Vorrichtung zur Ansteuerung einer elektronischen Schalteinheit

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer

elektronischen Schalteinheit gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein System sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer elektronischen Schalteinheit.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass elektronische Schalteinheiten, wie N- Channel MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor), dazu eingesetzt werden, im Fehlerfall einen Stromkreis zu unterbrechen. Insbesondere können so auch hohe elektrische Leistungen geschaltet werden, und im Fehlerfall bspw. eine Last von einer hohen Versorgungsspannung getrennt werden. Entsprechend muss die Schalteinheit dazu ausgelegt sein, permanent einen hohen elektrischen Strom leiten zu können, sodass lediglich in einer Ausnahmesituation der Stromfluss durch die Schalteinheit reduziert oder weitestgehend unterbunden wird.

Die permanente Schaltung der elektronischen Schalteinheit stellt dabei häufig eine technische Herausforderung dar, da ein Schaltsignal für die Schalteinheit geliefert werden muss, dessen elektrische Spannung oberhalb einer Versorgungsspannung der Vorrichtung zum Ansteuern der Schalteinheit liegt.

Es ist daher aus dem Stand der Technik bekannt, zum Ansteuern spezielle integrierte Schaltkreise (ICs) einzusetzen. Die ICs, welche speziell für das Schalten gemäß einer solchen Anforderung entwickelt werden, sind allerdings aufwendig herzustellen und lassen sich oftmals nur unflexibel zum Aufbau einer Ansteuerungsvorrichtung einsetzen. Ferner sind die ICs nur wenig und/oder nur in aufwendiger und komplexer Weise an die Vorgaben und weiteren Anforderungen anpassbar, welche sich bei der Herstellung einer solchen Vorrichtung ergeben.

Daher ist eine weitere Möglichkeit, eine elektronische Schaltung mit diskreten

Bauteilen zu entwickeln. Eine solche diskrete Lösung ist im hohen Maße anpassbar, erfordert allerdings einen höheren Platzaufwand sowie eine aufwendigere Herstellung. Ferner ist eine solche Lösung hinsichtlich der Treiberfähigkeit oft eingeschränkt.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend genannten Nachteile zumindest teilweise zu reduzieren. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer elektronischen Schalteinheit, insbesondere eines N-Channel MOSFETs (oder auch: n-Kanal MOSFET oder

NMOS), vorzuschlagen, wobei vorzugsweise die elektronische Schalteinheit in technisch einfacher und kostengünstiger Weise permanent leitend (eingeschaltet) betrieben werden soll. Weiter soll insbesondere eine gute Treiberfähigkeit zum Ein- und/oder Abschalten der elektronischen Schalteinheit ermöglicht werden. Des

Weiteren soll insbesondere eine Vorrichtung zur Ansteuerung bereitgestellt werden, welche platzsparend und/oder besonders zuverlässig ist.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 . Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im

Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, so dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung, insbesondere

elektrische bzw. elektronische Anordnung, zur Ansteuerung einer elektronischen Schalteinheit, vorzugsweise einer Leistungs-Schalteinheit, insbesondere eines

MOSFETs, vorzugsweise eines N-Kanal MOSFETs und/oder Leistungs-MOSFETs.

Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens:

- eine Steuertreibereinheit zur Bereitstellung eines Steuersignals an der

elektronischen Schalteinheit, insbesondere an einem Gate Anschluss, unter Verwendung eines Ladungsspeichers, und eine Ladungstreibereinheit zur Wiederaufladung des Ladungsspeichers.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Steuertreibereinheit und die

Ladungstreibereinheit (bspw. monolithisch und/oder miteinander elektrisch verbunden) integriert in einen gemeinsamen Treiberbaustein (insbesondere Treiberelement, bspw. im Sinne eines IC) ausgebildet sind. Bevorzugt ist dabei der Ladungsspeicher, insbesondere als ein Kondensator, extern von dem Treiberbaustein in einem

Strompfad zwischen der Steuertreibereinheit und der elektronischen Schalteinheit integriert, sodass das Steuersignal in Abhängigkeit von dem Ladungsspeicher ausgegeben bzw. gebildet wird.

