Beschreibung

Zustandserkennungsschaltung und fernbetätigbarer Schalter

Die Erfindung betrifft Zustandserkennungsschaltungen, z.B. für fernbetätigbare Schalter, und fernbetätigbare Schalter mit einer entsprechenden Zustandserkennungsschaltung.

Fernbetätigbare Schalter sind Schaltungselemente, die einen elektrischen Kontakt zwischen Elektroden auf Wunsch herstellen bzw. eine elektrische Verbindung zwischen Elektroden auf Wunsch trennen können. Dazu ist es möglich, den Schalt zustand aus der Ferne zu steuern.

Relais und Leistungsschütze stellen Möglichkeiten dar, solche fernbetätigbaren Schalter zu realisieren.

Zur Kontrolle ihrer Funktion ist es im allgemeinen wünschenswert, den Schalt zustand nicht nur zu steuern sondern auch auszugeben, um z.B. im Fehlerfall den Unterschied zwischen Schalt-Ist-Zustand und Schalt-Soll-Zustand zu erkennen .

Aus der WO 2017/129823 Al sind Relais bekannt, die einen Read-Kontakt aufweisen, der den Schalt zustand des Relais an eine externe Schaltungsumgebung mitteilen können soll.

Aus der WO 2020/043515 Al sind Leistungsschütze bekannt, deren Schaltung zur Mitteilung des Schalt-Ist-Zustands ein Hall-Schalter umfasst.

Fernbetätigbare Schalter, z.B. Leistungsschütze, verfügen im Allgemeinen über einen Steuerstromkreis, der einen Laststromkreis ein- und ausschalten kann . Eine mögliche Verwendung solcher Leistungsschütze besteht darin, die elektrische Verbindung zwischen einer Batterie und einem Elektromotor, z . B . in einem Elektrokraftfahrzeug, herzustellen oder zu trennen . Damit kann dem Leistungsschütz die Funktion einer Sicherheitskomponente zukommen, bei der bei einer entsprechenden Fehl funktion Quelle und Last , d . h . Batterie und Elektromotor, speziell bei hohen Spannungen, z . B . 450 V, getrennt werden können .

Z . B . aus den oben genannten Druckschri ften bekannte fernbetätigbare Schalter sind üblicherweise für eine Betriebsspannung in Höhe von 5 V geeignet . Ferner ist die Stromaufnahme relativ hoch . Im Übrigen besteht die Gefahr die Elektronik bei einer Verpolung der Anschlussleitungen zu beschädigen . Außerdem kann die Elektronik durch elektrostatische Aufladung und Überspannungsimpulse zerstört werden .

Im Übrigen sind Read-Kontakte zwar eine simple Lösung zur Ausgabe des Schalt zustands . Allerdings ist die Zuverlässigkeit von Read-Kontakten speziell bei Anwesenheit externer übrigen Magnetfelder verbesserungs fähig .

Bekannte fernbetätigbare Schalter mit Hall-Schaltern weisen die oben genannten Nachteile auf .

Es besteht deshalb der Wunsch, die Zuverlässigkeit von Schaltzustanderkennungsschaltungen zu verbessern . Insbesondere besteht der Wunsch nach Zustandserkennungsschaltungen und entsprechenden fernbetätigbaren Schaltern, die eine erhöhte Zuverlässigkeit aufweisen, ohne dass die externe Schaltungsumgebung an verbesserte fernbetätigbare Schalter speziell angepasst werden müsste . Ferner besteht auch der Wunsch nach fernbetätigbaren Schaltern mit verringertem Stromverbrauch .

Dazu wird eine Zustandserkennungsschaltung bzw . ein fernbetätigbarer Schalter mit einer Zustandserkennungsschaltung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und dem nebengeordneten Anspruch angegeben . Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen an .

Die Zustandserkennungsschaltung umfasst eine Hallsensor- Schaltung mit einem Hallsensor . Ferner hat die Zustandserkennungsschaltung einen Spannungsregler und einen Ausgangsschalter . Die Hallsensor-Schaltung ist dabei zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter verschaltet .

