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Stand der Technik
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Es ist bereits eine Schaltvorrichtung für einen Akkupack, mit zumindest einer Schaltereinheit und zumindest einer Aktivierungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit bereitzustellen, wobei die Schaltereinheit in zumindest einem Schaltzustand ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit des Akkupacks bereitstellt, vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Schaltvorrichtung für einen Akkupack, mit zumindest einer Schaltereinheit und zumindest einer Aktivierungseinheit, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit bereitzustellen, wobei die Schaltereinheit in zumindest einem Schaltzustand ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit des Akkupacks bereitstellt.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit einem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle, insbesondere einem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt, um diese zu schalten. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit bei passiven Verbrauchern, beispielsweise einem leitenden Verbindungsstück zwischen Anschlusspunkten der Schaltvorrichtung, vorzugsweise zwischen Akkuzellenkontakten, insbesondere bei einem Kurzschluss oder dergleichen, das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt, um diese zu schalten. Die Schaltvorrichtung ist insbesondere dazu vorgesehen, einem unerwünschten Stromverbrauch, beispielsweise bei Inaktivität des Akkupacks, entgegenzuwirken. Unter „vorgesehen“ soll speziell eingerichtet, speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Bevorzugt ist die Schaltvorrichtung dazu vorgesehen, den Akkupack vor einem Betrieb mit unerwünschten Betriebsparametern zu schützen. Beispielsweise ist die Schaltvorrichtung dazu vorgesehen, einer Tiefenentladung des Akkupacks, einem Überhitzen des Akkupacks, einem Überladen des Akkupacks oder dergleichen entgegenzuwirken.
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Insbesondere stellt die Aktivierungseinheit zumindest durch eine elektrische Verbindung mit dem Verbraucher und/oder durch eine elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit bereit, um diese zu schalten. Bevorzugt ist die Schaltvorrichtung, insbesondere die Aktivierungseinheit, dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit des Akkupacks zumindest durch die elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder durch die elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle, vorzugsweise dem Ladegerät, zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Vorzugsweise ist die Schaltvorrichtung, insbesondere die Aktivierungseinheit, dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit des Akkupacks zumindest durch die elektrische Verbindung von Anschlusspunkten der Schaltvorrichtung mit dem Verbraucher und/oder durch die elektrische Verbindung der Anschlusspunkte der Schaltvorrichtung mit der externen Stromquelle, vorzugsweise dem Ladegerät, zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Der Akkupack weist vorzugsweise eine Elektrogeräteschnittstelle auf, mit welcher ein Elektrogerät, insbesondere zumindest der Verbraucher und/oder die externe Stromquelle, elektrisch verbindbar ist/sind. Insbesondere ist die Schaltvorrichtung, bevorzugt die Aktivierungseinheit, dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit des Akkupacks zumindest durch die elektrische Verbindung des Verbrauchers und/oder durch die elektrische Verbindung der externen Stromquelle, vorzugsweise des Ladegeräts, mit der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Vorzugsweise sind die Anschlusspunkte der Schaltvorrichtung durch die Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks gebildet.
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Besonders bevorzugt ist eine, vorzugsweise automatische, Bereitstellung des Signals mittels der Aktivierungseinheit an der Schaltereinheit, um diese zu schalten zumindest durch die elektrische Verbindung der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks, vorzugsweise der Aktivierungseinheit, insbesondere den Anschlusspunkten der Schaltvorrichtung, mit dem Verbraucher, vorzugsweise mit einer Akkupackschnittstelle des Verbrauchers, und/oder durch die elektrische Verbindung der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks, vorzugsweise der Aktivierungseinheit, insbesondere den Anschlusspunkten der Schaltvorrichtung, mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, vorzugsweise einer Akkupackschnittstelle der externen Stromquelle, insbesondere des Ladegeräts, auslösbar. Bevorzugt ist eine, insbesondere automatische, Bereitstellung des Signals mittels der Aktivierungseinheit an der Schaltereinheit, um diese zu schalten, durch ein Einstecken des Akkupacks an der Akkupackschnittstelle des Verbrauchers und/oder an der Akkupackschnittstelle der externen Stromquelle auslösbar.
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Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass die Schaltvorrichtung dazu vorgesehen ist, die Elektronikeinheit des Akkupacks zumindest in einem Ladezustand und/oder in einem Entladezustand des Akkupacks zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Der Entladezustand ist insbesondere verschieden von einer Selbstentladung. Der Entladezustand des Akkupacks ist vorzugsweise durch den Verbraucher erzeugbar. Der Ladezustand des Akkupacks ist vorzugsweise durch die externe Stromquelle, insbesondere das Ladegerät, erzeugbar. Der Akkupack umfasst insbesondere zumindest eine Akkuzelle, bevorzugt mehrere Akkuzellen, die vorzugsweise miteinander, insbesondere seriell, verschaltet sind. Bevorzugt ist der Akkupack als ein Lithium-lonen-Akkupack ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack als ein Nickel-Cadmium-Akkupack oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Akkupack ausgebildet ist. Es ist denkbar, dass die Aktivierungseinheit das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt, zumindest wenn die zumindest eine Akkuzelle in einem Entladezustand ist, welcher beispielsweise durch den Verbraucher erzeugbar ist, und/oder wenn die zumindest eine Akkuzelle in einem Ladezustand ist, welcher beispielsweise durch die externe Stromquelle erzeugbar ist. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, dass die Aktivierungseinheit das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt, wenn an der Akkuzelle ein Kurzschluss auftritt.
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Die Elektronikeinheit des Akkupacks ist vorzugsweise dazu eingerichtet, zumindest einen Betriebsparameter der zumindest einen Akkuzelle zu überwachen. Bevorzugt umfasst die Elektronikeinheit zumindest eine Steuereinheit. Die Steuereinheit umfasst insbesondere zumindest einen Prozessor und ein Speicherelement sowie ein auf dem Speicherelement gespeichertes Betriebsprogramm. Das Speicherelement ist vorzugsweise als digitales Speichermedium, beispielsweise als eine Festplatte oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Elektronikeinheit, insbesondere die Steuereinheit, zumindest eine Schutzfunktion zu einem Schutz der zumindest einen Akkuzelle vor Spannungen in einem unerwünschten Spannungsbereich, Temperaturen in einem unerwünschten Temperaturbereich, Strömen in einem unerwünschten Strombereich oder dergleichen. Die Schutzfunktion ist beispielsweise abhängig von dem zumindest einen Betriebsparameter. Der Betriebsparameter kann eine Spannungskenngröße, eine Stromkenngröße, eine Widerstandskenngröße, eine Temperaturkenngröße oder dergleichen sein. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit bei Inaktivität des Akkupacks deaktiviert. Insbesondere ist die Elektronikeinheit bei Inaktivität des Akkupacks deaktiviert, um einen möglichst geringen Stromverbrauch zu erreichen.
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Die Aktivierungseinheit stellt bevorzugt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät das Signal an der Schaltereinheit bereit, um diese in den Schaltzustand zu schalten, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit des Akkupacks bereitstellt. Der Verbraucher ist beispielsweise als eine Handwerkzeugmaschine, als ein Radio, insbesondere ein Baustellenradio, als eine Leuchte, insbesondere eine Baustellenleuchte, oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender akkubetriebener Verbraucher ausgebildet. Der Akkupack versorgt den Verbraucher insbesondere in einem an dem Verbraucher angeordneten Zustand des Akkupacks mit elektrischer Energie. Die externe Stromquelle, insbesondere das Ladegerät, ist vorzugsweise dazu vorgesehen, den Akkupack, insbesondere die zumindest eine Akkuzelle, zu laden, vorzugweise in einem an der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, angeordneten Zustand des Akkupacks. Die externe Stromquelle ist vorzugsweise als, insbesondere das zuvor bereits genannte, Ladegerät ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass die externe Stromquelle als eine Powerbank, als ein Netzteil oder dergleichen ausgebildet ist.
