DE102009011244A1 - Switching arrangement for operation of e.g. electromagnetic adjusting drive, in commercial vehicle, has control circuit controlling switch such that switch electrically and alternatively couples and decouples connections - Google Patents

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Abstract

The arrangement (6) has a diode (D1) coupled electrically with a capacitor (C1) and an inductive load (2) by respective anode and cathode. Another diode (D2) is coupled electrically with an inductor (L2) and an electrical energy source (4) by respective anode and cathode. A switch (8) includes two connections, where the connections are coupled by the switch depending on a signal at a control input. A control circuit (10) controls the switch when a preset voltage is lowered such that the switch electrically and alternatively couples and decouples the connections.

Description

In modernen Brennkraftmaschinen kommen häufig Magnetventile zum Einsatz. Ein Magnetventil ist ein Ventil, das von einem Elektromagneten betätigt wird. Auch in der Automatisierungstechnik gibt es einen sehr großen Anwendungsbereich für die Magnetventile, beispielsweise in der Hydraulik und in der Pneumatik.In Modern internal combustion engines often solenoid valves are used. A solenoid valve is a valve that is actuated by an electromagnet. There is also a very wide range of applications in automation technology for the Solenoid valves, for example in hydraulics and pneumatics.

Ein Einsatz von modernen Ventilen, wie beispielsweise Magnetventilen kann ein sehr präzises und auch schnelles Schalten erforderlich machen. Dies erfordert eine schnelle Übertragung von großen Mengen an elektrischer Energie.One Use of modern valves, such as solenoid valves can be a very precise and also require fast switching. This requires a fast transmission of large quantities at electrical energy.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine kostengünstige Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der eine induktive Last schnell und energiesparend betrieben werden kann.The The object underlying the invention is to provide a cost-effective circuit arrangement to create an inductive load fast and energy efficient can be operated.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The Task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer induktiven Last. Die Schaltungsanordnung umfasst eine erste Diode, die über ihre Anode elektrisch mit einem Kondensator gekoppelt und dazu ausgebildet ist über ihre Kathode mit einer induktiven Last elektrisch gekoppelt zu werden. Eine zweite Diode ist über ihre Anode elektrisch mit einer Induktivität gekoppelt und dazu ausgebildet, über ihre Kathode mit einer elektrischen Energiequelle gekoppelt zu werden. Ein Schalter umfasst einen Steuereingang, einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss. Über den ersten Anschluss ist der Schalter elektrisch gekoppelt mit der Anode der ersten Elektrode und über den zweiten Anschluss ist der Schalter elektrisch gekoppelt mit der Anode der zweiten Diode. Der Schalter ist dazu ausgebildet, abhängig von einem Signal an dem Steuereingang den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch zu koppeln. Eine Ansteuerschaltung ist elektrisch mit dem Steuereingang des Schalters gekoppelt und dazu ausgebildet, bei einem Unterschreiten einer an dem Kondensator anliegenden vorgegebenen Spannung den Schalter derart anzusteuern, dass der Schalter den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss alternierend elektrisch koppelt und entkoppelt.According to one In the first aspect, the invention is characterized by a circuit arrangement for Operating an inductive load. The circuit comprises a first diode over their anode is electrically coupled to a capacitor and formed is over their cathode to be electrically coupled with an inductive load. A second diode is over its anode is electrically coupled to an inductor and adapted to be over its Cathode to be coupled with an electrical energy source. A switch comprises a control input, a first connection and a second connection. about the first terminal, the switch is electrically coupled to the Anode of the first electrode and over the second terminal, the switch is electrically coupled to the anode of the second diode. The switch is designed to dependent from a signal at the control input the first connection with the electrically couple second port. A drive circuit is electrically coupled to the control input of the switch and to formed, with a falling below a voltage applied to the capacitor predetermined voltage to control the switch such that the switch the first terminal to the second terminal alternately electrically coupled and decoupled.

Dies ermöglicht ein energiesparendes Betreiben der induktiven Last. Insbesondere ermöglicht dies eine energiesparende Entnahme von elektrischer Energie aus der induktiven Last. Der Grund hierfür ist, dass ein großer Anteil der der induktiven Last entnommenen elektrischen Energie in die elektrische Energiequelle zurückgeführt werden kann. Elektrische Verluste in der Schaltungsanordnung können gering gehalten werden. Dies resultiert in einer geringen Wärmeentwicklung in der Schaltungsanordnung. Ferner kann die Entnahme von elektrischer Energie aus der induktiven Last sehr schnell erfolgen.This allows an energy-saving operation of the inductive load. Especially allows this an energy-saving removal of electrical energy from the inductive Load. The reason for that is that a big one Proportion of the electrical energy extracted from the inductive load can be returned to the electrical energy source. electrical Losses in the circuit can be kept low. This results in a low heat development in the circuit arrangement. Furthermore, the removal of electrical energy from the inductive Load done very quickly.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Ansteuerschaltung einen Oszillator zum Generieren eines oszillierenden Signals mit vorgegebener Periode, das den Schalter bei einem Unterschreiten der an dem Kondensator anliegenden vorgegebenen Spannung ansteuert. Dies ermöglicht einfach ein schnelles Entladen des Kondensators und damit der induktiven Last, die über den Kondensator entladen wird.In a preferred embodiment The drive circuit comprises an oscillator for generating a oscillating signal of predetermined period, which is the switch when falling below the voltage applied to the capacitor predetermined Voltage is driving. this makes possible simply a fast discharge of the capacitor and thus the inductive Last, over the capacitor is discharged.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Oszillator als Kippschwinger ausgebildet und umfasst einen Schmitt-Trigger oder einen invertierenden Schmitt-Trigger. Dies ermöglicht eine einfache Realisierung der Ansteuerschaltung.According to one another preferred embodiment the oscillator is designed as a tilt oscillator and comprises a Schmitt trigger or an inverting Schmitt trigger. This allows a simple realization of the drive circuit.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ansteuerschaltung dazu ausgebildet, den Schalter derart anzusteuern, dass ein zeitliches Verhältnis zwischen einem elektrisch koppelnden Zustand zu einem elektrisch entkoppelnden Zustand des Schalters bezüglich des ersten Anschlusses beziehungsweise des zweiten Anschlusses in etwa 1:1 beträgt. Dies ermöglicht eine sehr einfache Regelung der Ansteuerschaltung, die sehr kostengünstig ist.In a further preferred embodiment the drive circuit is designed to switch the switch so to trigger that a temporal relationship between an electric coupling state to an electrically decoupling state of the Switch regarding the first terminal or the second terminal in is about 1: 1. this makes possible a very simple control of the drive circuit, which is very inexpensive.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schalter einen Feldeffekttransistor. Dies ermöglicht eine einfache Ausbildung des Schalters.According to one another preferred embodiment the switch comprises a field effect transistor. This allows a simple design of the switch.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Speicherdrossel einen Kern, der als Topfkern ausgebildet ist. Dies ermöglicht die Ausbildung einer Speicherdrossel mit einer relativ großen Induktivität, welches ein schnelles Entladen der induktiven Last ermöglicht.In a further preferred embodiment the storage choke comprises a core, which is designed as a pot core is. this makes possible the formation of a storage choke with a relatively large inductance, which allows fast unloading of the inductive load.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schaltungsanordnung ausgebildet zum Betreiben eines Stellantriebs eines Ventils. Dies ermöglicht eine schnelle Ansteuerung eines Stellglieds des Ventils durch den Stellantrieb.According to one another preferred embodiment the circuit arrangement is designed to operate an actuator a valve. this makes possible a fast control of an actuator of the valve by the Actuator.

Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus, durch eine Anordnung zum Betreiben eines Fluidsystems in einer Brennkraftmaschine. Die Anordnung umfasst die Schaltungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt. Das Ventil umfasst als induktive Last einen elektromagnetischen Stellantrieb. Ventile in Brennkraftmaschinen erfahren häufig eine sehr intensive Nutzung. Auf diese Weise kann sich, insbesondere bei einer häufigen Ansteuerung über eine längere zeitliche Ausdehnung, ein energiesparender Effekt sehr deutlich bemerkbar machen. Ferner kann sich die sehr kostengünstig ausgebildete Schaltungsanordnung schnell amortisieren, was insbesondere für die sehr kostensensitiven Industriezweige der Produktion bezie hungsweise der Montage von Brennkraftmaschinen und in der Automatisierungstechnik sehr wichtig sein kann.According to a second aspect, the invention is characterized by an arrangement for operating a fluid system in an internal combustion engine. The arrangement comprises the circuit arrangement according to the first aspect. The valve includes an electromagnetic actuator as an inductive load. Valves in internal combustion engines often experience a very intensive use. This way, especially in the case of frequent activation over a relatively long period of time, making an energy-saving effect very noticeable. Furthermore, the very cost-effective design circuitry can quickly amortize, which can be particularly for the very cost-sensitive industries of production relation ship as the assembly of internal combustion engines and in automation technology very important.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Schaltungsanordnung mit einer elektrischen Energiequelle und einer induktiven Last, 1 a circuit arrangement with an electrical energy source and an inductive load,

2A bis 2D die Schaltungsanordnung mit möglichen Stromverläufen, 2A to 2D the circuit arrangement with possible current curves,

3 Signalverläufe eines Betriebszyklus der induktiven Last, 3 Signal curves of an operating cycle of the inductive load,

4 einen zeitlichen Ausschnitt der Signalverläufe, 4 a temporal excerpt of the signal courses,

5 weitere Signalverläufe des Betriebszyklus der induktiven Last, 5 further signal curves of the operating cycle of the inductive load,

6 die Schaltungsanordnung, die elektrische Energiequelle und die induktive Last in einer detaillierten Schaltskizze. 6 the circuit arrangement, the electrical energy source and the inductive load in a detailed circuit diagram.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.elements same construction or function are cross-figurative with the same Reference number marked.

1 zeigt eine induktive Last 2, eine elektrische Energiequelle 4 sowie eine Schaltungsanordnung 6 zum Betreiben der induktiven Last 2. Die induktive Last 2 kann beispielsweise als Stellantrieb eines Ventils ausgebildet sein. Bei dem Ventil kann es sich beispielsweise um ein Hydraulikventil oder um ein Pneumatikventil handeln, welches beispielsweise in einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann, beispielsweise zum Betreiben eines als Getriebesteuerung ausge bildeten hydraulischen oder pneumatischen Fluidsystems. Die induktive Last 2 kann jedoch auch anders ausgebildet sein. Denkbar ist jede mögliche dem zuständigen Fachmann bekannte Art von elektrischer Last, die einen im Wesentlichen induktiven Charakter aufweist. 1 shows an inductive load 2 , an electrical energy source 4 and a circuit arrangement 6 for operating the inductive load 2 , The inductive load 2 can be configured for example as an actuator of a valve. The valve may be, for example, a hydraulic valve or a pneumatic valve, which may be used, for example, in an internal combustion engine, for example, for operating a geared out as a transmission control hydraulic or pneumatic fluid system. The inductive load 2 However, it can also be designed differently. Conceivable is any possible known to those skilled in the art of electrical load, which has a substantially inductive character.

Bei der elektrischen Energiequelle 4 kann es sich beispielsweise um eine Spannungsquelle handeln. Beispielsweise kann es sich bei der elektrischen Energiequelle 4 um eine Batterie handeln, die beispielsweise in einem Nutzfahrzeug angeordnet ist. Die Betriebsspannung der elektrischen Energiequelle 4 kann beispielsweise 30 Volt betragen. Die elektrische Energiequelle 4 umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform ein erstes Schaltelement S1 (6), damit ein aus der Spannung resultierender Stromfluss an- und abgeschaltet werden kann.At the electrical energy source 4 it may be, for example, a voltage source. For example, the source of electrical energy may be 4 to act a battery, which is arranged for example in a commercial vehicle. The operating voltage of the electrical energy source 4 can be for example 30 volts. The electrical energy source 4 comprises in a preferred embodiment a first switching element S1 ( 6 ) so that a current flow resulting from the voltage can be switched on and off.

Die Schaltungsanordnung 6 umfasst eine erste Diode D1, die über ihre Anode elektrisch mit einem Kondensator C1 gekoppelt ist. Über ihre Kathode ist die erste Diode D1 elektrisch gekoppelt sowohl mit der elektrischen Energiequelle 4 als auch mit der induktiven Last 2. Der Kondensator C1 ist sowohl mit der Anode der ersten Diode D1 als auch mit einem Bezugspotential GND elektrisch gekoppelt. Der Kondensator C1 kann beispielsweise als Zwischenkreiskondensator bezeichnet werden. Die Anode der ersten Diode D1 und der Kondensator C1 sind ferner elektrisch gekoppelt mit einem ersten Anschluss eines Schalters 8 sowie mit einem Eingang einer Ansteuerschaltung 10.The circuit arrangement 6 comprises a first diode D1, which is electrically coupled to a capacitor C1 via its anode. Via its cathode, the first diode D1 is electrically coupled to both the electrical energy source 4 as well as with the inductive load 2 , The capacitor C1 is electrically coupled both to the anode of the first diode D1 and to a reference potential GND. The capacitor C1 can be referred to, for example, as a DC link capacitor. The anode of the first diode D1 and the capacitor C1 are further electrically coupled to a first terminal of a switch 8th as well as with an input of a drive circuit 10 ,