Mit dieser Verschaltungskonfiguration aus Hallsensor- Schaltung, Spannungsregler und Ausgangsschalter ist es möglich, eine Zustandserkennungsschaltung anzugeben, die nicht nur für eine Betriebsspannung von 5 V sondern für eine Betriebsspannung, die in einem breiten Spannungsbereich liegen kann, anzugeben . Ferner ist die Stromaufnahme im Vergleich zu bekannten Zustandserkennungsschaltungen deutlich reduziert . Während die Stromaufnahme einer Zustandserkennungsschaltung aus der WO 2020/ 043515 Al bis zu 20 mA betragen kann, ist es möglich, dass die vorliegende Zustandserkennungsschaltung eine maximale Stromaufnahme von 5 mA oder weniger, z . B . 2 , 4 mA, aufweist .

Über den Spannungsregler kann eine externe Versorgungsspannung die Zustandserkennungsschaltung mit Energie versorgen . Über den Ausgangsschalter kann der Schalt zustand, z . B . eines zugehörigen fernbetätigbaren Schalters , an eine externe Schaltungsumgebung mitgeteilt werden .

Ferner ist es möglich, die Anschlussleitungen so zu konfigurieren, dass die Verpolungssicherheit der Elektronik der Zustandserkennungsschaltung verbessert ist und dadurch auch bei einer falschen Verschaltung mit einer externen Schaltungsumgebung nicht beschädigt wird .

Außerdem ist es möglich, die empfindlichen Komponenten der Zustandserkennungsschaltung so zu konfigurieren, dass die Elektronik durch eine elektrostatische Aufladung und/oder Überspannungsimpulse nicht zerstört werden .

Die Zustandserkennungsschaltung wie oben angegeben unterscheidet sich fundamental von Erkennungsschaltungen, wie sie z . B . aus der WO 2020/ 043515 Al bekannt sind . Aus der WO 2020/ 043515 Al sind beispielsweise aus Figur 3B Zustandserkennungsschaltungen bekannt , bei denen ein Operationsverstärker 203 zwischen einem Hallsensor 19 und einem Halbleiterschalter 207 verschaltet ist .

Im Gegensatz dazu gibt die Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben eine Konfiguration an, bei der der Hallsensor, der Teil einer Hall-Schaltung ist , zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter verschaltet ist .

Im Übrigen gibt es kein Äquivalent für den Spannungsregler der vorliegenden Zustandserkennungsschaltung in der Erkennungsschaltung der WO 2020/ 043515 Al und keine Entsprechung des Operationsverstärkers 203 der WO 2020/ 043515 Al in der Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben . Die Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben ist somit fundamental verschieden von der Schaltungstopologie der Erkennungsschaltung der WO 2020/ 043515 Al .

Aufgrund der Möglichkeit , dass die Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben mit einem breiten Bereich einer Versorgungsspannung betrieben werden kann ist die Zustandserkennungsschaltung universell einsetzbar . Damit kann sie auch ohne zusätzlichen Entwicklungsaufwand bisherige Erkennungsschaltungen ersetzen, um entsprechende fernbetätigbare Schalter zu verbessern und den Stromverbrauch zu verringern . Der Versorgungsspannungsbereich kann z . B . 4 V oder mehr und 36 V oder weniger betragen .

Es ist möglich, dass der Hallsensor ein binäres Ausgangssignal liefert .

