CN112582985A - 电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电子设备。一种用于供电线路上的串联连接的电子设备,其中,该电子设备包括多个开关,该多个开关至少包括第一开关、第二开关和第三开关。该电子设备还包括控制单元,该控制单元被配置成执行以下步骤:在设备在第一模式工作期间,操作错误检测装置;响应于电子设备在第一模式工作期间错误检测装置检测到错误供电状态,使电子设备在第二模式工作;在电子设备在第二模式工作期间,操作错误检测装置以便确定错误位置,该错误位置与电子设备在第一模式工作期间由错误检测装置检测到的错误供电状态相关联。

Description

电子设备
技术领域
本公开涉及用于供电线路上的串联连接的电子设备。
背景技术
与并联连接相比,单个供电线路上的多个电子设备的串联连接节省了线束。可以被配置成电轨(rail)的供电线路通常具有连接至该供电线路两端的两个或更多个电源(例如,电池),其中,两端中的一端可以用于主电源,并且另一端可以用于备用电源。与星形或环形拓扑相比,该拓扑的优点是其固有的简单性。另外,由于减少的线缆长度,所以可以实现成本降低。
单电轨供电拓扑的一个固有缺陷是在错误供电状态(尤其是短路)的情况下的相互干扰。由于通常利用保险丝来保护设备和电源,所以将多次检测到短路电流,其中,可能触发多个保险丝,并因此可能使电轨在一个或更多个位置处中断,直到电流流动停止为止。在这种情况下,电轨被中断,并且设备与任何电源分离。为了继续工作,需要重新启动策略,尤其对于不直接连接至电源中的一个电源的那些设备而言,这是一个挑战。
因此,需要提供一种用于供电线路上的串联连接的改进后的电子设备。
发明内容
本公开提供了电子设备、系统和方法。在说明书和附图中给出了实施方式。
在一个方面,本公开旨在一种用于供电线路上的串联连接的电子设备,所述电子设备包括:多个开关,所述多个开关至少包括第一开关、第二开关和第三开关,所述开关中的各个开关具有第一端子、第二端子和控制端子,其中,所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的所述第一端子连接至所述设备的公共节点,其中,所述第一开关和所述第二开关的所述第二端子分别被配置成连接至所述供电线路的第一部分和第二部分,使得如果所述第一部分和所述第二部分分别连接至所述第一开关和所述第二开关的所述第二端子,则所述供电线路经由所述公共节点延伸通过所述设备,其中,所述第三开关的所述第二端子连接至负载;控制单元,所述控制单元被配置成通过对所述多个开关的所述控制端子进行控制来将所述多个开关的开关状态设置成断开状态或闭合状态,其中,所述多个开关中的相应开关的所述第一端子和所述第二端子在所述闭合状态下彼此连接,并且在所述断开状态下彼此分离。
所述设备还包括错误检测装置,所述错误检测装置用于检测所述公共节点处的错误供电状态,其中,所述控制单元还被配置成,使所述设备在第一模式或至少第二模式工作,其中,如果所述设备在所述第一模式工作,则所述控制单元根据第一样式设置所述多个开关的所述开关状态,其中,如果所述设备在所述第二模式工作,则所述控制单元根据第二样式设置所述多个开关的所述开关状态。
所述控制单元还被配置成执行以下步骤:在所述设备在所述第一模式工作期间,操作所述错误检测装置;响应于所述设备在所述第一模式工作期间所述错误检测装置检测到错误供电状态,使所述设备在所述第二模式工作,在所述设备在所述第二模式工作期间,操作所述错误检测装置,以便确定错误位置,所述错误位置与所述设备在所述第一模式工作期间由所述错误检测装置检测到的所述错误供电状态相关联。
所述设备可以选择性地按照至少两种不同模式(可以被认为是所述设备的工作模式)中的一种来工作。所述第一模式可以是常规工作模式,其中,所有开关优选地闭合,使得可以经由所述第一开关和所述第二开关向所述负载供电。在所述第一模式期间,某处(例如,所述供电线路上)发生的错误将被所述错误检测装置检测到,并且所述设备将切换至所述第二模式。在所述第二模式,可以确定错误位置。在知道了所述错误位置的情况下,可以执行各种控制动作,以便使错误对相应设备以及串联地连接在与所述相应设备相同的供电线路上的可能的其它设备的工作的影响最小化。具体地,在各种错误场景下可以实现供电线路的继续使用,这在使用上面指出的更简单的熔断概念时是不可能的。
所述设备可以例如安装在车辆中,其中,所述车辆可以满足增加的安全性要求。具体地,所述车辆可以通过使用所述设备来提供自动或自主驾驶功能。可以例如通过被配置成提供自动或自主驾驶功能的控制器来形成所述设备。所述设备可以与其它设备串联地连接在所述车辆的供电线路上,其中,使用了相对少量的线束。尽管所述设备串联地连接,但可以确保安全工作。连接至所述第三开关的所述负载可以是所述设备的一部分(例如,所述控制器的一部分)。
根据实施方式,所述第一样式包括所述多个开关的以下状态配置中的一者:所述第一开关处于所述断开状态,并且所述第二开关和所述第三开关处于所述闭合状态;所述第二开关处于所述断开状态,并且所述第一开关和所述第三开关处于所述闭合状态;或者所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关处于所述闭合状态。所述第二样式包括所述多个开关的以下状态配置中的至少一者:所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关处于所述断开状态;所述第一开关和所述第二开关处于所述断开状态,并且所述第三开关处于所述闭合状态;所述第一开关处于所述闭合状态,所述第二开关处于所述断开状态,并且所述第三开关处于所述断开状态或所述闭合状态;所述第一开关处于所述断开状态,所述第二开关处于所述闭合状态,并且所述第三开关处于所述断开状态或所述闭合状态。
可以理解,在所述第二样式的一些状态配置中,所述第三开关可以被断开或被闭合。然而,在这些情况下,优选地,所述第三开关被断开,因为确定所述错误位置的步骤可以被更好地规定并且更加有效。
根据实施方式,所述第二样式包括所述多个开关的多个状态配置,其中,所述控制单元被配置成,在所述设备在所述第二模式工作期间,将所述多个开关的所述开关状态设置成所述第二样式的所述多个状态配置,其中,所述多个状态配置是根据预定义顺序依次设置的。
在所述第二模式工作期间,将所述开关状态设置成不同配置允许对连接至所述设备的不同电流路径进行监测,从而检查不同的可能错误位置。在多个不同设备串联地连接至同一供电线路时,具有通过所述第二样式规定的不同状态配置的预定义或固定序列是有用的。然后对于所有设备,预定义的序列优选地是相同的,其中,实现了所述第二模式的隐式同步。所述设备彼此之间不必协作。由于一致的第二样式,各个设备都可以独立地但以相同的方式进行动作。然后可以确保不会由于所述设备之间不同状态配置的不期望的组合而导致未规定的错误状态。
根据实施方式,所述第二样式包括第一时间段,在所述第一时间段中,所述开关状态是根据第一状态配置和第二状态配置中的至少一者设置的,其中,所述第一状态配置规定所述第一开关和所述第二开关处于所述断开状态,并且所述第三开关处于所述闭合状态,其中,所述第二状态配置规定所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关处于所述断开状态。如果在所述第一时间段期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置在所述设备内部。术语“内部”可以被规定成所述第一开关和所述第二开关的所述第一端子与所述负载之间的电连接区域。
