DE19821539C1 - Switching arrangement, and method for recognition and control, of attached electrical load - Google Patents
Switching arrangement, and method for recognition and control, of attached electrical loadInfo
- Publication number
- DE19821539C1 DE19821539C1 DE1998121539 DE19821539A DE19821539C1 DE 19821539 C1 DE19821539 C1 DE 19821539C1 DE 1998121539 DE1998121539 DE 1998121539 DE 19821539 A DE19821539 A DE 19821539A DE 19821539 C1 DE19821539 C1 DE 19821539C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- load
- microprocessor
- port
- voltage
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Sources (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erkennung und Ansteuerung einer angeschalteten elektrischen Last mit einem Mikroprozessor und mit einem elektrischen Lastschalter, dessen Steuereingang mit einem Port des Mikroprozessors verbunden ist und an dessen Lastausgang die elektrische Last anschaltbar ist, sowie ein durch die Schaltungsanordnung auszuführendes Verfahren zur Erkennung einer angeschalteten Last.The invention relates to a circuit arrangement for detection and control a connected electrical load with a microprocessor and with a electrical load switch, whose control input is connected to a port of the Microprocessor is connected and at its load output the electrical load can be connected, and one to be executed by the circuit arrangement Procedure for the detection of a switched on load.
Vorrichtungen und Verfahren zur Ansteuerung und Überwachung elektrischer Lasten sind zum Beispiel aus der DE 40 05 609 A1 und der DE 43 38 462 A1 bekannt.Devices and methods for controlling and monitoring electrical Loads are for example from DE 40 05 609 A1 and DE 43 38 462 A1 known.
Solche Vorrichtungen verwenden dabei einen ersten Signalkanal zur Ansteuerung und einen zweiten Signalkanal zur Überwachung der Last. Ist die Steuervorrichtung ein Mikroprozessor, so bedeutet dies, daß für jede anzusteuernde und zu überwachende Last somit zwei Ports des Mikroprozessors belegt sind. Bei mehreren angeschlossenen Lasten sind daher gerade die wenigen Port-Anschlüsse einfacher und kostengünstiger Mikroprozessoren schnell ausgeschöpft.Such devices use a first signal channel Control and a second signal channel for monitoring the load. Is the Control device a microprocessor, this means that for each load to be controlled and monitored thus two ports of the microprocessor are occupied. If there are several connected loads, they are the ones few port connections for simple and inexpensive microprocessors quickly exhausted.
Aus der DE 43 44 013 C1 ist eine elektrische Schaltungsanordnung mit einem von einem Mikrocomputer steuerbaren Halbleiterschaltelement, mittels dessen ein Verbraucher ein- bzw. ausgeschaltet werden kann, bekannt. Dieser Schaltkreis dient dazu, den Verbraucher hinsichtlich Fehlerströme (z. B. Kurzschlußströme) zu überwachen. Dabei ist diese Schaltungsanordnung so beschaltet, daß nur ein Microcomputeranschluß für die Ansteuerung und Überwachung des Verbraucherkreises benötigt wird.From DE 43 44 013 C1 an electrical circuit arrangement with one of a microcomputer controllable semiconductor switching element, by means of which a Consumer can be switched on or off, known. This circuit serves the consumer with regard to fault currents (e.g. short-circuit currents) to monitor. This circuit arrangement is wired so that only one Microcomputer connection for the control and monitoring of the Consumer group is needed.
