DE60004591T2 - Spannungsreglerschaltung für Lasten an Bord eines Fahrzeuges - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Stromversorgung, insbesondere zur Speisung von in Kraftfahrzeugen eingebauten elektrischen Baueinheiten. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung auf Vorrichtungen zur Speisung von Baueinheiten zur Beleuchtung, die Lichtquellen in Form von Glühlampen oder Leuchtdioden oder elektrische Systeme umfassen, die auf Schwankungen der Speisespannung empfindlich reagieren.
  • Derartige Beleuchtungsvorrichtungen werden von einer fahrzeugseitigen Stromquelle gespeist, wobei die gegenwärtigen Fahrzeugbatterien allgemein eine Nominalspannung von etwa 12 Volt liefern.
  • Häufig werden jedoch an den Klemmen der durch die Batterie gespeisten Geräte Überspannungen festgestellt.
  • Diese Überspannungen können von kurzer Dauer sein und den Betrieb der Geräte nur innerhalb eines sehr kurzen Zeitabschnitts stören, was als hinnehmbar betrachtet werden kann.
  • Die Überspannungen des Stromversorgungsnetzes können jedoch auch von längerer Dauer sein, insbesondere infolge der Entladung kapazitiver Elemente oder aufgrund eines Generators, dessen Regler defekt ist. Bei nicht vorhandener zusätzlicher Spannungsregelung unmittelbar an den Klemmen des Gerätes wird dessen Betrieb somit dauerhaft gestört.
  • Bei Scheinwerfern bewirkt eine derartige länger anhaltende Überspannung, die typischerweise 18 Volt erreichen kann, die Zunahme der abgegebenen Lichtstärke, was zu einem Verstoß gegen die im Zusammenhang mit der Lichtverteilung bestehenden Vorschriften durch ein störendes oder gar gefährliches Blenden entgegenkommender Fahrzeuge führen kann.
  • Die Überspannungen können auch gewollt sein, da die Hersteller manchmal die in dem Fahrzeug verteilte Leistung erhöhen, um insgesamt die einzelnen Spannungsabfälle im Zusammenhang mit der zunehmenden Zahl im Fahrzeug eingebauter elektri scher Geräte auszugleichen (elektrische Servolenkung, elektrisch gesteuerte Aufhängung usw.) In diesem Zusammenhang vermögen die Scheinwerfer Lichtstrahlen mit zu hoher Stärke abzugeben, was außer zu den vorstehend bereits genannten Blendwirkungen auch zu einer erheblich verringerten Lebensdauer der Glühlampen führt.
  • Um ferner den bereits erwähnten Anstieg der durch die fahrzeugseitig eingebauten elektrischen Geräte verbrauchten Leistung zu bewältigen, wurde bereits vorgesehen, die von der Fahrzeugbatterie gelieferte Nominal-Speisespannung beträchtlich zu erhöhen. So verfügen bestimmte Fahrzeuge zum Beispiel über Batterien mit 24 oder 42 Volt.
  • Die Verwendung bereits vorhandener Geräte ohne dazwischenliegende Mittel zum Anpassen der Spannung ist somit ausgeschlossen, da die an die Klemmen dieser Geräte gelieferten Spannungen von ihren jeweiligen Nominalspannungen im Bereich von 12 Volt zu weit entfernt sind.
  • Bei Glühlampen, die überwiegend in Scheinwerfern verwendet werden, kann zwar in Betracht gezogen werden, Lampen herzustellen, deren Speisespannung zum Beispiel der Spannung der Fahrzeugbatterie von 24 oder 42 Volt entspricht.
  • Allerdings würden die Einschränkungen bezüglich Konzeption und Herstellung der Glühwendel (die eine sehr feine Doppelspirale aufweisen muss, um zum Glühen gebracht zu werden, jedoch aber auch sehr widerstandsfähig sein muss, um durch die Speisespannung nicht beschädigt zu werden) derartige Lampen sehr teuer und zerbrechlich machen. Die Glühwendel derartiger Lampen würde zudem nicht den hinsichtlich der Lichtverteilung gestellten Erfordernissen entsprechen, die von bestimmten so genannten Freiflächen-Reflektoren diesbezüglich vorausgesetzt werden.