根据实施方式,所述第一时间段包括第一部分,在所述第一部分中,所述开关状态是根据所述第一状态配置设置的,其中,所述第一时间段包括第二部分,在所述第二部分中,所述开关状态是根据所述第二状态配置设置的。如果所述错误检测装置在所述第一时间段的所述第一部分期间而不是在所述第一时间段的所述第二部分期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置在所述设备内部位于所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的所述第一端子之间。如果所述错误检测装置在所述第一时间段的所述第一部分和所述第二部分期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置在所述设备内部位于所述负载与所述第三开关的所述第二端子之间。
所述第一时间段的所述第二部分可以在所述第一时间段的所述第一部分之后。然而,可以颠倒关联的第一状态配置和第二状态配置的顺序。然后可以在不联合考虑两个时间段的情况下确定所述错误位置。即,在激活所述第二状态配置(所有开关均断开)之后,如果在时间段的相应部分期间检测到所述错误供电状态,则可以直接确定所述错误位置在所述设备内部位于所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的所述第一端子之间。同样,如果随后激活了所述第一状态配置(所述第一开关和所述第二开关处于所述断开状态,并且所述第三开关处于所述闭合状态)并且然后检测到所述错误供电状态,则可以直接确定所述错误位置在所述负载与第三开关的所述第二端子之间。
根据实施方式,所述第二样式包括第二时间段,在所述第二时间段中,所述开关状态是根据至少第三状态配置或第四状态配置设置的,其中,所述第三状态配置规定所述第一开关处于所述闭合状态,所述第二开关处于所述断开状态,并且所述第三开关处于所述断开状态或所述闭合状态,其中,所述第四状态配置规定所述第一开关处于所述断开状态,所述第二开关处于所述闭合状态,并且所述第三开关处于所述断开状态或所述闭合状态。如果在所述第二时间段期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置在所述设备外部。术语“外部”可以被规定成从所述第一开关和所述第二开关的所述第二端子延伸离开这些开关(即,离开所述设备)的电连接区域。
所述第二时间段可以在所述第一时间段之后,其中,优选地,在所述第三状态配置和所述第四状态配置中,所述第三开关处于所述闭合状态。
根据实施方式,所述第二时间段包括第一部分,在所述第一部分中,所述开关状态是根据所述第三状态配置设置的,其中,如果在所述第二时间段的所述第一部分期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置越过所述第一开关的所述第二端子而处于所述设备外部。所述第二时间段包括第二部分,在所述第二部分中,所述开关状态是根据所述第四状态配置设置的,其中,如果在所述第二时间段的所述第二部分期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置越过所述第二开关的所述第二端子而处于所述设备外部。
越过所述第一开关或所述第二开关的所述第二端子中的一者的错误位置优选地指示直接与所述第一开关或所述第二开关的相应第二端子中的一者关联的错误(例如,短路)。直接关联是指在所述错误位置与所述相应第二端子之间没有连接其它设备。
通常,如果在所述设备在所述第二模式工作期间所述错误检测装置未检测到所述错误供电状态(例如,在所述第一时间段和所述第二时间段期间都未被检测到),则确定所述错误位置远离所述设备。如果所述错误位置越过所述第一开关和所述第二开关的所述第二端子中的一者而处于所述设备外部并且被至少一个另外设备与所述设备分离,则可以将所述错误位置规定成远离所述设备。所述至少一个另外设备可以以与相应设备相同的方式配置。
根据实施方式,所述控制单元还被配置成,如果确定所述错误位置远离所述设备,则响应于确定的错误位置,使所述设备在所述第一模式工作,其中,如果在所述设备在所述第二模式工作期间,所述错误检测装置未检测到所述错误供电状态,则所述错误位置被规定成远离所述设备。所述控制单元还被配置成,如果确定所述错误位置不是远离所述设备的,则响应于确定的错误位置,使所述设备在第三模式工作,其中,如果在所述设备在所述第二模式工作期间,所述错误检测装置检测到所述错误供电状态,则所述错误位置被规定成不是远离所述设备的。如果所述设备在所述第三模式工作,则所述控制单元根据依赖于所述错误位置的第三样式来设置所述多个开关的所述开关状态,其中,所述第三样式被适配成使所述错误位置与所述供电线路分离。
根据实施方式,所述控制单元被配置成基于所述第一样式和确定的错误位置来确定所述第三样式,其中,直接与所述错误位置相邻地定位的开关子集被识别出,并且其中,所述第三样式与所述第一样式的不同之处在于所述开关子集的所述开关状态处于所述断开状态。可以规定,所述控制单元包括查询表,所述查询表响应于所述错误位置和所述第一样式而输出所述第三样式。以这种方式,可以减少切换操作的数量。
根据实施方式,所述控制单元被配置成通过使用以下规则中的至少一者来确定依赖于所述错误位置的所述第三样式:如果确定所述错误位置在所述设备内部位于所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的所述第一端子之间,则所述第三样式包括规定所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关处于所述断开状态的切换配置;如果确定所述错误位置在所述设备内部位于所述负载与所述第三开关的所述第二端子之间,则所述第三样式包括规定所述第三开关处于所述断开状态的切换配置;如果确定所述错误位置越过所述第一开关的所述第二端子而处于所述设备外部,则所述第三样式包括规定所述第一开关处于所述断开状态的切换配置;如果确定所述错误位置越过所述第二开关的所述第二端子而处于所述设备外部,则所述第三样式包括规定所述第二开关处于所述断开状态的切换配置。所述规则可以存储在所述控制单元或单独的存储设备中。
可以理解,所述错误位置通常可以是以下中的一者:在所述设备内部位于所述负载与所述第三开关的所述第二端子之间;在所述设备内部位于所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关的所述第一端子之间(“在所述节点上”);越过所述第一开关的所述第二端子而处于所述设备外部,是远离的(在所述错误位置与所述第二端子之间有至少一个设备)或不是远离的(所述第二端子与所述错误位置之间直接连接);越过所述第二开关的所述第二端子而处于所述设备外部,(在所述错误位置与所述第二端子之间有至少一个设备)或不是远离的(所述第二端子与所述错误位置之间直接连接)。可以理解,“所述设备外部”指示从所述第一开关或所述第二开关的相应第二端子延伸的连接路径上的任何错误位置。因此,在电气意义上,内部与外部之间的设备边界被理解为在所述第一开关和所述第二开关的所述第二端子处。这与上面进一步给出的“内部”和“外部”的定义一致。
