DE4425250C1

DE4425250C1 - Potentially-separated data and energy transmission using 2-wire bus line

Info

Publication number: DE4425250C1
Application number: DE19944425250
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl Ing Stert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-16
Filing date: 1994-07-16
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2014-07-17

Abstract

The data and energy transmission uses a switching module receiving potentially-separated voltage signals and transmitting current signals in parallel with data traffic, with simultaneous energy transmission. The switching module is coupled to the 2-wire bus line (BL1,BL2) via a pair of terminals (K1,K2), with the primary windings (W1,W2) of a pair of transformers (U1,U2) coupled to the bus line terminals in phase opposition to one another via switching transistors (T1,T2). The transformer primary windings are connected in parallel via rectifier diodes (D1,D2), the potentially-separated voltage components obtained via the controlled switching transistors and the transformers combined at the output terminals (K3,K4) of the switching module, coupled to the bus line device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur poten tialgetrennten Übertragung von Energie und Daten zu und von Geräten, die jeweils an eine Zweidrahtbuslei tung angeschlossen werden.The invention relates to an arrangement for potting tially separated transmission of energy and data to and from devices, each connected to a two-wire bus device can be connected.

Schaltungsanordnungen zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Circuit arrangements for contactless energy and data transmission are from the prior art known.

So wird in der DE-OS 40 13 526 eine Schaltungsan ordnung zum Übertragen von Daten zwischen mehreren Geräten über eine Busleitung, an welche die Geräte und die Versorgungsspannungsquelle angeschlossen sind, wobei die Geräte jeweils mittels eines Übertragers angekoppelt sind, der zwei Wicklungen gleicher Win dungszahl aufweist, die mit ihren einen Anschlüssen mit der Busleitung verbunden sind und zwischen deren anderen Anschlüssen ein Gleichspannungswandler angeschlossen ist, beschrieben, bei der die beiden in Reihe zwischen die Busleitung geschalteten Wick lungen gegensinnig gewickelt sind bzw. deren Anschlüsse (Anfang/Ende) gegensinnig geschaltet sind und zwischen dem zum Gleichspannungswandler führenden Anschluß der ersten Wicklung und dem zur Busleitung führenden Anschluß der zweiten Wicklung eine Kapazität liegt.So in DE-OS 40 13 526 a circuit order for transferring data between several Devices via a bus line to which the devices and the supply voltage source are connected, the devices each using a transmitter are coupled, the two windings of the same win has number of connections with their one connections are connected to the bus line and between them other connections a DC-DC converter is connected, where the two Wick connected in series between the bus line lungs are wound in opposite directions or their connections (Start / end) are switched in opposite directions and between the connection leading to the DC voltage converter first winding and the one leading to the bus line Connection of the second winding has a capacitance.

Die EP 03555 32 bezieht sich gleichfalls auf die Übertragung von Energie und Daten und beschreibt eine Anordnung in der mehrere Geräte an einer Zweidraht leitung und einer Versorgungsspannungsquelle ange schlossen sind, wobei die Geräte jeweils mittels eines Übertragers angekoppelt sind, der zwei Wicklungen gleicher Windungszahl aufweist, die mit ihren einen Anschlüssen mit der Busleitung verbunden sind und zwischen deren anderen Anschlüssen ein Gleichspannungs übertrager angeschlossen ist, wobei ferner an eine dritte Wicklung Sende- und Empfangseinrichtungen angeschlossen sind. Zwischen den beiden ersten Wicklungen des Über tragers liegt eine Kapazität, an der die Spannung für den Gleichspannungsüberträger abgenommen ist. Wechselsignale werden in dieser auch als elektronische Weiche bezeichneten Anordnung von der Gleichspannung getrennt und können potentialgetrennt an den Enden der dritten Wicklung ein- und ausgekoppelt werden. EP 03555 32 also relates to Transmission of energy and data and describes an arrangement in which multiple devices on a two-wire line and a supply voltage source are closed, the devices each using a Transmitter are coupled, the two windings has the same number of turns, with their one Connections are connected to the bus line and a DC voltage between their other connections Transmitter is connected, further to a third Winding transmitting and receiving devices connected are. Between the first two windings of the over is a capacitance at which the voltage for the DC voltage transmitter is removed. Alternating signals are also called electronic in this Soft designated arrangement of the DC voltage separated and can be isolated at the ends of the third winding can be coupled in and out.