Für manche Anwendungen kann es nun insbesondere wichtig sein, daß der Mikroprozessor selbsttätig erkennt, ob an einem durch einen bestimmten Port gesteuerten Lastausgang eine Last angeschlossen ist oder nicht oder, bei mehreren Ports, an welchen davon Lasten angeschlossen sind, so daß der Mikroprozessor sein Steuerprogramm entsprechend der angeschlossenen Lasten anpassen kann.For some applications it can now be particularly important that the Microprocessor automatically detects whether on a through a specific port controlled load output a load is connected or not or, at several ports, of which loads are connected, so that the Microprocessor its control program according to the connected loads can adjust.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist und bei der der Mikroprozessor über jeweils denselben Digitalport eine elektrische Last sowohl erkennen als auch ansteuern kann. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung soll auch ein durch die Schaltungsanordnung auszuführendes, möglichst einfaches Verfahren zur Erkennung einer angeschlossenen Last angegeben werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Lastausgang ein Kondensator verbunden ist und daß die am Kondensator anliegende Spannung über eine Spannungsteileranordnung an den Port des Mikroprozessors geführt ist und daß der Gesamtwiderstand der Spannungsteileranordnung größer ist als der Innenwiderstand der angeschlossenen Last, sowie im weiteren durch den zugehörigen Verfahrensanspruch 3.It is therefore the object of the invention to create a circuit arrangement which is simple and inexpensive and with which the microprocessor both recognize and recognize the same digital port an electrical load can control. In a further embodiment of the invention, a The simplest possible method to be carried out by the circuit arrangement to identify a connected load. This task is solved according to the invention in that with the load output Capacitor is connected and that the voltage across the capacitor is led to the port of the microprocessor via a voltage divider arrangement and that the total resistance of the voltage divider arrangement is greater than that Internal resistance of the connected load, and further by the associated method claim 3.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist somit zur Realisierung der Lasterkennungsfunktion nur drei zusätzliche passive - und damit kostengünstige - Bauteile (2 Widerstände und 1 Kondensator) auf. Ebenfalls vorteilhaft ist, daß zur Lasterkennung keine externe Verkabelung erforderlich ist, wie sie z. B. zur Lasterkennung über eine Kodierung benötigt wird.The circuit arrangement according to the invention thus has to implement the Load detection function only three additional passive - and therefore inexpensive - Components (2 resistors and 1 capacitor). It is also advantageous that for Load detection no external cabling is required, as z. B. for Load detection via coding is required.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch die Dimensionierung der Bauteile die Schaltung an den Innenwiderstand der zu erkennenden Last angepaßt werden kann. Der verwendete Lastschalter kann überdies besonders einfach und kostengünstig sein, da er selber keine Mittel zur Lasterkennung aufzuweisen braucht.Another advantage is that the dimensioning of the components Circuit to be adapted to the internal resistance of the load to be recognized can. The load switch used can also be particularly simple and be inexpensive because he himself has no means of load detection needs.
Das vorgeschlagene Verfahren ist ebenfalls sehr einfach und daher kostengünstig in das Programm des Mikroprozessors implementierbar.The proposed method is also very simple and therefore Can be implemented inexpensively in the program of the microprocessor.
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden.In the following an embodiment of the invention with reference to the drawing shown and explained in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung Fig. 1 shows a circuit arrangement according to the invention
Fig. 2 ein Diagramm, welches den zeitlichen Verlauf zweier Spannungen darstellt. Fig. 2 is a diagram showing the time course of two voltages.
Die Fig. 1 zeigt einen Mikroprozessor (MP), dessen Port (P) mit dem Steuereingang (SE) eines elektronischen Lastschalters (LS), ausführbar z. B. als bipolarer Transistor oder als Leistungs-MOS-FET, verbunden ist. Steuert der Mikroprozessor (MP) den Lastschalter (LS) an, so schaltet der Lastschalter (LS) eine positive Spannung (U+) an seinen Lastausgang (LA). An den Lastausgang (LA) kann eine externe Last (L) angeschlossen sein. Fig. 1 shows a microprocessor (MP), the port (P) with the control input (SE) of an electronic load switch (LS), z. B. is connected as a bipolar transistor or as a power MOS-FET. If the microprocessor (MP) controls the load switch (LS), the load switch (LS) switches a positive voltage (U +) to its load output (LA). An external load (L) can be connected to the load output (LA).
