorgungsanordnungen 11 machen deutlich, dass die vorliegende Erfindung eine Reihe von Vorteilen gegenüber den im Stand der Technik besser bekannten Leistungsversorgungsanordnungen aufweist. So sind im Stand der Technik bisher Pufferkondensatoren üblich, die die Betriebseingangsspannung eines Sensors stabilisieren. Diese Pufferkondensatoren (gemäß dem Stand der Technik) werden jedoch nur auf die aktuelle Betriebsspannung aufgeladen. Wenn nun die Betriebsspannung an der spezifizierten Untergrenze liegt, also nur geringfügig über der Reset-Schwelle, so kann nur wenig Ladung den Pufferkondensatoren entnommen werden, bis der Reset ausgelöst wird. Dies wird durch die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsanordnung vermieden, da der Zusatzkondensator 15a auf ein Zusatzversorgungssignal Szus aufgeladen wird, das einen Pegel oberhalb des Eingangssignalpegels Sin aufweist.
  • Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass bei herkömmlichen Anordnungen der Größe der Pufferkondensatoren Grenzen gesetzt sind, die sich aus der Zeitkonstante des RC-Glieds aus Pufferkondensatoren und EMV-Schutzwiderstand ergibt. Die Zeitkonstante muss dabei kurz genug sein, um den Synchronisationspuls (vgl. 2) nicht herauszufiltern. Um dieses Problem zu umgehen, müsste gemäß dem Stand der Technik ein zweites externes RC-Glied eingesetzt werden, das den Signalpfad für den Synchronisationspuls mit einer Filterkonstante parallel zur Betriebsspannung gegen EMV-Einflüsse schützt und das so gefilterte Synchronisationssignal auf einen separaten Eingangsanschlussstift der Sensoranordnung zuführt. Der zusätzliche externe Widerstand und Kondensator für das zweite externe RC-Glied würde selbstverständlich einen Kostennachteil aufgrund des zusätzlichen schaltungstechnischen Aufwands darstellen. Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass Kondensatoren, wenn seine Größe von ca. 100 nF überschreiten, deutlich teurer werden, so dass eine solche Ausgestaltung mit relativ hohen Kosten zu realisieren wäre.
  • Die im Vorhergehenden ausführlich dargestellte Leistungsversorgungsanordnung 11 kann genau diese im Vorhergehenden dargestellten Einschränkungen, wie sie durch die im Stand der Technik bekannten Leistungsversorgungsanordnungen vorgegeben wer den, ausräumen, wie dies im Vorhergehenden ausführlich erörtert wurde.
    • 11
    Leistungsversorgungsanordnung
    13
    Ladeeinrichtung
    15
    Ladungsspeichereinrichtung
    17
    Aufbereitungseinrichtung
    19
    Eingangsignalzuschalteinrichtung
    21
    Versorgungssignalzuschalteinrichtung
    23
    Zuschaltsteuerungseinrichtung
    25
    Eingangssignalbewertungseinrichtung
    27
    Referenzsignalquelle
    29
    Eingangssignalanschluss
    31
    Versorgungssignalanschluss
    33
    Ausgangssignalanschluss
    35
    Bezugspotentialanschluss
    37
    Signalverlauf Sin
    39
    Solleingangssignalpegel
    41
    Bezugspotentialpegel
    43
    EMV-Widerstand
    45
    Filterkondensator
    47
    Ausgangssignalbewertungseinrichtung
    49
    Pulsdetektionseinrichtung
    51
    zu versorgende Schaltungsanordnung (Lastschaltung)
    53
    Strombegrenzungswiderstand

Claims (27)

  1. Leistungsversorgungsanordnung (11) mit einem Eingangsanschluss (29) zum Empfangen eines Eingangssignals (Sin) mit einem Ist-Eingangssignalpegel und einem Ausgangsanschluss (33) zum Bereitstellen eines Ausgangssignals (Sout) mit einem vorbestimmten Ausgangssignalpegel, mit folgenden Merkmalen: einer Ladungsspeichereinrichtung (15), die ausgebildet ist, um elektrische Energie zu speichern, und ein Zusatzversorgungssignal (Szus) mit einem Zusatzversorgungssignalpegel bereitzustellen; einer Ladeeinrichtung (13), die ausgebildet ist, um das Eingangssignal (Sin) zu empfangen, wobei das Eingangssignal (Sin) zeitlich aufeinanderfolgend einen ersten Eingangssignalpegel (Sin1) und einen zweiten Eingangssignalpegel (Sin2) annimmt, wobei der zweite Eingangssignalpegel (Sin2) betragsmäßig größer ist als der erste Eingangssignalpegel (Sin1), und die ferner ausgebildet ist, um die Ladungsspeichereinrichtung (15) auf den Zusatzversorgungssignalpegel aufzuladen, wenn sich der Eingangssignalpegel (Sin) betragsmäßig auf einem höheren Pegel als der Zusatzversorgungssignalpegel (Szus) befindet; einer Referenzsignalquelle (27), die ausgebildet ist, um ein Referenzsignal (Sref) bereitzustellen, das eine Information über einen Soll-Eingangssignalpegel (Sin-soll) aufweist; und einer Aufbereitungseinrichtung (17), die ausgebildet ist, um basierend auf dem Zusatzversorgungssignal (Szus) oder basierend auf einer Kombination des Zusatzversorgungssignals (Szus) und des Eingangssignals (Sin) das Ausgangssignal (Sout) mit dem vorbestimmten Ausgangssignalpegel an dem Ausgangsanschluss (33) bereitzustellen, falls der Ist-Eingangssignalpegel (Sin) den Soll-Eingangssignalpegel (Sin-soll) betragsmäßig unterschreitet.
