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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltung zur Unterbrechung einer Stromversorgung eines Stromventils, insbesondere eines Stromrichters zur Bestromung eines Elektromotors.
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HINTERGRUND
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Aus dem Stand der Technik sind elektrische Schaltungen zur Unterbrechung einer Stromversorgung eines Stromrichters bekannt.
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Bspw. offenbart die
DE 10 307 999 A1 eine Antriebssteuereinrichtung für einen selbstgeführten Stromrichter. Die Antriebssteuereinrichtung umfasst zwei Ansteuerschaltungen, wobei jede Ansteuerschaltung mittels zweier elektrisch parallel geschalteter Schalter mit einer Stromversorgung verbunden ist. Die parallel geschalteten Schalter sind mittels zweier Dioden voneinander entkoppelt, wobei zwischen Schalter und Diode jeweils eine Diagnoseleitung angeschlossen ist, über die ein Schalten des Schalters überprüft werden kann. Durch ein wechselseitiges Schalten der Schalter kann die Überprüfung der Schalter ohne Unterbrechung der Stromversorgung durchgeführt werden.
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Ferner offenbart die
DE 10 2004 058 540 A1 eine Vorrichtung zur Spannungsüberwachung mit zwei parallel geschalteten Zweigen. Jeder Zweig weist zwei seriell geschaltete Schalter auf, die in einer Stromrichtung durch eine Diode elektrisch entkoppelt sind. Pro Zweig ist die Schaltbarkeit jeweils eines Schalters mittels einer zwischen dem Schalter und der Diode angeschlossenen Statusleitung überprüfbar.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektrische Schaltung zur Stromversorgung eines Stromrichters und insbesondere zur Steuerung eines Elektromotors bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung gelöst. Die erfindungsgemäße elektrische Schaltung umfasst einen Ausgang, eingerichtet zur Verbindung mit steuerbaren Stromventilen, insbesondere zur Bestromung eines Elektromotors, einen Eingang, eingerichtet zur Verbindung mit einem Versorgungspotenzial, eine Schaltvorrichtung und eine Steuerlogik. Die Schaltvorrichtung weist einen ersten Leitungszweig mit einer Reihenschaltung eines ersten Halbleiterschalters und eines zweiten Halbleiterschalters, wobei der erste Halbleiterschalter am Eingang angeschlossen ist und der zweite Halbleiterschalter am Ausgang angeschlossen ist und einen zweiten Leitungszweig mit einer Reihenschaltung eines dritten Halbleiterschalters und eines vierten Halbleiterschalters, wobei der dritte Halbleiterschalter am Eingang angeschlossen ist und der vierte Halbleiterschalter am Ausgang angeschlossen ist, auf.
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Ein erster Steuereingang des ersten Halbleiterschalters ist an einem ersten Steuerausgang der Steuerlogik, ein zweiter Steuereingang des zweiten Halbleiterschalters ist an einem zweiten Steuerausgang der Steuerlogik, ein dritter Steuereingang des dritten Halbleiterschalters ist an einem dritten Steuerausgang der Steuerlogik und ein vierter Steuereingang des vierten Halbleiterschalters ist an einem vierten Steuerausgang der Steuerlogik angeschlossen. Eine erste Rückleseleitung ist an einer Verbindung zwischen dem ersten Halbleiterschalter und dem zweiten Halbleiterschalter, und einem ersten Rückleseeingang der Steuerlogik angeschlossen und eine zweite Rückleseleitung ist an einer Verbindung zwischen dem dritten Halbleiterschalter und dem vierten Halbleiterschalter, und einem zweiten Rückleseeingang der Steuerlogik angeschlossen.
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Die Steuerlogik ist dazu eingerichtet, den ersten, zweiten, dritten und vierten Steuereingang mit zumindest einem eine Vielzahl an unterschiedlichen Testzuständen der Halbleiterschalter erzeugenden Pulsmuster anzusteuern und über die erste und zweite Rückleseleitung empfangene Signale einzulesen und auszuwerten.
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Unter dem Begriff „Testzustand” wird dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein durch einen Beginn und ein Ende definierter Zustand verstanden, während dessen die Halbleiterschalter kontinuierlich mit einem Signal zum Öffnen oder zum Schließen angesteuert werden. Soweit die Halbleiterschalter fehlerfrei arbeiten, befinden sich die Halbleiterschalter in einem Testzustand somit kontinuierlich in einem dementsprechenden Zustand. Dabei sind die Begriffe „offen” und „geschlossen” in Bezug auf die Halbleiterschalter so zu verstehen, dass ein offener Halbleiterschalter keinen Strom leitet (d. h. ausgeschaltet ist) und ein geschlossener Halbleiterschalter Strom leitet (d. h. eingeschaltet ist). Ferner ist unter dem Begriff „Pulsmuster” insbesondere eine vordefinierte Abfolge von Signalen zum Öffnen und zum Schließen der Halbleiterschalter zu verstehen, die eine bestimmte Abfolge von Testzuständen erzeugt.
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Vorzugsweise ist die Steuerlogik dazu eingerichtet, eine Schaltfunktionalität des ersten und des zweiten Halbleiterschalters unter Berücksichtigung der über die erste Rückleseleitung empfangenen Signale zu überprüfen und/oder eine Schaltfunktionalität des dritten und des vierten Halbleiterschalters unter Berücksichtigung der über die zweite Rückleseleitung empfangenen Signale zu überprüfen.
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Vorzugsweise umfasst das zumindest eine Pulsmuster ein erstes Pulsmuster und ein zweites Pulsmuster und das erste Pulsmuster ist anders, als das zweite Pulsmuster.
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Vorzugsweise ist die Steuerlogik dazu eingerichtet, den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Steuereingang während einer Bestromung des Ausgangs mit dem ersten Pulsmuster und in Bestromungspausen mit dem zweiten Pulsmuster anzusteuern.
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Vorzugsweise werden der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter durch das zumindest eine Pulsmuster gesteuert, in einem ersten Testzustand offen zu sein.
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Vorzugsweise wird der erste Halbleiterschalter durch das zumindest eine Pulsmuster gesteuert in einem zweiten Testzustand offen und in einem dritten Testzustand geschlossen zu sein und der zweite Halbleiterschalter durch das zumindest eine Pulsmuster gesteuert, in dem zweiten Testzustand geschlossen und in dem dritten Testzustand offen zu sein.