Die Schaltungskonfiguration mit der Hallsensor-Schaltung zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter ermöglicht es , als Hallsensor ein Element zu verwenden, das ein binäres Ausgangssignal erzeugt . Der Hallsensor der WO 2020/ 043515 Al ist dafür vorgesehen für einen Schalt zustand einen Strom zu liefern, der zwischen 5 und 7 mA liegt . Um den j eweils anderen Schalt zustand anzuzeigen, gibt der Hallsensor einen Strom aus , der zwischen 12 mA und 17 mA liegt . Der Hallsensor der WO 2020/ 043515 Al ist somit eine Stromquelle mit einem relativ hohen Stromverbrauch, während das binäre Ausgangssignal des Hallsensors gemäß der vorliegenden Zustandserkennungsschaltung leichter durch nachfolgende Schaltungselemente aus zuwerten sind und einen geringeren Energieverbrauch ermöglicht . Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner einen Ausgangsanschluss umfasst . Der Ausgangsschalter ist dann dazu vorgesehen und natürlich entsprechend geeignet , einen Schalt zustand eines fernbetätigten Schalters gemäß einer magnetischen Umgebung des Hallsensors am Aus gangs ans chluss bereitzustellen .

Dabei verwendet der Hallsensor den Hall-Ef fekt , d . h . es wird die magnetische Umgebung des Hallsensors detektiert .

Fernbetätigbare Schalter, z . B . Relais oder Leistungsschütze , haben im Allgemeinen eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode sowie einen elektrischen Leiter, dessen Position innerhalb des fernbetätigbaren Schalters variiert werden kann . Insbesondere kann der elektrische Leiter mechanisch mit den beiden Elektroden in Kontakt gebracht werden, um die beiden Elektroden elektrisch zu verbinden und mechanisch zumindest von einer der beiden Elektroden getrennt werden, um die elektrische Verschaltung der beiden Elektroden zu trennen . Mit dem elektrischen Leiter des fernbetätigbaren Schalters kann ein Magnet mechanisch verbunden sein, der analog zum elektrischen Leiter seine Position j e nach Schalt zustand verändert . Der Hallsensor ist dabei vorzugsweise relativ zum fernbetätigbaren Schalter fixiert angeordnet , so dass sich beim Ändern des Schalt zustandes auch die Entfernung zwischen dem Magnet und einem sensiblen Bereich des Hallsensors ändert . Damit ändert sich beim Aktivieren des fernbetätigbaren Schalters die magnetische Umgebung des Hallsensors . Diese Information, die dem Schalt zustand des zugehörigen fernbetätigbaren Schalters entspricht , kann somit am Ausgangsanschluss der Zustandserkennungsschaltung an eine externe Schaltungsumgebung bereitgestellt werden . Die Verwendung eines Hallsensors hat dabei den Vorteil , dass der Hallsensor ohne mechanischen Verschleiß arbeitet , was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Zustandserkennungsschaltung verbessert .

Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner einen Versorgungsanschluss und einen Masseanschluss aufweist .

Über den Versorgungsanschluss kann eine Versorgungsspannung an die Zustandserkennungsschaltung bereitgestellt werden . Über den Masseanschluss kann die Zustandserkennungsschaltung mit dem Massepotential einer externen Schaltungsumgebung verschaltet sein .

Aufgrund der Konfiguration der Zustandserkennungsschaltung mit der Hallsensor-Schaltung zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter ist es möglich, dass der Versorgungsanschluss dazu geeignet ist , ein breites Spektrum an Versorgungsspannungen zu akzeptieren, um ordnungsgemäß zu funktionieren . Es ist dabei möglich, dass als zulässige Versorgungsspannung j ede Spannung zwischen 4 V und 36 V genügt , um die Zustandserkennungsschaltung zu betreiben .

Es ist möglich, dass der Hallsensor mit drei verschiedenen Leitungen der Hallsensor-Schaltung verschaltet ist .

Die Konfiguration, bei der der Hallsensor mit drei verschiedenen Leitungen der Hallsensor-Schaltung verschaltet ist , stellt somit eine Schaltungsumgebung für den Hallsensor dar, die sich wesentlich von der Schaltungsumgebung um den Hallsensor der WO 2020/ 043515 Al unterscheidet . Der in Figur 3B der WO 2020/ 043515 Al zeigt klar, dass der Hallsensor 19 mit genau zwei Leitungen seiner Schaltungsumgebung verschaltet ist .