Die Ansteuerschaltung 10 weist eingangsseitig eine weitere Diode D3 (6) auf. Die weitere Diode D3 (6) ist beispielsweise als Zehner-Diode ausgebildet und ist über ihre Anode sowohl mit der Anode der ersten Diode D1 und der Kondensator C1 als auch mit dem ersten Anschluss des Schalters 8 elektrisch gekoppelt. Ausgangsseitig ist die Ansteuerschaltung 10 elektrisch gekoppelt mit einem Steuereingang des Schalters 8. Der Schalter 8 ist dazu ausgebildet, bei Ansteu erung durch die Ansteuerschaltung 10 über seinen Steuereingang den ersten Anschluss mit einem zweiten Anschluss elektrisch zu koppeln.The drive circuit 10 has on the input side a further diode D3 ( 6 ) on. The further diode D3 ( 6 ) is formed, for example, as a ten-diode and is connected via its anode to both the anode of the first diode D1 and the capacitor C1 and to the first terminal of the switch 8th electrically coupled. The output side is the drive circuit 10 electrically coupled to a control input of the switch 8th , The desk 8th is designed to drive at Ansteu by the drive circuit 10 via its control input to electrically couple the first terminal to a second terminal.

Eine zweite Diode D2 ist über ihre Kathode elektrisch mit der elektrischen Energiequelle 4 gekoppelt. Über ihre Anode ist die zweite Diode D2 elektrisch gekoppelt sowohl mit dem zweiten Anschluss des Schalters 8 als auch mit einer Speicherdrossel 12. Die Speicherdrossel 12 umfasst im Wesentlichen eine Induktivität L2 (siehe 6) und ist zusätzlich elektrisch mit dem Bezugspotential GND gekoppelt.A second diode D2 is electrically connected to the electrical energy source via its cathode 4 coupled. Via its anode, the second diode D2 is electrically coupled both to the second terminal of the switch 8th as well as with a storage choke 12 , The storage throttle 12 essentially comprises an inductance L2 (see 6 ) and is additionally electrically coupled to the reference potential GND.

Die induktive Last 2 ist bevorzugt einpolig ausgebildet. Einpolige Lasten weisen neben einer elektrischen Kopplung mit dem Bezugspotential GND einen weiteren elektrischen Anschluss auf. Der weitere Anschluss der induktiven Last 2 liegt auf einem ersten Potential V1 und ist elektrisch gekoppelt sowohl mit der Kathode der ersten Diode D1 als auch mit der elektrischen Energiequelle 6.The inductive load 2 is preferably formed unipolar. Single-pole loads have, in addition to an electrical coupling with the reference potential GND, another electrical connection. The further connection of the inductive load 2 is at a first potential V1 and is electrically coupled both to the cathode of the first diode D1 and to the source of electrical energy 6 ,

Die Schaltungsanordnung 6 ist dazu ausgebildet, der induktiven Last 2 elektrische Energie über die erste Diode D1 und den Kondensator C1 zu entnehmen und der elektrischen Energiequelle 4 über die Speicherdrossel 12 und die zweite Diode D2 zuzufügen. Um dies zu bewerkstelligen, ist die Ansteuerschaltung 10 mittels der ihr vorgeschalteten weiteren Diode D3 (6) derart ausgebildet, dass sie beim Unterschreiten einer an dem Kondensator C1 anliegenden vorgegebenen Spannung den Schalter 8 ansteuert. Die Ansteuerschaltung 10 schaltet den Schalter 8 bei Betrieb derart, dass der Schalter 8 den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss alternierend elektrisch koppelt und entkoppelt. Anhand der 2A bis 2D wird die Funktionsweise der Schaltungsanordnung 6 im Folgenden genauer erläutert:The circuit arrangement 6 is designed to be the inductive load 2 to take electrical energy through the first diode D1 and the capacitor C1 and the electrical energy source 4 over the storage throttle 12 and the second diode D2 too inflict. To accomplish this, is the drive circuit 10 by means of the further diode D3 ( 6 ) are designed such that when falling below a voltage applied to the capacitor C1 predetermined voltage, the switch 8th controls. The drive circuit 10 turns on the switch 8th when operating such that the switch 8th alternately electrically couples and decouples the first connection with the second connection. Based on 2A to 2D will the operation of the circuit 6 explained in more detail below:

2A zeigt einen Betriebszyklus der induktiven Last 2, der mit einem Ladevorgang durch die elektrische Energiequelle 6 beginnt. Bei dem Ladevorgang wird der induktiven Last 2 über die elektrische Energiequelle 4 und die Schaltungsanordnung 6 zunächst elektrische Energie zugeführt. Für den Fall, dass die elektrische Energiequelle 6 das erste Schaltelement S1 (6) umfasst, ist dieser bei dem Ladevorgang geschlossen. 2A zeigt dazu den Verlauf eines Stroms I1, der von der elektrischen Energiequelle 4 durch die induktive Last 2 zu dem Bezugspotential GND führt. Bei einem Laden der induktiven Last 2 wird abhängig von einer Nutzinduktivität L1 (6) ein Magnetfeld induziert, welches einen Teil der elektrisch zugeführten Energie in der induktiven Last 2 speichert. Bei einer Ausbildung der induktiven Last 2 als Stellantrieb des Ventils kann das Laden der induktiven Last 2 zu einem Öffnen des Ventils führen. Wenn das Ventil vollständig geöffnet ist, verharrt es in diesem Zustand zumindest so lange der Strom I1 durch die induktive Last 2 fließt. 2A shows an operating cycle of the inductive load 2 with a charging by the electrical energy source 6 starts. During the charging process, the inductive load 2 via the electrical energy source 4 and the circuit arrangement 6 initially supplied with electrical energy. In the event that the electrical energy source 6 the first switching element S1 ( 6 ), this is closed during the charging process. 2A shows the course of a current I1, that of the electrical energy source 4 through the inductive load 2 leads to the reference potential GND. When charging the inductive load 2 becomes dependent on a useful inductance L1 ( 6 ) induces a magnetic field which is a part of the electrically supplied energy in the inductive load 2 stores. In a training of the inductive load 2 as an actuator of the valve, the charging of the inductive load 2 lead to an opening of the valve. When the valve is fully open, it remains in this state, at least as long as the current I1 through the inductive load 2 flows.

