CN102822930B - 用于电气电路监控的装置、用于为负载供电的电路装置和用于运行电路装置的方法 - Google Patents

Abstract

提出一种用于对包含至少一个电负载（18）的负载电路进行电气电路监控的装置，其中两个电源电压接头（11，12）经过各具有一个开关（19，20）的电流路径与两个负载接头（16，17）相连接。附加电压源（22）的电位借助另外的开关（24）被施加在负载接头（16，17）之一上。控制装置用来断开电流路径（14，15）中的两个开关（19，20）和用来在检查间隔期间闭合另外的开关（24）。信号装置用来在识别出高于预先给定或能预先给定电流的电流通过另外的开关（24）时生成故障信号。本发明还涉及一种用于为负载供电的电路装置和一种用于运行电路装置的方法。

Description

用于电气电路监控的装置、用于为负载供电的电路装置和用于运行电路装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对包含至少一个电负载的负载电路进行电气电路监控的装置，其中两个电源电压接头经过各具有一个开关的电流路径与两个负载接头相连接。本发明还涉及一种用于为负载供电的电路装置和一种用于运行电路装置的方法。

背景技术

从DE 102008018244 B3中规定了一种用于识别功率桥式电路中的故障的装置，该功率桥式电路具有负载、在其中在负载的高边接头与电源电压的高电位的电源接头之间布置高边功率开关的高边分支、和在其中在负载的低边接头与电源电压的低电位的电源接头之间布置低边功率开关的低边分支，其中设置与负载和诊断电压的高电位的诊断接头相连接的第一连接的电流源、和与负载和诊断电压的低电位的诊断接头相连接的第二连接的电流源、以及用于操控第一连接的电流源和第二连接的电流源的控制设备，并且其中控制设备被构造为使得其在断开的高边功率开关和断开的低边功率开关情况下接通连接的电流源中的一个，同时关断连接的电流源中的另一个，以便随后关断连接的电流源中的一个并且接通连接的电流源中的另一个，并且当接通了连接的电流源中的一个和关断了连接的电流源中的另一个时，以及当关断了连接的电流源中的一个和接通了连接的电流源中的另一个时，用于检验负载上的电压的检验设备被激活。

另一已知的装置例如用作为安全断开系统，以便当识别了例如引起故障电流的横向短接的故障情况或失灵时，将尤其是富含能量的设备部件去激活。在这种情况下，尤其是断开电流或电源电压和/或生成故障报告和/或故障显示。可以单通道或双通道地进行负载的分离。

例如从WO 02/095282 A1中已知这样的安全断开系统。为了确保半导体开关元件在危险情况下也真的能够断开安全电路，以公知方式重复地短时断开这些安全电路，并且监控对于检测电路的作用。这通过观察在所连接侧上的电压来实现。自适应地在明确检测到断开脉冲之后进行负载的重新接通。但是这伴随着带来以下的缺点，即该断开脉冲可能变得如此长，以至于断开的反应对于负载来说可能是重要的并且因此有时也可能是功能有害的。因此以公知的方式也实现了一种平行的第二开关路径，该开关路径在检查脉冲的时刻承担了负载的已中断的供电。但是这意味着提高的花费。

如果电容处于所观察的信号和另一个电位之间，该电容于是在开关断开期间给负载馈电，并且在观察时段中没有发生足够的电压变化。即使当不存在通向外部电位的短接时，短的关断脉冲也导致错误地诊断到不期望的短接。长的关断脉冲虽然有时对存在的电容再充电，以至于得出足够大的电压变化，但是这然后也对于负载是重要的，并可能导致功能干扰。

另一种将反相的小信号调制到输出电压上并且观察该小信号的振幅和相位的已知方法虽然回避了暂时关断负载的问题并且由此回避了足够的电压变化对于负载功能的影响，却在小信号衰减的情况下由于负载本身的电容而受损。

例如如果通向负载的正引线具有通向在安全开关之前的固有电源的短路或通向另一个与电位有关的正电源的短路，或如果通向负载的负引线具有到安全开关之前的固有电源的参考电位上的短路，则存在着引起故障电流的横向短接。这尤其是在其参考电位具有通向地电位（FE或PE）的连接的系统（所谓的PELV系统）中可以观察到。这种短接可以通过在所连接负载中的磨损的线路或构件故障以及通过接触的小零件或可观的污染来引起。