Die Zustandserkennungsschaltung wie oben beschrieben gibt somit eine neue und verbesserte Konfiguration an, mit der die Zuverlässigkeit erhöht und der Stromverbrauch verringert sind . Es ist möglich, dass dabei der Hallsensor mit Masse und mit dem Ausgangsschalter verschaltet ist und ferner mit einem Ausgang des Spannungsreglers elektrisch gekoppelt ist .

Die Verschaltung mit Masse und mit dem Ausgangsschalter kann dabei eine direkte Verschaltung sein . D . h . es ist möglich, dass der Hallsensor direkt mit Masse und direkt mit dem Ausgangsschalter verschaltet ist .

Es ist möglich, dass die Hallsensor-Schaltung ferner ein resistives Element und ein kapazitives Element umfasst . Das resisitive Element kann dabei zwischen einem Ausgang des Spannungsreglers und einem ersten Anschluss des Hallsensors verschaltet sein . Das kapazitive Element kann ferner zwischen dem ersten Anschluss des Hallsensors und Masse verschaltet sein .

Das erste resistive Element kann einem widerstand zwischen 50 Q und 150 Q, z . B . 100 Q aufweisen . Das kapazitive Element kann eine Kapazität zwischen 5 nF und 15 nF, z . B . 10 nF aufweisen . Das kapazitive Element kann dabei eine Nennspannung von 50 V aufweisen und somit im Spannungsbereich zwischen 5 V und 50 V problemlos arbeiten .

Es ist möglich, dass das resistive Element und das kapazitive Element zusammen ein Glied eines RC-Filters bilden . Dieser Filter kann eine Welligkeit einer Versorgungsspannung des Spannungsreglers reduzieren und damit die Versorgungsspannung des Hallsensors glätten .

Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner eine erste Diode aufweist . Die erste Diode kann zwischen dem Versorgungsanschluss und einem Eingang des Spannungsreglers verschaltet sein .

Die erste Diode kann dabei eine Verpolungsschutzdiode darstellen, die die Zustandserkennungsschaltung gegen eine Beschädigung bei falscher Verpolung schützt . Der Schutz gegen falsche Verpolung kann dabei bis zu einer Spannung in Höhe von 60 V ermöglicht sein . Die Flussspannung kann 0 , 5 V betragen . Die Dauerstrombelastung kann 30 mA betragen und die maximale Kurz zeitstrombelastung kann 2 A betragen .

Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner eine erste Diodenschaltung zwischen dem Ausgangsanschluss und Masse umfasst .

Die erste Diodenschaltung kann dabei zwei in Gegenrichtung angeordnete in Serie verschaltete Dioden umfassen . Die erste Diodenschaltung kann dabei eine Durchbruchspannung von 40 V aufweisen . Die erste Diodenschaltung kann dabei den Ausgangsschalter vor Überspannung schützen .

Ferner ist es möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung eine zweite Diodenschaltung umfasst . Die zweite Diodenschaltung kann zwischen Masse und dem Versorgungsanschluss verschaltet sein . Die zweite Diodenschaltung kann ebenfalls zwei in Gegenrichtung angeordnete , in Serie verschaltete Dioden aufweisen .

Die zweite Diodenschaltung kann dabei eine Durchbruchspannung von 40 V aufweisen . Die zweite Diodenschaltung kann dabei als bidirektionale TVS-Diode ausgestaltet sein . Die zweite Diodenschaltung kann bei Erreichen ihrer Durchbruchspannung durchlässig werden und einen Kurzschluss erzeugen, um die dahinterliegenden Schaltungselemente vor Überspannung zu schützen . Die Zustandserkennungsschaltung ist somit zuverlässig gegen Verpolung geschützt .

Es ist möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ferner ein zweites resistives Element umfasst . Das zweite resistive Element kann zwischen dem ersten Anschluss des Hallsensors und dem zweiten Anschluss des Hallsensors verschaltet sein .

Das zweite resistive Element kann ein Pull-up-Widerstand des Hallsensors bilden und einen Widerstand zwischen 50 kQ und 150 kQ, zum Beispiel 100 kQ, aufweisen . Das zweite resistive Element kann dabei zur Stabilisierung des Ausgangssignals des Hallsensors dienen .