In anderen Worten ist ein (insbesondere nur ein einziger) Treiberbaustein vorgesehen, welcher (insbesondere ausschließlich) sowohl die Steuertreibereinheit als auch die Ladungstreibereinheit umfasst. Damit wird der Vorteil erzielt, dass eine besonders zuverlässige Ansteuerung der elektronischen Schalteinheit bereitgestellt werden kann, insbesondere mit verbesserten Treiberfähigkeiten im Vergleich zu einer diskreten Lösung. Gleichzeitig kann die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit erhöht werden.

Insbesondere werden dabei unter einer Treibereinheit, bspw. also unter der

Ladungstreibereinheit und der Steuertreibereinheit, jeweils elektronische Treiber und im engeren Sinne Gate-Treiber verstanden, welche jeweils zur Ansteuerung eines (Leistungs-) Schalters, wie bspw. eines MOSFETs, ausgeführt sind. Bspw. kann die jeweilige Treibereinheit hierzu als ein Halbbrücken-Treiber ausgeführt sein. Es ist dabei auch denkbar, dass einer der Treibereinheiten, insbesondere die

Steuertreibereinheit, als ein High-Side Gate-Treiber und eine weitere der

Treibereinheiten, insbesondere die Ladungstreibereinheit, als ein Low-Side Gate- Treiber eines Halbbrücken Gate-Treibers (Half Bridge Gate Driver) ausgeführt ist. Dabei können sowohl der High-Side Gate-Treiber als auch der Low-Side Gate-Treiber in den Halbbrücken Gate-Treiber als einen Halbbrücken-Treiberbaustein, also bspw. einen IC, integriert sein. Mit anderen Worten kann die Treibereinheit als die einzelnen Treiberelemente eines (einzelnen) Halbbrücken Gate-Treibers ausgeführt sein, welche bspw. originär jeweils zur Ansteuerung eines jeweiligen MOSFETs dienen. So kann der High-Side Gate-Treiber dazu ausgeführt sein, eine Schalteinheit (bzw. einen NMOS bzw. MOSFET) im High-Zweig einer Brückenschaltung anzusteuern und der Low-Side Gate-Treiber kann dazu ausgeführt sein, eine weitere Schalteinheit (bzw. einen NMOS bzw. MOSFET bzw. low-side FET) im Low-Zweig der Brückenschaltung anzusteuern. Vorzugsweise (nur) der Low-Side Gate-Treiber kann weiter dazu ausgeführt sein, durch einen externen Signalgenerator (oder auch Mikroprozessor, d.h. μθ), bspw. durch Pulsweitenmodulation (PWM), angesteuert zu werden.

Insbesondere basiert die Erfindung nun auf der Idee, dass der Low-Side Gate-Treiber nicht zum Ansteuern eines low-side FET bzw. einer Schalteinheit im Low-Zweig sondern als Ladungstreibereinheit gemeinsam mit der Steuertreibereinheit zur permanenten Ansteuerung des high-side FET bzw. der elektronischen Schalteinheit (ggf. in einem High-Zweig) dient.

Vorzugsweise ist dabei der Treiberbaustein als ein elektronisches Bauelement und/oder als ein integrierter Schaltkreis (IC oder monolithischer Schaltkreis) ausgebildet. Insbesondere umfasst der Treiberbaustein eine integrierte elektronische Schaltung (Chip) und/oder ein Chipgehäuse, in welchem die Schaltung eingekapselt ist. Bevorzugt umfasst der Treiberbaustein eine Kombination von mehreren

elektronischen Halbleiterbauelementen, insbesondere wenigstens einem Transistor und/oder wenigstens einer Diode. Insbesondere wird dabei zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Treiberbaustein auf einer Leiterplatte mit weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen verbunden.

Vorzugsweise umfasst der Treiberbaustein für diese elektrische Verbindung daher mehrere elektrische Kontakte, welche mit der Leiterplatte direkt oder indirekt in elektrischen Kontakt gebracht werden können.

