DE102017128008B4 - Schutzeinrichtung und Feldbusmodul mit einer Schutzeinrichtung - Google Patents

Schutzeinrichtung und Feldbusmodul mit einer Schutzeinrichtung Download PDF

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Abstract

Eine Schutzeinrichtung (101) weist einen Eingang (102), einen Ausgang (104), sowie einen ersten Leistungsschalter (110), einen zweiten Leistungsschalter (120) und eine Ansteuereinheit (131) auf. Der erste und der zweite Leistungsschalter (110, 120) sind elektrisch parallel zueinander zwischen den Eingang (102) und den Ausgang (104) geschaltet. Der erste Leistungsschalter (110) ist dazu ausgebildet, einen ersten Durchgangsstrom in einem durchleitenden Zustand durchzuleiten und in einem strombegrenzenden Zustand zu begrenzen. Der zweite Leistungsschalter (120) ist dazu ausgebildet, einen zweiten Durchgangsstrom in einem durchleitenden Zustand durchzuleiten und in einem unterbrechenden Zustand zu unterbrechen. Der zweite Leistungsschalter (120) weist einen niedrigeren Einschaltwiderstand auf als der erste Leistungsschalter (110). Die Schalteranordnung (105) ist dazu ausgebildet, zur Begrenzung des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Stroms den zweiten Durchgangstrom mittels des zweiten Leistungsschalters (120) zu unterbrechen und den ersten Durchgangsstrom mittels des ersten Leistungsschalters (110) zu begrenzen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung und ein Feldbusmodul mit einer Schutzeinrichtung.
  • Feldbussysteme mit Feldbusmodulen werden unter anderem in der Automatisierungstechnik eingesetzt, um Automatisierungsprozesse in Anlagen mit verteilt angeordneten Komponenten zu steuern. Feldbussysteme umfassen in der Regel einen Feldbus, über den eine Steuerung mit den verteilt angeordneten Feldbusmodulen verbunden ist. Die Feldbusmodule weisen in der Regel Eingänge und/oder Ausgänge auf. An die Eingänge der Feldbusmodule ist die Sensorik, an die Ausgänge der Feldbusmodule die Aktorik des Feldbussystems angeschlossen. Die Sensorik umfasst beispielsweise alle Sensoren, die den Zustand des zu steuernden Automatisierungsprozesses erfassen. Die Aktorik umfasst beispielsweise alle Aktoren, die den Zustand des zu steuernden Prozesses verändern können. Aktorik und Sensorik sind Teil der Feldgeräte des Feldbussystems.
  • Der Feldbus umfasst in der Regel ein Datenübertragungsmedium, etwa eine Netzwerkverbindung, über welches Daten zwischen der Steuerung und den Feldbusmodulen übertragen werden. Zum Steuern des Automatisierungsprozesses lesen die Feldbusmodule über ihre Eingänge Eingangssignale von der Sensorik ein, wobei die Eingangssignale die durch die Sensoren erfassten Messwerte repräsentieren. Die Feldbusmodule wandeln die Eingangssignale in Eingangsdaten um, die anschließend über den Feldbus an die Steuerung übertragen werden. Die Steuerung führt eine logische Verknüpfung der Eingangsdaten aus, um Ausgangsdaten zum Steuern des Automatisierungsprozesses durch die Aktorik zu erzeugen. Die Ausgangsdaten werden über den Feldbus von der Steuerung an die Feldbusmodule übertragen und von den Feldbusmodulen in Ausgangssignale umgewandelt. Die Ausgangssignale werden wiederum über die Ausgänge der Feldbusmodule ausgegeben, um die Aktoren anzusteuern.
  • Eine für den Betrieb der Feldbusmodule oder der an die Feldbusmodule angeschlossenen Feldgeräte benötigte elektrische Versorgungsenergie wird in der Regel durch eine Energieversorgungseinrichtung des Feldbussystems bereitgestellt. Die Energieversorgungseinrichtung ist mit den Feldbusmodulen in der Regel über eine Versorgungsleitung verbunden. Um bei dem Bereitstellen der Versorgungsenergie eine Überlastung der Versorgungsleitung, der Energieversorgungseinrichtung, der Feldbusmodule oder der Feldgeräte zu verhindern, kann eine Schutzeinrichtung in die Versorgungsleitung eingefügt sein, welche die Versorgungsleitung und die mit der Versorgungsleitung verbundenen Komponenten absichert. Die Schutzeinrichtung ist in der Regel zwischen der Energieversorgungseinrichtung und den abzusichernden Feldgeräten an die Versorgungsleitung angeschlossen.
  • Eine derartige Schutzeinrichtung ist in der Regel dazu ausgebildet, die mit der Versorgungsenergie beaufschlagte Versorgungsleitung zu überwachen, beispielsweise indem eine Spannung oder ein Stromfluss auf der Versorgungsleitung überwacht wird. Die Schutzeinrichtung weist in der Regel einen Leistungsschalter auf, welcher dazu ausgebildet ist, die Versorgungsleitung und damit die Weiterleitung der Versorgungsenergie an die Feldgeräte zu unterbrechen, falls bei der Überwachung der Versorgungsleitung ein Fehler festgestellt wird. Der Fehler kann beispielsweise ein, insbesondere dauerhaftes, Überschreiten eines maximal zulässigen Stroms oder ein Überschreiten einer maximal zulässigen Spannung sein.
  • Zusätzlich kann der Leistungsschalter dazu ausgebildet sein, die Stromstärke der weitergeleiteten Versorgungsenergie zu begrenzen. Der Leistungsschalter kann die Stromstärke insbesondere bei abrupten Lastwechseln am Ausgang der Schutzeinrichtung begrenzen, wie sie beispielsweise beim Zu- oder Abschalten kapazitiver oder induktiver Lasten auftreten.
  • Die in den Schutzeinrichtungen eingesetzten Leistungsschalter weisen in der Regel auch im eingeschalteten, das heißt geschlossenen, Zustand einen endlichen Einschaltwiderstand auf, so dass es in dem Leistungsschalter zu elektrischen Verlusten kommt und Verlustwärme erzeugt wird. Die elektrischen Verluste sind dann besonders hoch, wenn bei der Weiterleitung der Versorgungsenergie über die Versorgungsleitung hohe Ströme auftreten. Dies ist insbesondere bei der Versorgung von Aktoren, etwa von elektrischen Motoren, der Fall.
  • Damit die Schutzeinrichtung den Stromfluss auf der Versorgungsleitung wirksam und zuverlässig begrenzen kann, ist der Leistungsschalter derart auszulegen, dass er die bei der Begrenzung des Stromflusses anfallende Verlustleistung aufnehmen und abführen kann. Die anfallende Verlustleistung kann um ein Vielfaches größer sein als die bei dauerhaft eingeschaltetem Leistungsschalter aufgrund des Einschaltwiderstandes anfallende Verlustleistung. Daher kann die Strombegrenzung in der Regel nur für eine vorgegebene maximale Dauer aufrechterhalten werden. Falls nach Ablauf der maximalen Dauer zum Schutz der Feldgeräte weiterhin eine Begrenzung des Stromflusses notwendig ist, muss der Leistungsschalter den Stromfluss auf der Versorgungsleitung vollständig unterbrechen.
  • Um die bei dem Betrieb des Leitungsschalters entstehende Wärme abzuführen, wird der Leistungsschalter in der Regel mit einem Kühlkörper versehen, welcher viel Bauraum an dem Gehäuse der Schutzeinrichtung beanspruchen kann. Bei vielen Schutzeinrichtungen bestimmt die Größe des Kühlkörpers die Mindestgröße des Gehäuses, so dass es schwierig ist, Schutzeinrichtungen in kompakten Gehäusen anzuordnen.
  • Die Druckschrift DE102011120466A1 beschreibt eine als elektronischer Schutzschalter bezeichnete Schutzeinrichtung, welche einen Leistungsschalter zur Begrenzung des Stromflusses in einem zu überwachenden Strompfad umfasst.
  • Die Druckschrift DE 10 2008 044 411 A1 beschreibt eine Schutzeinrichtung mit den Merkmalen der Oberbegriffs des Anspruch 1.
  • Aus der Druckschrift DE102015121288A1 ist ein Feldbusmodul mit einer Anschalteinheit zur Anbindung an einen Feldbus (2), mit einem Eingang zur Speisung mit einer Versorgungsenergie, mit einem Ausgang zur Weiterleitung der Versorgungsenergie an ein weiteres Feldbusmodul und mit einer Schutzeinrichtung bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Schutzeinrichtung und ein verbessertes Feldbusmodul mit einer Schutzeinrichtung anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Schutzeinrichtung und ein Feldbusmodul mit einer Schutzeinrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weiterbildungen sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angeben.
  • Eine Schutzeinrichtung weist einen Eingang und einen Ausgang, und eine zwischen den Eingang und den Ausgang geschaltete Schalteranordnung auf, um den zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Strom zu begrenzen. Die Schalteranordnung umfasst einen ersten Leistungsschalter, einen zweiten Leistungsschalter und eine mit dem ersten und dem zweiten Leistungsschalter verbundene Ansteuereinheit zum Steuern der Leistungsschalter, wobei der erste und der zweite Leistungsschalter elektrisch parallel zueinander zwischen den Eingang und den Ausgang geschaltet sind. Dadurch kann durch den ersten Leistungsschalter ein erster Teil des zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Stroms als ein erster Durchgangsstrom und durch den zweiten Leistungsschalter ein zweiter Teil des zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Stroms als ein zweiter Durchgangsstrom fließen. Der erste Leistungsschalter ist dazu ausgebildet, in einem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters den ersten Durchgangsstrom durchzuleiten und in einem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen und der zweite Leistungsschalter ist dazu ausgebildet, in einem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters den zweiten Durchgangsstrom durchzuleiten und in einem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen. Der zweite Leistungsschalter weist in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters einen niedrigeren Einschaltwiderstand als der erste Leistungsschalter in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters auf. Die Schalteranordnung ist dazu ausgebildet, zur Begrenzung des zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Stroms den zweiten Durchgangsstrom mittels des unterbrechenden Zustands des zweiten Leistungsschalters zu unterbrechen und den ersten Durchgangsstrom mittels des strombegrenzenden Zustands des ersten Leistungsschalters zu begrenzen.
  • Der Einschaltwiderstand bezeichnet denjenigen Widerstand zwischen den Eingangsanschlüssen, und den Ausgangsanschlüssen der Leistungsschalter, welcher auch bei durchleitendem Leistungsschalter verbleibt. Insbesondere als Halbleiterschalter oder Transistoren ausgebildete Leistungsschalter weisen einen Einschaltwiderstand auf, welcher im Bereich mehrerer Milliohm (mOhm) liegen kann. Da der zweite Leistungsschalter im durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters einen niedrigeren Einschaltwiderstand als der erste Leistungsschalter im durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters aufweist und der erste und der zweite Leistungsschalter elektrisch parallel zueinander zwischen den Eingang und den Ausgang der Schutzeinrichtung geschaltet sind, wird der resultierende Einschaltwiderstand zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung im Wesentlichen durch den Einschaltwiderstand des zweiten Leistungsschalters bestimmt. Der resultierende Einschaltwiderstand zwischen Eingang und Ausgang der Schutzeinrichtung kann also, soweit sich sowohl der erste, als auch der zweite Leistungsschalter jeweils in dem durchleitenden Zustand des ersten bzw. zweiten Leistungsschalter befinden, maximal einen Wert in Höhe des Einschaltwiderstands des zweiten Leistungsschalters einnehmen. Als erster Leistungsschalter kann ein Leistungsschalter mit einem vergleichsweise hohen Einschaltwiderstand, insbesondere mit einem höheren Einschaltwiderstand als der zweite Leistungsschalter, eingesetzt werden, was ohne Parallelschaltung des zweiten Leistungsschalters zu hohen Leistungsverlusten in der Schalteranordnung führen würde. Bei als Feldeffekttransistoren ausgebildeten Leistungsschaltern kann der Einschaltwiderstand auch als R_{DS(ON)} oder als minimaler Durchgangswiderstand bezeichnet werden.
  • Indem, ausgehend von einem eingeschalteten Zustand der Leistungsschalter, der durch den zweiten Leistungsschalter fließende zweite Durchgangsstrom vollständig unterbrochen wird, indem der zweite Leistungsschalter in den unterbrechenden Zustand versetzt wird, und der erste Leistungsschalter in den strombegrenzenden Zustand versetzt wird, wird bei einem strombegrenzenden Betrieb der Schalteranordnung lediglich der erste Leistungsschalter belastet. Insbesondere muss lediglich der erste Leistungsschalter dazu ausgebildet sein, eine im strombegrenzenden Betrieb der Schalteranordnung auftretende Verlustleistung aufzunehmen. Insgesamt können also bei der Schalteranordnung mit zwei parallelgeschalteten Leistungsschaltern der resultierende Einschaltwiderstand der Schalteranordnung und die durch die Schalteranordnung maximal aufnehmbare Verlustleistung im strombegrenzenden Betrieb durch geeignete Auswahl des ersten und des zweiten Leistungsschalters unabhängig voneinander festgelegt werden. Bei der Schutzeinrichtung ist der zweite Leistungsschalter dazu ausgebildet, in einem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters den zweiten Durchgangsstrom zu begrenzen. Dabei ist der erste Leistungsschalter dazu ausgebildet, in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters mehr Verlustleistung aufzunehmen als der zweite Leistungsschalter in dem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters. Aufgrund der Parallelschaltung von erstem und zweitem Leistungsschalter und der Strombegrenzung bei ausgeschaltetem zweitem Leistungsschalter alleine durch den ersten Leistungsschalter kann der zweite Leistungsschalter, unabhängig von der durch ihn aufnehmbaren Verlustleistung, als ein Leistungsschalter mit geringem Einschaltwiderstand ausgebildet sein. Insbesondere kann der erste Leistungsschalter im strombegrenzenden Zustand mehr Leistung aufnehmen als der zweite Leistungsschalter in dem durchleitenden Zustand.
  • Bei einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung ist die Ansteuereinheit dazu ausgebildet, zur Begrenzung des zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Stroms zunächst den zweiten Leistungsschalter aus dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters in den unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters zu versetzen und erst danach den ersten Leistungsschalter aus dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters in den strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters zu versetzen. Dadurch kann vermieden werden, dass der zwischen den Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließende Strom während des Übergangs des zweiten Leistungsschalters aus dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters in den unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters vornehmlich über den zweiten Leistungsschalter fließt und dadurch eine hohe Verlustleistung in dem zweiten Leistungsschalter anfällt.
  • Die Schutzeinrichtung kann somit beispielsweise dazu ausgebildet sein, den zweiten Durchgangsstrom durch den zweiten Leistungsschalter zunächst zu unterbrechen und erst danach den durch den ersten Leistungsschalter fließenden ersten Durchgangsstrom zu begrenzen.