Die Nachteile der bekannten Lösungen liegen darin, daß ein gleichzeitiger bidirektionaler Datenverkehr nicht möglich ist. Bei im NRZ-Code aufmodulierten Signalen ergibt sich das Problem, daß bei mehreren hintereinander gesendeten "1"-Datenbits die übertragene Signal amplitude von Bit zu Bit abnimmt und im Extremfall keine Trennung mehr des Signalanteiles von der Gleichspannung erfolgt, was zu Fehlern in der Datenübertragung führen kann.The disadvantages of the known solutions are that simultaneous bidirectional data traffic is not is possible. For signals modulated in the NRZ code the problem arises that with several in a row sent "1" data bits the transmitted signal amplitude decreases from bit to bit and in extreme cases none Separation of more of the signal component from the DC voltage takes place, which lead to errors in the data transmission can.

Die Dimensionierung der elektronischen Weiche be stimmt wesentlich die übertragbaren Signalfrequenzen und ist für verschiedene Einsätze in der Praxis je nach gewünschter Datenübertragungsrate neu vorzunehmen, um sicheren Datenverkehr zu gewährleisten. Um auch Energie potentialgetrennt zu übertragen, sind jeweils separate Gleichspannungsübertrager (DC/DC-Wandler) erforderlich.The dimensioning of the electronic switch essentially matches the transmissible signal frequencies and is depending on different uses in practice to carry out the desired data transfer rate in order to to ensure secure data traffic. To energy too to be isolated, are separate DC voltage transformer (DC / DC converter) required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zur potentialgetrennten Energie- und Datenübertragung über eine Zweidrahtbusleitung zu entwickeln, mit dem ein galvanisch getrennter Geräteanschluß ermöglicht wird, sowie ein gleichzeitiger bidirektionaler Datenverkehr möglich ist, mit der, unabhängig von der Signalcodierung und gewünsch ter Signalfrequenz eine sichere und qualitativ gleich bleibende Datenübertragung ermöglicht wird und wo zur Energieübertragung kein separat anzuschließender Gleichspannungsübertrager notwendig ist.The object of the invention is an arrangement for electrically isolated energy and data transmission to develop over a two-wire bus line with the one galvanically isolated device connection is made possible as well as simultaneous bidirectional data traffic with which, regardless of the signal coding and desired ter signal frequency a safe and qualitatively the same permanent data transfer is made possible and where to Power transmission no separately to be connected DC voltage transformer is necessary.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst, wobei vorteilhafte Aus führungs- und Gestaltungsmöglichkeiten Gegenstand von Unteransprüchen sind.According to the invention the object is achieved by the in claim 1 characterized features solved, being advantageous management and design options subject of Subclaims are.

Die erfindungsgemäße Lösung wird in einem Schaltungsmodul vergegenständlicht, mit dem ein galvanisch getrennter Ge räteanschluß ermöglicht wird und ein gleichzeitiger bidirektionaler Datenverkehr möglich ist. The solution according to the invention is in a circuit module objectified with which a galvanically isolated Ge device connection is enabled and a simultaneous bidirectional data traffic is possible.

Das erfinderische Schaltungsmodul ist besonders geeignet beim Einsatz in der dezentralen Prozeßautomatisierung, bei der räumlich entfernte Geräte mit einer gemein samen Busleitung verbunden werden, über welche der Datenverkehr zwischen den Geräten erfolgt und über welche Versorgungsenergie für die Geräte zur Verfügung ge stellt wird. Die Größenordnungen von Gleichtaktstörungen, bedingt durch Erdpotentialunterschiede, machen dabei einen generellen potentialgetrennten Anschluß von Bus geräten an die Busleitung notwendig.The circuit module according to the invention is particularly suitable when used in decentralized process automation, at the spatially distant devices with a common same bus line are connected via which the Data traffic takes place between the devices and via which Supply energy available for the devices is posed. The orders of magnitude of common mode interference, due to differences in earth potential a general isolated connection of bus devices to the bus line.