Ferner ist es möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ein drittes resistives Element umfasst . Das dritte resistive Element kann zwischen Masse und dem Ausgangsschalter verschaltet sein .

Das dritte resistive Element kann einen Widerstand zwischen 100 Q und 200 Q, zum Beispiel 150 Q, aufweisen . Über das dritte resistive Element kann der Ausgangsschalter eine Kopplung an Masse erhalten, sodass sein elektrisches Potential wohldefiniert gegenüber dem Massepotential ist .

Es ist möglich, dass der Ausgangsschalter einen Halbleiterschalter und/oder einen geschützten Halbleiterschalter umfasst .

Der Halbleiterschalter kann dabei ein Feldef fekttransistor ( FET ) sein .

Der Halbleiterschalter kann dabei eine Betriebsspannung von 4

V bis 60 V aufweisen und ist dazu vorgesehen, j e nach Ausgangssignal des Hallsensors die Schalt zustandsinformation an eine externe Schaltungsumgebung weiterzuleiten, ohne dass der Hallsensor direkt mit der externen Schaltungsumgebung verschaltet ist .

Zusätzlich zum reinen Halbleiterschalter kann der Ausgangsschalter weitere Schutzelemente aufweisen, die den Halbleiterschalter vor unzulässigen Betriebsparametern, zum Beispiel sowohl Ströme oder zu hohe Spannungen, schützt . D . h . der Ausgangsschalter kann ein sogenannter Protected FET ( ProFET ) sein oder einen solchen umfassen .

Es ist möglich, dass der Spannungsregler dazu vorgesehen und geeignet ist , bei einer Eingangsspannung zwischen 4 V und 36

V eine Ausgangsspannung bereitzustellen, die zwischen 3 V und 15 V liegt . Die Ausgangsspannung des Spannungsreglers kann dabei insbesondere 5 V betragen . Der Spannungsregler versorgt dabei im Wesentlichen die Hallsensor-Schaltungen mit elektrischer Energie . Es ist möglich, dass der Hallsensor der Hallsensor-Schaltung einen Halbleiterschalter und ein Hall-Element , das mit dem Gateanschluss des Halbleiterschalters verschaltet ist , umfasst . Auch der Halbleiterschalter des Hallsensors kann dabei ein Feldef fekttransistor sein .

Diese Konfiguration, bei der der Hallsensor über drei Leitungen mit seiner Schaltungsumgebung verschaltet ist , unterscheidet die Konfiguration der vorliegenden Zustandserkennungsschaltung von entsprechenden Erkennungsschaltungen, zum Beispiel der WO 2020/ 043515 Al .

Ferner ist es möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung ein zweites kapazitives Element umfasst . Das zweite kapazitive Element kann zwischen dem Versorgungsanschluss und Masse verschaltet sein .

Das zweite kapazitive Element kann dabei eine Kapazität zwischen 50 nF und 150 nF, zum Beispiel 100 nF, aufweisen und als Glättungskondensator hohe Spannungsspitzen am Versorgungsanschluss der Zustandserkennungsschaltung abfangen . Bei entsprechender Aufladung des zweiten kapazitiven Elements kann dabei die zweite Diodenschaltung durchschalten und Spannungsspitzen an Masse abführen .

Ein entsprechender fernbetätigbarer Schalter kann einen elektrischen Schalter und eine Zustandserkennungsschaltung, zum Beispiel wie oben beschrieben, aufweisen . Die Zustandserkennungsschaltung ist dabei dafür vorgesehen und durch ihre spezielle Konfiguration auch fähig, einen Schalt zustand des elektrischen Schalters zuverlässig zu detektieren und an eine externe Schaltungsumgebung bereitzustellen . Es ist möglich, dass der fernbetätigbare Schalter ausgewählt ist aus einem Relais , einem Schütz und einem Hochspannungsschütz .