在接通的运行中，没有特别的措施不能识别通向外部电位的这种横向短接，因为开关状态可以既由可靠地可断开的电源也由接触的外部电位来决定。

根据以上所描述的现有技术只能不充分地解决这些问题，或必须用如此长的断开间隔来工作，以至于可能损害或损害了负载的功能性。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于电气电路监控的装置以及一种用于为负载供电的电路装置和一种用于运行电路装置的方法，通过它们可以识别装置或电路装置中的不允许的横向电流。

该任务根据第一方面通过具有权利要求1的特征的装置来解决。

本发明装置以有利的方式如下地避免现有技术的所述缺点，即负责短时对称地相对于围绕所述装置的电位来提高或降低负荷回路的电位。如果电气横向短接处于负荷回路的两个线路之一和环境的首先相同或类似的电位之间，则电位提高或下降导致通过横向短接的电流。于是可以以简单的方式检测到该电流。如果电容平行于可能的不期望的横向短接，则电位改变同样导致由于再充电引起的暂时电流，从而也对于该情况本发明装置形成了一种有利的解决方案。为了不让这流入到测量结果中，可以非常低欧姆地实施电位改变，使得在检查间隔的末尾对相对于地电位的可能的电容进行再充电，并且（只要存在横向短接）仅仅出现静态电流。通过本发明装置，可以实现和/或达到与现有技术相比较尤其是显著较短的检查间隔或检查脉冲，使得所连接的负荷没有经受电源电压的变化，这导致所连接的负荷或所连接的负载在其功能上不受损害。

通过在从属权利要求中所列举的措施，在权利要求1中所说明的装置的有利的改进方案和改善方案是可能的。

控制装置和/或信号装置合宜地具有至少一个微控制器或被构造为微控制器。尤其是当装置以有利的方式构造为连接在电源电压和至少一个负载之间的电气设备时，这实现了紧凑的结构方式。

为了采集在另外的开关的电路中的电流，合宜地设置与分析设备相连接的电流采集装置。该电流采集装置以有利的方式具有在另外的开关的电路中的电流测量电阻，尤其是非常低欧姆的电流测量电阻。可以以有利的方式经过测量放大器来采集在该电流测量电阻上的电压降。

分析设备以有利的方式与控制装置和/或信号装置相连接，或集成在所述控制装置和/或信号装置中。在此特别有利的是将控制装置、以及信号装置和分析设备构造在微控制器中。

通过以下方式还可以更有效地防止在检查间隔期间的所连接负载的功能干扰，即经过在分离电源电压期间用作为缓冲器的电容器将两个负载接头互相连接。补充于或替代于电容器地，也可以在两个负载接头之间布置另一种类的电储能器，例如蓄电池或电池组。

检查间隔可以以有利的方式具有不妨碍或仅不显著地妨碍负载运行的短的持续时间。

为了装置的外部控制或为了传送附加的控制功能，控制和/或信号装置以有利的方式与外部的监控或控制设备经过总线系统或无线地相连接。这也实现了反馈，例如诊断通知或故障报告，其中也可以实现装置中的微控制器的重新编程或参数改变。

控制设备合宜地也具有用于在识别出故障或超出极限值时断开电流路径中的两个开关的断开装置，使得尤其是也可以将所述装置用在安全性关键的应用中，例如也与气动驱动装置相结合地应用。

本发明的任务根据具有权利要求11的特征的第二方面来解决。在此，用于给负载供应电能的电路装置具有至少两个电流路径，这些电流路径分别在用于将电能馈入电路装置中的所分配的电源接头和用于向负载提供电能的负载接头之间延伸，其中给这些电流路径分配诊断设备，该诊断设备被构造用于确定和处理至少一个电特征值，以便确定电路装置的失灵。根据本发明规定，诊断设备包括调节装置，该调节装置被构造用于可变地调节在所分配的负载接头上的电位水平和用于提供在负载接头之间的可预先给定的电位差。借助调节装置因此可以进行在负载接头上所提供的电位的优选同步的移动。因此在负载接头上施加了虽然时间上可变化的电位，却可以如此调节这些电位，使得在任何时刻给负载提供符合需求的、可预先给定的电位差或电压。因此可以借助诊断设备对于尤其是电流和/或电压的在电路装置中占优势的电特性施加间接的影响。通过观察由诊断设备所确定的、与改变的电特性有关的特征值，可以推断出电路装置的正确功能或可能的失灵。特别有利的是，借助电路装置也可以随同检验负载的电气连接装置。所述连接装置例如可以是经受了机械磨损并可能导致可由电路装置识别出的不期望的横向短接的电缆。电路装置尤其是也包括通向负载的连接装置并且有时也包括作为这种连接装置的消耗。借助诊断设备同样可以识别电路装置之内的故障，例如在电路装置的电气和/或电子部件之间的泄漏电流。

