DE202017105722U1

DE202017105722U1 - Digital-zu-Widerstandswert-Wandler für einen Linearregler mit günstiger Verlustleistungsverteilung

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Publication number: DE202017105722U1
Application number: DE202017105722.4U
Authority: DE
Original assignee: Elmos Semiconductor SE
Current assignee: Elmos Semiconductor SE
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2027-01-19

Abstract

Vorrichtung (DRC) mit einem ersten Anschluss (8) und einem zweiten Anschluss (9) zur Wandlung eines digitalen Steuerbefehls auf einem Steuerbus (SB) in einen Widerstandswert in einer Anwendungsvorrichtung mit einem Gehäuse (GH) – wobei der Wert (RDRC) des elektrischen Widerstands zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) von dem Steuerbefehl auf dem Steuerbus (SB) abhängt und wobei der Widerstand (RDRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) zumindest einen ersten Widerstandswert (RG1) bei Vorliegen eines ersten Steuerbefehls auf dem Steuerbus (SB) annimmt und zumindest einen zweiten Widerstandswert (RG2) bei Vorliegen eines zweiten Steuerbefehls auf dem Steuerbus (SB) annimmt, der vom ersten Widerstandswert (RG2) verschieden ist und größer als dieser ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Vorrichtung (DRC) in einen ersten Vorrichtungsteil (DRCA) und einen zweiten Vorrichtungsteil (DRCB) aufgeteilt werden kann und – dass in dem zweiten Vorrichtungsteil (DRCB) der Vorrichtung (DRC) mehr als 90% der Verlustleistung anfällt, die entsteht, • wenn die Vorrichtung (DRC) von einem ersten elektrischen Strom (I1) durchströmt wird, der am ersten Anschluss (8) der Vorrichtung (DRC) eingespeist wird und am zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) wieder aus der Vorrichtung (DRC) austritt, und • wenn der Widerstand (RDRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) dem zweiten Widerstandswert (RG2) entspricht, – und das im ersten Vorrichtungsteil (DRCA) der Vorrichtung (DRC) weniger als 10% der Verlustleistung anfällt, die entsteht, • wenn die Vorrichtung (DRC) von einem ersten elektrischen Strom (I1) durchströmt wird, der am ersten Anschluss (8) der Vorrichtung (DRC) eingespeist wird und am zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) wieder aus der Vorrichtung (DRC) austritt, und • wenn der Widerstand (RDRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) dem zweiten Widerstandswert (RG2) entspricht, – und dass der erste Vorrichtungsteil (DRCA) sich in einem Gehäuse (GH) befindet und das der zweite Vorrichtungsteil (DRCB) sich nicht in dem Gehäuse (GH) befindet.

Description

Oberbegriff
Die Erfindung richtet sich auf einen Digital-zu-Widerstandswert-Wandler (DRC) für einen Linearregler zur Versorgung von LEDs in Kraftfahrzeugen (Kfz) aus einem Gleichspannungsnetz mit einem vergrößerten Betriebsspannungsbereich.
Allgemeine Einleitung
Linearregler werden an verschiedensten Stellen im Kfz zur Regelung der Betriebsspannung eingesetzt. Sie kommen vor allem dort zum Einsatz, wo kein Dauerbetrieb erforderlich ist und die Energieeffizienz nur unter größerem Aufwand gesteigert werden kann, was typischerweise mit einem erhöhten Energieaufwand zur Herstellung einhergeht. Solche Anwendungen sind beispielsweise Fahrtrichtungsanzeiger, Bremsleuchten, Innenraumleuchten etc.
Aufgabe
Der vorgeschlagenen Vorrichtung und dem vorgeschlagenen Verfahren liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die die im Gehäuse des Linearreglers auftretende Verlustwärme minimiert und so eine Flächenminimierung einer entsprechenden integrierten Schaltung zulässt.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Lösung der Aufgabe
Es wird ein Verfahren zur geregelten Versorgung eines Verbrauchers (1) mit elektrischer Energie durch eine Regelschaltung (2) (siehe 1). Sie umfasste eine erste steuerbare Stromquelle (IS₁) mit einem ersten Anschluss (6) und einem zweiten Anschluss (7). Des Weiteren weist sie einen ersten Schalter (S₁) mit einem ersten Anschluss (8) und mit einem zweiten Anschluss (9) und mit einem Steueranschluss (SB₁) auf, sowie einen ersten externen Widerstand (R₁) mit einem ersten Anschluss (R_1a) und einem zweiten Anschluss (R_1b). Der Verbraucher (1) besitzt einen ersten Anschluss (3) und einen zweiten Anschluss (4). Die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) ist mit ihrem ersten Anschluss (6) niederohmig mit einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) direkt oder indirekt verbunden. Die steuerbare Stromquelle (IS₁) ist mit ihrem zweiten Anschluss (7) mit dem ersten Anschluss (R_1a) des ersten Widerstands (R₁) verbunden. Der erste Widerstand (R₁) ist mit seinem zweiten Anschluss (R_1b) mit dem ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1) verbunden. Der Verbraucher (1) ist mit seinem zweiten Anschluss (4) mit einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) direkt oder indirekt verbunden. Der erste Schalter (S₁) ist mit seinem ersten Anschluss (8) mit dem ersten Anschluss (R_1a) des ersten Widerstands (R₁) verbunden. Der erste Schalter (S₁) ist mit seinem zweiten Anschluss (9) mit dem zweiten Anschluss (R_1b) des ersten Widerstands (R₁) und dem ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1) verbunden. Das Verfahren umfasst den Schritt des Einspeisens eines ersten Ausgangsstromes (I₁) in den ersten Anschluss (R_1a) des ersten Widerstands (R₁) durch die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) der Regelschaltung (2) und den Schritt des Erfassens des Werts eines Messparameters. Dieser Erfassung kann auf zumindest sechs verschiedene Weisen geschehen:

1. durch die Erfassung des Werts des ersten Ausgangsstroms (I₁) aus der ersten Stromquelle (IS1) in den Verbraucher (1) hinein in Form eines Ausgangsstrommesswerts (I1) oder
2. durch die Erfassung des Werts der Ausgangsspannung (U₁) durch Erfassung der Differenz zwischen dem elektrischen Potenzial des ersten Ausgangs (SW₁) der Regelschaltung (2) und/oder dem Potenzial des ersten Anschlusses (R_1a) des ersten Widerstands (R₁) einerseits und dem elektrischen Potenzial einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) oder eines anderen Bezugspotenzials andererseits in Form eines Ausgangsspannungsmesswerts (U1) oder
3. durch Erfassung des Werts (P1) der Ausgangsleistung durch Erfassung des Produkts aus der Differenz zwischen dem elektrischen Potenzial des ersten Anschlusses des ersten Widerstands (R₁) oder dem Potenzial des ersten Ausgangs (SW₁) oder des ersten Anschlusses (8) des ersten Schalters (S₁) einerseits und dem elektrischen Potenzial einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) oder eines anderen Bezugspotenzials und/oder dem Wert des ersten Ausgangsstroms (I₁) von der ersten Stromquelle (IS1) in den Verbraucher (1) andererseits in Form eines Ausgangsleistungsmesswerts (P1) oder
4. durch Erfassung des Werts des ersten Laststroms durch den Verbraucher (1) in Form eines Laststrommesswerts (I2) oder
5. durch Erfassung des Werts einer Lastspannung durch Erfassung der Differenz zwischen dem elektrischen Potenzial des ersten Anschlusses (3) des Verbrauchers (1) oder eines anderen Anschlusses des Verbrauchers (1) einerseits und dem elektrischen Potenzial einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) oder eines anderen Bezugspotenzials andererseits in Form eines Lastspannungsmesswerts (U2).

