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Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Stromversorgung von Baugruppen eines Bussystems, wobei das Bussystem zur Kommunikation und Stromversorgung von Teilnehmerschaltungen, die über einen Zweidrahtbus sowohl kommunizieren als auch mit Spannung versorgt werden, dient.
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Dabei befinden sich, wie in dem Bussystem 1 der 1 gezeigt ist, wenigstens zwei Teilnehmerschaltungen 5, 6 an einer gemeinsamen Busleitung 4, die mit einer Impedanzanpassungsschaltung 3 in Verbindung steht, wobei der Impedanzanpassungsschaltung 3 eine Stromversorgungseinheit 2 vorgeschaltet ist. Zur Stromversorgung wird aus der Busspannung auf der Busleitung 4 eine weitere Zwischenkreisspannung UST aus einem mit der Busleitung in Verbindung stehenden Zwischenkreis bereitgestellt, der wiederum die Grundlage zur Generierung weiterer Versorgungsspannungen bildet.
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Die Ankopplung von Teilnehmerschaltungen 5, 6, z. B. an ein KNX-Bussystem 1 erfolgt über eine externe KNX-Ankopplung, wie z. B. über einen Busankopplerschaltkreis TPUART oder einen Busankopplerschaltkreis FZE 1066. Die beiden Busankopplerschaltkreise TPUART oder FZE 1066 wurden entwickelt, um einerseits den Teilnehmerschaltungen 5, 6 zugehörige Mikrocontroller von der Aufgabe der Bit-Kodierung und Dekodierung zu entlasten als auch andererseits um die Ankopplung von Teilnehmerschaltungen 5, 6 an das KNX-Bussystem 1 durch die vorhandenen unterschiedlichen Mikroprozessoren durchführen zu können.
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Der in 2 dargestellte herkömmliche Busankopplerschaltkreis TPUART besteht zumindest aus
- – einer Zwischenkreisversorgungseinheit 7, die an eine Busleitung 4 angeschlossen ist und mit einer lokalen Regelschaltung 47 versehen ist und einen Zwischenkreisknoten 26 zur Abzweigung einer Zwischenkreisversorgungsleitung 27 sowie einen zur Masse geführten Zwischenkreiskondensator 16 aufweist,
- – einer Prozessorversorgungsschaltung 9, die an den Zwischenkreisknoten 26 angeschlossen ist und zur Stromversorgung eines nachgeschalteten Prozessors (nicht eingezeichnet) über eine andere Versorgungsleitung 29 dient,
- – einer RX/TX-Ankopplungseinheit 8, die ebenfalls mit der Busleitung 4 in Verbindung steht und
- – einer Steuereinheit 10, die über zumindest eine erste Anschlussleitung 46 mit der RX/TX-Ankopplungseinheit 8 und über eine zweite Anschlussleitung 30 mit der Prozessorversorgungsschaltung 9 in Verbindung steht,
wobei vom Zwischenkreisknoten 26 aus geführt sich eine Zwischenkreisversorgungsleitung 27 zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung von ca. 9 V für die Prozessorversorgungsschaltung 9 befindet.
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Die herkömmlichen KNX-Bussysteme 1 generieren Zwischenkreisspannungen UST, die signifikant unter der mittleren Busspannung UBUSM der Busleitung 4 liegen. So liegt die Zwischenkreisspannung UST des in 2 dargestellten Busankopplerschaltkreises TPUART bei einem Absolutwert von 9 V. Die niedrige Spannung von 9 V hat einen Wirkungsgrad der Spannungsversorgung von unter 30% zur Folge, da im Bussystem 1 die gesamte Spannungsdifferenz über Linearregler im Busankopplerschaltkreis in Wärme umgewandelt wird. Da die Eingangsleistung jeder Teilnehmerschaltung 5, 6 aufgrund vorgegebener Begrenzungen im Bussystem 1 stark limitiert ist ist die an der Teilnehmerschaltung 5 oder 6 abnehmbare Ausgangsleistung bei dem Wirkungsgrad von unter 30% sehr stark eingeschränkt.
