DE4344013C1

DE4344013C1 - Elektrische Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE4344013C1
Application number: DE4344013A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Spieker
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1993-12-23
Filing date: 1993-12-23
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2013-12-24

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schaltungsanordnung aus.

Derartige Schaltkreise sind dafür vorgesehen, um einen Verbraucher mittels Mikrocomputer einerseits ein- und auszuschalten und andererseits hinsichtlich auftretender hoher Fehlerströme - wie z. B. auf Kurzschlußströme - zu überwachen.

Es ist allgemein bekannt, zu diesem Zweck dem an einer stabilisierten Versorgungsspannung angeschlossenen Mikrocomputer eine mit einem als Transistor ausgeführten, den Verbraucher ein- und ausschaltenden Halbleiter-Schaltelement versehene Endstufe zuzuordnen. Der Verbraucher ist dabei einerseits am positiven Pol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen und andererseits mit dem Kollektor des Transistors verbunden. Dabei ist die den Steueranschluß darstellende Basis des Transistors mit einem Steuerausgang des Mikrocomputers verbunden, über den der Transistor in den leitenden bzw. nichtleitenden Zustand bringbar ist. Ein im Verbraucherstromkreis z. B. durch Kurzschluß auftretender Fehlerstrom wird durch einen in der einerseits am Emitter des Transistors angeschlossenen und andererseits mit Masse verbundenen Leitung befindlichen Meßwiderstand erfaßt. Die dabei am Meßwiderstand abfallende Spannung wird über eine an der zwischen dem Emitter des Transistors und dem Meßwiderstand vorhandenen elektrischen Verbindung angeschlossene elektrische Leitung einem separatem Meßeingang des Mikrocomputers zugeführt. Überschreitet der Spannungsabfall eine vorgegebene Schwelle, so wird der Steuerausgang des Mikrocomputers auf Massepotential gezogen, wodurch der Verbraucher infolge des Übergangs des Halbleiter-Schaltelementes in den nichtleitenden Zustand abgeschaltet wird. Somit ist eine kurzschlußfeste Endstufe realisiert.

Konkret ist durch die DE 33 46 435 A1 eine Schaltungsanordnung zum Ein- und Ausschalten sowie zum Überwachen elektrischer Verbraucher bekanntgeworden, bei der eine Endstufe vorhanden ist, die von einem normalerweise mit stabilisierter Gleichspannung versorgten Mikrocomputer angesteuert wird und die mittels eines zugehörigen Halbleiter-Schaltelementes mit Gleichspannung versorgt. Der Mikrocomputer weist Meßeingänge für die Kurzschluß- bzw. Überstromüberwachung auf, denen die an einem Meßwiderstand abfallende, vom Laststrom abhängige Spannung zugeführt wird. Tritt der Kurzschluß bzw. Überstromfall auf, so wird die Endstufe durch ein vom Steuerausgang des Mikrocomputers geliefertes Signal gesperrt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der vorerwähnten Art zu schaffen, die sich gegenüber den bekannten Ausführungsformen durch einen in bedeutendem Umfang reduzierten Aufwand auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhaft bei einem derartigen Aufbau ist insbesondere, daß nur ein Mikrocomputeranschluß für die Ansteuerung und Überwachung eines Verbraucherstromkreises benötigt wird. Dies macht sich dann besonders deutlich bemerkbar, wenn einem Mikrocomputer mehrere solcher Endstufen zugeordnet sind und die Schaltungsanordnung als Massenprodukt z. B. in Kraftfahrzeugen Anwendung findet.