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Bevorzugt ist die Schaltvorrichtung in zumindest einem Betriebszustand elektrisch mit der Elektronikeinheit verbunden. Es ist alternativ oder zusätzlich denkbar, dass das Aufwachsignal kabellos von der Schaltvorrichtung an die Elektronikeinheit übertragbar ist. Die Aktivierungseinheit und die Schaltereinheit sind insbesondere elektrisch miteinander verbunden. Vorzugsweise bilden die Aktivierungseinheit und die Schaltereinheit einen Schaltkreis. Insbesondere ist die Aktivierungseinheit derart ausgebildet, dass diese ein elektrisches, insbesondere das zuvor bereits genannte, Signal erzeugt, welches die Schaltereinheit in den zumindest einen Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt. Das Aufwachsignal ist vorzugsweise ein elektrisches Signal. Die Aktivierungseinheit umfasst vorzugsweise zumindest ein elektrisches Bauelement, bevorzugt mehrere elektrische Bauelemente, beispielsweise zumindest einen Widerstand, zumindest einen Kondensator, zumindest eine Diode, zumindest einen Transistor oder dergleichen. Die Schaltereinheit umfasst bevorzugt zumindest einen Transistor. Es ist denkbar, dass die Schaltereinheit zumindest eine Diode, einen Kondensator, einen Widerstand oder dergleichen umfasst. Die zumindest eine Diode der Aktivierungseinheit bzw. der Schaltereinheit ist beispielsweise als eine Z-Diode, als eine Si-Diode, als eine Schottky-Diode oder als eine andere einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Diode ausgebildet. Insbesondere umfasst die Schaltereinheit zumindest einen Feldeffekttransistor, vorzugsweise einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), bevorzugt einen p-Kanal-MOSFET. Alternativ ist auch denkbar, dass die Schaltereinheit einen anderen, insbesondere von einem p-Kanal-MOSFET verschiedenen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Transistor umfasst. Besonders bevorzugt umfasst die Schaltereinheit lediglich einen einzelnen Transistor. Insbesondere stellt die Aktivierungseinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit, vorzugsweise an dem, bevorzugt einzelnen, Transistor der Schaltereinheit bereit, um diese/n zu schalten. Vorzugweise ist die Schaltereinheit derart mit der Aktivierungseinheit verschaltet, dass der, bevorzugt einzelne, Transistor der Schaltereinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit einem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle das Aufwachsignal bereitstellt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann besonders flexibel ein Aufwachsignal generiert werden. Vorteilhaft kann besonders flexibel ein Aufwachsignal zum Aufwecken einer Elektronikeinheit eines Akkupacks bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann ein besonders stromsparender Betrieb eines Akkupacks unterstützt werden. Vorteilhaft kann durch die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung ein Aufwachsignal zumindest durch eine elektrische Verbindung der Schaltvorrichtung mit dem Verbraucher und/oder durch eine elektrische Verbindung der Schaltvorrichtung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, generiert werden. Vorteilhaft kann mittels der Schaltvorrichtung beispielsweise einer Tiefenentladung eines Akkupacks, einem Überhitzen des Akkupacks oder einem Überladen des Akkupacks entgegengewirkt werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt. Bevorzugt ist die Schaltereinheit, insbesondere der zumindest eine Transistor der Schaltereinheit, derart ausgebildet, dass eine negative Steuerspannung die Schaltereinheit, vorzugsweise den Transistor der Schaltereinheit, in den Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit derart ausgebildet ist, dass die Aktivierungseinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, eine positive Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt, wobei die Schaltereinheit insbesondere derart ausgebildet ist, dass eine positive Steuerspannung die Schaltereinheit, bevorzugt den Transistor der Schaltereinheit, in den Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt. Bevorzugt weist die Schaltereinheit, vorzugsweise der Transistor, zumindest einen Quellen-Anschluss, insbesondere einen Source-Anschluss, einen Steuer-Anschluss, insbesondere einen Gate-Anschluss, und einen Abfluss-Anschluss, insbesondere einen Drain-Anschluss, auf. Die Steuerspannung ist vorzugsweise eine Spannung zwischen dem Steuer-Anschluss und dem Quellen-Anschluss, vorzugsweise eine Gate-Source-Spannung. Vorteilhaft kann die Schaltereinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, in den Schaltzustand geschaltet werden, in dem die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt. Vorteilhaft kann besonders flexibel und einfach das Aufwachsignal bereitgestellt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Schaltzustand der Schaltereinheit ein leitender Zustand der Schaltereinheit ist. Insbesondere stellt die Schaltereinheit, vorzugsweise der Transistor der Schaltereinheit, in dem leitenden Zustand der Schaltereinheit, vorzugsweise des Transistors der Schaltereinheit, das Aufwachsignal bereit. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der zumindest eine Schaltzustand, in dem insbesondere die Schaltereinheit das Aufwachsignal bereitstellt, ein nichtleitender Zustand der Schaltereinheit, insbesondere des Transistors der Schaltereinheit, ist. Vorteilhaft kann einer unbeabsichtigten Bereitstellung des Aufwachsignals besonders einfach und effektiv entgegengewirkt werden. Vorteilhaft kann einem unbeabsichtigten Stromverbrauch durch die Elektronikeinheit besonders effektiv und einfach entgegengewirkt werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem Überschreiten einer Spannungsschwelle das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Die Spannungsschwelle bezieht sich insbesondere auf die Spannung der zumindest einen Akkuzelle. Bevorzugt stellt die Aktivierungseinheit das Signal an der Schaltereinheit bereit, wenn eine Spannung der zumindest einen Akkuzelle die Spannungsschwelle überschreitet. Vorzugsweise ist die Spannungsschwelle an der Aktivierungseinheit derart ausgelegt, dass zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, die Spannungsschwelle überschreitbar ist, insbesondere zumindest in dem Entladezustand und/oder in dem Ladezustand des Akkupacks, um das Signal an der Schaltereinheit bereitzustellen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit das Signal an der Schaltereinheit in Abhängigkeit vom Überschreiten der Spannungsschwelle unabhängig von einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder unabhängig von einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, bereitstellt. Vorteilhaft kann das Signal an der Schaltereinheit besonders flexibel und einfach bereitgestellt werden.