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Vorzugsweise werden der erste Halbleiterschalter und der zweite Halbleiterschalter durch das zumindest eine Pulsmuster gesteuert, in einem vierten Testzustand geschlossen zu sein.
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Vorzugsweise werden der dritte Halbleiterschalter und der vierte Halbleiterschalter durch das zweite Pulsmuster gesteuert, in den Testzuständen geschlossen zu sein und die Steuerlogik ist dazu eingerichtet, zu überprüfen, ob sich der Spannungspegel am ersten Rückleseeingang bei einem Übergang zwischen dem ersten Testzustand und dem zweiten Testzustand, oder bei einem Übergang zwischen dem ersten Testzustand und dem dritten Testzustand, oder bei einem Übergang zwischen dem ersten Testzustand und dem vierten Testzustand ändert und, wenn sich der Spannungspegel am ersten Rückleseeingang nicht ändert, ein Fehlersignal auszugeben.
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Unter dem Begriff „Fehlersignal” ist dabei jegliches Signal zu verstehen, das dazu geeignet ist, einen erkannten Fehlerfall anzuzeigen, bspw. indem ein Spannungspegel einer an der Steuerlogik angeschlossenen Fehlersignalleitung auf einen vorbestimmten Wert gesetzt wird oder über die Fehlersignalleitung ein vorbestimmtes Signal übertragen wird. Ferner ist der Begriff „Übergang” als bidirektionaler Übergang zu verstehen, wobei ein Übergang zwischen zwei Testzuständen sowohl das unmittelbar aufeinander Folgen der Testzustände als auch das mittelbare aufeinander Folgen der Testzustände, d. h. mit dazwischenliegenden Testzuständen umfassen soll.
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Vorzugsweise signalisiert das Fehlersignal, dass sich der erste Halbleiterschalter oder der zweite Halbleiterschalter nicht öffnen oder nicht schließen lässt.
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Bspw. können, je nachdem bei welchem der Übergänge sich der Spannungspegel am ersten Rückleseeingang nicht ändert, unterschiedliche Fehlerfälle erkannt werden (der erste Halbleiterschalter oder der zweite Halbleiterschalter lässt sich nicht öffnen, der erste Halbleiterschalter lässt sich nicht schließen, der zweite Halbleiterschalter lässt sich nicht schließen, etc.), und mittels verschiedener Fehlersignalleitungen oder Fehlersignale angezeigt werden.
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Vorzugsweise umfasst die Schaltung ferner eine dritte Rückleseleitung, die an dem Ausgang und einem dritten Rückleseeingang der Steuerlogik angeschlossen ist, wobei der dritte Halbleiterschalter und der vierte Halbleiterschalter durch das erste Pulsmuster gesteuert werden, in den Testzuständen offen zu sein und die Steuerlogik dazu eingerichtet ist, die Schaltfunktionalität des ersten und des zweiten Halbleiterschalters unter Berücksichtigung der über die dritte Rückleseleitung empfangenen Signale zu überprüfen.
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Durch den offenen dritten Halbleiterschalter und den offenen vierten Halbleiterschalter ist die dritte Rückleseleitung nur bei geschlossenem ersten und zweiten Halbleiterschalter auf Eingangspotenzial, so dass ein Öffnen des ersten oder zweiten Halbleiterschalters eine Änderung des Potenzial am dritten Rückleseeingang hervorruft.
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Vorzugsweise ist die Steuerlogik dazu eingerichtet, zu überprüfen, ob sich der Spannungspegel am dritten Rückleseeingang bei einem Übergang zwischen dem ersten Testzustand und dem vierten Testzustand oder bei einem Übergang zwischen dem zweiten Testzustand und dem vierten Testzustand oder bei einem Übergang zwischen dem dritten Testzustand und dem vierten Testzustand ändert und, wenn sich der Spannungspegel am dritten Rückleseeingang nicht ändert, ein Fehlersignal auszugeben.
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Bspw. können, je nachdem bei welchem der Übergänge sich der Spannungspegel am dritten Rückleseeingang nicht ändert, unterschiedliche Fehlerfälle erkannt werden (der erste Halbleiterschalter lässt sich nicht öffnen, der zweite Halbleiterschalter lässt sich nicht öffnen, der erste Halbleiterschalter oder der zweite Halbleiterschalter lässt sich nicht schließen, etc.), und mittels verschiedener Fehlersignalleitungen oder Fehlersignalpulsmuster angezeigt werden.
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Vorzugsweise signalisiert das Fehlersignal, dass sich der erste Halbleiterschalter und/oder der zweite Halbleiterschalter nicht öffnen lässt.
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Bspw. lässt eine trotz „Öffnen” des ersten und zweiten Halbleiterschalters auf Eingangspotenzial liegende dritte Rückleseleitung auf ein nicht-Funktionieren des ersten und zweiten Halbleiterschalters schließen.
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Vorzugsweise schließen der dritte Testzustand und der erste Testzustand sowie der vierte Testzustand und der zweite Testzustand aneinander an.
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In diesem Zusammenhang wird nochmals darauf hingewiesen, dass auch sich nicht unmittelbar aneinander anschließende Testphasen zur Erkennung eines Fehlerfalls herangezogen werden können, bspw. indem das Potenzial der entsprechenden Rückleseleitung in den relevanten Testzuständen verglichen werden und daraus auf Potenzialänderungen geschlossen werden kann, die erfolgt wären, wenn sich die Testzustände unmittelbar aneinander angeschlossen hätten.
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Vorzugsweise ist die Schaltung in einem System umfasst, welches einen Stromrichter aufweist, wobei der Stromrichter an dem Ausgang angeschlossen ist. Ferner kann das System eine weitere (identische) Schaltung umfassen, an deren Ausgang ebenfalls der Stromrichter angeschlossen ist.
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Der Stromrichter wird dadurch mit einer redundant aufgebauten und während des Betriebs überprüfbaren Abschaltschaltung versehen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
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1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung;
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2 ein Phasendiagramm eines ersten Pulsmusters;
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3 ein Phasendiagramm eines zweiten Pulsmusters;
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4 ein Phasendiagramm eines dritten Pulsmusters; und
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5 ein Verfahren zum Überprüfen der elektrischen Schaltung zeigt.