Weitere besonders günstige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist ein Mikrocomputer µC über eine Leitung L₁ an einer Spannungs-Stabilisierungsstufe U_St angeschlossen, die über zwei Leitungen L_3*, L_3** mit einer Gleichspannungsquelle U_B+, U_B- verbunden ist. Dabei steht an dem einen Versorgungseingang E₁ des mit seinen anderen Versorgungseingang E₂ auf Masse liegenden Mikrocomputers die stabilisierte Gleichspannung V_CC an. Außerdem ist an dem positiven Pol U_B+ der Gleichspannungsquelle ein Verbraucher V einerseits angeschlossen, der andererseits mit dem einen Leistungsanschluß (Kollektor) eines als Leistungstransistor ausgebildeten Halbleiter-Schaltelementes verbunden ist. Der andere Leistungsanschluß (Emitter) des Halbleiter-Schaltelementes ist über eine mit einem Meßwiderstand R_S versehene Leitung L₅ an Masse gelegt.

Der Steueranschluß (Basis) des Halbleiter-Schaltelementes ist einerseits über die Leitungen L₂, L_2′′ mit einem sowohl als Steuerausgang als auch als Meßeingang wirkenden Anschluß P des Mikrocomputers verbunden und andererseits über die elektrischen Leitungen L₂ und die mit einem Vorwiderstand R₁ versehene elektrische Leitung L_2′ an der stabilisierten Gleichspannung V_CC angeschlossen.

Beim Einschalten der Gleichspannung wird das Halbleiter-Schaltelement in den leitenden Zustand versetzt und zwar weil dabei der Anschluß P des Mikrocomputers µC sich auf einem oberhalb des Massepotentials liegenden Potential befindet.

Der Verbraucher kann nunmehr einerseits dadurch ausgeschaltet werden, daß die Gleichspannung unterbrochen wird oder andererseits dadurch, daß der Anschluß P durch das Programm des Mikrocomputers oder einen dem Mikrocomputer entsprechend vermittelten Befehl auf Massepotential gezogen wird. Letzteres erfolgt automatisch in dem Fall eines auftretenden Fehlerstromes - wie z. B. beim Kurzschluß im Verbraucherstromkreis - und zwar dann, wenn die Spannung U_BE (Basis-Emitter-Spannung) und die am Meßwiderstand R_S abfallende Spannung U_RS eine bestimmte interne Potentialschwelle des Mikrocomputers überschreitet.

Claims

1. Elektrische Schaltungsanordnung mit einer von einem an einer stabilisierten Gleichspannung liegenden Mikrocomputer beeinflußten Endstufe, über die mittels eines zugehörigen Halbleiter-Schaltelementes ein Verbraucher mit Gleichstrom versorgbar ist, wobei zum Verbraucher ein Meßwiderstand in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des Halbleiter-Schaltelementes (T₁) einerseits über eine einen Vorwiderstand (R₁) aufweisende elektrische Leitung (L₂) an der gegenüber Masse die stabilisierte Gleichspannung (V_CC) führenden elektrischen Leitung (L₁) angeschlossen und andererseits mit einem sowohl als Meßeingang als auch als Steuerausgang wirkenden Anschluß (P₁) des Mikrocomputers (µC) über eine elektrische Leitung (L_2′′) verbunden ist.

2. Elektrische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocomputer (µC) über die elektrische Leitung (L₁) mit einer Spannungs-Stabilisierungsstufe (U_St) verbunden ist, die über elektrische Leitungen (L_3*, L_3**) an einer Gleichspannungsquelle (U_B+, U_B-) angeschlossen ist und daß die stabilisierte Gleichspannung (V_CC) für das Halbleiter-Schaltelement (T₁) an der zwischen der Spannungs-Stabilisierungsstufe und dem zugeordneten Versorgungseingang (E₁) des Mikrocomputers befindlichen elektrischen Leitung (L₁) abgegriffen ist.

3. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiter-Schaltelement (T₁) als Transistor ausgeführt ist.

4. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (V) einerseits über eine elektrische Leitung (L_4*) dem positiven Pol (U_B+) der Spannungsquelle und andererseits über eine elektrische Leitung (L_4**) dem Kollektor des Transistors zugeordnet ist und daß der Emitter des Transistors über eine den Meßwiderstand (R_S) umfassende elektrische Leitung (L₅) an Masse angeschlossen ist.