合宜的是，调节装置被构造用于替代地调节在分别所分配的负载接头上的两个、尤其是恰好两个不同的电位水平。如果在第一电位水平和第二电位水平之间的仅一次转接就足以实施电路装置的所期望的诊断，则可以简单和成本有利地保持诊断设备的电气构造。因此特别优选地，调节设备被构造用于调节在负载接头上的恰好两个不同的电位水平。

在本发明的一种改进方案中规定，调节设备被构造为使得在负载接头上提供在负载接头之间的与可变化的电位水平无关的、尤其是恒定的电位差。因此与电路装置的运行状态和在此在电路装置中占优势的电特性无关地，优选在其运行的任何时刻，始终给负载施加可预先给定的、尤其是恒定的电能流。负载的功能因此优选不受在电路装置中要进行的检查间隔的影响。

诊断设备优选被构造为使得在进行电路设备的检验的检查间隔期间，确保负载的无中断的和/或电压恒定的供电。如果将电路装置例如用于具有微小电惯性和/或对于电源中的波动高度敏感的电气或电子组件的供电，则有利的是，无中断地和/或以恒定的电压提供由电路装置所提供的电能。例如，所述负载可以是能够以在1000 赫兹或更大的范围中的开关频率运行的液电快速开关阀，从而这种负载在少于1微秒范围中的电源扰动已经可以触发不期望的开关过程。

在本发明的另外的扩展方案中规定，在电源接头和负载接头之间延伸的至少一个电流路径中接入（einschleifen）可由诊断设备切换的电压级元件作为调节装置，该电压级元件被构造用于在电路装置的可预先给定的运行状态下在负载接头上的所定义的电位移动。电压级元件用来调节、尤其是转换在第一和至少一个第二电位水平之间的相应电流路径中的电位。电压级元件例如可以包括两个平行布置的、借助相应的开关设备选择性地可接通到电流路径中的电气或电子器件。这些器件例如在其电阻和/或在器件中出现的电压降和/或另一电特性方面有区别，并且因此在转换时、尤其是在电路装置中的否则不改变的运行条件下确保在所分配的负载接头上的两个不同的电位水平。替代地可以规定，确保所期望的电位变化的电气或电子器件被布置在电流路径中并且可以借助可切换的电流路径段被暂时跨接。

有利的是，将电压级元件构造为二极管和可由诊断设备操控的开关装置的并联电路。因此可以达到在负载接头上的电位水平的特别精细的改变。二极管永久地接入到电流路径中并且至少在宽的间隔内对于在电流路径中流动的电流提供与电流无关的电压降。该电压降将施加在电源接头上的和向负载接头提供的电位降低了一个可精细地预先给定的值。因此在开关装置未跨接二极管的第一运行情况下，在所分配的负载接头上提供降低了二极管中的电压降、尤其是降低了齐纳电压的电位。与此相反地，在开关装置跨接二极管的第二运行情况下，在所分配的负载接头上提供不改变的电位。只要电流路径中的至少两个装备了这样的电压级元件，在相应的开关装置反同步地操作时就达到了所期望的电位移动，使得始终用接入的二极管运行一个电流路径并且用跨接的二极管运行另一个电流路径。在接入到电流路径中的电压级元件的优选相同的扩展方案中，在维持电位差时可以确保所期望的电位移动。

为此合宜的是，将设断设备构造为执行检查间隔以交替地激活装备了电压级元件的电流路径中的开关设备，以便在负载接头之间的电位差恒定时在负载接头上提供可预先给定的电位水平。相应电压级元件的可交替的转换可以被设置为使得同步或同时操控所分配的开关装置。在本发明的一种改进方案中可以规定，分别首先操控那个分配给电位下降在其中起作用的电流路径的开关装置，以便由此通过容忍电位差的短时放大来确保在负载接头上不会例如由于开关装置的不同的反应时间而导致电位差的下降。