  • Bei einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung ist der erste Leistungsschalter und/oder der zweite Leistungsschalter als ein Halbleiterschalter, insbesondere als ein Transistor, insbesondere als ein Feldeffekttransistor (FET), insbesondere als ein Metall-Oxid-Halbleiter Feldeffekttransistor (MOSFET), insbesondere als ein n-Kanal MOSFET, ausgebildet. Mittels derartiger Leistungsschalter kann der erste und/oder der zweite Durchgangsstrom und damit der zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließende Strom auf einfache Art und Weise begrenzt werden. Halbleiterschalter weisen in der Regel entweder einen geringen Einschaltwiderstand oder eine große maximal aufnehmbare Verlustleistung auf, nicht jedoch beides gleichzeitig. Bei der Parallelschaltung von erstem und zweitem Leistungsschalter kann der erste Leistungsschalter ein Halbleiterschalter sein, der zur Aufnahme einer großen maximalen Verlustleistung im strombegrenzenden Zustand ausgebildet ist, und der zweite Leistungsschalter kann als ein Leistungsschalter, insbesondere als ein Halbleiterschalter, insbesondere als ein FET, ausgebildet sein, der einen geringen Einschaltwiderstand aufweist. Ein n-Kanal MOSFET weist beispielsweise in der Regel einen geringeren Einschaltwiderstand auf als ein p-Kanal MOSFET. Dadurch kann der resultierende Einschaltwiderstand einer Schalteranordnung reduziert werden, sofern beispielsweise der erste Leistungsschalter und/oder der zweite Leistungsschalter als ein n-Kanal MOSFET ausgebildet sind.
  • Bei einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung weist der erste Leistungsschalter einen ersten Steueranschluss und der zweite Leistungsschalter einen zweiten Steueranschluss auf. Der erste Durchgangsstrom ist mittels eines an den ersten Steueranschluss des ersten Leistungsschalters anlegbaren Steuersignals steuerbar und der zweite Durchgangsstrom ist mittels eines an den zweiten Steueranschluss des zweiten Leistungsschalters anlegbaren Steuersignals steuerbar. Der erste und der zweite Steueranschluss sind zur Beaufschlagung mit einem gemeinsamen Steuersignal mit einem Steuerausgang der Ansteuereinheit verbunden. Der erste Leistungsschalter ist dazu ausgebildet, in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen, falls ein Begrenzungssignal als gemeinsames Steuersignal an dem ersten Steueranschluss des ersten Leistungsschalters anliegt. Außerdem ist der zweite Leistungsschalter dazu ausgebildet, in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, falls das Begrenzungssignal an dem zweiten Steueranschluss des zweiten Leistungsschalters anliegt.
  • Ein Verbinden des ersten Steueranschlusses des ersten Leistungsschalters und des zweiten Steueranschlusses des zweiten Leistungsschalters mit einem einzelnen Steuerausgang der Ansteuereinheit ermöglicht eine einfache Ansteuerung der Leistungsschalter mit einem gemeinsamen Steuersignal. Indem der erste Leistungsschalter dazu ausgebildet ist, bei Anliegen des Begrenzungssignals den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen, und der zweite Leistungsschalter dazu ausgebildet ist, bei Anliegen des Begrenzungssignals den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wird sichergestellt, dass nur der erste Leistungsschalter zu einer Begrenzung des zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließenden Stroms beiträgt und die anfallende Verlustleistung aufnehmen muss.
  • Das Steuersignal kann beispielsweise ein analoges Spannungssignal, ein analoges Stromsignal oder ein digitales Signal sein. Insbesondere kann das Steuersignal eine Steuerspannung, etwa eine an einem als Gate-Anschluss ausgebildeten Steueranschluss der Leistungsschalter anliegende Steuerspannung, oder ein Steuerstrom, etwa ein an einem als Basis-Anschluss ausgebildeten Steueranschluss der Leistungsschalter anliegender Steuerstrom, sein. Das Begrenzungssignal kann durch einen Wert des Steuersignals, beispielsweise durch einen Spannungs- oder Stromwert definiert sein, bei dem der erste Leistungsschalter den ersten Durchgangsstrom begrenzt, also in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters ist, und der zweite Leistungsschalter den zweiten Durchgangsstrom unterbricht, also in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters ist.
  • Beispielsweise kann der erste Leistungsschalter dazu ausgebildet sein, den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn das an dem ersten Steueranschluss anliegende Steuersignal einen ersten Grenzwert unterschreitet und der zweite Leistungsschalter kann dazu ausgebildet sein, den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn das an dem zweiten Steueranschluss anliegende Steuersignal einen über dem ersten Grenzwert liegenden zweiten Grenzwert unterschreitet. Alternativ kann beispielsweise der erste Leistungsschalter dazu ausgebildet sein, den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn das an dem ersten Steueranschluss anliegende Steuersignal einen ersten Grenzwert überschreitet und der zweite Leistungsschalter kann dazu ausgebildet sein, den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn das an dem zweiten Steueranschluss anliegende Steuersignal einen unter dem ersten Grenzwert liegenden zweiten Grenzwert überschreitet. Der erste und der zweite Grenzwert können verschieden sein.
  • Der zweite Leistungsschalter ist dann dazu ausgebildet, in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn das Steuersignal einen Wert zwischen dem ersten und dem zweiten Grenzwert aufweist. Der erste Leistungsschalter ist dazu ausgebildet, in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen, wenn das an dem ersten Steueranschluss anliegende Steuersignal zwischen dem ersten Grenzwert und einem dritten Grenzwert liegt, wobei der dritte Grenzwert zwischen dem ersten und dem zweiten Grenzwert liegt. Als Begrenzungssignal fungiert dann ein Steuersignal, dessen Wert oder Signalpegel zwischen dem ersten und dem dritten Grenzwert liegt.
  • Bei einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung sind der erste und der zweite Leistungsschalter dazu ausgebildet, dass das Steuersignal als eine Steuerspannung an den ersten Steueranschluss des ersten Leistungsschalters und an den zweiten Steueranschluss des zweiten Leistungsschalters angelegt wird. Der erste Leistungsschalter ist dazu ausgebildet, in einem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn die an dem ersten Steueranschluss des ersten Leistungsschalters anliegende Steuerspannung eine erste Schwellenspannung unterschreitet. Der zweite Leistungsschalter ist dazu ausgebildet, den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn die an dem zweiten Steueranschluss des zweiten Leistungsschalters anliegende Steuerspannung eine zweite Schwellenspannung unterschreitet. Dabei ist die zweite Schwellenspannung des zweiten Leistungsschalters größer als die erste Schwellenspannung des ersten Leistungsschalters. Die Steuerspannung weist als das Begrenzungssignal einen Spannungswert auf, der zwischen der ersten und der zweiten Schwellenspannung liegt.
  • Bei einer derartigen Schutzeinrichtung werden der erste und der zweite Leistungsschalter mittels eines gemeinsamen Spannungssignals gesteuert. Dies ermöglicht es, den zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schalteranordnung fließenden Strom schnell und zuverlässig mit einem einzelnen, gemeinsamen Steuersignal zu steuern und zu begrenzen. Die erste und die zweite Schwellenspannung fungieren dabei als der erste und der zweite Grenzwert. Der dritte Grenzwert wird durch einen Spannungswert der Steuerspannung gebildet, der überschritten werden muss, damit der erste Leistungsschalter dem ersten Durchgangsstrom lediglich noch den Einschaltwiderstand entgegensetzt. Der dritte Grenzwert liegt dann insbesondere unter dem zweiten Grenzwert und das Begrenzungssignal besteht aus allen Spannungswerten, die zwischen dem ersten und dem dritten Grenzwert liegen. Insbesondere Leistungsschalter, die als Halbleiterschalter, etwa als Transistoren, etwa als FET- oder MOSFET-Transistoren ausgebildet sind, können über Steuerspannungen gesteuert werden.
  • Bei einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung ist die Ansteuereinheit dazu ausgebildet, den zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließenden Strom anhand einer Stärke des Stromflusses durch die Schalteranordnung und/oder anhand einer über die Schalteranordnung abfallenden Spannung derart zu begrenzen, dass der erste Leistungsschalter in einem sicheren Arbeitsbereich des ersten Leistungsschalters betrieben wird. Dadurch wird eine Beschädigung des ersten Leistungsschalters und der Schalteranordnung vermieden. Die Stärke des Stromflusses durch die Schalteranordnung kann insbesondere die Stromstärke des durch die Schalteranordnung fließenden Stroms sein.
  • Der sichere Arbeitsbereich des ersten Leistungsschalters kann auch als dessen safe operating area (SOA) bezeichnet werden. Der sichere Arbeitsbereich kann die maximale Verlustleistung angeben, die von dem ersten Leistungsschalter aufgenommen werden kann. Die maximal aufnehmbare Verlustleistung kann abhängig sein von dem Stromfluss und/oder dem Spannungsabfall zwischen Eingangsanschluss und Ausgangsanschluss des ersten Leistungsschalters. Die maximal aufnehmbare Verlustleistung kann auch von einer Zeitdauer abhängen, für die die aufzunehmende Verlustleistung in dem ersten Leistungsschalter anfällt. Der sichere Arbeitsbereich des ersten Leistungsschalters kann jeweils in Abhängigkeit von der Zeitdauer der Leistungsaufnahme und/oder von dem zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss des ersten Leistungsschalters fließenden Strom und/oder von der zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss des ersten Leistungsschalters abfallenden Spannung und/oder von einer Umgebungstemperatur spezifiziert sein.
  • Der erste Leistungsschalter nimmt vor allem in dem strombegrenzenden Zustand Leistung, insbesondere Verlustleistung, auf, wobei der erste Leistungsschalter in dem strombegrenzenden Zustand wie ein variabler Widerstand wirken kann. Indem die Ansteuereinheit dazu ausgebildet ist, den zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließenden Strom derart zu begrenzen, dass der erste Leistungsschalter in seinem sicheren Arbeitsbereich betrieben wird, wird einer Überlastung und einer Beschädigung des ersten Leistungsschalters und der Schalteranordnung vorgebeugt. Beispielsweise kann die Ansteuereinheit dazu ausgebildet sein, den ersten Leistungsschalter und den zweiten Leistungsschalter derart anzusteuern, dass eine vorgegebene Maximalleistung nur für eine vorgegebene Dauer durch die Schalteranordnung, insbesondere durch den ersten Leistungsschalter, aufgenommen wird und/oder ein vorgegebener Maximalstrom nur für eine vorgegebene Dauer durch die Schalteranordnung, insbesondere durch den ersten Leistungsschalter, fließt. Die Ansteuereinheit kann dazu ausgebildet sein, den ersten Durchgangsstrom durch den ersten Leistungsschalter zu unterbrechen, den ersten Leistungsschalter also in den unterbrechenden Zustand zu versetzen, sobald bei der Aufnahme der Maximalleistung und/oder beim Fließen des Maximalstroms die vorgegebene Dauer überschritten wird.
  • Wie der erste Leistungsschalter kann auch der zweite Leistungsschalter einen sicheren Arbeitsbereich aufweisen, der sich von dem sicheren Arbeitsbereich des ersten Leistungsschalters unterscheiden kann. Nachdem bei der Schutzeinrichtung lediglich der erste Leistungsschalter den zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließenden Strom begrenzt, kann die Schalteranordnung insgesamt sicher betrieben werden, indem lediglich der sichere Arbeitsbereich des ersten Leistungsschalters durch die Ansteuereinheit überwacht wird. Insofern kann die Ansteuereinheit auf einfache Weise den sicheren Arbeitsbereich der Schalteranordnung überwachen.
  • Bei einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung ist die Ansteuereinheit dazu ausgebildet, die Begrenzung des zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließenden Stroms zu beenden, indem die Ansteuereinheit zunächst den ersten Leistungsschalter aus dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters in den durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters versetzt und erst danach den zweiten Leistungsschalter aus dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters in den durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters versetzt.
  • Dadurch kann sichergestellt werden, dass nur der erste Leistungsschalter, nicht jedoch der zweite Leistungsschalter in dem strombegrenzenden Zustand betrieben wird. Außerdem ist der erste Leistungsschalter bereits in den durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters versetzt, setzt dem ersten Durchgangsstrom also einen minimalen Widerstand entgegen, ehe der zweite Leistungsschalter in den durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters versetzt wird. Insofern wird der zweite Leistungsschalter beim Versetzen des zweiten Leistungsschalters in den durchleitenden Zustand weniger belastet, als es bei einem Versetzen des zweiten Leistungsschalters in den durchleitenden Zustand bei unterbrechendem oder strombegrenzendem Zustand des ersten Leistungsschalters der Fall wäre.
  • Bei einer Weiterbildung der Schutzeinrichtung ist der erste Leistungsschalter dazu ausgebildet ist, in einem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen. Die Ansteuereinheit ist dazu ausgebildet, den zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließenden Strom mittels des sich in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters befindlichen ersten Leistungsschalters und des sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters befindlichen zweiten Leistungsschalters auf einen vorgegebenen Maximalstrom zu begrenzen. Dabei ist die Ansteuereinheit dazu ausgebildet, eine Dauer der Begrenzung des zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließenden Stroms auf den vorgegebenen Maximalstrom zu überwachen und den zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließenden Strom mittels des sich in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters befindlichen ersten Leistungsschalters und des sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters befindlichen zweiten Leistungsschalters abzuschalten, nachdem der zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließende Strom für eine vorgegebene Dauer auf den vorgegebenen Maximalstrom begrenzt wurde.
  • Dadurch kann eine Beschädigung der Schalteranordnung durch ein Überschreiten der maximal durch die Schalteranordnung, insbesondere durch den ersten Leistungsschalter, aufnehmbaren Verlustleistung vermieden werden. Die Ansteuereinheit kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, den zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Schutzeinrichtung fließenden Strom mittels der Leistungsschalter bei einem Lastwechsel an dem Ausgang der Schutzeinrichtung auf einen vorgegebenen Maximalstrom zu begrenzen. Die vorgegebene Dauer kann beispielsweise derart bemessen sein, dass der erste Leistungsschalter in seinem sicheren Arbeitsbereich betrieben wird.
  • Ein Feldbusmodul mit einer Anschalteinheit zur Anbindung an einen Feldbus weist einen Eingang zur Speisung mit einer Versorgungsenergie, einen Ausgang zur Weiterleitung der Versorgungsenergie an ein weiteres Feldbusmodul und eine Schutzeinrichtung auf. Die Schutzeinrichtung weist eine zwischen den Eingang und den Ausgang geschaltete Schalteranordnung auf, um den zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Strom zu begrenzen. Die Schalteranordnung umfasst einen ersten Leistungsschalter, einen zweiten Leistungsschalter und eine mit dem ersten und dem zweiten Leistungsschalter verbundene Ansteuereinheit zum Steuern der Leistungsschalter, wobei der erste und der zweite Leistungsschalter elektrisch parallel zueinander zwischen den Eingang und den Ausgang geschaltet sind. Dadurch kann durch den ersten Leistungsschalter ein erster Teil des zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Stroms als ein erster Durchgangsstrom und durch den zweiten Leistungsschalter ein zweiter Teil des zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Stroms als ein zweiter Durchgangsstrom fließen. Der erste Leistungsschalter ist dazu ausgebildet, in einem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters den ersten Durchgangsstrom durchzuleiten und in einem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen und der zweite Leistungsschalter ist dazu ausgebildet, in einem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters den zweiten Durchgangsstrom durchzuleiten und in einem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen. Der zweite Leistungsschalter weist in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters einen niedrigeren Einschaltwiderstand als der erste Leistungsschalter in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters auf. Die Schalteranordnung ist dazu ausgebildet, zur Begrenzung des zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Stroms den zweiten Durchgangsstrom mittels des unterbrechenden Zustands des zweiten Leistungsschalters zu unterbrechen und den ersten Durchgangsstrom mittels des strombegrenzenden Zustands des ersten Leistungsschalters zu begrenzen.