Desgleichen eignet sich dieses Schaltungsmodul zum Anschluß von Geräten in eigensicheren Feldbussystemen (bei Explosionsschutzanforderungen), bei welchen die Energieversorgung von Busgeräten über die Busleitung vorgenommen werden muß.This circuit module is also suitable for connection of devices in intrinsically safe fieldbus systems (with explosion protection requirements) where the Power supply for bus devices via the bus line must be made.

Die Erfindung soll an Hand des folgenden Ausführungsbei spieles näher erläutert werden.The invention is illustrated in the following embodiment game are explained in more detail.

Die dazugehörige Zeichnung zeigt inThe accompanying drawing shows in

Fig. 1 das Schaltbild des erfindungsgemäßen Schalt moduls Fig. 1 shows the circuit diagram of the switching module according to the invention

Fig. 2 ein Einsatzbeispiel der Lösung an einem Zweidraht system Fig. 2 shows an application example of the solution on a two-wire system

Fig. 3 ein weiteres Einsatzbeispiel an einem Zweidraht bussystem. Fig. 3 shows another application example on a two-wire bus system.

In Fig. 1 sind mit K1 und K2 die beiden Anschlußklemmen bezeichnet, mit denen das erfindungsgemäße Schaltungsmodul an die beiden Leitungen BL1 und BL2 eines seriellen Zwei drahtbusses angeklemmt wird. Ein Anschluß der Primärwick lungen W11 und W21 der beiden induktiven Übertrager Ü1 und Ü2 wird miteinander verbunden und an die Eingangslei tung E11 angeschlossen.In Fig. 1, K1 and K2 denote the two terminals with which the circuit module according to the invention is connected to the two lines BL1 and BL2 of a serial two-wire bus. A connection of the primary windings W11 and W21 of the two inductive transmitters Ü1 and Ü2 is connected to one another and connected to the input line device E11.

Der zweite Anschluß der Primärwicklung W11 wird an den Drain-Anschluß des Schalttransistors T1 geklemmt, der zweite Anschluß der Primärwicklung W21 an den Drain- Anschluß des Schalttransistors T2.The second connection of the primary winding W11 clamped to the drain of the switching transistor T1, the second connection of the primary winding W21 to the drain Connection of the switching transistor T2.

Die Source-Anschlüsse von T1 und T2 werden miteinander verbunden und an die Eingansleitung E12 angeschlossen. Die Sekundärwicklungen W21 und W22 der Übertrager Ü1 und Ü2 werden nach einer Einweggleichrichtung über die Gleich richterdioden D1 bzw. D2 parallel aufgeklemmt und mit den Ausgangsklemmen K3 und K4 verbunden.The source connections of T1 and T2 are interconnected connected and connected to the input line E12. The secondary windings W21 and W22 of the transformers Ü1 and Ü2 become equal after a one-way rectification Richter diodes D1 and D2 clamped in parallel and with connected to the output terminals K3 and K4.

Im Prinzip ähnelt der Aufbau einer Parallelschaltung zweier Durchflußwandler unter Verzicht auf sekundär seitige Speicherdrossel, Stützkondensator und Frei laufdiode.In principle, the structure is similar to a parallel connection two flow transducers without secondary -sided storage inductor, backup capacitor and free running diode.

Die Verwendung kleiner Übertragerinduktivitäten und Kernwerk werkstoffen mit schmaler Hysteresisschleife und kleiner Koerzitivfeldstärke bei der Übertragung von geringen Leistungen erlaubt den Verzicht auf Entmagnetisierungswick lungen, da dabei die während der Sperrphase des Übertragers im Kern verbleibende magnetische Restenergie minimal ist und dadurch Sperrströme der Transistoren und Dioden wieder abge baut werden, so daß eine langsame Vormagnetisierung sind da mit eine Sättigung des Übertragerkernes vermieden wird.The use of small transformer inductors and core work materials with a narrow hysteresis loop and smaller Coercive field strength when transmitting low Achievements allows the waiver of demagnetization wick lungs because doing so during the blocking phase of the transmitter residual magnetic energy remaining in the core is minimal and thereby reverse currents of the transistors and diodes abge be built so that a slow bias are there with saturation of the transformer core is avoided.

