WO2007096219A1 - Schaltungsanordnung mit rückspeiseschutz zum schalten in leistungsanwendungen - Google Patents

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WO2007096219A1
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René TRAPP
Mario Engelmann
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
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    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
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    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of claim 1 and the use of erfindungsge- wholesomeen circuit arrangement for controlling or regulating the electrical signals and large on the channels of the sensors and / or the sensor systems in motor vehicles.
  • MOSFETs metal oxide semiconductor field effect transistors
  • These generally have an inverse diode in parallel with the drain-source path.
  • This inverse diode results from the usual internal connection of the substrate terminal (BuIk) with the source terminal, wherein the inverse diode is represented as the PN junction between BuIk and drain.
  • DMOS fets double diffused MOSFETs
  • DMOS fets double diffused MOSFETs
  • fault currents It is common, especially in power application circuits, to implement some protection against fault currents, which can cause operational errors and destruction. sensitive hardware.
  • a special case of such fault currents are regenerations, in which a reverse current flow to the normal working current occurs. This is often caused by an unwanted coupling of the power supply, for example by insulation defects or switching errors.
  • barrier fets jfets
  • IGBTs insulated gate transistors
  • thyristors are often used for switching. However, these have the general disadvantage that they have significantly higher switching times than mosfets and therefore are not suitable for many applications. In addition, thyristors generally have a problematic Shutdown behavior on.
  • the invention is therefore based on the object to describe a circuit arrangement for power applications, which allows independent of the polarity of the applied voltage, the switching of the current flow in a line branch and manages in the conductive state without significant loss of voltage within the circuit itself.
  • the invention is based on the idea of switching the current flow in a line branch with the aid of a circuit arrangement which, due to two MOSFETs connected in series opposite each other and with respect to the PN transitions of their inverse diodes, in the event that both MOSFETs conduct, does not cause a significant internal voltage drop and, in the event that both mosfets lock, prevents current flow in both directions.
  • line branch is understood to mean the current path which is to be switched and which, if appropriate, implements the connection to a load to be switched. This can also be a general electrical supply channel.
  • An inventive circuit arrangement has the advantage that it can be implemented with little effort and is also easy to integrate into existing systems.
  • a circuit arrangement according to the invention can be discrete, integrated on a separate chip or integrated into a more comprehensive one System be formed on a chip.
  • the line branch has a device for measuring current, in particular a resistor above which the voltage drop is measured. As a result, a feedback and other fault currents can be detected.
  • At least one MOSFET driver stage is controlled by an electronic control logic and the electronic control logic is linked to the measuring elements.
  • the electronic control logic allows variable control of the mosfets.
  • the current measured in the line branch is supplied to the electronic control logic. This then evaluates the current in relation to defined threshold values or with the aid of an algorithm, whereby according to the evaluation at least one Mosfet driver stage is activated.
  • the control logic special and complex evaluation or regulatory procedures can be implemented.
  • the measured current passes through an electronic filter prior to evaluation by the electronic control logic.
  • the electronic filter harmless current fluctuations and current impulses can be filtered out, so that by reactions to these not the regular circuit operation is disturbed.
  • Embodiments of the circuit arrangement according to the invention can be realized in principle with both n-channel and p-channel MOSFETs as well as with self-blocking and normally-conducting MOSFETs.
  • a circuit arrangement according to the invention described above can be used in different areas of power applications. It is particularly useful to use in the sensor channel of a motor vehicle control system. However, any other sensor channels can also be protected against regeneration.
  • the circuit arrangement is also particularly suitable for integration in integrated circuits, which realize an energy-supplying control of loads.
  • the invention relates to the use of the circuit arrangement according to claims 1 to 9 for controlling or regulating the electrical signals and variables on the channels of the sensors and / or the sensor systems in motor vehicles.
  • Fig. 1 shows a circuit arrangement according to the invention for
  • FIG. 2 shows another circuit arrangement according to the invention which switches a wheel speed sensor channel and has a device for current measurement and evaluation
  • Fig. 3 shows the time course of the current of a wheel speed signal in case of error.
  • the circuit arrangement shown in FIG. 1 contains two circuit-implemented approaches for detecting a return feed or the possible beginning of a return feed. Based on this circuit arrangement, both approaches are illustrated and explained, with an approach usually sufficient for the technical implementation.