  • Eine andere Lösung würde somit darin bestehen, eine zweite, für die Beleuchtung vorgesehene Spannungsquelle zu verwenden oder auch speziell für die Beleuchtung ein Stromnetz zu verwenden, das mit der Fahrzeugbatterie durch einen Spannungserniedriger verbunden ist. Dadurch würde das Verkabelungsnetz des Fahrzeugs äußerst komplex und lang, was die Hersteller aufgrund der hohen Kosten im Zusammenhang mit der Verkabelung zu vermeiden suchen.
  • Eine geeignete Lösung, die es erlaubt, die vorgenannten Nachteile im Zusammenhang mit länger währenden oder ständigen Überspannungen oder im Zusammenhang mit der Erhöhung der von der Fahrzeugbatterie gelieferten Nominalspannung zu beheben, besteht darin, jeder Lampe eines Scheinwerfers oder einer Signalleuchte eine Vorrichtung zur Spannungsregelung zuzuordnen, die es erlaubt:
    • – einerseits die Spannung auf den Sollwert des Scheinwerfers oder der Leuchte zu erniedrigen, sofern das Fahrzeug allgemein mit einer Spannung gespeist wird, die höher als diese Sollspannung ist,
    • – und zum anderen die Spannung zu regeln, um die Spannungsschwankungen so gering wie möglich zu halten, die an den Klemmen einer derartigen Lampe auftreten können.
  • In dem Dokument FR 2 707 021 wurde von der Anmelderin eine derartige Vorrichtung zur Spannungsregelung beschrieben.
  • Bei dieser Vorrichtung moduliert eine elektronische Schaltung die Spannung der Fahrzeugbatterie in eine periodische Spannung mit rechteckigen Impulsen zur Speisung der Beleuchtungslampen. Die Dauer der Impulse dieser Speisespannung sind derart definiert, dass sich deren mittlerer Wert an einen gegebenen Sollwert anpasst, der der Nominal-Speisespannung der Lampen entspricht.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Weiterbildung dieser Regelungsvorrichtung zu ermöglichen, bei der der die Lasten durchquerende Strom im Wesentlichen konstant bleibt, um folglich insbesondere die Lebensdauer dieser Lasten und speziell der Glühlampen zu erhöhen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kommutierungs- und Regelvorrichtung auszuführen, deren Struktur einfach und kostengünstig ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgaben schlägt die Erfindung gemäß einem ersten Merkmal eine Vorrichtung zur Regelung der Speisespannung einer elektrischen Last vor, die eine Nominal-Speisespannung hat, wobei die Vorrichtung durch eine Gleichspannungsquelle mit variablem Wert gespeist wird, wobei die Vorrichtung einen Oszillator umfasst, der ein rechteckiges Steuersignal erzeugt, dessen zyklisches Verhältnis mit dem Wert der Gleichspannung variiert, wenn diese höher als eine gegebene Schwellenspannung ist, und die zudem einen durch das Steuersignal betätigten und mit der
  • Last an den Klemmen der Spannungsquelle in Reihe geschalteten Schalter umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner eine mit der Last in Reihe geschaltete Induktanz und ein nur in einer Richtung leitendes Bauteil umfasst, das mit der Reihenschaltung der Lampe und der Induktanz parallel geschaltet ist.
  • Bevorzugte, aber nicht einschränkende Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die folgenden:
    • – das nur in einer Richtung leitende Bauteil ist ein zweiter gesteuerter Schalter;
    • – die zwei gesteuerten Schalter sind mit demselben Steuersignal beaufschlagt;
    • – die zwei gesteuerten Schalter sind C-MOS-Transistoren mit N-Kanal bzw. P-Kanal;
    • – die zwei gesteuerten Schalter sind an der Spannungsquelle in Reihe geschaltet.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung ein System zur Steuerung der Stromversorgung von fahrzeugseitigen Lasten vor, mit wenigstens einer Vorrichtung gemäß einem der vorstehend genannten Merkmale zum Regeln der Speisespannung einer zugeordneten Last.
  • Bevorzugte, aber nicht einschränkende Merkmale des erfindungsgemäßen Systems sind die folgenden:
    • – das System umfasst ferner ein Modul zum abwechselnden Steuern der Versorgung jeder Regelungsvorrichtung;
    • – das System umfasst ferner ein Modul zum abwechselnden Steuern der Versorgung jeder Last durch Anlegen eines Signals zur Inbetriebnahme oder Außerbetriebsetzung;
    • – das Steuermodul ist durch einen Dekodieren von Signalen zur Inbetriebnahme oder Außerbetriebsetzung gebildet, die durch einen gemeinsamen Bus übertragen werden;
    • – das Steuermodul und die Regelungsvorrichtungen sind Bestandteil ein und derselben elektronischen Einheit.
  • Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung verdeutlicht die nachfolgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen aufgeführt ist, in denen:
  • 1 ein Schaltplan einer erfindungsgemäßen Schaltung ist, die es erlaubt, die an die Klemmen einer elektrischen Last gelieferte Spannung zu regeln,
  • 1a und 1b Schaltpläne zweier Schaltungen sind, die bei einer periodischen Betriebsweise der erfindungsgemäßen Schaltung alternativ der Schaltung aus 1 entsprechen,
  • 2 ein Graph ist, der die Entwicklung eines charakteristischen Verhältnisses der an den Klemmen der Last aus 1 gelieferten Spannung in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen der Speisespannung der Schaltung aus 1 und der Sollspannung der Last zeigt,
  • 3a und 3b Graphen sind, die den Verlauf eines durch diese Schaltung erzeugten Steuersignals und der entsprechenden periodischen Spannung zeigen, die an die Klemmen der Last aus 1 geliefert wird,
  • 4 ein Graph der Übertragungsfunktion der Spannung der erfindungsgemäßen Schaltung ist,
  • 5 ein Schaltplan einer elektrischen Steuervorrichtung ist, die erfindungsgemäße Schaltungen in einem mehrere Lichtquellen umfassenden Kraftfahrzeugscheinwerfer verwendet.
  • In 1 wird eine elektronische Regelungsschaltung 10 durch eine Spannungsquelle Valim gespeist, die durch die konstanten Potentiale V0 und V1 größer als V0 definiert ist, mit denen die Schaltung 10 durch elektrische Leiter 101 bzw. 102 verbunden ist. Diese Schaltung ist durch die Leiter 103 und 104 an die Klemmen einer Last 20 angeschlossen, bei der es sich beispielsweise um eine Glühlampe eines Scheinwerfers oder einer Signalleuchte eines Kraftfahrzeugs handeln kann.
  • Die Potentiale V0 und V1 werden von einer fahrzeugseitigen Quelle abgenommen, bei der es sich zum Beispiel um die Klemmen der Fahrzeugbatterie handeln kann, wobei das Potential V0 in diesem Fall die Masse des Fahrzeugs ist. Die Spannung Valim, kann, wie üblich, 12 Volt betragen oder zum Beispiel einen Wert von 24 oder 42 Volt haben, um den Speisestrom zu verringern und somit den Querschnitt der Leiter, wenn zahlreiche im Fahrzeug eingebaute Geräte vorhanden sind.
  • Die Schaltung 10 umfasst ein Steuermodul 110, das mit den Potentialen V0 und V1 durch die Leiter 105 bzw. 106 verbunden ist. Das Steuermodul 110 ist auch mit einer Potentialquelle V2 verbunden, die eine Spannung V2 – V0 = Vref zusammen mit dem Potential V0 bildet. Dieses Modul vermag an einer Ausgangsklemme 111 ein Steuersignal C abzugeben.
  • Das Steuermodul 110 umfasst eine Komparatorschaltung und eine Oszillatorschaltung, die nach folgendem Prinzip funktioniert:
    Ist Valim kleiner oder gleich Vref, gibt das Steuermodul 110 ein Steuersignal C ab, das einer sehr nahe Valim festgelegten Spannung ("hohes" Niveau) entspricht.
  • Ist Valim nun aber größer als Vref sendet das Steuermodul 110 an den Leiter 111 ein rechteckiges Steuersignal C mit unveränderlicher Periode (T=(T0+T1), wie in 3a dargestellt: eine Periode T dieses Signals setzt sich aus einem Zeitabschnitt T1, in dem das Signal C gleich Valim ("hohes" Niveau) ist, und aus einem Zeitabstand T0' zusammen, in dem das Signal C einen konstanten Wert von annähernd 0 Volt hat ("niedriges" Niveau).
  • Das Verhältnis T0/T1 des Steuersignals C ist gleich 0, wenn Valim kleiner oder gleich Vref ist (in diesem Fall ist das Signal C gleichmäßig auf "hohem" Niveau). T0/T1 ist im Übrigen im Wesentlichen gleich (Valim/Vref)-1, wie in 2 dargestellt, wenn Valim größer ist als Vref. Für nähere Ausführungen hinsichtlich der Funktionsweise des Steuermoduls 110 wird auf das Dokument FR 2 707 021 der Anmelderin verwiesen.
