DE-102024210694-A1 - Stromversorgungsvorrichtung und Sensoreinheit

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsvorrichtung (10) zur Ausgabe wenigstens eines Ausgangsstroms (12), aufweisend wenigstens einen einen ersten Steueranschluss (16) aufweisenden ersten Transistor (18) zur Ausgabe eines ersten Ausgangsstroms (20) abhängig von einem ersten Steuerpotenzial (22) an dem ersten Steueranschluss (16) über einen ersten Ausgangsanschluss (24) und einen einen zweiten Steueranschluss (26) aufweisenden zweiten Transistor (28) zur Ausgabe eines zweiten Ausgangsstroms (30) abhängig von einem zweiten Steuerpotenzial (32) an dem zweiten Steueranschluss (26) über einen zweiten Ausgangsanschluss (34), einen wenigstens einen Operationsverstärker (46) aufweisenden Regelkreis (48), eine Schaltvorrichtung (50), die zumindest zwischen einer ersten Schaltkonfiguration, bei der der erste Transistor (18) mit dem Regelkreis (48) und der zweite Transistor (28) zur Ausgabe des zweiten Ausgangsstroms (30) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (34) elektrisch verbunden ist und einer zweiten Schaltkonfiguration, bei der der zweite Transistor (28) mit dem Regelkreis (48) und der erste Transistor (18) zur Ausgabe des ersten Ausgangsstroms (20) mit dem ersten Ausgangsanschluss (24) elektrisch verbunden ist, umschaltbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sensoreinheit (94).

Inventors

• Vadim Pozhidaev

Assignees

• Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241107

Claims (10)

1. Stromversorgungsvorrichtung (10) zur Ausgabe wenigstens eines Ausgangsstroms (12), aufweisend wenigstens einen einen ersten Steueranschluss (16) aufweisenden ersten Transistor (18) zur Ausgabe eines ersten Ausgangsstroms (20) abhängig von einem ersten Steuerpotenzial (22) an dem ersten Steueranschluss (16) über einen ersten Ausgangsanschluss (24) und einen einen zweiten Steueranschluss (26) aufweisenden zweiten Transistor (28) zur Ausgabe eines zweiten Ausgangsstroms (30) abhängig von einem zweiten Steuerpotenzial (32) an dem zweiten Steueranschluss (26) über einen zweiten Ausgangsanschluss (34), einen wenigstens einen Operationsverstärker (46) aufweisenden Regelkreis (48), eine Schaltvorrichtung (50), die zumindest zwischen einer ersten Schaltkonfiguration, bei der der erste Transistor (18) mit dem Regelkreis (48) und der zweite Transistor (28) zur Ausgabe des zweiten Ausgangsstroms (30) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (34) elektrisch verbunden ist und einer zweiten Schaltkonfiguration, bei der der zweite Transistor (28) mit dem Regelkreis (48) und der erste Transistor (18) zur Ausgabe des ersten Ausgangsstroms (20) mit dem ersten Ausgangsanschluss (24) elektrisch verbunden ist, umschaltbar ist.
2. Stromversorgungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass in der ersten Schaltkonfiguration der zweite Transistor (28) von dem Regelkreis (48) und der erste Transistor (18) von dem ersten Ausgangsanschluss (24) elektrisch entkoppelt ist.
3. Stromversorgungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass in der zweiten Schaltkonfiguration der erste Transistor (18) von dem Regelkreis (48) und der zweite Transistor (28) von dem zweiten Ausgangsanschluss (34) elektrisch entkoppelt ist.
4. Stromversorgungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass in der ersten Schaltkonfiguration der Ausgang (64) des ersten Transistors (18) mit wenigstens einem Eingang (66) des Operationsverstärkers (46) und der erste Steueranschluss (16) mit dem Ausgang (54) des Operationsverstärkers (46) verbunden ist.
5. Stromversorgungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass in der zweiten Schaltkonfiguration der Ausgang (70) des zweiten Transistors (28) mit wenigstens einem Eingang (66) des Operationsverstärkers (46) und der zweite Steueranschluss (26) mit dem Ausgang (54) des Operationsverstärkers (46) verbunden ist.
6. Stromversorgungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Schaltvorrichtung (50) zumindest ein erstes Schaltelement (52) zwischen dem Ausgang (54) des Operationsverstärkers (46) und dem ersten Steueranschluss (16), ein zweites Schaltelement (56) zwischen dem ersten Transistor (18) und dem ersten Ausgangsanschluss (24), ein drittes Schaltelement (58) zwischen dem Ausgang (54) des Operationsverstärkers (46) und dem zweiten Steueranschluss (26) und ein viertes Schaltelement (60) zwischen dem zweiten Transistor (28) und dem zweiten Ausgangsanschluss (34) aufweist.
7. Stromversorgungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die Schaltvorrichtung (50) ein fünftes Schaltelement (62) zwischen dem Ausgang (64) des ersten Transistors (18) und einem Eingang (66) des Operationsverstärkers (46) und ein sechstes Schaltelement (68) zwischen dem Ausgang (70) des zweiten Transistors (28) und einem Eingang (66) des Operationsverstärkers (46) aufweist.
8. Stromversorgungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass an dem ersten Steueranschluss (16) eine erste Kapazität (40) angeschlossen ist, die in der ersten Schaltkonfiguration eine von dem Regelkreis (48) vorgegebene Spannung einnimmt und die in der zweiten Schaltkonfiguration das erste Steuerpotenzial (22) bewirkt.
9. Stromversorgungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass an dem zweiten Steueranschluss (26) eine zweite Kapazität (44) angeschlossen ist, die in der zweiten Schaltkonfiguration eine von dem Regelkreis (48) vorgegebene Spannung einnimmt und die in der ersten Schaltkonfiguration das zweite Steuerpotenzial (32) bewirkt.
10. Sensoreinheit (94) aufweisend wenigstens ein Sensorelement (96, 98) und eine Stromversorgungsvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche zur elektrischen Versorgung des Sensorelements (96, 98).

