[0001] Elektrische Energie ist ein viel genutztes Mittel. Ohne Energie wären heute viele
selbstverständliche Dinge nicht realisierbar und so ist die Verfügbarkeit von elektrischer
Energie eine Voraussetzung für Entwicklung und Wachstum. Beispielsweise wäre ohne
elektrische Energie Kommunikation über weite Strecken nicht möglich.
[0002] Elektrische Energie wird dabei in Haushalten und Industrie in der unterschiedlichsten
Form verwendet. Zugleich ist aber auch festzustellen, dass in zunehmendem Maße die
elektrische Energieerzeugung als auch der Verbrauch von elektrischer Energie variabler
wird.
[0003] Energieversorger stellen z. B. Wechselspannung in einer bestimmten Soll-Frequenz
und SollSpannung bereit. Lokale Kraftwerke zur Wandlung von z. B. Windenergie oder
Lichtenergie in elektrische Energie stellen dagegen häufig Gleichspannungen in unterschiedlicher
Spannung zur Verfügung. Auch die Energiespeicherung mittels Akkumulatoren basiert
auf Gleichspannung.
[0004] Zugleich ergibt sich die Situation, das in aller Regel die von den Energieversorgungsunternehmen
angebotene Wechselspannung auf Seiten der Verbraucher in Gleichspannung anderer Größe
oder Wechselspannung anderer Größe gewandelt wird.
[0005] Gegenwärtige haushaltsübliche Geräten verlangen beispielsweise eine (niedrige) Wechselspannung,
wie z. B. Haartockner oder eine Gleichspannung, wie z. B. mikroelektronische Geräte,
wie z. B. Computer, Radios, Kameras, Telefone oder aber auch (zumindest als Zwischenspannung)
z. B. Fernseher, Desktop Computer, Waschmaschinen oder Geschirrspüler.
[0006] In der Zukunft könnten zusätzlich zu den klassischen Wechselspannungs-Versorgungssystemen
Gleichspannungs-Versorgungssysteme existieren, z. B. in Haushalten oder Industrie.
[0007] Vor diesem Hintergrund ist es unter anderem Aufgabe der Erfindung, einen Geräteanschluss
zur Verfügung zu stellen, der den Anschluss von Verbrauchern an elektrische Versorgungssysteme
verbessert. Auch für andere Probleme, die nachfolgend in der Beschreibung aufgezeigt
werden, bietet die Erfindung Lösungen an.
[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch einen adaptiven Geräteanschluss. Der Geräteanschluss
dient zum Anschluss von elektrischen Verbrauchern an zumindest ein elektrisches Versorgungssystem.
Ein adaptiver Geräteanschluss wird auch als intelligenter Geräteanschluss bezeichnet.
Er weist einen Eingang zur Entgegennahme einer Eingangsspannung und einen Ausgang
zur Abgabe einer Ausgangsspannung auf. Eine Schalteinrichtung kann den Ausgang ein-
oder ausschalten. Dies hat zum Beispiel den Vorteil, dass der Vorgang des Einsteckens
oder Aussteckens eines Steckers am Ausgang des Geräteanschlusses gesichert werden
kann. Weiter weist der Geräteanschluss eine Erkennungseinrichtung auf, die erkennt,
ob ein Gerätestecker am Ausgang angeschlossen ist und welche Ausgangsspannung für
den über den Gerätestecker verbundenen Verbraucher benötigt wird. Falls ein Gerätestecker
am Ausgang eingesteckt ist, wird die erkannte Ausgangsspannung am Ausgang bereitgestellt,
indem die Schalteinrichtung den Ausgang mit der erkannten Ausgangsspannung beaufschlagt.
Dies hat den Vorteil, dass für Geräte mit verschiedenen benötigten Spannungen die
jeweilige richtige Spannung zur Verfügung gestellt werden kann. Durch die Zurverfügungstellung
der Möglichkeit, den Ausgang einzuschalten und/oder auszuschalten ist dies überdies
in besonders sicherer Weise möglich, so dass auch Spannungen zur Verfügung gestellt
werden können, für die das Einstecken oder Ausstecken eines Steckers sonst womöglich
zu gefährlich wäre.
[0009] In einem Ausführungsbeispiel ist die Ausgangsspannung eine Gleichspannung. Dies ermöglicht
den Anschluss und Versorgung mit Energie von Verbrauchern, die eine Gleichspannung
benötigen.