Weitere Schritte sind die Erfassung des Werts (U_b) der Betriebsspannung (V_bat) und das Regeln des ersten Ausgangsstromes (I₁) der ersten Stromquelle (IS1) bei gleichzeitigem Öffnen oder Schließen des ersten Schalters (S₁) durch einen Regler (RG) in Abhängigkeit von dem Wert des gewählten Messparameters (I1, U2, P1, U2, I2) oder von mehreren dieser Messparameter oder von einem oder mehreren aus diesen Messparametern abgeleiteten Messparametern, sowie in Abhängigkeit des Werts der Betriebsspannung (U_b). Dabei erfolgt diese Regelung so, dass in einem betragsmäßigen ersten Betriebsspannungsbereich (A), in dem die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig zwischen einem ersten Betriebsspannungswert (U_b1) und einem zweiten Betriebsspannungswert (U_b2) liegt, der betragsmäßig größer als der Betrag des ersten Betriebsspannungswerts (U_b1) ist, und in dem die erste steuerbare Stromquelle (IS₁), die den ersten Ausgangsstrom (I₁) liefert, einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁) liefert und in dem der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional mit einem ersten Faktor
abhängt, der erste Schalter (S₁) geschlossen ist. In einem anderen, betragsmäßigen zweiten Betriebsspannungsbereich (B) liegt die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig nun über dem zweiten Betriebsspannungswert (U_b2) und damit außerhalb des ersten Betriebsspannungsbereiches (A) und ggf. unterhalb eines dritten Betriebsspannungswerts (U_b3), der diesen zweiten Betriebsspannungsbereiche (B) ggf. von einem möglicherweise vorgesehenen dritten Betriebsspannungsbereich (C) abgrenzt. Dieser dritte Betriebsspannungswert (U_b3) ist betragsmäßig größer als der Betrag des zweiten Betriebsspannungswerts (U_b2). In dem betragsmäßigen zweiten Betriebsspannungsbereich (B) liefert die erste steuerbare Stromquelle (IS₁), die den ersten Ausgangsstrom (I₁) liefert, einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁). Außerdem hängt in dem betragsmäßigen zweiten Betriebsspannungsbereich (B) der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional von einem zweiten Faktor
ab, der gleich dem ersten Faktor (F_A) sein kann. Des Weiteren ist in dem betragsmäßigen zweiten Betriebsspannungsbereich (B) der erste Schalter (S₁) geöffnet. Eine besondere Ausprägung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Betriebsspannungswert (U_b2) in der Regelschaltung (10) aus den Messparametern (U1, I1, P1, I2, U2) oder einer erfassten Reglertemperatur (T) ermittelt wird oder von außen über eine analoge oder digitale Schnittstelle (ST) oder ein anderes Signal (PWM) vorgegeben wird.
Das Verfahren kann in allgemeiner Form als zuvor beschrieben mittels eines Schalternetzwerkes (SW) realisiert werden. Es handelt sich dann wieder um eine Verfahren zur geregelten Versorgung eines Verbrauchers (1) mit elektrischer Energie durch die besagte Regelschaltung (2), die den besagten Regler (RG) umfasst und die eine erste steuerbare Stromquelle (IS₁) mit einem ersten Anschluss (6) und einem zweiten Anschluss (7) umfasst. Nun jedoch umfasst die Regelschaltung (2) statt eines einzigen ersten Schalters (S₁) ein Schaltnetzwerk (SW) mit m Schaltern (S₁, S₂, ... S_m). Das Schalternetzwerk (SW) verfügt daher über einen ersten Anschluss (8) und über einen zweiten Anschluss (9) sowie über einen Anschluss für einen Steuerbus (SB), über den der Zustand der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) gesteuert wird. Des Weiteren verfügt das Schalternetzwerk (SW) über L Widerstandsanschlüsse (SW₁, SW₂, ... SW_L) für den Anschluss n externer ohmscher Widerstände (R₁, R₂, ... R_n). Dabei sind L, n und m ganze positive Zahlen.
Das Schaltnetzwerk (SW) besteht, wie bereits angedeutet, aus einer Verschaltung von m Schaltern (S₁, S₂, ... S_m), mit m als ganzer positiver Zahl größer oder gleich eins, und k elektrischen Verbindungen zwischen diesen, mit k als ganzer positiver Zahl größer oder gleich null. Die m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) werden über den Steuerbus (SB) gesteuert. Jeder der n externen Widerstände (R₁, R₂, R_n) weist einen ersten Anschluss (R_1a, R_2a, ... R_na) und einen zweiten Anschluss (R_1b, R_2b, ... R_nb) auf. Der mit elektrischer Energie zu versorgende Verbraucher (1) – beispielsweise ein oder mehrere LED-Ketten – weist zumindest einen ersten Anschluss (3) und einen zweiten Anschluss (4) auf. Die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) ist mit ihrem ersten Anschluss (6) niederohmig mit einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) verbunden. Die steuerbare Stromquelle (IS₁) ist mit ihrem zweiten Anschluss (7) mit dem ersten Widerstandsanschluss (SW₁) des Schalternetzwerks (SW) verbunden. Das Schalternetzwerks (SW) ist mit seinem zweiten Anschluss (9) mit dem ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1) verbunden. Der Verbraucher (1) ist mit seinem zweiten Anschluss (4) mit einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) verbunden. Jeder i-te Widerstand (R_i, mit 1 ≤ i ≤ n) der n Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) ist mit seinem jeweiligen ersten Anschluss (R_ia) mit einem Widerstandsanschluss (SW_r) mit 0 ≤ r ≤ L des Schalternetzwerks (SW) verbunden. Jeder jeweilige i-te Widerstand (R_i, mit 1 ≤ i ≤ n) der n Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) ist mit seinem jeweiligen zweiten Anschluss (R_ib) mit einem Widerstandsanschluss (SW_q) mit 0 ≤ q ≤ L und q ≠ r des Schalternetzwerks (SW) verbunden, der nicht derjenige Widerstandsanschluss (SW_r) des Schalternetzwerks (SW) ist, mit dem sein erster Anschluss (R_ia) verbunden ist. Die Verbindungen zwischen dem Schalternetzwerk (SW) und den n Widerständen (R₁, R₂, ... R_n) sowie die Verschaltungen der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) und die k elektrischen Verbindungen innerhalb des Schalternetzwerk (SW) sind so gestaltet, dass sich je nach Ansteuerung der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) über den Steuerbus (SB) eine ganze positive Anzahl p von Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p) durch unterschiedliche Kombinationen geöffneter und geschlossener Schalter (S₁, S₂, ... S_m) ergibt. Dabei ergibt sich für jede der p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p) ein zugehöriger ohmscher Gesamtwiderstand (R_Gj, mit 1 ≤ j ≤ p) von p möglichen ohmschen Gesamtwiderständen (R_G1, R_G2, ... R_Gn) zwischen dem ersten Anschluss des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss des Schalternetzwerks (SW). Dieser ohmsche Gesamtwiderstand (R_Gj) hängt nun von der Ansteuerung der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) durch den Steuerbus (SB) ab. Das Verfahren umfasst weiter die Schritte

a) des Einspeisens eines ersten Ausgangsstromes (I₁) in den ersten Widerstandsanschluss (SW₁) des Schalternetzwerks (SW) durch die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) der Regelschaltung (2),
b) des Erfassens des Werts eines Messparameters durch
• erstens die Erfassung des Werts des ersten Ausgangsstroms (I₁) der ersten steuerbaren Stromquelle (IS₁) in Form eines Ausgangsstrommesswerts (I₁) oder
• zweitens durch die Erfassung des Werts der Ausgangsspannung (U₁) durch Erfassung der Differenz zwischen dem elektrischen Potenzial des ersten Anschlusses (SW₁) des Schalternetzwerks (SW) und dem elektrischen Potenzial einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) oder eines anderen Bezugspotenzials in Form eines Ausgangsspannungsmesswerts (U1) oder
• drittens durch die Erfassung des Werts der Ausgangsleistung durch Erfassung des Produkts aus der Differenz zwischen dem elektrischen Potenzial des ersten Anschlusses (SW₁) des Schalternetzwerks (SW) und dem elektrischen Potenzial einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) oder eines anderen Bezugspotenzials einerseits und oder dem Wert des ersten Ausgangsstroms (I₁) der ersten Stromquelle (IS₁) andererseits in Form eines Ausgangsleistungsmesswerts (P1) oder
• durch die Erfassung des Werts des ersten Laststroms durch den Verbraucher (1) in Form eines Laststrommesswerts (I2) oder
• durch Erfassung des Werts einer Lastspannung durch Erfassung der Differenz zwischen dem elektrischen Potenzial des ersten Anschlusses (3) des Verbrauchers (1) oder eines anderen Anschlusses des Verbrauchers (1) und dem elektrischen Potenzial einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) oder eines anderen Bezugspotenzials in Form eines Lastspannungsmesswerts (U2);
c) der Erfassung des Werts der Betriebsspannung (U_b);
d) des Regelns des ersten Ausgangsstromes (I₁) der ersten Stromquelle (IS₁) durch den Regler (RG) in Abhängigkeit von dem Wert des Messparameters (I1, U1, P1, I2, U2) und in Abhängigkeit von dem Wert der Betriebsspannung (U_b). In einem betragsmäßigen ersten Betriebsspannungsbereich (A) liegt wieder die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig zwischen einem ersten Betriebsspannungswert (U_b1) und einem zweiten Betriebsspannungswert (U_b2), der betragsmäßig größer als der Betrag des ersten Betriebsspannungswerts (U_b1) ist. In dem betragsmäßigen ersten Betriebsspannungsbereich (A) liefert wieder die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁). Der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) hängt in dem betragsmäßigen ersten Betriebsspannungsbereich (A) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional mit einem ersten Faktor
ab.