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Der in 3 dargestellte herkömmliche Busankopplerschaltkreis FZE 1066 besteht zumindest aus
- – einer Zwischenkreisversorgungseinheit 7, die an eine Busleitung 4 angeschlossen ist und der einen Zwischenkreisknoten 26 zur Abzweigung einer Zwischenkreisversorgungsleitung 27 sowie einen zur Masse geführten Zwischenkreiskondensator 16 aufweist,
- – eine RX/TX-Ankopplungseinheit 8, die mit der Busleitung 4 in Verbindung steht,
- – einer 20 V-Versorgungsspannungseinheit 11, die ebenfalls an der Busleitung 4 angeschlossen ist,
wobei der Zwischenkreis 7 einerseits mit der RX/TX-Ankopplungseinheit 8 und andererseits mit der 20 V-Versorgungsspannungseinheit 11 in Verbindung steht, von der aus an einem Versorgungsknoten 45 eine Versorgungsspannungsleitung 44 zur Spannnungsversorgung weiterer nachgeschalteter Versorgungsspannungseinheiten (nicht eingezeichnet) geführt ist,
- – einer Prozessorversorgungsschaltung 9, die an dem Zwischenkreisknoten 26 des Zwischenkreises 7 angeschlossen ist und zur Stromversorgung eines nachgeschalteten Prozessors (nicht eingezeichnet) über der anderen Versorgungsleitung 29 dient,
- – einer Steuereinheit 10, die über eine zweite Anschlussleitung 30 mit der Prozessorversorgungsschaltung 9, über eine dritte Anschlussleitung 31 mit dem Zwischenkreis 7 und über eine vierte Anschlussleitung 32 mit der 20 V-Versorgungsspannungseinheit 11 in Verbindung steht,
wobei vom Zwischenkreisknoten 26 aus geführt sich die Zwischenkreisversorgungsleitung 27 zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung für die Prozessorversorgungsschaltung 9 befindet.
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Die Zwischenkreisspannung U
ST des in
3 dargestellten Busankopplerschaltkreises FZE 1066 (legt mit einem Wert von ca. 9 V unterhalb der mittleren Busspannung U
BUSM, wie das in der Druckschrift
EP 090 947 B1 beschrieben ist.
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In der Druckschrift
WO 2007/003254 A1 ist beschrieben, dass die Zwischenkreisspannung U
ST dort gleichzeitig dazu dient, einen bestimmten, in
4 angegebenen Spannungspegel U
L 43 zum Senden bei einer Kommunikation bereitzustellen. Bei der Darstellung des Spannungsverlaufs auf der Busleitung
4 in
4 werden der Spannungspegel U
L 43 und ein Signalverlauf
42 der Busspannung beim Senden von Daten gezeigt.
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Die Zwischenkreisspannung UST erfordert einen Weichenpfad in der Zwischenkreisversorgungseinheit 7, um beim Empfangen von Daten die Stromaufnahme an der Busleitung 4 aufrecht erhalten zu können. Zusätzlich wird in vielen Bussystemen 1 eine 20 V-Versorgungseinheit benötigt.
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Da die Ausgangsspannung der 20 V-Versorgungseinheit je nach Betriebsbedingungen auch über der niedrigen Zwischenkreisspannung UST des FZE 1066 liegen kann, erfordert die 20 V-Versorgungseinheit 11 des FZE 1066 einen weiteren Weichenpfad für eine 20 V-Spannungsversorgung. Auch bei diesem Schaltkreis ist der Wirkungsgrad der Prozessorversorgung in der Prozessorversorgungsschaltung 9 durch die niedrig liegende Zwischenkreisspannung UST auf geringe Werte begrenzt. Bedingt durch die niedrige Zwischenkreisspannung UST ergibt sich eine weitere Einschränkung bei Ausfall der Busspannung UBUS. Bei einem solchen Ausfall muss die betreffende Teilnehmerschaltung 5 oder 6 noch in der Lage sein, ihren aktiven betriebsbereiten Zustand zu sichern. Dafür benötigt die Teilnehmerschaltung 5 oder 6 neben der Information über den Spannungsausfall noch für eine Mindestdauer danach eine korrekte Stromversorgung. Diese Dauer wird durch die im Zwischenkreiskondensator 16 enthaltene Restenergie W = 1/2CU2 und den Wirkungsgrad der Prozessorstromversorgung bestimmt. Sie ließe sich durch Erhöhung der Zwischenkreisspannung UST und des Wirkungsgrades der Prozessorversorgung in der Prozessorversorgungsschaltung 9 deutlich erhöhen, ohne dabei auf größere Speicherkapazitäten in Form eines höher dimensionierten Zwischenkreiskondensators 16 zurückgreifen zu müssen.