[0010] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Eingangsspannung eine
Wechselspannung. Diese kann zum Beispiel aus einem Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz
stammen, wie sie beispielsweise von Energieversorgern zur Verfügung gestellt wird.
[0011] Der Explosionsschutz des Geräteanschlusses kann beispielsweise durch die Vermeidung
eines Lichtbogens beim Betrieb mit einer Ausgangsspannung von 60 V oder höher erreicht
werden. Hierzu wird beim Entfernen des Gerätesteckers eine Prozedur durchlaufen, die
sicherstellt, dass die Ausgangsspannung durch die Schalteinrichtung ausgeschaltet
wird, bevor der Gerätestecker komplett entfernt ist. In ähnlicher Weise stellt eine
Prozedur beim Verbinden von Gerätestecker und Geräteanschluss sicher, dass die Ausgangsspannung
durch die Schalteinrichtung erst eingeschaltet wird, wenn Gerätestecker und Geräteanschluss
verbunden sind. Dies unterstützt bei der Vermeidung von unerwünschten Lichtbögen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Schalteinrichtung einen FET-Transistor
auf, insbesondere um eine hohe Gleichspannung beim Ausstecken des Gerätesteckers sicher
und schnell abzusenken.
[0012] In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden über die Erkennungseinrichtung Daten
zwischen Geräteanschluss und Gerätestecker ausgetauscht, die Informationen über die
gewünschte Ausgangsspannung umfassen. Besonders vorteilhaft ist es dabei die Erkennungseinrichtung
als Nahfeldkommunikationseinrichtung auszubilden, so dass der Gerätestecker und der
Geräteanschluss Daten über Nahfeldkommunikation austauschen können, die bevorzugt
Informationen über die benötigte Ausgangsspannung umfassen. Die Daten können dabei
auch weitere Informationen über Eigenschaften des anzuschließenden Verbrauchers enthalten,
zum Beispiel Informationen über einen maximal zulässigen Strom.
[0013] In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Geräteanschluss eine Anzeigeeinrichtung
zur Anzeige von Statusdaten auf. Dies kann zum Beispiel eine Leuchtdiode sein, die
signalisiert, ob die Schalteinrichtung die Ausgangsspannung eingeschaltet oder ausgeschaltet
hat. Ebenfalls möglich ist zu signalisieren, falls eine gewünschte Ausgangsspannung
nicht zur Verfügung gestellt werden kann. Statusdaten können optional ebenfalls Informationen
über die aktuell zur Verfügung gestellte Ausgangsspannung und/oder den aktuell zur
Verfügung gestellten Ausgangsstrom umfassen, die dann auf einer Anzeigeeinrichtung
in Form eines Bildschirmes angezeigt werden.
[0014] In einer weiteren Ausführungsform weist der Geräteanschluss eine Kommunikationseinrichtung
auf, die es ermöglicht drahtgebunden über ein Energieversorgungsnetz zu kommunizieren.
Hierdurch wird es ermöglicht, zusätzlich zur Energie auch Datenkommunikation bereitzustellen.
[0015] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen sowie
der Beschreibung und Figuren.
[0016] Nachfolgend wird die Erfindung näher unter Bezug auf die Figuren erläutert. In diesen
zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Geräteanschlusses mit Gerätestecker,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Widerstandsanordnung zur Kodierung einer
Ausgangsspannung,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für den Ablauf beim Verbinden von Geräteanschluss und
Gerätestecker sowie ein Ausführungsbeispiel für den Ablauf beim Trennen von Geräteanschluss
und Gerätestecker,
Fig. 6A ein Ausführungsbeispiel zum Ablauf beim Trennen von Geräteanschluss und Gerätestecker,
Fig. 6B ein Ausführungsbeispiel zum Ablauf beim Trennen von Geräteanschluss und Gerätestecker,
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel der Pinbelegung einer Geräteanschluss und Gerätestecker
Kombination,
Fig. 8 Schnitte durch Gerätestecker und Geräteanschlusses,
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Gerätesteckers,
Fig. 10 eine weitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Gerätesteckers.
[0017] Nachfolgend wird die Erfindung eingehender unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt
werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die
jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D. h. jeglicher Aspekt
kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, soweit
nicht explizit als reine Alternative dargestellt.
[0018] Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine
Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung
aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung
der Wörter "ein", "eine" und "eines" nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in
einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.