Der Regler (RG) stellt in dem betragsmäßigen ersten Betriebsspannungsbereich (A) eine erste Verschaltungskonfiguration (V₁) der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) über den Steuerbus (SB) ein, sodass sich ein erster zugehöriger ohmscher Gesamtwiderstand (R_G1) zwischen dem ersten Widerstandsanschluss (SW₁) des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss (3) des Schalternetzwerks (SW) ergibt.
In einem zweiten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (B) liegt die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig über dem zweiten Betriebsspannungswert (U_b2) und ggf. unterhalb eines dritten Betriebsspannungswerts (U_b3), der betragsmäßig größer als der Betrag des zweiten Betriebsspannungswerts (U_b2) ist. In dem zweiten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (B) liefert die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁). Der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) hängt in dem zweiten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (B) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional mit einem zweiten Faktor
ab, der gleich dem ersten Faktor (F_A) sein kann.
Der Regler (RG) stellt in diesem zweiten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (B) eine zweite Verschaltungskonfiguration (V₂) der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) über den Steuerbus (SB) so ein, dass sich ein zweiter zugehöriger ohmscher Gesamtwiderstand (R_G2) zwischen dem ersten Widerstandsanschluss (SW₁) des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss (3) des Schalternetzwerks (SW) ergibt. Dabei ist der zweite zugehörige ohmsche Gesamtwiderstand (R_G2) größer als der erste zugehörige ohmsche Gesamtwiderstand (R_G1). In einer anderen Ausprägung des vorgeschlagenen Verfahrens ist diese Variation gegenüber dem vorher beschriebenen dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Betriebsspannungswert (U_b2) in der Regelschaltung (2) aus den Messparametern (U1, I1, P1, I2, U2) oder einer erfassten Reglertemperatur (T) ermittelt wird oder von außen über eine analoge oder digitale Schnittstelle (ST) oder ein anderes Signal (PWM) vorgegeben wird.
In einer weiteren Verallgemeinerung können noch mehr Schwellwerte vorgesehen werden. Ein derartig abgewandeltes Verfahren auf Basis eines mit mehr als zwei Schwellwerten gesteuerten Schalternetzwerks (SW) kann wie folgt aussehen:
Es handelt sich dabei wie zuvor um ein Verfahren zur geregelten Versorgung eines Verbrauchers (1) mit elektrischer Energie durch eine Regelschaltung (2). Die Regelschaltung (2) umfasst wieder einen Regler (RG) und eine erste steuerbare Stromquelle (IS₁) mit einem ersten Anschluss (6) und einem zweiten Anschluss (7). Des Weiteren weist sie ein Schalternetzwerk (SW) mit einem ersten Anschluss (8) und mit einem zweiten Anschluss (9) und mit einem Anschluss für einen Steuerbus (SB) auf. Das Schalternetzwerk (SW) ist mit L Widerstandsanschlüssen (SW₁, SW₂, ... SW_L) für den Anschluss von zumindest n externen ohmsche Widerständen (R₁, R₂, ... R_n) versehen. Dabei sind wieder n und L ganze positive Zahlen. Das Schalternetzwerk (SW) besteht zumindest teilweise aus einer Verschaltung von m Schaltern (S₁, S₂, ... S_m), mit m als ganzer positiver Zahl größer oder gleich eins, und k elektrischen Verbindungen, mit k als ganzer positiver Zahl größer oder gleich null. Die m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) werden über einen Steuerbus (SB) gesteuert, der ggf. auch nur eine einzelne Leitung umfassen kann. Jeder der n externen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) weist zumindest einen ersten Anschluss (R_1a, R_2a, ... R_na) und einen zweiten Anschluss (R_1b, R_2b, ... R_nb) auf. Der Verbraucher (1) weist wieder einen ersten Anschluss (3) und einen zweiten Anschluss (4) auf. Die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) ist mit ihrem ersten Anschluss (6) niederohmig mit einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) verbunden und mit ihrem zweiten Anschluss (7) mit dem ersten Anschluss (8) des Schalternetzwerks (SW) verbunden. Das Schalternetzwerk (SW) ist mit seinem zweiten Anschluss (9) mit dem ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1) verbunden. Der Verbraucher (1) ist mit seinem zweiten Anschluss (4) mit einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) verbunden. Jeder i-te Widerstand (R_i, mit 1 ≤ i ≤ n) der n Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) ist mit seinem ersten Anschluss (R_ia) mit einem Widerstandsanschluss (SW_r) mit 0 ≤ r ≤ L des Schalternetzwerks (SW) verbunden. Dieser i-te Widerstand (R_i) der n Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) ist gleichzeitig mit seinem zweiten Anschluss (R_ib) mit einem weiteren Widerstandsanschluss (SW_q) mit 0 ≤ q ≤ L des Schalternetzwerks (SW) verbunden, der nicht der Widerstandsanschluss (SW) des Schalternetzwerks (SW) ist, mit dem sein erster Anschluss (R_ia) verbunden ist. Die Verbindungen zwischen dem Schalternetzwerk (SW) und den n Widerständen (R₁, R₂, ... R_n) und die Verschaltungen der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) und k elektrischen Verbindungen innerhalb des Schalternetzwerk (SW) sind so gestaltet, dass sich je nach Ansteuerung der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) durch den Steuerbus (SB) eine ganze positive Anzahl p von Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p) durch geöffnete und geschlossene Schalter (S₁, S₂, ... S_m) ergibt. Für jede der p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p) ergibt sich dann ein zugehöriger ohmscher Gesamtwiderstand (R_Gj, mit 1 ≤ j ≤ p) von p möglichen ohmschen Gesamtwiderständen (R_G1, R_G2, ... R_Gn) zwischen dem ersten Widerstandsanschluss (SW₁) des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss (9) des Schalternetzwerks (SW). Dieser ohmsche Gesamtwiderstand (R_Gj) hängt von der Ansteuerung der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) durch den Steuerbus (SB) ab. Das eigentliche Verfahren umfasst dann die Schritte:

a. Einspeisen eines ersten Ausgangsstromes (I₁) in den ersten Anschluss (8) des Schalternetzwerks (SW) durch die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) der Regelschaltung (2);
b. Erfassen des Werts eines Messparameters
– durch Erfassung des Werts des ersten Ausgangsstroms (I₁) der ersten steuerbaren Stromquelle (IS₁) in Form eines Ausgangsstrommesswerts (I1) oder
– durch Erfassung des Werts der Ausgangsspannung (U₁) durch Erfassung der Differenz zwischen dem elektrischen Potenzial des ersten Anschlusses (8) des Schalternetzwerks (SW) und dem elektrischen Potenzial einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) oder eines anderen Bezugspotenzials in Form eines Ausgangsspannungsmesswerts (U1) oder
– durch Erfassung des Werts der Ausgangsleistung durch Erfassung des Produkts aus der Differenz zwischen dem elektrischen Potenzial des ersten Anschlusses (8) des Schalternetzwerks (SW) und dem elektrischen Potenzial einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) oder eines anderen Bezugspotenzials einerseits und oder dem Wert des ersten Ausgangsstroms (I₁) der ersten Stromquelle (IS₁) andererseits in Form eines Ausgangsleistungsmesswerts (P1) oder
– durch Erfassung des Werts des ersten Laststroms durch den Verbraucher (1) in Form eines Laststrommesswerts (I2) oder
– durch Erfassung des Werts einer Lastspannung durch Erfassung der Differenz zwischen dem elektrischen Potenzial des ersten Anschlusses (3) des Verbrauchers (1) oder eines anderen Anschlusses des Verbrauchers (1) und dem elektrischen Potenzial einer Versorgungsleitung (V_bat, GND) oder eines anderen Bezugspotenzials in Form eines Lastspannungsmesswerts (U2);
c. Erfassung des Werts der Betriebsspannung (U_b);
d. Regeln des ersten Ausgangsstromes (I₁) der ersten Stromquelle (IS₁) durch den Regler (RG)
– in Abhängigkeit von einem oder mehreren Werten der wie oben beschrieben erfassten Messparameter (I1, U1, P1, U2, I2) und/oder in Abhängigkeit von einem oder mehreren Werten, die aus diesen Messparametern (I1, U1, P1, U2, I2) ermittelt wurden, und
– in Abhängigkeit von dem Wert der Betriebsspannung (U_b); In einem betragsmäßigen ersten Betriebsspannungsbereich (A) liegt dabei die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig zwischen einem ersten Betriebsspannungswert (U_b1) und einem zweiten Betriebsspannungswert (U_b2), der betragsmäßig größer als der Betrag des ersten Betriebsspannungswerts (U_b1) ist. In einem betragsmäßigen ersten Betriebsspannungsbereich (A) liefert die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁). Der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) hängt In dem betragsmäßigen ersten Betriebsspannungsbereich (A) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional mit einem ersten Faktor
ab. Der Regler (RG) stellt eine erste Verschaltungskonfiguration (V₁) der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) über den Steuerbus (SB) in dem betragsmäßigen ersten Betriebsspannungsbereich (A) ein, sodass sich ein erster zugehöriger ohmscher Gesamtwiderstand (R_G1) zwischen dem ersten Widerstandsanschluss (SW₁) des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss (39) des Schalternetzwerks (SW) ergibt. In mindestens einem zweiten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (B) liegt die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig über dem zweiten Betriebsspannungswert (U_b2) und unterhalb eines dritten Betriebsspannungswerts (U_b3), der betragsmäßig größer als der Betrag des zweiten Betriebsspannungswerts (U_b2) ist. Die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) liefert einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁) in diesem zweiten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (B). Der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) hängt in diesem zweiten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (B) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional mit einem zweiten Faktor
der gleich dem ersten Faktor (F_A) sein kann, ab. Der Regler (RG) stellt in diesem zweiten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (B) eine zweite Verschaltungskonfiguration (V₂) der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) über den Steuerbus (SB) so ein, dass sich ein zweiter zugehöriger ohmscher Gesamtwiderstand (R_G2) zwischen dem ersten Anschluss (8) des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss (9) des Schalternetzwerks (SW) ergibt. Dabei ist der zweite zugehörige ohmsche Gesamtwiderstand (R_G2) größer als der erste zugehörige ohmsche Gesamtwiderstand (R_G1). In mindestens einem dritten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (C) liegt die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig über dem dritten Betriebsspannungswert (U_b3) und ggf. unterhalb eines vierten Betriebsspannungswerts (U_b4), der betragsmäßig größer als der Betrag des dritten Betriebsspannungswerts (U_b3) wäre. Die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) liefert in diesem dritten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (C) einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁). Der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) hängt in diesem dritten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (C) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional mit einem zweiten Faktor
der gleich dem ersten Faktor (F_A) sein und/oder gleich dem zweiten Faktor (F_B) sein kann, ab. Der Regler (RG) stellt in diesem dritten betragsmäßigen Betriebsspannungsbereich (C) eine dritte Verschaltungskonfiguration (V₃) der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) über den Steuerbus (SB) so ein, dass sich ein dritter zugehöriger ohmscher Gesamtwiderstand (R_G3) zwischen dem ersten Anschluss (8) des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss (9) des Schalternetzwerks (SW) ergibt. Der dritte zugehörige ohmsche Gesamtwiderstand (R_G3) ist größer als der zweite zugehörige ohmsche Gesamtwiderstand (R_G2).