  • Bei einem derartigen Feldbusmodul wird die an das weitere Feldbusmodul weitergeleitete Versorgungsenergie durch die Schutzeinrichtung abgesichert. Dadurch kann eine Überlastung bei einem Lastwechsel an dem weiteren Feldbusmodul oder bei einem Herstellen oder Trennen der Verbindung zwischen den Feldbusmodulen bei anliegender Versorgungsspannung (dieser Fall kann auch als hot swap bezeichnet werden) vermieden werden. Die Strombegrenzung durch den ersten Leistungsschalter kann beispielsweise zur Begrenzung von Einschaltströmen (dieser Fall kann auch als inrush current limiting bezeichnet werden) bei Lastwechseln am Ausgang des Feldbusmoduls verwendet werden.
  • Eine Parallelschaltung von erstem Leistungsschalter und zweitem Leistungsschalter ermöglicht es, den ersten Leistungsschalter unabhängig von seinem Einschaltwiderstand zur Aufnahme hoher maximaler Verlustleistungen auszulegen und den zweiten Leistungsschalter unabhängig von der maximal aufnehmbaren Verlustleistung mit einem niedrigen Einschaltwiderstand auszulegen. Dadurch kann die Schutzeinrichtung und damit auch ein Modulgehäuse des Feldbusmoduls besonders klein und kompakt ausgebildet werden. Insbesondere kann der resultierende Einschaltwiderstand der Schalteranordnung und damit die im Betrieb mit dauerhaft eingeschalteten Leistungsschaltern in dem Feldbusmodul anfallende Verlustenergie besonders klein gehalten werden.
  • Bei einer Weiterbildung des Feldbusmoduls sind die Anschalteinheit und die Ansteuereinheit miteinander verbunden, um eine die Begrenzung des Stroms der Versorgungsenergie betreffende Information über den Feldbus zu übertragen. Dies ermöglicht es einer an den Feldbus angeschlossenen Steuerung, die Schutzeinrichtung und insbesondere die Begrenzung des Stroms der Versorgungsenergie durch die Schutzeinrichtung über den Feldbus zu überwachen und/oder zu beeinflussen. Die die Begrenzung des Stroms der Versorgungsenergie betreffende Information kann von der Anschalteinheit über den Feldbus, beispielsweise zu der an den Feldbus angeschlossenen Steuerung, übertragen werden und/oder über den Feldbus, beispielsweise von der Steuerung, zu der Anschalteinheit übertragen werden.
  • Bei einer Weiterbildung des Feldbusmoduls ist der erste Leistungsschalter dazu ausgebildet, in einem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen. Die Ansteuereinheit ist dazu ausgebildet, den zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Strom mittels des sich in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters befindlichen ersten Leistungsschalters und des sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters befindlichen zweiten Leistungsschalters auf einen vorgegebenen Maximalstrom zu begrenzen. Die Ansteuereinheit ist dazu ausgebildet, eine Dauer der Begrenzung des zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließenden Stroms auf den vorgegebenen Maximalstrom zu überwachen, und den über den Ausgang zu dem weiteren Feldbusmodul fließenden Strom mittels des sich in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters befindlichen ersten Leistungsschalters und des sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters befindlichen zweiten Leistungsschalters zu unterbrechen, nachdem der zwischen dem Eingang und dem Ausgang fließende Strom für eine vorgegebene Dauer auf den vorgegebenen Maximalstrom begrenzt wurde.
  • Dies ermöglicht es, eine Überlastung des ersten Leistungsschalters durch die bei der Begrenzung des über den Ausgang des Feldbusmoduls zu dem weiteren Feldbusmodul fließenden Stroms anfallende Verlustleistung zu vermeiden. Die Ansteuereinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, den über den Ausgang zu dem weiteren Feldbusmodul fließenden Strom bei einem Lastwechsel an dem Ausgang mittels der Leistungsschalter auf einen vorgegebenen Maximalstrom zu begrenzen.
  • Bei einer Weiterbildung des Feldbusmoduls weist das Feldbusmodul ein Modulgehäuse mit einer Seitenfläche auf. Die Seitenfläche des Modulgehäuses des Feldbusmoduls ist dabei unmittelbar anschließend an eine weitere Seitenfläche eines Modulgehäuses des weiteren Feldbusmoduls anordbar. Der Ausgang ist derart freiliegend an der Seitenfläche des Modulgehäuses angeordnet, dass der Ausgang durch einen an der weiteren Seitenfläche des weiteren Feldbusmoduls angeordneten Versorgungseingang des weiteren Feldbusmoduls elektrisch kontaktierbar ist, indem die weitere Seitenfläche unmittelbar anschließend an die Seitenfläche des Feldbusmoduls angeordnet wird.
  • Ein derartiges Feldbusmodul kann besonders einfach in einem Feldbussystem mit mehreren über den Feldbus verbundenen Feldbusmodulen angeordnet und angeschlossen werden. Insbesondere können das Feldbusmodul und das weitere Feldbusmodul zur Weiterleitung der Versorgungsenergie auf einfache Weise elektrisch leitend miteinander verbunden werden, indem ihre Seitenflächen nebeneinander und aneinander anliegend angeordnet werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung
    • 1 eine Schutzeinrichtung;
    • 2 eine weitere Schutzeinrichtung;
    • 3 ein von der weiteren Schutzeinrichtung ausgegebenes Steuersignal;
    • 4 ein Feldbussystem mit einem Feldbusmodul mit der weiteren Schutzeinrichtung;
    • 5 eine Frontansicht des Feldbusmoduls und eines weiteren Feldbusmoduls;
    • 6 eine perspektivische Ansicht des Feldbusmoduls;
    • 7 ein weiteres Feldbussystem mit dem Feldbusmodul.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schutzeinrichtung 100. Die Schutzeinrichtung 100 weist einen Eingang 102 und einen mit dem Eingang 102 über eine Versorgungsleitung 4 verbundenen Ausgang 104 auf. Zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 weist die Schutzeinrichtung 100 eine in die Versorgungsleitung 4 geschaltete Schalteranordnung 105 auf. Die Schalteranordnung 105 ist dazu ausgebildet, einen zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden elektrischen Strom zu begrenzen oder durchzuleiten. Außerdem kann die Schalteranordnung 105 dazu ausgebildet sein, den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden elektrischen Strom zu unterbrechen.
  • Die Schalteranordnung 105 umfasst einen ersten Leistungsschalter 110 und einen zweiten Leistungsschalter 120. Der erste Leistungsschalter 110 und der zweite Leistungsschalter 120 sind elektrisch parallel zueinander zwischen den Eingang 102 und den Ausgang 104 geschaltet. Ein erster Eingangsanschluss 111 des ersten Leistungsschalters 110 ist mit einem ersten Eingangsanschluss 121 des zweiten Leistungsschalters 120 und ein erster Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 ist mit einem zweiten Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 elektrisch verbunden.
  • Der erste Ausgangsanschluss 112 und der zweite Ausgangsanschluss 122 können, wie dargestellt, direkt mit dem Ausgang 104 der Schutzeinrichtung 100 verbunden sein. Alternativ können der erste Ausgangsanschluss 112 und der zweite Ausgangsanschluss 122 auch über weitere elektronische Bauteile mit dem Ausgang 104 verbunden sein. Der erste Eingangsanschluss 111 und der zweite Eingangsanschluss 121 sind mit dem Eingang 102 der Schutzeinrichtung 100 über eine Strommesseinheit 150 verbunden. Alternativ können der erste Eingangsanschluss 111 und der zweite Eingangsanschluss 121 auch direkt oder über andere oder weitere elektronische Bauteile mit dem Eingang 102 verbunden sein. Die Strommesseinheit 150 kann auch zwischen den Ausgangsanschlüssen 112, 122 der Leistungsschalter 110, 120 und dem Ausgang 104 in die Versorgungsleitung 4 geschaltet sein.
  • Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, einen zwischen dem ersten Eingangsanschluss 111 und dem ersten Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 fließenden ersten Durchgangsstrom zu steuern, insbesondere den ersten Durchgangsstrom in einem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 zu unterbrechen oder in einem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 zu begrenzen oder in einem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 durchzuleiten. Dabei kann der erste Leistungsschalter 110 als ein variabler Widerstand fungieren. Im unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 setzt der erste Leistungsschalter 110 dem ersten Durchgangsstrom einen Ausschaltwiderstand entgegen, der so hoch ist, dass der erste Durchgangsstrom bis auf unvermeidbare Leckströme vollständig unterbrochen ist. Im strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 setzt der erste Leistungsschalter 110 dem ersten Durchgangsstrom einen Begrenzungswiderstand entgegen, der kleiner ist als der Ausschaltwiderstand. In dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 setzt der erste Leistungsschalter 110 dem ersten Durchgangsstrom einen lediglich geringen Einschaltwiderstand entgegen. Insbesondere ist der Einschaltwiderstand geringer als der Begrenzungswiderstand im strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110.
  • Analog zu dem ersten Leistungsschalter 110 kann auch der zweite Leistungsschalter 120 dazu ausgebildet sein, einen zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 121 und dem zweiten Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 fließenden zweiten Durchgangsstrom zu steuern. Insbesondere kann der zweite Leistungsschalter 120 dazu ausgebildet sein, den zweiten Durchgangsstrom in einem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 zu unterbrechen, in einem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 zu begrenzen oder in einem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 durchzuleiten. Dabei kann der zweite Leistungsschalter 120 als ein variabler Widerstand fungieren. Im unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 setzt der zweite Leistungsschalter 120 dem zweiten Durchgangsstrom einen Ausschaltwiderstand entgegen, der so hoch ist, dass der zweite Durchgangsstrom bis auf unvermeidbare Leckströme vollständig unterbrochen ist. Im strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 setzt der zweite Leistungsschalter 120 dem zweiten Durchgangsstrom einen Begrenzungswiderstand entgegen, der kleiner ist als der Ausschaltwiderstand. In dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 setzt der zweite Leistungsschalter 120 dem zweiten Durchgangsstrom einen lediglich geringen Einschaltwiderstand entgegen. Insbesondere ist der Einschaltwiderstand geringer als der Begrenzungswiderstand im strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120.
  • Der zweite Leistungsschalter 120 kann aber auch dazu ausgebildet sein, den zweiten Durchgangsstrom durch den zweiten Leistungsschalter 120 lediglich entweder in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 zu unterbrechen oder in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 durchzuleiten, ohne ihn zusätzlich auch begrenzen zu können. Dies kann beispielsweise bei einem als binärem Schalter ausgebildeten zweiten Leistungsschalter 120 der Fall sein.
  • Der erste Leistungsschalter 110 und/oder der zweite Leistungsschalter 120 können als ein Halbleiterschalter, insbesondere als ein Transistor, insbesondere als ein Feldeffekttransistor (FET), insbesondere als ein Metall-Oxid-Halbleiter Feldeffekttransistor (MOSFET), ausgebildet sein. Insbesondere kann der erste Leistungsschalter 110 als ein FET vom Planartyp ausgebildet sein und der zweite Leistungsschalter 120 kann als ein MOSFET ausgebildet sein.
  • Ist der erste Leistungsschalter 110 als ein FET oder MOSEFT ausgebildet, kann der erste Eingangsanschluss 111 des ersten Leistungsschalters 110 als ein Source-Anschluss und der erste Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 als ein Drain-Anschluss ausgebildet sein. Ist der zweite Leistungsschalter 120 als ein FET oder MOSEFT ausgebildet, kann der zweite Eingangsanschluss 121 des zweiten Leistungsschalters 120 als ein Source-Anschluss und der zweite Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 als ein Drain-Anschluss ausgebildet sein. Insbesondere können der erste Eingangsanschluss 111 des ersten Leistungsschalters 110 und der zweite Eingangsanschluss 121 des zweiten Leistungsschalters 120 jeweils als ein Source-Anschluss und der erste Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 und der zweite Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 können jeweils als ein Drain-Anschluss ausgebildet sein. Alternativ kann auch der erste Eingangsanschluss 111 des ersten Leistungsschalters 110 als ein Drain-Anschluss und der erste Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 als ein Source-Anschluss ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Eingangsanschluss 121 des zweiten Leistungsschalters 120 als ein Drain-Anschluss und der zweite Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 als ein Source-Anschluss ausgebildet sein.
  • Die Strommesseinheit 150 ist dazu ausgebildet, den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 auf der Versorgungsleitung 4 fließenden Strom zu messen und ein den gemessenen Strom repräsentierendes Strommesssignal zu erzeugen. Die Strommesseinheit 150 kann einen Messwiderstand umfassen und das Strommesssignal kann eine über den Messwiderstand abfallende Spannung sein. Die Strommesseinheit 150 kann aber auch einen Stromwandler umfassen und das Strommesssignal kann ein von dem Stromwandler erzeugtes Signal sein, beispielsweise ein von dem Stromwandler erzeugter Strom. Es ist ebenso denkbar, dass die Strommesseinheit 150 individuell für jeden Leistungsschalter 110, 120 implementiert ist. In diesem denkbaren Fall würde der durch den ersten Leistungsschalter 110 fließende erste Durchgangsstrom und der durch den zweiten Leistungsschalter 120 fließende zweite Durchgangsstrom jeweils separat von der Strommesseinheit 150 gemessen werden.
  • Die Schalteranordnung 105 umfasst eine Ansteuereinheit 130, welche mit den Leistungsschaltern 110, 120 verbunden und dazu ausgebildet ist, die Leistungsschalter 110, 120 zu steuern. Die Ansteuereinheit 130 kann, wie in 1 dargestellt, mit einem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 und mit einem zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 verbunden sein. Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, den ersten Durchgangsstrom anhand eines an dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anliegenden ersten Steuersignals zu steuern. Der zweite Leistungsschalter 120 ist dazu ausgebildet, den zweiten Durchgangsstrom anhand eines an dem zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 anliegenden zweiten Steuersignals zu steuern.
  • Handelt es sich bei dem ersten Leistungsschalter 110 und/oder dem zweiten Leistungsschalter 120 um FETs oder MOSFETs, kann der erste Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 und/oder der zweite Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 als ein Gate-Anschluss des betreffenden Leistungsschalters 110, 120 ausgebildet sein. Das erste Steuersignal kann dann eine zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss des ersten Leistungsschalters 110 abfallende erste Gate-Source-Spannung (V_{GS}) des ersten Leistungsschalters 110 sein. Das zweite Steuersignal kann dann eine zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss des zweiten Leistungsschalters 120 abfallende zweite Gate-Source-Spannung (V_{GS}) des zweiten Leistungsschalters 120 sein.