尽管所述设备优选地被配置成确定所有上述错误位置并在这些位置之间进行区分,但是可以规定,如果期望,则所述设备被配置成仅确定所述错误位置的子集。
根据实施方式,所述错误检测装置包括第一电流测量装置,所述第一电流测量装置连接至所述公共节点,并且被配置成在所述设备在所述第一模式工作时,检测所述公共节点上的过电流,优选地检测所述第一开关和所述第二开关的所述第一端子之间的过电流。所述错误检测装置包括第二电流测量装置,所述第二电流测量装置连接至所述公共节点,并且被配置成在所述设备在所述第二模式工作时,检测所述公共节点上的过电流,优选地检测所述第二电流测量装置与所述公共节点之间的过电流。
所述第一电流测量装置优选地包括串联在所述第一开关与所述第二开关的所述第一端子之间的第一电阻器,其中,所述第一电阻器可以是用于测量电流的分流电阻器。如本领域技术人员所知的,过电流表示测量的电流违反阈值条件(例如,电流高于阈值),这对于检测短路或其它类型的错误(其导致所述公共节点处的错误供电状态)是有用的。可以理解,也可以使用对所述错误供电状态进行测量的其它方式(例如,电压测量方式)。
根据实施方式,所述第二电流测量装置包括连接至所述公共节点的电容器,其中,所述第二电流测量装置被配置成,在所述设备在所述第一模式工作时,使所述电容器充电,并且在所述设备在所述第二模式工作时,使所述电容器放电。因此,所述设备可以被配置成在不具有外部电源的情况下操作所述电流测量装置,尤其是在所述第二模式工作期间并且不具有来自所述供电线路的供电的情况下。所述第二电流测量装置可以包括电阻器(具体是分流电阻器)以及第四开关,其中,所述电容器的第一端子连接至所述第四开关的第二端子,并且所述电容器的第二端子连接至预定义参考电位(具体是接地)。所述第四开关的第一端子可以连接至所述公共节点。所述控制单元可以被配置成,如果所述设备在所述第一模式工作,则将所述第四开关的所述开关状态设置成所述断开状态,并且如果所述设备在所述第二模式工作,则将所述第四开关设置成所述闭合状态,从而操作所述第二电流测量装置,以在由于所述设备内部的错误位置而存在错误供电状态的情况下对朝着所述节点的电流进行测量。
所述第二电流测量装置优选地还包括二极管,所述二极管连接在所述公共节点与所述电容器的所述第一端子之间(例如,与所述第四开关并联)。所述二极管被配置成启用从所述公共节点到所述电容器的功率流,从而在经由所述供电线路向所述设备供电时(尤其是在所述第一模式的常规工作期间),允许所述电容器的充电。所述二极管被配置成禁止从所述电容器通过所述二极管的功率流,以便避免所述电容器的不期望的放电。所述二极管可以由开关形成,所述开关由所述错误检测装置或所述控制单元控制,以便实现所述二极管的功能。
在另一方面,提供了一种包括多个电子设备和公共供电线路的系统,其中,所述多个电子设备是根据本文公开的实施方式中的一个实施方式配置的。所述多个电子设备按照以下方式串联地连接在所述供电线路上,使得所述电子设备中的第一电子设备的第一开关的第二端子直接连接至所述电子设备中的第二电子设备的第二开关的第二端子。即,至少两个相邻的开关以相同的方式连接在所述供电线路上。以这种方式,所述第一电子设备和所述第二电子设备可以彼此直接相邻地连接在所述供电线路上。优选地,所述多个开关中的所有开关在所述供电线路上具有相同的取向,即,所述设备一致地连接至所述供电线路。具体地,所述设备经由所述第一开关和所述第二开关的所述第二端子彼此连接,其中,所述第一开关来自一个设备,并且所述第二开关来自左侧相邻设备。针对所述供电线路上的最后设备,可以设置例外情况。
优选地,所有设备以相同方式配置,其中,例如对于所有设备,所述第二样式的所述第一时间段和所述第二时间段是相同的。具体地,对于所有设备,状态配置序列可以是相同的,使得它们响应于在所述第一模式工作期间检测到的错误供电状态而在所有设备中在同一时刻被激活。
所述第二样式可以在所述第一状态配置、所述第二状态配置、所述第三状态配置或所述第四状态配置之间包括一个或更多个过渡状态配置。可以在预定义偏移时间段期间设置所述过渡状态配置。这允许在所述第二模式工作期间在所述设备之间的速度略有偏差的情况下改进所述设备的隐式同步。可以理解,对于所有设备,所述偏移时间段优选地是相同的。
优选地,所述供电线路被配置成直流供电线路,其中,一个或更多个直流电源可以连接至所述供电线路的一端或两端。可以理解,术语功率是指电功率。
根据实施方式,所述供电线路的第一端连接至第一电源,其中,所述供电线路的第二端连接至第二电源,其中,所述电子设备连接至所述第一端与所述第二端之间的所述供电线路。
在另一方面,提供了一种对供电线路上的串联连接中的至少一个电子设备进行操作的方法。所述至少一个电子设备优选地是根据本文公开的实施方式中的至少一个实施方式配置的。所述方法包括以下步骤:在所述设备在所述第一模式工作期间,操作所述错误检测装置;响应于所述设备在所述第一模式工作期间所述错误检测装置检测到错误供电状态,使所述设备在所述第二模式工作;在所述设备在所述第二模式工作期间,操作所述错误检测装置,以便确定错误位置,所述错误位置与所述设备在所述第一模式工作期间由所述错误检测装置检测到的所述错误供电状态相关联。
可以理解,结合所述设备公开的方法特征可以是所述方法的一部分,并且反之亦然。
在另一方面,本公开旨在计算机系统,所述计算机系统被配置成执行本文所描述的方法的多个或全部步骤,所述方法可以表示成计算机实现方法。本文公开的设备的所述控制单元可以包括用于执行所述方法的所述计算机系统。
所述计算机系统可以包括处理单元、至少一个存储器单元和至少一个非暂时性数据存储部。所述非暂时性数据存储部和/或存储器单元可以包括计算机程序,所述计算机程序用于指示计算机执行本文所描述的方法的多个或全部步骤或方面。
在另一方面,本公开旨在一种非暂时性计算机可读介质,所述非暂时性计算机可读介质包括用于执行本文所描述的方法的多个或全部步骤或方面的指令。所述计算机可读介质可以被配置成:诸如光盘(CD)或数字通用盘(DVD)的光学介质;诸如硬盘驱动器(HDD)的磁性介质;固态驱动器(SSD);诸如闪速存储器的只读存储器(ROM);等。此外,所述计算机可读介质可以被配置成能够经由诸如互联网连接的数据连接访问的数据存储部。所述计算机可读介质可以例如是在线数据储存库或云存储部。
本公开还旨在一种计算机程序,所述计算机程序用于指示计算机执行本文所描述的计算机实现方法的多个或全部步骤或方面。
附图说明
本文结合附图描述本公开的示例性实施方式和功能,附图示出了:
图1是在供电线路上串联地连接的电子设备的示意图;
图2是根据示例性实施方式的电子设备的示意图和可能的错误位置的示意图;
图3是连接在供电线路上的两个电子设备在第一模式工作期间的示意图;
图4是设备内部具有第一错误位置并从第一模式改变至第二模式的情况下的来自图3的两个电子设备的示意图;
图5是设备内部具有第一错误位置并从第二模式改变至第三模式的情况下的来自图3的两个电子设备的示意图;
图6是设备内部具有第二错误位置并从第一模式改变至第二模式的情况下的来自图3的两个电子设备的示意图;
图7是设备内部具有第二错误位置并从第二模式改变至第三模式的情况下的来自图3的两个电子设备的示意图;
图8是设备外部具有错误位置并从第一模式改变至第二模式的情况下的来自图3的两个电子设备的示意图;
图9是设备外部具有错误位置的来自图3的两个电子设备在第二模式工作期间的示意图;