  • the comparator 7 may already be given an offset voltage.
  • the output of the comparator is supplied to the electronic control logic 5, which provides a further evaluation, in particular an assessment of the temporal voltage curve, makes. Special algorithms can be used for this.
  • the electronic control logic 5 activates the two driver stages 3, 4 of the respective MOSFETs 1, 2, whereby, in the case of a feedback or of a different type of error, blocking of the line branch in both or one direction is initiated. This is possible because the two self-blocking n-channel MOSFETs 1, 2 are connected in series with respect to the PN transitions of their diodes opposite to each other. Second, the current through the leg is measured or monitored.
  • the filter 8 has the task of filtering out current fluctuations in a defined frame from the following evaluation, since certain fluctuations of the signal are normal and should not be included in the assessment of a possible shutdown, or blocking.
  • the electronic control logic 5 offers further algorithms for the evaluation, for example, the time course of the current or has defined current thresholds.
  • Figure 2 shows a circuit arrangement which includes the wheel speed sensor channel of a motor vehicle control system.
  • the power supply of the wheel speed sensor system ASI Active Sensor Interface
  • ASI Active Sensor Interface
  • the line branch which has a series connection according to the invention of two self-locking n-channel MOSFETs.
  • a supply current from terminal 3OB flows into the ASI pin.
  • the potential of terminal 30B is due to the voltage drop in an upstream protective circuit below the main energy supply.
  • the supply voltage is applied.
  • the potential of the ASI-pin is above that of terminal 3OB.
  • the driver stage 3 of the MOSFET 1 can be directly controlled and the current flow can be switched off.
  • the motor vehicle control system can also block both mosfets 1, 2 and thus prevent a flow of current in both directions.
  • FIG. 3 illustrates the temporal current profile of the wheel speed sensor channel.
  • an error occurs.
  • the electricity falls rapidly down to below threshold 1.
  • the current monitor detects that there is a fault and may be in the process of being fed back. Therefore, the electronic control logic 5 reacts with the blocking of Mosfet 2, whereby after a certain delay time t ia t the current flow is interrupted.
  • the duration of the delay time and thus also the maximum reached fault current value and the energy transmitted by it depend significantly on the level of the critical current threshold (threshold 1) and the filtering. It should be noted that an excessive approach, which is effective even with very small disturbances, probably unintentionally influences the sensor signal.
  • the function of the filter or of an algorithm stored in the electronic control logic 5 is to avoid critical fault current values, but to have as little influence as possible on the sensor operation.

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  • Electronic Switches (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

Schaltungsanordnung mit Rückspeiseschutz zum Schalten des Stromflusses in Leistungsanwendungen, wobei die Schaltungsanordnung auf dem zu schaltenden Leitungszweig zwei Mosfets (1), (2) in Reihe aufweist, wobei diese so angeschlossen sind, dass ihre Inversdioden bezüglich ihres PN-Übergangs zueinander entgegengesetzt angeordnet sind.

Description

Schaltungsanordnung mit Rückspeiseschutz zum Schalten in Leistungsanwendungen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und die Verwendung der erfindungsge- maßen Schaltungsanordnung zur Steuerung oder Regelung der elektrischen Signale und Großen auf den Kanälen der Sensoren und/oder der Sensorsysteme in Kraftfahrzeugen.
Es ist bekannt Halbleiterbauelemente als Schalter für Leistungsanwendungen zu verwenden. Dabei wird der Stromfluss in der entsprechenden Versorgungsleitung bzw. dem Leitungszweig durch ein Halbleiterbauelement unterbrochen, indem dieses Halbleiterbauelement durch äußere Beschaltung in einen Sperrzustand bzw. in einen hochohmigen Zustand versetzt wird.
Im Bereich von Leistungsanwendungen werden häufig Metall- oxid-Halbleiter-Feldeffektransistoren (Mosfets) verwendet. Diese weisen im Allgemeinen parallel zur Drain-Source- Strecke eine Inversdiode auf. Diese Inversdiode ergibt sich aus der üblichen inneren Verschaltung des Substratanschlusses (BuIk) mit dem Sourceanschluss, wobei sich die Inversdiode als der PN-Ubergang zwischen BuIk und Drain darstellt. Außerdem weisen auch im Speziellen DMOS-Fets (doppelt diffundierte Mosfets) Inversdioden auf. Dies liegt an ihrem speziellen Aufbau, wobei sich eine Inversdiode als parasitäres Element parallel zur Drain-Source-Strecke ausprägt.