  • Der zweite Leistungsschalter 120 weist einen niedrigeren Einschaltwiderstand auf als der erste Leistungsschalter 110. Beispielsweise kann der Einschaltwiderstand des zweiten Leistungsschalters 120 weniger als die Hälfte, weniger als ein Drittel oder weniger als ein Viertel des Einschaltwiderstands des ersten Leistungsschalters 110 betragen. Der zweite Leistungsschalter 120 kann beispielsweise einen maximalen Einschaltwiderstand von weniger als 5mOhm (mΩ), von weniger als 2,5mOhm oder von weniger als 2mOhm aufweisen. Insbesondere kann der zweite Leistungsschalter 120 einen maximalen Einschaltwiderstand von weniger als 1,45mOhm aufweisen. Der erste Leistungsschalter 110 kann beispielsweise einen maximalen Einschaltwiderstand von weniger als 20mOhm, von weniger als 10mOhm oder von weniger als 7mOhm aufweisen. Insbesondere kann der erste Leistungsschalter 110 einen maximalen Einschaltwiderstand von weniger als 6,6mOhm aufweisen.
  • Bei Halbleiterschaltern, insbesondere bei FETs oder MOSFETs, bezeichnet der Einschaltwiderstand denjenigen Widerstand, den der Transistor dem zwischen dem Source- und dem Drain-Anschluss fließenden Strom im durchleitenden Zustand, d.h. im durchgeschalteten Zustand, entgegensetzt. Der Einschaltwiderstand kann auch als minimaler Durchgangswiderstand bezeichnet werden und mit R_{DS(ON)} abgekürzt werden.
  • Sofern im Zusammenhang mit dem ersten Leistungsschalter 110 und dem zweiten Leistungsschalter 120 die Begriffe Gate, Source oder Drain verwendet werden, so wird die Terminologie für als FET beziehungsweise als MOSFET ausgebildete Leistungsschalter 110, 120 verwendet. Dem Fachmann ist die Terminologie der Anschlüsse anderer Halbleiterschalter bekannt und der Fachmann kann die FET- beziehungsweise MOSFET-spezifischen Begriffe funktionsgemäß übertragen, wenn der erste Leistungsschalter 110 oder der zweite Leistungsschalter 120 nicht als FET oder MOSFET ausgebildet ist. So entspricht beispielsweise bei einem Bipolartransistor ein Gate-Anschluss einem Basis-Anschluss, ein Source-Anschluss einem Kollektor-Anschluss und ein Drain-Anschluss einem Emitter-Anschluss. Insbesondere kann der erste Leistungsschalters 110 und/oder der zweite Leistungsschalter 120 auch als Bipolartransistor ausgebildet sein.
  • Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, den ersten Durchgangsstrom in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 zu begrenzen, falls als erstes Steuersignal ein erstes Begrenzungssignal an dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anliegt. Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, den ersten Durchgangsstrom in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 zu unterbrechen, falls ein erstes Unterbrechungssignal an dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anliegt. Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, den ersten Durchgangsstrom in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 durchzuleiten, falls ein erstes Durchleitsignal an dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anliegt.
  • Der zweite Leistungsschalter 120 ist dazu ausgebildet, den zweiten Durchgangsstrom in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 zu unterbrechen, falls ein zweites Unterbrechungssignal an dem zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 anliegt. Der zweite Leistungsschalter 120 ist dazu ausgebildet, den zweiten Durchgangsstrom in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 durchzuleiten, falls ein zweites Durchleitsignal an dem zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 anliegt. Außerdem kann der zweite Leistungsschalter 120 dazu ausgebildet sein, in dem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 den zweiten Durchgangsstrom zu begrenzen, falls ein zweites Begrenzungssignal an dem zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 anliegt.
  • Das erste Begrenzungssignal kann ein erstes Steuersignal sein, dessen Wert in einem ersten Wertebereich liegt, wobei der erste Wertebereich alle Werte zwischen einem ersten oberen Grenzwert und einem unter dem ersten oberen Grenzwert liegenden ersten unteren Grenzwert umfasst. Das erste Durchleitsignal kann ein erstes Steuersignal mit einem Wert sein, der über dem ersten oberen Grenzwert liegt, und das erste Unterbrechungssignal kann ein erstes Steuersignal sein, dessen Wert unter dem ersten unteren Grenzwert liegt. Alternativ kann das erste Durchleitsignal auch ein erstes Steuersignal mit einem Wert sein, der unter dem ersten unteren Grenzwert liegt, und das erste Unterbrechungssignal kann ein erstes Steuersignal sein, dessen Wert über dem ersten oberen Grenzwert liegt.
  • Das zweite Begrenzungssignal kann ein zweites Steuersignal sein, dessen Wert in einem zweiten Wertebereich liegt, wobei der zweite Wertebereich alle Werte zwischen einem zweiten oberen Grenzwert und einem unter dem zweiten oberen Grenzwert liegenden zweiten unteren Grenzwert umfasst. Das zweite Durchleitsignal kann ein zweites Steuersignal mit einem Wert sein, der über dem zweiten oberen Grenzwert liegt und das zweite Unterbrechungssignal kann ein zweites Steuersignal sein, dessen Wert unter dem zweiten unteren Grenzwert liegt. Alternativ kann das zweite Durchleitsignal auch ein zweites Steuersignal mit einem Wert sein, der unter dem zweiten unteren Grenzwert liegt und das zweite Unterbrechungssignal kann ein zweites Steuersignal sein, dessen Wert über dem zweiten oberen Grenzwert liegt. Weist der zweite Leistungsschalter 120 keinen strombegrenzenden Zustand auf, so können der erste obere und der erste untere Grenzwert auch identisch sein und der zweite Wertebereich entfallen.
  • Die Schalteranordnung 105 kann dazu ausgebildet sein, dass das erste Steuersignal als eine erste Steuerspannung an den ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 angelegt wird. Des Weiteren kann der erste Leistungsschalter 110 dazu ausgebildet sein, den ersten Durchgangsstrom in Abhängigkeit von der ersten Steuerspannung zu steuern. Die erste Steuerspannung kann durch den Spannungsabfall zwischen dem ersten Steueranschluss 113 und dem ersten Eingangsanschluss 111 oder dem ersten Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 gegeben sein. Die erste Steuerspannung kann als eine Gate-Spannung an den ersten Leistungsschalter 110 angelegt werden. Beispielsweise kann die erste Steuerspannung die Spannung sein, die zwischen dem als Gate-Anschluss ausgebildeten ersten Steueranschluss 113 und dem Source-Anschluss des ersten Leistungsschalters 110, beispielsweise dem ersten Eingangsanschluss 111 des ersten Leistungsschalters 110, abfällt.
  • Die Schalteranordnung 105 kann dazu ausgebildet sein, dass das zweite Steuersignal als eine zweite Steuerspannung an den zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 angelegt wird. Des Weiteren kann der zweite Leistungsschalter 120 dazu ausgebildet sein, den zweiten Durchgangsstrom in Abhängigkeit von der zweiten Steuerspannung zu steuern. Die zweite Steuerspannung kann durch den Spannungsabfall zwischen dem zweiten Steueranschluss 123 und dem zweiten Eingangsanschluss 121 oder dem zweiten Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 gegeben sein. Die zweite Steuerspannung kann als Gate-Spannung an den zweiten Leistungsschalter 120 angelegt werden. Beispielsweise kann die zweite Steuerspannung die Spannung sein, die zwischen dem als Gate-Anschluss ausgebildeten zweiten Steueranschluss 123 und dem Source-Anschluss des zweiten Leistungsschalters 120, beispielsweise dem zweiten Eingangsanschluss 121 des zweiten Leistungsschalters 120, abfällt.
  • Der erste untere Grenzwert kann einer ersten Schwellenspannung (threshold voltage) des ersten Leistungsschalters 110 entsprechen. Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, den unterbrechenden oder sperrenden Zustand einzunehmen und den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn die erste Steuerspannung die erste Schwellenspannung unterschreitet. Das erste Unterbrechungssignal ist also eine erste Steuerspannung, deren Wert kleiner ist als die erste Schwellenspannung.
  • Der erste obere Grenzwert entspricht einer ersten Steuerspannung, beispielsweise einer ersten Gate-Source-Spannung (V_{GS}), oberhalb derer der erste Leistungsschalter 110 dem ersten Durchgangsstrom nur noch den Einschaltwiderstand (R_{DS(on)}) des ersten Leistungsschalters 110 entgegensetzt. Insbesondere in diesem Fall kann der erste obere Grenzwert abhängig sein von der zwischen dem ersten Eingangsanschluss 111 und dem ersten Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 abfallenden Spannung, beispielsweise von der Drain-Source-Spannung (V_{DS}). Insofern kann der erste obere Grenzwert variabel sein.
  • Der erste Leistungsschalter 110 kann dazu ausgebildet sein, den durchleitenden Zustand einzunehmen, wenn die erste Steuerspannung über der ersten Grenzspannung liegt. Das erste Durchleitsignal ist also eine erste Steuerspannung, deren Wert größer ist als die erste Grenzspannung. Der erste Leistungsschalter 110 kann dazu ausgebildet sein, den strombegrenzenden Zustand einzunehmen, wenn die erste Steuerspannung über der ersten Schwellenspannung des ersten Leistungsschalters 110 und unter der ersten Grenzspannung des ersten Leistungsschalters 110 liegt. Das erste Begrenzungssignal ist also eine erste Steuerspannung, deren Wert größer als die erste Schwellenspannung und kleiner als die erste Grenzspannung ist.
  • Der zweite untere Grenzwert entspricht einer zweiten Schwellenspannung (threshold voltage) des zweiten Leistungsschalters 120. Der zweite Leistungsschalter 120 ist dazu ausgebildet, den unterbrechenden oder sperrenden Zustand einzunehmen und den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn die zweite Steuerspannung die zweite Schwellenspannung unterschreitet. Das zweite Unterbrechungssignal ist also eine zweite Steuerspannung, deren Wert kleiner ist als die zweite Schwellenspannung.
  • Der zweite obere Grenzwert entspricht einer zweiten Steuerspannung, beispielsweise einer zweiten Gate-Source-Spannung (V {GS}), oberhalb derer der zweite Leistungsschalter 120 dem zweiten Durchgangsstrom nur noch den Einschaltwiderstand (R_{DS(on)}) des zweiten Leistungsschalters 120 entgegensetzt. Insbesondere in diesem Fall kann der zweite obere Grenzwert abhängig sein von der zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 121 und dem zweiten Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 abfallenden Spannung, beispielsweise von der Drain-Source-Spannung (V_{DS}). Insofern kann der zweite obere Grenzwert variabel sein.
  • Der zweite Leistungsschalter 120 kann dazu ausgebildet sein, den durchleitenden Zustand einzunehmen, wenn die zweite Steuerspannung über der zweiten Grenzspannung liegt. Das zweite Durchleitsignal ist also eine zweite Steuerspannung, deren Wert größer ist als die zweite Grenzspannung. Der zweite Leistungsschalter 120 kann dazu ausgebildet sein, den strombegrenzenden Zustand einzunehmen, wenn die zweite Steuerspannung über der zweiten Schwellenspannung und unter der zweiten Grenzspannung des liegt. Das zweite Begrenzungssignal ist also eine zweite Steuerspannung, deren Wert größer als die zweite Schwellenspannung und kleiner als die zweite Grenzspannung ist.
  • Ist der erste Leistungsschalter 110 als FET oder MOSEFT ausgebildet, so befindet sich der erste Leistungsschalter 110 in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110, wenn der erste Leistungsschalter 110 dem ersten Durchgangsstrom nur noch den Einschaltwiderstand des ersten Leistungsschalters 110 entgegensetzt. Die Werte des Steuersignals, bei denen der erste Leistungsschalter 110 in dem strombegrenzenden Zustand ist, können abhängig sein von der zwischen dem ersten Eingangsanschluss 111 und dem ersten Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 abfallenden Spannung, beispielsweise von der Drain-Source-Spannung (V {DS}) des ersten Leistungsschalters 110.
  • Ist der zweite Leistungsschalter 120 als FET oder MOSEFT ausgebildet, so befindet sich der zweite Leistungsschalter 120 in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120, wenn der zweite Leistungsschalter 120 dem zweiten Durchgangsstrom nur noch den Einschaltwiderstand des zweiten Leistungsschalters 120 entgegensetzt. Die Werte des Steuersignals, bei denen der zweite Leistungsschalter 120 in dem strombegrenzenden Zustand ist, können abhängig sein von der zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 121 und dem zweiten Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 abfallenden Spannung, beispielsweise von der Drain-Source-Spannung (V {DS}) des zweiten Leistungsschalters 120.
  • Ist der erste Leistungsschalter 110 als FET oder MOSEFT ausgebildet, befindet sich der erste Leistungsschalter 110 in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110, wenn der erste Leistungsschalter 110 gemäß eines ersten Ausgangskennlinienfeldes des ersten Leistungsschalters 110 in dem Sperrbereich des ersten Leistungsschalters 110 betrieben wird. Ist der zweite Leistungsschalter 120 als FET oder MOSEFT ausgebildet, kann sich der zweite Leistungsschalter 120 in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 befinden, wenn der zweite Leistungsschalter 120 gemäß eines zweiten Ausgangskennlinienfeldes des zweiten Leistungsschalters 120 in dem Sperrbereich des zweiten Leistungsschalters 120 betrieben wird.
  • In einem Ausgangskennlinienfeld eines FETs oder MOSFETs ist der Durchgangsstrom durch den Leistungsschalter in Abhängigkeit von der Drain-Source Spannung V {DS} für verschiedene Werte der Gate-Source-Spannung V_{GS} aufgetragen. Insbesondere ist in dem ersten Ausgangskennlinienfeld des als FET oder MOSFET ausgebildeten ersten Leistungsschalters 110 der erste Durchgangsstrom durch den ersten Leistungsschalter 110 in Abhängigkeit von der zwischen dem Drain-Anschluss und dem Source-Anschluss des ersten Leistungsschalters 120 abfallenden Drain-Source Spannung V_{DS} des ersten Leistungsschalters 110 für verschiedene Werte der zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss des ersten Leistungsschalters 110 abfallenden ersten Gate-Source-Spannung V_{GS} des ersten Leistungsschalters 110 aufgetragen. Insbesondere ist in dem zweiten Ausgangskennlinienfeld des als FET oder MOSFET ausgebildeten zweiten Leistungsschalters 120 der zweite Durchgangsstrom durch den zweiten Leistungsschalter 120 in Abhängigkeit von der zwischen dem Drain-Anschluss und dem Source-Anschluss des zweiten Leistungsschalters 120 abfallenden Drain-Source Spannung V {DS} des zweiten Leistungsschalters 120 für verschiedene Werte der zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss des zweiten Leistungsschalters 120 abfallenden zweiten Gate-Source-Spannung V {GS} des zweiten Leistungsschalters 120 aufgetragen.