Zum Schließen des Ventils wird das erste Schaltelement S1 (6) in Offenstellung gebracht mit der Folge, dass ein Stromfluss von der elektrischen Energiequelle 6 unterbrochen wird. Dies lässt einen Entladevorgang beginnen. Anschließend wird der induktiven Last 2 die gespeicherte Energie entnommen. Je schneller eine Entnahme der gespeicherten Energie erfolgt, desto schneller schließt das Ventil bzw. desto schneller nimmt die induktive Last 2 einen Zustand ein, der identisch ist zu einem Ursprungszustand vor Beginn des Ladevorgangs. Eine schnelle Energieentnahme ist in der Regel erwünscht.To close the valve, the first switching element S1 ( 6 ) brought into an open position with the result that a current flow from the electrical energy source 6 is interrupted. This will start a discharge process. Subsequently, the inductive load 2 taken the stored energy. The faster the removal of the stored energy, the faster the valve closes or the faster the inductive load decreases 2 a state that is identical to an original state before the start of the charging process. A quick energy withdrawal is usually desirable.

Die Unterbrechung des Stromflusses von der elektrischen Energiequelle 6 führt zu einem Abbau des von der induktiven Last 2 ausgebildeten Magnetfeldes. Infolgedessen wird zwischen dem ersten Potential V1 und dem Bezugspotential GND eine Spannung V1 induziert. Die induzierte Spannung V1 ist die Ursache für den in der 2B eingezeichneten Strom I1. Der in der 2B eingezeichnete Strom I1 verläuft während des Entladevorgangs von dem Bezugspotential GND über den Kondensator C1 und die erste Diode D1 und von dort über die induktive Last 2 zu dem Bezugspotential GND. Zwischen einem zweiten Potential V2, auf dem die Anode der ersten Diode D1 liegt, und dem Bezugspotential GND wird eine negative Spannung V2 aufgebaut, die im Folgenden als Kondensatorspannung V2 bezeichnet wird. Der Kondensator C1 wird elektrisch negativ geladen. Durch den Ladevorgang des Kondensators C1 wird der induktiven Last 2 elektrische Energie entnommen und dem Kondensator C1 zugefügt. Die Kondensatorspannung V2 sinkt ab, bis sie die vorgegebene Spannung unterschreitet.The interruption of the flow of current from the electrical energy source 6 leads to a reduction of the inductive load 2 trained magnetic field. As a result, a voltage V1 is induced between the first potential V1 and the reference potential GND. The induced voltage V1 is the cause of in the 2 B drawn current I1. The Indian 2 B drawn current I1 runs during the discharge of the reference potential GND via the capacitor C1 and the first diode D1 and from there via the inductive load 2 to the reference potential GND. Between a second potential V2, on which the anode of the first diode D1 is located, and the reference potential GND, a negative voltage V2 is established, which is referred to below as the capacitor voltage V2. The capacitor C1 is electrically negatively charged. The charging process of the capacitor C1 becomes the inductive load 2 removed electrical energy and added to the capacitor C1. The capacitor voltage V2 decreases until it falls below the predetermined voltage.

Die elektrisch mit dem Kondensator C1 gekoppelte weitere Diode D3 (6) ist derart ausgebildet, dass sie beim Unterschreiten der Kondensatorspannung V2 niederohmig wird und sonst hochohmig ausgebildet ist. Infolgedessen nimmt beim Unterschreiten der vorgegebenen Spannung zwischen dem zweiten Potential V2 und dem Bezugspotential GND die Ansteuerschaltung 10 ihren Betrieb auf und schaltet den Schalter 8 derart alternierend ein und aus, dass der erste Anschluss periodisch mit dem zweiten Anschluss elektrisch gekoppelt und entkoppelt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform folgt die alternierende Kopplung und Entkopplung einer vorgegebenen Periode. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verhältnis einer zeitlichen Ausdehnung zwischen der Einnahme des Zustands, in dem der erste Anschluss elektrisch gekoppelt ist mit dem zweiten Anschluss zu dem Zustand, in dem der erste Anschluss elektrisch entkoppelt ist von dem zweiten Anschluss, in etwa 1:1.The electrically coupled to the capacitor C1 further diode D3 ( 6 ) is designed such that it is low impedance when falling below the capacitor voltage V2 and is otherwise formed high impedance. As a result, decreases when the predetermined voltage between the second potential V2 and the reference potential GND, the drive circuit decreases 10 start operating and turn on the switch 8th alternately on and off such that the first terminal is periodically electrically coupled and decoupled with the second terminal. In a preferred embodiment, the alternating coupling and decoupling follows a predetermined period. In a further preferred embodiment, the ratio of a temporal extension between the assumption of the state in which the first terminal is electrically coupled to the second terminal to the state in which the first terminal is electrically decoupled from the second terminal is approximately 1: 1.

Ein aus dem Zustand der elektrischen Kopplung des Schalters 8 resultierender Stromverlauf ist in 2C gezeigt. Durch die induktive Last 2 fließt weiterhin der Strom I1, der kontinuierlich für einen Übertrag von Energie aus der induktiven Last 2 in den Kondensator C1 sorgt. Der Kondensator C1 wird von dem Strom I1 über die erste Diode D1 und die induktive Last demnach 2 weiterhin negativ aufgeladen. Der resultierende Strom fließt von dem Bezugspotential GND durch die Spei cherdrossel 12 und den Schalter 8 über den Kondensator C1 zu dem Bezugspotential GND. Dem Kondensator C1 wird dadurch Energie entnommen und der Speicherdrossel 12 zugeführt. Anders ausgedrückt wird der Kondensator C1 bei dem geschlossenen Schalter 8 entladen. Infolgedessen überschreitet die Kondensatorspannung V2 nach einer gewissen Zeit des Entladens wieder die vorgegebene Spannung und die weitere Diode D3 (6) verhält sich wieder wie ein hochohmiger ohmscher Widerstand, so dass die Ansteuerschaltung 10 den Schalter 8 in den offenen Zustand schaltet und im Folgenden den Schalter 8 nicht weiter ansteuert.On from the state of electrical coupling of the switch 8th resulting current curve is in 2C shown. By the inductive load 2 continues to flow the current I1, which is continuously for a transfer of energy from the inductive load 2 into the capacitor C1 provides. The capacitor C1 is therefore still negatively charged by the current I1 via the first diode D1 and the inductive load 2. The resulting current flows from the reference potential GND through the SpeI cherdrossel 12 and the switch 8th via the capacitor C1 to the reference potential GND. The capacitor C1 is thereby taken energy and the storage choke 12 fed. In other words, the capacitor C1 becomes the closed switch 8th discharged. As a result, the capacitor voltage V2 again exceeds the predetermined voltage after a certain time of discharging and the further diode D3 (FIG. 6 ) behaves like a high-ohmic resistor again, so that the drive circuit 10 the switch 8th in the open state switches and in the following the switch 8th does not continue to drive.

Als Folge des geschlossenen Schalters 8 und des resultierenden Stroms durch die Speicherdrossel 12, wird von der Speicherdrossel 12 ein Magnetfeld generiert.As a result of the closed switch 8th and the resulting current through the storage choke 12 , is from the storage choke 12 a ma gnetfeld generated.