[0019] In Ausführungsformen der Erfindung wird ein adaptiver Geräteanschluss bereitgestellt.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines solchen adaptiven Geräteanschlusses A.
Eingangsspannung wird dem adaptiven Geräteanschluss A über eine Steckdose S1 zur Verfügung
gestellt. Gerätestecker P1 und P2 können in den Geräteanschluss A eingesteckt werden
und mit Spannung versorgt werden.
[0020] Am Ausgang des adaptiven Geräteanschlusses A können verschiedene Ausgangsspannungen
zur Verfügung gestellt werden. Diese können zum einen dem adaptiven Geräteanschluss
A zugeführt werden oder aber durch entsprechende Wandler vor Ort bereitgestellt werden.
Soweit im Rahmen der Erfindung auf Wandler Bezug genommen wird, ist damit eine Spannungs-
und/oder Frequenzkonversion im allgemeinsten Sinne gemeint, d. h eine Wechselspannung
zur Wechselspannungs-Konversion ebenso wie eine Gleichspannung zu Wechselspannungs-Konversion
oder eine Wechselspannung zu Gleichspannungs-Konversion, optional jeweils mit entsprechender
Frequenzkonversion.
[0021] Um nunmehr die von einem Verbraucher benötigte Spannung korrekt zur Verfügung zu
stellen und somit Schäden am Verbraucher zu vermeiden, werden (zumindest) Daten in
Bezug auf die benötigte Spannung zur Verfügung gestellt. Diese Zurverfügungstellung
kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Die Übermittlung kann als einseitiger oder
wechselseitiger Austausch von Daten verstanden werden. Sind die Daten ausgetauscht,
d. h. ist die netzseitige Einrichtung im Besitz der notwendigen Daten und kann die
gewünschte Spannung zur Verfügung gestellt werden, so wird der Geräteanschluss zur
Abgabe der angeforderten Spannung freigeschaltet und nunmehr kann die angeforderte
Spannung an den Verbraucher zur Verfügung gestellt werden.
[0022] Ein Beispiel eines Datenaustausches ist z. B. mittels geeigneter Nahfeldkommunikation
möglich, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Nahfeldkommunikation kann z. B. mittels
bekannter (passiver oder aktiver) Nahfeldkommunikation auf Basis von NFC, RFID, ZigBee,
Bluetooth Low Energy, ... ermöglicht werden. Zur Nahfeldkommunikation verfügt der
adaptive Geräteanschluss A zum Beispiel weiter über einen Tag-Reader TR, welcher in
der Lage ist, mit einem Tag PT1 auf dem Gerätestecker P1 und/oder einem Tag PT2 auf
dem Gerätestecker P2 in Kommunikation zu treten. Die Kommunikation umfasst dann beispielsweise
PT1 und PT2 umfassen beispielsweise Informationen über die am Ausgang des Geräteanschlusses
A benötigte Spannung. Im dargestellten Beispiel wird für den Gerätestecker P1 Wechselspannung
AC benötigt und für den Gerätestecker P2 Gleichspannung DC. Der adaptive Geräteanschluss
umfasst weiter einen Schalter mit zugehöriger Schalteinrichtung, die in der Lage ist,
die Ausgangsspannung ein- oder auszuschalten. Für die Nahfeldkommunikation kann zum
Beispiel vorgesehen sein, dass ein Tag PT1 oder PT2 bei Annäherung an einen adaptiven
Geräteanschluss A induktiv mit Energie versorgt wird und somit eine Datenübertragung
zwischen dem Tag PT1, PT2 und dem Tag-Reader TR ermöglicht wird.
[0023] Zum Erkennen der geforderten Ausgangsspannung könnte auch ein optischer Sensor eine
optische (ein- oder mehrdimensionale) Kodierung von einem Stecker P1, P2 ablesen.
Eine weitere Möglichkeit zum Erkennen einer geforderten Ausgangsspannung am adaptiven
Geräteanschluss A ist eine Widerstandsanordnung, wie sie anhand von Fig. 4 näher erläutert
wird.