Es ist ferner denkbar, dass der Treiberbaustein als ein Halbbrücken-Gate-Treiber ausgeführt ist, sodass die Steuertreibereinheit als ein High-Side Gate-Treiber des Halbbrücken-Gate-Treibers und die Ladungstreibereinheit (originär) als ein Low-Side Gate-Treiber des Halbbrücken-Gate-Treibers ausgeführt ist. Vorzugsweise ist dabei der Treiberbaustein als ein IC, vorzugsweise als ein Halbbrücken Gate-Treiber IC, ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass nur eine geringe Anzahl an Bauelementen notwendig ist, und Bauraum bzw. Platz auf der Platine gespart werden kann. Insbesondere wird der Treiberbaustein dazu genutzt, wenigstens oder genau oder maximal eine (einzige) elektronische Schalteinheit, insbesondere einen oder mehrere parallel geschalteter (N-Channel) MOSFET, in einer Versorgungsleitung permanent (ein- oder aus) betreiben zu können. Hierzu erfolgt bspw. eine Umbeschaltung des Treiberbausteins, welcher somit anderes als gemäß dem originären Einsatzzweck des Treiberbausteins verwendet wird.

Vorzugsweise wird ein Teil des Treiberbausteins, nämlich insbesondere die

Ladungstreibereinheit (insbesondere Low-Side Gate Treiber), mit einer definierten Frequenz und Pulsweitenmodulation (PWM) als Push Pull Stufe einer Ladungspumpe betrieben. Somit kann die Ladungstreibereinheit den Ladungsspeicher, insbesondere einen (Bootstrap-) Kondensator, insbesondere der Steuertreibereinheit (bzw. des High-Side Gate Treibers), (gemäß der definierten Frequenz) mit Ladung füllen. Die Steuertreibereinheit (insbesondere als High-Side Gate Treiber) übernimmt dann bspw. die Aufgabe, die elektronische Schalteinheit (bspw. als High-Side MOSFET über einen Gate-Kontakt) anzusteuern. Herkömmlicherweise kann dabei der

Halbbrückentreiber nur für den getakteten (PWM) Betrieb in einer Halbbrücke eingesetzt werden, sodass ein Bootstrap-Kondensator in jeder Periode wieder aufgeladen werden muss, wenn das Source-Potential der elektronischen Schalteinheit über den Low-Side MOSFET gegen Masse gezogen wird und somit Energie für das Einschalten des High-Side MOSFETs wieder zur Verfügung steht. Insbesondere kann dieses Verhalten aufgrund der vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausgestaltung verbessert werden, sodass die Ansteuerung (bspw. im eingeschalteten Zustand) der elektronischen Schalteinheit permanent erfolgen kann.

Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass die

Ladungstreibereinheit als eine Push-Pull Stufe zur Bildung einer Ladungspumpe (Charge pump) ausgeführt ist, um so vorzugsweise eine Ladungsnachführung für den Ladungsspeicher bereitzustellen, sodass insbesondere die elektronische Schalteinheit durch das Steuersignal permanent ein- und/oder ausgeschaltet betreibbar ist.

Insbesondere wird dabei unter permanent ein- und/oder ausgeschaltet betrieben verstanden, dass die elektronische Schalteinheit durchgehend ein- und/oder ausgeschaltet betrieben werden kann, insbesondere im Normalfall und/oder innerhalb eines (bspw. beliebig langen) Zeitraums, in welchem das Steuersignal geliefert wird und/oder der Treiberbaustein betrieben wird. Ferner ist der Zeitraum davon abhängig, ob der Treiberbaustein betrieben wird, d. h. ob eine Betriebsspannung für den

Treiberbaustein bereitgestellt wird. Insbesondere kann durch die permanente

Bereitstellung des Steuersignals vermieden werden, dass der Schaltzustand (also Einbzw. Ausgeschaltet) unterbrochen werden muss, um bspw. einen Taktzyklus oder eine Wiederaufladung des Ladungsspeichers abzuwarten. Dies ermöglicht

vorteilhafterweise den Einsatz der elektronischen Schalteinheit als

Sicherungsschalter, dessen Schaltzustand sich im Normalfall nicht verändern darf.