优选规定了，诊断设备被构造用于在交替地激活开关装置时调节的电特征值之间的求差，以便实现电路装置的功能状态的评价。电路装置的诊断基于以下的思考，即尤其是当在电路装置本身中出现了例如应归因于寄生电容的损耗时，在电路装置中占优势的电特性在恒定的电位差时在负载接头上的电位水平改变时发生变化。只要这些损耗超出了可预先给定的阈值，就必须从电路装置的失灵出发，该失灵可以由诊断设备查明，并且导致报警信号的触发，该报警信号例如引起有针对性地断开连接到电路装置上的负载。

在本发明的另一种实施方式中规定，在两个电流路径中分别布置了一个开关，设置附加的电压源，该附加的电压源的电位可借助另外的开关被施加在负载接头之一上，诊断设备被构造用于断开电流路径中的两个开关和在检查间隔期间闭合另外的开关，并且诊断设备包括信号装置，该信号装置用于在识别出高于预先给定或可预先给定电流的电流通过另外的开关时生成故障信号。通过断开电流路径中的两个开关和闭合另外的开关，借助附加的电压源来负责短时对称地相对于围绕该电压源的电位来提高或降低在负载接头上的和因此负荷电路的电位。如果电气横向短接处于负荷回路的两个线路之一和环境的首先相同或类似的电位之间，则电位提高或电位下降导致通过横向短接的电流。于是可以以简单的方式检测该电流。如果电容平行于可能的不期望的横向短接，则电位改变同样导致由于再充电引起的暂时电流，从而本发明装置也对于该情况形成一种有利的解决方案。为了不让这流入测量结果，可以非常低欧姆地实施电位改变，使得在检查间隔末尾对于地电位的可能电容再充电，并且（只要存在着横向短接）仅仅出现静态电流。通过本发明装置，可以实现和/或达到与现有技术相比较尤其是显著较短的检查间隔或检查脉冲，使得所连接的负荷不经历电源电压的变化，这导致了所连接的负荷或所连接的负载在其功能上不受损害。

在该实施方式的一种改进方案中规定，与诊断设备相连接的电流采集装置布置在另外的开关的电路中。电流采集装置用来采集横向电流，这些横向电流在有故障的电路装置中由于在负载接头上的电位差恒定时的电位水平的根据本发明的移动而可能出现。

在本发明的该实施方式的另外的扩展方案中，电流采集装置具有在另外的开关的电路中的电流测量电阻。

在该实施方式中，两个负载接头优选经过电容器互相连接。电容器在检查间隔期间缓冲了用于负载的电源电压并且在检查间隔之外被施加了与负载相同的电位差，并且因此为了下一个检查间隔被充电。

在该实施方式的一种改进方案中规定，诊断设备与外部的监控或控制设备经过总线系统或无线地相连接。

有利的是，诊断设备包括用于在识别出故障或超出极限值时断开两个电流路径的断开装置。因此，只要在电路装置中从横向电流方面检测到失灵，就可将与电路装置相连接的负载可靠地引入无电流和/或无电压的状态下。

根据本发明的另一方面，也通过用于运行给负载供应电能的电路装置的方法来解决所述任务，其中电路装置包括用于确定电路装置的功能状态的诊断设备，所述方法具有以下步骤：提供在电路装置的分配给负载的负载接头上的可预先给定的电位差，借助诊断设备确定电路装置的电特征值的第一数值，在维持电位差时同步移动在负载接头上的电位，使得确保负载的无中断和恒定的供电，确定电路装置的电特征值的第二数值，并且借助诊断设备计算出在第一和第二数值之间的差值作为失灵的指示器，将所计算的差值与可预先给定的阈值进行比较，在由所计算的差值超出能预先给定的阈值时提供故障报告。在本发明的第一实施方式中——其中在电路装置中设置可切换的电压源以便确定可能的横向短接，可以舍弃确定电特征值的第一数值，因为在该电路装置的第一运行状态下不发生经过电流采集设备的电流，从而电特征值的数值为零。如果在本发明的该实施方式中在第一运行状态下发生对电特征值的确定，则可将这利用于检验分配给电压源的开关的功能。在本发明的在两个电流路径中分别布置了电压级元件的第二实施方式中，分别对于不确定的电位水平进行两个电特征值的确定，其中这对于测量结果的准确性是不重要的，因为只有两个所确定的特征值之间的差值是决定性的。