Es ist dabei möglich, dass bei dem fernbetätigbaren Schalter die Zustandserkennungsschaltung darüber informiert , ob der Schaltungs zustand des Schalters "wie vorgesehen geschlossen" und/oder "wie vorgesehen geöf fnet" ist .

Damit kann klar erkannt werden, ob der Schalt- I st-Zustand wie vorgesehen dem Schalt-Soll-Zustand gleicht oder ob ein Fehler vorliegt und der Schalter nicht einen vorgesehenen

Schalt zustand ( geöf fnet oder geschlossen) innehat , sondern geöf fnet ist , wenn er geschlossen sein soll oder geschlossen ist , wenn er geöf fnet sein soll oder einen Zustand aufweist , der weder vollständig geschlossen noch vollständig geöf fnet ist .

Die Schaltungselemente der Zustandserkennungsschaltung können auf einer oder beiden Seiten einer Platine angeordnet sein . Die Platine kann im Boden des fernbetätigbaren Schalters angeordnet sein . Ferner kann die Platine solche Abmessungen aufweisen, dass sie in konventionelle fernbetätigbare Schalter passt . Insbesondere kann die Platine kreis förmig sein und einen Durchmesser aufweisen, der zwischen 10 und 15 mm, zum Beispiel 8 , 5 mm, 12 , 5 mm oder 13 , 9 mm, liegt . Funktionsprinzipien und Details bevorzugter Aus führungs formen sind in den folgenden schematischen Figuren näher gezeigt .

Es ist möglich, dass der fernbetätigbare Schalter ( FS ) ferner eine Kennzeichnung an einem elektrischen Leiter umfasst . Der Leiter ist dazu vorgesehen und geeignet , den Schalter mit einer externen Schaltungsumgebung zu verschalten .

Es ist ferner möglich, dass der Leiter eine Anschlussleitung ist und die Kennzeichnung ein Warn-Label zur Warnung vor Verpolung ist . Eine solche Kennzeichnung stellt dabei eine mögliche Konfiguration dar, die die Verpolungssicherheit verbessert .

Insbesondere zeigen :

Figur 1 die Anordnung einiger Schaltungsblöcke relativ zueinander,

Figur 2 das Schaltbild mit weiteren Schaltungselementen einer bevorzugten Aus führungs form,

Figur 3 die Schaltungsumgebung des Hall-Elements im Hallsensor,

Figur 4 funktionelle Elemente eines fernbetätigbaren Schalters .

Fig . 5 Schaltungselemente einer weiteren bevorzugten Aus führungs form .

Figur 1 zeigt Blöcke der Zustandserkennungsschaltung ZES . Die Zustandserkennungsschaltung umfasst einen Spannungsregler SR, eine Hallsensor-Schaltung HSS und einen Ausgangsschalter AS . Die Hallsensor-Schaltung beinhaltet dabei einen Hallsensor HS . Die Hallsensor-Schaltung HSS ist zwischen dem Spannungsregler SR und dem Ausgangsschalter AS verschaltet . Die Zustandserkennungsschaltung hat ferner einen Eingang SUP für eine Versorgungsspannung und einen Ausgang OUT , um den Schalt zustand an eine externe Schaltungsumgebung weiterzuleiten . Der Ausgangsschalter AS ist dabei zwischen der Hallsensor-Schaltung HSS und dem Ausgangsanschluss OUT verschaltet . Optional ist der Ausgangsschalter AS mit dem Versorgungsanschluss SUP verschaltet .

Die Pfeilrichtungen am Versorgungsanschluss SUP und am Ausgangsanschluss OUT geben die Richtung der entsprechenden elektrischen Leistung an .

Durch die Konfiguration mit der Hallsensor-Schaltung und ihrem Hallsensor zwischen dem Spannungsregler und dem Ausgangsschalter unterscheidet sich die Zustandserkennungsschaltung fundamental von entsprechenden Zustandserkennungsschaltungen aus bekannten fernbetätigbaren Schaltern . Infolge der neuen Konfiguration ist es möglich, dass die Zustandserkennungsschaltung einen geringeren Strombedarf aufweist und eine erhöhte Zuverlässigkeit besitzt und dennoch kompatibel mit bisherigen fernbetätigbaren Schaltern ist .