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Dabei sind in den Zeichnungen gleiche oder analoge Elemente durch identische Bezugszeichen gekennzeichnet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung 10. Die elektrische Schaltung 10 umfasst einen Eingang 12, welcher an einer elektrischen Spannungs- oder Stromversorgung angeschlossen ist und an den eine Eingangsspannung angelegt ist. Ferner umfasst die elektrische Schaltung 10 einen Ausgang 14, an welchen eine weitere elektrische Schaltung, wie bspw. ein Stromrichter angeschlossen ist, an den die elektrische Schaltung 10 eine Ausgangsspannung anlegt. Des Weiteren umfasst die elektrische Schaltung 10 eine Schaltvorrichtung 16 zum Durchschalten der Eingangsspannung zum Ausgang 14, wodurch die Ausgangsspannung der Eingangsspannung entspricht. Zudem umfasst die elektrische Schaltung 10 eine Steuerlogik 18 zum Steuern der Schaltvorrichtung 16.
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Die Schaltvorrichtung 16 weist einen ersten Leitungszweig 20 mit einer Reihenschaltung eines ersten Halbleiterschalters 22 und eines zweiten Halbleiterschalters 24 auf. Der erste Halbleiterschalter 22 und der zweite Halbleiterschalter 24 sind bspw. als Transistorschaltungen ausgebildet. Der erste Halbleiterschalter 22 ist am Eingang 12 angeschlossen und der zweite Halbleiterschalter 24 ist am Ausgang 14 angeschlossen. Sind der erste Halbleiterschalter 22 und der zweite Halbleiterschalter 24 geschlossen, verbindet die Schaltvorrichtung 16 den Eingang 12 über den ersten Leitungszweig 20 mit dem Ausgang 14, wodurch die Eingangsspannung zum Ausgang 14 durchgeschaltet wird.
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Ferner weist die Schaltvorrichtung 16 einen zweiten Leitungszweig 26 mit einer Reihenschaltung eines dritten Halbleiterschalters 28 und eines vierten Halbleiterschalters 30 auf. Der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 können ebenfalls als Transistorschaltungen ausgebildet sein. Der dritte Halbleiterschalter 28 ist am Eingang 12 angeschlossen und der vierte Halbleiterschalter 30 ist am Ausgang 14 angeschlossen. Sind der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 geschlossen, verbindet die Schaltvorrichtung 16 den Eingang 12 über den zweiten Leitungszweig 26 mit dem Ausgang 14 und die Eingangsspannung ist zum Ausgang 14 durchgeschaltet. Der erste Leitungszweig 20 und der zweite Leitungszeig 26 stellen somit zwei unterbrechbare Leitungen zwischen dem Eingang 12 und dem Ausgang 14 dar, die im Wechsel betrieben werden können, ohne den Ausgang 14 vom Eingang 12 elektrisch zu entkoppeln.
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Ein erster Steuereingang des ersten Halbleiterschalters 22 ist über eine erste Signalleitung S1 an einem ersten Steuerausgang der Steuerlogik 18 angeschlossen. Ein zweiter Steuereingang des zweiten Halbleiterschalters 24 ist über eine zweite Signalleitung S2 an einem zweiten Steuerausgang der Steuerlogik 18 angeschlossen. Ein dritter Steuereingang des dritten Halbleiterschalters 28 ist über eine dritte Signalleitung S3 an einem dritten Steuerausgang der Steuerlogik 18 angeschlossen. Ein vierter Steuereingang des vierten Halbleiterschalters 30 ist über eine vierte Signalleitung S4 an einem vierten Steuerausgang der Steuerlogik 18 angeschlossen. Die Steuerlogik 18 steuert, mit, über die erste Signalleitung S1 an den ersten Halbleiterschalter 22, über die zweite Signalleitung S2 an den zweiten Halbleiterschalter 24, über die dritte Signalleitung S3 an den dritten Halbleiterschalter 28 und über die vierte Signalleitung S4 an den vierten Halbleiterschalter 30 angelegten Spannungspegeln, das Öffnen und Schließen des ersten Halbleiterschalters 22, des zweiten Halbleiterschalters 24, des dritten Halbleiterschalters 28 und des vierten Halbleiterschalters 30.
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Eine erste Rückleseleitung R1 der Schaltvorrichtung 16 ist an einer Verbindung zwischen dem ersten Halbleiterschalter 22 und dem zweiten Halbleiterschalter 24, und einem ersten Rückleseeingang der Steuerlogik 18 angeschlossen. Die erste Rückleseleitung R1 ermöglicht somit ein Erfassen des Spannungspegels der den ersten Halbleiterschalter 22 und den zweiten Halbleiterschalter 24 verbindenden Leitung, durch die Steuerlogik 18. Eine zweite Rückleseleitung R2 ist an einer Verbindung zwischen dem dritten Halbleiterschalter 28 und dem vierten Halbleiterschalter 30, und einem zweiten Rückleseeingang der Steuerlogik 18 angeschlossen. Die zweite Rückleseleitung R2 ermöglicht somit ein Erfassen des Spannungspegels der den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 verbindenden Leitung, durch die Steuerlogik 18. Eine dritte Rückleseleitung R3 ist am Ausgang 14 und einem dritten Rückleseeingang der Steuerlogik 18 angeschlossen. Die dritte Rückleseleitung R3 ermöglicht somit ein Erfassen der Ausgangsspannung, durch die Steuerlogik 18.