Es ist besonders in Schaltungen für Leistungsanwendungen üblich, einen gewissen Schutz gegen Fehlerstrome zu implementieren, welche zu Betriebsfehlern und zur Zerstörung emp- findlicher Hardware führen können. Ein spezieller Fall solcher Fehlerströme sind Rückspeisungen, bei denen ein zum normalen Arbeitsstrom umgekehrter Stromfluss auftritt. Dieser wird häufig durch eine ungewollte Einkopplung der Energieversorgung, zum Beispiel durch Isolationsdefekte oder Schaltfehler, hervorgerufen.
Im Fall einer Rückspeisung reicht ein einzelner Mosfet als Schalter nicht aus. Eine Rückspeisung kann durch das Sperren des Mosfets nicht verhindert werden, da die Inversdiode einen Stromfluss in umgekehrter Richtung ermöglicht. Um hier Abhilfe zu schaffen ist es üblich eine Diode in Reihe zum Mosfet zu Schalten, wobei die Diode mit ihrer Polung umgekehrt zur Inversdiode des Mosfets verschaltet sein muss. Durch diese zusätzliche Diode wird eine mögliche Rückspeisung verhindert. Allerdings fällt bei durchgeschaltetem Mosfet eine Spannung von ungefähr 0,7 V an dieser Diode ab, wodurch die verfügbare Spannung um diesen Wert sinkt.
Es ist technisch wenig sinnvoll Sperrschicht-Fets (Jfets) zu verwenden, obwohl diese in beide Richtungen sperren können, da sie speziell für Leistungsanwendungen wenig geeignet sind. Auch der Einsatz von Bipolaren Transistoren und Insu- lated-Gate-Transistoren (IGBTs) ist wenig sinnvoll, da diese aufgrund des Avalanche-Effektes in Inversrichtung höchstens eine Sperrspannung von 7-8 V aufnehmen können. Für Leistungsanwendungen mit Strömen ab einer Größenordnung von hundert Ampere werden häufig Thyristoren zum Schalten verwendet. Diese haben jedoch den generellen Nachteil, dass sie deutlich höhere Schaltzeiten aufweisen als Mosfets und deswegen für viele Anwendungen nicht in Frage kommen. Darüber hinaus weisen Thyristoren im Allgemeinen ein problematisches Abschaltverhalten auf.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zu Grunde eine Schaltungsanordnung für Leistungsanwendungen zu beschreiben, die unabhängig von der Polung der anliegenden Spannung das Schalten des Stromflusses in einem Leitungszweig ermöglicht und die im leitenden Zustand ohne merklichen Spannungsverlust innerhalb der Schaltungsanordnung selber auskommt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemaß gelost durch die Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1.
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, den Stromfluss in einem Leitungszweig mit Hilfe einer Schaltungsanordnung zu schalten, welche durch zwei in Reihe und in Bezug auf die PN-Ubergange ihrer Inversdioden entgegengesetzt verschalteten Mosfets im Fall, dass beide Mosfets leiten, kein nennenswerter interner Spannungsabfall aufweist und im Fall, dass beide Mosfets sperren, ein Stromfluss in beide Richtungen unterbindet.
Unter dem Begriff Leitungszweig wird der Strompfad verstanden, der geschaltet werden soll und welcher gegebenenfalls die Anbindung zu einer zu schaltenden Last realisiert. Dabei kann es sich auch um einen allgemeinen elektrischen Versorgungskanal handeln.
Eine erfindungsgemaße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, dass sie mit geringem Aufwand realisierbar ist und außerdem in bestehende Systeme leicht zu integrieren ist. Eine erfindungsgemaße Schaltungsanordnung kann diskret, integriert auf einem separaten Chip oder integriert in ein umfassenderes System auf einem Chip ausgebildet werden.
Es ist zweckmäßig, dass der Leitungszweig eine Einrichtung zur Strommessung, insbesondere einen Widerstand über dem der Spannungsabfall gemessen wird, aufweist. Dadurch kann eine Rückspeisung und andere Fehlerströme erkannt werden.