  • Unter Bezugnahme wiederum auf 1 wird das Steuersignal C auf die Gate-Elektrode von zwei C-MOS-Transistoren Q1 und Q2 mit "N-Kanal" bzw. "P-Kanal" übertragen, die zwischen V0 und V1 hintereinander geschaltet sind.
  • Die Drain-Elektroden der zwei Transistoren Q1 und Q2 sind mit einer ersten Klemme einer Induktanz 25 verbunden. Die Lampe 20 ist durch die Leiter 103 und 104 zwischen dem Potential V1 und der zweiten Klemme der Induktanz angeschlossen.
  • Ist Valim kleiner oder gleich Vref, ist die Spannung des Signals C somit hoch und der Transistor Q1 ist durchlassend, wogegen der Transistor Q2 gesperrt ist. In diesem Fall entspricht die Schaltung 10 der in 1a dargestellten Schaltung, die an die Klemmen der Schaltung Induktanz/Lampe die Spannung Valim, anlegt, die um die Schwellenspannung von Q1 verringert ist. Da diese Speisespannung kontinuierlich ist, ist die Impedanz der Induktanz 25 schwach, und die Spannung an den Klemmen der Lampe 20 entspricht im Wesentlichen Valim.
  • Ist nun aber Valim größer als Vref, bewirken die Impulse des durch das Steuermodul an die Gate-Elektroden der beiden Transistoren übertragenen Signals C in regelmäßigem Abstand das Öffnen eines Transistors, während der andere geschlossen ist, und umgekehrt. Ein Funktionszyklus der in 3a dargestellten Schaltung umfasst somit die beiden folgenden Schritte:
  • Während der Periode T1 ("hohes" Signal C) ist der Transistor Q1 durchlassend und der Transistor Q2 ist gesperrt. Die Schaltung entspricht folglich während dieses Zeitabschnitts T1 noch der aus 1a, und die Spannung VL an den Klemmen der Lampe 20 nimmt nicht linear zu, wogegen die Impedanz der Induktanz abnimmt.
  • Wechselt das Steuersignal C zu dem niedrigen Niveau (Periode T0), ist nun der Transistor Q2 durchlassend, wogegen der Transistor Q1 gesperrt ist. Die Schaltung 10 entspricht nun der in 1b dargestellten, bei der die Lampe 20, die Induktanz 25 und der Transistor Q2 (der, da durchlassend aber nur in einer Richtung leitend, somit eine Funktion hat, die der einer Diode entspricht) in einer Art "freilaufenden" geschlossenen Schleife hintereinander geschaltet sind und bei der der Strom so fließt, dass er allmählich schwächer wird. Die Spannung VL an den Klemmen der Lampe 20 nimmt somit, wie in 3a angegeben, in nicht linearer Weise bis zu ihrem Wert zu Beginn des Zyklus ab.
  • Die Dauer der von dem Steuermodul 110 abgegebenen Impulse wird, wie bereits erwähnt, derart geregelt, dass das zyklische Verhältnis T0/T1 des Signals im Wesentlichen (Valim/Vref – 1) entspricht, wenn Valim größer als Vref ist. Nimmt der Wert von Valim zu, nimmt die Dauer der von dem Steuermodul 110 abgebebenen hohen Spannungsimpulse folglich ab (d.h. die Dauer T0 nimmt zu, während die Dauer Ti abnimmt), so dass der zeitliche Mittelwert der Spannung an den Klemmen der Lampe im Wesentlich gleich Vref bleibt.
  • 3b (in der sich der Maßstab von VL von dem aus 3a unterscheidet) zeigt die Funktionsweise der Schaltung, wenn der Wert der Speisespannung Valim, abnimmt, dabei aber noch größer als Vref bleibt. In dieser Figur ist die Dauer der Perioden T0 und T1 im Wesentlichen gleich.
  • Die Spannung an den Klemmen der Lampe 200 nimmt in diesem Beispiel während einer Periodenhälfte folglich zu, um dann während der darauffolgenden Periodenhälfte abzunehmen. Der Mittelwert der Spannung VL an den Klemmen der Lampe entspricht somit im Wesentlichen unverändert dem Wert VL im Falle von 3a, da die Zunahme der Dauer T1 die Abnahme des Wertes von Valim derart ausgleicht, dass das Produkt T1·Valim im Wesentlichen unverändert T1·Valim entspricht.