Durch ein Öffnen des Schalters 8 wird der Stromfluss unterbrochen und das zuforderst in der Speicherdrossel 12 generierte Magnetfeld wird wieder abgebaut, was wiederum eine Spannung induziert. Die Folge ist ein Impuls des Rückspeisestroms I2, der von dem Bezugspotential GND über die Speicherdrossel 12 und durch die zweite Diode D2 in die elektrische Energiequelle 4 fließt. Der elektrischen Energiequelle 4 wird auf diese Weise elektrische Energie zugeführt.By opening the switch 8th the current flow is interrupted and the zuforderst in the storage throttle 12 generated magnetic field is degraded again, which in turn induces a voltage. The result is a pulse of the regenerative current I2, which from the reference potential GND via the storage inductor 12 and through the second diode D2 into the electric power source 4 flows. The source of electrical energy 4 In this way electrical energy is supplied.

Bei dem in der 4 dargestellten Rückspeisevorgang erfolgten beispielsweise zwei Oszillatortakte, bevor der Kondensator C1 so weit entladen war, dass die Oszillatorschaltung vorübergehend stoppte.In the in the 4 For example, two oscillator clocks occurred before the capacitor C1 was discharged so far that the oscillator circuit temporarily stopped.

Der Kondensator C1 wird bei dem erneut geöffneten Schalter 8 über die induktive Last 2 weiterhin negativ aufgeladen. An dem Kondensator C1 sinkt die Kondensatorspannung V2 wieder ab beziehungsweise steigt der Betrag der Kondensatorspannung V2 wieder an, bis sie die vorgegebene Spannung erneut unterschreitet und sich die weitere Diode D3 von neuem niederohmig verhält, was zu einer erneuten Ansteuerung des Schalters 8 durch die Ansteuerschaltung 10 führt.The capacitor C1 is at the re-opened switch 8th via the inductive load 2 still negatively charged. At the capacitor C1, the capacitor voltage V2 decreases again or increases the amount of the capacitor voltage V2 again until it falls below the predetermined voltage again and the other diode D3 behaves again low impedance, resulting in a renewed activation of the switch 8th through the drive circuit 10 leads.

Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die induktive Last 2 entladen ist, womit der Betriebszyklus der induktiven Last 2 beendet ist und beispielsweise erneut gestartet werden kann.This process is repeated until the inductive load 2 is discharged, bringing the operating cycle of the inductive load 2 is finished and can be restarted, for example.

In der 3 sind die Signalverläufe des Stroms I1, des Rückspeisestroms I2 und der Kondensatorspannung V2 während eines Betriebszyklus über der Zeit in Millisekunden gezeigt. Die ansteigende Flanke des Stroms I1 korrespondiert zu dem in der 2A gezeigten Stromverlauf. Anders ausgedrückt korrespondiert die ansteigende Flanke des Stroms I1 zu dem Ladevorgang der induktiven Last 2. Die abfallende Flanke des Stroms I1 korrespondiert zu den Stromverläufen aus den 2B, 2C und 2D. Es handelt sich hierbei um den Entladevorgang. Charakteristisch an dem Rückspeisestrom I2 ist seine pulsförmige Ausbildung.In the 3 For example, the waveforms of current I1, regenerative current I2 and capacitor voltage V2 are shown in milliseconds during one cycle of operation versus time. The rising edge of the current I1 corresponds to that in the 2A shown current flow. In other words, the rising edge of the current I1 corresponds to the charging of the inductive load 2 , The falling edge of the current I1 corresponds to the current characteristics of the 2 B . 2C and 2D , This is the unloading process. Characteristic of the regenerative current I2 is its pulse-shaped training.

Eine detailliertere Ansicht zeigt die 4. Es handelt sich um einen zeitlichen Ausschnitt von dem bereits in 3 dargestellten Entladevorgang der induktiven Last 2. In der 4 gut zu sehen ist der pulsförmig verlaufende Rückspeisestrom I2, der immer kurz nach einem Schalten des Schalters 8 fließt. Ebenfalls gut erkennbar ist der periodische Verlauf der Kondensatorspannung V2.A more detailed view shows the 4 , It is a temporal excerpt of the already in 3 illustrated unloading of the inductive load 2 , In the 4 Good to see is the pulsed regenerative current I2, which is always shortly after switching the switch 8th flows. Also clearly visible is the periodic curve of the capacitor voltage V2.

5 zeigt die Verläufe des Stroms I1 und der Spannung V1 eines Betriebszyklus, der den Ladevorgang den Entladevorgang der induktiven Last 2 umfasst. Der Ladevorgang findet statt zwischen einem Zeitpunkt von T ist etwa gleich –17 ms bis zu einem Zeitpunkt von T = –5 ms. Der Ladevorgang findet statt zwischen dem Zeitpunkt von T = 5 ms und etwa T = 10 ms. Charakteristisch an dem Signalverlauf des Stroms I1 sind seine zwei lokalen Maxima. Das erste lokale Maximum erklärt einen Übergang zwischen dem Lade- und dem Entladevorgang. Das zwei te lokale Maximum ist eine Folge des Auftreffens des Stellantriebs in eine mechanische Halterung des Ventils. 5 shows the waveforms of the current I1 and the voltage V1 of an operating cycle, the charging the discharge process of the inductive load 2 includes. The charging takes place between a time from T is about equal to -17 ms to a time of T = -5 ms. The charging takes place between the time of T = 5 ms and about T = 10 ms. Characteristic of the waveform of the current I1 are its two local maxima. The first local maximum explains a transition between the charging and discharging processes. The two te local maximum is a consequence of the impact of the actuator in a mechanical support of the valve.

6 zeigt eine detaillierte Schaltskizze mit einem Ersatzschaltbild für die induktive Last 2, einem beispielhaften Schaltplan für die Schaltungsanordnung 6 sowie der elektrischen Energiequelle 4. 6 shows a detailed circuit diagram with an equivalent circuit diagram for the inductive load 2 , An exemplary circuit diagram for the circuit arrangement 6 as well as the electrical energy source 4 ,

Die induktive Last 2 umfasst im Wesentlichen die Nutzinduktivität L1. Die Nutzinduktivität L1 kann beispielsweise die Induktivität 185 mH haben. Ohmsche Verluste können in dem Ersatzschaltbild mittels des ersten und des elften ohmschen Widerstands R1 beziehungsweise R11 berücksichtigt werden. Der erste ohmsche Widerstand Rl ist charakteristisch für die Eisenverluste der induktiven Last 2. Der erste ohmsche Widerstand R1 kann beispielsweise 11,5 Ω aufweisen. Der elfte ohmsche Widerstand R11 kann beispielsweise 10 KΩ aufweisen.The inductive load 2 essentially comprises the working inductance L1. The useful inductance L1 can, for example, have the inductance 185 mH. Ohmic losses can be taken into account in the equivalent circuit by means of the first and the eleventh ohmic resistors R1 and R11. The first ohmic resistance Rl is characteristic of the iron losses of the inductive load 2 , The first ohmic resistance R1 may, for example, have 11.5 Ω. The eleventh ohmic resistor R11 may have, for example, 10 KΩ.