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Außerdem wird, insbesondere in zumindest einem alternativen Ausführungsbeispiel, vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Insbesondere stellt die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem an der Aktivierungseinheit auftretenden, insbesondere transienten, Spannungseinbruch das Signal an der Schaltereinheit bereit. Insbesondere erzeugt eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher den, bevorzugt transienten, Spannungseinbruch, in Abhängigkeit von dem die Aktivierungseinheit vorzugsweise das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Insbesondere ist der, vorzugsweise transiente, Spannungseinbruch an der Aktivierungseinheit, um das Signal an der Schaltereinheit bereitzustellen, durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Verbraucher und/oder einen Kurzschluss erzeugbar und vorzugsweise nicht durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit einer, bevorzugt der zuvor bereits genannten, externen Stromquelle, insbesondere einem, vorzugsweise dem zuvor bereits genannten, Ladegerät. Vorteilhaft kann das Signal an der Schaltereinheit besonders einfach bereitgestellt werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungshub das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Insbesondere stellt die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem an der Aktivierungseinheit auftretenden, insbesondere transienten, Spannungshub das Signal an der Schaltereinheit bereit. Insbesondere ist durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, der, bevorzugt transiente, Spannungshub erzeugbar, in Abhängigkeit von dem die Aktivierungseinheit vorzugsweise das Signal an der Schaltereinheit bereitstellt. Insbesondere ist der, vorzugsweise transiente, Spannungshub an der Aktivierungseinheit, um das Signal an der Schaltereinheit bereitzustellen, lediglich durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit einer externen Stromquelle, insbesondere einem Ladegerät, erzeugbar und insbesondere nicht durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit einem Verbraucher. Vorteilhaft kann das Signal an der Schaltereinheit besonders einfach bereitgestellt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit einen, insbesondere den zuvor bereits genannten, Kondensator aufweist, welcher ein elektrisches Potential an einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Quellen-Anschluss der Schaltereinheit stabilisiert. Vorzugsweise ist der Kondensator, insbesondere in einem statischen Zustand der Schaltervorrichtung und bevorzugt über den zumindest einen Widerstand der Aktivierungseinheit, auf eine Spannung der zumindest einen Akkuzelle geladen. Bevorzugt ist der Kondensator dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss der Schaltereinheit, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors der Schaltereinheit, zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher zu stabilisieren. Vorzugsweise ist der Kondensator dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss der Schaltereinheit, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors der Schaltereinheit, bei einem Überschreiten der Spannungsschwelle an der Aktivierungseinheit, bei einem an der Aktivierungseinheit auftretenden, insbesondere transienten, Spannungseinbruch und/oder bei einem an der Aktivierungseinheit auftretenden, insbesondere transienten, Spannungshub zu stabilisieren. Bevorzugt stabilisiert der Kondensator das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss, um das Signal an der Schaltereinheit bereitzustellen, insbesondere um das Erzeugen der negativen Steuerspannung an der Schaltereinheit zu ermöglichen. Vorteilhaft kann zumindest durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Einheit, insbesondere dem Ladegerät, und/oder durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt werden, insbesondere eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt werden. Vorteilhaft kann ein besonders zuverlässiges Schalten der Schaltereinheit erreicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schaltvorrichtung zumindest einen Anschlusspunkt zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, umfasst, wobei die Aktivierungseinheit zumindest einen, insbesondere weiteren, Kondensator aufweist, welcher schaltungstechnisch zwischen einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Steuer-Anschluss der Schaltereinheit und dem zumindest einen Anschlusspunkt angeordnet ist. Der Anschlusspunkt entspricht insbesondere einem Pluspol der zumindest einen Akkuzelle. Die Schaltvorrichtung umfasst insbesondere zumindest einen weiteren Anschlusspunkt zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät. Der weitere Anschlusspunkt entspricht insbesondere einem Minuspol der zumindest einen Akkuzelle. Die Aktivierungseinheit und/oder die Schaltereinheit sind/ist insbesondere schaltungstechnisch zwischen dem Anschlusspunkt und dem weiteren Anschlusspunkt angeordnet. Beispielsweise fließt bei einem, vorzugsweise transienten, Spannungseinbruch, welcher insbesondere durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher erzeugbar ist, an der Aktivierungseinheit, insbesondere an dem Anschlusspunkt, ein Entladestrom aus dem Steuer-Anschluss der Schaltereinheit über den weiteren Kondensator, sodass sich insbesondere an der Schaltereinheit eine negative Steuerspannung, vorzugsweise, Gate-Source-Spannung, einstellt. Vorzugsweise ist der Kondensator in dem Schaltzustand der Schaltereinheit mit dem Aufwachsignal verbunden. Vorteilhaft kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Aktivierungseinheit durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit zumindest mit dem Verbraucher und/oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, die Schaltereinheit in den Schaltzustand geschaltet werden. Vorteilhaft kann sowohl durch einen, insbesondere transienten, Spannungshub an der Aktivierungseinheit als auch durch einen, insbesondere transienten, Spannungseinbruch an der Aktivierungseinheit, das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt werden.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit zumindest eine, insbesondere die zuvor bereits genannte, Diode aufweist, welche schaltungstechnisch zwischen einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Steuer-Anschluss und einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Quellen-Anschluss der Schaltereinheit angeordnet ist. Bevorzugt fließt bei einem, vorzugsweise transienten, Spannungshub, welcher beispielsweise durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, erzeugbar ist, an der Aktivierungseinheit, insbesondere an dem Anschlusspunkt, ein Ladestrom über den weiteren Kondensator in den Steuer-Anschluss der Schaltereinheit. Vorzugsweise reicht die Diode den an dem Steuer-Anschluss auftretenden Spannungshub an den Kondensator weiter, welcher den Spannungshub vorzugsweise gleichrichtet. Vorzugsweise relaxiert die Spannung an dem Steuer-Anschluss nach dem, insbesondere transienten, Spannungshub wieder auf einen niedrigeren Wert, welcher vorzugsweise einem anfänglichen Wert der Spannung an dem Quellen-Anschluss vor dem, insbesondere transienten, Spannungshub entspricht. Vorzugsweise an dem Kondensator und insbesondere an dem Quellen-Anschluss bleibt vorübergehend eine zu der an dem Steuer-Anschluss anliegenden Spannung erhöhte Spannung stehen, sodass insbesondere eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt ist. Vorteilhaft kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Aktivierungseinheit durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit zumindest mit dem Verbraucher und/oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, die Schaltereinheit in den Schaltzustand geschaltet werden. Vorteilhaft kann sowohl durch einen, insbesondere transienten, Spannungshub an der Aktivierungseinheit als auch durch einen, insbesondere transienten, Spannungseinbruch an der Aktivierungseinheit, das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schaltvorrichtung zumindest einen, insbesondere den zuvor bereits genannten, Anschlusspunkt zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, aufweist, wobei die Aktivierungseinheit zumindest einen Schalter und eine, insbesondere weitere, Diode aufweist, wobei der Schalter schaltungstechnisch zwischen der, insbesondere weiteren, Diode und der Schaltereinheit angeordnet ist. Der Schalter ist insbesondere als ein Bipolartransistor, vorzugsweise als ein npn-Bipolartransistor, ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Schalter als ein anderer, insbesondere von einem npn-Bipolartransistor verschiedener, Schalter ausgebildet ist. Die weitere Diode ist vorzugsweise als eine Z-Diode ausgebildet. Vorzugsweise sind der Schalter und die weitere Diode derart angeordnet/ausgelegt, dass bei einem Überschreiten einer Zenerspannung der weiteren Diode ein Strom über die weitere Diode durch eine Basis des Schalters, insbesondere des npn-Bipolartransistors, gegen den weiteren Anschlusspunkt fließt, sodass insbesondere ein Kollektorstrom durch den Schalter fließt. Bevorzugt ist der Schalter derart angeordnet, dass sich der Steuer-Anschluss der Schaltereinheit, insbesondere des Transistors der Schaltereinheit, durch ein Fließen des Kollektorstroms durch den Schalter gegen den weiteren Anschlusspunkt entlädt, wobei der Kondensator vorzugsweise das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss der Schaltereinheit, insbesondere des Transistors der Schaltereinheit, stabilisiert, sodass sich bevorzugt eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit einstellt. Vorteilhaft kann das Aufwachsignal besonders zuverlässig bereitgestellt werden.