附图说明

在附图中示出和在以下的说明书中详细阐述本发明的有利实施例。

图1示出本发明第一实施例的电路图，

图2示出本发明第二实施例的轻微修改的电路图，和

图3示出本发明第三实施例的另外的电路图。

具体实施方式

在图1中所示出的第一实施例中，用于电气电路监控或用于安全断开的装置10在有故障的横向短接时经过两个电源电压接头11，12在电压源13侧供应电源电压。电源电压接头11，12经过两个电流路径14，15与负载（在实施例中为负载18）可连接在其上的两个负载接头16，17相连接。为了中断电流路径14，15，这些电流路径分别具有电气开关19，20，其中这些开关19，20可由电子控制设备21来控制。该电子控制设备21可以是微控制器，或控制设备21包含一个或多个微控制器。电气开关19，20可以构成为半导体开关或构成为继电器。

附加的电压源22与电流测量电阻23和另外的电气开关24一起形成了跨接电气开关20、也就是连接在负的电源电压接头12和负的负载接头17之间的串联电路。该另外的电气开关24同样由电子控制设备21来控制或开关，并可以同样构成为半导体开关或继电器。与电流测量电阻23一起形成电流采集设备25的测量放大器26在输出侧与电子控制设备21的具有A/D转换器27的测量输入端相连接。该A/D转换器27当然也可以构成为单独的结构单元。

电子控制设备21可以经过其上连接有总线系统29的总线接口28与外部的监控或控制设备30进行通信，尤其是输出故障报告或状态报告和/或接收外部的控制信号、参数化信号或编程信号。原则上也可以无线地——例如经过无线电、蓝牙或光学、磁性、感应等等——进行这种通信。

两个负载接头16，17经过用作为缓冲电容器的电容器33互相连接。

作为实施例来说明的装置用来检测跨接开关19和/或开关20的可能的有故障的短接或横向短接31，32。这些横向短接31，32象征性地分别由与电阻并联的电容器来象征性地表示。

电子控制设备21为了检测而以规则的或不规则的时间间隔生成很短的检查信号，通过这些检查信号在相应短的检查间隔期间断开两个开关19，20和闭合开关24。因此将附加电压源22的电位经过电流测量电阻23施加到负载接头17上。负载18的总电位因此改变了附加电压源22的电压的数值。如果现在存在跨接开关20的欧姆横向短接32或跨接开关19的欧姆横向短接31，则这导致经过电流测量电阻23的静态电流，该电流通过测量放大器26放大地经过A/D转换器27被通知给控制设备21。可能存在的电容、也就是横向短接电容在开关瞬间同样导致再充电电流，然而这些再充电电流在电流测量电阻23和电压源22的相应低欧姆的设计时在检查间隔结束之前就衰减了。在本实施例中，检查间隔或检查信号可以显著低于100毫秒，这尤其是在电容器33的相应设计时导致在负载18上不出现值得一提的电压扰动。没有电容器33，相应的设计也是可能的。

通过电流测量电阻23的电流在检查间隔期间一次或多次地被测量并且表现为经过控制设备21中的A/D转换器27的数字信号。该控制设备21根据所采集的电流值或所采集的信号特性做出是否存在着短接或横向短接的判断。于是从最大允许的极限值开始检测到有故障的横向短接，随即控制设备21重新断开两个开关19，20，直至排除了故障为止。由此可靠地断开了负载18。附加地可以存储和/或经过外部监控或控制设备30的检查系统29通知相应的故障信号。如果没有识别到有故障的横向短接，则在检查间隔的末尾，重新闭合开关19，20和断开开关24。

在检查间隔期间电位的根据本发明的提高或下降可靠地导致通过电流测量电阻23的电流，即使当不期望的横向短接导致同样高的电位时也是如此。电位提高经过其电流在短的检查间隔期间被观察到的唯一路径来进行。