In einer weiteren Ausprägung des Verfahrens zeichnet sich dieses dadurch aus, dass der zweite Betriebsspannungswert (U_b2) in der Regelschaltung (2) aus den Messparametern (U1, I1, P1, U2, I2) oder einer erfassten Reglertemperatur (T) ermittelt wird oder von außen über eine analoge oder digitale Schnittstelle (ST) oder ein anderes Signal (PWM) vorgegeben wird und dass der dritte Betriebsspannungswert (U_b3) in der Regelschaltung (2) aus den Messparametern (U1, I1, P1, U2, I2) oder einer erfassten Reglertemperatur (T) ermittelt wird oder von außen über eine analoge oder digitale Schnittstelle (ST) oder ein anderes Signal (PWM) vorgegeben wird.
Das zuvor beschriebene Verfahren kann in eine geeignete Teilvorrichtung umgesetzt werden, die die Wandlung des Steuerbefehls über den Steuerbus (SB) in einen Gesamtwiderstandswert (R_DRC) umsetzt. Es handelt sich dabei vorzugsweise um einen Digital-zu-Widerstands-Wandler (DRC). Die vorgeschlagene Vorrichtung weist bevorzugt einen ersten Anschluss (8) und einen zweiten Anschluss (9) und einen Anschluss für einen Steuerbus (SB) auf. Sie dient zur Wandlung eines digitalen Steuerbefehls auf einem Steuerbus (SB) in einen Gesamtwiderstandswert (R_DRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) und wird typischerweise in einer Anwendungsvorrichtung mit einem Gehäuse (GH) eingesetzt. Das Ziel ist es, die Temperaturbelastung des Gehäuses (GH) und der darin befindlichen Elektronik durch die notwendige Digital-zu-Widerstandswert-Wandlung zu minimieren. Der Widerstandswert (R_DRC) des elektrischen Widerstands zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Teilvorrichtung (DRC) hängt von dem Steuerbefehl auf dem Steuerbus (SB) ab. Der Widerstand (R_DRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung nimmt zumindest einen ersten Widerstandswert (R_G1) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) bei Vorliegen eines ersten Steuerbefehls auf dem Steuerbus an und zumindest einen zweiten Widerstandswert (R_G2) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) bei Vorliegen eines zweiten Steuerbefehls auf dem Steuerbus (SB) an, der vom ersten Widerstandswert (R_G1) verschieden ist und größer als dieser ist. In einer komplizierteren Teilvorrichtung (DRC) nimmt der Widerstand (R_DRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) zumindest einen ersten Widerstandswert (R_G1) bei Vorliegen eines ersten Steuerbefehls auf dem Steuerbus (SB) an und zumindest einen zweiten Widerstandswert (R_G2) bei Vorliegen eines zweiten Steuerbefehls auf dem Steuerbus (SB) an und zumindest einen dritten Widerstandswert (R_G3) bei Vorliegen eines dritten Steuerbefehls auf dem Steuerbus (SB) an. Der dritte Widerstandswert (R_G3) ist vom ersten Widerstandswert (R_G1) und vom zweiten Widerstandswert (R_G2) verschieden und größer als diese. Es wird vorgeschlagen, den DRC in einen ersten Vorrichtungsteil (DRC_A) und einen zweiten Vorrichtungsteil (DRC_B) aufzuteilen. In dem zweiten Vorrichtungsteil (DRC_B) fällt im Betrieb vorzugsweise mehr als 90% der Verlustleistung, mindestens jedoch 50%, ab, die in der Regelschaltung (DRC) und nicht im Verbraucher (1) entsteht, wenn der DRC von einem ersten elektrischen Strom (I₁) durchströmt wird, der am ersten Anschluss (8) des DRC eingespeist wird und am zweiten Anschluss (9) des DRCs wieder aus dem DRC austritt und wenn der Widerstand (R_DRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) des DRCs dem zweiten Widerstandswert (R_G2) entspricht. Dabei sollen im ersten Vorrichtungsteil (DRC_A) vorzugsweise weniger als 10% der Verlustleistung, höchstens aber 50%, anfallen, die entsteht, wenn der DRC von einem ersten elektrischen Strom (I₁) durchströmt wird, der am ersten Widerstandsanschluss (SW₁) des DRCs eingespeist wird und am zweiten Anschluss (9) des DRCs wieder aus dem DRC austritt, und wenn der Widerstand (R_DRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) des DRCs dem zweiten Widerstandswert (R_G2) entspricht. Hierbei soll der erste Vorrichtungsteil (DRC_A) des DRCs sich in einem Gehäuse (GH) befinden. Der zweite Vorrichtungsteil (DRC_B) des DRCs sich jedoch NICHT in dem Gehäuse (GH) befinden. Es ist nun vorzugsweise so, dass der erste Vorrichtungsteil (DRC_A) vorzugsweise das Schalternetzwerk (SW) mit m Schaltern (S₁, S₂, ... S_m) aufnimmt und der zweite Vorrichtungsteil (DRC_B) die besagten externen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n). Hierdurch wird das Ziel erreicht, dass die Verlustleistung vorzugsweise nur außerhalb des Gehäuses (GH) an einer zuvor festlegbaren Stelle und ggf. räumlich von diesem getrennt, z. B. thermisch mit einem Kühlkörper verbunden, abfällt.
In einer konkreteren Ausprägung der vorgeschlagenen Vorrichtung wird in dem Gehäuse (GH) eine erste Stromquelle (IS₁) mituntergebracht, die einen ersten Strom (I₁) in den ersten Anschluss (8) der Vorrichtung (DRC) einspeist.
In einer weiteren Ausprägung der Vorrichtung ist außerhalb des Gehäuses (GH) ein Verbraucher (1) mit einem ersten Anschluss (3) und einem zweiten Anschluss (4) vorgesehen, der mit seinem ersten Anschluss (3) mit dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) verbunden ist und über die Vorrichtung (DRC) und über diesen elektrischen ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1) mit elektrischer Energie durch eine elektrische Energiequelle, beispielsweise eine erste Stromquelle (IS₁), versorgt wird.
In einer weiteren Ausprägung der Vorrichtung ist der erste Vorrichtungsteil ein Schaltnetzwerk (SW), das mit dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) verbunden ist, und einem Steuerbus (SB) und Widerstandsanschlüsse für den Anschluss n ohmscher Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) umfasst, wobei n eine ganze positive Zahl ist. Das Schalternetzwerk (SW) besteht aus einer Verschaltung von m Schaltern (S₁, S₂, ... S_m), mit m als ganzer positiver Zahl größer oder gleich eins, und k elektrischen Verbindungen, mit k als ganzer positiver Zahl größer oder gleich Null. Die m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) werden über den Steuerbus (SB) gesteuert. Der zweite Vorrichtungsteil (DRC_B) umfasst die n ohmschen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n). Der erste Vorrichtungsteil (DRC_A) umfasst die n ohmschen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) hier ausdrücklich vorzugsweise NICHT, um möglichst wenig Verlustleistung im Gehäuse (GH) anfallen zu lassen. Die n ohmschen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) sind mit den Widerstandsanschlüssen des Schalternetzwerks (SW) verbunden und mit dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) direkt oder indirekt über andere Widerstände oder das Schalternetzwerk (SW) verbunden.
Vorteil der Erfindung
Eine solcher Digital zu Widerstands-Wandler (DRC) ermöglicht bei der Verwendung in einer Vorrichtung zum Versorgen eines Verbrauchers mit Energie über einen Linearregler zumindest in einigen Realisierungen die räumliche Trennung des Verlustleistungsanfalls von dem eigentlichen Regler. Die Vorteile sind hierauf aber nicht beschränkt.
Liste der Figuren
1 zeigt schematisch und vereinfacht eine Grundkonfiguration der vorgeschlagenen Vorrichtung, die ein vorgeschlagenes Verfahren mit einem Schalter (S₁) und einem externen Widerstand (R₁) durchführt.
2 zeigt schematisch und vereinfacht eine Grundkonfiguration der vorgeschlagenen Vorrichtung, die ein vorgeschlagenes Verfahren mit einem Schalternetzwerk (SW) und zwei externen Widerständen (R₁, R₂) in Serienschaltung durchführt.
3 zeigt schematisch und vereinfacht eine Grundkonfiguration der vorgeschlagenen Vorrichtung, die ein vorgeschlagenes Verfahren mit einem Schalternetzwerk (SW) und fünf externen Widerständen (R₁, R₂) in Sternschaltung durchführt.
4 zeigt schematisch und vereinfacht eine Grundkonfiguration der vorgeschlagenen Vorrichtung, die ein vorgeschlagenes Verfahren mit einem Schalternetzwerk (SW) und zwei externen Widerständen (R₁, R₂, R₃, R₄, R₅) in Sternschaltung durchführt.
5 zeigt schematisch und vereinfacht eine Grundkonfiguration der vorgeschlagenen Vorrichtung, die ein vorgeschlagenes Verfahren mit einem Schalternetzwerk (SW) und fünf externen Widerständen (R₁, R₂, R₃, R₄, R₅) in Sternschaltung durchführt, wobei der Spannungsabfall (U2) über den Verbraucher (1) und/oder der Strom (I1) durch den Verbraucher (1) erfasst und zur Regelung verwendet werden.
6 zeigt schematisch und vereinfacht eine Grundkonfiguration der vorgeschlagenen Vorrichtung, die ein vorgeschlagenes Verfahren mit einem Schalternetzwerk (SW) und fünf externen Widerständen (R₁, R₂, R₃, R₄, R₅) in Sternschaltung durchführt, wobei der Spannungsabfall (U2) über einen Teilzweig des Verbrauchers (1) und/oder der Strom (I2) durch den Verbraucher (1) erfasst und zur Regelung verwendet werden.
7 zeigt schematisch und vereinfacht ein mögliches Schalternetzwerk (SW) für die 4, 5 und 6 in Serienschaltung.
8 zeigt schematisch und vereinfacht ein mögliches Schalternetzwerk (SW) für die 4, 5 und 6 in Sternschaltung.
9 zeigt schematisch und vereinfacht eine Grundkonfiguration der vorgeschlagenen Vorrichtung, die ein vorgeschlagenes Verfahren mit einem Digital-zu-Widerstands-Wandler (DRC), dessen erster Vorrichtungsteil (DRC_A), typischerweise das Schalternetzwerk (SW), sich innerhalb des Gehäuses (GH) befindet und dessen zweiter Vorrichtungsteil (DRC_B), typischerweise die externen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n), sich außerhalb des Gehäuses befindet, wobei die Verlustleistung zu mehr als 90% im zweiten Vorrichtungsteil (DRC_B) außerhalb des Gehäuses anfällt.
Beschreibung der Figuren
Fig. 1