[0024] Das Auslesen kann dabei alternativ oder zusätzlich erfolgen. Zudem kann vorgesehen
sein, dass, wenn mehrere Möglichkeiten zum Auslesen der Information zur Verfügung
stehen, die auf verschiedenen Wegen erhaltenen Informationen ausgewertet werden. Eine
Auswertung kann z.B. ergeben, dass die Informationen nicht übereinstimmen. Dann könnte
vorgesehen sein, dass der Geräteanschlusses A keine Spannung oder nur die geringere
Spannung und/oder nur einen geringen Strom und/oder eine Warnmeldung zur Verfügung
stellt.
[0025] Durch Form der Pins an den Steckern P1 und P2 kann überdies ein Verpolungsschutz
gewährleistet werden. So bietet zum Beispiel die Öffnung 1 am Geräteanschluss A Raum
für einen Pin mit dreieckiger Schnittfläche und die Öffnung 2 am Geräteanschluss A
Raum für einen Pin mit kreisförmiger Schnittfläche.
[0026] Fig. 2 zeigt einen Gerätestecker P3 und einen in eine Steckdose integrierten adaptiven
Geräteanschluss S2. Der Geräteanschluss S2 bietet mehrere verschiedene Verbindungsmöglichkeiten.
Er weist einen Wechselspannungs-Anschluss 3 für Geräte, die Wechselspannung, z. B.
220 VAC für Europa oder 110 VAC für USA/Kanada, benötigen, auf. Außerdem ist ein 24V/48V
DC Anschluss 4 vorhanden, der Geräte versorgen kann, die 24V/48V Gleichspannung benötigen.
[0027] Der Anschluss 5 ist vorgesehen, um Gleichspannungen zwischen 5V und 60V zur Verfügung
zu stellen, z. B. für mobile Geräte oder Computer. Der Anschluss weist weiter einen
Schalter 6 auf, um ein sicheres Verbinden und Trennen eines Steckers von Anschluss
5 zu gewährleisten. Der Anschluss 5 weist einen Wandler von Wechselspannung zu Gleichspannung
auf. Elektronische Geräte können dann über einen Stecker P3 direkt mit der Steckdose
S2 verbunden werden und benötigen keine eigene Frequenzkonversion mehr. Bevorzugt
weist der Stecker P3 eine Schaltungsanordnung auf, die es der Steckdose S2 erlaubt
zu erkennen, welche Spannung für das zu P3 gehörige Gerät benötigt wird. So weist
jedes Gerät einen für seine benötigte Eingangsspannung passenden Gerätestecker P3
auf. Der Gerätestecker P3 weist ebenfalls einen Schalter 7 auf, der ein sicheres Verbinden
und Trennen von Stecker P3 und Anschluss 5 gewährleistet und bei Betätigen des Schalters
7 beispielsweise eine Prozedur 300 zum Trennen der Verbindung nach Fig. 5 oder einer
Prozedur nach Fig. 6A durchläuft.
[0028] Die Steckdose S2 umfasst weiter Anzeigemittel 8, z. B. eine oder mehrere LED's. Diese
können beispielsweise anzeigen, ob Spannung am Ausgang anliegt oder nicht. Außerdem
sind Anschlüsse in Form von Ausgängen 9 zur Versorgung mit 5V Gleichspannung vorgesehen.
Dies können z. B. USB-Anschlüsse sein.
[0029] Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines in eine Steckdose integrierten adaptiven Geräteanschlusses
S2 mit Stecker P3. Am Eingang 90 wird die Eingangsspannung VI zugeführt. VI kann beispielsweise
110 VAC oder 220 VAC Wechselspannung sein. In der Konversionseinheit 100 wird die
Wechselspannung in Gleichspannung konvertiert. Zusätzlich kann über den Eingang 130
eine Gleichspannung aus einem Gleichspannungsnetz, beispielsweise in Höhe von 48 V
zugeführt werden. In der Konversionseinheit 110 wird die Gleichspannung dann auf die
am Ausgang 140 benötigte Gleichspannung, beispielsweise im Bereich von 5V bis 60V
konvertiert und am Ausgang 140 an den Stecker P3 abgegeben. Die benötigte Gleichspannung
wird vom Stecker P3 an eine Steuereinrichtung 120 übertragen. Die Steuereinrichtung
120 stellt dann die Konversionseinheit 110 auf die benötigte Ausgangsspannung ein.
Die am Ausgang 140 benötigte Gleichspannung wird dabei zum Beispiel im Stecker in
Form eines Widerstandes codiert und von der Einheit 120 ausgelesen.
[0030] In Fig. 4 ist beispielhaft ein Spannungsteiler anhand von Widerständen dargestellt.