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Ferner wird ein Akkupack mit einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung vorgeschlagen. Der Akkupack umfasst vorzugsweise ein Gehäuse. Die Schaltvorrichtung ist bevorzugt an, insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig in, dem Gehäuse angeordnet. Unter „zumindest im Wesentlichen vollständig“ kann zumindest 50 %, bevorzugt zumindest 75 % und besonders bevorzugt zumindest 90 % eines Gesamtvolumens und/oder einer Gesamtmasse eines Objekts verstanden werden. Insbesondere sind/ist die Aktivierungseinheit und/oder die Schaltereinheit an dem Gehäuse, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen vollständig in, dem Gehäuse angeordnet. Der Akkupack weist vorzugsweise Kontaktelemente zu einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, auf. Die Kontaktelemente sind beispielsweise als elektrische Kontakttulpen, elektrische Kontaktzungen, elektrische Kontaktmesser oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise ist der Anschlusspunkt durch zumindest ein Kontaktelement der Kontaktelemente gebildet. Vorzugsweise ist der weitere Anschlusspunkt durch zumindest ein weiteres Kontaktelement der Kontaktelemente gebildet. Der Akkupack ist insbesondere lösbar, vorzugsweise zerstörungsfrei lösbar, mit dem Verbraucher und mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, verbindbar. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack fest mit dem Verbraucher verbunden ist. Vorteilhaft kann ein besonders energieeffizienter Akkupack bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann eine besonders hohe Betriebssicherheit des Akkupacks bei gleichzeitig besonders geringem Stromverbrauch realisiert werden.
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Des Weiteren wird ein System mit einer, vorzugsweise der zuvor bereits genannten, externen Stromquelle, insbesondere einem, vorzugsweise dem zuvor bereits genannten, Ladegerät, und/oder mit einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Verbraucher und mit einem erfindungsgemäßen Akkupack vorgeschlagen. Vorteilhaft kann ein besonders betriebssicheres und energiesparendes System zur Verfügung gestellt werden.
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Außerdem geht die Erfindung aus von einem Verfahren zu einem Betrieb einer, insbesondere einer erfindungsgemäßen, Schaltvorrichtung für einen, insbesondere erfindungsgemäßen, Akkupack, mit zumindest einer, insbesondere der zuvor bereits genannten, Schaltereinheit und zumindest einer, insbesondere der zuvor bereits genannten, Aktivierungseinheit, durch welche ein, insbesondere das zuvor bereits genannte, Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit bereitstellt wird, wobei durch die Schaltereinheit in zumindest einem, insbesondere in dem zuvor bereits genannten, Schaltzustand der Schaltereinheit ein, insbesondere das zuvor bereits genannte, Aufwachsignal zur Aktivierung einer, insbesondere der zuvor bereits genannten, Elektronikeinheit des Akkupacks bereitgestellt wird. Es wird vorgeschlagen, dass die Aktivierungseinheit zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit einem, insbesondere dem zuvor bereits genannten, Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer, vorzugsweise der zuvor bereits genannten, externen Stromquelle, insbesondere einem, vorzugsweise dem zuvor bereits genannten, Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt wird, um diese zu schalten. Mittels der Aktivierungseinheit wird insbesondere zumindest durch die elektrische Verbindung mit dem Verbraucher und/oder durch die elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit bereitgestellt, um diese zu schalten. Vorzugsweise wird bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, bevorzugt dem Ladegerät, eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit erzeugt. Das Signal an der Schaltereinheit wird vorzugsweise durch die Aktivierungseinheit in Abhängigkeit von einem Überschreiten einer Spannungsschwelle, in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch und/oder in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungshub bereitgestellt. Vorzugsweise wird in einem Verfahrensschritt mittels der Schaltereinheit das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit an die Elektronikeinheit übertragen. Vorteilhaft kann ein Akkupack zu einem besonders stromsparenden Betrieb unterstützt werden. Vorteilhaft kann beispielsweise einer Tiefenentladung des Akkupacks, einem Überhitzen des Akkupacks oder einem Überladen des Akkupacks oder dergleichen besonders effektiv und flexibel entgegengewirkt werden.
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Die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung, der erfindungsgemäße Akkupack, das erfindungsgemäße System und/oder das erfindungsgemäße Verfahren sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung, der erfindungsgemäße Akkupack, das erfindungsgemäße System und/oder das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes System mit einer externen Stromquelle, einem Verbraucher und mit einem erfindungsgemäßen Akkupack in einer schematischen Darstellung,
- 2 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung des Akkupacks in einer schematischen Darstellung,
- 3 einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem Betrieb der Schaltvorrichtung,
- 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einer ersten alternativen Ausgestaltung, und
- 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung in einer zweiten alternativen Ausgestaltung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt ein System 38a mit einer externen Stromquelle 22a, einem Verbraucher 20a und mit einem Akkupack 12a. Es ist alternativ auch denkbar, dass das System 38a frei von einem Verbraucher oder einem Ladegerät ist. Der Verbraucher 20a ist als eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere als ein akkubetriebener Bohrhammer, ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Verbraucher 20a als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Verbraucher 20a ausgebildet ist. Der Akkupack 12a ist lösbar, insbesondere zerstörungsfrei, lösbar an dem Verbraucher 20a, insbesondere an einer Akkupackschnittstelle des Verbrauchers 20a angeordnet. Der Akkupack 12a ist dazu vorgesehen, den Verbraucher 20a mit elektrischer Energie zu versorgen. Die externe Stromquelle 22a ist als ein Ladegerät ausgebildet, insbesondere als ein Akkupackladegerät zu einem Laden des Akkupacks 12a. Alternativ ist auch denkbar, dass die externe Stromquelle 22a als eine Powerbank, ein Netzteil oder dergleichen ausgebildet ist.
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In 2 ist eine Schaltvorrichtung 10a des Akkupacks 12a schematisch dargestellt. Die Schaltvorrichtung 10a ist beispielsweise dazu vorgesehen, einem unerwünschten Stromverbrauch, beispielsweise bei Inaktivität des Akkupacks 12a, entgegenzuwirken. Die Schaltvorrichtung 10a ist vorzugsweise dazu vorgesehen, den Akkupack 12a vor einem Betrieb mit unerwünschten Betriebsparametern zu schützen. Die Schaltvorrichtung 10a ist dazu vorgesehen, eine Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Der Akkupack 12a umfasst mehrere Akkuzellen 56a, die miteinander seriell verschaltet sind. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack 12a lediglich eine Akkuzelle 56a aufweist. Der Akkupack 12a ist als ein Lithium-lonen-Akkupack ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack 12a als ein Nickel-Cadmium-Akkupack oder als ein anderer, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Akkupack 12a ausgebildet ist.
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Der Akkupack 12a umfasst die Elektronikeinheit 18a. Die Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a ist beispielsweise dazu eingerichtet, zumindest einen Betriebsparameter der Akkuzellen 56a zu überwachen. Die Elektronikeinheit 18a umfasst zumindest eine Steuereinheit (hier nicht dargestellt). Die Steuereinheit umfasst zumindest einen Prozessor und ein Speicherelement sowie ein auf dem Speicherelement gespeichertes Betriebsprogramm. Das Speicherelement ist als digitales Speichermedium, beispielsweise als eine Festplatte oder dergleichen ausgebildet. Die Elektronikeinheit 18a, insbesondere die Steuereinheit, weist zumindest eine Schutzfunktion zu einem Schutz der Akkuzellen 56a auf. Die Schutzfunktion ist beispielsweise abhängig von dem zumindest einen Betriebsparameter. Der Betriebsparameter kann eine Spannungskenngröße, eine Stromkenngröße, eine Widerstandskenngröße, eine Temperaturkenngröße oder dergleichen sein. Vorzugsweise ist die Elektronikeinheit 18a bei Inaktivität des Akkupacks 12a deaktiviert. Besonders bevorzugt ist die Elektronikeinheit 18a bei Inaktivität des Akkupacks 12a deaktiviert, insbesondere um einen möglichst geringen Stromverbrauch zu erreichen.