  • Der als FET oder MOSFET ausgebildete erste Leistungsschalter 110 kann sich in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 befinden, wenn der erste Leistungsschalter 110 gemäß dem ersten Ausgangskennlinienfeld in dem Sättigungsbereich des ersten Leistungsschalters 110 betrieben wird und eine Variation des an dem ersten Steueranschluss 113 anliegenden ersten Steuersignals einen Einfluss auf den ersten Durchgangsstrom hat. Dies ist insbesondere für alle Werte des ersten Steuersignals der Fall, für die der erste Durchgangsstrom annähernd unabhängig ist von der Drain-Source-Spannung (V_{DS}) des ersten Leistungsschalters 110, also für die der erste Durchgangsstrom in dem ersten Ausgangskennlinienfeld parallel zu der Achse der Drain-Source-Spannung V {DS} des ersten Leistungsschalters 110 verläuft.
  • Der als FET oder MOSFET ausgebildete zweite Leistungsschalter 120 kann sich in dem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 befinden, wenn der zweite Leistungsschalter 120 gemäß dem zweiten Ausgangskennlinienfelds in dem Sättigungsbereich des zweiten Leistungsschalters 120 betrieben wird und eine Variation des an dem zweiten Steueranschluss 123 es zweiten Leistungsschalters 120 anliegenden zweiten Steuersignals einen Einfluss auf den zweiten Durchgangsstrom hat. Dies ist insbesondere für alle Werte des zweiten Steuersignals der Fall, für die der zweite Durchgangsstrom annähernd unabhängig ist von der Drain-Source-Spannung (V_{DS}) des zweiten Leistungsschalters 120, also für die der zweite Durchgangsstrom in dem zweiten Ausgangskennlinienfeld parallel zu der Achse der Drain-Source-Spannung V {DS} des zweiten Leistungsschalters 120 verläuft.
  • Bei alternativen Ausführungsformen der Schalteranordnung 105 kann die Schalteranordnung 105 auch dazu ausgebildet sein, ein erstes Stromsignal, etwa einen ersten Basisstrom, als erstes Steuersignal an den ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 und/oder ein zweites Stromsignal, etwa einen zweiten Basisstrom, als zweites Steuersignal an den zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 anzulegen.
  • Die Leistungsschalter 110, 120 sind dazu ausgebildet, die in den Leistungsschaltern 110, 120 bei der Begrenzung der ersten und zweiten Durchgangsströme jeweils anfallende elektrische Verlustleistung aufzunehmen. Typischerweise fällt bei der Begrenzung der Durchgangsströme eine elektrische Verlustleistung an, die durch das Produkt aus dem ersten Durchgangsstrom bzw. dem zweiten Durchgangsstrom und der über die Leistungsschalter 110, 120 abfallenden Spannung gegeben ist. Die durch die Leistungsschalter 110, 120 maximal aufnehmbare Verlustleistung wird jeweils durch einen sicheren Arbeitsbereich (SOA) der Leistungsschalter 110, 120 spezifiziert, welcher den maximal zulässigen ersten oder zweiten Durchgangsstrom in Abhängigkeit von der über den betreffenden Leistungsschalter 110, 120 abfallenden Spannung und in Abhängigkeit der Dauer der Strombegrenzung angibt.
  • Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, im strombegrenzenden Zustand mehr Verlustleistung aufzunehmen als der zweite Leistungsschalter 120. Der erste Leistungsschalter 110 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, zwanzigmal, fünfzigmal oder siebzigmal mehr Verlustleistung aufzunehmen als der zweite Leistungsschalter 120. Beispielsweise kann der erste Leistungsschalter 110 dazu ausgebildet sein, bei einer über den ersten Leistungsschalter 110 abfallenden Spannung von 30V für eine Dauer von 10ms den ersten Durchgangsstrom auf maximal 35A zu begrenzen, und der zweite Leistungsschalter 120 kann dazu ausgebildet sein, bei einer über den zweiten Leistungsschalter 120 abfallenden Spannung von 30V für eine Dauer von 10ms den zweiten Durchgangsstrom auf maximal 0,5A zu begrenzen.
  • Die Ansteuereinheit 130 ist dazu ausgebildet, das erste Steuersignal für den ersten Leistungsschalter 110 zu erzeugen und an den ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anzulegen. Außerdem ist die Ansteuereinheit 130 dazu ausgebildet, das zweite Steuersignal für den zweiten Leistungsschalter 120 zu erzeugen und an den zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 anzulegen. Die Ansteuereinheit 130 weist einen ersten Steuerausgang 132, der mit dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 verbunden ist, und einen zweiten Steuerausgang 133 auf, der mit dem zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 verbunden ist. Die Ansteuereinheit 130 ist dazu ausgebildet, das erste Steuersignal über den ersten Steuerausgang 132 an den ersten Leistungsschalter 110 und das zweite Steuersignal über den zweiten Steuerausgang 133 an den zweiten Leistungsschalter 120 anzulegen.
  • Das an dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anliegende erste Steuersignal und das an dem zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 anliegende zweite Steuersignal können identisch sein. Die Steuersignale können aber auch verschieden sein. Bei der in 1 dargestellten Schalteranordnung 105 ist die Ansteuereinheit 130 jeweils über getrennte Steuerleitungen mit dem ersten und dem zweiten Leistungsschalter 110, 120 verbunden.
  • Die Schalteranordnung 105 mit der Ansteuereinheit 130 und den beiden elektrisch parallel geschalteten Leistungsschaltern 110, 120 ist dazu ausgebildet, den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom in einem Stromsperrzustand der Schalteranordnung 105 zu unterbrechen, in einem Strombegrenzungszustand der Schalteranordnung 105 zu begrenzen und in einem Stromleitzustand der Schalteranordnung 105 durchzuleiten. In dem Stromsperrzustand der Schalteranordnung 105 befinden sich sowohl der erste Leistungsschalter 110, als auch der zweite Leistungsschalter 120 jeweils in dem unterbrechenden Zustand. In dem Stromleitzustand der Schalteranordnung 105 befindet sich der zweite Leistungsschalter 120 in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 und der erste Leistungsschalter 110 kann sich in dem durchleitenden oder in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 befinden. In dem Strombegrenzungszustand der Schalteranordnung 105 befindet sich der erste Leistungsschalter 110 in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 und der zweite Leistungsschalter 120 befindet sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120.
  • Damit fließt der zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließende Strom in dem Strombegrenzungszustand der Schalteranordnung 105 ausschließlich über den ersten Leistungsschalter 110 und die bei der Strombegrenzung entstehende Verlustleistung fällt ausschließlich in dem ersten Leistungsschalter 110 an. Nachdem der Einschaltwiderstand des zweiten Leistungsschalters 120 kleiner ist als der Einschaltwiderstand und der variable Begrenzungswiderstand des ersten Leistungsschalters 110, fließt in dem Stromleitzustand der Schalteranordnung 105 ein Großteil des zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Stroms über den zweiten Leistungsschalter 120.
  • Die Ansteuereinheit 130 ist dazu ausgebildet, in dem Stromsperrzustand der Schalteranordnung 105 das erste Unterbrechungssignal an den ersten Leistungsschalter 110 und das zweite Unterbrechungssignal an den zweiten Leistungsschalter 120 anzulegen. Die Ansteuereinheit 130 ist dazu ausgebildet, in dem Stromleitzustand der Schalteranordnung 105 das erste Durchleitsignal oder das erste Begrenzungssignal an den ersten Leistungsschalter 110 und das zweite Durchleitsignal an den zweiten Leistungsschalter 120 anzulegen. Die Ansteuereinheit 130 ist dazu ausgebildet, in dem Strombegrenzungszustand der Schalteranordnung 105 an den ersten Leistungsschalter 110 das erste Begrenzungssignal und an den zweiten Leistungsschalter 120 das zweite Unterbrechungssignal anzulegen.
  • Die Schalteranordnung 105 ist dazu ausgebildet, zur Begrenzung des zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Stroms zunächst den zweiten Leistungsschalter 120 aus dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 in den unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 zu versetzen, und erst danach den ersten Leistungsschalter 110 aus dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 in den strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 zu versetzen. Die Schalteranordnung 105 kann hierzu zunächst an den zweiten Leistungsschalter 120 das zweite Unterbrechungssignal und an den ersten Leistungsschalter 110 weiterhin das erste Durchleitsignal anlegen und erst anschließend das erste Begrenzungssignal an den ersten Leistungsschalter 110 anlegen.
  • Die Ansteuereinheit 130 ist dazu ausgebildet, die Begrenzung des zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Stroms zu beenden, die Schalteranordnung 105 also aus dem Strombegrenzungszustand wieder in den Stromleitzustand zu versetzen, indem die Ansteuereinheit 130 zunächst die Begrenzung des ersten Durchgangsstroms mittels des ersten Leistungsschalters 110 beendet, den ersten Leistungsschalter 110 also aus dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 wieder in den durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 versetzt, und erst danach das Unterbrechen des zweiten Durchgangsstroms mittels des zweiten Leistungsschalters 120 beendet, den zweiten Leistungsschalter 120 also aus dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 wieder in den durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 versetzt. Insbesondere kann die Ansteuereinheit 130 dazu ausgebildet sein, zunächst wieder das erste Durchleitsignal als erstes Steuersignal an den ersten Leistungsschalter 110 und weiterhin das zweite Unterbrechungssignal an den zweiten Leistungsschalter 120 anzulegen und erst anschließend wieder das zweite Durchleitsignal als zweites Steuersignal an den zweiten Leistungsschalter 120 anzulegen.
  • Die Ansteuereinheit 130 ist mit einem Ausgang der Strommesseinheit 150 verbunden, um das von der Strommesseinheit 150 erzeugte Strommesssignal zu empfangen. Damit liegt der Ansteuereinheit 130 eine Information über die Stromstärke des durch die Schalteranordnung 105 fließenden Stroms vor. Die Schutzeinrichtung 100 umfasst neben der Strommesseinheit 150 auch eine Spannungsmesseinheit 140. Die Spannungsmesseinheit 140 ist dazu ausgebildet, die über die Schalteranordnung 105 an der Versorgungsleitung 4 abfallende Spannung zu messen und ein die Spannung repräsentierendes Spannungssignal zu erzeugen. Die Spannungsmesseinheit 140 ist mit einem ersten Messpunkt 141 an den Eingangsanschlüssen 111, 121 der Leistungsschalter 110, 120 und mit einem zweiten Messpunkt 142 an den Ausgangsanschlüssen 112, 122 der Leistungsschalter 110, 120 verbunden. Die Spannungsmesseinheit 140 ist dazu ausgebildet, die zwischen den Messpunkten 141, 142 abfallende Spannung zu messen. Die Ansteuereinheit 130 ist mit der Spannungsmesseinheit 140 verbunden, um das Spannungsmesssignal zu empfangen. Damit liegt der Ansteuereinheit 130 eine Information über den Spannungswert der über die Schalteranordnung 105 abfallenden Spannung vor.
  • Die Strommesseinheit 150 und/oder die Spannungsmesseinheit 140 können auch in der Ansteuereinheit 130 integriert sein. Insbesondere kann die Ansteuereinheit 130 direkt an den ersten Messpunkt 141, den zweiten Messpunkt 142 und an einen dritten Messpunkt angeschlossen sein, wobei der dritte Messpunkt zwischen dem Eingang 102 und einem anstelle der Strommesseinheit 150 in die Versorgungsleitung 4 geschalteten Messwiderstand angeordnet ist.
  • Die Ansteuereinheit 130 ist dazu ausgebildet, den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom oder den durch die Schalteranordnung 105 fließenden Strom in dem Strombegrenzungszustand der Schalteranordnung 105 anhand einer Stärke des Stromflusses durch die Schalteranordnung 105 und/oder anhand der über die Schalteranordnung 105 abfallenden Spannung derart zu begrenzen, dass der erste Leistungsschalter 110 in einem sicheren Arbeitsbereich des ersten Leistungsschalters 110 betrieben wird.
  • Insbesondere kann die Ansteuereinheit 130 dazu ausgebildet sein, den durch die Schalteranordnung 105 oder den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom auf einen vorgegebenen Maximalstrom zu begrenzen. Dabei ist die Ansteuereinheit 130 dazu ausgebildet, das an den ersten Leistungsschalter 110 angelegte erste Steuersignal derart zu bemessen, dass der erste Leistungsschalter 110 in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 den ersten Durchgangsstrom auf den vorgegebenen Maximalstrom begrenzt.
  • Die Ansteuereinheit 130 kann dazu ausgebildet sein, eine Dauer der Begrenzung des Stroms auf den vorgegebenen Maximalstrom zu überwachen und mit einer vorgegebenen Dauer zu vergleichen. Außerdem ist die Ansteuereinheit 130 dazu ausgebildet, den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 und den durch die Schalteranordnung 105 fließenden Strom zu unterbrechen, also sowohl den ersten Leistungsschalter 110, als auch den zweiten Leistungsschalter 120 in den unterbrechenden Zustand zu versetzen, wenn bei der Beschränkung des fließenden Stroms auf den Maximalstrom die vorgegebene Dauer überschritten wird. Die vorgegebene Dauer kann beispielsweise der Dauer entsprechen, für die der erste Leistungsschalter 110 gemäß dem sicherem Arbeitsbereich des ersten Leistungsschalters 110 bei der über die Schalteranordnung 105 abfallenden Spannung mit dem Maximalstrom belastet werden darf.
  • Außerdem kann die Ansteuereinheit 130 dazu ausgebildet sein, anhand der gemessenen Stromstärke und der gemessenen Spannung die in dem ersten Leistungsschalter 110 anfallende Verlustleistung zu bestimmen. Die Ansteuereinheit 130 kann dazu ausgebildet sein, die anfallende Verlustleistung mit einem vorgegebenen Wert einer maximalen Verlustleistung zu vergleichen und bei einem Überschreiten der maximalen Verlustleistung den Stromfluss durch die Schalteranordnung 105 unter Berücksichtigung der über die Schalteranordnung 105 abfallenden Spannung derart zu begrenzen, dass die maximale Verlustleistung nicht überschritten wird.
  • Die Ansteuereinheit 130 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom auf einen Maximalstrom von unter 100A, von unter 50A, insbesondere von 25A zu begrenzen. Die Ansteuereinheit 130 kann dazu ausgebildet sein, die bei der Begrenzung des Stroms anfallende Verlustleistung auf eine maximale Verlustleistung von 400 W für eine Dauer von 10 ms zu begrenzen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Schutzeinrichtung 101. Soweit im Folgenden keine Unterschiede beschrieben werden, ist die weitere Schutzeinrichtung 101 ausgebildet wie die in 1 dargestellte Schutzeinrichtung 100.