Es ist bevorzugt die über dem Leitungszweig abfallende Spannung an einen Komparator anzulegen, welchem insbesondere eine Offsetspannung vorgegeben ist. Durch den Vergleich mit einer definierten Offsetspannung kann eine bevorstehende, mögliche Rückspeisung erkannt werden.
Vorzugsweise wird mindestens eine Mosfet-Treiberstufe durch eine elektronischen Kontrolllogik angesteuert und die elektronische Kontrolllogik ist mit den Messelementen verknüpft. Durch die elektronische Kontrolllogik ist eine variable Ansteuerung der Mosfets möglich.
Bevorzugt wird der im Leitungszweig gemessene Strom der e- lektronischen Kontrolllogik zugeführt. Diese bewertet dann den Strom in Bezug auf definierte Schwellwerte oder mit Hilfe eines Algorithmus, wobei entsprechend der Auswertung mindestens eine Mosfet-Treiberstufe angesteuert wird. Durch den Einsatz der Kontrolllogik lassen sich auch spezielle und komplexe Bewertungs- oder Regelungsverfahren umsetzen.
Es ist zweckmäßig, dass der gemessene Strom vor der Bewertung durch die elektronische Kontrolllogik einen elektronischen Filter durchläuft. Mit Hilfe des elektronischen Filters lassen sich unbedenkliche Stromschwankungen und Stromimpulse herausfiltern, so dass durch Reaktionen auf diese nicht der reguläre Schaltungsbetrieb gestört wird.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen der Schaltungsanordnung lassen sich prinzipiell sowohl mit n-Kanal-, als auch mit p- Kanal-Mosfets, sowie mit selbstsperrenden und selbstleitenden Mosfets, realisieren.
Eine erfindungsgemäße, oben beschriebene Schaltungsanordnung kann in unterschiedlichen Bereichen von Leistungsanwendungen zum Einsatz kommen. Dabei ist besonders ein Einsatz in dem Sensorkanal eines Kraftfahrzeugregelungssystems sinnvoll. Es können allerdings auch beliebige andere Sensorkanäle vor Rückspeisung geschützt werden. Die Schaltungsanordnung ist auch besonders geeignet zur Integration in integrierte Schaltungen, die eine energieversorgende Ansteuerung von Lasten realisieren. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung der Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9 zur Steuerung oder Regelung der elektrischen Signale und Größen auf den Kanälen der Sensoren und/oder der Sensorsysteme in Kraftfahrzeugen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren.
Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum
Schalten des Stromflusses in einem Leitungszweig mit einer Einrichtung zur Strommessung und einer Einrichtung zur Spannungsmessung, welche ihre Daten an eine elektronische Kontrolllogik übermit- teln, die über jeweils eine Treiberstufe zwei erfindungsgemäß verschaltete Mosfets ansteuert,
Fig. 2 eine weitere Erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, die einen Raddrehzahlsensorkanal schaltet eine Einrichtung zur Strommessung und Auswertung aufweist und
Fig. 3 den zeitlichen Verlauf des Stroms eines Raddrehzahlsignals im Fehlerfall.