Figur 2 zeigt eine Aus führungs form der Zustandserkennungsschaltung ZES mit weiteren Schaltungselementen . So gibt es einen weiteren Anschluss , der mit Massepotential verschaltet sein kann . Insbesondere der Spannungsregler SR, die Hallsensor-Schaltung HSS und der Ausgangsschalter AS können mit Masse verschaltet sein .

In der Hallsensor-Schaltung HSS ist ein erster Anschluss HS 1 des Hallsensors HS über ein erstes resistives Element RI mit einem ersten Ausgangsanschluss SRI des Spannungsreglers SR verschaltet . Ein zweiter Anschluss HS2 der Hallsensor- Schaltung HSS ist mit einem Eingang des Ausgangsschalters AS verschaltet . Ein weiterer Anschluss des Hallsensors HS ist mit Masse verschaltet .

Zwischen dem ersten Anschluss HS 1 des Hallsensors HS und Masse ist das erste kapazitive Element CI verschaltet . Zwischen dem ersten Anschluss HS 1 des Hallsensors HS und dem zweiten Anschluss HS2 des Hallsensors HS ist der Pull-up- Widerstand R2 verschaltet .

Zwischen dem Versorgungsanschluss SUP und dem Spannungsregler SR ist die erste Diode Dl verschaltet . Die erste Diode Dl stellt dabei eine Verpolungsschutzdiode gegen eine falsche Verpolung der Zustandserkennungsschaltung dar .

Die erste Diodenschaltung DS 1 ist zwischen dem Ausgangsanschluss OUT und Masse verschaltet . Die erste Diodenschaltung DS 1 stellt einen Schutz gegen Überspannung dar . Insbesondere kann die erste Diodenschaltung DS 1 den Ausgangsschalter AS vor Überspannung schützen .

Die zweite Diodenschaltung DS2 ist zwischen dem Versorgungsanschluss SUP und Masse verschaltet . Die zweite Diodenschaltung DS2 schützt die dahinterliegenden Schaltungselemente vor Überspannung am Versorgungsanschluss SUP . Spannungsspitzen werden bei Überschreiten der Durchbruchspannung der zweiten Diodenschaltung DS2 an Masse abgeleitet .

Das dritte resistive Element R3 ist zwischen Masse und dem

Ausgangsschalter AS verschaltet und stellt dem

Ausgangsschalter AS ein definiertes Potential gegenüber Masse zur Verfügung . Figur 3 zeigt einen möglichen internen Aufbau des Hallsensors HS . Darin können ein Hall-Element HE und ein Halbleiterschalter HLS enthalten sein . Das Hall-Element HE ist in der Nähe einer Ruheposition eines Magnets am beweglichen elektrischen Leiter des fernbetätigbaren Schalters angeordnet und detektiert Magnetfelder in seiner Umgebung . Das Hall-Element HE ist mit der Basis des Halbleiterschalters HLS verschaltet . Insgesamt ist der Hallsensor HS über drei Leitungen mit seiner Schaltungsumgebung verschaltet und stellt an seinem Ausgang über den Halbleiterschalter HLS ein binäres Ausgangssignal bezüglich der magnetischen Umgebung des Hall-Elements zur Verfügung . Der Halbleiterschalter HLS des Hallsensors HS ist dabei im Wesentlichen mit dem Ausgangsschalter AS gekoppelt oder direkt verbunden .