An den Lastausgang (LA) ist weiterhin ein Kondensator (C) geschaltet, welcher auf die am Lastausgang (LA) anliegende Spannung (Uout) aufgeladen wird. Zu dem Kondensator (C) parallel liegt eine Spannungsteileranordnung (R1, R2), deren Abgriffspunkt mit dem Port (P) des Mikroprozessors (MP) verbunden ist, so daß ein durch das Widerstandsverhältnis (R1/(R1 + R2) vorgegebener Bruchteil der Kondensatorspannung (Uout) an den Port (P) des Mikroprozessors (MP) gelangt. Eine dem Widerstand (R1) parallel geschaltete Zenerdiode (ZD) sorgt dafür, daß die maximal zulässige Eingangsspannung am Port (P) nicht überschritten wird.A capacitor (C) is also connected to the load output (LA) and is charged to the voltage (U out ) present at the load output (LA). In parallel to the capacitor (C) is a voltage divider arrangement (R 1 , R 2 ) whose tap point is connected to the port (P) of the microprocessor (MP), so that a resistance ratio (R1 / (R 1 + R 2 ) A predetermined fraction of the capacitor voltage (U out ) reaches the port (P) of the microprocessor (MP) A Zener diode (ZD) connected in parallel with the resistor (R1) ensures that the maximum permissible input voltage at the port (P) is not exceeded.
Die Dimensionierung der Widerstände (R1, R2) sowie des Kondensators (C) hängt von dem Innenwiderstand der zum Anschluß vorgesehenen Last (L) sowie vom zeitlichen Ablauf des Prüfprogrammes des Mikroprozessors ab und kann leicht an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden. Eine beispielhafte Dimensionierung der Bauteile ist in der Figur angegeben.The dimensioning of the resistors (R1, R2) and the capacitor (C) depends on the internal resistance of the load (L) intended for connection as well on the timing of the test program of the microprocessor and can can be easily adapted to the respective requirements. An exemplary Dimensioning of the components is indicated in the figure.
Es fällt auf, daß der Gesamtwiderstand (210 kΩ) der Spannungsteileranordnung (R1, R2) sehr groß gegenüber dem Innenwiderstand (1 kΩ) der Last (L) ist. Daher wird der aufgeladene Kondensator (C) bei abgeschaltetem Lastschalter (LS) über die Spannungsteileranordnung (R1, R2) sehr langsam entladen und im Gegensatz dazu vergleichsweise schnell, wenn zusätzlich eine Last (L) am Lastausgang (LA) angeschaltet ist.It is striking that the total resistance (210 kΩ) of the voltage divider arrangement (R 1 , R 2 ) is very large compared to the internal resistance (1 kΩ) of the load (L). Therefore, the charged capacitor (C) is discharged very slowly when the load switch (LS) is switched off via the voltage divider arrangement (R 1 , R 2 ) and, in contrast, comparatively quickly when a load (L) is also connected to the load output (LA).
Darauf beruht das Verfahren zur Lasterkennung, welches im folgenden unter Zuhilfenahme der Fig. 2 näher erläutert wird.This is the basis for the method for load detection, which is explained in more detail below with the aid of FIG. 2.
Die Fig. 2 zeigt in der oberen Hälfte des Diagramms den zeitlichen Verlauf der am Kondensator (C) anliegenden Spannung (Uout); in der unteren Hälfte die vom Port (P) ausgegebenen Signalspannungen (Usig). FIG. 2 shows in the upper half of the diagram the time course of the voltage (U out ) applied to the capacitor (C); in the lower half the signal voltages (U sig ) output by the port (P).