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Die Schaltvorrichtung 10a umfasst zumindest eine Schaltereinheit 14a. Die Schaltvorrichtung 10a umfasst zumindest eine Aktivierungseinheit 16a, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14a bereitzustellen. In zumindest einem Schaltzustand stellt die Schaltereinheit 14a ein Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a bereit. Die Aktivierungseinheit 16a stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, vorzugsweise dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit, um diese zu schalten. Die Aktivierungseinheit 16a stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit, um diese in den Schaltzustand zu schalten, in dem die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a bereitstellt.
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Die Aktivierungseinheit 16a stellt zumindest durch eine elektrische Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder durch eine elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit, um diese zu schalten. Die Schaltvorrichtung 10a, insbesondere die Aktivierungseinheit 16a, ist dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a zumindest durch die elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a und/oder durch die elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, vorzugsweise dem Ladegerät, zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Die Schaltvorrichtung 10a, insbesondere die Aktivierungseinheit 16a, ist dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a zumindest durch die elektrische Verbindung von Anschlusspunkten 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a mit dem Verbraucher 20a und/oder durch die elektrische Verbindung der Anschlusspunkte 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a mit der externen Stromquelle 22a, vorzugsweise dem Ladegerät, zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Der Akkupack 12a weist eine Elektrogeräteschnittstelle auf, mit welcher ein Elektrogerät, insbesondere zumindest der Verbraucher 20a und/oder die externe Stromquelle 22a, elektrisch verbindbar ist/sind. Die Schaltvorrichtung 10a, insbesondere die Aktivierungseinheit 16a, ist bevorzugt dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a zumindest durch die elektrische Verbindung des Verbrauchers 20a und/oder durch die elektrische Verbindung der externen Stromquelle 22a, vorzugsweise dem Ladegerät, mit der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks 12a zu aktivieren, insbesondere aufzuwecken. Vorzugsweise sind die Anschlusspunkte 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a durch die Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks 12a gebildet.
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Besonders bevorzugt ist eine, vorzugsweise automatische, Bereitstellung des Signals mittels der Aktivierungseinheit 16a an der Schaltereinheit 14a, um diese zu schalten zumindest durch die elektrische Verbindung der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks 12a, vorzugsweise der Aktivierungseinheit 16a, insbesondere den Anschlusspunkten 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a, mit dem Verbraucher 20a, vorzugsweise mit der Akkupackschnittstelle des Verbrauchers 20a, und/oder durch die elektrische Verbindung der Elektrogeräteschnittstelle des Akkupacks 12a, vorzugsweise der Aktivierungseinheit 16a, insbesondere den Anschlusspunkten 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a, mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, vorzugsweise einer Akkupackschnittstelle der externen Stromquelle 22a, insbesondere des Ladegeräts, auslösbar. Bevorzugt ist eine, insbesondere automatische, Bereitstellung des Signals mittels der Aktivierungseinheit 16a an der Schaltereinheit 14a, um diese zu schalten, durch ein Einstecken des Akkupacks 12a an der Akkupackschnittstelle des Verbrauchers 20a und/oder an der Akkupackschnittstelle der externen Stromquelle 22a auslösbar.
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Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Aktivierungseinheit 16a das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitstellt, zumindest wenn die Akkuzellen 56a in einem Entladezustand sind, welcher beispielsweise durch den Verbraucher 20a erzeugbar ist, und/oder wenn die Akkuzellen 56a in einem Ladezustand sind, welcher beispielsweise durch die externe Stromquelle 22a erzeugbar ist. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit 16a bei passiven Verbrauchern, beispielsweise einem leitenden Verbindungsstück zwischen den Anschlusspunkten 28a, 58a der Schaltvorrichtung 10a, vorzugsweise zwischen Akkuzellenkontakten, insbesondere bei einem Kurzschluss oder dergleichen, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitstellt, um diese zu schalten.
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Die Schaltvorrichtung 10a ist elektrisch mit der Elektronikeinheit 18a verbunden. Es ist alternativ oder zusätzlich denkbar, dass das Aufwachsignal kabellos von der Schaltvorrichtung 10a an die Elektronikeinheit 18a übertragbar ist. Die Aktivierungseinheit 16a und die Schaltereinheit 14a sind elektrisch miteinander verbunden. Vorzugsweise bilden die Aktivierungseinheit 16a und die Schaltereinheit 14a einen Schaltkreis. Die Aktivierungseinheit 16a ist insbesondere derart ausgebildet, dass diese ein elektrisches, insbesondere das zuvor bereits genannte, Signal erzeugt, welches die Schaltereinheit 14a in den zumindest einen Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal bereitstellt. Das Aufwachsignal ist ein elektrisches Signal.
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Die Schaltereinheit 14a umfasst zumindest einen Transistor 62a. Der Transistor 62a ist als ein Feldeffekttransistor, vorzugsweise als ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ausgebildet. Insbesondere ist der Transistor 62a als ein p-Kanal-MOSFET ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass der Transistor 62a als ein anderer, insbesondere von einem p-Kanal-MOSFET verschiedener, einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Transistor 62a ausgebildet ist. Die Schaltereinheit 14a umfasst lediglich einen einzelnen Transistor 62a. Die Aktivierungseinheit 16a stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a, vorzugsweise an dem, bevorzugt einzelnen, Transistor 62a der Schaltereinheit 14a bereit, um diese/n zu schalten. Die Schaltereinheit 14a ist derart mit der Aktivierungseinheit 16a verschaltet, dass der, bevorzugt einzelne, Transistor 62a der Schaltereinheit 14a zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Aufwachsignal bereitstellt.
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Die Aktivierungseinheit 16a erzeugt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a. Die Schaltereinheit 14a, insbesondere der Transistor 62a der Schaltereinheit 14a, ist derart ausgebildet, dass eine negative Steuerspannung die Schaltereinheit 14a, vorzugsweise den Transistor 62a der Schaltereinheit 14a, in den Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal bereitstellt. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit 16a derart ausgebildet ist, dass die Aktivierungseinheit 16a zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, eine positive Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a erzeugt, wobei die Schaltereinheit 14a insbesondere derart ausgebildet ist, dass eine positive Steuerspannung die Schaltereinheit 14a, bevorzugt den Transistor 62a der Schaltereinheit 14a, in den Schaltzustand schaltet, in dem die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal bereitstellt. Die Schaltereinheit 14a, insbesondere der Transistor 62a, weist zumindest einen Quellen-Anschluss 26a, insbesondere einen Source-Anschluss, dem Steuer-Anschluss 32a, insbesondere einen Gate-Anschluss, und einen Abfluss-Anschluss 64a, insbesondere einen Drain-Anschluss, auf. Die Steuerspannung ist eine Spannung zwischen dem Steuer-Anschluss 32a und dem Quellen-Anschluss 26a, insbesondere eine Gate-Source-Spannung.
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Der zumindest eine Schaltzustand der Schaltereinheit 14a ist ein leitender Zustand der Schaltereinheit 14a. Die Schaltereinheit 14a, insbesondere der Transistor 62a der Schaltereinheit 14a, stellt in dem leitenden Zustand der Schaltereinheit 14a, insbesondere des Transistors 62a der Schaltereinheit 14a, das Aufwachsignal bereit. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der zumindest eine Schaltzustand, in dem insbesondere die Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal bereitstellt, ein nichtleitender Zustand der Schaltereinheit 14a, insbesondere des Transistors 62a der Schaltereinheit 14a, ist.
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Die Aktivierungseinheit 16a stellt in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit. Die Aktivierungseinheit 16a stellt in Abhängigkeit von einem an der Aktivierungseinheit 16a auftretenden, insbesondere transienten, Spannungseinbruch das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit. Insbesondere ist durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a und/oder durch einen Kurzschluss der, insbesondere transiente, Spannungseinbruch erzeugbar, in Abhängigkeit von dem die Aktivierungseinheit 16a das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitstellt.