Die in der Schaltungsanordnung 6 abgebildete Speicherdrossel 12 umfasst neben einer Induktivität L2 in einer bevorzugten Ausführungsform einen Kern 14, der als Topfkern ausgebildet ist. Die Induktivität L2 kann beispielsweise 50 μH betragen.The in the circuit arrangement 6 shown storage choke 12 comprises a core in addition to an inductance L2 in a preferred embodiment 14 , which is designed as a pot core. The inductance L2 may be 50 μH, for example.

Die Ansteuerschaltung 10 weist in einer bevorzugten Ausführungsform eingangsseitig zusätzlich zu der weiteren Diode D3 einen dritten ohmschen Widerstand R3 auf. Der dritte ohmsche Widerstand R3 weist beispielsweise 10 KΩ auf.The drive circuit 10 In a preferred embodiment, on the input side, in addition to the further diode D3, a third ohmic resistor R3. The third ohmic resistor R3 has, for example, 10 KΩ.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ansteuerschaltung 10 wie in 6 gezeigt als Oszillatorschaltung ausgebildet. Die in der 6 gezeigte Oszillatorschaltung generiert bei Betrieb ein Rechtecksignal. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ansteuerschaltung 10 wie in 6 gezeigt als Oszillatorschaltung ausgebildet. Bevorzugt ist die Ansteuerschaltung 10 als eine Schaltung von diskreten Bauelementen ausgebildet. Dies ermöglicht eine sehr kostengünstige Ansteuerschaltung 10. Die Ansteuerschaltung 10 kann jedoch auch anders ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Ansteuerschaltung 10 auch einen Mikrocontroller umfassen, der beispielsweise durch eine geeignete Programmierung die Ansteuerung des Schalters 8 vorgibt. Eine Ansteuerung des Schalters 8 über seinen Steuereingang kann dann derart erfolgen, dass sowohl die Zeitpunkte, in denen der Schalter 8 geschaltet wird, als auch das zeitliche Verhältnis der beiden Zustände durch die Programmierung des Mikrocontrollers beliebig vorgegeben werden können. Der Wirkungsgrad der Schaltungsanordnung 6 wird maßgeblich beeinflusst durch die Art und Weise, wie der Schalter 8 angesteuert wird.In a preferred embodiment, the drive circuit 10 as in 6 shown formed as an oscillator circuit. The in the 6 shown oscillator circuit generates a square wave signal during operation. In a preferred embodiment, the drive circuit 10 as in 6 shown formed as an oscillator circuit. The drive circuit is preferred 10 formed as a circuit of discrete components. This allows a very cost-effective drive circuit 10 , The drive circuit 10 However, it can also be designed differently. For example, the drive circuit 10 Also include a microcontroller, for example, by appropriate programming the control of the switch 8th pretends. A control of the switch 8th via its control input can then be made such that both the times in which the switch 8th is switched as well as the temporal relationship of the two states by the programming of the microcontroller can be arbitrarily specified. The efficiency of the circuit arrangement 6 is significantly influenced by the way the switch 8th is controlled.

Empirische Untersuchungen haben gezeigt, dass die Schaltungsanordnung 6 bei der als Oszillatorschaltung ausgebildeten Ansteuerschaltung 10 wie sie in 6 gezeigt ist einen Wirkungsgrad von etwa 90% aufweist.Empirical studies have shown that the circuitry 6 in the form of an oscillator circuit drive circuit 10 as they are in 6 shown has an efficiency of about 90%.

Bevorzugt umfasst die als Oszillatorschaltung ausgebildete Ansteuerschaltung 10 einen invertierenden Schmitt-Trigger 74HC14. Eingangsseitig ist der invertierende Schmitt-Trigger 74HC14 elektrisch gekoppelt mit dem Kollektor eines beispielsweise als npn-Bipolartransistor ausgebildeten dritten Schaltelements S3, sowie mit einem zweiten Kondensator C2 und einem vierten ohmschen Widerstand R4. Der zweite Kondensator C2 kann beispielsweise eine Größe von 470 pF haben. Der vierte ohmsche Widerstand R4 kann beispielsweise 33 KΩ aufweisen. Eine Dimensionierung des zweiten Kondensators C2 und des vierten ohmschen Widerstands R4 beeinflusst maßgeblich das zeitliche Verhältnis, in dem sich der Schalter 8 in einer Geschlossenposition beziehungsweise einer Offenposition befindet. Diese Anordnung des invertierenden Schmitt-Triggers (74HC14) zusammen mit dem vierten ohmschen Widerstand R4 und dem zweiten Kondensator C2 kann auch als Kippschwinger bezeichnet werden.The drive circuit designed as an oscillator circuit preferably comprises 10 an inverting Schmitt trigger 74HC14. On the input side, the inverting Schmitt trigger 74HC14 is electrically coupled to the collector of a third switching element S3 designed, for example, as an npn bipolar transistor, and also having a second capacitor C2 and a fourth ohmic resistor R4. The second capacitor C2 may, for example, have a size of 470 pF. The fourth ohmic resistor R4 may have, for example, 33 KΩ. A dimensioning of the second capacitor C2 and the fourth ohmic resistor R4 significantly influences the time ratio in which the switch 8th is in a closed position or an open position. This arrangement of the inverting Schmitt trigger (74HC14) together with the fourth ohmic resistor R4 and the second capacitor C2 may also be referred to as a tilt oscillator.

Bei der Ausbildung des dritten Schaltelements S3 als npn-Bipolartransistor ist die Basis elektrisch gekoppelt sowohl mit der Kathode der weiteren Diode D3 über den dritten ohmschen Widerstand R3, als auch mit einem dritten Kondensator C3 und mit einem achten ohmschen Widerstand R8. Der dritte Kondensator C3 beträgt beispielsweise 220 pF und dient vornehmlich einer vorteilhaften elektromagnetischen Verträglichkeit der Ansteuerschaltung 10. Der achte ohmsche Widerstand R8 umfasst beispielsweise 10 KΩ. Der achte ohmsche Widerstand R8 dient als Spannungsteiler und ist ferner elektrisch gekoppelt sowohl mit einem Versorgungsanschluss eines vierten Schaltelements S4 als auch mit einem Quellpotential V3 einer Spannungsquelle. Die Spannung an dem Quellpotential V3 kann beispielsweise 5 Volt betragen. Der Emitter des dritten Schaltelements S3 ist elektrisch gekoppelt mit dem Bezugspotential GND.In the embodiment of the third switching element S3 as npn bipolar transistor, the base is electrically coupled both to the cathode of the further diode D3 via the third ohmic resistor R3, as well as to a third capacitor C3 and to an eighth ohmic resistor R8. The third capacitor C3 is, for example, 220 pF and is primarily used for an advantageous electromagnetic compatibility of the drive circuit 10 , The eighth ohmic resistor R8 comprises, for example, 10 KΩ. The eighth ohmic resistor R8 serves as a voltage divider and is further electrically coupled both to a supply terminal of a fourth switching element S4 and to a source potential V3 of a voltage source. The voltage at the source potential V3 may be, for example, 5 volts. The emitter of the third switching element S3 is electrically coupled to the reference potential GND.