  • Insbesondere umfasst die weitere Schutzeinrichtung 101 die Schalteranordnung 105 mit dem ersten Leistungsschalter 110 und dem zweiten Leistungsschalter 120. Soweit im Folgenden keine Unterschiede beschrieben werden, sind der erste Leistungsschalter 110 und der zweite Leistungsschalter 120 der Schalteranordnung 105 der weiteren Schutzeinrichtung 101 ausgebildet wie der erste und zweite Leistungsschalter 110, 120 der in 1 dargestellten Schutzeinrichtung 100.
  • Die weitere Schutzeinrichtung 101 umfasst anstelle der Ansteuereinheit 130 eine weitere Ansteuereinheit 131. Die weitere Ansteuereinheit 131 ist, soweit im Folgenden keine Unterschiede beschrieben werden, ausgebildet wie die Ansteuereinheit 130 der Schutzeinrichtung 100. Bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 werden der erste und der zweite Leistungsschalter 110, 120 mit einem gemeinsamen Steuersignal beaufschlagt. Die weitere Ansteuereinheit 131 weist lediglich den ersten Steuerausgang 132 auf. Bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 sind der erste Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 und der erste Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 gemeinsam an den ersten Steuerausgang 132 der weiteren Ansteuereinheit 131 angeschlossen.
  • Insbesondere ist der erste Steuerausgang 132 der weiteren Ansteuereinheit 131 sowohl mit dem ersten Steuereingang 113 des ersten Leistungsschalters 110, als auch mit dem zweiten Steuereingang 123 des zweiten Leistungsschalters verbunden. Dadurch wird das gemeinsame Steuersignal sowohl an den ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110, als auch an den zweiten Steueranschluss 124 des zweiten Leistungsschalters 110 angelegt. Das gemeinsame Steuersignal wird insbesondere sowohl als das erste Steuersignal an den ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110, als auch als das zweite Steuersignal an den zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 angelegt.
  • Die weitere Ansteuereinheit 131 ist dazu ausgebildet, über den ersten Steuerausgang 132 ein gemeinsames Unterbrechungssignal als gemeinsames Steuersignal an den ersten und den zweiten Leistungsschalter 110, 120 anzulegen, um den Stromfluss zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 zu unterbrechen. Liegt das gemeinsame Unterbrechungssignal an den Steuereingängen 113, 123 der Leistungsschalter 110, 120 an, befindet sich die Schalteranordnung 105 also in dem Stromsperrzustand. Die weitere Ansteuereinheit 131 ist dazu ausgebildet, über den ersten Steuerausgang 132 ein gemeinsames Begrenzungssignal als gemeinsames Steuersignal an den ersten und den zweiten Leistungsschalter 110, 120 anzulegen, um den Stromfluss zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 zu begrenzen. Liegt das gemeinsame Begrenzungssignal an den Steuereingängen 113, 123 der Leistungsschalter 110, 120 an, befindet sich die Schalteranordnung 105 also in dem Strombegrenzungszustand. Die weitere Ansteuereinheit 131 ist dazu ausgebildet, über den ersten Steuerausgang 132 ein gemeinsames Durchleitsignal als gemeinsames Steuersignal an den ersten und den zweiten Leistungsschalter 110, 120 anzulegen, um den Strom zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 durchzuleiten. Liegt das gemeinsame Durchleitsignal an den Steuereingängen 113, 123 der Leistungsschalter 110, 120 an, befindet sich die Schalteranordnung 105 also in dem Stromleitzustand.
  • Bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 ist der zweite Leistungsschalter 120 dazu ausgebildet, in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 den zweiten Durchgangsstrom durchzuleiten, falls das gemeinsame Durchleitsignal an dem zweiten Steueranschluss 113 des zweiten Leistungsschalters 110 anliegt. Zusätzlich kann bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 der erste Leistungsschalter 110 dazu ausgebildet sein, in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 den ersten Durchgangsstrom durchzuleiten, falls das gemeinsame Durchleitsignal an dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anliegt.
  • Bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 ist der erste Leistungsschalter 110 dazu ausgebildet, in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen, falls das gemeinsame Begrenzungssignal an dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anliegt, und der zweite Leistungsschalter 120 ist dazu ausgebildet, in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, falls das gemeinsame Begrenzungssignal an dem zweiten Steueranschluss 113 des zweiten Leistungsschalters 120 anliegt.
  • Bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 ist der erste Leistungsschalter 110 dazu ausgebildet, in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, falls das gemeinsame Unterbrechungssignal an dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anliegt, und der zweite Leistungsschalter 120 ist dazu ausgebildet, in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, falls das gemeinsame Unterbrechungssignal an dem zweiten Steueranschluss 113 des zweiten Leistungsschalters 120 anliegt.
  • Wie der erste Leistungsschalter 110 der Schutzeinrichtung 100, ist auch der erste Leistungsschalter 110 der weiteren Schutzeinrichtung 101 dazu ausgebildet, in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen, falls das an dem ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 anliegende gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der in dem ersten Wertebereich liegt. Der erste Wertebereich umfasst dabei wiederum alle Werte zwischen dem ersten oberen Grenzwert und dem unter dem ersten oberen Grenzwert liegenden ersten unteren Grenzwert. Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 den ersten Durchgangsstrom durchzuleiten, falls das gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der über dem ersten oberen Grenzwert liegt. Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, falls das gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der unter dem ersten unteren Grenzwert liegt.
  • Wie der zweite Leistungsschalter 120 der Schutzeinrichtung 100, ist auch der zweite Leistungsschalter 120 der weiteren Schutzeinrichtung 101 dazu ausgebildet, in dem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 den zweiten Durchgangsstrom zu begrenzen, falls das an dem zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 anliegende gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der in dem zweiten Wertebereich liegt. Der zweite Wertebereich umfasst dabei wiederum alle Werte zwischen dem zweiten oberen Grenzwert und dem unter dem zweiten oberen Grenzwert liegenden zweiten unteren Grenzwert. Der zweite Leistungsschalter 120 ist dazu ausgebildet, in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 den zweiten Durchgangsstrom durchzuleiten, falls das gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der über dem zweiten oberen Grenzwert liegt. Der zweite Leistungsschalter 120 ist dazu ausgebildet, in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, falls das gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der unter dem zweiten unteren Grenzwert liegt. Weist der zweite Leistungsschalter 120 keinen strombegrenzenden Zustand auf, so können der erste obere und der erste untere Grenzwert auch identisch sein und der zweite Wertebereich entfallen.
  • Bei den Leistungsschaltern 110, 120 der weiteren Schutzeinrichtung 101 ist der zweite untere Grenzwert größer als der erste untere Grenzwert. Die als gemeinsame Begrenzungssignale fungierenden gemeinsamen Steuersignale weisen dann Werte auf, die zwischen dem ersten unteren Grenzwert und dem zweiten unteren Grenzwert liegen.
  • Alternativ kann auch bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 der erste Leistungsschalter 110 dazu ausgebildet sein, den ersten Durchgangsstrom in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 zu unterbrechen, falls das gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der über dem ersten oberen Grenzwert liegt, und den ersten Durchgangsstrom in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 durchzuleiten, falls das gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der unter dem ersten unteren Grenzwert liegt. Gleichzeitig kann der zweite Leistungsschalter 120 dazu ausgebildet sein, den zweiten Durchgangsstrom in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 zu unterbrechen, falls das gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der über dem zweiten oberen Grenzwert liegt, und den zweiten Durchgangsstrom in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 durchzuleiten, falls das gemeinsame Steuersignal einen Wert aufweist, der unter dem zweiten unteren Grenzwert liegt. In diesem Fall ist der zweite obere Grenzwert kleiner als der erste obere Grenzwert. Die als gemeinsame Begrenzungssignale fungierenden gemeinsamen Steuersignale weisen dann Werte auf, die zwischen dem ersten oberen Grenzwert und dem zweiten oberen Grenzwert liegen.
  • Analog zu der Schutzeinrichtung 100, kann auch bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 die Schalteranordnung 105 dazu ausgebildet sein, dass das gemeinsame Steuersignal als eine Steuerspannung an den ersten Steueranschluss 113 des ersten Leistungsschalters 110 und an den zweiten Steueranschluss 123 des zweiten Leistungsschalters 120 angelegt wird. Die Steuerspannung kann durch den Spannungsabfall zwischen den Steueranschlüssen 113, 123 der Leistungsschalter 110, 120 und den Eingangsanschlüssen 111, 121 der Leistungsschalter 110, 120 gegeben sein. Alternativ kann die Steuerspannung durch den Spannungsabfall zwischen den Steueranschlüssen 113, 123 der beiden Leistungsschalter 110, 120 und den Ausgangsanschlüssen 112, 122 der Leistungsschalter 110, 120 gegeben sein. Die Steuerspannung kann jeweils als eine Gate-Spannung an den ersten Leistungsschalter 110 und den zweiten Leistungsschalter 120 angelegt werden. Beispielsweise kann die Steuerspannung die Spannung sein, die zwischen den als Gate-Anschlüsse ausgebildeten Steueranschlüssen 113, 123 der Leistungsschalter 110, 120 und den als Source-Anschlüssen ausgebildeten Eingangsanschlüssen 111, 121 der Leistungsschalter 110, 120 abfällt.
  • Analog zu der Schutzeinrichtung 100, kann auch bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 der erste und der zweite Leistungsschalter 110, 120 jeweils als Halbleiterschalter ausgebildet sein. Dabei kann die erste Schwellenspannung des ersten Leistungsschalters 110 dem ersten unteren Grenzwert und die zweite Schwellenspannung des zweiten Leistungsschalters 120 dem zweiten unteren Grenzwert entsprechen und der erste Leistungsschalter 110 kann dazu ausgebildet sein, den unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 einzunehmen und den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn die Steuerspannung die erste Schwellenspannung unterschreitet. Der zweite Leistungsschalter 120 kann dann dazu ausgebildet sein, den unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 einzunehmen und den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn die Steuerspannung die zweite Schwellenspannung unterschreitet. In diesem Fall ist die zweite Schwellenspannung des zweiten Leistungsschalters 120 größer als die erste Schwellenspannung des ersten Leistungsschalters 110. Die Spannungswerte der als gemeinsames Begrenzungssignal fungierenden gemeinsamen Steuerspannung liegen dann zwischen der ersten und der zweiten Schwellenspannung.
  • Beispielsweise kann der erste Leistungsschalter 110 eine erste Schwellenspannung von 1,2V bis 2 V, insbesondere von 1,6V und der zweite Leistungsschalter 120 kann eine zweite Schwellenspannung von 2,1 V bis 3,3 V, insbesondere von 2,8 V, aufweisen. Insbesondere kann zwischen der Schwellenspannung des ersten Leistungsschalters 110 und der Schwellenspannung des zweiten Leistungsschalters 120 eine Spannungsdifferenz von mehr als 1V liegen oder die Schwellenspannung des ersten Leistungsschalters 110 um mehr als 1 V kleiner sein als die Schwellenspannung des zweiten Leistungsschalters 120.
  • 3 zeigt beispielhaft eine schematische Darstellung des über den ersten Steuerausgang 132 der weiteren Ansteuereinheit 131 ausgegebenen gemeinsamen Steuersignals 250 der weiteren Schutzeinrichtung 101 gemäß 2. Die weitere Ansteuereinheit 131 ist dazu ausgebildet, einen Wert, beziehungsweise einen Signalpegel, des Steuersignals 250 zwischen einem minimalen Signalpegel 251 und einem über dem minimalen Signalpegel 251 liegenden maximalen Signalpegel 252 zu variieren. Wird das Steuersignal 250 als die Steuerspannung ausgegeben, kann der minimale Signalpegel 251 beispielsweise 0 V betragen und der maximale Signalpegel 252 kann 12 V betragen. Die weitere Ansteuereinheit 131 kann dazu ausgebildet sein, das Steuersignal 250 stufenlos zwischen dem minimalen Signalpegel 251 und dem maximalen Signalpegel 252 zu variieren, das Steuersignal 250 also beispielsweise als ein analoges Steuersignal auszugeben. Die weitere Ansteuereinheit 131 kann aber auch dazu ausgebildet sein, das Steuersignal 250 schrittweise zwischen dem minimalen Signalpegel 251 und dem maximalen Signalpegel 252 zu variieren, das Steuersignal 250 also beispielsweise als ein digitales Steuersignal auszugeben.
  • Außerdem zeigt 3 den ersten unteren Grenzwert 254, den ersten oberen Grenzwert 255 und den zwischen dem ersten unteren Grenzwert 254 und dem ersten oberen Grenzwert 255 liegenden ersten Wertebereich 253 des ersten Leistungsschalters 110. Ebenso sind in 3 der zweite untere Grenzwert 257, der zweite obere Grenzwert 258 und der zwischen dem zweiten unteren Grenzwert 257 und dem zweiten oberen Grenzwert 258 liegende zweite Wertebereich 256 des zweiten Leistungsschalters 120 dargestellt.
  • Bei der der 2 zugrundeliegenden Ausführungsform der Schalteranordnung 105 ist der erste Leistungsschalter 110 dazu ausgebildet, den unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 einzunehmen, falls der Wert des Steuersignals 250, also beispielsweise der Wert der Steuerspannung, unter dem ersten unteren Grenzwert 254 liegt, und der zweite Leistungsschalter 120 ist dazu ausgebildet, den unterbrechenden Zustand einzunehmen, falls der Wert des Steuersignals 250, also beispielsweise der Wert der Steuerspannung, unter dem zweiten unteren Grenzwert 257 liegt. Der unterbrechende Zustand des ersten Leistungsschalters 110 und der unterbrechende Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 sind in 3 jeweils als schraffierte Fläche unterhalb der ersten unteren Grenzwertes 254 für den ersten Leistungsschalter 110 und unterhalb des zweiten unteren Grenzwertes 257 für den zweiten Leistungsschalter 120 dargestellt.
  • Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, den strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 einzunehmen, wenn der Wert des Steuersignals 250, also beispielsweise der Wert der Steuerspannung, in dem ersten Wertebereich 253 liegt, während der zweite Leistungsschalter 120 dazu ausgebildet ist, den strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 einzunehmen, wenn der Wert des Steuersignals 250, also beispielsweise der Wert der Steuerspannung, in dem zweiten Wertebereich 256 liegt. Der erste Leistungsschalter 110 ist dazu ausgebildet, den durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 einzunehmen, wenn der Wert des Steuersignals 250, also beispielsweise der Wert der Steuerspannung, über dem ersten oberen Grenzwert 255 liegt, während der zweite Leistungsschalter 120 dazu ausgebildet ist, den durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 einzunehmen, wenn der Wert des Steuersignals 250, also beispielsweise der Wert der Steuerspannung, über dem zweiten oberen Grenzwert 258 liegt.
  • Ist der erste Leistungsschalter 110 als FET oder MOSFET ausgebildet, so entspricht der erste untere Grenzwert 254 der ersten Schwellenspannung (threshold voltage) des ersten Leistungsschalters 110. Der erste obere Grenzwert 255 entspricht dann einer Steuerspannung, beispielsweise einer zwischen dem ersten Steueranschluss 113 und dem ersten Eingangsanschluss 111 des ersten Leistungsschalters 110 abfallenden Gate-Source-Spannung (V_{GS}), oberhalb derer der erste Leistungsschalter 110 dem ersten Durchgangsstrom nur noch den Einschaltwiderstand (R_{DS(on)}) des ersten Leistungsschalters 110 entgegensetzt. Insbesondere in diesem Fall kann der erste obere Grenzwert 255 abhängig sein von der zwischen dem ersten Eingangsanschluss 111 und dem ersten Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 abfallenden Spannung, beispielsweise von einer Drain-Source-Spannung (V_{DS}). Insofern kann der erste obere Grenzwert 255 variabel sein.