Beide induktive Übertrager sind sinnvollervollerweise gleicher Bauart mit gleichen elektrischen Para metern und weitgehendest voneinander magnetisch entkoppelt. Both inductive transformers are sensibly same design with same electrical Para meters and largely magnetically decoupled from each other.

Primär- und Sekundärinduktivitäten sind gleichsinnig gewickelt, das Übersetzungsverhältnis beider Übertrager muß gleich groß sein und ist am zweckmäßigsten 1 : 1 vorzusehen.Primary and secondary inductances are in the same direction wrapped, the transmission ratio of both transformers must be the same size and is most convenient 1: 1 to provide.

Die Ansteuerimpulse für die Schalttransistoren werden mittels einer Impulserzeugerschaltung (IS) gewonnen, welche an ihren beiden Ausgängen A1 und A2 zwei im Gegentakt laufende Rechteckspannungsimpulsfolgen liefert.The control pulses for the switching transistors are obtained by means of a pulse generator circuit (IS), which at their two outputs A1 and A2 two in Supplies push-pull rectangular voltage pulse trains.

Das Tastverhältnis der jeweiligen Impulsfolge ist größer gleich 0,5 vorzusehen und sollte bei idealer Arbeitsweise der Schaltung gleich 0,5 betragen. Dadurch wird gewähr leistet, daß sich zu jedem Zeitpunkt mindestens ein An steuerimpuls auf High-Pegel befindet.The pulse duty factor of the respective pulse train is greater should be equal to 0.5 and should work ideally the circuit be equal to 0.5. This ensures ensures that at least one type of control pulse is at high level.

Die Impulserzeugerschaltung kann z. B. durch einen astabilen Multivibrator realisiert werden, der an seinen beiden Ausgängen zwei symmetrische und im Gegentakt zueinander liegende Rechteckspannungsimpulsfolgen liefert.The pulse generator circuit can e.g. B. by a astable multivibrator can be realized on its two outputs two symmetrical and push-pull rectangular voltage pulse sequences lying to one another delivers.

Die Spannungsversorgung von IS wird durch Anschluß an die beiden Eingangsleitungen E11 und E12 vorgenommen. Die Gate-Anschlüsse von T1 bzw. T2 werden mit jeweils einem Ausgang der Impulserzeugerschaltung verbunden.The power supply from IS is connected to the two input lines E11 and E12. The gate connections of T1 and T2 are with each connected to an output of the pulse generator circuit.

To the sequence of effects

Die beiden Transistoren öffnen wechselseitig im Takt der Ansteuerimpulse und führen zu einer Zerhackung der auf EL und EL2 liegenden Spannung in zwei annähernd gleich große Spannungsteile. Diese zerhackten Spannungsteile werden während der Öffnungszeit des jeweiligen Transistors auf die Sekundärseite des jeweiligen vom Strom durchflossenen induktiven Übertragers galvanisch getrennt ,übertragen und durch das parallele Aufklemmen der Sekundärwick lungen wieder zusammengefügt, d. h. an den Ausgangs klemmen K3 und K4 steht der gleiche Eingangsspannungsver lauf wie an K1 und K2 galvanisch getrennt dazu wieder zur Verfügung.The two transistors open alternately in time with the Driving impulses and lead to a chopping of the on EL and EL2 lie in two approximately the same size Parts of tension. These chopped up tension parts will during the opening time of the respective transistor the secondary side of the current flowed through inductive transformer galvanically isolated, transmitted and by clamping the secondary wick in parallel lungs reassembled, d. H. at the exit terminals K3 and K4 have the same input voltage ver run as with K1 and K2 galvanically isolated again to disposal.

Es wird zur gleichen Zeit auf dem selben Weg übertragen, der auf den Busleitungen liegende Gleichspannungsanteil als auch die dort aufmodulierten Spannungssignale.It is transmitted in the same way at the same time, the DC voltage component on the bus lines as well as the voltage signals modulated there.