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Derzeit ist weiterhin auch noch kein Bussystem 1 bekannt, das eine Priorisierung der Zuschaltung und Abschaltung nachgeschalteter Strom-/Spannungsversorgungseinheiten für Teilnehmerschaltungen erlaubt. Ohne Priorisierung beeinflussen sich nachgeschaltete Energie-Versorgungseinheiten gegenseitig, d. h. die Verfügbarkeit wichtiger Komponenten wird speziell nach Busspannungsausfall durch den Strombedarf unwichtigerer Baugruppen reduziert.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Stromversorgung von Baugruppen aus Bussystemen anzugeben, die derart geeignet ausgebildet ist, dass der Gesamtwirkungsgrad erhöht wird und gleichzeitig die einer Teilnehmerschaltung zur Verfügung gestellte Leistung maximiert werden kann. Weiterhin soll die Verlustleistung im Gesamtsystem verringert werden, was zu einer deutlichen Einsparung des Energiebedarfs führen soll. Außerdem soll durch die Art der Strom-/Spannungsversorgung sichergestellt werden, dass auch bei Busspannungsausfall priorisierte Baugruppen wie der Prozessor längstmöglich spannungsmäßig und strommäßig weiterversorgt werden können.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die Schaltung zur Stromversorgung von Baugruppen eines Bussystems besteht zumindest aus
- – einer Zwischenkreisversorgungseinheit, die an eine Busleitung angeschlossen ist und die einen Zwischenkreisknoten zur Abzweigung einer Zwischenkreisversorgungsleitung sowie einen zur Masse geführten Zwischenkreiskondensator aufweist,
- – einer RX/TX-Ankopplungseinheit,
- – einer Prozessorversorgungsschaltung, die an einen Zwischenkreisknoten an die Zwischenkreisversorgungseinheit angeschlossen ist und die zur Stromversorgung eines nachgeschalteten Prozessors über einer Versorgungsleitung dient,
- – einer Steuereinheit, die über eine zweite Anschlussleitung mit der Prozessorversorgungsschaltung und über eine dritte Anschlussleitung mit der Zwischenkreisversorgungseinheit in Verbindung steht,
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1
an einem an der den Stellstrom IBUS einstellenden Busstromquelle der Zwischenkreisversorgungseinheit ausgangsseitig vorhandenen internen Knoten ein Stromübernahmepfad angeschlossen ist, wobei in einer vom internen Knoten aus zu einem Zwischenkreisknoten geführten Leitung ein Entkopplungselement geschaltet ist und wobei vom Zwischenkreisknoten ein mit der Speicherkapazität CST ausgebildeter Zwischenkreiskondensator zu Masse zur Ausbildung der Zwischenkreisspannung UST geführt angeordnet ist,
wobei der Stromübernahmepfad während der Zeitintervalle niedriger Busspannung UBUS den eingestellten Strom IBUS der Busstromquelle übernimmt und das Entkoppelelement den internen Knoten zwischen Busstromquelle und Stromübernahmepfad von der Zwischenkreisversorgungseinheit derart entkoppelt, dass die Rückspeisung von der Zwischenkreisversorgungseinheit in die Busleitung unterbrochen wird, wobei die Zwischenkreisspannung UST auf einen Wert knapp unter der mittleren Busspannung UBUSM geregelt wird, und
dass alle anderen Versorgungsspannungen für externe Teilnehmerschaltungen über weitere Versorgungseinheiten aus der Zwischenkreisspannung UST gewonnen werden.
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Als Entkoppelelement kann eine zugehörige Diode eingesetzt sein.
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Dabei kann die RX/TX-Ankopplungseinheit direkt mit der Zwischenkreisversorgungseinheit in Verbindung stehen.