Der Widerstand Rselect im Stecker P4 definiert dabei die am Stecker P4 benötigte Spannung.
Die Auswahl der Spannung VSelect erfolgt dabei im Geräteanschluss S2 anhand der am
Spannungsteiler zwischen VRef und Erde anliegenden Spannung:

[0031] In Fig. 5 ist ein Ablauf 200 zum Verbinden eines Steckers mit einem erfindungsgemäßen
Geräteanschluss dargestellt. Des Weiteren ist ein Ablauf 300 zum Entfernen eines Steckers
von einem Geräteanschluss dargestellt. In dem adaptiven Geräteanschluss soll ein Lichtbogen
und eine damit verbundene Explosionsgefahr vermieden werden. Lichtbögen können bei
Gleichspannungen von 60V und darüber entstehen. Falls ein Stecker von dem adaptiven
Geräteanschluss entfernt wird, bevor die Ausgangskapazität entladen wurde, besteht
die Gefahr einer Entladung über einen Lichtbogen. Um sicherzustellen, dass nun die
Ausgangskapazität des Geräteanschlusses vollständig entladen ist, bevor der Stecker
entfernt wird, kann beispielsweise die Prozedur 300 aus Fig. 5 durchlaufen werden.
[0032] Hierbei wird die Prozedur 300 beispielsweise durch Erkennen der Betätigung eines
Schalters in Schritt 320 gestartet. Der Schalter kann dabei am Stecker P3 oder am
Geräteanschluss S2 angebracht sein. Nach Erkennen der Betätigung des Schalters in
Schritt 320 wird die Spannungskonversion durch die Einheit 110 gestoppt. Alternative
oder zusätzlich kann in Schritt 320 die Prozedur über im Stecker P3 geeignet angeordnete
Kontrollpins ausgelöst werden. Dabei ist bei Design des Steckers P3 darauf zu achten,
dass die Kontrollpins beim Entfernen zuerst gelöst werden, während die spannungsführenden
PINs noch verbunden sind.
[0033] Im nächsten Schritt 330 wird der Ausgangskondensator über einen Widerstand und ein
MOSFET Bauteil entladen. MOSFETs und Widerstände können sehr hohen Strömen über kurze
Zeitperioden widerstehen und sind deshalb für eine solche Funktion gut geeignet. In
Schritt 340 wird dann der Geräteanschluss S2 ausgeschaltet. Nachdem der Ausgangskondensator
entladen ist, kann in Schritt 350 der Stecker P3 entfernt werden. Das Ende der Prozedur
ist in Schritt 360 erreicht.
[0034] Bei der Prozedur 200 beim Verbinden von Stecker P3 und Geräteanschluss S2 wird nach
dem Start der Prozedur in Schritt 210 erkannt, ob der Stecker P3 mit dem Geräteanschluss
S2 in Schritt 220 verbunden wurde. In Schritt 230 wird der Geräteanschluss S2 eingeschaltet
und in Schritt 240 der FET zur Entladung der Ausgangskapazität ausgeschaltet. In Schritt
250 wird daraufhin die Spannungskonversion in Einheit 110 gestartet und die Prozedur
in Schritt 260 beendet.
[0035] Fig. 6A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trennungsablaufes 400 von Geräteanschluss
S2 und Stecker P3. Nach dem Start 410 des Trennungsablaufes wird in Schritt 420 die
Betätigung des Schalters 6 oder 7 erkannt. In Schritt 430 wird die Spannungskonversion
durch Einheit 110 gestoppt. In Schritt 440 wird dann der Schaltkreis zum Entladen
des Ausgangskondensators eingeschaltet und der Ausgangskondensator entladen. In Schritt
450 wird eine evtl. vorhandene LED ausgeschaltet, um zu signalisieren, dass die Spannung
niedrig genug ist, um den Stecker P3 zu entfernen. In Schritt 460 wird erkannt, dass
der Stecker entfernt ist und in Schritt 470 nimmt der Geräteanschluss S2 einen Energiesparmodus
ein, auch "Sleep Mode" genannt. Beendet wird der Ablauf mit Schritt 480.