  • Sobald Valim größer ist als Vref, wird somit die Spannung an den Klemmen der Lampe 20 auf einem Mittelwert nahe von Vref gehalten.
  • Der Wert dieser Spannung Vref ist auf die Nominal-Speisespannung der Lampe 20 abgestimmt. Die Entwicklung der durchschnittlichen Spannung an den Klemmen der Lampe 20 in Abhängigkeit des Wertes von Valim ist in 4 schematisch dargestellt.
  • Um zu vermeiden, dass ein Betrachter des die Lampe 20 enthaltenden Scheinwerfers oder Leuchte die Schwankungen der von dieser Lampe gelieferten Lichtstärke tatsächlich wahrnimmt, ist die Periode T=T0+T1 der Steuersignale des Steuermoduls 110 auf einen Wert eingestellt, der unterhalb der Dauer der Nachwirkung des Netzhautbildes liegt und zum Beispiel gleich 0,03 Sekunden ist.
  • Die erfindungsgemäße Schaltung erlaubt ferner dank der Induktanz 25, die Entwicklung der Spannung an den Klemmen der Lampe zu glätten und somit auch die von dieser abgegebene Lichtstärke zu stabilisieren.
  • Diesbezüglich ist der Wert der Induktanz so gewählt, dass ein derartiges Glätten gewährleistet ist, ohne hierbei jedoch beim Einschalten der Lampe den Anstieg der Spannung bis zu ihrem Nominalwert unnötig zu verlangsamen.
  • In einer in den Figuren nicht dargestellten Variante der Schaltung ist der Transistor Q2 durch eine Diode ersetzt, die zu der Reihenschaltung der Lampe und der Induktanz parallel geschaltet ist, wobei die Diode den Strom der Drain-Elektrode von Q1 zu dem Potential V1 durchlässt.
  • Bei dieser Variante ist die allgemeine Funktionsweise der Schaltung die gleiche wie die der Schaltung aus 1, ihre Gesamtleistung wird jedoch durch die Verlustleis tung in der Diode geringfügig verringert, deren Schwellenspannung in etwa 0,3 bis 0,7 Volt beträgt, wogegen der Schwellenwert des C-MOS-Transistors in etwa bei 0,1 Volt liegen kann.
  • In 5 ist nun ein System S zur elektrischen Steuerung dargestellt, das in einem optischen Gehäuse 50 eines Kraftfahrzeugs vier Lasten 26, 27, 28 und 29 umfasst, die von einer Entladungslampe eines Abblendlichtscheinwerfers bzw, von drei Glühlampen eines Fernlichtscheinwerfers, eines Nebelscheinwerfers und eines Blinkers gebildet sind. Die drei Glühlampen 27, 28 und 29 sind von herkömmlicher Art und zum Betrieb mit einer Spannung von in etwa 12 Volt vorgesehen.
  • Das Gehäuse umfasst auch einen Dekodieren D, der mit einem als solchen bekannten Bus B zur Übertragung von digitalen Multiplex-Steuersignalen verbunden ist. Die Verwendung eines derartigen Busses, der im Fahrzeug in der Nähe von elektrischen Geräten des Fahrzeugs eingesetzt wird, um an diese Steuersignale zu übertragen, nimmt gegenwärtig mit der Anzahl und der zunehmenden Komplexität dieser Geräte zu.
  • Das Gehäuse B ist ebenfalls mit den Klemmen einer Speisestromquelle des Fahrzeugs verbunden, die hier in Form einer Batterie mit 42 Volt ausgeführt ist.
  • Jeder der Lampen 27, 28, 29 ist eine Schaltung zur Spannungsregelung, wie mit Bezug auf 1 beschrieben, zugeordnet, die durch die Spannung von 42 Volt gespeist wird, wobei die Entladungslampe 26 einem Vorschaltgerät 260 zugeordnet ist, das seinerseits direkt von der 42-Volt-Spannung gespeist wird.
  • Die Lampen 27, 28 und 29 sind folglich mit dem Ausgang der jeweiligen Regelungsschaltung 17, 18 bzw. 19 verbunden, die an diese eine mittlere Spannung liefert, die im Wesentlichen ihrer Nominal-Spannung (normalerweise 13,2 oder 13,5 Volt) entspricht.