Die in Figur 1 dargestellte Schaltungsanordnung enthält zwei schaltungstechnisch realisierte Ansätze zum Erkennen einer Rückspeisung bzw. dem möglichen Beginn einer Rückspeisung. Anhand dieser Schaltungsanordnung werden beide Ansätze veranschaulicht und erläutert, wobei für die technische Umsetzung meist ein Ansatz ausreicht. Zum Ersten wird der Spannungsabfall über dem Leitungszweig abgegriffen und einem Komparator 7 zugeführt. Dabei wird sowohl die Polung der Spannung, als auch ihr Wert erfasst. In Folge eines Fehlerfalls, der zu einer Spannungsverpolung und damit zu einer Rückspeisung führen kann, ist dies bereits im Vorfeld durch ein deutliches, schnelles Absinken des Spannungswertes kenntlich. Da eine gewisse Reaktionsgeschwindigkeit bis zum Sperren des Rückspeisestroms zu berücksichtigen ist, ist es empfehlenswert nicht erst eine verpolte Spannung gewisser Höhe zu erkennen, sondern schon das Absinken der ursprünglichen Spannung unter einen definierten Wert. Zu diesem Zweck kann dem Komparator 7 bereits eine Offsetspannung vorgegeben sein. In dem in Figur 1 veranschaulichten Beispiel wird der Ausgang des Komparators der elektronischen Kontrolllogik 5 zugeführt, welche eine weitergehende Bewertung, insbesondere eine Bewertung des zeitlichen Spannungsverlaufs, vornimmt. Dafür können spezielle Algorithmen verwendet werden. Die e- lektronische Kontrolllogik 5 steuert die beiden Treiberstufen 3, 4 der jeweiligen Mosfets 1, 2 an, wodurch im Fall einer Ruckspeisung oder eines anders gearteten Fehlers, eine Sperrung des Leitungszweiges in beide oder eine Richtung veranlasst wird. Dies ist dadurch möglich, dass die beiden selbstsperrenden n-Kanal-Mosfets 1, 2 bezuglich der PN- Ubergange ihrer Dioden entgegengesetzt zueinander in Reihe geschaltet sind. Zum Zweiten wird der Strom durch den Leitungszweig gemessen, bzw. überwacht. Die geschieht mit Hilfe des Spannungsabfalls über dem Widerstand 9 und der daran angeschlossenen Auswerteeinheit 6. Der Stromwert wird über ein Filter 8 an die elektronische Kontrolllogik 5 gesendet. Das Filter 8 hat die Aufgabe Stromschwankungen in einem definierten Rahmen aus der folgenden Auswertung herauszufiltern, da gewisse Schwankungen des Signals normal sind und nicht in die Beurteilung einer möglichen Abschaltung, bzw. Sperrung mit einfließen sollen. Die elektronische Kontrolllogik 5 bietet weitergehende Algorithmen zur Bewertung an, z.B. des zeitlichen Verlaufs des Stroms oder weist definierte Stromschwellen auf.
Figur 2 zeigt eine Schaltungsanordnung, die den Raddrehzahlsensorkanal eines Kraftfahrzeugregelungssystems beinhaltet. Über den Leitungszweig, der eine erfindungsgemaße Reihenschaltung von zwei selbstsperrenden n-Kanal-Mosfets aufweist, wird die Energieversorgung des Raddrehzahlsensorsystems ASI (Active Sensor Interface) realisiert. Im normalen Betriebszustand fließt ein Versorgungsstrom von Klemme 3OB in den ASI-Pin. Das Potential von Klemme 30B liegt aufgrund des Spannungsabfalls in einer vorgeschalteten Schutzschal- tung unter dem der Hauptenergieversorgung. Nun kann z.B. durch das Zusammenwirken von Isolierungsmangeln und der leitenden Fahrzeugkarosserie der Fall auftreten, dass im Bereich der Sensorschnittstelle die Versorgungsspannung anliegt. Dadurch liegt das Potential des ASI-pins über dem der Klemme 3OB. In diesem Fall wurde sich eine Ruckspeisung in die Klemme 30B ergeben, welche gegebenenfalls empfindliche Elektronik im Signalweg beschädigen konnte. Eine bevorstehende oder beginnende Ruckspeisung wird allerdings durch die Stromuberwachung 6 am Widerstand Rsense 9 erkannt. Mit Hilfe der Stromuberwachung 6 können verschiedene Stromschwellen THRs (Thresholds) erkannt werden. Insbesondere ist eine vom Wert her niedrige Schwelle 1 hinterlegt, über die der Beginn einer bevorstehenden Ruckspeisung THRreflow erkannt werden kann. Die Auswertung dieser Schwelle 1 geschieht über ein Entstorfilter 8, welches zulassige Stromschwankungen, besonders kurze negative Stromimpulse, herausfiltert. Der Ausgang des Filters ist mit der Treiberstufe 4 des Mosfets 2 verbunden. Wird dieser im Fall einer sich abzeichnenden Ruckspeisung gesperrt, kann eine Ruckspeisung in die Klemme 30B wirksam verhindert werden. In Folge eines von der Stromuberwachung 6 erfassten Fehlerstroms, z.B. eines zu großen Stromwertes in Richtung von KL 30B zum ASI-pin, kann direkt die Treiberstufe 3 des Mosfets 1 angesteuert werden und der Stromfluss abgeschaltet werden. Über eine On/Off- Funktionalitat kann das Kraftfahrzeugregelungssystem auch beide Mosfets 1, 2 sperren und somit einen Stromfluss in beide Richtungen unterbinden.