Dadurch, daß garantiert ist, daß sich zu jedem Zeit punkt mindestens einer der Übertrager in Flußphase be findet, kann auch jede, zum gleichen Zeitpunkt auf der Busleitung eintreffende Information (Spannungssignal) plus dem zur Energieversorgung dienenden Gleichspan nungsanteil durch den entsprechenden Wandler galvanisch getrennt auf die Sekundärseite übertragen werden. Daten werden in Echtzeit unverzerrt und verlustfrei übertragen, wobei die übertragbaren Signalfrequenzen unabhängig und deutlich höher sein können als die Einschaltfrequenzen der Schalttransistoren!In that it is guaranteed that at all times point at least one of the transformers in the flow phase can find everyone at the same time on the Bus line incoming information (voltage signal) plus the direct voltage used for energy supply share by the corresponding transducer galvanically can be transferred separately to the secondary side. Data is undistorted and lossless in real time transmitted, the transmissible signal frequencies can be independent and significantly higher than that Switch-on frequencies of the switching transistors!

Eine Anpassung der Schaltung an niedrige oder hohe Signalfrequenzen ist nicht notwendig. Speicherdrosseln und Stützkondensatoren am sekundärseitigen Ausgang entfallen, da zu jedem Zeitpunkt lückenlos Versorgungs energie zum Betrieb der angeschlossenen Busgeräte zur Verfügung gestellt werden kann.An adaptation of the circuit to low or high Signal frequencies are not necessary. Storage chokes and backup capacitors at the secondary output omitted, since there is a complete supply at all times energy to operate the connected bus devices Can be made available.

Das Senden von Daten vom Busgerät auf die Busleitung geschieht durch das Hervorrufen von sekundärseitigen Belastungsschwankungen mittels Schalttransistor T3 und Sendewiderstand RSende.Sending data from the bus device to the bus line happens by evoking secondary ones Load fluctuations using switching transistor T3 and send resistance RSend.

Dabei legt das Busgerät, je nach gewünschter Bitfolge, Sendespannungsimpulse an den Sendeanschluß SE, der auf die Basis von T3 führt. Dieser öffnet im Takt der Sende impulse und ruft Belastungsschwankungen hervor, welche durch den jeweiligen sich in Flußphase befindlichen Übertrager auf die Busleitung galvanisch getrennt über tragen werden und dort als Stromsignale zur Verfügung stehen. Depending on the desired bit sequence, the bus device Transmit voltage pulses to the transmit terminal SE on the base of T3 leads. This opens in time with the transmission impulses and causes fluctuations in load, which by the respective one in the river phase Transformer on the bus line galvanically isolated via will be worn and available there as current signals stand.

Auch hier ist die übertragbare Signalfrequenz unab hängig von der Einschaltfrequenz der Transistoren T1 und T2.The transmissible signal frequency is also independent here dependent on the switching frequency of the transistors T1 and T2.

Durch die Wahl zweier unterschiedlicher Signalträger (Spannung und Strom) ist ein gleichzeitiger bidirekti onaler und unabhängig voneinander wirkender Datenver kehr über das Schaltungsmodul möglich, d. h. die Bus geräte können Daten sowohl gleichzeitig senden als auch empfangen.By choosing two different signal carriers (Voltage and current) is a simultaneous bidirect onal and independent data processing return possible via the circuit module, d. H. the bus devices can both send and send data simultaneously receive.

Fig. 2 zeigt ein Einsatzbeispiel der Erfindung an einem Zweidrahtbussystem mit einem Busmaster und mehreren Slaves. Fig. 2 shows an application of the invention to a two-wire bus system with a bus master and several slaves.

Die Übertragungsmodule sind Schaltungsmodule nach Fig. 1 mit den entsprechenden Ein- und Ausgangsklemmen, an denen auf der einen Seite der Bus und auf der anderen Seite die Busgeräte 1 . . . 4 . . . n angeschlossen sind und als Slaves fungieren.The transmission modules are circuit modules according to FIG. 1 with the corresponding input and output terminals, on which on one side the bus and on the other side the bus devices 1. . . 4th . . n are connected and act as slaves.

Zweckmäßigerweise können die Übertragungsmodule auch in den Busgeräten mit integriert werden. Der zentrale Bus steuergerät in Form eines Busmasters enthält die Zentral einheit und die gesteuerte Busspannungsquelle, welche die Versorgungsspannung für die Busgeräte bereitstellt sowie in Steuerung von der Zentraleinheit Spannungs signale auf den Bus sendet. Die Busgeräte empfangen vom Busmaster Spannungssignale und senden an diesen Strom signale.The transmission modules can expediently also be in integrated into the bus devices. The central bus Control unit in the form of a bus master contains the central unit and the controlled bus voltage source, which provides the supply voltage for the bus devices as well as in control of the central unit voltage sends signals on the bus. The bus devices receive from Busmaster voltage signals and send to this current signals.