  2. Leistungsversorgungsanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Ladeeinrichtung (13) ferner ausgebildet ist, um die Ladungsspeichereinrichtung (15) auf den Zusatzversorgungssignalpegel aufzuladen, wenn sich das Eingangssignal (Sin) auf dem zweiten Eingangssignalpegel (Sin2) befindet, wobei der Zusatzversorgungssignalpegel (Szus), wenn sich die Ladungsspeichereinrichtung (13) im aufgeladenen Zustand befindet, betragsmäßig höher als der erste Eingangssignalpegel (Sin1) ist.
  3. Leistungsversorgungsanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Aufbereitungseinrichtung (17) eine Steuereinrichtung (23) und eine erste Zuschalteinrichtung (21) aufweist, wobei die erste Zuschalteinrichtung (21) zwischen den Ladungsspeichereinrichtung (15) und den Ausgangsanschluss (32) der Leistungsversorgungsanordnung (11) geschaltet ist, und wobei die Steuereinrichtung (23) ausgebildet ist, um ein von dem Eingangssignal (Sin) abhängiges Signal (S'in) basierend auf dem Referenzsignal (Sref) zu bewerten und basierend auf der Bewertung die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) mit einem Steuersignal (Sst2) so anzusteuern, dass das Ausgangssignal (Sout) den vorbestimmten Ausgangssignalpegel aufweist, und wobei die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) ausgebildet ist, um basierend auf dem Steuersignal (Sst2) das Zusatzversorgungssignal (Szus) zumindest teilweise dem Ausgangssignal (Sout) zuzuschalten, wenn der Ist-Eingangssignalpegel betragsmäßig unter dem Soll-Eingangssignalpegel (Sin-soll) liegt.
  4. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß Anspruch 3, bei der die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) eine Schalteranordnung, die zwischen den Ausgangsanschluss (33) und die Ladungsspeichereinrichtung (15) geschaltet ist, aufweist.
  5. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der die Zuschaltsteuerungseinrichtung (23) ausgebildet ist, um die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) so einzustellen, dass, wenn der Ist-Eingangssignal-Pegel betragsmäßig kleiner als der Soll-Eingangssignalpegel ist, das Ausgangssignal (Sout) auf der Kombination des Versorgungssignals (Szus) und des Eingangssignals (Sin) basiert.
  6. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der die Zuschaltsteuerungseinrichtung (23) ausgebildet ist, um die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) so anzusteuern, dass die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) den Anteil des Zusatzversorgungssignals (Szus) an dem Ausgangssignal (Sout) mit einer zunehmenden betragsmäßigen Differenz zwischen dem Ist-Eingangssignalpegel und dem Soll-Eingangssignalpegel (Sin-soll) erhöht, und mit einer abnehmenden betragsmäßigen Differenz zwischen dem Ist-Eingangssignalpegel und dem Soll-Eingangsignalpegel reduziert, wenn der Ist-Eingangssignalpegel betragsmäßig kleiner als der Soll-Eingangssignalpegel ist.
  7. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der die Zuschaltsteuerungseinrichtung (23) ausgebildet ist, um die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) so einzustellen, dass der Anteil des Versorgungssignals (Szus) an dem Ausgangssignal (Sout) proportional zu einer betragsmäßigen Differenz zwischen dem Ist-Eingangssignalpegel und dem Soll-Eingangssignalpegel ist, wenn der Ist-Eingangssignalpegel betragsmäßig niedriger als der Soll-Eingangssignalpegel ist.