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Vom Zwischenkreisknoten aus befindet sich auf der Zwischenkreisleitung eine hohe Versorgungsspannung, nahe an der mittleren Busspannung UBUSM liegend, für alle Versorgungseinheiten und für die Prozessorversorgungsschaltung,
wobei alle Versorgungseinheiten mit der Zwischenkreisversorgungsleitung über dem Zwischenkreisversorgungsknoten in Verbindung stehen und
wobei die Steuereinheit über Anschlussleitungen mit den weiteren Versorgungseinheiten in Verbindung steht.
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Die Steuereinheit kann eine Energieversorgungs-Verwaltungseinheit enthalten, wobei eine erste Messeinheit zur Messung der Zwischenkreisspannung UST mit der Zwischenkreisspannungsversorgungsleitung und eine zweite Messeinheit zur Messung der Busspannung UBUS mit der Busspannungsleitung in Verbindung stehen, wobei die Energieversorgungs-Verwaltungseinheit mit den Versorgungseinheiten in Verbindung steht und Priorisierungssignale für eine Zuschaltung und eine Abschaltung der Versorgungseinheiten in Abhängigkeit von Busspannung, Zwischenkreisspannung und weiteren Versorgungsspannungen über die Anschlussleitungen sendet.
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Die Energieversorgungs-Verwaltungseinheit zur Erstellung und Sendung von Priorisierungssignalen umfasst zumindest eine Bewertungsschaltung für die gemessene Busspannung, eine Bewertungsschaltung für die gemessene Zwischenkreisspannung und Bewertungsschaltungen für weitere Versorgungsspannungen und eine mit allen Bewertungsschaltungen in Verbindung stehende Entscheidungslogik zur Signalverarbeitung der zu bewertenden Signale und der Erstellung und Absendung der Priorisierungssignale zum Zuschalten und zum Abschalten der einzelnen Versorgungseinheiten.
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Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in nachgeordneten Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung wird mittels Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Bussystem mit mehreren Teilnehmerschaltungen nach dem Stand der Technik, die über eine Busleitung sowohl kommunizieren als auch ihre Strom-/Spannungsversorgung beziehen,
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2 eine schematische Darstellung des Busankopplerschaltkreises TPUART mit Spannungsversorgungen aus dem KNX-Bus,
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3 eine schematische Darstellung des Busankopplerschaltkreises FZE 1066 mit Spannungsversorgungen aus dem KNX-Bus,
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4 einen Spannungsverlauf auf der Busleitung während der Kommunikation nach dem Stand der Technik,
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5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Stromversorgung von Baugruppen von Teilnehmerschaltungen aus einem Bussystem,
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6 eine schematische Darstellung der Funktionsweise des Regelkreises,
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7 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Zwischenkreisversorgungseinheit und der Funktionsweise der erweiterten Blöcke/Schaltungen zur Vermeidung von Rückwirkungen der Zwischenkreisversorgungseinheit auf die Busleitung
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8 eine schematische Darstellung einer der Busleitung und der Zwischenkreisversorgungsleitung zugeordneten Energieversorgungs-Verwaltungseinheit zur Priorisierung der Zuschaltung und Abschaltung der Spannungsversorgung von Teilnehmerschaltungen und
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9 ein Schaltungsschema einer Energieversorgungs-Verwaltungseinheit zur Erstellung und Sendung von Priorisierungssignalen zur Zuschaltung und zur Abschaltung von Versorgungseinheiten.
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Die in 5 dargestellte Schaltung 50 zur Stromversorgung von Baugruppen eines Bussystems 1, wobei am Bussystem 1 wenigstens zwei Teilnehmerschaltungen 5, 6 an einer gemeinsamen Busleitung 4, die über eine Impedanzanpassungseinheit 21 mit einer vorgeschalteten Stromversorgungseinheit 22 in Verbindung steht, angeschlossen sind,
besteht zumindest aus
- – einer Zwischenkreisversorgungseinheit 7, der an die Busleitung 4 angeschlossen ist und die einen Zwischenkreisknoten 26 zur Abzweigung einer Zwischenkreisversorgungsleitung 27 sowie einen Zwischenkreiskondensator 16 aufweist,
- – einer RX/TX-Ankopplungseinheit 8,
- – einer Prozessorversorgungsschaltung 9, die an einen Zwischenkreisknoten 26 der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 angeschlossen ist und die zur Stromversorgung eines nachgeschalteten Prozessors (nicht eingezeichnet) über die Versorgungsleitung 29 mit der Ausgangsspannung UCC dient,
- – einer Steuereinheit 10, die über eine zweite Anschlussleitung 30 mit der Prozessorversorgungsschaltung 9, über eine dritte Anschlussleitung 31 mit der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 in Verbindung steht,
wobei vom Zwischenkreisknoten 26 aus geführt sich auf einer Zwischenkreisleitung 27 eine Versorgungsspannung für die Prozessorversorgungsschaltung 9 befindet.