Außerdem ist es von Vorteil, wenn der Ladungsspeicher als ein Bootstrap- Kondensator ausgeführt ist, sodass vorzugsweise das Steuersignal, insbesondere im eingeschalteten und/oder aktiven Zustand, eine Spannung (bzw. ein Potential) umfasst, welche(s) höher als eine Versorgungsspannung der Vorrichtung und/oder der elektronischen Schalteinheit und/oder als ein Source-Potential der elektronischen Schalteinheit ist und/oder sein kann. Insbesondere ist dabei das Steuersignal ein Gate-Potential an einem Gate Anschluss der elektronischen Schalteinheit. Bevorzugt ist dabei ein Ausgang des Treiberbausteins, insbesondere ein High Out Ausgang, mit einem Gate-Anschluss der elektronischen Schalteinheit verbunden. Somit kann die elektronische Schalteinheit zuverlässig und insbesondere permanent betrieben werden. Insbesondere ist dabei das Source-Potential mit wenigstens einer Last (wie bspw. einer Batterie und/oder einer internen Beschaltung in jeweiligen Geräten oder dergleichen), insbesondere eines Fahrzeuges, verbunden.

Insbesondere wird dabei unter„permanent" verstanden, dass das Betreiben zeitlich unbestimmt oder in einem beliebig langen Zeitraum und/oder mindestens 1 h oder mindestens 2 h oder mindestens 10 h erfolgen kann, wobei dies vorzugsweise

(ausschließlich) im Normalfall und/oder innerhalb eines (bspw. beliebig langen) Zeitraums, in welchem das Steuersignal geliefert wird und/oder der Treiberbaustein betrieben wird, erfolgt.

Des Weiteren ist es denkbar, dass die Ladungstreibereinheit mit einem

Signalgenerator, insbesondere MikroController und/oder PWM-Generator, elektrisch verbunden ist, sodass vorzugsweise die Ladungstreibereinheit durch den Signalgenerator getaktet betreibbar ist, und insbesondere durch eine

Pulsweitenmodulation schaltbar ist. Insbesondere wird dabei die

Ladungstreibereinheit getaktet betrieben, sodass die Ladungstreibereinheit

wenigstens einen Teil einer Ladungspumpe bildet. Bevorzugt kann dabei durch die Ladungstreibereinheit bzw. durch den Low-Side Gate Treiber eine (insbesondere dauerhafte) elektrische Versorgung, insbesondere 12 V (Volt) Versorgung, des Ladungsspeichers bereitgestellt bzw. gewährleistet werden, insbesondere unabhängig von einem Source-Potential bei der elektronischen Schalteinheit. In diesem

Zusammenhang kann auch von einer Ladungsnachführung durch die

Ladungstreibereinheit gesprochen werden. Vorzugsweise ist hierzu die

Ladungstreibereinheit mit einem Ladungspumpenkondensator elektrisch verbunden.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Ladungstreibereinheit mit einem Signalgenerator und/oder mit einem Ladungspumpenkondensator elektrisch verbunden ist, welche bevorzugt jeweils extern des Treiberbausteins ausgeführt sind, um vorzugsweise eine Ladungspumpe zur elektrischen Versorgung an die Steuertreibereinheit und/oder an den Ladungsspeicher, insbesondere an einen Bootstrap-Kondensator, zu bilden. Bspw. sind hierzu der Signalgenerator und/oder der Ladungspumpenkondensator elektrisch mit Kontakten des Treiberbausteins verbunden, bspw. über eine Leiterplatte der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Auf diese Weise kann eine zuverlässige elektrische Ansteuerung der elektronischen Schalteinheit gewährleistet werden.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein System zur (zumindest teilweisen) Unterbrechung (insbesondere einer elektrischen Verbindung) eines Stromkreises in einem Fehlerfall, und/oder zur (insbesondere permanenten) Erhaltung der Verbindung in einem Normalfall, aufweisend:

- eine elektronische Schalteinheit (insbesondere zur zumindest teilweisen

Unterbrechung und/oder Erhaltung der Verbindung),

- eine Steuertreibereinheit zur Bereitstellung eines Steuersignals an der

elektronischen Schalteinheit, insbesondere zur Steuerung der Erhaltung und/oder Unterbrechung, vorzugsweise unter Verwendung eines

Ladungsspeichers, und - eine Ladungstreibereinheit zur Wiederaufladung des Ladungsspeichers.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Steuertreibereinheit und die

Ladungstreibereinheit integriert in einen gemeinsamen Treiberbaustein ausgeführt sind. Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind. Zudem kann das erfindungsgemäße System eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweisen.

Vorzugsweise dient dabei das erfindungsgemäße System zur Unterbrechung eines Stromkreises, vorzugsweise einer elektrischen Verbindung (insbesondere

Versorgungsleitung), bevorzugt in einem Fahrzeug. Alternativ oder zusätzlich kann das erfindungsgemäße System auch zur Durchführung einer Sicherheitsabschaltung (in einem Gerät) dienen. Besonders bevorzugt dient dabei die elektrische Verbindung zur elektrischen Energieübertragung von wenigstens einer Batterie (bspw. einer wiederaufladbaren Batterie und/oder einem Batteriesystem) zu einer Last,

insbesondere zu einem Gleichspannungswandler. Bspw. verbindet dabei der

Gleichspannungswandler zwei unterschiedliche Bordnetze eines Fahrzeuges, insbesondere ein 12 V Bordnetz mit einem 48 V Bordnetz. Bspw. liegt dabei an der elektronischen Schalteinheit zumindest zeitweise eine Spannung in der

Versorgungsleitung von mindestens oder im Wesentlichen 12 V an. Bevorzugt kann durch die Unterbrechung, insbesondere durch die elektronische Schalteinheit, eine vollständige oder teilweise Unterbrechung (d. h. eine überwiegende Reduzierung) der Energieübertragung und/oder elektrischen Verbindung, insbesondere zum

Gleichspannungswandler, erzielt werden. Hierzu erfolgt bspw. ein Umschalten der elektronischen Schalteinheit durch die Steuertreibereinheit bzw. durch das

Steuersignal im Fehlerfall.

Es ist dabei vorteilhafterweise vorgesehen, dass die elektronische Schalteinheit durch die Steuertreibereinheit im Normalfall derart (geschlossen bzw. eingeschaltet) betrieben wird, dass eine elektrische Verbindung zwischen einer Energiequelle (bspw. einer Batterie) und einer Last hergestellt ist. In einem Fehlerfall kann es bspw. möglich sein, dass bei der Last, insbesondere einem Gleichspannungswandler, ein Kurzschluss gegen Masse oder ein anderer Fehler auftritt. In einem solchen Fehlerfall sollte eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung erfolgen. Hierzu wird

vorzugsweise die elektronische Schalteinheit derart durch die Steuertreibereinheit (geöffnet bzw. ausgeschaltet) betrieben, dass die elektrische Verbindung zumindest teilweise unterbrochen wird (d. h. bspw. ein Stromfluss überwiegend reduziert oder verhindert wird). Es kann dabei möglich sein, dass die elektronische Schalteinheit als ein Leistungshalbleiterschalter ausgeführt ist, um auch hohe Spannungen und/oder Ströme bspw. in einem Bordnetz eines Fahrzeuges schalten zu können.

Insbesondere kann dabei das Fahrzeug als ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise

Elektrofahrzeug und/oder Hybridfahrzeug und/oder Personenkraftfahrzeug, ausgeführt sein.