[0036] Fig. 6B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trennungsablaufes 500 von Geräteanschluss
S2 und Stecker P3. Nach dem Start 510 des Trennungsablaufes wird in Schritt 520 erkannt,
ob der Stecker P3 aus dem Geräteanschluss S2 entfernt wird, d. h. ob die Steuerpins
bereits getrennt sind und die Spannungspins noch verbunden sind. Ein möglicher Aufbau
eine geeigneten Steckers P3 für eine solche Erkennung wir anhand von Fig. 7 und 8
erklärt werden. In Schritt 530 wird die Spannungskonversion durch Einheit 110 gestoppt.
In Schritt 540 wird dann der Schaltkreis zum Entladen des Ausgangskondensators eingeschaltet
und der Ausgangskondensator entladen. In Schritt 550 wird eine evtl. vorhandene LED
ausgeschaltet, um zu signalisieren, dass die Spannung niedrig genug ist, um den Stecker
P3 zu entfernen. In Schritt 560 wird erkannt, dass der Stecker entfernt ist und in
Schritt 570 nimmt der Geräteanschluss S2 einen Energiesparmodus ein, auch "Sleep Mode"
genannt. Beendet wird der Ablauf mit Schritt 580.
[0037] Fig. 7 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Steckers P3 mit Schalter 7,
Pin-1 und Pin-2 zur Spannungsübertragung und weiteren Pins, die kürzer sind als Pin-1
und Pin-2. Dadurch, dass die weiteren Pins kürzer sind als die Spannungsübertragenden
Pins Pin-1 und Pin-2, werden beim Entfernen des Steckers P3 vom Geräteanschluss S2
die weiteren Pins, zuerst gelöst und können gemäß Ablauf 500 als Trennung von Steuerpins
in Schritt 520 erkannt werden. Durch den Schalter 7 kann der Stecker P3 auch für einen
Ablauf 400 genutzt werden. In anderen Ausführungsbeispielen beinhaltet der Steckers
P3 keinen Schalter 7.
[0038] Der Stecker P3 kann die Daten für die Auswahl der Spannung enthalten. Der Stecker
P3 kann auch in der Lage sein, diese Daten durch den Verbindungsteil in Form seiner
Pins weiterzugeben. Fig. 8 zeigt eine mögliche Pinbelegung eines Ausführungsbeispiels
eines Steckers P3. Hierbei zeigen Pin-1 und Pin-2 die spannungsübertragenden Pins.
Pin-3 und Pin-4 dienen der Ermittlung der benötigten Ausgangsspannung, durch die Verschaltung
mit einem Widerstand Rselect. Rselect kann alternativ im Stecker P3 oder in einem
über den Stecker P3 mit Spannung versorgten Gerät verbaut sein. Pin-5 und Pin-6 sollten
kurzgeschlossen sein und den Geräteanschlusses S2 einschalten. Pin-7 und Pin-8 ermöglichen
das Einstellen der Überstrom-Schwelle durch die Verschaltung mit einem Widerstand
RCS. Pin-9 und Pin-10 ermitteln z. B. ob ein Schalter 6 oder7 betätigt wurde. Wenn
diese Pinverbindung getrennt wird, wir der Ausgangskondensator entladen, wie anhand
von Fig. 5 und Fig. 6A beschrieben. Die optionale LED zur Anzeige, ob eine Spannung
am Ausgang anliegt, ist beispielsweise durch Pin-11 und Pin-12 verschaltet. Dabei
kann zur Steuerung der Helligkeit der LED ein Widerstand im Stecker P3 verbaut sein.
Dies ist vorteilhaft, um die Helligkeit der LED der Ausgangsspannung anzupassen.
[0039] Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch ein System aus Stecker P3 und Geräteanschluss S2,
bei dem der Geräteanschluss S2 unter Putz in einer Wand 900 verbaut ist. Die Zuführung
von Spannung aus z. B. einem Energieverteilnetz erfolgt über eine Zuführung 950.
[0040] Fig. 10 zeigt beispielhaft ein Ausführungsbeispiel S2' eines adaptiven Geräteanschlusses
A' der auf eine Steckdose S3 aufgesteckt ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
S2' kann der Geräteanschluss A' von der Steckdose S3 entfernt werden. Der Geräteanschluss
A' kann dabei mitgenommen werden und an verschiedenen Stellen z. B. im Gebäude eingesetzt
werden. Dadurch dass der Geräteanschluss A' eine variable Ausgangsspannung aufweist,
kann er auch für verschiedenste Geräte eingesetzt werden. Außerdem könnte er z. B.
in einem Fahrzeug als vielseitiger Adapter für verschiedene mobile Geräte und andere
Verbraucher eingesetzt werden. Da der Geräteanschluss A' beispielsweise für verschiedene
DC-Eingangsspannungen ausgelegt sein kann, kann er auch für verschiedene Bordnetzspannungen
im Fahrzeug genutzt werden.
1. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A'), aufweisend einen Eingang zur Entgegennahme
einer Eingangsspannung und einen Ausgang zur Abgabe einer Ausgangsspannung, wobei
der adaptive Geräteanschluss (A, S2, A') weiterhin eine Schalteinrichtung aufweist,
wobei die Schalteinrichtung den Ausgang ein- oder ausschalten kann, wobei der adaptive
Geräteanschluss (A, S2, A') weiterhin einen Erkennungseinrichtung aufweist, wobei
die Erkennungseinrichtung erkennt, ob ein Gerätestecker (P1, P2, P3) am Ausgang angeschlossen
ist, und wobei die Erkennungseinrichtung weiterhin erkennt, welche Ausgangsspannung
am Ausgang bereitgestellt werden soll, wobei wenn ein Gerätestecker (P1, P2, P3) am
Ausgang erkannt wurde, die Schalteinrichtung den Ausgang mit der erkannten Ausgangsspannung
beaufschlagt.
2. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsspannung
eine Gleichspannung ist.
3. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Eingangsspannung
eine Wechselspannung ist.
4. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
der adaptive Geräteanschluss (A, S2, A') explosionsgeschützt ausgeführt ist.
5. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Erkennungseinrichtung eine Nahfeldkommunikationseinrichtung ist, wobei der Gerätestecker
(P1, P2, P3) mittels Nahfeldkommunikation Daten an die Nahfeldkommunikationseinrichtung
bereitstellt, wobei die Daten eine gewünschte Ausgangsspannung beinhalten.
6. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach Anspruch 5, wobei die Daten einen maximal
zulässigen Strom enthalten.
7. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
der adaptive Geräteanschluss (A, S2) weiterhin eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige
von Statusdaten aufweist.
8. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
der adaptive Geräteanschluss (A, S2, A') weiterhin eine Kommunikationseinrichtung
zur Bereitstellung einer drahtgebundenen Kommunikation über ein Versorgungsnetz aufweist.
9. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Erkennungseinrichtung einen ersten Widerstand (R) aufweist, wobei der Gerätestecker
einen zweiten Widerstand (Rselect) aufweist, wobei der erste Widerstand und der zweite
Widerstand zusammen einen Widerstandsteiler bilden, wobei mittels des durch den zweiten
Widerstand eingestellten Verhältnisses am Widerstandsteiler die abzugebende Ausgangsspannung
kodiert ist.
10. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Erkennungseinrichtung einen dritten Widerstand aufweist, wobei der Gerätestecker
einen vierten Widerstand aufweist, wobei der dritte Widerstand und der vierte Widerstand
zusammen einen Widerstandsteiler bilden, wobei mittels des durch den vierten Widerstand
eingestellten Verhältnisses am Widerstandsteiler der abzugebenden maximalen Ausgangstrom
kodiert ist.
11. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Schalteinrichtung zumindest einen FET-Transistor aufweist.
12. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
mittels einer weiteren Schalteinrichtung erkannt wird, ob der Gerätestecker (P1, P2,
P3) sich in einer sicheren Position im adaptive Geräteanschluss befindet.
13. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
der adaptive Geräteanschluss als Wandsteckdose (S2) oder als Zwischenstecker (A, ,
A') zum Anschluss an eine Wandsteckdose ausgeführt ist.
14. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
der adaptive Geräteanschluss (A, S2, A') weiterhin eine Einrichtung zur Messung der
abgegebenen Leistung aufweist.
15. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
der adaptive Geräteanschluss (A, S2) weiterhin eine drahtlose Kommunikationseinrichtung
aufweist, wobei mittels der drahtlosen Kommunikationseinrichtung die Schalteinrichtung
betätigt werden kann.
16. Adaptiver Geräteanschluss (A, S2, A') nach Anspruch 14, wobei der adaptive Geräteanschluss
weiterhin eine drahtlose Kommunikationseinrichtung aufweist, wobei mittels der drahtlosen
Kommunikationseinrichtung Messdaten der abgegebenen Leistung zur Verfügung gestellt
werden.