  • Die Regelungsschaltungen 17, 18, 19 sind ebenso wie die Schaltung des Vorschaltgerätes 260 in Reihe mit einem elektrischen Leiter 40 geschaltet, der seinerseits mit der Spannungsquelle von 42 Volt durch eine Schutzschaltung 30 verbunden ist, die hier von einer Diode 300 gebildet ist.
  • Das Vorschaltgerät 260 sowie die Module zur Spannungsregelung 17, 18 und 19 sind ebenfalls mit dem Dekodieren D verbunden, der deren Speisung steuert und somit dem Fahrer des Fahrzeugs gestattet, den Betrieb der vier Lasten des Scheinwerfers durch die Steuerung der durch den Bus B übertragenen digitalen Signale zu steuern.
  • Es ist hier festzustellen, dass durch eine derartige Anordnung die Transistoren Q1 und Q2 der Regelungsschaltungen zum Einschalten und Ausschalten der Lampen verwendet werden können, d.h. ohne einen zusätzlichen gesteuerten Schalter zu benötigen. Konkret wirken die einzelnen durch den Dekodieren D gelieferten Steuersignale in den Schaltungen 17, 18, 19 durch eine einfache kombinatorische Logik, um selektiv ihrem Steuermodul zu gestatten, die Steuersignale abzugeben, oder um ihnen dies zu untersagen.
  • Die Schaltungen 17, 18 und 19 umfassen in diesem Ausführungsbeispiel auch nicht dargestellte Filter- und/oder Schutzvorrichtungen, die für gewöhnlich in den elektronischen Fahrzeugsystemen integriert sind. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante umfasst das System auch Mittel zur Diagnose des Zustands der Lampen.
  • Ferner ist auch festzuhalten, dass es die Tatsache, dass die Schutzvorrichtung 30 vor den den Spannungswert verringernden Schaltungen 17, 18 und 19 angeordnet ist, gestattet, die Diode 300 mit einem Strom zu durchqueren, der deutlich niedriger ist als der, der in dem nach den Reglern angeordneten Teil des Systems fließen würde, und die Gesamtleistung des Systems durch Verringerung der Verlustleistung in der Diode durch Joulesche Wärme zu verbessern.
  • Vorteilhafterweise können die Schaltung des Dekodierers D und die Regelungsschaltungen 17, 18, 19 sowie die zugeordneten zusätzlichen Schaltungen (Schutz, Filter, Diagnose usw.) in ein und derselben elektronischen Einheit zusammengefasst werden, die die Batteriespannung und die Signale des Busses B empfängt und ebenso viele Ausgänge wie zu steuernde und zu speisende elektrische Lasten umfasst.
  • Ein derartiges System zur elektrischen Steuerung erlaubt es somit, Lampen oder jede andere Last, die einer nur wenig schwankenden Speisespannung bedarf, mit einer Hauptstromversorgung einer deutlich höheren Spannung als der Nennspannung dieser Lasten zu speisen, ohne in dem Fahrzeug wesentliche Verkabelungsteile hinzuzufügen.

Claims (9)

  1. Vorrichtung (10) zur Regelung der Speisespannung einer elektrischen Last (20), die eine Nominal-Speisespannung hat, wobei die Vorrichtung durch eine Gleichspannungsquelle mit variablem Wert (Valim) gespeist wird, wobei die Vorrichtung einen Oszillator (110) umfasst, der ein rechteckiges Steuersignal (C) erzeugt, dessen zyklisches Verhältnis (T0/T1) mit dem Wert der Gleichspannung variiert, wenn diese höher als eine gegebene Schwellenspannung (Vref) ist, und die zudem einen durch das Steuersignal betätigten und mit der Last an den Klemmen der Spannungsquelle in Reihe geschalteten Schalter (Q1) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine mit der Last in Reihe geschaltete Induktanz (25) und ein nur in einer Richtung leitendes Bauteil (Q2) umfasst, das mit der Reihenschaltung der Lampe und der Induktanz parallel geschaltet ist.
  2. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nur in einer Richtung leitende Bauteil (Q2) ein zweiter gesteuerter Schalter ist.
  3. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei gesteuerten Schalter (Q1, Q2) mit demselben Steuersignal (C) beaufschlagt sind.
  4. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei gesteuerten Schalter C-MOS Transistoren mit N-Kanal bzw. P-Kanal sind.