Im ersten Verfahrensschritt schaltet der Mikroprozessor (MP) den Port (P) für eine erste vorgegebene Zeitdauer (T1) von zwei Millisekunden auf HIGH. Hierdurch schaltet der Lastschalter (LS) ein und lädt den Kondensator (C) auf die maximale Ausgangsspannung auf. Anschließend schaltet der Mikroprozessor (MP) die Signalspannung (Usig) des Ports (P) für eine zweite vorgegebene Zeitdauer (T2) von 4 Millisekunden auf LOW. Während dieser Zeitdauer (T2) wird der Kondensator (C) über die Spannungsteileranordnung (R1, R2) und bei angeschalteter Last (L) vor allem über deren vergleichsweise geringen Innenwiderstand entladen. Wie die Fig. 2 zeigt, fällt daher bei angeschalteter Last die Spannung am Kondensator (Uout) sehr viel schneller ab als ohne Last.In the first process step, the microprocessor (MP) switches the port (P) to HIGH for a first predetermined time (T1) of two milliseconds. This switches the load switch (LS) on and charges the capacitor (C) to the maximum output voltage. The microprocessor (MP) then switches the signal voltage (U sig ) of the port (P) to LOW for a second predetermined time period (T2) from 4 milliseconds. During this period (T2), the capacitor (C) is discharged via the voltage divider arrangement (R 1 , R 2 ) and, when the load (L) is switched on, above all via its comparatively low internal resistance. As FIG. 2 shows, the voltage across the capacitor (U out ) drops much faster when the load is switched on than without a load.
Nach Ablauf der zweiten vorgegebenen Zeitdauer (T2) schaltet der Mikroprozessor (MP) seinen Port (P) als Eingang und prüft, ob der über die Spannungsteileranordnung (R1, R2) an den Port (P) geführte Bruchteil der Kondensatorspannung (Uout) einem logischen HIGH- oder LOW-Pegel entspricht. Ersteren interpretiert der Mikroprozessor (MP) als fehlende Last, letzteren dagegen als angeschaltete Last (L) am Lastausgang (LA).After the second predetermined time period (T2), the microprocessor (MP) switches its port (P) as an input and checks whether the fraction of the capacitor voltage (U out ) passed to the port (P) via the voltage divider arrangement (R 1 , R 2 ) ) corresponds to a logical HIGH or LOW level. The former interprets the microprocessor (MP) as a missing load, the latter on the other hand as an on load (L) at the load output (LA).
Anschließend wiederholt der Mikroprozessor (MP) das Verfahren, um zur Sicherheit das Ergebnis zu reproduzieren. Eine Verfahrensterminierung erfolgt nach zweimalig gleichem Testergebnis oder nach einer vorgegebenen maximalen Anzahl von Testdurchläufen.The microprocessor (MP) then repeats the process to move to Certainty to reproduce the result. The procedure is scheduled after two identical test results or after a specified maximum Number of test runs.
CKondensator
LLast
LALastausgang
LSLastschalter
MPMikroprozessor
R1Widerstand
R2Widerstand
(R1 C capacitor
Lload
Load load output
LS load switch
MP microprocessor
R1 Resistance
R2 resistance
(R 1
, R2 , R 2
)Spannungsteileranordnung
SESteuereingang
ZDZenerdiode
T1erste vorgegebene Zeitdauer
T2zweite vorgegebene Zeitdauer
U+positive Spannung
Uout ) Voltage divider arrangement
SES control input
ZDZener diode
First predetermined period of time
T2 second predetermined time period
U + positive voltage
U out
am Kondensator anliegende Spannung
Usig voltage present at the capacitor
U sig
Signalspannung
Signal voltage
Claims (4)
- a) der Mikroprozessor (MP) steuert den Lastschalter (LS) für eine erste vorgegebene Zeitdauer (T1) an, so daß der Lastausgang (LA) eingeschaltet ist;
- b) der Mikroprozessor (MP) beendet die Ansteuerung des Lastschalters (LS) und prüft nach einer zweiten vorgegebenen Zeitdauer (T2), welchem digitalen Logikwert die am Port (P) anliegende Spannung entspricht.
