能量供给单元和用于运行用于自给自足地为负载供电的能量供给单元的方法_2

文档序号:9278104阅读:来源:国知局
下经过能量供给调节单元的通过电 流导致能量供给调节单元的输入端和输出端之间的电压降,其在唯一监测或者是非激活监 控信号时在输出电压的基础上能够导致,输出电压再次超过较低的激活阈值且因此复位监 控信号。如果此时负载再次激活其运行或者作用,将导致,通过在此使用的经过能量供给调 节器单元的通过电流输出电压再次下降到低于激活阈值且因此将再次激活监控信号。因此 为了运行负载将提供周期性波动的供电(故障/干扰-危险)。如果在此相反地在附加分 析能量供给调节器单元的输入电压的情况下进行监控信号的去激活,那么能够避免这种周 期性的过程。
[0031] 在此介绍的方法显示以下优点,即通过避免在缓慢降低能量供给调节器单元的输 入电压(能量存储器中的能量降低)的情况下监控信号中的再次转变,负载不再以周期性 波动的输入电压运行和作用,这总体上确保了负载/作用到断开的更加鲁棒和更加可靠的 工作方式。
[0032] 根据本发明一有利的实施方式,监测单元构造用于接着将监控信号设置在激活状 态,输入电压低于第二激活阈值(=能量供给调节器单元的输入电压的阈值),尤其其中该 第二激活阈值等于复位阈值。本发明的这种实施方式显示以下优点,即能够通过技术上简 单的手段确保,当作为输出电压低于激活阈值的替代的或附加的技术方案能量供给调节器 单元的输入值低于预定义的边界时(低于第二激活阈值)时,于是实现激活监控信号。为 此作为前述所谓的监控信号的激活条件的替代的或附加的方案考虑,当即使输出电压(例 如通过在全负载范围外运行负载)还未低于激活阈值,但是能量供给调节器单元上的输入 电压已经通过低于第二激活阈值得到以下结论,即连接在输入端的负载不再能够运行在全 负荷,于是在已知的经过能量供给调节器单元的最大电压降时激活监控信号,即将监控信 号设置在激活状态。
[0033] 此外还有利的是本发明一实施方式,其中监测单元具有至少一个数字电路,尤其 是逻辑电路,以产生监控信号。本发明的这种实施方式显示以下优点,通过技术上非常简单 的手段能够提供监控信号,其实现用于控制或调节连接在能量供给调节器单元的输出端上 的负载的清楚的信号状态。
[0034] 有利的还有本发明一实施方式,其中监测单元还具有至少一个可复位的触发器元 件,尤其是D触发器,以产生监控信号。用于产生监控信号的这种元件,其中尤其获取这种 触发器元件的输出端上的监控信号或者由这种触发器元件的输出端的信号传送,能够技术 简单地且成本低廉地实施。
[0035] 为了也在识别能量供给调节器单元上的正确比例(输入电压和输出电压时正确 的)后进一步维持监控信号的激活状态一确定的时间段,根据本发明有利的实施方式,监 测单元能够具有至少一个数字元件,以定义的周期信号(CLK)周期运行或者根据输出电压 周期运行(计数器等等)。
[0036] 根据本发明另一实施方式监测单元能够具有至少一个数字元件,其根据能量供给 调节器单元的输入电压复位。本发明的这种实施方式显示以下优点,再次停止(复位)不 依赖于能量供给调节器单元的输出电压存储的监控信号的激活。
[0037] 尤其为了鲁棒地确保,仅能量供给调节器单元的输出电压的实际下降且没有监控 信号的暂态激活,根据本发明一实施方式构造监测单元,以在监控信号从第一状态转变到 第二状态时延迟预定义的时间段地输出第二状态的监控信号并且在监控信号从第二状态 向第一状态转变时不延迟输出第一状态的监控信号。
[0038] 尤其有利的是作为带有乘员和/或交通参与者保护设备的车辆的人员安全单元 的本发明一实施方式,其作为负载与根据在此阐述的方案的能量供给单元相连接。乘员保 护设备能够例如是气囊的控制器、安全带张紧装置或用于在车辆中遮拦的其他元件,其在 事故中提高车辆乘员的安全和保护。交通参与者保护设备能够例如是以下设备,其保护位 于车辆外部的交通参与者。这种交通参与者能够例如是行人、骑自行车的人、骑摩托车的人 或之类。这种交通参与者尤其是弱势的道路使用者,其涉及到车辆例如客车、载重汽车或通 常是多轨的车辆。这种交通参与者保护设备能够例如包括外气囊、发动机盖安装设备或之 类,以在与车辆碰撞时提高交通参与者的保护。本发明的这种实施方式显示以下优点,乘员 保护设备的运行安全通过警告乘员设备的供电电压将是可实现的,尤其当使用用于控制乘 员保护设备的运行或作用的监控信号时。
【附图说明】
[0039] 以下根据所附附图示范性地进一步阐述本发明。其中:
[0040] 图1A示出了用于负载的能量供给单元的电路图;
[0041] 图1B示出了根据图1A构建的能量供给单元在时间过程中的信号图;
[0042] 图2A示出了根据本发明一实施例的用于负载的能量供给单元的电路图;
[0043] 图2B示出了根据图2A构建的根据本发明一实施例的能量供给单元的信号图; [0044]图2C示出了根据图2A构建的根据本发明一实施例的能量供给单元的另一信号 图;
[0045] 图3A示出了用于在用于负载的能量供给单元中使用的监测单元的实施例的电路 图;
[0046] 图3B示出了再现根据图3A构建的监测单元的输入量和输出量之间的关系的图 表;
[0047] 图3C示出了在使用根据图3A构建的根据本发明一实施例的监测单元的情况下的 另一信号图;
[0048] 图4A示出了用于在用于负载的能量供给单元中使用的监测单元的另一实施例的 电路图;
[0049] 图4B示出了再现根据图4A构建的监测单元的输入量和输出量之间的关系的表 格;
[0050] 图4C示出了在使用根据图4B构建的根据本发明一实施例的监测单元的情况下的 另一信号图;以及
[0051] 图5示出了根据本发明一实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0052] 在优选的本发明的实施例的以下阐述中为在不同附图中所示的和作用相似的元 件使用相同或相似的附图标记,其中省略再次阐述该元件。
[0053] 为了阐述基于在此介绍的方法的问题,图1A示出了由能量储存装置ER缓冲的电 压调节器100的方框图,其设计作为具有RESET监测和电流限制的P型MOSFET电压调节器。 该电压调节器100由能量储存装置ER,例如输入端110上的电容器供电,其中该能量储存 装置ER由能量供给网络115充电且在断开该能量供给网络115后承担自给自足地为电压 调节器100供电。此外,输入电压U in落在在输入端110和参考电位120、这里为接地电位 之间。在输出电流IL时,在电压调节器100的输出端130上输出可调的电压UJ关于参 考电位120),输出电流IL表示总电流,其能够供给电压调节器100的负载140总和。其中 该负载140完全能够通过RESET信号控制,RESET信号作为电压调节器100的监控信号150 输出。在以下阐述中使用监控信号、RESET、RESET信号和RESET状态的概念,其中这些概念 在内容上根据上下文被认为是信号或者监控信号的值。
[0054] 如从根据图1B的图中得知,图1A中所示的系统在自给自足的情况下,即在断开能 量供给网络115时如下作用:
[0055] 电压调节器100的输入电压Uin下降,其中通过电压调节器100的内阻Ri在(流 过的)电流IL_on中也记录关于电压调节器100上的取决于负载电流的电压降(电压下 降),当其离开调节范围时。因此从时间点t2开始输出电压Uout以与输入电压Uin的电压 差Udrop下降。其中在由电压调节器100原本争取的调节电压Uout_reg到输出端130的 (最小的)低电压边界之间的差160已经超过在时间点t3的输出电压。因此一旦满足
[0056] Uin < Uout_reg+Ri X IL_on
[0057] 电压调节器100的输出电压Uout立即离开调节范围。
[0058] 例如在 IL = 1A,Ri = 10hm 且从 Uin〈7. 7V 开始 Uout_reg = 6. 7V,其中 Ri 表不 P 沟道M0SFET调节器100的内阻且IL_on表示在非激活监控信号时调节器输出端130的负 载电流IL之和时,输出电压Uout离开调节范围。
[0059] 调节器100的输入电压Uin能够进一步减小,直至输出电压Uout达到调节器输出 电压Uout的低电压监测边界U 〇ut_rU。于是产生低激活RESET信号,以防止或断开这个或 这些负载140的运行和/或作用,从而于是仅仅电流IL_off流过输出端130。RESET低电 压边界符合例如:Uout_ru = Uout_reg_200mV〇
[0060] 用于RESET激活的调节器的输入条件能够如下表示:
[0061] Uin(reset) =Uout_ru+IL_onXRi=Uout_reg-200mV+lV= 7. 5V
[0062] 当监控信号激活时(即RESET出现),这在调节器100的负载电流IL上有同步的 反作用。在激活的监控信号=RESET期间,该
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