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DE102017207603A1 - Electronic device for a motor vehicle - Google Patents

Electronic device for a motor vehicle Download PDF

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DE102017207603A1 DE102017207603.8A DE102017207603A DE102017207603A1 DE 102017207603 A1 DE102017207603 A1 DE 102017207603A1 DE 102017207603 A DE102017207603 A DE 102017207603A DE 102017207603 A1 DE102017207603 A1 DE 102017207603A1
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volts
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Thomas Meister
Markus Hackelsperger
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Continental Automotive GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Teilkomponente (12-Volt-Seite), die mit einer ersten Spannung an einem ersten Spannungsanschluss (1) betrieben wird, und mit einer zweiten Teilkomponente (48-Volt-Seite), die mit einer zweiten Spannung an einem zweiten Spannungsanschluss (2) betrieben wird, deren Wert ein Mehrfaches des Werts der ersten Spannung beträgt, wobei die Komponente eine Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, innerhalb der die erste Spannung galvanisch von der zweiten Spannung isoliert ist, wobei die zweite Teilkomponente (48-Volt-Seite) einen Mikroprozessor (4) zur Ansteuerung der Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, wobei die zweite Teilkomponente (48-Volt-Seite) eine Spannungsversorgungsschaltung (6) zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung insbesondere für den Mikroprozessor (4) und die Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, und wobei der erste Spannungsanschluss (1) über eine in Flussrichtung gepolte Diode (D) mit der Spannungsversorgungseinrichtung (6) verbunden ist.The invention relates to an electronic component for a motor vehicle with a first subcomponent (12 volt side), which is operated with a first voltage to a first voltage terminal (1), and with a second subcomponent (48 volt side), the is operated at a second voltage at a second voltage terminal (2) whose value is a multiple of the value of the first voltage, the component having a communication device (3) within which the first voltage is galvanically isolated from the second voltage, wherein the second sub-component (48-volt side) has a microprocessor (4) for controlling the communication device (3), wherein the second sub-component (48-volt side) a power supply circuit (6) for providing a supply voltage in particular for the microprocessor (4) and the communication device (3), and wherein the first voltage connection (1) via a poled in the flow direction D iode (D) is connected to the voltage supply device (6).

Description

In Kraftfahrzeugen kommen zunehmend Bordnetze mit zwei Spannungen vor, von denen die eine einen Wert von 12 Volt bis 14 Volt, also den Wert der üblichen Bleisäurebatterie hat und die andere einen Wert von etwa 48 Volt. Mit der höheren Spannung lassen sich Hochleistungsverbraucher besser betreiben, da ein geringerer Strom fließt und damit kleinere Leitungsquerschnitte verwendet werden können, was das Leitungsgewicht reduziert und Kosten für Leitungsmaterial spart.In motor vehicles are increasingly coming electrical systems with two voltages, one of which has a value of 12 volts to 14 volts, ie the value of the usual lead-acid battery and the other has a value of about 48 volts. With the higher voltage, high-power consumers can be better operated, since a lower current flows and thus smaller cross-sections can be used, which reduces the line weight and saves costs for line material.

Allerdings müssen die Schaltungen und Geräte, die mit der geringeren Spannung betrieben werden, zumeist gut gegen die höhere Spannung isoliert werden, da sie ansonsten Schaden erleiden könnten. Das gleiche gilt für Komponenten, die mit beiden Spannungsebenen arbeiten und folglich Schaltungsteile enthalten, die mit der ersten Spannung von 12 Volt bis 14 Volt und solche, die mit der zweiten Spannung von etwa 48 Volt betrieben werden.However, the circuits and devices that are powered by the lower voltage usually need to be well insulated against the higher voltage, otherwise they could be damaged. The same is true for components operating at both voltage levels and thus containing circuit parts operating at the first voltage of 12 volts to 14 volts and those operating at the second voltage of about 48 volts.

Auf der anderen Seite soll eine Kommunikation mit einer solchen Komponente stattfinden können, wozu beispielsweise ein CAN-Transceiver als Kommunikationseinrichtung verwendet werden kann. Wird die Trennung der zwei Spannungsebenen an der Kommunikationseinrichtung durchgeführt und folglich die Kommunikationseinrichtung mit beiden Spannungen oder davon abgeleiteten Spannungen betrieben, so müssen für eine Kommunikation beide Spannungen an der Komponente auch anliegen.On the other hand, communication with such a component should take place, for which purpose, for example, a CAN transceiver can be used as the communication device. If the separation of the two voltage levels is carried out on the communication device and consequently the communication device is operated with both voltages or voltages derived therefrom, both voltages must also be applied to the component for a communication.

Dies ist nicht der Fall, wenn die zweite Spannung von etwa 48 Volt möglicherweise noch nicht zur Verfügung steht. Trotzdem soll jedoch eine Kommunikation möglich sein.This is not the case if the second voltage of about 48 volts may not be available yet. Nevertheless, however, a communication should be possible.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Kommunikation mit einer Komponente, die zwei Spannungsebenen eines Mehrspannungsbordnetzes aufweist, zu ermöglichen, auch wenn die höhere Spannung noch nicht anliegt.It is therefore an object of the invention to enable communication with a component having two voltage levels of a multi-voltage vehicle electrical system, even if the higher voltage is not present.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a device according to claim 1. Advantageous developments are specified in the subclaims.