图10是在设备外部具有错误位置并从第二模式改变至第三模式的情况下的来自图3的两个电子设备的示意图;
图11是连接在供电线路上的三个电子设备的示意图;
图12是来自图11的三个电子设备的工作期间的电被测变量的示意时序图;
图13是用于例示关于不同错误位置及其组合的示例性开关状态的表。
具体实施方式
在附图中,相同的附图标记用于相同或对应元件。
图1描绘了三个电路110、112、114,其中,在电路110、112、114中的各个电路中,三个电子设备10a、10b、10c串联连接在供电线路P上。供电线路P的第一端12连接至第一电源Bat1。同样,供电线路P的第二端14连接至第二电源Bat2,例如参见电路110。分别地,二极管D1连接在位于外侧的设备10a与第一电源Bat1之间,并且二极管D2连接在位于外侧的设备10c与第二电源Bat2之间,使得没有电流可以流入电源Bat1和Bat2中。
通常,可以在电源Bat1与Bat2之间启用双向电流流动。在图1中,电路110示出了示例场景,在该示例场景中,第一电源Bat1的源电压低于第二电源Bat2的源电压。然后,电流I从第二电源Bat2流动通过供电线路P,以便在设备10a、10b、10c的常规工作期间向设备10a、10b和10c供电。在这方面,第二电源Bat2充当主电源,而第一电源Bat1充当辅电源或备用电源。然而,情况可以不同,即,第一电源Bat1可以与第二电源Bat2并行地或代替第二电源Bat2向设备10a、10b、10c供电。第一电源Bat1和第二电源Bat2都可以被配置成电池或另一储能设备。因此,供电线路P可以被配置成直流供电线路P。
另外的电路112和114在总体结构上对应于电路110,但是例示了设备10a与10b之间的短路(“短路到地”)的形式的错误的发生,参见电路112。响应于短路,短路电流I.Short.1从第一电源Bat1流到短路电路并且短路电流I.Short.2从第二电源Bat2流到短路电路,如电路112所示(参见虚线)。
响应于从电源Bat1流到短路电路的短路电流I.Short.1和从电源Bat2流到短路电路的短路电流I.Short.2,将能够在供电线路P上测量到过电流。通常,设备10a、10b、10c均设有保险丝开关F,保险丝开关F将响应于在所述设备中的各个设备中检测到过电流而被设置成断开状态,参见图1中的电路114。因此,如果在供电线路P上的任何位置发生短路,则所有的保险丝开关F将被断开。这导致不期望的情况,其中,由于供电线路P上存在单个错误,设备10a、10b、10c都将是不可工作的。
为了改进错误处理,参照图2描述了电子设备16。设备16包括第一开关Sw1、第二开关Sw2和第三开关Sw3。开关Sw1、Sw2、Sw3中的各个开关包括第一端子T1、第二端子T2和控制端子TC。在设备16的左侧针对开关Sw1更详细地示出了这一点。
通过对控制端子TC进行控制,可以将开关Sw1、Sw2、Sw3中的各个开关的开关状态设置成断开状态或闭合状态。在断开状态下,相应开关的第一端子T1和第二端子T2彼此分离,其中,在第一端子T1与第二端子T2之间禁止功率流。在闭合状态下,相应开关的第一端子T1和第二端子T2彼此连接,从而在第一端子T1与第二端子T2之间启用功率流。开关Sw1、Sw2、Sw3优选地是半导体开关(例如,MOSFET)。
进一步考虑设备16,第一开关Sw1、第二开关Sw2和第三开关Sw3的第一端子T1彼此连接,从而形成设备16的公共节点CN。如图2所示,第三开关Sw3的第二端子T2连接至负载L,负载L优选地是设备16的一部分并且连接至预定义的参考电位(优选地,接地)。第一开关Sw1、第二开关Sw2和第三开关Sw3的控制端子TC由设备16的控制单元18控制。尽管控制端子TC全部连接至同一控制单元18,但这并不意味着开关的开关状态必须全部设置成相同状态。实际上,开关Sw1、Sw2、Sw3中的各个开关的开关状态可以彼此独立地设置,如将在下面变得更清楚的。
从图2可以看出,第一开关Sw1和第二开关Sw2的第二端子T2形成了设备16的出口部分(outlet)。这允许将设备16串联地连接在供电线路P上,如将结合图3进一步详细说明的。
可以理解,设备16外部的区域可以在电气意义上被规定成从第一开关Sw1和第二开关Sw2的第二端子T2延伸离开设备16的区域。同样,设备16内部的区域可以在电气意义上被规定成从第一开关Sw1和第二开关Sw2的第二端子T2在设备16内部延伸。位于外面的保护元件(诸如,设备16的壳体)不必对应于设备16的内部和外部的相同定义。
在图2所示的设备16下方,复制了设备16的一部分,即多个开关Sw1、Sw2、Sw3的T形接头和负载L。另外,指示了多个不同错误,即,越过(beyond)第一开关Sw1的第二端子T2位于设备16外部的第一外部错误EO1、越过第二开关Sw2的第二端子T2位于设备16外部的第二外部错误EO2、在第三开关Sw3的第二端子T2与负载L之间位于设备16内部的第一内部错误EI1、以及在多个开关Sw1、Sw2、Sw3的第一端子T1之间位于设备16内部(即,在公共节点CN上)的第二内部错误EI2。所有错误EO1、EO2、EI1、EI2均指示为短路,短路是电路中发生的一种典型错误。
在下文中,描述了在两个电子设备16a和16b串联地连接在供电线路P上的示例性场景(参见图3)中,如何处理图2中指示的不同错误EO1、EO2、EI1、EI2。优选地,设备16a和16b以及连接在供电线路P上的可能的其它设备按照针对图2中的设备16所指示的那样被一致地配置。如可以从图3看出的,除了多个开关Sw1、Sw2、Sw3和负载L之外,设备16a和16b中的各个设备还包括另外的电气元件。在图3至图10中,负载L被指示为R.Load。为了更好的可读性,这些附图没有示出设备16a、16b的控制单元18。
电容器C.Load与负载R.Load并联连接,其中,电容器C.Load充当缓冲电容器,使得如果无法经由供电线路P供电,则仍可以暂时保持向负载R.Load供电。另外,二极管D3连接在第三开关Sw3的第二端子T2与将电容器C.Load和负载R.Load连接的节点之间,其中,二极管D3朝着电容器C.Load正向偏置。二极管D3阻止了从电容器C.Load到公共节点CN的功率流,即,避免了电容器C.Load的不期望的放电。
第一分流电阻器Rs1串联地连接在第一开关Sw1和第二开关Sw2的第一端子T1之间,其中,公共节点CN形成在第二开关Sw2和第三开关Sw3的第一端子T1与第一分流电阻器Rs1之间。分流电阻器Rs1被配置成对通过公共节点CN的电流进行测量,其中,如果电流违反阈值条件,则检测到过电流。因为过电流流动通过公共节点,并且负载R.Load的常规供电是不可能的,所以这被认为是公共节点CN处的错误供电状态。错误供电状态也可以通过电压的突然下降来检测。
设备16a和16b中的各个设备都设有缓冲电容器C.Buf。缓冲电容器C.Buf经由二极管D4、第四开关Sw4和第五开关Sw5以及第二分流电阻器Rs2连接至公共节点CN,其中,一侧的二极管D4和第四开关Sw4与另一侧的第二分流电阻器Rs2和第五开关Sw5并联地连接。二极管D4与第四开关Sw4串联地连接,并且第二分流电阻器Rs2与第五开关Sw5串联地连接。
第二分流电阻器Rs2被配置成对从缓冲电容器C.Buf到公共节点CN的电流进行测量,其中,如果电流违反阈值条件,则检测到过电流,这被认为是错误供电状态。