  8. Leistungsversorgungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) einen durch das Steuersignal (Sst2) veränderbaren Wi derstand aufweist, der zwischen die Ladungsspeichereinrichtung (15) und den Ausgangsanschluss (33) geschaltet ist.
  9. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) eine Zuschalttransistoreinrichtung (21a; 21a, 21b) aufweist, die durch das Steuersignal (Sst2) ansteuerbar ist.
  10. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, bei der die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) eine Stromspiegelschaltung mit einem Eingangsanschluss, einem Ausgangsanschluss und einem gespiegelten Ausgangsanschluss aufweist, wobei der Eingangsanschluss mit dem Zusatzversorgungssignal (Szus) verbunden ist, der Ausgangsanschluss mit der Aufbereitungseinrichtung (17) verbunden ist, und der gespiegelte Ausgangsanschluss mit dem Ausgangssignal (Sout) verbunden ist.
  11. Leistungsversorgungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, bei der die Aufbereitungseinrichtung (17) eine Eingangssignalzuschalteinrichtung (19) aufweist, wobei die Eingangssignalzuschalteinrichtung (19) zwischen den Eingangsanschluss (29) und den Ausgangsanschluss (33) geschaltet ist, wobei die Eingangsignalzuschalteinrichtung (19) durch ein weiteres Steuersignal (Sst1) der Zuschaltsteuerungseinrichtung (23) ansteuerbar ist, um das Eingangssignal (Sin) zumindest teilweise dem Ausgangssignal (Sout) zuzuschalten, wobei das zweite Steuersignal (Sst1) auf einer Bewertung des abgeleiteten Eingangssignals (S'in) und dem Referenzsignal (Sref) basiert.
  12. Leistungsversorgungsanordnung gemäß Anspruch 11, bei der die Eingangssignalzuschalteinrichtung (19) eine Schalteranordnung aufweist, die zwischen den Eingangsanschluss (29) und den Ausgangsanschluss (33) geschaltet ist und durch das weitere Steuersignal (Sst1) ansteuerbar ist.
  13. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 12, bei der die Zuschaltsteuerungseinrichtung (23) ausgebildet ist, um die Eingangssignalzuschalteinrichtung (19) so einzustellen, dass das Ausgangssignal (Sout) auf der Kombination des Zusatzversorgungssignals (Szus) und des Eingangssignals (Sin) basiert, und die Eingangssignalzuschalteinrichtung (19) einen Anteil des Eingangssignals (Sin) an dem Ausgangssignal (Sout) mit einer zunehmenden betragsmäßigen Differenz zwischen dem Ist-Eingangssignalpegel und dem Soll-Eingangssignalpegel reduziert, und mit einer abnehmenden betragsmäßigen Differenz zwischen dem Ist-Eingangssignalpegel und dem Soll-Eingangssignalpegel erhöht, wenn der Ist-Eingangssignalpegel betragsmäßig geringer als der Soll-Eingangssignalpegel ist.
  14. Leistungsversorgungsanordnung gemäß Anspruch 13, bei der die Zuschaltsteuerungseinrichtung (23) ausgebildet ist, um die Eingangssignalzuschalteinrichtung (19) so einzustellen, dass die Eingangssignalzuschalteinrichtung (19) einen Anteil des Eingangssignals (Sin) an dem Ausgangssignal (Sout) in einer linearen Abhängigkeit von einer betragsmäßigen Differenz zwischen dem Ist-Eingangssignalpegel und dem Soll-Eingangssignalpegel einstellt, wenn der Ist-Eingangssignalpegel betragsmäßig geringer als der Soll-Eingangssignalpegel ist.
  15. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der die Eingangssignalzuschalteinrichtung (19) einen zweiten durch das weitere Steuersignal (Sst1) veränderbaren Widerstand aufweist, der zwischen den Eingangsanschluss (29) und den Ausgangsanschluss (33) geschaltet ist.
  16. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, bei der die Eingangssignalzuschalteinrichtung eine Zuschalttransistoranordnung (19a; 19a, 19b) aufweist, die durch das weitere Ansteuersignal (Sst1) ansteuerbar ist.
  17. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß Anspruch 16, bei der die Eingangssignalzuschalteinrichtung eine zweite Stromspiegelschaltung (19) mit einem Eingangsanschluss, einem Ausgangsanschluss und einem gespiegelten Ausgangsanschluss aufweist, wobei der Eingangsanschluss mit dem Eingangssignal (Sin) verbunden ist, der Ausgangsanschluss mit der Aufbereitungseinrichtung (17) verbunden ist und der gespiegelte Ausgangsanschluss mit dem Ausgangssignal (Sout) verbunden ist.