Demnach ist die elektronische Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Teilkomponente, die mit einer ersten Spannung an einem ersten Spannungsanschluss betrieben wird, und mit einer zweiten Teilkomponente, die mit einer zweiten Spannung an einem zweiten Spannungsanschluss betrieben wird, deren Wert ein Mehrfaches des Werts der ersten Spannung beträgt, gebildet, wobei die Komponente eine Kommunikationseinrichtung aufweist, innerhalb der die erste Spannung galvanisch von der zweiten Spannung isoliert ist, wobei die zweite Teilkomponente einen Mikroprozessor zur Ansteuerung der Kommunikationseinrichtung aufweist, wobei die zweite Teilkomponente eine Spannungsversorgungsschaltung zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung insbesondere für den Mikroprozessor und die Kommunikationseinrichtung aufweist, und wobei die erste Spannungsquelle über eine in Flussrichtung gepolte Diode mit der Spannungsversorgungseinrichtung verbunden ist.Accordingly, the electronic component for a motor vehicle having a first sub-component operated at a first voltage at a first voltage terminal and a second sub-component operated at a second voltage at a second voltage terminal whose value is a multiple of the value of wherein the component comprises a communication device within which the first voltage is galvanically isolated from the second voltage, wherein the second sub-component comprises a microprocessor for controlling the communication device, wherein the second sub-component is a voltage supply circuit for providing a supply voltage in particular for comprising the microprocessor and the communication device, and wherein the first voltage source is connected via a directionally polarized diode to the voltage supply device.

Solange die zweite höhere Spannung noch nicht an der Spannungsversorgungsschaltung anliegt, wird die Spannungsversorgungsschaltung über die Diode von der Spannung am ersten Spannungsanschluss versorgt, so dass die Kommunikationseinrichtung funktionsfähig ist. Dabei ist mit der Diode eine kostengünstige Verbindung des ersten Spannungsanschlusses mit der Spannungsversorgungsschaltung geschaffen, die eine galvanische Trennung der zweiten höheren Spannung von der Spannungsebene der ersten Spannung bewirkt.As long as the second higher voltage is not yet applied to the voltage supply circuit, the voltage supply circuit is supplied via the diode from the voltage at the first voltage terminal, so that the communication device is functional. In this case, a cost-effective connection of the first voltage connection with the voltage supply circuit is created with the diode, which causes a galvanic separation of the second higher voltage from the voltage level of the first voltage.

In einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Komponente ist die Kommunikationseinrichtung ein CAN-Transceiver.In an embodiment of the component according to the invention, the communication device is a CAN transceiver.

In einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Komponente hat die erste Spannung einen Wert von 12 Volt - 14 Volt und die zweite Spannung einen Wert von 48 +/- 2 Volt.In a further embodiment of the component according to the invention, the first voltage has a value of 12 volts - 14 volts and the second voltage has a value of 48 +/- 2 volts.

In einer weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Komponente ist das Massepotential der ersten Spannung mit dem Massepotential der zweiten Spannung im Kraftfahrzeug verbunden.In a further embodiment of the component according to the invention, the ground potential of the first voltage is connected to the ground potential of the second voltage in the motor vehicle.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher beschrieben werden.The invention will be described below with reference to an embodiment with reference to a figure.

Die 1 zeigt in schematischer Weise ein Blockschaltbild einer elektronischen Komponente, bei der ein erster Spannungsanschluss 1 mit einer ersten Spannung von 12 Volt über einen Spannungsregler 5 mit einem Versorgungsspannungseingang VDD2 einer als CAN-Transceiver ausgebildeten Kommunikationseinrichtung 3 verbunden ist. Die erste Spannungsquelle 1 versorgt die Bauteile einer ersten Teilkomponente 12-Volt-Seite, die auf einer ersten Spannungsebene liegt, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.The 1 schematically shows a block diagram of an electronic component, in which a first voltage terminal 1 with a first voltage of 12 volts through a voltage regulator 5 with a supply voltage input VDD2 of a CAN transceiver designed as a communication device 3 connected is. The first voltage source 1 supplies the components of a first sub-component 12 volt side, which lies on a first voltage level, which are not shown for reasons of clarity.

Eine zweite Teilkomponente 48-Volt-Seite, die auf einer zweiten Spannungsebene von etwa 48 Volt liegt, weist zumindest einen Mikrocontroller 4 und eine Spannungsversorgungseinrichtung 6 auf. Der Ausgang der Spannungsversorgungseinrichtung 6 ist mit einem Spannungsversorgungseingang des Mikrocontrollers 4 und einem weiteren Spannungsversorgungseingang VDD1 der Kommunikationseinrichtung 3 verbunden.A second subcomponent 48 volt side, which is at a second voltage level of about 48 volts, has at least one microcontroller 4 and a power supply device 6 on. The output of the power supply 6 is connected to a power supply input of the microcontroller 4 and another power supply input VDD1 of the communication device 3 connected.

