Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Treiberschaltung für einen Alarmtongeber, insbesondere eine Treiberstufe, die in Fahrzeugen, die ein Alarmtonsystem mit Hilfsbatterie enthalten, benutzt werden kann.
Alarmtonsysteme in Fahrzeugen enthalten Hochenergie-Tonerzeuger, wie zum Beispiel piezoelektrische Hochtöner, Hupen oder Lautsprecher, um einen hörbaren Alarm bei verschiedenen Alarm- oder Meldesituationen auszusenden. Diese Tonerzeuger, gemeinhin Alarmsirenen oder Alarmtongeber genannt, werden durch eine Treiberschaltung, die ein Treibersignal für die Sirene erzeugt, angesteuert. Die Treiberschaltungen werden durch die Fahrzeugbatterie mit Strom versorgt, wobei sie außerdem eine Hilfsbatterie als Notstromversorgung enthalten, für den Fall, dass die Fahrzeugstromversorgung zu dem Wamsystem unterbrochen wird. Ein derartiges Warnsystem ist beispielsweise aus der WO 98/11666 bekannt.
Eine Standard-Treiberstufe benutzt eine Tonerzeugerstufe mit Transformator, die das Signal für die Alarmsirene erzeugt, wobei diese Stufe durch eine geregelte Steuerelektronik angesteuert wird. Es hat sich gezeigt, dass die Spannung der Hilfsbatterie so weit einbricht, dass sie die Steuerelektronik nicht mehr ausreichend versorgen kann, wenn die Alannsirene mit maximaler Kraft arbeitet. Daher ist es erwünscht, eine Treiberstufe zur Verfügung zu stellen, die eine ausreichende Notstromversorgung bereitstellt, ohne dass dadurch die Kosten der Schaltung sich wesentlich erhöhen, oder die zumindest eine brauchbare Alternative bietet.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist eine Treiberschaltung für eine Alarmsirene gegeben, die die folgenden Einheiten enthält:
Die vorliegende Erfindung beschreibt außerdem eine Treiberschaltung mit Signalgenerator zum Erzeugen des Signals für die Sirene und mit einer Batterie als Stromversorgung, wobei der Signalgenerator eine Induktivität und einen Schalter enthält, ausgezeichnet dadurch, dass ein Kondensator mit der Induktivität und dem Schalter verbunden ist, wodurch eine Schaltung zur Spannungsanhebung der Stromversorgung entsteht.
Bevorzugte Realisierungen der vorliegenden Erfindung sind anschließend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen als Beispiel beschrieben, wobei in Figur 1 ein Schaltplan für eine bevorzugte Realisierung einer Treiberstufe dargestellt wird.
Eine Treiberschaltung 2, wie in Figur 1 gezeigt, enthält eine Hilfsbatterie 4, einen Mikroprozessor 6, einen Feldeffekttransistor (FET) 8, einen Transformator 10 und einen Spannungsregler 11. Die Primärwicklung 12 des Transformators 10 ist an Drain 14 des FET 8 und an die Batterieklemme 16 angeschlossen. Die Source 18 des FET 8 ist gegen Masse 20 geschaltet, wobei Masse 20 die Fahrzeugmasse ist. Die Batterieklemme 16 ist mit der Fahrzeugbatterie verbunden und ebenso mit der Hilfsbatterie 4, welche zwischen Batterieklemme 16 und Masse 20 geschaltet ist. Die Sekundärwicklung 22 des Transformators 10 ist mit den Kontakten eines Piezolautsprechers 24 verbunden, welcher durch die Treiberstufe 2 angesteuert wird. Der Mikroprozessor 6 erzeugt ein Frequenzsignal einer bestimmten Periode, das am Gate 26 des FET 8 anliegt. Das Frequenzsignal schaltet den FET 8 an und aus, so dass Strom durch die Primärwicklung 12 fließt, welcher wiederum ein Signal in der Sekundärwicklung 22 induziert, welches dann an dem Signalgeber 24 anliegt.
In der Vergangenheit geschah die Spannungsversorgung des Mikroprozessors durch einen Spannungsregler, der die Spannung regelte, die von der Batterieklemme 16, d.h. von der Bordstromversorgung oder von der Hilfsbatterie 4, kam. Während bestimmter Arbeitszustände des Signaltongebers 24 , zum Beispiel wenn der Tongeber mit maximaler Ausgangsleistung durch den Prozessor 6 betrieben wurde, kam es zu Spannungseinbrüchen der Hilfsbatterie 4.
Die Treiberstufe 2 dagegen bezieht eine geregelte Spannung über die an dem 10µF Kondensator 30 anliegende Spannung. Der Kondensator 30 ist zwischen Masse und der Kathode einer Diode 32, deren Anode mit dem Drain 14 des FET 8 verbunden ist, geschaltet. Die Kathode der Diode 32 ist ausserdem mit dem Eingang des Spannungsreglers 11 verbunden, welcher eine geregelte Spannung an die Last, die aus dem Mikroprozessor 6 besteht, liefert. Die Diode 32 verhindert, dass sich der Kondensator 30 über den FET 8 wieder entlädt. Die Diode 32 befindet sich in Sperrichtung, so dass der Kondensator 30 isoliert ist, wenn der FET 8 durchgeschaltet ist und Strom und Energie zu der Primärwicklung 12 fließen. Wenn der FET 8 durch das vom Mikroprozessor 6 stammende Frequenzsignal auf Sperren geschaltet wird, ist die Diode 32 in Durchlassrichtung geschaltet, wodurch der Kondensator 30 durch den Strom aus der Primärwicklung 12 geladen wird. Das Durchschalten und Trennen der Verbindung zwischen Kondensator 30 und Wicklung 12 durch FET 8 und Diode 32 bewirkt, dass die Spannung, die in dem Kondensator 30 gespeichert ist, im Normalfall höher ist, als die Spannung über der Hilfsbatterie 4. Der Kondensator 30, Wicklung 12, FET 8 und Diode 32, wie sie in der Treiberschaltung 2 verschaltet sind, stellen deshalb einen Verstärker dar, der die Spannung von der Hilfsbatterie 4 anhebt. Die Wicklung 12 dient sowohl dazu, den Tongeber 24 anzusteuern, als auch den Kondensator 30 zu laden.
Die Treiberschaltung 2 ist deshalb besonders vorteilhaft, weil sich gezeigt hat, dass durch das Anheben der Spannungsversorgung für den Regler 11 des Mikroprozessors 6 eine Hilfsbatterie 4 mit niedrigerer Kapazität jetzt ausreicht. Wo zum Beispiel früher eine 7,2V 240mAh Zelle notwendig war, reicht zum Betrieb der Schaltung 2 jetzt eine 7,2V 160mAh Zelle, was eine wesentliche Kosteneinsparung darstellt. Darüber hinaus sind keine zusätzlichen Bauteile notwendig, da ein Spannungsregler für den Mikroprozessor normalerweise ohnehin die Diode 32 und den Kondensator 30 enthalten würde. Lediglich die Kapazität des Kondensators 30 muss eventuell erhöht werden, damit die erhöhte Spannung gehalten werden kann.
Dem Fachkundigen werden hierzu eine Vielzahl von Änderungen gegenwärtig Die Treiberschaltung 2 kann auch für andere Tongeber in anderen Umgebungen benutzt werden, wo die Batterie 4 als einzige Stromversorgung eingesetzt wird. Zum Beispiel könnte die Treiberschaltung in einem tragbaren Alarmgerät verwendet werden.