Zur Auskopplung der Stromsignale dient eine Stromsignal auskoppelschaltung, welche sehr niederohmig auszuführen ist, damit die Verluste gering bleiben.A current signal is used to decouple the current signals decoupling circuit, which is very low impedance is so that the losses remain small.

Dadurch, daß der Busmaster Stromsignale empfängt und Spannungssignale sendet und die Busgeräte Spannungs signale empfangen und Stromsignale senden, ist ein gleich zeitiger bidirektionaler Datenverkehr zwischen Busmaster und Geräten bzw. Slaves möglich. The fact that the bus master receives current signals and Sends voltage signals and the bus devices voltage Receiving signals and sending current signals is the same early bidirectional data traffic between bus master and devices or slaves possible.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Einsatzbeispiel der Erfindung an einem Zweidrahtbussystem mit zentraler Busspannungs quelle, das Multimasteranwendungen erlaubt. Fig. 3 shows a further application example of the invention on a two-wire bus system with a central bus voltage source, which allows multi-master applications.

Sämtliche an den Bus angeschlossenen Geräte senden Strom signale und empfangen Spannungssignale. Die Busgeräte können dabei Busmaster oder Slaves sein, es können mehrere Busmaster am Zweidrahtbus angeschlossen werden.All devices connected to the bus send electricity signals and receive voltage signals. The bus devices can be bus masters or slaves, there can be several Bus masters can be connected to the two-wire bus.

Die zentrale Busspannungsquelle liefert an alle Busgeräte die Versorgungsenergie über die Übertragungsmodule galvanisch getrennt.The central bus voltage source supplies all bus devices the supply energy via the transmission modules galvanically isolated.

Sendet ein Busgerät Daten über den Bus an andere Geräte, geschieht dies in Form von Stromsignalen. Da die Geräte jedoch nur Spannungssignale verstehen, werden die Strom signale im zentralen Busspeisegerät mit einer sehr nieder ohmigen Auskoppelschaltung ausgekoppelt.If a bus device sends data over the bus to other devices, this is done in the form of current signals. Because the devices however only understand voltage signals, the current signals in the central bus power supply with a very low ohmic decoupling circuit.

Diese ausgekoppelten Signale steuern die steuerbare Bus spannungsquelle aus deren Ergebnis Spannungssignale auf dem Bus entsprechend der Stromsignale entstehen und so mit eine Kummunikation der Geräte untereinander möglich ist. Durch die Möglichkeit des bidirektionalen Datenver kehrs über die Übertragermodule kann jedes Gerät sich beim Senden selber wieder auf dem Bus mithören und seine Sendedaten auf Richtigkeit überprüfen.These decoupled signals control the controllable bus voltage source from their result voltage signals the bus according to the current signals arise and so communication between the devices is possible is. Due to the possibility of bidirectional data processing Every device can switch over to the transformer modules listen in again on the bus when sending and check its transmission data for accuracy.

Dies ist z. B. bei solchen Bussystemen notwendig, die nach dem System der bitweisen Arbitration arbeiten.This is e.g. B. necessary in such bus systems, according to the system of bitwise arbitration.

Das potentialgetrennte Übertragen der auf einer Zweidraht busleitung anliegenden Gleichspannung und der darauf aufmodu lierten Spannungssignale an die Geräte des Bussystems erfolgt dadurch, daß die Primärwicklungen W11 und W21 der beiden induktiven Übertrager Ü1 und Ü2 durch die im Gegentakt aus einer Impulserzeugerschaltung IS, welche ihre Versorgungs spannung von der Busleitung bezieht, angesteuerte Schalt transistoren T1 und T2 jeweils abwechselnd an die beiden Busleitungen BL1 und BL2 geschalten werden und somit zu einer Zerhackung der anliegenden Busspannung UBus führen. The isolated transmission of the on a two-wire bus voltage and the voltage on it voltage signals to the devices of the bus system in that the primary windings W11 and W21 of the two inductive transformer Ü1 and Ü2 by the push-pull a pulse generator circuit IS, which their supply draws voltage from the bus line, controlled switching transistors T1 and T2 alternately to the two Bus lines BL1 and BL2 are switched and thus to one Chop the applied bus voltage UBus.