  • Der als FET oder MOSEFT ausgebildete erste Leistungsschalter 110 kann sich in dem unterbrechenden Zustand befinden, wenn der erste Leistungsschalter 110 gemäß des ersten Ausgangskennlinienfeldes des ersten Leistungsschalters 110 in dem Sperrbereich des ersten Leistungsschalters 110 betrieben wird.
  • Der als FET oder MOSFET ausgebildete erste Leistungsschalter 110 kann sich in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 befinden, wenn der erste Leistungsschalter 110 gemäß des ersten Ausgangskennlinienfelds in dem Sättigungsbereich des ersten Leistungsschalters 110 betrieben wird und eine Variation der an dem ersten Steueranschluss 113 anliegenden Steuerspannung einen Einfluss auf den ersten Durchgangsstrom hat. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der erste Durchgangsstrom für alle Werte des an dem ersten Steueranschluss 113 anliegenden Steuersignals 250, die kleiner sind als der erste obere Grenzwert 255, annähernd unabhängig ist von der zwischen dem ersten Eingangsanschluss 111 und dem ersten Ausgangsanschluss 112 des ersten Leistungsschalters 110 abfallenden Drain-Source Spannung (V_{DS}), also in dem Ausgangskennlinienfeld parallel zu der Achse der Drain-Source Spannung V {DS} verläuft.
  • Ist der zweite Leistungsschalter 120 als FET oder MOSFET ausgebildet, so entspricht der zweite untere Grenzwert 257 der zweiten Schwellenspannung (threshold voltage) des zweiten Leistungsschalters 120. Der zweite obere Grenzwert 258 entspricht dann einer Steuerspannung, beispielsweise einer zwischen dem zweiten Steueranschluss 123 und dem zweiten Eingangsanschluss 121 des zweiten Leistungsschalters 120 abfallenden Gate-Source-Spannung (V_{GS}), oberhalb derer der zweite Leistungsschalter 120 dem zweiten Durchgangsstrom nur noch den Einschaltwiderstand (R_{DS(on)}) des zweiten Leistungsschalters 120 entgegensetzt. Insbesondere in diesem Fall kann der zweite obere Grenzwert 258 abhängig sein von der zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 121 und dem zweiten Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 abfallenden Spannung, beispielsweise von der Drain-Source-Spannung (V_{DS}). Insofern kann der zweite obere Grenzwert variabel sein.
  • Der als FET oder MOSEFT ausgebildete zweite Leistungsschalter 120 kann sich in dem unterbrechenden Zustand befinden, wenn der zweite Leistungsschalter 120 gemäß des zweiten Ausgangskennlinienfeldes des zweiten Leistungsschalters 120 in dem Sperrbereich des zweiten Leistungsschalters 120 betrieben wird. Der als FET oder MOSFET ausgebildete zweite Leistungsschalter 120 kann sich in dem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120 befinden, wenn der zweite Leistungsschalter 120 gemäß des zweiten Ausgangskennlinienfelds in dem Sättigungsbereich des zweiten Leistungsschalters 120 betrieben wird und eine Variation der an dem zweiten Steueranschluss 123 anliegenden Steuerspannung einen Einfluss auf den zweiten Durchgangsstrom hat. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der zweite Durchgangsstrom für alle Werte der an dem zweiten Steueranschluss 123 anliegenden Steuerspannung, die kleiner sind als der zweite obere Grenzwert 258, annähernd unabhängig ist von der zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 121 und dem zweiten Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 abfallenden Spannung (V_{DS}), also in dem Ausgangskennlinienfeld parallel zu der Achse der zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 121 und dem zweiten Ausgangsanschluss 122 des zweiten Leistungsschalters 120 abfallenden Drain-Source-Spannung V {DS} verläuft.
  • Die beiden Leistungsschalter 110, 120 stellen jeweils in ihren strombegrenzenden Zuständen für elektrische Pfade, welche sich jeweils zwischen den ersten und zweiten Eingangsanschlüssen 111, 121 und den ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen 112, 122 der beiden Leistungsschalter 110, 120 befindet, einen Begrenzungswiderstand dar. Die Höhe des Begrenzungswiderstands kann variabel sein. Beispielsweise kann die Höhe des Begrenzungswiderstands von dem an den ersten und zweiten Steueranschlüssen 113, 123 anliegenden Steuersignal 250, insbesondere von der zwischen den Steueranschlüssen 113, 123 und den Eingangsanschlüssen 111, 121 abfallenden Gate-Source-Spannung (V{GS}), abhängen.
  • Wie in 3 dargestellt ist, ist der zweite untere Grenzwert 257 des zweiten Leistungsschalters 120 größer als der erste untere Grenzwerts 254 des ersten Leistungsschalters 110. Beispielsweise kann der zweite untere Grenzwert 257 einen Wert von 2,8 V und der erste untere Grenzwert 254 einen Wert von 1,6 V aufweisen.
  • Der erste untere Grenzwert 254 kann bedingt durch Bauteiltoleranzen des ersten Leistungsschalters 110 innerhalb eines ersten Grenzwertbereichs liegen. Der erste Grenzwertbereich kann alle Werte zwischen einem minimalen ersten unteren Grenzwert und einem maximalen ersten unteren Grenzwert umfassen. Der zweite untere Grenzwert 257 kann bedingt durch Bauteiltoleranzen des zweiten Leistungsschalters 120 innerhalb eines zweiten Grenzwertbereichs liegen. Der zweite Grenzwertbereich kann alle Werte zwischen einem minimalen zweiten unteren Grenzwert und einem maximalen zweiten unteren Grenzwert umfassen. Bei der weiteren Schutzeinrichtung 101 ist der minimale zweite untere Grenzwert größer als der maximale erste untere Grenzwert. Beispielsweise kann der minimale zweite untere Grenzwert um mehr als 0,05 V, mehr als 0,1 V oder mehr als 0,5 V größer als der maximale erste untere Grenzwert sein. Der maximale erste untere Grenzwert kann beispielsweise 2 V und der minimale zweite untere Grenzwert 2,1 V betragen.
  • Wie in 3 ebenfalls dargestellt ist, ist der erste obere Grenzwert 255 des ersten Leistungsschalters 110 kleiner als der zweite untere Grenzwert 257 des zweiten Leistungsschalters 120. Bei alternativen Ausführungsformen der weiteren Schutzeinrichtung 101 kann der erste obere Grenzwert 255 dem zweiten unteren Grenzwert 257 entsprechen.
  • Liegt der Wert des Steuersignals 250 über dem zweiten oberen Grenzwert 258, insbesondere zwischen dem maximalen Signalpegel 252 und dem zweiten oberen Grenzwert 258, befindet sich der erste Leistungsschalter 110 in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 und der zweite Leistungsschalter 120 befindet sich in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120. Nachdem der Einschaltwiderstand des ersten Leistungsschalters 110 größer ist als der Einschaltwiderstand des zweiten Leistungsschalters 120, fließt der zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 durch die Schalteranordnung 105 fließende Strom nahezu vollständig über den zweiten Leistungsschalter 120. In diesem Fall befindet sich die Schalteranordnung 105 in dem Stromleitzustand.
  • Liegt der Wert des Steuersignals 250 zwischen dem zweiten oberen Grenzwert 258 und dem zweiten unteren Grenzwert 257, befindet sich der erste Leistungsschalter 110 in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 und der zweite Leistungsschalter 120 befindet sich in dem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120. Der erste Leistungsschalter 110 und der zweite Leistungsschalter 120 sind derart ausgebildet, dass der Einschaltwiderstand des sich in dem durchleitenden Zustand befindenden ersten Leistungsschalters 110 kleiner ist als der Begrenzungswiderstand des sich in dem strombegrenzenden Zustand befindenden zweiten Leistungsschalters 120. Der zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 durch die Schalteranordnung 105 fließende Strom fließt in diesem Fall nahezu vollständig über den ersten Leistungsschalter 110. In diesem Fall befindet sich die Schalteranordnung 105 in dem Stromleitzustand.
  • Liegt der Wert des Steuersignals 250 zwischen dem zweiten unteren Grenzwert 257 und dem ersten oberen Grenzwert 255, befindet sich der erste Leistungsschalter 110 in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 und der zweite Leistungsschalter 120 befindet sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120. Der zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 durch die Schalteranordnung 105 fließende Strom fließt in diesem Fall vollständig über den ersten Leistungsschalter 110. In diesem Fall befindet sich die Schalteranordnung 105 in dem Stromleitzustand.
  • Liegt der Wert des Steuersignals 250 zwischen dem ersten oberen Grenzwert 255 und dem ersten unteren Grenzwert 254, befindet sich der erste Leistungsschalter 110 in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 und der zweite Leistungsschalter 120 befindet sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120. Der zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 durch die Schalteranordnung 105 fließende Strom fließt in diesem Fall vollständig über den ersten Leistungsschalter 110 und wird durch den ersten Leistungsschalter 110 begrenzt. In diesem Fall befindet sich die Schalteranordnung 105 in dem Strombegrenzungszustand.
  • Liegt der Wert des Steuersignals 250 unter dem ersten unteren Grenzwert 254, insbesondere zwischen dem ersten unteren Grenzwert 254 und dem minimalen Signalpegel 252, befindet sich der erste Leistungsschalter 110 in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters 110 und der zweite Leistungsschalter 120 befindet sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters 120. Der zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 durch die Schalteranordnung 105 fließende Strom wird in diesem Fall unterbrochen. In diesem Fall befindet sich die Schalteranordnung 105 in dem Stromsperrzustand.
  • Insgesamt befindet sich die Schalteranordnung 105 in dem Stromleitzustand, wenn der Wert des Steuersignals 250 größer ist als der erste obere Grenzwert 255. Das als das gemeinsame Durchleitsignal fungierende Steuersignal 250 umfasst also alle Werte 260 des Steuersignals 250, die größer sind als der erste obere Grenzwert 255. Die Schalteranordnung 105 befindet sich in dem Strombegrenzungszustand, wenn der Wert des Steuersignals 250 kleiner als der erste obere Grenzwert 255 und größer als der erste untere Grenzwert 254 ist. Das als das gemeinsame Begrenzungssignal fungierende Steuersignal 250 umfasst also alle Werte 261 des Steuersignals 250, die größer als der erste untere Grenzwert 254 und kleiner als der erste obere Grenzwert 255 sind. Die Schalteranordnung 105 befindet sich in dem Stromsperrzustand, wenn der Wert des Steuersignals 250 kleiner als der erste untere Grenzwert 254 ist. Das als das gemeinsame Unterbrechungssignal fungierende Steuersignal 250 umfasst also alle Werte 262 des Steuersignals 250, die kleiner als der erste untere Grenzwert 254 sind.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Feldbussystems 1 mit einer Steuerung 6, einer Energieversorgungseinrichtung 7, einem Feldbusmodul 10 und einem weiteren Feldbusmodul 20. Das Feldbussystem 1 umfasst einen Feldbus 2, über den die Steuerung 6, das Feldbusmodul 10 und das weitere Feldbusmodul 20 verbunden sind. Der Feldbus 2 umfasst eine Datenleitung, über welche die an den Feldbus 2 angeschlossenen Feldbusmodule 10, 20 und die Steuerung 6 Feldbusdaten miteinander austauschen können. In diesem Fall fungieren die Steuerung 6 und die Feldbusmodule 10, 20 als Feldbusteilnehmer. Die Datenleitung kann als eine Netzwerkverbindung, insbesondere als eine kabelgebundene Netzwerkverbindung ausgebildet sein. Der Datenaustausch über den Feldbus 2 kann gemäß einem Ethernet-basierten Feldbusprotokoll erfolgen. Beispielsweise kann der Datenaustausch gemäß dem EtherCAT- oder dem Profibus-Standard erfolgen. Über den Feldbus 2 können Eingabedaten und/oder Ausgabedaten als Feldbusdaten zwischen den Feldbusteilnehmern ausgetauscht werden, um einen mit dem Feldbussystem verbundenen Automatisierungsprozess zu steuern.
  • Das weitere Feldbusmodul 20 weist eine Modulsteuereinrichtung 162 und eine Modulanschalteinheit 172 auf. Die Modulanschalteinheit 172 ist mit dem Feldbus 2 verbunden und dazu ausgebildet, die Feldbusdaten über den Feldbus 2 auszutauschen. Beispielsweise kann die Modulanschalteinheit 172 dazu ausgebildet sein, die Feldbusdaten mit der Steuerung 6, dem Feldbusmodul 10 oder weiteren, in 4 nicht dargestellten Feldbusteilnehmern auszutauschen. Die Modulanschalteinheit 172 ist mit einer Modulsteuereinrichtung 162 des weiteren Feldbusmoduls 20 verbunden, um die Feldbusdaten mit der Modulsteuereinrichtung 162 auszutauschen.
  • Die Modulsteuereinrichtung 162 weist einen Prozesseingang 164 und einen Prozessausgang 163 auf. Die Modulsteuereinrichtung 162 ist dazu ausgebildet, über den Prozesseingang 164 Eingangssignale von mit dem Automatisierungsprozess verbundenen Sensoren einzulesen, die Eingangssignale in Eingangsdaten umzuwandeln und die Eingangsdaten als Feldbusdaten über die Modulanschalteinheit 172 und den Feldbus 2 beispielsweise an die Steuerung 6 zu senden. Außerdem ist die Modulsteuereinrichtung 162 dazu ausgebildet, über den Feldbus 2 und die Modulanschalteinheit 172 Ausgangsdaten als Feldbusdaten beispielsweise von der Steuerung 6 zu empfangen und auf Basis der Ausgangsdaten Ausgangssignale für mit dem Automatisierungsprozess verbundene Aktoren zu erzeugen. Die Modulsteuereinrichtung 162 ist außerdem dazu ausgebildet, die Ausgangssignale über den Prozessausgang 163 an die mit dem Prozessausgang 163 verbundenen Aktoren auszugeben.
  • Die Modulsteuereinrichtung 162 kann als Microcontroller, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder als Field Programmable Gate Array (FPGA) ausbildet sein. Ebenso kann die Modulanschalteinheit 172 als Microcontroller, ASIC oder FPGA ausgebildet sein. Die Modulsteuereinrichtung 162 und die Modulanschalteinheit 172 können auch in einem gemeinsamen Microcontroller, FPGA oder ASIC integriert sein. Das weitere Feldbusmodul 20 umfasst neben dem Prozessausgang 163 auch den Prozesseingang 164 und ist somit als ein Eingabe-/Ausgabe-Modul ausgebildet. Alternative Ausführungsformen des weiteren Feldbusmoduls 20 können auch als reines Ausgabemodul ohne den Prozesseingang 164 oder als reines Eingabemodul ohne den Prozessausgang 163 ausgebildet sein.