  5. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei gesteuerten Schalter an der Spannungsquelle (Valim) in Reihe geschaltet sind.
  6. System (S) zur Steuerung der Stromversorgung von fahrzeugseitigen Lasten (26, 27, 28, 29), mit wenigstens einer Vorrichtung (17, 18, 19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Regeln der Speisespannung einer zugeordneten Last (27, 28, 29).
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner ein Modul (D) zum abwechselnden Steuern der Versorgung jeder Last durch Anlegen eines Signals zur Inbetriebnahme oder Außerbetriebsetzung an jede Regelungsvorrichtung umfasst.
  8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (D) durch einen Dekodieren von Signalen zur Inbetriebnahme oder Außerbetriebsetzung gebildet ist, die durch einen gemeinsamen Bus (B) übertragen werden.
  9. System nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (D) und die Regelungsvorrichtungen (17, 18, 19) Bestandteil ein und derselben elektronischen Einheit sind.
DE60004591T 1999-03-23 2000-02-10 Spannungsreglerschaltung für Lasten an Bord eines Fahrzeuges Expired - Lifetime DE60004591T2 (de)

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Publications (2)

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EP (1) EP1039785B1 (de)
JP (1) JP4773599B2 (de)
DE (1) DE60004591T2 (de)
ES (1) ES2204462T3 (de)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6666698B2 (en) 2000-08-17 2003-12-23 Tyco Electronics Corporation Arc limiting electrical connector assembly
US6525488B2 (en) * 2001-05-18 2003-02-25 General Electric Company Self-oscillating synchronous boost converter
GB2377099B (en) * 2001-06-29 2004-12-29 Motorola Inc Lighting system and method
US6674180B2 (en) 2001-10-12 2004-01-06 Ford Global Technologies, Llc Power supply for a hybrid electric vehicle
US6831445B2 (en) * 2001-12-06 2004-12-14 Denso Corporation Automotive alternator having parallel connected circulating circuit to rapidly attenuate field current
US7184254B2 (en) * 2002-05-24 2007-02-27 Airxcel, Inc. Apparatus and method for controlling the maximum stroke for linear compressors
US20100066099A1 (en) * 2008-09-15 2010-03-18 Raser Technologies, Inc. Configuration to power electrical components in a vehicle
WO2011137707A2 (zh) 2011-04-13 2011-11-10 华为技术有限公司 迟滞控制转换电路和供电***
CN103744463B (zh) * 2013-11-30 2016-02-10 成都岷创科技有限公司 可检测占空比的可变基准电源

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1462627A (en) * 1973-07-26 1977-01-26 Ferranti Ltd Load energisation control
US4459539A (en) * 1982-07-12 1984-07-10 Hewlett-Packard Company Charge transfer constant volt-second regulator
GB2204445B (en) * 1987-03-06 1991-04-24 Texas Instruments Ltd Semiconductor switch
US4902958A (en) * 1988-11-14 1990-02-20 Progressive Dynamics, Inc. Incandescent light regulation and intensity controller
CA2047980A1 (en) * 1990-08-09 1992-02-10 Hideo Sugimori Luminaire
US5095224A (en) * 1990-08-31 1992-03-10 Siemens-Pacesetter, Inc. Interrupted resonance energy transfer system
FR2707021A1 (en) * 1993-06-23 1994-12-30 Valeo Vision Voltage regulating process and device for implementing this process
US5414341A (en) * 1993-12-07 1995-05-09 Benchmarq Microelectronics, Inc. DC-DC converter operable in an asyncronous or syncronous or linear mode
US5627460A (en) * 1994-12-28 1997-05-06 Unitrode Corporation DC/DC converter having a bootstrapped high side driver
US5757173A (en) * 1996-10-31 1998-05-26 Linfinity Microelectronics, Inc. Semi-soft switching and precedent switching in synchronous power supply controllers
US5808455A (en) * 1996-11-13 1998-09-15 Micro Linear Corporation DC-to-DC converter having hysteretic current limiting
US5847554A (en) * 1997-06-13 1998-12-08 Linear Technology Corporation Synchronous switching regulator which employs switch voltage-drop for current sensing
US5870296A (en) * 1997-10-14 1999-02-09 Maxim Integrated Products, Inc. Dual interleaved DC to DC switching circuits realized in an integrated circuit

Also Published As

Publication number Publication date
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