Die Spannungsversorgungseinrichtung 6 ist mit einem zweiten Spannungsanschluss 2 verbunden, an dem eine Spannung von etwa 48 Volt anlegbar ist, aus der im Normalbetrieb die Versorgungsspannungen für den Mikrocontroller 4 und die Kommunikationseinrichtung 3 erzeugt werden. Diese Versorgungsspannungen liegen üblicherweise im Bereich von 3 Volt bis 5 Volt.The power supply device 6 is with a second voltage connection 2 connected to which a voltage of about 48 Volts can be applied, from the normal operation, the supply voltages for the microcontroller 4 and the communication device 3 be generated. These supply voltages are usually in the range of 3 Volts up to 5 volts.

Falls jedoch am zweiten Spannungsanschluss 2 die zweite Spannung von 48 Volt noch nicht anliegt, wäre die Kommunikationseinrichtung 3 nicht funktionsfähig, da dann auch die Spannungsversorgungseinrichtung 6 die Versorgungsspannungen noch nicht erzeugen könnte.If, however, at the second voltage connection 2 the second tension of 48 Volt is not present, would be the communication device 3 not functional, because then the power supply device 6 could not generate the supply voltages yet.

In erfindungsgemäßer Weise ist daher der erste Spannungsanschluss 1 über eine in Flussrichtung gepolte Diode D mit dem Spannungsversorgungseinrichtung 6 verbunden, so dass einerseits zumindest die 12 Volt am ersten Spannungsanschluss 1 an der Spannungsversorgungseinrichtung 6 anliegen und folglich der Mikrocontroller 4 und die Kommunikationseinrichtung 3 mit einer Versorgungsspannung auf der zweiten Spannungsebene versorgt werden, andererseits jedoch eine galvanische Trennung der beiden Spannungsebenen vorliegt, wenn die 48 Volt am zweiten Spannungsanschluss 2 anliegen.In accordance with the invention, therefore, the first voltage connection 1 via a diode D polarized in the direction of flow with the voltage supply device 6 connected, so that on the one hand at least the 12 volts at the first voltage connection 1 at the power supply device 6 abuts and consequently the microcontroller 4 and the communication device 3 supplied with a supply voltage at the second voltage level, on the other hand, however, a galvanic isolation of the two voltage levels is present when the 48 volts at the second voltage terminal 2 issue.

Claims (4)

Elektronische Komponente für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Teilkomponente (12-Volt-Seite), die mit einer ersten Spannung an einem ersten Spannungsanschluss (1) betrieben wird, und mit einer zweiten Teilkomponente (48-Volt-Seite), die mit einer zweiten Spannung an einem zweiten Spannungsanschluss (2) betrieben wird, deren Wert ein Mehrfaches des Werts der ersten Spannung beträgt, wobei die Komponente eine Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, innerhalb der die erste Spannung galvanisch von der zweiten Spannung isoliert ist, wobei die zweite Teilkomponente (48-Volt-Seite) einen Mikroprozessor (4) zur Ansteuerung der Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, wobei die zweite Teilkomponente (48-Volt-Seite) eine Spannungsversorgungsschaltung (6) zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung zumindest für den Mikroprozessor (4) und die Kommunikationseinrichtung (3) aufweist, und wobei der erste Spannungsanschluss (1) über eine in Flussrichtung gepolte Diode (D) mit der Spannungsversorgungseinrichtung (6) verbunden ist.An electronic component for a motor vehicle having a first subcomponent (12 volt side) operating at a first voltage at a first voltage terminal (1) and a second subcomponent (48 volt side) operating at a second voltage is operated at a second voltage terminal (2) whose value is a multiple of the value of the first voltage, the component having a communication device (3) within which the first voltage is galvanically isolated from the second voltage, wherein the second subcomponent (48 volt side) has a microprocessor (4) for controlling the communication device (3), wherein the second subcomponent (48 volt side) comprises a voltage supply circuit (6) for providing a supply voltage to at least the microprocessor (4) and the communication device (3), and wherein the first voltage terminal (1) is connected to the voltage supply device (6) via a diode (D) polarized in the direction of flow. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (3) ein CAN-Transceiver ist.Electronic device after Claim 1 , characterized in that the communication device (3) is a CAN transceiver. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannung einen Wert von 12 Volt - 14 Volt und die zweite Spannung einen Wert von 48 +/- 2 Volt hat.Electronic device after Claim 1 or 2 , characterized in that the first voltage has a value of 12 volts - 14 volts and the second voltage has a value of 48 +/- 2 volts. Elektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Massepotential (GND12) der ersten Spannung mit dem Massepotential (GND48) der zweiten Spannung im Kraftfahrzeug verbunden ist.Electronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the ground potential (GND12) of the first voltage is connected to the ground potential (GND48) of the second voltage in the motor vehicle.
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