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Die Steuerlogik 18 ist dazu eingerichtet, den ersten, zweiten, dritten und vierten Steuereingang mit einem Pulsmuster anzusteuern und parallel dazu die über die erste Rückleseleitung R1, über die zweite Rückleseleitung R2 und über die dritte Rückleseleitung R3 empfangenen Signale bzw. erfassten Spannungspegel auszuwerten und gegebenenfalls über die Fehlersignalleitung F (in 1 durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet) ein Fehlersignal auszugeben. 2 zeigt dazu ein Phasendiagramm eines ersten Pulsmusters 32. Das erste Pulsmuster 32 umfasst neun Phasen auf die in 2 unter Zuhilfenahme der Buchstaben „A” bis „I” Bezug genommen wird. Jede Phase versetzt die elektrische Schaltung 10 bzw. die Halbleiterschalter 22, 24, 28, 30 in einen entsprechenden Testzustand. Insofern sollen die in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Begriffe „Phase” und „Testzustand” als sich entsprechend verstanden werden. Während der Phase „A” sind die erste Signalleitung S1, die zweite Signalleitung S2, die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf einem ersten Spannungspegel und der erste Halbleiterschalter 22, der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 offen. Dadurch sind die erste Rückleseleitung R1, die zweite Rückleseleitung R2 und die dritte Rückleseleitung R3 vom Eingang 12 abgekoppelt und weisen einen im Folgenden als „Basisspannung” bezeichneten Spannungspegel auf. Bspw. können die erste Rückleseleitung R1, die zweite Rückleseleitung R2 und die dritte Rückleseleitung R3 über einen hochohmigen Widerstand mit Masse bzw. Erde verbunden sein.
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In der sich an die Phase „A” anschließenden Phase „B” verbleiben die zweite Signalleitung S2, die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf dem ersten Spannungspegel und der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 sind weiterhin offen. Am Übergang zwischen der Phase „A” und der Phase „B” beschaltet die Steuerlogik 18 jedoch die erste Signalleitung S1 mit einem zweiten Spannungspegel, welcher sich von dem ersten Spannungspegel unterscheidet. Der zweite Spannungspegel ist so gewählt, dass der erste Halbleiterschalter 22 bei fehlerfreier Funktion geschlossen wird. In der Phase „B” ist somit der erste Halbleiterschalter 22 geschlossen und der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 offen.
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Durch den geschlossenen ersten Halbleiterschalter 22 wird die am Eingang 12 anliegende Eingangsspannung zur ersten Rückleseleitung R1 durchgeschaltet, wodurch die erste Rückleseleitung R1 auf Eingangsspannung liegt. Durch das Durchschalten der am Eingang 12 anliegenden Eingangsspannung wird somit, wenn sich die Eingangsspannung hinreichend von der Basisspannung unterscheidet, eine messbare Spannungsänderung an der ersten Rückleseleitung R1 erzeugt, die das Schließen des ersten Halbleiterschalters 22 anzeigt.
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Würde hingegen keine Änderung des Spannungspegels der ersten Rückleseleitung R1 erfasst, bzw. die erste Rückleseleitung R1 weiterhin auf Basisspannung liegen, wäre dies ein Indiz dafür, dass der erste Halbleiterschalter 22 oder die erste Rückleseleitung R1 beschädigt sind und ausgetauscht werden müssen. Unterscheidet sich der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „A” somit nicht vom Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „B”, kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann die Steuerlogik 18 den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 offenhalten und das erste Pulsmuster 32 nach Phase „B” beenden. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass sich der erste Halbleiterschalter 22 nicht schließen lässt oder die erste Rückleseleitung R1 beschädigt ist.
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In der sich an die Phase „B” anschließenden Phase „C” verbleiben die erste Signalleitung S1 auf dem zweiten Spannungspegel und die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf dem ersten Spannungspegel, wodurch der erste Halbleiterschalter 22 weiterhin geschlossen und der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 weiterhin offen ist. Am Übergang zwischen der Phase „B” und der Phase „C” beschaltet die Steuerlogik 18 jedoch die zweite Signalleitung S2 mit einem zweiten Spannungspegel, welcher sich von dem ersten Spannungspegel unterscheidet. Der zweite Spannungspegel ist so gewählt, dass der zweite Halbleiterschalter 24 bei fehlerfreier Funktion geschlossen wird. In der Phase „C” sind somit der erste Halbleiterschalter 22 und der zweite Halbleiterschalter 24 geschlossen und der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 offen.
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Durch den geschlossenen zweiten Halbleiterschalter 24 wird die am Eingang 12 anliegende Eingangsspannung zur dritten Rückleseleitung R3 durchgeschaltet, wodurch die dritte Rückleseleitung R3 auf Eingangsspannung liegt. Durch das Durchschalten der am Eingang 12 anliegenden Eingangsspannung wird somit (wenn sich die Eingangsspannung hinreichend von der Basisspannung unterscheidet) eine messbare Spannungsänderung an der dritten Rückleseleitung R3 erzeugt, die das Schließen des zweiten Halbleiterschalters 24 anzeigt.
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Würde hingegen keine Änderung des Spannungspegels der dritten Rückleseleitung R3 erfasst, bzw. die dritte Rückleseleitung R3 weiterhin auf Basisspannung liegen, wäre dies ein Indiz dafür, dass der zweite Halbleiterschalter 24 oder die dritte Rückleseleitung R3 beschädigt sind und ausgetauscht werden müssen. Unterscheidet sich der Spannungspegel der dritten Rückleseleitung R3 während der Phase „B” somit nicht vom Spannungspegel der dritten Rückleseleitung R3 während der Phase „C”, kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann die Steuerlogik 18 den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 öffnen bzw. offenhalten und das erste Pulsmuster 32 nach Phase „C” beenden. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass sich der zweite Halbleiterschalter 24 nicht schließen lässt oder die dritte Rückleseleitung R3 beschädigt ist.
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In der sich an die Phase „C” anschließenden Phase „D” verbleibt die erste Signalleitung auf dem zweiten Spannungspegel und dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf dem ersten Spannungspegel, wodurch der erste Halbleiterschalter 22 weiterhin geschlossen und der dritte und vierte Halbleiterschalter 28 und 30 weiterhin offen ist. Am Übergang zwischen der Phase „C” und der Phase „D” beschaltet die Steuerlogik 18 jedoch die zweite Signalleitung S2 mit dem ersten Spannungspegel, wodurch sich der zweite Halbleiterschalter 24 bei fehlerfreier Funktion öffnet. In der Phase „D” sind somit, wie in der Phase „B”, der erste Halbleiterschalter 22 geschlossen und der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 offen.