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Erfindungsgemäß ist an einem an der den Stellstrom IBUS einstellenden Busstromquelle 15 der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 ausgangsseitig vorhandenen internen Knoten 23 ein Stromübernahmepfad 22 angeschaltet, wobei in einer vom internen Knoten 23 aus zu einem Zwischenkreisknoten 26 geführten Leitung ein Entkopplungselement 24 geschaltet ist und wobei vom Zwischenkreisknoten 26 ein mit der Speicherkapazität CST ausgebildeter Zwischenkreiskondensator 16 zu Masse zur Ausbildung der Zwischenkreisspannung UST geführt angeordnet ist,
wobei der Stromübernahmepfad 22 während der Zeitintervalle niedriger Busspannung UBUS den eingestellten Strom IBUS der Busstromquelle 15 übernimmt und das Entkoppelelement 24 den internen Knoten 23 zwischen Busstromquelle 15 und Stromübernahmepfad 22 von der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 derart entkoppelt, dass die Rückspeisung von der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 in die Busleitung 4 unterbrochen wird, wobei die Zwischenkreisspannung UST auf einen Wert knapp unter der mittleren Busspannung UBUSM geregelt wird, und
dass alle anderen Versorgungsspannungen für externe Teilnehmerschaltungen über weitere Versorgungseinheiten 191, 192 aus der Zwischenkreisspannung UST gewonnen werden.
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Als Entkoppelelement 24 kann eine zugehörige Diode eingesetzt sein.
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Dabei steht die RX/TX-Ankopplungseinheit 8 direkt mit der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 in Verbindung stehen.
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Die Steuereinheit 10 kann über Anschlussleitungen 33 mit weiteren Versorgungsspannungseinheiten 191, 192 in Verbindung stehen.
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In 6 und in 7 sind eine schematische Darstellung der Funktionsweise des Regelkreises und der erweiterten Blöcke/Schaltungen zur Vermeidung von Rückwirkungen der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 auf die Busleitung 4 gezeigt. Ein aus der Spannung UBUS auf der Busleitung 4 und der Spannung UST auf der Zwischenkreisversorgungsleitung 27 (UBUS-UST)-differenzbildender Differenzbildner 12 ist an einen A/D-Wandler 13 geführt, der mit der digitalen Regelungseinheit 14 verbunden ist, den Strom der Busstromquelle 15 stellt, die schematisch in 6 dargestellt ist. Die Busquelle 15 ist über Leitung 37 mit der Busleitung 4 und über Leitung 38 mit der Zwischenkreisversorgungsleitung 27 verbunden. Der digitalen Regelungseinheit 14 kann ein D/A-Wandler (nicht eingezeichnet) nachgeschaltet sein, der die Busstromquelle 15 steuert.
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Die Busstromquelle 15 ist mit der Busleitung 4 über den Busanschluss 21 verbunden und ist von da aus mit der Anschlussleitung 37 und ausgangsseitig mit der Ausgangsleitung 38 zu einem internen Knoten 23 geführt sowie weist einen durchfließenden Strom IBUS auf, wobei die Busstromquelle 15 an den internen Knoten 23 geführt ist, an den auch ein Stromübernahmepfad 22 geführt ist und von dem aus eine Diode 24 als Entkopplungselement zu einem Zwischenkreisknoten 26 geführt ist, an den ein Zwischenkreiskondensator 15 von Masse aus geführt ist.