Auch ist es optional denkbar, dass die elektronische Schalteinheit als ein

Halbleiterschalter, insbesondere Feldeffekttransistor, vorzugsweise N-Channel MOSFET, ausgeführt ist, um den Stromkreis im Fehlerfall zu unterbrechen. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige und schnelle Unterbrechung im Fehlerfall. Insbesondere wird unter einer Unterbrechung des Stromkreises auch eine teilweise Unterbrechung, d. h. eine Reduzierung des elektrischen Stroms, verstanden, da durch eine elektronische Schalteinheit selbstverständlich keine vollständige physikalische Unterbrechung im Sinne eines mechanischen Schalters möglich ist. Es erfolgt stattdessen eine Erhöhung eines elektrischen Widerstands der Schalteinheit und damit eine Reduzierung des Stromflusses bis auf ein Minimum, sodass der Stromfluss im Fehlerfall zuverlässig begrenzt werden kann.

Es kann ferner möglich sein, dass die elektronische Schalteinheit elektrisch mit einer Batteriespannung und/oder mit einer Last, insbesondere einem

Gleichspannungswandler, verbunden ist, um die Batteriespannung von der Last im Fehlerfall zu trennen. Bspw. dient dabei der Gleichspannungswandler dazu, zwei Bordnetze eines Fahrzeuges miteinander zu verbinden.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Ansteuerung einer elektronischen Schalteinheit. Hierbei ist insbesondere denkbar, dass eine Steuertreibereinheit und eine Ladungstreibereinheit vorgesehen sind, welche gemeinsam integriert in einen gemeinsamen Treiberbaustein ausgeführt sind.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass zumindest einer der nachfolgenden

Schritte durchgeführt wird, wobei vorzugsweise die Schritte nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden, wobei bevorzugt einzelne Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:

- Bereitstellen eines Steuersignals an der elektronischen Schalteinheit unter Verwendung eines Ladungsspeichers durch die Steuertreibereinheit,

- Wiederaufladen des Ladungsspeichers durch die Ladungstreibereinheit.

Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes System und/oder eine

erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind. Zudem kann das

erfindungsgemäße Verfahren geeignet sein, ein erfindungsgemäßes System und/oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung zu betreiben.

Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn das

Wiederaufladen während einer Betriebsdauer des Treiberbausteins im Normalfall zyklisch wiederholt wird (und insbesondere derart im ausreichenden Maße erfolgt), sodass das Bereitstellen des Steuersignals während der Betriebsdauer im Normalfall permanent erfolgt, um die elektronische Schalteinheit während der Betriebsdauer im Normalfall permanent zu schalten. Mit anderen Worten kann das Bereitstellen des Steuersignals derart erfolgen, dass der Schaltzustand der elektronischen Schalteinheit im Normalfall permanent vorliegt, und nur im Fehlerfall oder einem Ausnahmefall sich verändert. Bspw. kann hierzu das Wiederaufladen derart erfolgen (bspw. mit einer derartigen Frequenz), dass ein Potential des Steuersignals im Normalfall niemals unterhalb eines Grenzwertes sinkt, wobei ein Steuersignal unterhalb des Grenzwertes ein Umschalten (bspw. Ausschalten) der elektronischen Schalteinheit bewirken würde. Insbesondere kann somit die elektronische Schalteinheit, vorzugsweise ein (N- Channel) MOSFET, in einer Versorgungsleitung permanent leitend (eingeschaltet) betrieben werden. Damit kann zuverlässig die Stromversorgung für die Last durch die elektronische Schalteinheit permanent bereitgestellt werden. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie eines erfindungsgemäßen Systems und

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Figur 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 sowie ein

erfindungsgemäßes System 200 gezeigt. Dabei ist eine elektronische Schalteinheit 20, insbesondere ein N-Channel MOSFET, gezeigt, welche im Normalfall eine

Spannung, insbesondere Batteriespannung Vbat, mit einer Last 2 elektrisch verbindet. Die Last 2 ist ferner mit einem Massepotential GND verbunden.