图2中所示出的第二实施例在构造上和在功能上基本上对应于第一实施例，从而相同的和作用相同的构件或组件配备了同样的附图标记，并不再加以说明。与第一实施例的唯一区别在于，附加电压源22与电流测量电阻23和另外的开关24的串联电路不再跨接开关20，而是连接在负的电源电压接头11和正的负载接头12 之间。作用方式保持相同。

在图3中所示出的第三实施例在功能上可与在图1和2中所示出的实施例进行互换，并且同样具有用于与电压源13相连接的两个电源电压接头11，12和与负载18相连接的两个负载接头16，17。图3中所示出的电路装置40的若干另外的组成部分具有与根据图1和2的实施例类似的或同样的构造，但是由于可理解性的原因配备了不同的附图标记。电路装置40包括其上连接有电流采集装置42的控制设备41。

电流采集装置42包括优选的测量电阻43，该测量电阻43接入到在电源接头12和负载接头17之间构造的电流路径44中。给测量电阻43分配测量放大器45，该测量放大器45被构造用于确定在测量电阻43上的电压降，并且该测量放大器45同样属于电流采集装置42。借助由测量放大器45所确定的电压降，可以推断出通过优选低欧姆地和因此损耗少地构造的测量电阻43的电流。测量放大器45与示例性地布置在控制设备41中的模数转换器46相耦合，该模数转换器46对所确定电压值的由测量放大器45提供的模拟信号进行数字化。在控制设备41中，以下面详细说明的方式进一步处理数字化的测量信号。

控制设备41经过控制线路47至50与示例性地成对接入到电流路径44和55中的开关装置51至54相连接。开关装置51至54例如可构造为继电器或构造为电子（半导体）开关，并且通过由控制设备41经过控制线路47至50提供相应的开关信号在释放位置与阻断位置之间转换。开关装置51和52分别被构造用于跨接在相应的电流路径44，55中在阻断方向上接入的二极管56，57。由开关装置51和二极管56或开关装置52和二极管57所组成的相应的组合分别形成电压级元件58，59，该电压级元件58，59 被构造用于在相应电流路径44，55中的可切换的和至少基本上与电路装置40的运行状态（尤其是在电路装置40中的电流方面）无关的电位改变。

电压级元件58，59由控制设备41优选反同步地操控，使得两个二极管56，57中的每一个由所分配的开关装置51或52电跨接。正如也在根据图1和2的实施例中那样，开关装置53，54被设置用于将负载18与电源接头11，12上的电源电压分离。以与根据图1和2的实施例相同的方式，尤其是包括控制设备41、电流采集设备42以及电压级元件58，59的诊断设备用来检测在电路装置40中的不期望的横向短接61，62。

在图3中所示出的实施例中，对于电路装置40中的横向短接的检测设置以下的方式。经过电路装置40给负载18供应由电压源13所提供的电能。为了始终确保在两个负载接头16，17之间的恒定的电位差，由控制设备41分别反同步地操控两个电压级元件58，59。在此示例性地设置，两个开关装置51，52中的其中一个处于闭合位置中，在该闭合位置中分别分配的二极管56，57被跨接，而开关设备51，52中的其中另一个处于断开位置中。因此在两个电流路径44，45中的其中一个中发生通过二极管56，57的电流，而在其中另一个电流路径中发生在二极管56，57旁通过闭合的开关装置51，52的电流。

因此在电流流过二极管56，57的那个电流路径44，55中发生了电位降低了在相应二极管56，57的P-N结上的损耗电压，而在其中另一个电流路径44，55中由于所分配的开关装置51，52的微小电阻而不存在和仅存在微小的和因此不显著的电位变化。

因此在电路装置40的第一运行状态下得出电流路径55中和因此负载接头17上的电位下降，其中在所述第一运行状态下示例性地二极管56由于开关装置51闭合而被跨接，而二极管57在其导通方向上由电流流过。在本发明的没有示出的实施形式中，在电流路径中分别在阻断方向上布置有二极管，使得代替在P-N结上的损耗电压，二极管的齐纳电压分别导致电位的降低。

在两个开关装置51和52的优选同时进行的反同步的操控之后，在第二运行状态下得出在负载接头16上的电位下降，因为在该运行状态下，二极管57由于开关设备52闭合而被跨接，而二极管56与其阻断方向相反地由电流流过。