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Die Regelungseinheit 14 in 6 umfasst eine Einheit zum Sollwert/Istwertvergleich mit einer entsprechenden Stellgrößengenerierung für den Busstrom IBUS.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltung 50 wird anhand der 5, 6, 7 und 8 erläutert:
Das Einführen des Stromübernahmepfads 22 und des Entkopplungselements 24 erlauben gemeinsam mit dem differenzbildenden Regelungsverfahren innerhalb der Regelungseinheit 14 eine signifikante Erhöhung der Zwischenkreisspannung UST im Vergleich zu den beiden herkömmlichen Busankopplerschaltkreisen TPUART und FZE 1066.
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Die Generierung der niedrigen Prozessorversorgungsspannung erfolgt dabei mit dem in 5 dargestellten Schaltwandler 9 mit der Regelungseinheit 14. Die Zwischenkreisspannung UST wird sehr knapp unter die mittlere Busspannung UBUS geregelt. Dadurch können auch höhere Ausgangsspannungen, wie die 20 V-Versorgung der 20 V-Versorgungseinheit 11 aus der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 gewonnen werden.
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Die Generierung eines in 7 dargestellten Sendepegels UL kann vom Bus 4 entkoppelt werden, da der Sendepegel UL bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter der Zwischenkreisspannung UST liegt und damit die Zwischenkreisversorgungseinheit 7 zur Spannungsversorgung der RX/TX-Ankopplung genutzt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Schaltung 50 generiert die Zwischenkreisspannung UST der in 7 dargestellten Zwischenkreisversorgungseinheit 7 mit Hilfe einer Busstromquelle 15 mit gesteiftem Strom IBUS. Das digitale Regelungsverfahren regelt die Spannungsdifferenz zwischen mittlerer Busspannung UBUSM und Zwischenkreisspannung UST auf einen Wert nahe der Sättigungsspannung der Busstromquelle 15. Zugehörige Schaltungen in der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 sorgen gemeinsam mit der digitalen Regelungseinheit 14 für Rückwirkungsfreiheit zwischen der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 und der Busleitung 4.
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Alle weiteren Strom-/Spannungsversorgungen in der Schaltung 50 des Bussystems 1 einschließlich der 20 V-Versorgung durch die 20 V-Versorgungseinheit 11 werden ausschließlich aus der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 gespeist. Durch die erfindungsgemäße Form der Strom-/Spannungsversorgung sind in allen aus der Zwischenkreisversorgungseinheit 7 versorgten Versorgungseinheiten 191, 192 vorteilhafterweise keine Weichenpfade zur Absicherung der Rückwirkungsfreiheit auf die Busleitung 4 mehr erforderlich.
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In 8 ist eine schematische Darstellung einer der Busleitung 4 und der Zwischenkreisversorgungsleitung 27 zugeordneten Energieversorgungs-Verwaltungseinheit 41 zur Priorisierung der Zuschaltung und der Abschaltung der Spannungsversorgung von Versorgungseinheiten 191 und 192 gezeigt.
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Die Steuereinheit 10 kann die Energieversorgungs-Verwaltungseinheit 41 enthalten, wobei in 8 eine erste Messeinheit 39 zur Messung der Zwischenkreisspannung UST mit der Zwischenkreisversorgungsleitung 27 und eine zweite Messeinheit 40 zur Messung der Busspannung UBUS mit der Busleitung 4 in Verbindung stehen, und mit Signalleitungen an die Energieversorgungs-Verwaltungseinheit 41 angeschlossen sind, wobei die Energieversorgungs-Verwaltungseinheit 41 mit den weiteren Versorgungseinheiten 191, 192 in Verbindung steht und Priorisierungssignale für eine Zuschaltung und eine Abschaltung der Strom-/Spannungsversorgung der weiteren Versorgungseinheiten 191, 192 über Steuer-/Anschlussleitungen 48, 49 sendet.
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In 9 ist ein Schaltungsschema einer Energieversorgungs-Verwaltungseinheit 41 zur Erstellung und Sendung von Priorisierungssignalen zur Zuschaltung und Abschaltung von Versorgungseinheiten 191, 192 mit den zugehörigen Baugruppen gezeigt.