1 ist die Basiszeichnung zur Erläuterung der vorgeschlagenen Vorrichtung. Eine nicht eingezeichnete Energiequelle liefert eine Betriebsspannung zwischen einer positiven Versorgungsleitung (V_bat) und einer negativen Versorgungsleitung (GND) mit einem Betriebsspannungswert (U_b). Der Regler (RG) wird so mit elektrischer Energie versorgt. Des Weiteren erhält der Regler (RG) über eine Steuerleitung (I_soll) einen Sollwert, über den ein wesentlicher Parameter der Energieversorgung des Verbrauchers (1) von außen vorgegeben werden kann. Ein solcher wesentlicher Parameter kann beispielsweise die abzugebende elektrische Leistung, die Ausgangsspannung oder der Ausgangsstrom etc. sein. Eine Messvorrichtung (MU_b) erfasst den Wert (U_b) der Betriebsspannung auf der positiven Versorgungsleitung (V_bat) gegenüber der negativen Versorgungsleitung (GND). Ist dieser Betriebsspannungswert (U_b) zu hoch, so wird der durch den abgegebenen Strom durchflossene effektive Gesamtwiderstand durch Zwischenschalten des ersten externen Widerstands (R₁) erhöht. Dies geschieht durch Öffnen des ersten Schalters (S₁). Eine erste Stromquelle (IS₁) liefert einen geregelten ersten elektrischen Strom (I₁), der den Verbraucher (1) durchströmt. Ist der erste Schalter (S₁) geschlossen, so erzeugt die Spannungsdifferenz zwischen dem Potenzial der positiven Versorgungsleitung (V_bat) und dem Potenzial am ersten Widerstandsanschluss (SW₁) der Regelschaltung (2) multipliziert mit diesem ersten Strom (I₁) eine Verlustleistung, die im Gehäuse (GH) der Regelschaltung (2) verbleibt und zu einer Aufheizung führt. Da bei automobilen Anwendungen in Kombination mit zu versorgenden LED-Ketten als Verbraucher (1) erhebliche Spannungsabfälle auftreten können, ist dies ein kostenrelevantes Problem. Für die Regelung durch den Regler (RG) ist es sinnvoll, wenn beispielsweise eine Leistungsmessungsmessvorrichtung (MP₁) die am ersten Widerstandsanschluss (SW₁) an den Verbraucher (1) und die externen Widerstände (R₁, R₂, R₃, R₄, R₅) abgegebene elektrischen Leistung als Ausgangsleistungsmesswert (P1) erfasst. Auch kann der abgegebene elektrische Strom, der erste Ausgangsstrom (I₁) der ersten Stromquelle (IS₁), durch eine Strommessvorrichtung (MI₁) wertmäßig als Ausgangsstrommesswert (I1) erfasst und für die Regelung benutzt werden. Dies ist besonders dann sinnvoll, wenn beispielsweise, wie im Falle von LEDs als Verbraucher (1), der Spannungsabfall über den Verbraucher (1) relativ konstant ist. Des Weiteren kann die Ausgangsspannung (U₁) durch eine Ausgangsspannungsmessvorrichtung (MU₁) als Ausgangsspannungsmesswert (U1) erfasst werden und für die Regelung durch den Regler (RG) genutzt werden. Darüber hinaus kann die Reglertemperatur (T) der Regelschaltung (2) oder von Teilen derselben durch eine Temperaturmessvorrichtung (MT) erfasst und für die Regelung durch den Regler (RG) genutzt werden. In dem hier angegeben Beispiel ist der Verbraucher eine Kette aus zwei LEDs. Komplexere LED-Ketten und andere Verbraucher sind selbstverständlich möglich. Ist die Verlustleistung innerhalb der Regelschaltung (2) zu hoch oder ist die Reglertemperatur (T) zu hoch oder ist der Wert der Betriebsspannung (U_b) im Vergleich zur Ausgangsspannung (U1) zu hoch oder ist der Wert der Betriebsspannung (U_b) an sich zu hoch oder der Wert der Ausgangsspannung (U1) an sich zu niedrig oder ist der Ausgangsstrom (I1) zu hoch, so kann der Regler (RG) in diesem Beispiel den ersten Schalter (S₁) mittels des Steueranschlusses (SB₁) des ersten Schalters (S₁) öffnen, wodurch sich der elektrische Widerstand in der Zuleitung zum Verbraucher (1) durch den ersten externen Widerstand (R₁) erhöht. Hierbei bedeutet zu hoch, dass der durch die entsprechende Messvorrichtung (M₁, MP₁, MI₁, MU₁, MU_b) erfasste Messwert (P1, I1, U1, U_b, T) oberhalb eines vorgebbaren dem Messwert zugeordneten Schwellwerts liegt. Hierbei bedeutet zu niedrig, dass der durch die entsprechende Messvorrichtung (M₁, MP₁, MI₁, MU₁, MU_b) erfasste Messwert (P1, I1, U1, U_b, T) unterhalb eines vorgebbaren dem Messwert zugeordneten ggf. weiteren Schwellwerts liegt. Selbstverständlich können aus diesen Messwerten mittels entsprechender Funktionen neue Messwerte abgeleitet und mit diesen zugeordneten Schwellwerten verglichen werden und zur Regelung genutzt werden. Durch das Öffnen des ersten Schalters (S₁) fällt eine zusätzliche Spannung über den ersten Widerstand (R₁) ab, wodurch sich die Ausgangsspannung (U1) erhöht. Hierdurch vermindert sich die Potenzialdifferenz zwischen dem Potenzial der positiven Versorgungsspannungsleitung (V_bat) und dem Potenzial des ersten Anschlusses (SW₁) der Regelschaltung (2), der mit dem ersten Anschluss (8) des ersten Schalters (S₁) und dem ersten Anschluss (R_1a) des Widerstands (R₁) verbunden ist. Da der Ausgangsstrom (I₁) der ersten Stromquelle (IS₁) durch den Regler (RG) nicht geändert wird, fällt somit weniger Verlustleistung in der Regelschaltung (2) an. Sie erhitzt sich also weniger. Dafür fällt die entsprechende Verlustleistung nun in dem ersten externen Widerstand (R₁) außerhalb des Gehäuses (GH) an, der räumlich getrennt und ggf. besser kühlbar angeordnet und/oder montiert werden kann. Dieses Beispiel umfasst also nur ein einfaches Schalternetzwerk (SW), das nur den ersten Schalter (S₁), den ersten Widerstandsanschluss (SW₁) der Regelschaltung (2) als ersten Anschluss (8) des Schalternetzwerkes (SW) und den ersten Anschluss des Verbrauchers (1) als zweiten Anschluss (9) des Schalternetzwerkes (SW) umfasst. Dieses Schalternetzwerk (SW) stellt somit den ersten Vorrichtungsteil (DRC_A) einer Vorrichtung (DRC) mit zur Wandlung eines digitalen Steuerbefehls auf einem Steuerbus (SB) in den Widerstandswert eines elektrischen Widerstands (R_G) zwischen einem ersten Anschluss (8) und einem zweiten Anschluss (9) dar. Dieser erste Vorrichtungsteil (DRC_A) befindet sich in dem Gehäuse (GH) der Regelschaltung (2). Der erste externe Widerstand (R₁) stellt den zweiten Vorrichtungsteil (DRC_B) der Vorrichtung (DRC) zur Wandlung eines digitalen Steuerbefehls auf einem Steuerbus (SB) in einen Widerstandswert eines elektrischen Widerstands (R_G) zwischen einem ersten Anschluss (8) und einem zweiten Anschluss (9) dar. Dieser zweite Vorrichtungsteil (DRC_B) befindet sich außerhalb des Gehäuses (GH) der Regelschaltung (2) und ist damit von dieser thermisch in zumindest einem gewissen Umfang isoliert.
Fig. 2
2 zeigt eine komplexere Version der 1 mit dem Unterschied, dass statt eines ersten externen Widerstands (R₁) eine Serienschaltung aus einem ersten externen Widerstand (R₁) und einem zweiten externen Widerstand (R₂) als thermische Senke verwendet wird. Das Schalternetzwerk (SW) kann den ersten Ausgang (SW₁) der Regelschaltung (2), der gleichzeitig der erste Anschluss (8) des Schalternetzwerkes (SW) ist, wahlweise mit dem Mittelknoten dieser Serienschaltung des ersten externen Widerstands (R₁) und des zweiten externen Widerstands (R₂) verbinden oder mit dem ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1), der gleichzeitig der zweite Anschluss (9) des Schalternetzwerkes (SW) ist, verbinden oder die Verbindung ganz öffnen, sodass aller Strom (I₁) der Stromquelle (IS₁) durch diese beiden externen Widerstände (R₁, R₂) fließen muss. Das Schalternetzwerk (SW) wird durch den Regler mittels eines vorzugsweise digitalen Steuerbusses (SB) gesteuert.
Fig. 3
3 zeigt eine komplexere Version der 2 mit dem Unterschied, dass die beiden externen Widerstände (R₁, R₂) in Sternschaltung verschaltet sind, wobei der Sternpunkt mit dem ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1) verbunden ist. Das Schalternetzwerk (SW) kann den ersten Ausgang (SW₁) der Regelschaltung (2) wahlweise mit dem ersten Anschluss des ersten externen Widerstands (R₁) und/oder mit dem ersten Anschluss des zweiten externen Widerstands (R₂) oder mit dem ersten Anschluss des Verbrauchers (1) verbinden. Das Schalternetzwerk (SW) wird durch den Regler mittels eines vorzugsweise digitalen Steuerbusses (SB) gesteuert.
Fig. 4
4 zeigt eine komplexere Version der 3 mit dem Unterschied, dass nun fünf externe Widerstände (R₁, R₂, R₃, R₄, R₅) in Sternschaltung verschaltet sind, wobei der Sternpunkt wieder mit dem ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1) verbunden ist. Das Schalternetzwerk (SW) kann den ersten Ausgang (SW₁) der Regelschaltung (2) wahlweise mit dem ersten Anschluss (R_1a) des ersten externen Widerstands (R₁) und/oder mit dem ersten Anschluss (R_2a) des zweiten externen Widerstands (R₂) und/oder mit dem ersten Anschluss (R_3a) des dritten externen Widerstands (R₃) und/oder mit dem ersten Anschluss (R_4a) des vierten externen Widerstands (R₄) und/oder mit dem ersten Anschluss (R_5a) des fünften externen Widerstands (R₅) oder mit dem ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1) verbinden. Das Schalternetzwerk (SW) wird durch den Regler mittels eines vorzugsweise digitalen Steuerbusses (SB) gesteuert.
Fig. 5
5 zeigt eine komplexere Version der 4 mit dem Unterschied, dass nun eine zweite Spannungsmessvorrichtung (MU₂) zur Erfassung des Spannungsabfalls über den Verbraucher (1) oder über Teilen desselben vorgesehen ist, deren Wert zur Steuerung durch den Regler (RG) benutzt wird. Des Weiteren ist in dem Beispiel eine zweite Strommessvorrichtung (MI₂) vorgesehen, die den Strom durch den Verbraucher (1) wertmäßig erfasst. Dieser Stromwert kann ebenfalls für die Regelung durch den Regler (RG) eingesetzt werden. In dem Beispiel werden die Daten durch einen Mikrorechner (μC) aufbereitet und über einen Datenbus (DB) an den Regler (RG) gesendet.
6 zeigt eine komplexere Version der 5 mit dem Unterschied, dass nun eine zweite Spannungsmessvorrichtung (MU₂) zur Erfassung des Spannungsabfalls über einen Teil des Verbrauchers vorgesehen ist, deren Wert (U2) zur Steuerung durch den Regler (RG) benutzt wird.
7 zeigt schematisch und vereinfacht ein mögliches Schalternetzwerk (SW) für die 4, 5 und 6 in Serienschaltung.
8 zeigt schematisch und vereinfacht ein mögliches Schalternetzwerk (SW) für die 4, 5 und 6 in Sternschaltung.
9 zeigt schematisch und vereinfacht eine Grundkonfiguration der vorgeschlagenen Vorrichtung, die ein vorgeschlagenes Verfahren mit einem Digital-zu-Widerstands-Wandler (DRC), dessen erster Vorrichtungsteil (DRC_A), typischerweise das Schalternetzwerk (SW), sich innerhalb des Gehäuses (GH) befindet und dessen zweiter Vorrichtungsteil (DRC_B), typischerweise die externen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n), sich außerhalb des Gehäuses befindet, wobei die Verlustleistung zu mehr als 90% im zweiten Vorrichtungsteil (DRC_B) außerhalb des Gehäuses anfällt.
Bezugszeichenliste