Ausgangsseitig ist der invertierende Schmitt-Trigger 74HC14 elektrisch gekoppelt über ohmsche Basisvorwiderstände R5a und R5b mit der Basis eines beispielsweise als pnp-Bipolartransistor ausgebildeten vierten Schaltelements S4.On the output side For example, the inverting Schmitt trigger 74HC14 is electrically coupled via resistive base resistors R5a and R5b having the base of, for example, a pnp bipolar transistor fourth switching element S4.

Für den Fall, dass die Kondensatorspannung V2 die vorgegebene Spannung nicht unterschreitet, ist die weitere Diode D3 hochohmig ausgebildet, was dazu führt, dass der dritte Schalter S3 geschlossen ist und der invertierende Schmitt-Trigger 74HC14 eingangsseitig über den dritten Schalter S3 an dem Bezugspotential GND anliegt. Infolgedessen liegt an dem invertierenden Schmitt-Trigger 74HC14 ausgangsseitig eine positive Spannung an, so dass das vierte Schaltelement S4 geöffnet ist. Durch den als Spannungsteiler ausgebildeten sechsten und siebten ohmschen Widerstand R6 und R7, die beispielsweise 2,2 KΩ beziehungsweise 3,3 KΩ betragen können und elektrisch gekoppelt sind mit dem Gate eines beispielsweise als Feldeffekttransistor ausgebildeten zweiten Schaltelements S2, befindet sich der Schalter 8 bei Nichtansteuerung durch die Ansteuerschaltung 10 in einer Offenposition. Überschreitet die Kondensatorspannung V2 den Wert der vorgegebenen Spannung, so wird die weitere Diode D3 niederohmig. Dies führt dazu, dass das dritte Schaltelement S3 öffnet. Durch die ausgangsseitig an dem invertierenden Schmitt-Trigger 74HC14 dann anliegende positive Spannung und den als Spannungsteiler ausgebildeten vierte ohmschen Widerstand R4 wird der zweite Kondensator C2 solange geladen, bis eine eingangsseitig an dem invertierenden Schmitt-Trigger 74HC14 anliegende Spannung einen für den invertierenden Schmitt-Trigger 74HC14 charakteristische Schwelle überschreitet. Infolgedessen gibt der invertierende Schmitt-Trigger 74HC14 ausgangsseitig erneut einen negativen Spannungspegel aus. Das vierte Schaltelement S4 schließt dann, welches an dem Gate des zweiten Schaltelements S2 einen positiven Spannungspegel zur Folge hat und der Schalter 8 somit in eine Geschlossenposition schaltet, in der der erste Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch gekoppelt ist.In the event that the capacitor voltage V2 does not fall below the predetermined voltage, the further diode D3 is formed high impedance, resulting in that the third switch S3 is closed and the inverting Schmitt trigger 74HC14 on the input side via the third switch S3 to the reference potential GND is applied. As a result, a positive voltage is applied to the output side of the inverting Schmitt trigger 74HC14, so that the fourth switching element S4 is open. By formed as a voltage divider sixth and seventh ohmic resistance R6 and R7, which may be, for example, 2.2 KΩ and 3.3 KΩ and are electrically coupled to the gate of a formed example as a field effect transistor second switching element S2, there is the switch 8th when not driven by the drive circuit 10 in an open position. If the capacitor voltage V2 exceeds the value of the predetermined voltage, then the further diode D3 becomes low-impedance. This causes the third switching element S3 opens. By the output side of the inverting Schmitt trigger 74HC14 then applied positive voltage and designed as a voltage divider fourth resistor R4, the second capacitor C2 is charged until a voltage applied to the input side of the inverting Schmitt trigger 74HC14 voltage for the inverting Schmitt trigger Exceeds 74HC14 characteristic threshold. As a result, the inverting Schmitt trigger 74HC14 outputs again a negative voltage level on the output side. The fourth switching element S4 then closes, which at the gate of the second switching element S2 results in a positive voltage level and the switch 8th thus switches to a closed position in which the first terminal is electrically coupled to the second terminal.

Die elektrische Energiequelle 4 kann beispielsweise bei einem Spannungspegel von 30 Volt betrieben werden. Dies entspricht einer Betriebsspannung, für die heutzutage häufig Bordnetze von Nutzfahrzeugen ausgelegt sind.The electrical energy source 4 can be operated, for example, at a voltage level of 30 volts. This corresponds to an operating voltage for which vehicle systems of commercial vehicles are frequently designed today.

22
induktive Lastinductive load
44
elektrische Energiequelleelectrical energy
66
Schaltungsanordnungcircuitry
88th
Schalterswitch
1010
Ansteuerschaltungdrive circuit
1212
SpeicherdrosselPower inductor
1414
Kerncore
C1C1
Kondensatorcapacitor
C2C2
zweiter Kondensatorsecond capacitor
C3C3
dritter Kondensatorthird capacitor
D1D1
erste Diodefirst diode
D2D2
zweite Diodesecond diode
D3D3
weitere DiodeFurther diode
L1L1
NutzinduktivitätNutzinduktivität
L2L2
Induktivitätinductance
R1R1
erster ohmschen Widerstandfirst ohmic resistance
R2R2
zweiter ohmschen Widerstandsecond ohmic resistance
R3R3
dritter ohmschen Widerstandthird ohmic resistance
R4R4
vierter ohmschen Widerstandfourth ohmic resistance
R5a, b5a, b
Basisvorwiderständebase resistors
R6R6
sechster ohmschen Widerstandsixth ohmic resistance
R7R7
siebter ohmschen Widerstandseventh ohmic resistance
R8R8
achter ohmschen Widerstandeight ohmic resistance
I1I1
Stromelectricity
I2I2
RückspeisestromFeedback current
V1V1
Spannung zwischen erstem Potential V1 und GNDtension between first potential V1 and GND
V2V2
Kondensatorspannung zwischen 2. Potential und GNDcapacitor voltage between 2nd potential and GND
V3V3
Quellpotentialsource potential
S1S1
erstes Schaltelementfirst switching element
S2S2
zweites Schaltelementsecond switching element
S3S3
drittes Schaltelementthird switching element
S4S4
viertes Schaltelementfourth switching element
74HC1474HC14
invertierender Schmitt-Triggerinverting Schmitt trigger