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Die Energieversorgungs-Verwaltungseinheit 41 zur Erstellung und Sendung von Priorisierungssignalen zur Zuschaltung und zur Abschaltung der Strom-/Spannungsversorgung umfasst gemäß 9 zumindest eine Bewertungseinheit 52 für die Busspannung, eine Bewertungseinheit 53 für die Zwischenkreisversorgungsspannung UST sowie weitere Bewertungseinheiten 54, 55 für die Versorgungsspannungen, die den Versorgungseinheiten zugeordnet sind. in der Energieversorgungs-Verwaltungseinheit 41 ist zumindest auch eine Entscheidungslogik 56 vorhanden, von der aus Signalleitungen zu den Versorgungseinheiten führen, über die die durch die Entscheidungslogik 56 höher priorisierten Versorgungseinheiten 191, 192 zugeschaltet und die weniger priorisierten Versorgungseinheiten abgeschaltet werden können.
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Die die Energieversorgungs-Verwaltung durchführende Energieversorgungs-Verwaltungseinheit 41, die anhand verschiedener vorgegebener Schwellwerte die einzelnen Stromversorgungen von nachgeordneten Baugruppen/Versorgungseinheiten zuschaltet und abschaltet, sorgt für eine vorgegebene Priorisierung der verschiedenen Versorgungsspannungen der weiteren Versorgungseinheiten 191, 192, so dass priorisierte Strom-/Spannungsversorgungen auch bei Busspannungsausfall noch längstmöglich in den Baugruppen/Versorgungseinheiten bereitgehalten werden. Die Priorisierung der Strom-/Spannungsversorgung sichert maximale Verfügbarkeit der in der Schaltung 50 gespeicherten Restenergie für die wichtigsten Teilbaugruppen von Teilnehmerschaltungen 5, 6.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kommunikationssystem
- 2
- Stromversorgungseinheit
- 3
- Impedanzanpassungseinheit
- 4
- Busleitung
- 5
- Erste Teilnehmerschaltung
- 6
- Zweite Teilnehmerschaltung
- 7
- Zwischenkreisversorgungseinheit
- 8
- RX/TX-Ankopplung
- 9
- Prozessorversorgungsschaltung
- 10
- Steuereinheit
- 11
- Versorgungseinheit
- 12
- Differenzbildner
- 13
- A/D-Wandler
- 14
- Digitale Regelungseinheit
- 15
- Busstromquelle
- 16
- Zwischenkreiskondensator
- 17
- Ausgangskondensator
- 18
- Kondensator
- 19
- Zweite Versorgungseinheit
- 191
- Versorgungseinheit
- 192
- Versorgungseinheit
- 21
- Buseingang
- 22
- Stromübernahmepfad
- 23
- Interner Knoten
- 24
- Entkopplungselement/Diode
- 26
- Knoten
- 27
- Verbindungsleitung
- 29
- Ausgangsleitung
- 30
- Steuerungsleitung
- 31
- Steuerungsleitung
- 32
- Steuerungsleitung
- 33
- Steuerungsleitung
- 34
- Busabzweigleitung
- 35
- Busabzweigleitung
- 36
- Zwischenkreisabzweigleitung
- 37
- Anschlussleitung
- 38
- Stromquelle-Ausgangsleitung
- 39
- Erste Messeinheit
- 40
- Zweite Messeinheit
- 41
- Energieverwaltungsschaltung
- 42
- Busspannungsverlauf bei Signalübertragung
- 43
- Spannungspegel
- 44
- Versorgungsspannungsleitung
- 45
- Verbindungsknoten
- 46
- Anschlussleitung
- 47
- Lokale Regelungseinheit
- 48
- Steuerleitung
- 49
- Steuerleitung
- 50
- erfindungsgemäße Schaltung
- 51
- Regelkreis
- 52
- Bewertungseinheit für Busspannung
- 53
- Bewertungseinheit für Zwischenkreisspannung
- 54
- Bewertungseinheit
- 55
- Bewertungseinheit
- 56
- Entscheidungslogik
- UST
- Zwischenkreisspannung
- IBUS
- Busquellenstrom
- UBUS
- Busspannung
- UCC
- Ausgangsspannung der Prozessorversorgungsschaltung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 090947 B1 [0007]
- WO 2007/003254 A1 [0008]