由于在两个运行状态下具有相同电位差的两个负载接头16和17上的电位水平的移动，只要存在着寄生电容或其他横向短接61，62，就在电路装置40中出现不同的电流值。

可以由电流采集设备42确定和在控制设备41中处理这些不同的电流值。在该处理时，优选进行在第一运行状态下所确定的第一电流值和在第二运行状态下所确定的第二电流值之间的求差，其中将两个电流值的差值用作为可能存在的横向短接的度量。根据可预先给定的极限值，只要两个电流值的所确定的差值超出了该极限值，控制设备41就可以输出报警信号。该报警信号例如可以转发给控制设备30，以便该控制设备30经过没有详细示出的总线系统进行与没有示出的机器控制装置的通信。补充地或替代地，在超出极限值时，可以通过由控制设备41促使两个开关装置53，54断开来设置负载18在负载接头16，17上与电源分离。

除了检测横向短接61，62，也可以以检验两个开关53和54的功能的方式来运行电路装置40。为此短时地、尤其是在毫秒范围内断开两个开关53或54中的其中一个，以便由此借助经过电流采集设备42的在此情况下调节的电流来检查，是否尽管至少理论上中断了通向负载18的连接还有电流流动。只要是这种情况，则可以至少得出以下结论，即所断开的开关53或54可能具有失灵并且有可能没有完全断开。

在实施例中所说明的装置10，40合宜地构成为紧凑的电气设备，该电气设备连接在电源电压接头11，12和负载接头16，17之间或连接在电压源13和至少一个负载18之间。该设备可以安置在小的紧凑的壳体中。

Claims (26)

1.用于对包含至少一个电负载（18）的负载电路进行电气电路监控的装置，其中两个电源电压接头（11，12）经过各具有一个开关（19，20）的电流路径（14，15）与其上连接或能连接至少一个负载（18）的两个负载接头（16，17）相连接，所述装置具有其电位能借助另外的开关（24）施加在负载接头（16，17）之一上的附加电源（22），具有用于断开电流路径（14，15）中的两个开关（19，20）和在检查间隔期间闭合另外的开关（24）的控制设备（21），并且具有信号装置，该信号装置用于在识别出高于预先给定或能预先给定电流的电流通过另外的开关（24）时生成故障信号。

2.按照权利要求1的装置，其特征在于，控制设备（21）和/或信号装置具有至少一个微控制器或被构造为微控制器。

3.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，与分析设备相连接的电流采集装置（25）布置在另外的开关（24）的电路中。

4.按照权利要求3的装置，其特征在于，电流采集装置（25）具有在另外的电气开关（24）的电路中的电流测量电阻（23）。

5.按照权利要求3的装置，其特征在于，所述分析设备与控制装置（21）和/或信号装置相连接或集成在所述控制装置（21）和/或信号装置中。

6.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，两个负载接头（16，17）经过电容器（33）互相连接。

7.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，检查间隔具有不损害负载（18）的运行的短的持续时间。

8.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，控制装置（21）和/或信号装置与外部的监控或控制设备（30）经过总线系统（29）或无线地相连接。

9.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，控制装置（21）具有用于在识别出故障或超出极限值时断开电流路径（14，15）中的两个开关（19，20）的断开装置。

10.按照权利要求1或2的装置，其特征在于，所述装置被构造为连接在电源电压（13）和至少一个负载（18）之间的电气设备。

11.用于给负载（18）供应电能的电路装置，具有至少两个电流路径（14，15；44，55），所述电流路径（14，15；44，55）分别在所分配的用于将电能馈送到电路装置（10；40）中的电源接头（11，12）与用于向负载（18）提供电能的负载接头（16，17）之间延伸，其中给电流路径（14，15；44，55）分配诊断设备（21，22，25；41，42，58，59），所述诊断设备（21，22，25；41，42，58，59）被构造用于确定和处理至少一个电特征值，以便确定电路装置（10；40）的失灵，其特征在于，所述诊断设备（21，22，25；41，42，58，59）包括调节装置（19，20，22，24；58，59），所述调节装置（19，20，22，24；58，59）被构造用于可变化地调节在所分配的负载接头（16，17）上的电位水平和用于提供在负载接头（16，17）之间的能预先给定的电位差。