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Die Aktivierungseinheit 16a stellt in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungshub das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit. Die Aktivierungseinheit 16a stellt in Abhängigkeit von einem an der Aktivierungseinheit 16a auftretenden, insbesondere transienten, Spannungshub das Signal an der Schaltereinheit 14a bereit. Insbesondere ist durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, der, insbesondere transiente, Spannungshub erzeugbar, wobei in Abhängigkeit von dem Spannungshub die Aktivierungseinheit 16a das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitstellt.
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Die Aktivierungseinheit 16a weist einen Kondensator 24a auf, welcher ein elektrisches Potential an einem Quellen-Anschluss 26a der Schaltereinheit 14a stabilisiert. Der Kondensator 24a ist, insbesondere in einem statischen Zustand der Schaltvorrichtung 10a und bevorzugt über einen ersten Widerstand 40a der Aktivierungseinheit 16a, auf eine Spannung der Akkuzellen 56a geladen. Der Kondensator 24a ist dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss 26a der Schaltereinheit 14a, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors 62a der Schaltereinheit 14a, zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a zu stabilisieren. Der Kondensator 24a ist dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss 26a der Schaltereinheit 14a, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors 62a der Schaltereinheit 14a bei einem an der Aktivierungseinheit 16a auftretenden, insbesondere transienten, Spannungseinbruch und/oder bei einem an der Aktivierungseinheit 16a auftretenden, insbesondere transienten, Spannungshub zu stabilisieren. Der Kondensator 24a stabilisiert das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss 26a, um das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitzustellen, insbesondere um das Erzeugen der negativen Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a zu ermöglichen.
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Die Schaltvorrichtung 10a umfasst zumindest einen Anschlusspunkt 28a zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a oder mit dem der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät. Die Aktivierungseinheit 16a weist zumindest einen weiteren Kondensator 30a auf, welcher schaltungstechnisch zwischen dem Steuer-Anschluss 32a der Schaltereinheit 14a und dem zumindest einen Anschlusspunkt 28a angeordnet ist. Der Anschlusspunkt 28a entspricht einem Pluspol der seriell verschalteten Akkuzellen 56a. Die Schaltvorrichtung 10a umfasst zumindest einen weiteren Anschlusspunkt 58a zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a oder mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät. Der weitere Anschlusspunkt 58a entspricht einem Minuspol der seriell verschalteten Akkuzellen 56a. Die Aktivierungseinheit 16a und die Schaltereinheit 14a sind schaltungstechnisch zwischen dem Anschlusspunkt 28a und dem weiteren Anschlusspunkt 58a angeordnet.
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Bei einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch, welcher insbesondere durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a erzeugbar ist, an der Aktivierungseinheit 16a, insbesondere an dem Anschlusspunkt 28a fließt ein Entladestrom aus dem Steuer-Anschluss 32a der Schaltereinheit 14a über den weiteren Kondensator 30a und einen zweiten Widerstand 46a der Aktivierungseinheit 16a, sodass sich an der Schaltereinheit 14a eine negative Steuerspannung, insbesondere Gate-Source-Spannung, einstellt. Der Kondensator 24a ist in dem Schaltzustand der Schaltereinheit 14a mit dem Aufwachsignal verbunden.
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Die Aktivierungseinheit 16a weist zumindest eine Diode 34a auf, welche schaltungstechnisch zwischen dem Steuer-Anschluss 32a und dem Quellen-Anschluss 26a der Schaltereinheit 14a angeordnet ist. Bei einem, insbesondere transienten, Spannungshub, welcher durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, erzeugbar ist, an der Aktivierungseinheit 16a, insbesondere an dem Anschlusspunkt 28a, fließt ein Ladestrom über den weiteren Kondensator 30a in den Steuer-Anschluss 32a der Schaltereinheit 14a. Die Diode 34a reicht den an dem Steuer-Anschluss 32a auftretenden Spannungshub an den Kondensator 24a weiter, welcher den Spannungshub gleichrichtet. Die Spannung an dem Steuer-Anschluss 32a relaxiert nach dem, insbesondere transienten, Spannungshub wieder auf einen niedrigeren Wert, welcher vorzugsweise einem anfänglichen Wert der Spannung an dem Quellen-Anschluss 26a vor dem, insbesondere transienten, Spannungshub entspricht. An dem Kondensator 24a und insbesondere an dem Quellen-Anschluss 26a bleibt eine zu der an dem Steuer-Anschluss 32a anliegenden Spannung erhöhte Spannung stehen, sodass eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a erzeugt ist.
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An dem Abfluss-Anschluss 64a ist ein Ableitpfad von beispielsweise wenigen kOhm angeordnet. Der erste Widerstand 40a weist vorzugsweise einen Wert von zumindest 100 kOhm auf. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der erste Widerstand 40a einen Wert aufweist, welcher kleiner ist als 100 kOhm. Der erste Widerstand 40a ist dazu vorgesehen, den Kondensator 24a von einem transienten Spannungseinbruch, welcher insbesondere durch eine elektrische Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a erzeugbar ist, zu entkoppeln. Der Kondensator 24a weist beispielsweise eine Kapazität von zumindest 1 µP auf. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass eine Kapazität des Kondensators 24a weniger als 1 µP beträgt.
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Die Aktivierungseinheit 16a weist eine weitere Diode 42a auf. Die weitere Diode 42a ist in Serie mit einem dritten Widerstand 52a der Aktivierungseinheit 16a geschaltet. Die weitere Diode 42a ist als eine Z-Diode ausgebildet. Die weitere Diode 42a ist dazu vorgesehen, einer zu starken Entladung des Kondensators 24a entgegenzuwirken. Insbesondere ist die weitere Diode 42a dazu vorgesehen, einen Abfall einer Spannung des Aufwachsignals signifikant unter eine Schwelle einer Spannung von Anschlusspunkt 28a - Zenerspannung zu verhindern. Vorzugsweise ist die weitere Diode 42a als Überspannungsschutz an der Schaltereinheit 14a vorgesehen, beispielsweise derart, dass eine maximale Spannung von ±20 V aufbaubar ist. Insbesondere ist eine derartige Spannungslimitierung bei einem transienten Spannungseinbruch gewährleistet, da durch ein Schalten der Schaltereinheit 14a eine Spannung am Quellen-Anschluss 26a bis auf einen Wert von einer Spannung von Anschlusspunkt 28a - Zenerspannung der weiteren Diode 42a abfällt und gleichzeitig eine Spannung am Steuer-Anschluss 32a durch den transienten Spannungseinbruch beispielsweise größer als 0 V ist. Insbesondere ist die Zenerspannung der weiteren Diode 42a derart ausgelegt, dass sowohl eine benötigte Amplitude des Aufwachsignals sichergestellt ist und gleichzeitig eine Spannung zwischen Steuer-Anschluss 32a und Quellen-Anschluss 26a betragsmäßig unter 20 V bleibt.