Um im Fehlerfall die elektrische Verbindung zu unterbrechen, wird die elektronische Schalteinheit 20 über ein Steuersignal S angesteuert. Dieses Steuersignal S wird durch eine Steuertreibereinheit 50 bereitgestellt.

Damit die elektronische Schalteinheit 20 im Normalfall permanent ein- bzw. im

Fehlerfall permanent ausgeschaltet ist, muss das Steuersignal S permanent mit einem ausreichenden Potential bereitgestellt werden. Insbesondere muss dabei das

Steuersignal S größer als das Source-Potential Vs der elektronischen Schalteinheit 20 und/oder als die Versorgungsspannung Vcc und/oder als die Spannungsversorgung VDD der Steuertreibereinheit 50 sein.

Um dieses technische Problem zu lösen, ist eine Ladungstreibereinheit 60

vorgesehen, welche gemeinsam mit der Steuertreibereinheit 50 in einen

Treiberbaustein 40 integriert ist. Dieser Treiberbaustein 40 ist bspw. als IC,

insbesondere als Halbbrückentreiber, ausgeführt. Bei einem Halbbrückentreiber wird die Ladungstreibereinheit 60 herkömmlich als Low Side Treibereinheit eingesetzt. Im vorliegenden Fall dient die Ladungstreibereinheit 60 zur Ladungsnachführung, insbesondere als Ladungspumpe, für einen

Ladungsspeicher 70, insbesondere Kondensator, der Steuertreibereinheit 50. In anderen Worten kann es erfindungsgemäß möglich sein, dass die

Ladungstreibereinheit 60 als Low Side Gate Treibereinheit ausgebildet ist und dennoch (bspw. ausschließlich) als Ladungspumpe eingesetzt wird. Hierzu wird insbesondere ein (Low Side- bzw. Low Out-) Gate-Treiber Ausgang LO zur

Umsetzung einer Push Pull Stufe der Ladungspumpe genutzt. Der Low Out Ausgang LO ist hierzu elektrisch über einen Ladungspumpenkondensator Ccp mit dem

Ladungsspeicher 70 und/oder der Steuertreibereinheit 50 verbunden, insbesondere über einen Ladungspumpen-Eingang Vb. Zur Ansteuerung weist die

Steuertreibereinheit 50 ferner noch einen High Side Ausgang HO auf.

Die Ansteuerung der Steuertreibereinheit 50 kann wiederum über einen

entsprechenden Eingang der Steuertreibereinheit 50 erfolgen, insbesondere über ein digitales Eingangssignal HSCTRL. Weiter kann die Ansteuerung der

Ladungstreibereinheit 60 über ein digitales Eingangssignal LSCTRL durchgeführt werden, welches insbesondere durch einen Signalgenerator 80 bereitgestellt wird.

In Figur 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 visualisiert. Dabei wird gemäß einem ersten Verfahrensschritt 101 ein Steuersignal S an der

elektronischen Schalteinheit 20 unter Verwendung eines Ladungsspeichers 70 durch eine Steuertreibereinheit 50 bereitgestellt. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird ein Wiederaufladen des Ladungsspeichers 70 durch eine

Ladungstreibereinheit 60 durchgeführt.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste

2 Last

10 Vorrichtung

20 elektronische Schalteinheit, N-Channel MOSFET

40 Treiberbaustein, Halbbrücken-Gate Treiber

50 Steuertreibereinheit, High-Side Gate Treiber

60 Ladungstreibereinheit, Low-Side Gate Treiber

70 Ladungsspeicher

80 Signalgenerator

100 Verfahren

101 erster Verfahrensschritt

102 zweiter Verfahrensschritt

200 System

VDD Spannungsversorgung des Halb Brücken Gate Treibers

HO Hight Out - Gate Treiber Ausgang

LO Low Out Gate Treiber Ausgang

GND Massepotential

S Steuersignal

HSCTRL digitales Eingangssignal für 50

LSCTRL digitales Eingangssignal für 60

Vs Source-Potential

Vb Eingang der Charge Pump Spannung

Vbat Batteriespannung Ladungspumpenkondensator Versorgungsspannung