可以理解,在常规工作期间并且在没有错误的情况下,可以由电源Bat1、Bat2从设备16a、16b的任一侧经由供电线路P向设备16a、16b中的各个设备的负载R.Load供电。这在图3中示出,其中,两个设备16a、16b都在第一模式工作,在第一模式,设备16a、16b中的各个设备的多个开关Sw1至Sw5的开关状态是根据第一样式设置的。如图3所示,第一样式包括如下状态配置,该状态配置规定第一开关Sw1、第二开关Sw2和第三开关Sw3被设置成闭合状态,从而使得功率流通过所有开关Sw1、Sw2、Sw3。第四开关Sw4被设置成闭合状态,从而使得能够将缓冲电容器C.Buf充电到储存电压V.Buf。二极管D4防止电容器C.Buf在公共节点CN的错误供电状态的情况下放电。第五开关Sw5被设置成断开状态,从而禁止功率流通过第二分流电阻器Rs2。因此在设备16a、16b在第一模式工作期间,关于第二分流电阻器Rs2的电流测量被停用。
根据图3可以理解,设备16a、16b按照使得供电线路P经由第一开关Sw1和第二开关Sw2以及公共节点CN延伸通过设备16a、16b的方式连接至供电线路P。这意味着第一开关Sw1的第二端子T2连接至供电线路P的第一部分,并且第二开关Sw2的第二端子T2连接至供电线路P的第二部分。
关于图4和图5描述了第一错误EI1的发生和处理。图4示出了来自图3的电路的两个工作状态20和22。在工作状态20中,在第一设备16a的负载R.load与第三开关Sw3之间发生了短路。这导致短路电流I.Short从第一电源Bat1通过设备16a并且从第二电源Bat2通过设备16a、16b流到第一设备16a中的短路电路,如针对图4中的工作状态20所指示的。作为短路电流I.Short在供电线路P上流动通过设备16a、16b的结果,通过测量通过第一设备16a和第二设备16b的第一分流电阻器Rs1的电流,将检测到过电流。响应于过电流,设备16a、16b的工作模式将在基本相同的时刻从第一模式(参见第一工作状态20)切换至第二模式。在第二模式,设备16a、16b根据第二样式工作,这对于两个设备16a、16b而言是相同的,如将参照图4和图5进一步描述的。
第二样式包括多个开关Sw1、Sw2、Sw3、Sw5的多个状态配置。作为第一步骤,如针对图4中的工作状态22所示出的,第一开关Sw1和第二开关Sw2被设置成断开状态,并且第五开关Sw5被设置成闭合状态,其中,当设备16a、16b与供电线路P分离时,启用通过第二分流电阻器Rs2的电流测量。可以看出,短路电流I.Short从缓冲电容器C.Buf通过第二分流电阻器Rs2和公共节点CN流到设备16a内部的短路电路。然而,由于第二设备16b内部不存在短路,所以尽管第五开关Sw5被闭合,但是没有短路电流流动通过第二设备16b的第二分流电阻器Rs2。
在工作状态22之后,通过将第三开关Sw3设置成断开状态来改变开关的状态配置,这在图5中针对工作状态24示出。因为断开的第三开关Sw3现在将负载R.load处的短路与缓冲电容器C.Buf分离了,所以不再有电流流过第一设备16a的第二分流电阻器Rs2。因此,设备16a确定错误位置在设备16a的第三开关Sw3与负载R.load之间,即,该错误是第一内部类型EI1。相反,设备16b确定错误位置不在设备16b内部。
此后优选地在设备16a、16b中的各个设备中激活另外的开关状态配置,以便执行对设备16a、16b外部的错误位置的诊断,即,关于第一外部错误EO1和第二外部错误EO2的诊断。由于工作状态20至24中不存在外部错误,因此下面将参照图8至图10进一步描述这种诊断。
在工作状态24下确定了错误位置之后,设备16a、16b将其模式从第二模式改变至另一模式。第一设备16a已检测到内部错误并将其模式改变至第三模式,在第三模式,开关Sw1至Sw5被设置成第三状态配置。依赖于错误位置来规定第三状态配置,其中,第一设备16a的第一开关Sw1和第二开关Sw2被设置成闭合状态,并且第一设备16a的第三开关Sw3被设置成断开状态,从而允许功率流通过设备16a,但保持短路电路与供电线路P分离,如针对图5中的工作状态26所指示的。第五开关Sw5被设置成断开状态,从而停用通过第二分流电阻器Rs2的电流测量并允许电容器C.Buf的再充电。
在第二模式的工作期间,第二设备16b在设备16b内部或外部未检测到错误。因此,由于错误供电状态是在第一模式期间而非第二模式期间检测到的,所以错误位置被分类成是远离的。第二设备16b返回至第一模式,在第一模式,开关状态被设置成原始第一样式,即,第一开关Sw1、第二开关Sw2和第三开关Sw3被设置成闭合状态,并且第五开关Sw5被设置成断开状态。以常规方式向第二设备16b的负载R.Load供电,参见图5中的工作状态26。
关于图6和图7描述了第二内部错误EI2的发生和处理。在图6所示的工作状态28下,在第一设备16a中在第三开关Sw3的第一端子T1与公共节点CN之间发生了短路。结果,短路电流I.Short从第一电源Bat1通过设备16a并且从第二电源Bat2通过设备16a、16b流到第一设备16a的短路电路。因此,检测到流动通过第一分流电阻器Rs1的过电流。响应于检测到的过电流,设备16a和16b激活第二模式,其中,开关被设置成各种状态配置。具体地,相应地设置图4的工作状态22和图5的工作状态24的状态配置,其中,工作状态22和24的状态配置分别对应于图6的工作状态30和图7的工作状态32。如可以从工作状态30和32看出的,短路电流I.Short在两种情况下都在第一设备16a中流动。因此,错误位置被第一设备16a确定成与第二内部错误EI2匹配。与针对先前的错误情况EI1一样,第二设备16b将错误位置确定成远离第二设备16b。响应于确定的错误位置,第一设备16a根据第三状态配置来设置开关的开关状态,在第三状态配置中,第一开关Sw1、第二开关Sw2和第三开关Sw3被设置成断开状态,如可以针对图7中的工作状态34看出的。另外,第五开关Sw5被设置成断开状态。因此,第一设备16a与供电线路P完全断开。相反,第二设备16b返回至第一模式,如可以从图7的工作状态34看出的,其对应于图5的关于第二设备16b的工作状态26。
参照图8至图10描述了第一外部错误EO1和第二外部错误EO2的发生和处理。如可以从图8中的工作状态36看出的,在供电线路P上在第一设备16a与第二设备16b之间发生了短路。结果,短路电流I.Short从两个电源Bat1、Bat2流到短路电路。响应于检测到的过电流I.Short,两个设备16a、16b都切换至第二模式,其中,多个状态配置是根据第二样式设置的,如结合图4至图7所讨论的。然而,由于错误位置在两个设备16a、16b的外部,所以当两个设备16a、16b的第一开关Sw1和第二开关Sw2断开时,没有短路电流流动。这由图8中的工作状态38指示,在工作状态38中,短路电路被分离。
然后如针对图9中的工作状态40所示的设置状态配置。第二开关Sw2的开关状态被设置成断开状态,其中,所有其它开关被设置成闭合状态。短路电流I.Short然后从第二设备16b的缓冲电容器C.Buf通过第二设备16b的第二分流电阻器Rs2流到短路电路。相反,因为第一设备16a的第二开关Sw2处于断开状态,所以没有短路电流从第一设备16a流到短路电路。可以看出,两个设备16a、16b具有相同的状态配置。