- a) the microprocessor (MP) controls the load switch (LS) for a first predetermined time (T1), so that the load output (LA) is switched on;
- b) the microprocessor (MP) ends the activation of the load switch (LS) and, after a second predetermined time period (T2), checks which digital logic value the voltage applied to the port (P) corresponds to.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998121539 DE19821539C1 (en) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | Switching arrangement, and method for recognition and control, of attached electrical load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998121539 DE19821539C1 (en) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | Switching arrangement, and method for recognition and control, of attached electrical load |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19821539C1 true DE19821539C1 (en) | 1999-10-07 |
Family
ID=7867700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998121539 Expired - Fee Related DE19821539C1 (en) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | Switching arrangement, and method for recognition and control, of attached electrical load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19821539C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4005609A1 (en) * | 1990-02-22 | 1991-08-29 | Bosch Gmbh Robert | METHOD AND DEVICE FOR FUNCTIONAL MONITORING OF AN ELECTRICAL CONSUMER |
DE4344013C1 (en) * | 1993-12-23 | 1995-03-23 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Electrical circuit arrangement |
DE4338462A1 (en) * | 1993-11-11 | 1995-05-18 | Hella Kg Hueck & Co | Monitoring system for electrical loads in motor vehicles |
-
1998
- 1998-05-14 DE DE1998121539 patent/DE19821539C1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4005609A1 (en) * | 1990-02-22 | 1991-08-29 | Bosch Gmbh Robert | METHOD AND DEVICE FOR FUNCTIONAL MONITORING OF AN ELECTRICAL CONSUMER |
DE4338462A1 (en) * | 1993-11-11 | 1995-05-18 | Hella Kg Hueck & Co | Monitoring system for electrical loads in motor vehicles |
DE4344013C1 (en) * | 1993-12-23 | 1995-03-23 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Electrical circuit arrangement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4005609B4 (en) | Method and device for monitoring the function of an electrical consumer | |
DE19723456A1 (en) | Fault detection device for electrical load | |
DE2051527A1 (en) | Method and device for fast charging of electric batteries | |
WO2004017080A1 (en) | Method for monitoring at least two electromagnetic valves of an internal combustion engine, especially an internal combustion engine of a motor vehicle | |
DE60200500T2 (en) | Electronic release with capacitor to supply the current to a dissolving coil | |
WO2007017073A2 (en) | Facility management system or danger warning system | |
EP1299933A2 (en) | Electronic circuit for an energy supply device, especially for a charging device for batteries | |
DE19611522B4 (en) | Method and device for fault detection in an output stage circuit arrangement | |
EP0934533A1 (en) | Switching arrangement for monitoring leakage current | |
DE4403375A1 (en) | Device and method for controlling an inductive load | |
DE3930091A1 (en) | Polarity sensitive load reverse voltage protection circuit - has power MOSFET and bistable comparator for efficient monitoring and control of directional current flow to load | |
DE10118191C1 (en) | Method for recognizing a switching state of a switch | |
DE19821539C1 (en) | Switching arrangement, and method for recognition and control, of attached electrical load | |
WO1997037425A1 (en) | System for detecting abutment and blocking in a stepped motor | |
DE3436776A1 (en) | Monitoring device, especially for a DC motor without a commutator | |
EP1086477B1 (en) | Input circuit for relatively high current ac signals to be monitored | |
DE102023201657A1 (en) | Device and method for monitoring semiconductor switching elements, power modules and electrical power converters | |
DE19808595B4 (en) | Arrangement with an electrical load in series with two controllable semiconductor devices | |
DE102009002464A1 (en) | Method for operating a control circuit, in particular for use in a motor vehicle | |
DE19508226C1 (en) | Over-load protection for remote power supply of communication terminal | |
EP1293030B1 (en) | Circuit arrangement | |
DE29721675U1 (en) | Device for checking the function of an electrical circuit having an electromagnetic switching element | |
DE3100409C2 (en) | ||
DE19843477C1 (en) | Circuit arrangement for detecting a voltage reversal | |
DE102016223499B4 (en) | A signal detection device, field device, process valve assembly and method for detecting an input signal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HELLA KGAA HUECK & CO., 59557 LIPPSTADT, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20111201 |