  18. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17, bei der die Zuschaltsteuerungseinrichtung (22) ausgebildet ist, um ein von dem Ausgangssignal (Sout) abhängiges Signal (S'out) basierend auf dem Referenzsignal (Sref) zu bewerten und basierend auf der Bewertung die Versorgungssignalzuschalteinrichtung (21) und die Eingangssignalzuschalteinrichtung (19) so anzusteuern, dass das Ausgangssignal (Sout) den vorbestimmten Ausgangssignalpegel aufweist.
  19. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Aufbereitungseinrichtung (17) ausgebildet ist, um ein Informationssignal (Sinfo2) bereitzustellen, wenn der Ist-Eingangssignalpegel betragsmäßig niedriger als der Soll-Eingangssignalpegel ist.
  20. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ladeeinrichtung (13) als Diodenschaltung ausgebildet ist.
  21. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, bei der die Ladeeinrichtung (13) ausgebildet ist, um den Zusatzversorgungssignalpegel mit dem Eingangssignalpegel zu vergleichen, und die Ladungsspeichereinrichtung (15) aufzuladen, wenn der Zusatzversorgungspegel betragsmäßig niedriger ist als der Ist-Eingangssignalpegel.
  22. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ladeeinrichtung (13) und die Aufbereitungseinrichtung (17) auf einem Halbleiterschaltungssubstrat integriert sind.
  23. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß Anspruch 22, bei der die Ladungsspeichereinrichtung als Speicherkondensator (15a) extern zu dem Halbleiterschaltungssubstrat angeordnet ist.
  24. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß Anspruch 22, bei der der Speicherkondensator (15a) auf dem Halbleiterschaltungssubstrat mit der Ladeeinrichtung (13) und der Aufbereitungseinrichtung (17) integriert ist.
  25. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Eingangssignal (Sin) einen ersten Eingangssignalpegel mit einem Spannungswert von 5 Volt bis 18 Volt aufweist, und einen zweiten Eingangssignalpegel mit einem Spannungswert von 9 Volt bis 24 Volt aufweist.
  26. Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Eingangssignalpegel eine Pulsbreite von 30 bis 80 μs und eine Periodendauer von 230 μs bis 600 μs aufweist.
  27. Seitenairbag-Sensorsystem, das eine Leistungsversorgungsanordnung (11) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008015498A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-07 Freescale Semiconductor, Inc. Data communication system and method
US8307227B2 (en) * 2006-11-08 2012-11-06 Freescale Semiconductor, Inc. Data communication system and method
JP5057350B2 (ja) * 2008-02-27 2012-10-24 パナソニック株式会社 半導体集積回路、およびこれを備えた各種装置
US20100013410A1 (en) * 2008-07-17 2010-01-21 Hui-Hung Wu Power control device for a load, and lighting assembly having the same
US9343959B2 (en) 2013-11-26 2016-05-17 Infineon Technologies Ag Interrupt protection circuits, systems and methods for sensors and other devices
JP6252164B2 (ja) * 2013-12-24 2017-12-27 株式会社デンソー 車両用オーディオアンプ制御装置
DE102017113162A1 (de) * 2017-06-14 2018-12-20 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Verfahren zum Erfassen eines Steckvorgangs
US11415637B2 (en) * 2020-01-20 2022-08-16 Southwest Research Institute System and method for estimating battery state of health
CN119160120A (zh) * 2024-09-13 2024-12-20 中国第一汽车股份有限公司 一种安全气囊起爆回路故障检测方法、装置、存储介质和程序产品

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5025203A (en) * 1989-10-02 1991-06-18 Motorola, Inc. Circuit for use with a voltage regulator
EP0501418A2 (de) * 1991-02-27 1992-09-02 STMicroelectronics S.r.l. Spannungsregler mit niedrigem Spannungsfall

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3090037B2 (ja) * 1996-04-24 2000-09-18 株式会社デンソー 車両用乗員保護装置
EP1582417A1 (de) * 2004-03-30 2005-10-05 Dialog Semiconductor GmbH Zündpillentreiberschaltung für Airbaganwendungen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5025203A (en) * 1989-10-02 1991-06-18 Motorola, Inc. Circuit for use with a voltage regulator
EP0501418A2 (de) * 1991-02-27 1992-09-02 STMicroelectronics S.r.l. Spannungsregler mit niedrigem Spannungsfall

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