如针对图9中的工作状态42所示的,设置了另一状态配置。根据该状态配置,第一开关Sw1被设置成断开状态,而所有其它开关被设置成闭合状态。第一设备16a连接至短路电路,其中,短路电流从缓冲电容器C.Buf通过第二分流电阻器Rs2流到短路电路。然而,由于在该状态配置中,第二设备16b未连接至短路电路,所以第二设备16b未测量到短路电流。
在工作状态42下,第一设备16a确定错误位置越过了第二开关Sw2的第二端子T2,即,错误为类型EO2。相反,第二设备16b确定错误位置越过了第一开关Sw1的第二端子T1,即,错误为类型EO1。响应于确定的错误位置,两个设备16a、16b激活具有第三状态配置的、依赖于确定的错误位置的第三模式。针对图10中的工作状态44示出了结果。在第一设备16a中,第一开关Sw1和第三开关Sw3被设置成闭合状态,其中,第二开关Sw2和第五开关Sw5被断开。因此,从第一电源Bat1经由供电线路P向第一设备16a供电,并且在第一设备16a和位于第一设备16a与第二设备16a之间的短路电路分离时,确保了向负载R.Load的持续供电。在第二模式期间,负载R.Load仍然由存储在电容器C.Load上的电荷供电。
在第二设备16b中,第一开关Sw1被设置成断开状态,并且第二开关Sw2和第三开关Sw3二者均被设置成闭合状态,从而确保经由连接至第二电源Bat2的供电线路P向负载R.Load供电。第五开关Sw5被设置成断开状态,因此允许缓冲电容器C.Buf的再充电。由于断开的第一开关Sw1,所以第二设备16b也与短路电路分离。
可以理解,在前面的示例中,第四开关Sw4的开关状态没有改变。可以规定,第四开关Sw4用于模拟二极管D4的行为,使得二极管D4不是必需的。另选地,可以省略开关Sw4。
图11示意性地示出了设备16a、16b、16c串联地连接在单个供电线路P上的电路。设备16a、16b、16c中的各个设备包括至少三个开关,以与图3至图10所示的第一开关Sw1、第二开关Sw2和第三开关Sw3相同的方式来对这些开关进行配置。然而,为了更好地区分设备16a、16b、16c之间的开关,第一开关、第二开关和第三开关分别针对第一设备16a、第二设备16b和第三设备16c表示为(SW11、SW12、SWL1)、(SW21、SW22、SWL2)和(SW31、SW32、SWL3)。为了进一步说明错误处理,如图11所示,描述了设备16a、16b、16c中的各个设备如何对位于第一设备16a与第二设备16b之间的短路作出反应。为此目的,在图12中随时间推移例示了图11的电路内的多个电被测变量,其中,轴x表示电被测变量(electric measurand)的标度,而轴y表示时间标度。针对轴x和轴y给出的数值仅是示例,并且取决于特定电路,不同值是可能的。
图12中的图表50指示在图11的电路中流动的短路电流I_short。图表52指示第一设备16a的第三开关SWL1、第二设备16b的第三开关SWL2和第三设备16c的第三开关SWL3的控制端子TC(图11未示出控制端子TC)的控制电压。同样,图表54、图表56、图表58分别指示第一设备16a的第一开关和第二开关(SW11、SW12)、第二设备16b的第一开关和第二开关(SW21、SW22)以及第三设备16c的第一开关和第二开关(SW31,SW32)的控制端子TC的控制电压。可以看出,电压电平基本在高值与低值之间变化。在高值期间,相应开关处于闭合状态,其中,在低值期间激活断开状态。取决于开关技术,该行为也可能不同。
从图12的左侧开始,开关的状态配置是根据第一模式M1的,其中,所有开关被闭合,即,控制端子TC具有高电平电压。未检测到过电流。然后,在第一时间段的第一部分t1a的开始处,在第一设备16a与第二设备16b之间发生短路,参见图11。这会导致过电流,其可以视为图表50中的峰值。同时,所有设备16a、16b、16c切换至第二模式,其中,在所有设备16a、16b、16c中激活第一状态配置。第一状态配置由设置成断开状态的第一开关和第二开关以及设置成闭合状态的第三开关规定,这可以写为(o,o,c),其中“o”表示断开,“c”表示闭合。
在第一时间段的第一部分t1a之后,在第一时间段的第二部分t1b期间激活第二状态配置。第二状态配置被规定为(o,o,o),即所有开关均被断开。如可以从图表50看出的,没有过电流发生。
在第一时间段的第二部分t1b之后,在第二时间段的第一部分t2a期间设置第三状态配置,其中,第三状态配置被规定为(c,o,o)。即,“左开关”SW11、SW21、SW31被闭合,而“右开关”SW12、SW22、SW32被断开,并且第三开关SWL1、SWL2、SWL3被断开。将由第二设备16b而不是其它设备16a、16c测量过电流(在图表50中作为小峰值可见)。在第二时间段的第一部分t2a之后,在第一偏移时间段to1期间,根据第五状态配置(所有开关再次断开)设置所有开关。
在第一偏移时间段to1之后,在第二时间段的第二部分t2b期间,设置第六状态配置。第六状态配置规定“右开关”SW12、SW22、SW32被闭合,而“左开关”SW11、SW21、SW31被断开,即(o,c,o)。将由第一设备16a而不是其它设备16b、16c测量过电流(在图表50中在时间段t2b期间作为小峰值可见)。在第二时间段的第二部分t2b之后,在第二偏移时间段to2期间,根据第七状态配置(所有开关再次断开)设置所有开关。
设置第一状态配置至第七状态配置的序列的时间段(即时间段t1a、t1b、t2a、to1、t2b、to2)是在所有设备16a、16b、16c中激活第二模式M2的时间段。状态配置的序列可以看作是固定诊断程序,该固定诊断程序通过由于设备16a与16b之间的短路而导致的供电线路P的过电流流动来发起。偏移时间段to1、to2有助于确保设备16a、16b、16c之间的间接同步。因此,设备16a、16b之间的小差异将不会在设备的不同状态配置设置之间引起不期望的时间重叠。各个设备都可以独立运行,并且显式同步不是必需的。
在第二模式M2之后,第一设备16a将错误位置确定为第二外部类型EO2,第二设备16b将错误位置确定为第一外部类型EO1,并且第三设备16c将错误位置确定为远离的。响应于确定的错误位置,针对第一设备16a和第二设备16b激活第三模式M3,其中,依赖于确定的错误位置来设置第三状态配置。如可以从图12中的图表54和图表56看出的,第三状态配置针对设备16a为(c,o,c),并且针对第二设备16b为(o,c,c)。针对第三设备16c激活第一模式M1,其中,设置了原始状态配置(c,c,c),参见图表58。如可以从图表50看出的,不再有短路电流流动,因此短路电路与所有设备16a、16b、16c分离,并且经由供电线路P向所有设备的负载L供电。
图13提供了可能的错误状态组合46的概述,可能的错误状态组合46是关于设备16a、16b或16c中的任何一者原则上可能发生的错误的组合。“左电轨短路”指示越过第一开关Sw1的第二端子T2而处于设备外部的短路,即,错误EO1。条目“是”指示发生短路,其中,“否”指示未发生错误。以相同的方式,图13的表的第二列、第三列和第四列分别指示错误EO2、EI1、EI2。针对错误状态配置46中的各个错误状态配置,在图13的表中给出了相关联的开关状态配置48。可以理解,针对各个可能的错误状态配置46,每行提供针对第一开关、第二开关和第三开关的合适的状态配置。“左电轨开关”指示第一开关Sw1,“右电轨开关”指示第二开关Sw2,并且“负载开关”指示第三开关Sw3。术语“断开”指示断开状态,并且“闭合”指示闭合状态。通过响应于错误状态配置46的确定的错误位置来设置开关状态配置48,可以使设备的安全可工作性最大化。