Claims (8)

Schaltungsanordnung zum Betreiben einer induktiven Last (2), mit – einer ersten Diode (D1), die über ihre Anode elektrisch mit einem Kondensator (C1) gekoppelt und dazu ausgebildet ist über ihre Kathode mit der induktiven Last (2) elektrisch gekoppelt zu werden, – einer zweiten Diode (D2), die über ihre Anode elektrisch mit einer Induktivität (L2) gekoppelt und dazu ausgebildet ist über ihre Kathode mit einer elektrischen Energiequelle (4) gekoppelt zu werden, – einem Schalter (8), der – einen Steuereingang, einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, – über den ersten Anschluss elektrisch gekoppelt ist mit der Anode der ersten Diode (D1), – über den zweiten Anschluss elektrisch gekoppelt ist mit der Anode der zweiten Diode (D2), – dazu ausgebildet ist abhängig von einem Signal an dem Steuereingang den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch zu koppeln, – einer Ansteuerschaltung (10), die elektrisch mit dem Steuereingang des Schalters (8) gekoppelt und dazu ausgebildet ist bei einem Unterschreiten einer an dem Kondensator (C1) anliegenden vorgegebenen Spannung den Schalter (8) derart anzusteuern, dass der Schalter (8) den ersten Anschluss mit dem zweiten Anschluss alternierend elektrisch koppelt und entkoppelt.Circuit arrangement for operating an inductive load ( 2 ), comprising a first diode (D1) which is electrically coupled via its anode to a capacitor (C1) and which is formed via its cathode with the inductive load (D1). 2 ) to be electrically coupled, - a second diode (D2), which is electrically coupled via its anode to an inductance (L2) and is formed via its cathode with an electrical energy source ( 4 ), - a switch ( 8th ) - having a control input, a first terminal and a second terminal, - is electrically coupled via the first terminal to the anode of the first diode (D1), - is electrically coupled via the second terminal to the anode of the second diode (D2 ), - is designed to electrically couple the first terminal to the second terminal depending on a signal at the control input, - a control circuit ( 10 ) electrically connected to the control input of the switch ( 8th ) is coupled and is formed at a below a voltage applied to the capacitor (C1) predetermined voltage, the switch ( 8th ) such that the switch ( 8th ) alternately electrically couples and decouples the first terminal with the second terminal. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Ansteuerschaltung (10) einen Oszillator umfasst zum Generieren eines oszillierenden Signals mit vorgegebener Periode, das den Schalter (8) bei einem Unterschreiten der an dem Kondensator (C1) anliegenden vorgegebenen Spannung ansteuert.Circuit arrangement according to Claim 1, in which the drive circuit ( 10 ) comprises an oscillator for generating an oscillating signal having a predetermined period, the switch ( 8th ) drives at a below the voltage applied to the capacitor (C1) predetermined voltage. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, bei der der Oszillator als Kippschwinger ausgebildet ist und einen Schmitt-Trigger oder einen invertierenden Schmitt-Trigger (74HC14) umfasst.Circuit arrangement according to Claim 2, in which the Oscillator is designed as a tilt oscillator and a Schmitt trigger or a inverting Schmitt trigger (74HC14). Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Ansteuerschaltung (10) dazu ausgebildet ist den Schalter (8) derart anzusteuern, dass ein zeitliches Verhältnis zwischen einem elektrisch koppelnden Zustand zu einem elektrisch entkoppelnden Zustand des Schalters (8) bezüglich des ersten Anschlusses beziehungsweise des zweiten Anschlusses in etwa 1:1 beträgt.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, in which the drive circuit ( 10 ) is designed to switch ( 8th ) such that a time relationship between an electrically coupling state to an electrically decoupling state of the switch ( 8th ) is about 1: 1 with respect to the first terminal and the second terminal, respectively. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Schalter (8) einen Feldeffekttransistor (S2) umfasst.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, in which the switch ( 8th ) comprises a field effect transistor (S2). Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Speicherdrossel einen Kern (14) umfasst, der als Topfkern ausgebildet ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, in which the storage choke comprises a core ( 14 ), which is designed as a pot core. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Schaltungsanordnung ausgebildet ist zum Betreiben eines Stellantriebs eines Ventils.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, in the circuit arrangement is designed to operate a Actuator of a valve. Anordnung zum Betreiben eines Fluidsystems in einer Brennkraftmaschine, mit – einer Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, – einem Ventil, das als die induktive Last (2) einen elektromagnetischen Stellantrieb umfasst.Arrangement for operating a fluid system in an internal combustion engine, having - a circuit arrangement according to one of the preceding claims, - a valve serving as the inductive load ( 2 ) comprises an electromagnetic actuator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016220279A1 (en) * 2016-10-17 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement for precharging a DC link capacity of a high-voltage vehicle electrical system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609375A1 (en) * 1986-03-20 1987-09-24 Licentia Gmbh Circuit arrangement for an electronic switching element with voltage rise limiting
US5691592A (en) * 1995-09-14 1997-11-25 Motorola, Inc. Actuator drive and energy recovery system
GB2318466A (en) * 1996-10-15 1998-04-22 Caterpillar Inc Fuel injector driver with boost supply provided by solenoid back-emf
EP1173658B1 (en) * 2000-02-16 2005-09-21 Robert Bosch Gmbh Method and circuit arrangement for operating a solenoid valve
DE102005016279A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Siemens Ag Circuit arrangement and method for actuating an up and dischargeable, electromechanical actuator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609375A1 (en) * 1986-03-20 1987-09-24 Licentia Gmbh Circuit arrangement for an electronic switching element with voltage rise limiting
US5691592A (en) * 1995-09-14 1997-11-25 Motorola, Inc. Actuator drive and energy recovery system
GB2318466A (en) * 1996-10-15 1998-04-22 Caterpillar Inc Fuel injector driver with boost supply provided by solenoid back-emf
EP1173658B1 (en) * 2000-02-16 2005-09-21 Robert Bosch Gmbh Method and circuit arrangement for operating a solenoid valve
DE102005016279A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Siemens Ag Circuit arrangement and method for actuating an up and dischargeable, electromechanical actuator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016220279A1 (en) * 2016-10-17 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement for precharging a DC link capacity of a high-voltage vehicle electrical system
US10700676B2 (en) 2016-10-17 2020-06-30 Robert Bosch Gmbh Circuit arrangement for precharging an intermediate circuit capacitance of a high-voltage on-board network

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