12.按照权利要求11的电路装置，其特征在于，调节装置（19，20，22，24，33；58，59）被构造用于替代地调节在分别分配的负载接头（16，17）上的两个不同的电位水平。

13.按照权利要求11或12的电路装置，其特征在于，调节装置（19，20，22，24，33；58，59）被构造为使得在负载接头（16，17）上提供负载接头（16，17）之间的与可变化的电位水平无关的电位差。

14.按照权利要求13的电路装置，其特征在于，所述电位差是恒定的。

15.按照权利要求11或12的电路装置，其特征在于，诊断设备（21，22，25；41，42，58，59）被构造为使得在对电路设备（10；40）进行检验的检查间隔期间，确保负载（18）的无中断的和/或电压恒定的电能供应。

16.按照权利要求11或12的电路装置，其特征在于，在至少一个在电源接头（11，12）和负载接头（16，17）之间延伸的电流路径（14，15；44，55）中，接入能由诊断设备（21，22，25；41，42，58，59）开关的电压级元件（22，24；58，59）作为调节装置，该电压级元件（22，24；58，59）被构造用于在电路装置（10；40）的能预先给定的运行状态下的在负载接头（16，17）上所定义的电位移动。

17.按照权利要求16的电路装置，其特征在于，电压级元件（22，24；58，59）被构造为二极管（56，57）和能由诊断设备（41，42，58，59）操控的开关装置（53，54）的并联电路。

18.按照权利要求17的电路装置，其特征在于，诊断设备（41，42，58，59）被构造用于实施检查间隔以交替地激活装备有电压级元件（58，59）的电流路径（44，55）中的开关装置（51，52），以便在负载接头（16，17）之间的电位差恒定时提供能在负载接头（16，17）上预先给定的电位水平。

19.按照权利要求11或12的电路装置，其特征在于，诊断设备（41，42，58，59）被构造用于在交替地激活开关装置（51，52）时调节的电特征值之间求差，以便实现对电路装置（40）的功能状态的评价。

20.按照权利要求11或12的电路装置，其特征在于，在两个电流路径（14，15）中分别布置开关（19，20），设置其电位能借助另外的开关（24）施加在负载接头（16，17）之一上的附加电压源（22），诊断设备（21，22，25）被构造用于断开电流路径（14，15）中的两个开关（19，20）和在检查间隔期间闭合另外的开关（24），并且诊断设备（21，22，25）包括信号装置，该信号装置用于在识别出高于预先给定或能预先给定电流的电流通过另外的开关（24）时生成故障信号。

21.按照权利要求20的装置，其特征在于，与诊断设备（21，22，25）相连接的电流采集装置（25）布置在另外的开关（24）的电路中。

22.按照权利要求21的装置，其特征在于，电流采集装置（25）具有在另外的开关（24）的电路中的电流测量电阻（23）。

23.按照权利要求20的装置，其特征在于，两个负载接头（16，17）经过电容器（33）互相连接。

24.按照权利要求11或12的装置，其特征在于，诊断设备（21，22，25；41，42，58，59）与外部的监控或控制设备（30）经过总线系统（29）或无线地相连接。

25.按照权利要求11或12的装置，其特征在于，诊断设备（21，22，25；41，42，58，59）包括用于在识别出故障或超出极限值时断开两个电流路径（14，15；44，55）的断开装置（19，20；53，54）。

26.用于运行给负载（18）供应电能的电路装置（10；40）的方法，其中电路装置（10；40）包括用于确定电路装置（10；40）的功能状态的诊断设备（21，22，25；41，42，58，59），所述方法具有以下步骤：提供在电路装置（10；40）的分配给负载（18）的负载接头（16，17）上的能预先给定的电位差，借助诊断设备（21，22，25；41，42，58，59）确定电路装置（10；40）的电特征值的第一数值，在维持电位差时同步移动在负载接头（16，17）上的电位，使得确保负载（18）的无中断和恒定的供电，确定电路装置（10；40）的电特征值的第二数值，并且借助诊断设备（21，22，25；41，42，58，59）计算出在第一和第二数值之间的差值作为失灵的指示器，将所计算的差值与能预先给定的阈值进行比较，在由所计算的差值超出能预先给定的阈值时提供故障报告。