附图标记列表
10a、10b、10c 电子设备
12 供电线路的第一端
14 供电线路的第二端
16 电子设备
16a、16b、16c 电子设备
18 控制单元
20至44 工作状态
46 错误状态配置
48 开关状态配置
50至58 图表
110 第一电路
112 第二电路
114 第三电路
Bat1 第一电源
Bat2 第二电源
C.Load 电容器
C.Buf 缓冲电容器
CN 公共节点
D1 第一二极管
D2 第二二极管
D3 第三二极管
D4 第四二极管
EI1 第一内部错误
EI2 第二内部错误
EO1 第一外部错误
EO2 第二外部错误
F 保险丝开关
I 电流
i.Short、I_short 短路电流
L 负载
M1 第一模式
M2 第二模式
M3 第三模式
R.Load 负载
Rs1 第一分流电阻器
Rs2 第二分流电阻器
Sw1、SW11 第一开关
SW21、SW31 第一开关
Sw2、SW12 第二开关
SW22、SW32 第二开关
Sw3、SWL1 第三开关
SWL2、SWL3 第三开关
Sw4 第四开关
Sw5 第五开关
T1 第一端子
T2 第二端子
TC 控制端子
t1a 第一时间段的第一部分
t1b 第一时间段的第二部分
t2a 第二时间段的第一部分
t2b 第二时间段的第二部分
to1 第一偏移时间段
to2 第二偏移时间段
V.Buf 缓冲器电压

Claims (15)

1.一种用于供电线路(P)上的串联连接的电子设备(16),所述电子设备包括:
多个开关,所述多个开关至少包括第一开关(Sw1)、第二开关(Sw2)和第三开关(Sw3),所述多个开关中的各个开关具有第一端子(T1)、第二端子(T2)和控制端子(TC),其中,所述第一开关(Sw1)、所述第二开关(Sw2)和所述第三开关(Sw3)的所述第一端子(T1)连接至所述电子设备(16)的公共节点(CN),其中,所述第一开关(Sw1)和所述第二开关(Sw2)的所述第二端子(T2)分别用于到所述供电线路(P)的第一部分和第二部分的连接,使得如果所述第一部分和所述第二部分分别连接至所述第一开关(Sw1)和所述第二开关(Sw2)的所述第二端子(T2),则所述供电线路(P)经由所述公共节点(CN)延伸通过所述电子设备(16),其中,所述第三开关(Sw3)的所述第二端子(T2)连接至负载(L);
控制单元(18),所述控制单元(18)通过对所述多个开关的所述控制端子(TC)进行控制来将所述多个开关的开关状态设置成断开状态或闭合状态,其中,所述多个开关中的相应开关的所述第一端子(T1)和所述第二端子(T2)在所述闭合状态下彼此连接,并且在所述断开状态下彼此分离;
错误检测装置(Rs1、Rs2、C.Buf),所述错误检测装置检测所述公共节点(CN)处的错误供电状态;
其中,所述控制单元(18)使所述电子设备(16)在第一模式或至少第二模式工作,其中,如果所述电子设备在所述第一模式(M1)工作,则所述控制单元(18)根据第一样式来设置所述多个开关的所述开关状态,其中,如果所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作,则所述控制单元(18)根据第二样式来设置所述多个开关的所述开关状态,
其中,所述控制单元(18)执行以下步骤:
在所述电子设备(16)在所述第一模式(M1)工作期间,操作所述错误检测装置;
响应于所述电子设备(16)在所述第一模式(M1)工作期间所述错误检测装置检测到错误供电状态,使所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作,
在所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作期间,操作所述错误检测装置以便确定错误位置,所述错误位置与所述电子设备(16)在所述第一模式(M1)工作期间由所述错误检测装置检测到的所述错误供电状态相关联。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述第一样式包括所述多个开关的以下状态配置(46)中的一者:
所述第一开关(Sw1)处于所述断开状态,并且所述第二开关(Sw2)和所述第三开关(Sw3)处于所述闭合状态,
所述第二开关(Sw2)处于所述断开状态,并且所述第一开关(Sw1)和所述第三开关(Sw3)处于所述闭合状态,以及
所述第一开关(Sw1)、所述第二开关(Sw2)和所述第三开关(Sw3)处于所述闭合状态;
其中,所述第二样式包括所述多个开关的以下状态配置(46)中的至少一者:
所述第一开关(Sw1)、所述第二开关(Sw2)和所述第三开关(Sw3)处于所述断开状态,
所述第一开关(Sw1)和所述第二开关(Sw2)处于所述断开状态,并且所述第三开关(Sw3)处于所述闭合状态,
所述第一开关(Sw1)处于所述闭合状态,所述第二开关(Sw2)处于所述断开状态,并且所述第三开关(Sw3)处于所述断开状态或所述闭合状态,
所述第一开关(Sw1)处于所述断开状态,所述第二开关(Sw2)处于所述闭合状态,并且所述第三开关(Sw3)处于所述断开状态或所述闭合状态。
3.根据权利要求1或2所述的电子设备,其中,所述第二样式包括所述多个开关的多个状态配置(46),其中,在所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作期间,所述控制单元(18)将所述多个开关的所述开关状态设置成所述第二样式的所述多个状态配置(46),其中,所述多个状态配置是根据预定义顺序依次设置的。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的电子设备,
其中,所述第二样式包括第一时间段,在所述第一时间段中,所述开关状态是根据第一状态配置和第二状态配置中的至少一者设置的,其中,所述第一状态配置规定所述第一开关(Sw1)和所述第二开关(Sw2)处于所述断开状态,并且所述第三开关(Sw3)处于所述闭合状态,其中,所述第二状态配置规定所述第一开关(Sw1)、所述第二开关(Sw2)和所述第三开关(Sw3)处于所述断开状态;
其中,如果在所述第一时间段期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置在所述电子设备内部。
5.根据权利要求4所述的电子设备,
其中,所述第一时间段包括第一部分(t1a),在所述第一时间段的第一部分(t1a)中,所述开关状态是根据所述第一状态配置设置的,
其中,所述第一时间段包括第二部分(t1b),在所述第一时间段的第二部分(t1b)中,所述开关状态是根据所述第二状态配置设置的,
其中,如果所述错误检测装置在所述第一时间段的第一部分(t1a)期间而不是在所述第一时间段的第二部分(t1b)期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置在所述电子设备(16)内部位于所述第一开关(Sw1)、所述第二开关(Sw2)和所述第三开关(Sw3)的所述第一端子(T1)之间,
其中,如果所述错误检测装置在所述第一时间段的第一部分(t1a)和第二部分(t1b)期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置在所述电子设备(16)内部位于所述负载(L)与所述第三开关(Sw3)的所述第二端子(T2)之间。