Figur 4 zeigt zentrale Elemente eines fernbetätigbaren Schalters FS . Der fernbetätigbare Schalter FS hat eine erste Elektrode ELI und eine zweite Elektrode EL2 sowie einen elektrischen Leiter L . Der elektrische Leiter L kann an einem Schubelement SCH befestigt sein . Uber das Schubelement SCH kann der elektrische Leiter, zum Beispiel über Magnetspulen MS angetrieben, an die erste Elektrode ELI und an die zweite Elektrode EL2 angedrückt oder von den Elektroden ELI , EL2 weggezogen werden . Dadurch kann der fernbetätigbare Schalter einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden ELI und EL2 schließen oder öf fnen . Die Magnetspulen MS können durch entsprechende Ströme aus der Ferne gesteuert werden . Fest mit dem Schubelement SCH verbunden ist ein Magnet M, der in Abhängigkeit von der Position des elektrischen Leiters L ebenfalls seine Position ändert und damit die magnetische Umgebung des Hallsensors HS ändert . Auf der Basis seiner magnetischen Umgebung kann der Hallsensor HS ein binäres Signal bezüglich des Schalt zustandes des elektrischen Leiters L an die externe Schaltungsumgebung weiterleiten . Die Schaltungselemente oder Schaltungsblöcke der Zustandserkennungsschaltung können an einer oder beiden Seiten einer Leiterplatte LP angeordnet sein, die mit dem Hallsensor HS verschaltet ist . Die Leiterplatte LP kann im Bodenbereich des fernbetätigbaren Schalters FS angeordnet und befestigt sein . Die Leiterplatte LP kann dabei eine Größe und eine Form haben, sodass sie in entsprechende Ausnehmungen in üblichen fernbetätigbaren Schaltern FS verwendbar ist . Damit können der Stromverbrauch üblicher fernbetätigbarer Schalter verringert und die Zuverlässigkeit erhöht werden, ohne dass die anderen Schalterelemente des Schalters ES einer Überarbeitung bedürfen .

Figur 5 zeigt eine bevorzugte Form einer Zustandserkennungsschaltung, die auf der Schaltung gemäß der Figur 2 basiert . So ist - verglichen mit der Schaltung der Figur 2 - der Ausgangsschalter der Schaltung gemäß der Figur 5 direkt mit Masse statt mit dem Versorgungsanschluss Sup verschaltet . Ferner fehlt der Schaltung gemäß Figur 5 das dritte resistive Element R3 und dem Ausgangsschalter der Schaltung gemäß Figur 5 die zugehörige Verschaltung über R3 mit Masse . Die erste Diode Dl der Schaltung gemäß Figur 2 ist in der Aus führungs form gemäß der Figur 5 nicht mehr enthalten .

Der Widerstandswert des zweiten resisitiven Elements R2 kann zwischen 2 kQ und 10 kQ, z . b . 4 , 7 kQ, betragen . Der Ausgangsschalter AS kann als dreipoliger (Halbleiter- ) Schalter, z . B . als Pro ( tected) -FET ausgeführt sein . Die Zustandserkennungsschaltung und der fernbetätigbare

Schalter sind nicht auf die beschriebenen Aus führungs formen beschränkt . Die Zustandserkennungsschaltung kann noch weitere Schaltungselemente , zum Beispiel zum Detektieren der Temperatur oder einer am Gehäuse des entsprechenden Schalters anliegenden Spannung zum Detektieren eines Fehlers , aufweisen .

Bezugs zeichenliste

AS Ausgangsschalter

CI erstes kapazitives Element

C2 zweites kapazitives Element

Dl erste Diode

DS 1 erste Diodenschaltung

DS2 zweite Diodenschaltung

ELI erste Elektrode des fernbetätigbaren Schalters

EL2 zweite Elektrode des fernbetätigbaren Schalters

ES elektrischer Schalter des fernbetätigbaren Schalters

FS fernbetätigbarer Schalter

HE Hall-Element

HLS Halbleiterschalter

HS Hallsensor

HS 1 erster Ausgang des Hallsensors

HS2 zweiter Ausgang des Hallsensors

HSS Hallsensor-Schaltung

L beweglicher elektrischer Leiter

LP Leiterplatte

M Magnet

MS Magnetspule

OUT Ausgangsanschluss

RI erstes resistives Element

R2 zweites resistives Element

R3 drittes resistives Element

SCH Schubelement

SR Spannungsregler

SRI erster Ausgang des Spannungsreglers

SUP Versorgungsanschluss

ZES Zustandserkennungsschaltung