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sensoreinheit mit einer derartigen Stromversorgungsvorrichtung. Stand der Technik In Inertialmesseinheiten (IMU) stellen Bandgap-Referenzquellen stabile, temperaturunabhängige elektrische Größen, beispielsweise eine Referenzspannung oder einen Referenzstrom bereit. Üblicherweise wird eine Bandgap-Referenzquelle für den Beschleunigungssensor und eine weitere Bandgap-Referenzquelle für den Drehratensensor verwendet. Offenbarung der Erfindung Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Stromversorgungsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Dadurch kann die Stromversorgungsvorrichtung die elektrische Ausgangsgröße konstanter, rauschreduzierter und unabhängiger von Einflüssen bereitstellen. Der Ausgangsstrom ist ein elektrischer Ausgangsstrom. Das Steuerpotenzial ist ein elektrisches Steuerpotenzial. Der Regelkreis ist ein elektrischer Regelkreis. Die Ausgangsstrom kann ein Konstantstrom sein. Die Stromversorgungsvorrichtung kann einen Konstantstrom ausgeben. Der Konstantstrom kann an einem Referenzwiderstand eine Konstantspannung bewirken. Die Stromversorgungsvorrichtung kann dadurch eine Konstantspannung ausgeben. Die ausgegebene Konstantspannung kann größer als oder gleich 300 mV, insbesondere größer als oder gleich 800 mV sein. Die Stromversorgungsvorrichtung kann eine Current-Mode Bandgap Referenzschaltung sein. Die Stromversorgungsvorrichtung kann eine PTAT (proportional to absolute temperature) Referenzschaltung und/oder eine CTAT (complementary to absolute temperature) Referenzschaltung umfassen. Die Stromversorgungsvorrichtung kann einem Bandgap-Temperatursensor oder einem Strom-Spannungswandler zugeordnet sein. Die Stromversorgungsvorrichtung kann wenigstens einen einen weiteren Steueranschluss aufweisenden weiteren Transistor zur Ausgabe eines weiteren Ausgangsstroms abhängig von einem weiteren Steuerpotenzial an dem weiteren Steueranschluss über einen weiteren Ausgangsanschluss aufweisen. Der Ausgangsstrom kann ein Vorspannungsstrom zum Betrieb wenigstens eines Bauteils, beispielsweise eines Operationsverstärkers, sein. Der erste, zweite und/oder weitere Transistor kann ein Feldeffekttransistor, insbesondere ein MOSFET, bevorzugt ein PMOS, sein. Der Operationsverstärker kann ein Differenzverstärker sein. Ein niederfrequentes Rauschen kann durch die Verstärkung des Operationsverstärkers in dem Regelkreis verringert werden. Die Schaltvorrichtung ist eingerichtet, den ersten Ausgangsstrom und zweiten Ausgangsstrom zeitlich versetzt auszugeben. Der erste und zweite Ausgangsstrom können an einem gemeinsamen Ausgangsanschluss ausgebbar sein. Der erste und zweite Ausgangsanschluss können in dem gemeinsamen Ausgangsanschluss münden. Der erste und zweite Ausgangsstrom können an dem gemeinsamen Ausgangsanschluss einen gemeinsamen Ausgangsstrom bilden. Der erste und zweite Ausgangsstrom können an voneinander getrennten Ausgangsanschlüssen ausgebbar sein. Beispielsweise kann der erste Ausgangsanschluss an einen Beschleunigungssensor und der zweite Ausgangsanschluss an einen Drehratensensor angeschlossen sein. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn in der ersten Schaltkonfiguration der zweite Transistor von dem Regelkreis und der erste Transistor von dem ersten Ausgangsanschluss elektrisch entkoppelt ist. In der ersten Schaltkonfiguration kann das erste Steuerpotenzial durch den Regelkreis einstellbar sein. Das erste Steuerpotenzial kann während der ersten Schaltkonfiguration aufbaubar und zum Abruf zeitlich außerhalb von der ersten Schaltkonfiguration, insbesondere während der zweiten Schaltkonfiguration, speicherbar sein. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der in der zweiten Schaltkonfiguration der erste Transistor von dem Regelkreis und der zweite Transistor von dem zweiten Ausgangsanschluss elektrisch entkoppelt ist. In der zweiten Schaltkonfiguration kann das zweite Steuerpotenzial durch den Regelkreis einstellbar sein. Das zweite Steuerpotenzial kann während der zweiten Schaltkonfiguration aufbaubar und zum Abruf zeitlich außerhalb von der zweiten Schaltkonfiguration, insbesondere während der ersten Schaltkonfiguration, speicherbar sein. Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der ersten Schaltkonfiguration der Ausgang des ersten Transistors mit wenigstens einem Eingang des Operationsverstärkers und der erste Steueranschluss mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist. In der ersten Schaltkonfiguration kann der erste Transistor in den Regelkreis des Operationsverstärkers eingebunden sein. Der erste Ausgangsstrom kann durch Einstellung des ersten Steuerpotenzials während der ersten Schaltkonfiguration die Regelgröße bilden. Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn in der zweiten Schaltkonfiguration der Ausgang des zweiten Transistors mit wenig