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Durch den offenen zweiten Halbleiterschalter 24 wird die dritte Rückleseleitung R3 von der am Eingang 12 anliegenden Eingangsspannung entkoppelt, wodurch die dritte Rückleseleitung R3 auf Basisspannung liegt. Durch das Entkoppeln der dritten Rückleseleitung R3 von der am Eingang 12 anliegenden Eingangsspannung wird somit (wenn sich die Eingangsspannung hinreichend von der Basisspannung unterscheidet) eine messbare Spannungsänderung an der dritten Rückleseleitung R3 erzeugt, die das Öffnen des zweiten Halbleiterschalters 24 anzeigt.
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Würde hingegen keine Änderung des Spannungspegels der dritten Rückleseleitung R3 erfasst, bzw. die dritte Rückleseleitung R3 weiterhin auf Eingangsspannung liegen, wäre dies ein Indiz dafür, dass sich der zweite Halbleiterschalter 24 nicht mehr öffnen lässt und ausgetauscht werden muss. Unterscheidet sich der Spannungspegel der dritten Rückleseleitung R3 während der Phase „D” somit nicht vom Spannungspegel der dritten Rückleseleitung R3 während der Phase „C”, kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann die Steuerlogik 18 den ersten Halbleiterschalter 22, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 öffnen bzw. offenhalten und das erste Pulsmuster 32 nach Phase „D” beenden. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass sich der zweite Halbleiterschalter 24 nicht mehr öffnen lässt.
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In der sich an die Phase „D” anschließenden Phase „E” verbleiben die zweite Signalleitung S2, die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf dem ersten Spannungspegel und der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 sind weiterhin offen. Am Übergang zwischen der Phase „D” und der Phase „E” beschaltet die Steuerlogik 18 jedoch die erste Signalleitung S1 mit dem ersten Spannungspegel, wodurch sich (bei fehlerfreier Funktion) der erste Halbleiterschalter 22 öffnet. In der Phase „E” sind somit, wie in der Phase „A”, der erste Halbleiterschalter 22, der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 offen.
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Durch den offenen ersten Halbleiterschalter 24 wird die erste Rückleseleitung R1 von der am Eingang 12 anliegenden Eingangsspannung entkoppelt, wodurch die erste Rückleseleitung R1 wieder auf Basisspannung hegt. Durch das Entkoppeln der ersten Rückleseleitung R1 von der am Eingang 12 anliegenden Eingangsspannung wird somit (wenn sich die Eingangsspannung hinreichend von der Basisspannung unterscheidet) eine messbare Spannungsänderung an der ersten Rückleseleitung R1 erzeugt, die das Öffnen des ersten Halbleiterschalters 22 anzeigt.
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Würde hingegen keine Änderung des Spannungspegels der ersten Rückleseleitung R1 erfasst, bzw. die erste Rückleseleitung R1 weiterhin auf Eingangsspannung liegen, wäre dies ein Indiz dafür, dass sich der erste Halbleiterschalter 22 nicht mehr öffnen lässt und ausgetauscht werden muss. Unterscheidet sich der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „E” somit nicht vom Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „D”, kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder den ersten, zweiten, dritten und vierten Halbleiterschalter 22, 24, 28, 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann die Steuerlogik 18 den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 offenhalten und das erste Pulsmuster 32 nach Phase „E” beenden. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass sich der erste Halbleiterschalter 22 nicht öffnen lässt.
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Wie in 2 gezeigt, setzt sich das erste Pulsmuster 32 in den Phasen „F” bis „I” fort, wobei in analoger Form die Funktionalität des dritten Halbleiterschalters 28 und des vierten Halbleiterschalters 30 unter Zuhilfenahme der zweiten Rückleseleitung R2 und der dritten Rückleseleitung R3 überprüft wird. Somit lässt sich durch das erste Pulsmuster 32 die Funktionalität des ersten, zweiten, dritten und vierten Halbleiterschalters 22, 24, 28 und 30 sowohl hinsichtlich des Öffnens als auch hinsichtlich des Schließens überprüfen, wobei darauf hinzuweisen ist, dass die Reihenfolge der Phasen des ersten Pulsmusters 32 beliebig vertauscht und auf (im Sinne der Überprüfung) redundante Phasen verzichtet werden kann, solange die Steuerlogik 18 es ermöglicht, die zu der ersten Rückleseleitung R1, zu der zweiten Rückleseleitung R2 und zu der dritten Rückleseleitung R3 gehörenden Spannungspegel den durch die Steuerlogik 18 erzeugten Phasen zuzuordnen und die Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1, der zweiten Rückleseleitung R2 und der dritten Rückleseleitung R3 während verschiedener Phasen miteinander oder mit Referenzwerten zu vergleichen.
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Hinsichtlich der miteinander zu vergleichenden Phasen ist anzumerken, dass diese sich vorzugsweise hinsichtlich der Spannungspegel der ersten Signalleitung S1, der zweiten Signalleitung S2, der dritten Signalleitung S3 und der vierten Signalleitung S4 unterscheiden, wobei es auch möglich ist, aktuelle Phasen mit früheren Phasen zu vergleichen oder Phasen hinsichtlich erwarteter Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1, der zweiten Rückleseleitung R2 und der dritten Rückleseleitung R3 zu überprüfen. Ebenfalls möglich ist es, die Spannungspegel verschiedener Rückleseleitungen R1, R2 und R3 während verschiedener Phasen zu überprüfen, bspw. wenn diese durch entsprechende Schalterzustände gleich oder verschieden sein müssten.
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Erforderlich ist somit im Sinne der Erfindung lediglich das Abprüfen einer oder mehrerer der Phasen „A” bis „I”, wobei das Abprüfen durch einen Vergleich der während einer Phase erzeugten Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1, der zweiten Rückleseleitung R2 und der dritten Rückleseleitung R3 mit jeglichen geeigneten Referenzspannungspegeln erfolgen kann. Zudem sei angemerkt, dass eine, mehrere oder alle Rückleseleitungen R1, R2 und R3 mit Signalverstärkern und Invertern versehen sein können, wobei klar ist, dass sich die in 2 gezeigten Spannungspegelverläufe dadurch entsprechend ändern. Ferner ist klar, dass der erste Halbleiterschalter 22, der zweite Halbleiterschalter 24, der dritten Halbleiterschalter 28 und der vierten Halbleiterschalter 30 so ausgebildet werden können, dass sie durch das Anlegen eines fallenden Spannungspegels geöffnet werden, wodurch die in 2 gezeigten Spannungspegeländerungen zu invertieren wären.