1 Verbraucher;
2 Regelschaltung;
3 erster Anschluss des Verbrauchers (1);
4 zweiter Anschluss des Verbrauchers (1);
5 elektrischer Knoten in den die erste Stromquelle (IS₁) einspeist. (Siehe 1 bis 9);
6 erster Anschluss der ersten Stromquelle (IS₁);
7 zweiter Anschluss der ersten Stromquelle (IS₁);
8 erster Anschluss des ersten Schalters (S₁) bzw. erster Anschluss (des Schalternetzwerkes (SW) bzw. erster Anschluss des DRC;
9 zweiter Anschluss des ersten Schalters (S₁) bzw. erster Anschluss des Schalternetzwerkes (SW) bzw. erster Anschluss des DRC;
A erster betragsmäßiger Betriebsspannungsbereich
– in dem die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig zwischen einem ersten Betriebsspannungswert (U_b1) und einem zweiten Betriebsspannungswert (U_b2) liegt, der betragsmäßig größer als der Betrag des ersten Betriebsspannungswerts (U_b1) ist, und
– in dem die erste steuerbare Stromquelle (IS₁), die den ersten Ausgangsstrom (I₁) liefert, einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁) liefert und
– in dem der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional mit einem ersten Faktor (F_A) mit
abhängt und
– in dem der erste Schalter (S₁) geschossen ist;
B zweiter betragsmäßiger Betriebsspannungsbereich
– in dem die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig über dem zweiten Betriebsspannungswert (U_b2) und ggf. unterhalb eines dritten Betriebsspannungswerts (U_b3) liegt, der betragsmäßig größer als der Betrag des zweiten Betriebsspannungswerts (U_b2) ist, und
– in dem die erste steuerbare Stromquelle (IS₁)), die den ersten Ausgangsstrom (I₁) liefert, einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁) liefert und
– in dem der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional mit einem zweiten Faktor (F_B) mit
der gleich dem ersten Faktor (F_A) sein kann, abhängt und in dem der erste Schalter (S₁) geöffnet ist
C dritter betragsmäßiger Betriebsspannungsbereich
– in dem die Betriebsspannung (U_b) betragsmäßig über dem dritten Betriebsspannungswert (U_b3) und ggf. unterhalb eines vierten Betriebsspannungswerts (U_b4) liegt, der betragsmäßig größer als der Betrag des dritten Betriebsspannungswerts (U_b3) ist, und
– in dem die erste steuerbare Stromquelle (IS₁) einen betragsmäßig von Null verschiedenen ersten Ausgangsstrom (I₁) liefert und in dem der Betrag der Ausgangsspannung (U₁) von der Versorgungsspannung (U_b) proportional mit einem zweiten Faktor
der gleich dem ersten Faktor (F_A) sein und/oder gleich dem zweiten Faktor (F_B) sein kann, abhängt und
– in dem der Regler (RG) eine dritte Verschaltungskonfiguration (V₃) der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) über den Steuerbus (SB) einstellt, sodass sich ein dritter zugehöriger ohmscher Gesamtwiderstand (R_G3) zwischen dem ersten Widerstandsanschluss (SW₁) des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss (3) des Schalternetzwerks (SW) ergibt, wobei der dritte zugehörige ohmsche Gesamtwiderstand (R_G3) größer als der zweite zugehörige ohmsche Gesamtwiderstand (R_G2) ist.
DB Datenbus
DRC Digital-zu-Widerstands-Wandler
DRC_A erster Vorrichtungsteil der Vorrichtung zur Wandlung eines digitalen Steuerbefehls auf einem Steuerbus (SB) in einen Widerstandswert eines elektrischen Widerstands (R_G) zwischen einem ersten Widerstandsanschluss (SW₁) und einem zweiten Anschluss (3), der sich in dem Gehäuse (GH) befindet;
DRC_B zweiter Vorrichtungsteil der Vorrichtung zur Wandlung eines digitalen Steuerbefehls auf einem Steuerbus (SB) in einen Widerstandswert eines elektrischen Widerstands (R_G) zwischen einem ersten Widerstandsanschluss (SW₁) und einem zweiten Anschluss (3), der sich außerhalb des Gehäuses (GH) befindet;
F_A
im ersten Betriebsspannungsbereich (A)
F_B
im zweiten Betriebsspannungsbereich (B)
F_C
im dritten Betriebsspannungsbereich (C)
GND Versorgungsleitung hier beispielhaft für die negative Versorgungsspannung;
I₁ erster Ausgangsstrom der ersten Stromquelle (IS₁);
I1 Ausgangsstrommesswert;
I2 Laststrommesswert;
IS₁ erste steuerbare Stromquelle;
I_soll Steuerleitung zur Übermittlung des Soll-Wertes für den Regler (RG) an diesen Regler (RG). Die Leitung kann digital oder analog sein.
k Anzahl der elektrischen Verbindungen als positive ganze Zahl größer gleich Null;
μC Mikrorechner
L Anzahl der Widerstandsanschlüsse (SW₁, SW₂, ... SW_L) des Schalternetzwerks (SW);
m Anzahl der Schalter (S₁, S₂, ... S_m) als positive ganze Zahl;
MI₁ Strommessvorrichtung die den ersten Ausgangsstrom (I₁) der ersten Stromquelle (IS₁) wertmäßig als Ausgangsstrommesswert (I1) erfasst;
MI₂ zweite Strommessvorrichtung die den Strom durch den Verbraucher (1) wertmäßig erfasst;
MP₁ Leistungsmessvorrichtung zur Erfassung der am ersten Widerstandsanschluss (SW₁) an den Verbraucher (1) und die externen Widerstände (R₁, R₂, R₃, R₄, R₅) abgegebenen elektrischen Leistung;
MT Temperaturmessvorrichtung zur Erfassung der Reglertemperatur (T) der Regelschaltung (2) oder der Reglertemperatur (T) von Teilen der Regelschaltung (2);
MU₁ Ausgangsspannungsmessvorrichtung zur Erfassung der Ausgangsspannung (U₁) als Ausgangsspannungsmesswert (U1);
MU₂ zweite Spannungsmessvorrichtung zur Erfassung des Spannungsabfalls über den Verbraucher (1) oder über Teilen desselben;
MU_b Messvorrichtung für den Wert (U_b) der Betriebsspannung auf der positiven Versorgungsleitung (V_bat);
n Anzahl der externen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) als positive ganze Zahl;
p positive ganze Zahl von Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p), die sich je nach Ansteuerung der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) durch den Steuerbus (SB) des Schalternetzwerkes (SW) durch geöffnete und geschlossene Schalter (S₁, S₂, ... S_m) ergeben;
P1 Ausgangsleistungsmesswert;
PWM anderes Signal zur Übertragung von Steuerdaten;
R₁ erster externer Widerstand;
R_1a erster Anschluss des ersten externen Widerstands (R₁);
R_1b zweiter Anschluss des ersten externen Widerstands (R₁);
R₂ zweiter externer Widerstand;
R_2a erster Anschluss des zweiten externen Widerstands (R₂);
R_2b zweiter Anschluss des zweiten externen Widerstands (R₂);
R₃ dritter externer Widerstand;
R_3a erster Anschluss des dritten externen Widerstands (R₃);
R_3b zweiter Anschluss des dritten externen Widerstands (R₃);
R₄ vierter externer Widerstand;
R_4a erster Anschluss des vierten externen Widerstands (R₄);
R_4b zweiter Anschluss des vierten externen Widerstands (R₄);
R₅ fünfter externer Widerstand;
R_5a erster Anschluss des fünften externen Widerstands (R₅);
R_5b zweiter Anschluss des fünften externen Widerstands (R₅);
R_i i-ter externer Widerstand;
R_ia erster Anschluss des i-ten externen Widerstands (R_i);
R_ib zweiter Anschluss des i-ten externen Widerstands (R_i);
R_n n-ter externer Widerstand;
R_na erster Anschluss des n-ten externen Widerstands (R_n);
R_nb zweiter Anschluss des n-ten externen Widerstands (R_n);
R_DRC Wert des elektrischen Widerstands zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC);
RG Regler;
R_G1 erster Gesamtwiderstand der ersten Verschaltungskonfiguration (V₁) der p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p) und damit von p möglichen ohmschen Gesamtwiderständen (R_G1, R_G2, ... R_Gn) zwischen dem ersten Anschluss des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss des Schalternetzwerks (SW);
R_G2 zweiter Gesamtwiderstand der zweiten Verschaltungskonfiguration (V₂) der p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p) und damit von p möglichen ohmschen Gesamtwiderständen (R_G1, R_G2, ... R_Gn) zwischen dem ersten Anschluss des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss des Schalternetzwerks (SW);
R_G3 dritter Gesamtwiderstand der dritten Verschaltungskonfiguration (V₃) der p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ...V_p) und damit von p möglichen ohmschen Gesamtwiderständen (R_G1, R_G2, ... R_Gn) zwischen dem ersten Anschluss des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss des Schalternetzwerks (SW);
R_Gj j-ter Gesamtwiderstand der j-ten Verschaltungskonfiguration (V_j) der p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ...V_p) und damit von p möglichen ohmschen Gesamtwiderständen (R_G1, R_G2, ... R_Gn) zwischen dem ersten Anschluss des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss des Schalternetzwerks (SW);
R_Gp n-ter Gesamtwiderstand der p-ten Verschaltungskonfiguration (V_p) der p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p) und damit von p möglichen ohmschen Gesamtwiderständen (R_G1, R_G2, ... R_Gn) zwischen dem ersten Anschluss des Schalternetzwerks (SW) und dem zweiten Anschluss des Schalternetzwerks (SW);
R_i i-ter externer Widerstand mit 1 ≤ i ≤ n der n Widerstände (R₁, R₂, ... R_n);
R_n n-ter externer Widerstand;
RG Regler
S₁ erster Schalter der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m);
S₂ zweiter Schalter der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m);
S₃ dritter Schalter der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m);
S₄ vierter Schalter der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m);
S₅ fünfter Schalter der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m);
S_m m-ter Schalter der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m);
SB Steuerbus des Schalternetzwerks (SW) bzw. des DRCs;
SB₁ Steueranschluss des ersten Schalters (S₁);
SB₂ Steueranschluss des zweiten Schalters (S₂);
SB₃ Steueranschluss des dritten Schalters (S₃);
SB₄ Steueranschluss des vierten Schalters (S₄);
SB₅ Steueranschluss des fünften Schalters (S₅);
ST digitale Schnittstelle;
SW Schalternetzwerk;
SW₀ nullter Widerstandsanschluss des Schalternetzwerkes (SW). Dieser nullte Anschluss ist typischerweise identisch mit dem zweiten Anschluss (9) des Schalternetzwerkes (SW) und wird typischerweise direkt mit dem ersten Anschluss (3) des Verbrauchers vorzugsweise nicht über einem Widerstand verbunden;
SW₁ erster Widerstandsanschluss des Schalternetzwerkes (SW);
SW₁ erster Widerstandsanschluss des Schalternetzwerkes (SW);
SW_r r-ter Widerstandsanschluss des Schalternetzwerkes (SW);
SW_q q-ter Widerstandsanschluss des Schalternetzwerkes (SW), der vom r-ten Widerstandsanschluss (SW) verschieden ist;
SW_L L-ter Widerstandsanschluss des Schalternetzwerkes (SW);
T Reglertemperatur;
U_b Wert der Betriebsspannung;
U_b2 zweiter Betriebsspannungswert;
U_b3 dritter Betriebsspannungswert;
U₁ Ausgangsspannung;
U1 Ausgangsspannungsmesswert;
U2 Lastspannungsmesswert;
V₁ erste Verschaltungskonfiguration von p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p), die sich je nach Ansteuerung der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) durch den Steuerbus (SB) des Schalternetzwerks (SW) durch geöffnete und geschlossene Schalter (S₁, S₂, ... S_m) ergeben;
V₂ zweite Verschaltungskonfiguration von p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p), die sich je nach Ansteuerung der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) durch den Steuerbus (SB) des Schalternetzwerks (SW) durch geöffnete und geschlossene Schalter (S₁, S₂, ... S_m) ergeben;
V₃ dritte Verschaltungskonfiguration von p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p), die sich je nach Ansteuerung der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) durch den Steuerbus (SB) des Schalternetzwerks (SW) durch geöffnete und geschlossene Schalter (S₁, S₂, ... S_m) ergeben;
V_p p-te Verschaltungskonfiguration von p Verschaltungskonfigurationen (V₁, V₂, ... V_p), die sich je nach Ansteuerung der m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) des Schalternetzwerks (SW) durch den Steuerbus (SB) des Schalternetzwerks (SW) durch geöffnete und geschlossene Schalter (S₁, S₂, ... S_m) ergeben;
V_bat Versorgungsleitung hier beispielhaft für die positive Versorgungsspannung