In Figur 3 wird der zeitliche Stromverlauf des Raddrehzahlsensorkanals veranschaulicht. Nach einer gewissen Zeit ti, tritt ein Fehlerfall ein. In Folge dessen fallt der Strom rapide ab, bis unter die Schwelle 1. Zu diesem Zeitpunkt erkennt die Stromüberwachung, dass ein Fehler vorliegt und möglicherweise eine Rückspeisung bevorsteht. Deshalb reagiert die elektronische Kontrolllogik 5 mit dem Sperren von Mosfet 2, wodurch nach einer gewissen Verzögerungszeit tiat der Stromfluss unterbrochen wird. Die Dauer der Verzögerungszeit und somit auch der maximal erreichte Fehlerstromwert und die durch ihn übertragene Energie, hängen maßgeblich von der Höhe der kritischen Stromschwelle (Schwelle 1) und der Filterung ab. Dabei ist es zu beachten, dass ein ü- bermäßiger Ansatz, der auch bei sehr kleinen Störungen wirksam wird, wahrscheinlich ungewollt das Sensorsignal beein- flusst. Die Funktion des Filters bzw. eines in der elektronischen Kontrolllogik 5 abgelegten Algorithmus ist es, kritische Fehlerstromwerte zu vermeiden, aber dabei möglichst wenig Einfluss auf den Sensorbetrieb zu nehmen.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung mit Ruckspeiseschutz zum Schalten des Stromflusses in Leistungsanwendungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung auf dem zu schaltenden Leitungszweig zwei Mosfets (1), (2) in Reihe aufweist, wobei diese so angeschlossen sind, dass ihre Inversdioden bezuglich ihres PN-Ubergangs zueinander entgegengesetzt angeordnet sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Mosfets (1), (2) zu Ihrer Ansteuerung jeweils eine Treiberstufe (3), (4) aufweisen und dass der Leitungszweig eine Einrichtung zur Strommessung (6) aufweist, insbesondere einen Widerstand (9) über dem der Spannungsabfall gemessen wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die über dem Leitungszweig abfallende Spannung an einen Komparator (7) angelegt wird und dass diesem insbesondere eine definierte Offsetspannung vorgegeben ist.
4. Schaltungsanordnung nach mindestens Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Komparators
(7) an mindestens eine der Mosfet-Treiberstufen (3), (4) gekoppelt ist.
5. Schaltungsanordnung nach mindestens Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Kontrolllogik (5) mindestens eine Mosfet-Treiberstufe (3) , (4) ansteuert und dass die elektronische Kontrolllogik
(5) mit den Messelementen (6), (7) verknüpft ist.
6. Schaltungsanordnung nach mindestens Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der im Leitungszweig gemessene Strom der elektronischen Kontrolllogik (5) zugeführt wird und von dieser unter Bezug auf definierte Schwellwerte oder mit Hilfe eines Algorithmus bewertet wird und dass die elektronische Kontrolllogik (5) entsprechend der Auswertung des Stroms mindestens eine Mos- fet-Treiberstufe (3), (4) ansteuert.
7. Schaltungsanordnung nach mindestens Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gemessene Strom vor der Bewertung durch die elektronische Kontrolllogik (5) einen elektronischen Filter (8) durchläuft.
8. Schaltungsanordnung nach mindestens Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über den Leitungszweig mindestens ein Verbraucher geschaltet wird.
9. Schaltungsanordnung nach mindestens Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese in ein Kraftfahrzeugregelungssystem und/oder in einem Signalkanal eines Kfz- Sensorsystems integriert ist.