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3 zeigt ein Phasendiagramm eines zweiten Pulsmusters 34. Das zweite Pulsmuster 34 umfasst dreizehn Phasen, auf die in 3 unter Zuhilfenahme der Buchstaben „J” bis „V” Bezug genommen wird, wobei in der sich auf 3 beziehenden Beschreibung insbesondere auf die Unterschiede zwischen dem zweiten Pulsmuster 34 und dem ersten Pulsmuster 32 eingegangen wird, ansonsten aber das in Zusammenhang mit 2 Offenbarte analog gelten soll. Während der Phase „J” sind die erste Signalleitung S1, die zweite Signalleitung S2, die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf dem zweiten Spannungspegel und der erste Halbleiterschalter 22, der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 geschlossen. Dadurch liegen die erste Rückleseleitung R1, die zweite Rückleseleitungen R2 und die dritte Rückleseleitung R3 auf Eingangsspannung. In dem zweiten Pulsmuster 34 schaltet der zweite Leitungszweig 26 durchgängig in den Phasen J–P und der erste Leitungszweig 20 durchgängig in den Phasen P–V die Eingangsspannung 12 zum Ausgang durch, wodurch das zweite Pulsmuster 34 ohne Spannungsunterbrechung zwischen Eingang 12 und Ausgang 14 durchgeführt werden kann. Im Folgenden wird daher nicht mehr auf die dritte Rückleseleitung R3 eingegangen, da sich bei fehlerfreier Funktion der Schaltung ihr Spannungspegel über die Phasen des zweiten Pulsmusters 34 nicht ändert. Jedoch versteht es sich, dass aus einem abweichendem Spannungspegel der dritten Rückleseleitung R3 während des zweiten Pulsmusters 34 auf einen Fehlerzustand geschlossen, und dieser wie oben beschrieben angezeigt werden kann. Zudem ist klar, dass die an den ersten und den zweiten Halbleiterschalter 22 und 24 bzw., an den dritten und den vierten Halbleiterschalter 28, 30 angelegten Spannungspegel vertauscht werden können, da diese hinsichtlich der anliegenden Spannung (d. h. Eingangsspannung gleich Ausgangsspannung) symmetrisch sind.
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In der sich an die Phase „J” anschließenden Phase „K” verbleiben die zweite Signalleitung S2, die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf dem zweiten Spannungspegel und der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 sind weiterhin geschlossen. Am Übergang zwischen der Phase „J” und der Phase „K” beschaltet die Steuerlogik 18 jedoch die erste Signalleitung S1 mit dem ersten Spannungspegel. In der Phase „K” ist somit der erste Halbleiterschalter 22 offen und der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 26 und der vierte Halbleiterschalter 30 geschlossen.
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Durch den offenen ersten Halbleiterschalter 22 wird die erste Rückleseleitung R1 jedoch von der am Eingang 12 anliegenden Spannung nicht entkoppelt, da der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 weiterhin geschlossen sind. Ob der erste Halbleiterschalter 22 tatsächlich geöffnet wurde, kann daher in der Phase „K” nicht überprüft werden. Allerdings kann, wenn sich der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 beim Übergang zwischen der Phase „J” und der Phase „K” ändert, darauf geschlossen werden, dass der zweite Halbleiterschalter 24 geöffnet ist. Unterscheidet sich der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „K” somit vom Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „J”, kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann die Steuerlogik 18 den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 öffnen und das zweite Pulsmuster 34 nach Phase „K” beenden. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass sich der zweite Halbleiterschalter 24 nicht schließen lässt.
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In der sich an die Phase „K” anschließenden Phase „L” verbleiben die erste Signalleitung S1 auf dem ersten Spannungspegel und die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf dem zweiten Spannungspegel, wodurch der erste Halbleiterschalter 22 weiterhin offen und der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 weiterhin geschlossen sind. Am Übergang zwischen der Phase „K” und der Phase „L” beschaltet die Steuerlogik 18 jedoch die zweite Signalleitung S2 mit dem ersten Spannungspegel. In der Phase „L” sind somit der erste Halbleiterschalter 22 und der zweite Halbleiterschalter 24 offen und der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 geschlossen.
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Durch den offenen zweiten Halbleiterschalter 24 wird die erste Rückleseleitung R1 vom Ausgang 14 und somit (indirekt über den zweiten Leitungszweig 26) von der am Eingang 12 anliegenden Eingangsspannung entkoppelt, wodurch die erste Rückleseleitung R1 auf Basisspannung liegt. Durch das Entkoppeln der ersten Rückleseleitung R1 von der Eingangsspannung wird somit (wenn sich die Eingangsspannung hinreichend von der Basisspannung unterscheidet) eine messbare Spannungsänderung an der ersten Rückleseleitung R1 erzeugt, die das Öffnen des zweiten Halbleiterschalters 24 anzeigt.
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Würde hingegen keine Änderung des Spannungspegels der ersten Rückleseleitung R1 erfasst, bzw. wäre die erste Rückleseleitung R1 weiterhin auf Eingangsspannung, wäre dies ein Indiz dafür, dass der erste Halbleiterschalter 22 oder der zweite Halbleiterschalter 24 beschädigt ist und ausgetauscht werden muss. Unterscheidet sich der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „L” somit nicht vom Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „K”, kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder die Halbleiterschalter 22, 24, 28, 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann Steuerlogik 18 den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 öffnen und das zweite Pulsmuster 34 nach Phase „L” beenden oder mit dem ersten Pulsmuster 32 fortfahren, um zu überprüfen, ob sich der erste Halbleiterschalter 22 oder der zweite Halbleiterschalter 24 nicht öffnen lässt oder ob sich der erste Halbleiterschalter 22 und der zweite Halbleiterschalter 24 nicht öffnen lassen. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass sich der erste Halbleiterschalter 22 und/oder der zweite Halbleiterschalter 24 nicht öffnen lässt.
