LU101816B1 - Sensor Arrangement for Capacitive Position Detection of an Object - Google Patents
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Claims (15)
1. Sensoranordnung (1) zur kapazitiven Erkennung eines Objekts (100), umfassend: - eine Elektrodenanordnung (20), die ein Heizelement (4) als Elektrode (21, 22) umfasst; - eine Erkennungsvorrichtung (10), die dazu geeignet ist, ein Erkennungssignal an eine Sensorelektrode (21) der Elektrodenanordnung (20) anzulegen und kapazitiv das Vorliegen eines Objekts (100) in der Nähe der Sensorelektrode (21) zu erkennen; - einen Schalter (30) auf der Hochspannungsseite, der zwischen einer Heizenergiequelle (2) mit einem ersten Potential (V1) und dem Heizelement (4) angeschlossen ist; - einen Schalter (40) auf der Niederspannungsseite, der zwischen dem Heizelement (4) und einem zweiten Potential (GND) angeschlossen ist; - eine Tor-Steuereinheit (50), die dazu geeignet ist, den Schalter (30) auf der Hochspannungsseite und den Schalter (40) auf der Niederspannungsseite in einem Heizmodus zu schlieBen und den Schalter (30) auf der Hochspannungsseite und den Schalter (40) auf der Niederspannungsseite in einem Erkennungsmodus zu ôffnen; - eine Entkopplungsschaltung (60), die einen Entkopplungs-MOSFET (70) umfasst, der zwischen dem Schalter (30) auf der Hochspannungsseite und dem Heizelement (4) angeschlossen ist, wobei die Tor-Steuereinheit (50) dazu geeignet ist, den Entkopplungs-MOSFET (70) im Heizmodus zu schlieBen und den Entkopplungs-MOSFET (70) im Erkennungsmodus zu ôffnen, und die Entkopplungsschaltung (60) dazu geeignet ist, wahrend des Erkennungsmodus aktiv ein drittes Potential (V2) an einem ersten Knoten (61) bereitzustellen, wobei der erste Knoten (61) zwischen dem Schalter (30) auf der Hochspannungsseite und dem Entkopplungs-MOSFET (70) angeschlossen ist.
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2. Sensoranordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Heizelement (4) um eine Schutzelektrode (22) der Elektrodenanordnung (20) handelt.
3. Sensoranordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Heizelement (4) um eine Sensorelektrode (21) der Elektrodenanordnung (20) handelt.
4. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Handerkennung auf einem Lenkrad eines Fahrzeugs geeignet ist.
5. Sensoranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Belegungserkennung eines Fahrzeugsitzes geeignet ist.
6. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer von dem Schalter (30) auf der Hochspannungsseite und dem Schalter (40) auf der Niederspannungsseite einen Schalter-MOSFET (30, 40) umfasst.
7. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Körperdiode (71) des Entkopplungs-MOSFET (70) eine Durchlassrichtung entgegengesetzt zur Durchlassrichtung von Körperdioden (31, 41) des Schalters (30) auf der Hochspannungsseite und des Schalters (40) auf der Niederspannungsseite aufweist.
8. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entkopplungs-MOSFET (70) ein N-Kanal-MOSFET ist.
9. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entkopplungs-MOSFET (70) ein P-Kanal-MOSFET ist.
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10. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Knoten (61) über ein erstes Widerstandselement (63) an eine erste Gleichspannungsquelle (62) angeschlossen ist.
11. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Knoten (61) über ein kapazitives Element (64) an Masse (GND) angeschlossen ist.
12. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungsschaltung (60) dazu geeignet ist, während des Erkennungsmodus aktiv ein viertes Potential (Vi) an einem zweiten Knoten (65) zwischen dem Heizelement (4) und dem Schalter (40) auf der Niederspannungsseite bereitzustellen.
13. Sensoranordnung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Knoten (65) über ein zweites Widerstandselement (67) an eine zweite Gleichspannungsquelle (66) angeschlossen ist.
14. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tor-Steuereinheit (50) über ein drittes Widerstandselement (68) an den Entkopplungs-MOSFET (70) angeschlossen ist.
15. Sensoranordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkopplungsschaltung (60) dazu geeignet ist, das dritte Potential (V2) und das vierte Potential (Vs) bereitzustellen, so dass mindestens eine Kôrperdiode (41, 71) des Entkopplungs-MOSFET (70) und der Schalter (40) auf der Niederspannungsseite im Erkennungsmodus im Sperrbetrieb betrieben sind.
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|---|---|---|---|
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| US17/796,554 US12221015B2 (en) | 2020-01-30 | 2021-01-25 | Sensor arrangement for capacitive position detection of an object |
| DE112021000779.3T DE112021000779T5 (de) | 2020-01-30 | 2021-01-25 | Sensoranordnung zur kapazitiven Positionserkennung eines Objekts |
| CN202180011792.0A CN115053457A (zh) | 2020-01-30 | 2021-01-25 | 用于物体的电容位置检测的传感器布置 |
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2020
- 2020-05-22 LU LU101816A patent/LU101816B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Effective date: 20211122 |