10. Verwendung der Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9 zur Steuerung oder Regelung der elektrischen Signale und Größen auf den Kanälen der Sensoren und/oder der Sensorsysteme in Kraftfahrzeugen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8213143B2 (en) 2007-08-02 2012-07-03 Dspace Digital Signal Processing And Control Engineering Gmbh Circuit arrangement for the protection of electronic components or assemblies
EP2504858A2 (de) * 2009-11-23 2012-10-03 Northrop Grumman Systems Corporation System und verfahren zur bereitstellung eines symmetrischen und effizienten bidirektionalen stromflusses und zur stromregelung

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017322B4 (de) * 2009-04-16 2023-05-25 Hengst Se Elektrische Schaltung einer Kraftstoffzusatzheizung
DE102010015096A1 (de) * 2010-04-15 2011-10-20 Continental Automotive Gmbh Treiberschaltung für eine Last
DE102010043957A1 (de) * 2010-11-16 2012-05-16 Putzmeister Engineering Gmbh Mobiles Arbeitsgerät mit Abstützkonstruktion
DE102012214774A1 (de) 2012-08-20 2014-02-20 Continental Teves Ag & Co. Ohg Elektronische Schaltungsanordnung in einem Kraftfahrzeugsteuergerät
EP3042209B1 (de) * 2013-09-06 2018-12-26 Continental Teves AG & Co. OHG Fehlerübermittlung im zweipegel-drehzahlsensor
DE102014206136A1 (de) * 2014-04-01 2015-11-12 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Bordnetz zur Erhöhung einer Druckaufbaudynamik eines Kraftfahrzeugbremssystems
WO2017175326A1 (ja) * 2016-04-06 2017-10-12 新電元工業株式会社 パワーモジュール
DE102016114002A1 (de) 2016-07-29 2018-02-01 Eberspächer Controls Landau Gmbh & Co. Kg Trennschalteranordnung, insbesondere für ein Bordspannungssystem eines Fahrzeugs
DE102016214285A1 (de) 2016-08-02 2018-02-08 Continental Automotive Gmbh Verpolschutzschaltung
DE102017128008B4 (de) 2017-11-27 2019-06-27 Beckhoff Automation Gmbh Schutzeinrichtung und Feldbusmodul mit einer Schutzeinrichtung
DE102020203591A1 (de) 2020-03-20 2021-09-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schutzvorrichtung für ein an eine Schnittstelle angeschlossenes elektronisches Bauteil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429339A (en) * 1982-06-21 1984-01-31 Eaton Corporation AC Transistor switch with overcurrent protection
DE4341797A1 (de) * 1993-12-08 1995-06-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
US6313617B1 (en) * 1997-10-17 2001-11-06 Continental Teves Ag & Co., Ohg Circuit arrangement for reducing voltage draw down in battery supply lines
EP1326339A2 (de) * 2001-12-21 2003-07-09 Goodrich Control Systems Ltd Schaltsteuerkreis

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4432957C1 (de) * 1994-09-16 1996-04-04 Bosch Gmbh Robert Schaltmittel
JP3584502B2 (ja) * 1994-10-07 2004-11-04 ソニー株式会社 充電制御装置
JP3485655B2 (ja) * 1994-12-14 2004-01-13 株式会社ルネサステクノロジ 複合型ｍｏｓｆｅｔ
DE19548612B4 (de) * 1995-12-23 2005-10-06 Robert Bosch Gmbh Mehrkreisiges Fahrzeugbordnetz mit einem elektronischen Analogschalter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429339A (en) * 1982-06-21 1984-01-31 Eaton Corporation AC Transistor switch with overcurrent protection
DE4341797A1 (de) * 1993-12-08 1995-06-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
US6313617B1 (en) * 1997-10-17 2001-11-06 Continental Teves Ag & Co., Ohg Circuit arrangement for reducing voltage draw down in battery supply lines
EP1326339A2 (de) * 2001-12-21 2003-07-09 Goodrich Control Systems Ltd Schaltsteuerkreis

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8213143B2 (en) 2007-08-02 2012-07-03 Dspace Digital Signal Processing And Control Engineering Gmbh Circuit arrangement for the protection of electronic components or assemblies
EP2504858A2 (de) * 2009-11-23 2012-10-03 Northrop Grumman Systems Corporation System und verfahren zur bereitstellung eines symmetrischen und effizienten bidirektionalen stromflusses und zur stromregelung
EP2504858A4 (de) * 2009-11-23 2014-04-30 Northrop Grumman Systems Corp System und verfahren zur bereitstellung eines symmetrischen und effizienten bidirektionalen stromflusses und zur stromregelung

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