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In der sich an die Phase „L” anschließenden Phase „M” verbleibt die zweite Signalleitung S2 auf dem ersten Spannungspegel und die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 verbleiben auf dem zweiten Spannungspegel, wodurch der zweite Halbleiterschalter 24 weiterhin offen ist und der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 weiterhin geschlossen sind. Am Übergang zwischen der Phase „L” und der Phase „M” beschaltet die Steuerlogik 18 jedoch die erste Signalleitung S1 mit dem zweiten Spannungspegel. In der Phase „M” sind somit der zweite Halbleiterschalter 24 offen und der erste Halbleiterschalter 22, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 geschlossen.
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Durch den geschlossenen ersten Halbleiterschalter 22 wird die Eingangsspannung zur ersten Rückleseleitung R1 durchgeschaltet, wodurch die erste Rückleseleitung R1 auf Eingangsspannung liegt. Durch Durchschalten der am Eingang 12 anliegenden Eingangsspannung wird somit (wenn sich die Eingangsspannung hinreichend von der Basisspannung unterscheidet) eine messbare Spannungsänderung an der ersten Rückleseleitung R1 erzeugt, die das Schließen des ersten Halbleiterschalters 22 anzeigt.
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Würde hingegen keine Änderung des Spannungspegels der ersten Rückleseleitung R1 gemessen, bzw. der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 weiterhin auf Basisspannung liegen, wäre dies ein Indiz dafür, dass der erste Halbleiterschalter 22 oder die erste Rückleseleitung R1 beschädigt ist und ausgetauscht werden muss. Unterscheidet sich der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „M” somit nicht vom Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „L”, kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder die Halbleiterschalter 22, 24, 28, 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann die Steuerlogik 18 den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 öffnen und das zweite Pulsmuster 34 nach Phase „M” beenden. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass sich der erste Halbleiterschalter 22 nicht schließen lässt oder die erste Rückleseleitung beschädigt ist.
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In der sich an die Phase „M” anschließenden Phase „N” verbleibt die zweite Signalleitung S2 auf dem ersten Spannungspegel und die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf dem zweiten Spannungspegel, wodurch der zweite Halbleiterschalter 24 weiterhin offen ist und der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 weiterhin geschlossen sind. Am Übergang zwischen der Phase „M” und der Phase „N” beschaltet die Steuerlogik 18 jedoch die erste Signalleitung S1 mit dem ersten Spannungspegel. In der Phase „N” sind somit der erste Halbleiterschalter 22 und der zweite Halbleiterschalter 24 offen und der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 geschlossen.
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Durch den offenen ersten Halbleiterschalter 22 wird die erste Rückleseleitung R1 von der Eingangsspannung entkoppelt, wodurch die erste Rückleseleitung R1 auf Basisspannung liegt. Durch Entkoppeln der ersten Rückleseleitung R1 von der Eingangsspannung wird somit (wenn sich die Eingangsspannung hinreichend von der Basisspannung unterscheidet) eine messbare Spannungsänderung an der ersten Rückleseleitung R1 erzeugt, die das Öffnen des ersten Halbleiterschalters 22 anzeigt.
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Würde hingegen keine Änderung des Spannungspegels der ersten Rückleseleitung R1 gemessen, bzw. der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 weiterhin auf Eingangsspannung liegen, könnte dies ein Indiz dafür sein, dass der erste Halbleiterschalter 22 beschädigt ist und ausgetauscht werden muss. Unterscheidet sich der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „N” somit nicht vom Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „M”, kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann die Steuerlogik 18 den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 öffnen und das zweite Pulsmuster 34 nach Phase „N” beenden. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass sich der erste Halbleiterschalter 22 nicht öffnen lässt.
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In der sich an die Phase „N” anschließenden Phase „O” verbleibt die erste Signalleitung S1 auf dem ersten Spannungspegel und die dritte Signalleitung S3 und die vierte Signalleitung S4 auf dem zweiten Spannungspegel, wodurch der erste Halbleiterschalter 22 weiterhin offen ist und der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 weiterhin geschlossen sind. Am Übergang zwischen der Phase „N” und der Phase „O” beschaltet die Steuerlogik 18 jedoch die zweite Signalleitung S2 mit dem zweiten Spannungspegel. In der Phase „O” sind somit der erste Halbleiterschalter 22 offen und der zweite Halbleiterschalter 24, der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 geschlossen.
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Durch den geschlossenen zweiten Halbleiterschalter 24 wird die Eingangsspannung (indirekt über den zweiten Leitungszweig 26) zur ersten Rückleseleitung R1 durchgeschaltet, wodurch die erste Rückleseleitung R1 auf Eingangsspannung liegt. Durch Durchschalten der Eingangsspannung wird somit (wenn sich die Eingangsspannung hinreichend von der Basisspannung unterscheidet) eine messbare Spannungsänderung an der ersten Rückleseleitung R1 erzeugt, die das Schließen des zweiten Halbleiterschalters 24 anzeigt.
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Würde hingegen keine Änderung des Spannungspegels der ersten Rückleseleitung R1 gemessen, bzw. der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 weiterhin auf Basisspannung liegen, könnte dies ein Indiz dafür sein, dass der zweite Halbleiterschalter 24 oder die erste Rückleseleitung R1 beschädigt ist und ausgetauscht werden muss. Unterscheidet sich der Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „O” somit nicht vom Spannungspegel der ersten Rückleseleitung R1 während der Phase „N”, kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann die Steuerlogik 18 den ersten Halbleiterschalter 22, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 öffnen und das zweite Pulsmuster 34 nach Phase „O” beenden. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass sich der zweite Halbleiterschalter 24 nicht schließen lässt oder die erste Rückleseleitung R1 beschädigt ist.
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Wie in 3 gezeigt, setzt sich das zweite Pulsmuster 34 in den Phasen „P” bis „V” fort, wobei in analoger Form die Funktionalität des dritten Halbleiterschalters 28 und des vierten Halbleiterschalters 30 unter Zuhilfenahme der zweiten Rückleseleitung R2 überprüft wird. Ferner sei noch darauf hingewiesen, dass durch das erste Pulsmuster 32 und das zweite Pulsmuster 34 erkannte identische Fehlerfalltypen durch identische Signalmuster oder über identische Signalleitungen angezeigt werden können.