Die Anschlüsse der Sekundärwicklungen W12 und W22 werden über die Einweggleichrichterdioden D1 und D2 zusammen geklemmt, so daß die durch T1 und T2 und über Ü1 und Ü2 potentialgetrennt übertragenen zerhackten Spannungsteile wieder zusammengefügt werden und somit der Busspannungs verlauf an den Ausgangsklemmen K3 und K4 als UGerät gal vanisch getrennt gegenüber dem Zweidrahtbus abgegriffen werden kann. Das potentialgetrennte Einkoppeln von Daten signalen von den Geräten des Bussystems auf die Busleitung erfolgt durch das Hervorrufen von sekundärseitigen Bela stungsschwankungen mittels T3 und RSende, welches zu entsprechenden Stromsignalen auf der Busleitung führt. Durch die Wahl zweier unterschiedlicher Informations träger (Spannung und Strom) ist ein gleichzeitiger bidi rektionaler Datenverkehr über das Schaltungsmodul möglich.The connections of the secondary windings W12 and W22 are via the one-way rectifier diodes D1 and D2 together clamped so that through T1 and T2 and over Ü1 and Ü2 isolated chopped voltage parts be put together again and thus the bus voltage run at the output terminals K3 and K4 as U-device gal tapped separately from the two-wire bus can be. The isolated coupling of data signals from the devices of the bus system to the bus line is done by creating secondary-side Bela fluctuations in performance by means of T3 and RSend corresponding current signals on the bus line. By choosing two different pieces of information carrier (voltage and current) is a simultaneous bidi Rectional data traffic possible via the circuit module.

Claims

1. Arrangement for electrically isolated energy and data transmission over a two-wire line, characterized in that

- Isolated voltage signals are received via a circuit module and current signals, thus enabling data traffic to be transmitted in parallel, are transmitted and a simultaneous energy transfer takes place, wherein
the circuit module is clamped to the bus lines (BL1 and BL2) of a serial two-wire bus at the connection points (K1 and K2),
Primary windings (W11 and W21) are connected alternately, in push-pull and in duty cycle = 0.5, via controlled switching transistors (T1 and T2) on the bus lines (BL1 and BL2),
- The secondary windings (W12 and W22) are clamped in parallel via the unidirectional rectifier diodes (D1 and D2) and
- The chopped voltage parts transmitted electrically isolated by the controlled switching transistors (T1 and T2) and the transmitters (Ü1 and Ü2) are brought together again and are applied to the output terminals (K3 and K4).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the pulse generation circuit (IS) on the bus lines (BL1 and BL2) connected and between the switching transistors (T1 and T2) are arranged.

3. Arrangement according to claims 1 to 2, characterized net that the bus voltage curve at the output terminals (K3 and K4) galvanically isolated as a U device, compared to the Two-wire bus can be tapped.

4. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that between the lines to the output terminals (K3 and K4) a transmission resistor (R transmission) and a transmission connection (SE) having switching transistor (T3) are arranged.

5. Arrangement according to claims 1 to 4, characterized net that the isolated coupling of data signals from the devices of the bus system to the bus line through the Causing fluctuations in the load on the secondary side by means of the switching transistor (T3) and the transmission resistor (R transmission) takes place, with corresponding current signals on the Bus line are caused.

6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that transmission modules designed as circuit modules (1 to n) between the bus devices acting as slaves (1 to n) and the two-wire bus line, at the input and output terminals (K11-K14; K21-K24; K31-K34; K41-K44) are clamped, arranged.

7. Arrangement according to claims 1 to 6, characterized in that the bus devices (1 to 4) alternatively as slaves or Master executed or switched.

8. Arrangement according to claims 6 and 7, characterized indicates that those working as slaves or masters Bus devices (1 to n) of a central bus voltage source, which voltage signals depend on current signals generated a bus line are assigned.