Claims

Vorrichtung (DRC) mit einem ersten Anschluss (8) und einem zweiten Anschluss (9) zur Wandlung eines digitalen Steuerbefehls auf einem Steuerbus (SB) in einen Widerstandswert in einer Anwendungsvorrichtung mit einem Gehäuse (GH) – wobei der Wert (R_DRC) des elektrischen Widerstands zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) von dem Steuerbefehl auf dem Steuerbus (SB) abhängt und wobei der Widerstand (R_DRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) zumindest einen ersten Widerstandswert (R_G1) bei Vorliegen eines ersten Steuerbefehls auf dem Steuerbus (SB) annimmt und zumindest einen zweiten Widerstandswert (R_G2) bei Vorliegen eines zweiten Steuerbefehls auf dem Steuerbus (SB) annimmt, der vom ersten Widerstandswert (R_G2) verschieden ist und größer als dieser ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Vorrichtung (DRC) in einen ersten Vorrichtungsteil (DRC_A) und einen zweiten Vorrichtungsteil (DRC_B) aufgeteilt werden kann und – dass in dem zweiten Vorrichtungsteil (DRC_B) der Vorrichtung (DRC) mehr als 90% der Verlustleistung anfällt, die entsteht, • wenn die Vorrichtung (DRC) von einem ersten elektrischen Strom (I₁) durchströmt wird, der am ersten Anschluss (8) der Vorrichtung (DRC) eingespeist wird und am zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) wieder aus der Vorrichtung (DRC) austritt, und • wenn der Widerstand (R_DRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) dem zweiten Widerstandswert (R_G2) entspricht, – und das im ersten Vorrichtungsteil (DRC_A) der Vorrichtung (DRC) weniger als 10% der Verlustleistung anfällt, die entsteht, • wenn die Vorrichtung (DRC) von einem ersten elektrischen Strom (I₁) durchströmt wird, der am ersten Anschluss (8) der Vorrichtung (DRC) eingespeist wird und am zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) wieder aus der Vorrichtung (DRC) austritt, und • wenn der Widerstand (R_DRC) zwischen dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) dem zweiten Widerstandswert (R_G2) entspricht, – und dass der erste Vorrichtungsteil (DRC_A) sich in einem Gehäuse (GH) befindet und das der zweite Vorrichtungsteil (DRC_B) sich nicht in dem Gehäuse (GH) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, – dass in dem Gehäuse (GH) eine erste Stromquelle (IS₁) mit untergebracht ist, die einen ersten Strom (I₁) in den ersten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) einspeist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, – dass außerhalb des Gehäuses (GH) ein Verbraucher (1) mit einem ersten Anschluss (3) und einem zweiten Anschluss (4) vorgesehen ist, der mit seinem ersten Anschluss (3) mit dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) verbunden ist und über die Vorrichtung (DRC) und über diesen elektrischen ersten Anschluss (3) des Verbrauchers (1) mit elektrischer Energie versorgt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, – dass der erste Vorrichtungsteil (DRC_A) ein Schalternetzwerk (SW), das mit dem ersten Anschluss (8) und dem zweiten Anschluss (9) verbunden ist, und einem Steuerbus (SB) und L Widerstandsanschlüssen (SW₁, SW₂, ... SW_L) für den Anschluss n ohmscher Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) umfasst, wobei n und L ganze positive Zahlen sind, und – dass das Schalternetzwerk (SW) aus einer Verschaltung von m Schaltern (S₁, S₂, ... S_m), mit m als ganzer positiver Zahl größer oder gleich eins, und k elektrischen Verbindungen, mit k als ganzer positiver Zahl größer oder gleich null, besteht und – und dass die m Schalter (S₁, S₂, ... S_m) über den Steuerbus (SB) gesteuert werden und – dass der zweite Vorrichtungsteil (DRC_B) die n ohmschen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) umfasst und – dass der erste Vorrichtungsteil (DRC_A) die n ohmschen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) NICHT umfasst und – dass die die n ohmschen Widerstände (R₁, R₂, ... R_n) mit den Widerstandsanschlüssen (SW₁, SW₂, ... SW_L) des Schalternetzwerks (SW) verbunden sind und mit dem zweiten Anschluss (9) der Vorrichtung (DRC) direkt oder indirekt über andere Widerstände oder das Schalternetzwerk (SW) verbunden sind.