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4 zeigt ein Phasendiagramm eines dritten Pulsmusters 36. Das dritte Pulsmuster 36 umfasst neun Phasen des zweiten Pulsmusters 34, auf die in 4 unter Zuhilfenahme der Buchstaben „J” bis „M”, „P” bis „S” und „V” Bezug genommen wird, wobei die in 3 und 4 mit gleichen Buchstaben versehenen Phasen einander entsprechen, weshalb das in Bezug auf die sich entsprechenden Phasen in Zusammenhang mit 3 Offenbarte ebenfalls bzw. analog für das dritte Pulsmuster 36 gilt.
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Wie beim zweiten Pulsmuster 34 wird beim dritten Pulsmuster 36 in der Phase „L” abgeprüft, ob sich der erste Halbleiterschalter 22 und der zweite Halbleiterschalter 24 öffnen lassen bzw. in der Phase „R” abgeprüft, ob sich der dritte Halbleiterschalter 28 und der vierte Halbleiterschalter 30 öffnen lassen. Allerdings wird das sich Schließen Lassen des zweiten Halbleiterschalters 24 und des vierten Halbleiterschalters 30 nicht explizit abgeprüft. Dies kann aber bei einer Wiederholung des dritten Pulsmusters 36 implizit abgeprüft werden, indem der Spannungspegel der dritten Rückleseleitung R3 in der Phase „K” oder „M” bzw. „Q” oder „S” erfasst wird.
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Würde sich nämlich der erste Halbleiterschalter 22 und der dritte Halbleiterschalter 28 nicht schließen lassen, würde die dritte Rückleseleitung in besagten Phasen auf Basisspannung liegen. In diesem Fall kann die Steuerlogik 18 das Fehlersignal ausgeben und/oder den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten. Bspw. kann die Steuerlogik 18 den ersten Halbleiterschalter 22, den zweiten Halbleiterschalter 24, den dritten Halbleiterschalter 28 und den vierten Halbleiterschalter 30 öffnen bzw. offenhalten und das dritte Pulsmuster 36 beenden. Ferner können Informationen über den Fehlerfalltyp im Fehlersignal kodiert sein, bspw. mittels eines Signalmusters oder eines definierten Spannungspegels, oder das Fehlersignal kann über eine eigens dafür vorgesehene Leitung übertragen werden, so dass das Fehlersignal signalisiert, dass Anzeichen bestehen, dass sich der erste Halbleiterschalter 22 und der dritte Halbleiterschalter 28 nicht schließen lassen.
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5 zeigt ein Phasendiagramm eines vierten Pulsmusters 38. Das vierte Pulsmuster 38 umfasst zehn Phasen des ersten und zweiten Pulsmusters 32 und 34, auf die in 5 unter Zuhilfenahme der Buchstaben „A” bis „C”, „S” bis „V”, „K”, „L” und „W” Bezug genommen wird, wobei die in 2, 3 und 5 mit gleichen Buchstaben versehenen Phasen einander entsprechen, weshalb das in Zusammenhang mit den entsprechenden Phasen der 2 und 3 Offenbarte ebenfalls bzw. analog für das vierte Pulsmuster 38 gilt. Insbesondere prüft das vierte Pulsmuster 38 in den Phasen „A”, „B” und „C”, ob der erste Halbleiterschalter 22 und der zweite Halbleiterschalter 24 eingeschaltet werden können. Ferner prüft das vierte Pulsmuster 38 in den Phasen „S”, „T” und „U”, ob der dritte Halbleiterschalter 28 ein und ausgeschaltet und der vierte Halbleiterschalter 30 eingeschaltet werden kann. Des Weiteren prüft das vierte Pulsmuster 38 in den Phasen „K” und „L”, ob der erste Halbleiterschalter 22 und der zweite Halbleiterschalter 24 ausgeschaltet werden können. Zudem prüft das vierte Pulsmuster 38 in der Phase „W”, ob der vierte Halbleiterschalter 30 ausgeschaltet werden kann.
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6 zeigt ein Verfahren zum Überprüfen der Halbleiterschalter 22, 24, 28 und 30 der elektrischen Vorrichtung 10 durch die Steuerlogik 18. Das Verfahren umfasst den Schritt des Ansteuerns des ersten Steuereingangs, des zweiten Steuereingangs, des dritten Steuereingangs und des vierten Steuereingangs der Halbleiterschalter 22, 24, 28 und 30 gemäß einer oder mehrerer Phasen eines der Pulsmuster 32, 34, 36 und 38 und den Schritt des Auswertens der über die erste Rückleseleitung R1, die zweite Rückleseleitung R2 und/oder die dritte Rückleseleitung R3 empfangenen Signale. Im Fehlerfall kann die Steuerlogik 18 die Halbleiterschalter 22, 24, 28 und 30 wie oben beschrieben in einen vorbestimmten Betriebszustand schalten und das Fehlersignal ausgeben, welches anzeigt, dass ein Fehler aufgetreten ist. Ferner kann das Fehlersignal, wie oben beschrieben, so ausgegeben werden, dass neben der Information, dass ein Fehler aufgetreten ist, auch der Fehlertyp angezeigt wird, bspw., dass sich ein bestimmter Halbleiterschalter 22, 24, 28 und 30 nicht öffnen oder nicht schließen lässt. Der vorbestimmte Zustand der Halbleiterschalter 22, 24, 28 und 30 kann ferner so gewählt sein, dass die Stromversorgung des Ausgangs 14 unterbrochen wird und so eine an den Ausgang 14 angeschlossene elektrische Schaltung ausgeschaltet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schaltung
- 12
- Eingang
- 14
- Ausgang
- 16
- Schaltvorrichtung
- 18
- Steuerlogik
- 20
- Erster Leitungszweig
- 22
- Erster Halbleiterschalter
- 24
- Zweiter Halbleiterschalter
- 26
- Zweiter Leitungszweig
- 28
- Dritter Halbleiterschalter
- 30
- Vierter Halbleiterschalter
- 32–38
- Pulsmuster
- 40–42
- Verfahrensschritte
- A–W
- Testphasen/Testzustände
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10307999 A1 [0003]
- DE 102004058540 A1 [0004]