6.根据权利要求4或5所述的电子设备,
其中,所述第二样式包括第二时间段,在所述第二时间段中,所述开关状态是根据至少第三状态配置或第四状态配置设置的,其中,所述第三状态配置规定所述第一开关(Sw1)处于所述闭合状态,所述第二开关(Sw2)处于所述断开状态,并且所述第三开关(Sw3)处于所述断开状态或所述闭合状态,其中,所述第四状态配置规定所述第一开关(Sw1)处于所述断开状态,所述第二开关(Sw2)处于所述闭合状态,并且所述第三开关(Sw3)处于所述断开状态或所述闭合状态;
其中,如果在所述第二时间段期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置在所述电子设备(16)外部。
7.根据权利要求6所述的电子设备,
其中,所述第二时间段包括第一部分(t2a),在所述第二时间段的第一部分(t2a)中,所述开关状态是根据所述第三状态配置设置的,其中,如果在所述第二时间段的第一部分(t2a)期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置越过所述第一开关(Sw1)的所述第二端子(T2)而处于所述电子设备外部;
其中,所述第二时间段包括第二部分(t2b),在所述第二时间段的第二部分(t2b)中,所述开关状态是根据所述第四状态配置设置的,其中,如果在所述第二时间段的第二部分(t2b)期间检测到所述错误供电状态,则确定所述错误位置越过所述第二开关(Sw2)的所述第二端子(T2)而处于所述电子设备外部。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的电子设备,
其中,如果确定所述错误位置远离所述电子设备(16),则所述控制单元(18)响应于所确定的错误位置使所述电子设备(16)在所述第一模式(M1)工作,其中,如果在所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作期间,所述错误检测装置未检测到所述错误供电状态,则所述错误位置被规定成远离所述电子设备(16);
其中,如果确定所述错误位置不是远离所述电子设备(16)的,则所述控制单元(18)响应于所确定的错误位置使所述电子设备(16)在第三模式(M3)工作,其中,如果在所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作期间,所述错误检测装置检测到所述错误供电状态,则所述错误位置被规定成不是远离所述电子设备(16)的;
其中,如果使所述电子设备(16)在所述第三模式(M3)工作,则所述控制单元(18)根据依赖于所述错误位置的第三样式来设置所述多个开关的所述开关状态,其中,所述第三样式被适配成使所述错误位置与所述供电线路(P)分离。
9.根据权利要求8所述的电子设备,其中,所述控制单元(18)基于所述第一样式和所述错误位置来确定所述第三样式,其中,直接与所述错误位置相邻地定位的开关子集被识别,并且其中,所述第三样式与所述第一样式的不同之处在于所述开关子集的所述开关状态处于所述断开状态。
10.根据权利要求8或9所述的电子设备,
其中,所述控制单元(18)通过使用以下规则中的至少一者来确定依赖于所述错误位置的所述第三样式:
如果确定所述错误位置在所述电子设备(16)内部位于所述第一开关(Sw1)、所述第二开关(Sw2)和所述第三开关(Sw3)的所述第一端子(T1)之间,则所述第三样式包括规定所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关处于所述断开状态的切换配置,
如果确定所述错误位置在所述电子设备(16)内部位于所述负载(L)与所述第三开关(Sw3)的所述第二端子(T2)之间,则所述第三样式包括规定所述第三开关(Sw3)处于所述断开状态的切换配置,
如果确定所述错误位置越过所述第一开关(Sw1)的所述第二端子(T2)而处于所述电子设备(16)外部,则所述第三样式包括规定所述第一开关(Sw1)处于所述断开状态的切换配置,
如果确定所述错误位置越过所述第二开关(Sw2)的所述第二端子(T2)而处于所述电子设备(16)外部,则所述第三样式包括规定所述第二开关(Sw2)处于所述断开状态的切换配置。
11.根据前述权利要求中至少一项所述的电子设备,
其中,所述错误检测装置包括第一电流测量装置(Rs1),所述第一电流测量装置(Rs1)连接至所述公共节点(CN),并且在所述电子设备(16)在所述第一模式(M1)工作时,检测所述公共节点(CN)上的过电流(I.Short),优选地检测所述第一开关(Sw1)和所述第二开关(Sw2)的所述第一端子(T1)之间的过电流,
其中,所述错误检测装置包括第二电流测量装置(C.Buf、Rs2),所述第二电流测量装置(C.Buf、Rs2)连接至所述公共节点(CN),并且在所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作时,检测所述公共节点(CN)上的过电流(I.Short),优选地检测所述第二电流测量装置与所述公共节点之间的过电流。
12.根据权利要求11所述的电子设备,其中,所述第二电流测量装置包括连接至所述公共节点(CN)的电容器(C.Buf),其中,在所述电子设备(16)在所述第一模式(M1)工作时,所述第二电流测量装置启用所述电容器(C.Buf)的充电,并且在所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作时,所述第二电流测量装置启用所述电容器(C.Buf)的放电。
13.一种包括多个电子设备(16a、16b、16c)和公共供电线路(P)的系统,其中,所述多个电子设备(16a,16b,16c)是根据前述权利要求中任一项配置的,并且其中,所述多个电子设备(16a、16b、16c)按照以下方式串联地连接在所述供电线路(P)上:所述多个电子设备中的第一电子设备(16b)的所述第一开关(Sw1)的所述第二端子(T2)连接至所述多个电子设备中的第二电子设备(16a)的所述第二开关(Sw2)的所述第二端子(T2)。
14.根据权利要求13所述的系统,其中,所述供电线路(P)的第一端(12)连接至第一电源(Bat1),其中,所述供电线路(P)的第二端(14)连接至第二电源(Bat2),其中,所述多个电子设备(16a、16b、16c)连接至所述第一端(12)与所述第二端(14)之间的所述供电线路。
15.一种对供电线路(P)上的串联连接的至少一个电子设备(16)进行操作的方法,其中,所述至少一个电子设备(16)是根据权利要求1至12中至少一项配置的,其中,所述方法包括以下步骤:
在所述电子设备(16)在所述第一模式(M1)工作期间,操作所述错误检测装置;
响应于所述电子设备在所述第一模式(M1)工作期间所述错误检测装置检测到错误供电状态,使所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作,
在所述电子设备(16)在所述第二模式(M2)工作期间,操作所述错误检测装置以便确定错误位置,所述错误位置与所述电子设备(16)在所述第一模式(M1)工作期间由所述错误检测装置检测到的所述错误供电状态相关联。
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