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Der zweite Widerstand 46a weist beispielsweise einen Wert von maximal 100 Ohm auf. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der zweite Widerstand 46a einen Wert aufweist, der größer ist als 100 Ohm. Der weitere Kondensator 30a weist beispielsweise eine Kapazität mit einem Wert von maximal 100 n F auf. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Kapazität des weiteren Kondensators 30a einen Wert größer als 100 nF aufweist. Insbesondere sind der zweite Widerstand 46a und der weitere Kondensator 30a ausgelegt, um eine Hochpassfunktion zu erhalten. Vorzugsweise ist die Hochpassfunktion durch den zweiten Widerstand 46a und den weiteren Kondensator 30a dazu vorgesehen, bei auftretenden Spannungseinbrüchen das Signal an der Schaltereinheit 14a vorteilhaft hinsichtlich Amplitude und Halbwertszeit zu erzeugen. Insbesondere gilt, dass je größer der zweite Widerstand 46a bzw. die Kapazität des weiteren Kondensators 30a ist, desto länger ist die Halbwertszeit des Signals an der Schaltereinheit 14a und damit eine effektive Einschaltdauer des Schaltzustands der Schaltereinheit 14a.
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Die Aktivierungseinheit 16a weist einen vierten Widerstand 44a auf. Der vierte Widerstand 44a ist insbesondere als Steuer-Anschluss-Ableitwiderstand für den Steuer-Anschluss 32a vorgesehen. Die Aktivierungseinheit 16a weist einen zusätzlichen Kondensator 54a auf. Der zusätzliche Kondensator 54a ist insbesondere zur Filterung einer Spannung am Steuer-Anschluss 32a vorgesehen, vorzugsweise um einem unbeabsichtigten Schalten der Schaltereinheit 14a entgegenzuwirken.
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Der Akkupack 12a umfasst ein Gehäuse 66a. Die Schaltvorrichtung 10a ist an, insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig in, dem Gehäuse 66a angeordnet. Insbesondere sind/ist die Aktivierungseinheit 16a und/oder die Schaltereinheit 14a an dem Gehäuse 66a, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen vollständig in, dem Gehäuse 66a angeordnet. Der Akkupack 12a weist vorzugsweise Kontaktelemente (hier nicht dargestellt) zu einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, auf. Die Kontaktelemente sind beispielsweise als elektrische Kontakttulpen, elektrische Kontaktzungen, elektrische Kontaktmesser oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise ist der Anschlusspunkt 28a durch zumindest ein Kontaktelement der Kontaktelemente gebildet. Vorzugsweise ist der weitere Anschlusspunkt 58a durch zumindest ein weiteres Kontaktelement der Kontaktelemente gebildet
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3 zeigt einen schematischen Ablauf eines Verfahrens zu einem Betrieb der Schaltvorrichtung 10a für den Akkupack 12a. Durch die Aktivierungseinheit 16a wird, insbesondere in einem Verfahrensschritt 72a, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14a bereitgestellt. Durch die Schaltereinheit 14a wird, insbesondere in einem weiteren Verfahrensschritt 74a, in zumindest einem Schaltzustand der Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18a des Akkupacks 12a bereitgestellt. Durch die Aktivierungseinheit 16a wird zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitgestellt, um diese zu schalten, insbesondere in dem Verfahrensschritt 72a. Mittels der Aktivierungseinheit 16a wird insbesondere zumindest durch die elektrische Verbindung mit dem Verbraucher 20a und/oder durch die elektrische Verbindung mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14a bereitgestellt, um diese zu schalten. Zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit dem Verbraucher 20a und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16a mit der externen Stromquelle 22a, insbesondere dem Ladegerät, wird, insbesondere in dem Verfahrensschritt 72a, eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit 14a erzeugt. Das Signal an der Schaltereinheit 14a wird durch die Aktivierungseinheit 16a in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungseinbruch und/oder in Abhängigkeit von einem, insbesondere transienten, Spannungshub bereitgestellt. In dem weiteren Verfahrensschritt 74a wird mittels der Schaltereinheit 14a das Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18a an die Elektronikeinheit 18a übertragen.
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In den 4 und 5 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.
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4 zeigt eine Schaltvorrichtung 10b für einen Akkupack (hier nicht dargestellt). Die Schaltvorrichtung 10b umfasst zumindest eine Schaltereinheit 14b. Die Schaltvorrichtung 10b umfasst zumindest eine Aktivierungseinheit 16b, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14b bereitzustellen. In zumindest einem Schaltzustand stellt die Schaltereinheit 14a ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit 18b des Akkupacks bereit.
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Die Aktivierungseinheit 16b stellt bei einer elektrischen Verbindung mit einem Verbraucher (hier nicht dargestellt) und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle (hier nicht dargestellt), insbesondere einem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14b bereit, um diese zu schalten.
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Die Aktivierungseinheit 16b stellt in Abhängigkeit von einem Überschreiten einer Spannungsschwelle das Signal an der Schaltereinheit 14b bereit. Die Spannungsschwelle bezieht sich insbesondere auf eine Spannung von Akkuzellen 56b des Akkupacks. Die Aktivierungseinheit 16b stellt das Signal an der Schaltereinheit 14b bereit, zumindest wenn die Spannung der, insbesondere miteinander verschalteten, Akkuzellen 56b die Spannungsschwelle überschreitet. Die Spannungsschwelle an der Aktivierungseinheit 16b ist derart ausgelegt, dass zumindest bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16b mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16b mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, die Spannungsschwelle überschreitbar ist, bevorzugt zumindest in einem Ladezustand der Akkuzellen 56b, um das Signal an der Schaltereinheit 14b bereitzustellen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass die Aktivierungseinheit 16b das Signal an der Schaltereinheit 14b in Abhängigkeit vom Überschreiten der Spannungsschwelle unabhängig von einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit 16b mit dem Verbraucher und/oder unabhängig von einer elektrischen Verbindung der Aktivierungseinheit mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, bereitstellt.
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Die Schaltereinheit 14b umfasst einen Transistor 62b. Die Schaltereinheit 14b, insbesondere der Transistor 62b, weist zumindest einen Quellen-Anschluss 26b, insbesondere einen Source-Anschluss, einen Steuer-Anschluss 32b, insbesondere einen Gate-Anschluss, und einen Abfluss-Anschluss 64b, insbesondere einen Drain-Anschluss, auf. Ein Kondensator 24b der Aktivierungseinheit 16b ist dazu vorgesehen, das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss 26b der Schaltereinheit 14b, insbesondere dem Source-Anschluss des Transistors 62b, bei einem Überschreiten der Spannungsschwelle an der Aktivierungseinheit 16b zu stabilisieren.
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Die Schaltvorrichtung 10b umfasst zumindest einen Anschlusspunkt 28b und einen weiteren Anschlusspunkt 58b zur elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher oder mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät. Die Aktivierungseinheit 16b weist zumindest einen Schalter 68b auf. Der Schalter 68b ist schaltungstechnisch zwischen dem Anschlusspunkt 28b und der Schaltereinheit 14b angeordnet. Die Aktivierungseinheit 16b umfasst zumindest eine Diode 36b, welche schaltungstechnisch zwischen dem Anschlusspunkt 28b und der Schaltereinheit 14b angeordnet ist. Der Schalter 68b ist als ein Bipolartransistor, vorzugsweise als ein npn-Bipolartransistor, ausgebildet. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der Schalter 68b als ein anderer, insbesondere von einem npn-Bipolartransistor verschiedener, Schalter 68b ausgebildet ist. Die Diode 36b ist als eine Z-Diode ausgebildet. Der Schalter 68b und die Diode 36b sind derart angeordnet/ausgelegt, dass bei einem Überschreiten einer Zenerspannung der Diode 36b ein Strom über die Diode 36b durch eine Basis des Schalters 68b, insbesondere des npn-Bipolartransistors, gegen den weiteren Anschlusspunkt 58b fließt, sodass insbesondere ein Kollektorstrom durch den Schalter 68b fließt. Der Schalter 68b ist derart angeordnet, dass sich der Steuer-Anschluss 32b der Schaltereinheit 14b, insbesondere des Transistors 62b der Schaltereinheit 14b, durch ein Fließen des Kollektorstroms durch den Schalter 68b gegen den weiteren Anschlusspunkt 58b entlädt, wobei ein Kondensator 24b der Aktivierungseinheit 16b insbesondere das elektrische Potential an dem Quellen-Anschluss 32b der Schaltereinheit 14b, insbesondere des Transistors 62b der Schaltereinheit 14b, stabilisiert, sodass sich bevorzugt eine negative Steuerspannung an der Schaltereinheit 14b einstellt.
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Die Aktivierungseinheit 16b weist einen ersten Widerstand 40b auf. Der erste Widerstand 40b ist in Serie mit dem Kondensator 24b geschaltet. Die Aktivierungseinheit 16b weist einen zweiten Widerstand 48b auf, der in Serie mit der Diode 36b geschaltet ist. Der zweite Widerstand 48b weist beispielsweise einen Wert von zumindest 50 kOhm auf, insbesondere um einen Zenerstrom durch die Diode 36b zu begrenzen und/oder um die Spannungsschwelle zu beeinflussen. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass der zweite Widerstand 48b einen Wert aufweist, der kleiner ist als 50 kOhm. Die Zenerspannung der Diode 36b ist insbesondere zu einem Überspannungsschutz für die Schaltvorrichtung 10b vorgesehen. Die Spannungsschwelle beträgt beispielsweise zwischen 4,3 V pro Akkuzelle 56b und 4,5 V pro Akkuzelle 56b. Die Zenerspannung der Diode 36b ist insbesondere derart ausgelegt, dass Leckströme bei regulären Akkupackspannungen von beispielsweise kleiner als oder gleich groß wie 4,2 V pro Akkuzelle 56b sichergestellt sind. Um insbesondere ein Auslösen der Schaltvorrichtung 10b bei unerwünschten, insbesondere zu hohen, aber unkritischen Akkupackspannungen sicherzustellten, liegt die Zenerspannung der Diode 36b beispielsweise unter 4,5 V.
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Die Aktivierungseinheit 16a weist eine weitere Diode 42b auf. Die weitere Diode 42b ist in Serie mit einem dritten Widerstand 52b der Aktivierungseinheit 16b geschaltet. Die Aktivierungseinheit 16b weist einen vierten Widerstand 44b und einen weiteren Kondensator 54b auf. Zwischen dem Schalter 68b und dem weiteren Anschlusspunkt 58b ist insbesondere ein fünfter Widerstand 50b der Aktivierungseinheit 16b angeordnet.
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5 zeigt eine Schaltvorrichtung 10c für einen Akkupack (hier nicht dargestellt). Die Schaltvorrichtung 10c umfasst zumindest eine Schaltereinheit 14c. Die Schaltvorrichtung 10c umfasst zumindest eine Aktivierungseinheit 16c, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14c bereitzustellen. In zumindest einem Schaltzustand stellt die Schaltereinheit 14c ein Aufwachsignal zur Aktivierung einer Elektronikeinheit 18c des Akkupacks bereit. Die Aktivierungseinheit 16c stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit einem Verbraucher (hier nicht dargestellt) und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit einer externen Stromquelle (hier nicht dargestellt), insbesondere einem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14c bereit, um diese zu schalten.
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Insbesondere weist die Schaltvorrichtung 10c eine weitere Aktivierungseinheit 70c auf, welche dazu vorgesehen ist, ein Signal zu einem Schalten der Schaltereinheit 14c bereitzustellen. In zumindest einem Schaltzustand stellt die Schaltereinheit 14c ein Aufwachsignal zur Aktivierung der Elektronikeinheit 18c des Akkupacks bereit. Die Aktivierungseinheit 16c stellt zumindest bei einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher und/oder bei einer elektrischen Verbindung mit der externen Stromquelle, insbesondere dem Ladegerät, das Signal an der Schaltereinheit 14c bereit, um diese zu schalten.
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Die Aktivierungseinheit 16c ist analog zu der Aktivierungseinheit 16b aus dem vorherigen Ausführungsbeispiel ausgebildet. Die weitere Aktivierungseinheit 70c ist analog zu der Aktivierungseinheit 16a aus dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Insbesondere weist die Schaltvorrichtung 10c eine Kombination der Aktivierungseinheit 16c gemäß der Aktivierungseinheit 16b und der weiteren Aktivierungseinheit 70c gemäß der Aktivierungseinheit 16a auf. Durch die Aktivierungseinheit 16c und die weitere Aktivierungseinheit 70c ist das Signal an der Schaltereinheit 14c durch einen, insbesondere transienten, Spannungseinbruch, durch einen, insbesondere transienten, Spannungshub und/oder durch ein Überschreiten einer Spannungsschwelle bereitstellbar.
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Insbesondere weist die Schaltvorrichtung 10c einen Auslöseanschluss 60c auf. Der Auslöseanschluss 60c ist vorzugsweise zwischen einer Diode 36c der Aktivierungseinheit 16c und einem Schalter 68c der Aktivierungseinheit 16c angeordnet. Über den Auslöseanschluss 60c sind insbesondere weitere Signalgeber zum Aufwecken der Elektronikeinheit 18c des Akkupacks verbindbar, beispielsweise direkt oder entkoppelt über einen Widerstand, einen Kondensator und/oder eine Diode. Insbesondere können über den Auslöseanschluss 60c beliebige weitere Signalquellen den Schalter 68c aktivieren, um das Aufwachsignal zu erzeugen. Die Schaltvorrichtung 10c weist einen Anschlusspunkt 28c und einen weiteren Anschlusspunkt 58c auf. Die Aktivierungseinheit 16c weist einen Widerstand 48c auf, der in Serie mit der Diode 36c geschaltet ist. Zwischen dem Schalter 68c und dem weiteren Anschlusspunkt 58c ist insbesondere ein weiterer Widerstand 50c der Aktivierungseinheit 16c angeordnet.
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Die Schaltereinheit 14c umfasst zumindest einen Transistor 62c. Die Schaltereinheit 14c, insbesondere der Transistor 62c, weist zumindest einen Quellen-Anschluss 26c, insbesondere einen Source-Anschluss, einen Steuer-Anschluss 32c, insbesondere einen Gate-Anschluss, und einen Abfluss-Anschluss 64c, insbesondere einen Drain-Anschluss, auf.
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Die Schaltvorrichtung 10c, insbesondere die weitere Aktivierungseinheit 70c, weist einen Kondensator 24c auf, welcher ein elektrisches Potential an dem Quellen-Anschluss 26c der Schaltereinheit 14c stabilisiert. Der Kondensator 24c ist, insbesondere in einem statischen Zustand der Schaltvorrichtung 10c und bevorzugt über einen ersten Widerstand 40c der weiteren Aktivierungseinheit 70c, auf eine Spannung der Akkuzellen 56c geladen. Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist zumindest einen weiteren Kondensator 30c auf, welcher schaltungstechnisch zwischen dem Steuer-Anschluss 32c der Schaltereinheit 14c und dem zumindest einen Anschlusspunkt 28c angeordnet ist. Die weitere Aktivierungseinheit 70c umfasst insbesondere zumindest einen zweiten Widerstand 46c.
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Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist zumindest eine Diode 34c auf, welche insbesondere schaltungstechnisch zwischen dem Steuer-Anschluss 32c und dem Quellen-Anschluss 26c der Schaltereinheit 14c angeordnet ist. Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist eine weitere Diode 42c auf. Die weitere Diode 42c ist in Serie mit einem dritten Widerstand 52c der weiteren Aktivierungseinheit 70c geschaltet. Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist einen vierten Widerstand 44c auf. Die weitere Aktivierungseinheit 70c weist einen zusätzlichen Kondensator 54c auf.