  • Die Energieversorgungseinrichtung 7 ist dazu ausgebildet, eine elektrische Versorgungsenergie für den Betrieb des Prozessausgangs 163 und des Prozesseingangs 164 bereitzustellen. Die Versorgungsenergie kann beispielsweise als eine Versorgungsspannung oder Feldspannung bereitgestellt werden. Die Versorgungsenergie kann insbesondere als Gleichspannung, etwa mit einer Spannung zwischen 1V und 100 V, insbesondere mit einer Spannung zwischen 10 V und 50 V, insbesondere mit einer Spannung von 24 V, bereitgestellt werden. Die Versorgungsenergie kann elektrisch isoliert und galvanisch getrennt von einer Energieversorgung des Feldbusses 2 bereitgestellt werden. Mit der Versorgungsenergie können an das Feldbussystem 1 angeschlossene Aktoren, etwa Elektromotoren, versorgt oder angetrieben, sowie an das Feldbussystem 1 angeschlossene Sensoren betrieben werden.
  • Die Modulsteuereinrichtung 162 ist dazu ausgebildet, die Ausgangssignale zur Ansteuerung der Aktoren aus der Versorgungsenergie zu erzeugen. Insbesondere beziehen sich Signalpegel der Ausgangssignale auf die Masse der Versorgungsleitung. Alternativ oder zusätzlich kann das weitere Feldbusmodul 20 dazu ausgebildet sein, den Feldgeräten, insbesondere den Aktoren und/oder den Sensoren, die Versorgungsenergie über in 4 nicht dargestellte Feldausgänge zur Verfügung zu stellen. Über die Feldausgänge kann die Versorgungsenergie insbesondere geschaltet oder getaktet zur Verfügung gestellt werden. Ein an einen der Feldausgänge angeschlossenes Feldgerät kann für einen Austausch von Eingangs- und/oder Ausgangssignalen zusätzlich mit dem Prozessausgang 163 und/oder dem Prozesseingang 164 verbunden sein.
  • Das weitere Feldbusmodul 20 mit dem Prozessausgang 163 zum Anschluss der Aktoren und dem Prozesseingang 164 zum Anschluss der Sensoren ist mit der Energieversorgungseinrichtung 7 über eine elektrische Versorgungsleitung 4 verbunden. Die Versorgungsleitung 4 kann galvanisch getrennt von dem Feldbus 2 ausgeführt sein. Das weitere Feldbusmodul 20 ist über einen Versorgungseingang 34 und einen Versorgungsausgang 36 mit der Versorgungsleitung 4 verbunden. Das weitere Feldbusmodul 20 ist dazu ausgebildet, die Versorgungsenergie über den Versorgungseingang 34 zu empfangen und über den Versorgungsausgang 36 an weitere, an die Versorgungsleitung 4 angeschlossene Feldbusteilnehmer weiterzuleiten. Die Modulsteuereinrichtung 162 ist zur Energieversorgung der Modulsteuereinrichtung 162 zwischen dem Versorgungseingang 34 und dem Versorgungsausgang 36 an die Versorgungsleitung 4 angeschlossen.
  • Das Feldbusmodul 10 ist zwischen der Energieversorgungseinrichtung 7 und dem weiteren Feldbusmodul 20 an die Energieversorgungsleitung 4 angeschlossen. Über den Eingang 102 ist das Feldbusmodul 10 mit der Energieversorgungseinrichtung 7 und über den Ausgang 104 mit dem Versorgungseingang 34 des weiteren Feldbusmoduls 20 verbunden. Das Feldbusmodul 10 kann mit der Energieversorgungseinrichtung 7 über die Versorgungsleitung 4 direkt oder aber über weitere Feldbusteilnehmer verbunden sein. Ebenso kann das Feldbusmodul 10 mit dem weiteren Feldbusmodul 20 über die Versorgungsleitung 4 direkt oder über weitere Feldbusteilnehmer verbunden sein. Die Feldbusmodule 10, 20 sind der Reihe nach an die Versorgungsleitung 4 angeschlossen und über die Versorgungsleitung 4 der Reihe nach mit der Energieversorgungseinrichtung 7 verbunden. Dabei ist das Feldbusmodul 10 zwischen dem weiteren Feldbusmodul 20 und der Energieversorgungseinrichtung 7 an die Versorgungsleitung 4 angeschlossen.
  • Das Feldbusmodul 10 ist dazu ausgebildet, über den Eingang 102 mit der Versorgungsenergie gespeist zu werden und die Versorgungsenergie über den Ausgang 104 an andere Feldbusteilnehmer, insbesondere an das weitere Feldbusmodul 20, weiterzuleiten.
  • Das Feldbusmodul 10 umfasst die weitere Schutzeinrichtung 101 gemäß 2, um den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 über die Versorgungsleitung 4 fließenden Strom durchzuleiten, zu begrenzen oder zu unterbrechen. Das Feldbusmodul 10 ist dazu ausgebildet, mittels der weiteren Schutzeinrichtung 101 die auf das Feldbusmodul 10 nachfolgend an die Versorgungsleitung 4 angeschlossenen Feldbusteilnehmer abzusichern. Beispielsweise ist das Feldbusmodul 10 dazu ausgebildet, mittels der weiteren Schutzeinrichtung 101 den auf der Versorgungsleitung 4 fließenden Strom im Falle eines Kurzschlusses der Versorgungsleitung 4 oder eines Kurzschlusses eines an die Versorgungsleitung 4 angeschlossenen Verbrauchers, beispielsweise eines Feldgeräts, zu begrenzen und/oder zu unterbrechen. Das Feldbusmodul 10 kann auch dazu ausgebildet sein, den auf der Versorgungsleitung 4 fließenden Strom bei Lastwechseln an nachfolgenden Feldbusteilnehmern, insbesondere bei Lastwechseln an dem Prozessausgang 163 oder dem Prozesseingang 164 des weiteren Feldbusmoduls 20 oder bei Lastwechseln an den in 4 nicht dargestellten Feldausgängen, zu begrenzen (inrush current limiting). Bei alternativen Ausführungsformen des Feldbussystems 1 kann das Feldbusmodul 10 anstelle der weiteren Schutzeinrichtung 101 auch die in 1 dargestellte Schutzeinrichtung 100 umfassen, um den Strom auf der Versorgungsleitung 4 zu unterbrechen, zu begrenzen oder durchzuleiten.
  • Das Feldbusmodul 10 umfasst eine Steuereinrichtung 160 und eine mit der Steuereinrichtung 160 verbundene Anschalteinheit 170. Soweit im Folgenden keine Unterschiede beschrieben werden, ist die Anschalteinheit 170 des Feldbusmoduls 10 ausgebildet wie die Modulanschalteinheit 172 des weiteren Feldbusmoduls 20. Insbesondere ist die Anschalteinheit 170 mit dem Feldbus 2 verbunden, um Feldbusdaten über den Feldbus mit weiteren Feldbusteilnehmern, insbesondere mit der Steuerung 6, auszutauschen.
  • Das Feldbusmodul 10 ist unter anderem dazu ausgebildet, Informationen, die die Begrenzung des Stroms der Versorgungsenergie auf der Versorgungsleitung 4 betreffen, über den Feldbus 2 mit weiteren Feldbusteilnehmern auszutauschen. Hierzu ist die Steuereinrichtung 160 des Feldbusmoduls 10 mit der Anschalteinheit 170 verbunden. Im Rahmen des Austauschs der Informationen über den Feldbus 2 kann das Feldbusmodul 10 Informationen über den Feldbus 2 entweder nur an andere Feldbusteilnehmer senden oder nur von anderen Feldbusteilnehmern empfangen oder sowohl an andere Feldbusteilnehmer senden, als auch von anderen Feldbusteilnehmern empfangen.
  • Beispielsweise kann das Feldbusmodul 10 die Stärke des zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Stromes oder die über die Schalteranordnung 105 der weiteren Schutzeinrichtung 101 abfallende Spannung als Information über den Feldbus 2 austauschen. Auch kann die über den Feldbus 2 ausgetauschte Information den Zustand der Schalteranordnung 105 betreffen, insbesondere anzeigen, ob die Schalteranordnung 105 in dem Stromleitzustand, dem Strombegrenzungszustand oder dem Stromsperrzustand ist. Auch kann die Information die Dauer, für die der Strombegrenzungszustand bereits aufrechterhalten wurde, umfassen. Das Feldbusmodul 10 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Information über den Feldbus 2 an die Steuerung 6 zu senden.
  • Die über den Feldbus 2 ausgetauschte Information kann auch der vorgegebene Maximalstrom, auf den die weitere Schutzeinrichtung 101 den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom begrenzt, oder die vorgegebene Maximaldauer, für die die weitere Schutzeinrichtung 101 den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom auf den vorgegebenen Maximalstrom begrenzen kann, sein. Beispielsweise können der Maximalstrom und/oder die Maximaldauer der weiteren Schutzeinrichtung 101 durch die Steuerung 6 über den Feldbus 2 vorgegeben werden. Beispielsweise kann das Feldbusmodul 10 dazu ausgebildet sein, die Information über den Feldbus 2 von der Steuerung 6 zu empfangen.
  • Für den Austausch der Information über den Feldbus 2 kann die Steuereinrichtung 160 des Feldbusmoduls 10 insbesondere mit der Strommesseinheit 150 und/oder mit der Spannungsmesseinheit 140 und/oder mit der weiteren Ansteuereinheit 131 verbunden sein.
  • Die Steuereinrichtung 160 kann insbesondere der weiteren Ansteuereinheit 131 Befehle zum Steuern der Schalteranordnung 105 geben. Ein Befehl zum Steuern der Schalteranordnung 105 kann beispielsweise beeinflussen, ob am ersten Steuerausgang 132 der weiteren Ansteuereinheit 131 das Durchleitsignal oder das Unterbrechungssignal oder das Begrenzungssignal ausgegeben wird. Über die Steuereinrichtung 160 ist es beispielsweise ebenso möglich den Maximalstrom, auf den die weitere Schutzeinrichtung 101 den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom begrenzt, oder die vorgegebene Maximaldauer, für die die weitere Schutzeinrichtung 101 den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom auf den vorgegebenen Maximalstrom begrenzt, einzustellen.
  • Die Steuereinrichtung 160 kann mit einem digitalen Eingang 40 verbunden sein. Der digitale Eingang 40 kann an einem in 4 nicht dargestellten Modulgehäuse des Feldbusmoduls 10 ausgebildet sein. Mithilfe eines am digitalen Eingang 40 anliegenden Eingangssignals kann beispielsweise die Steuereinrichtung 160 angewiesen werden, einen Befehl an die weitere Ansteuereinheit 131 auszugeben.
  • Die Steuereinrichtung 160 kann mit zumindest einer Leuchtdiode 55 verbunden sein. Die zumindest eine Leuchtdiode 55 kann an einem in 4 nicht dargestellten Modulgehäuse des Feldbusmoduls 10 ausgebildet sein. Mithilfe der zumindest einen Leuchtdiode 55 kann der Zustand der Schalteranordnung 105 visualisiert werden. Insbesondere kann somit angezeigt werden, ob die Schalteranordnung 105 in dem Stromleitzustand, dem Strombegrenzungszustand oder dem Stromsperrzustand ist.
  • Die Steuereinrichtung 160 kann mit mechanischen Tastern 38, 39 verbunden sein. Die mechanischen Taster 38, 39 können an einem in 4 nicht dargestellten Modulgehäuse des Feldbusmoduls 10 ausgebildet sein. Mithilfe der mechanischen Taster 38, 39 kann beispielweise der Maximalstrom, auf den die weitere Schutzeinrichtung 101 den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom begrenzt, oder die vorgegebene Maximaldauer, für die die weitere Schutzeinrichtung 101 den zwischen dem Eingang 102 und dem Ausgang 104 fließenden Strom auf den vorgegebenen Maximalstrom begrenzt, vorgegeben werden.
  • 5 zeigt eine Frontansicht des Feldbusmoduls 10 gemäß 4 und eine Frontansicht des Signalmoduls 20 gemäß 4. Das Feldbusmodul 10 und das Signalmodul 20 sind jeweils als eine Busklemme ausgebildet.
  • Die in Verbindung mit 4 beschriebene Schalteranordnung 105, weitere Ansteuereinheit 131, Steuereinrichtung 160, Anschalteinheit 170, Spannungsmesseinheit 140 und Strommesseinheit 150 sind in einem Modulgehäuse 12 des Feldbusmoduls 10 angeordnet und in der Darstellung der 5 nicht zu erkennen. Das Modulgehäuse 12 und die darin angeordneten Elemente des Feldbusmoduls 10 können auch als Überstromschutzklemme 11 bezeichnet werden. Die in Verbindung mit 4 beschriebene Modulsteuereinrichtung 162 des weiteren Feldbusmoduls 20 und die Modulanschalteinheit 172 des weiteren Feldbusmoduls 20 sind in einem weiteren Modulgehäuse 22 angeordnet und in der Darstellung der 5 nicht zu erkennen. Das weitere Modulgehäuse 22 und die darin angeordneten Elemente des weiteren Feldbusmoduls 20 können auch als Signalklemme 21 bezeichnet werden.
  • Das Modulgehäuse 12 der Überstromschutzklemme 11 weist eine Seitenfläche 14 auf. Das weitere Modulgehäuse 22 der Signalklemme 21 weist eine weitere Seitenfläche 24 auf. Die Seitenfläche 14 ist dazu ausgebildet, im montierten Zustand unmittelbar anschließend an der weiteren Seitenfläche 24 angeordnet zu werden. Dies ist beispielweise der 7 entnehmbar.
  • Der Ausgang 104 zur Weiterleitung der Versorgungsenergie ist derart freiliegend an der Seitenfläche 14 des Modulgehäuses 12 des Feldbusmoduls 10 angeordnet, dass der Ausgang 104 durch den an der weiteren Seitenfläche 24 des weiteren Feldbusmoduls 20 angeordneten Versorgungseingang 34 des weiteren Feldbusmoduls 20 elektrisch kontaktierbar ist, indem die weitere Seitenfläche unmittelbar an die Seitenfläche 14 des Feldbusmoduls 10 anschließend angeordnet wird. Die über den Ausgang 104 weitergeleitete Versorgungsenergie wird im Weiteren auch beispielhaft als abgesicherte Versorgungsspannung oder abgesicherte Versorgungsenergie bezeichnet.
  • Der Ausgang 104 des Feldbusmoduls 10 zur Abgabe der abgesicherten Versorgungsspannung ist an der Seitenfläche 14 als Kontaktstruktur 48 ausgebildet. Zusätzlich ist an der Seitenfläche eine zweite Kontaktstruktur 97 ausgebildet, die beispielsweise den Minuspfad, beziehungsweise OV-Pfad, beziehungsweise Massepfad einer Versorgungsspannung bildet. Der Versorgungseingang 34 der Signalklemme 21 ist als weitere Kontaktstruktur 49 an der weiteren Seitenfläche 24 ausgebildet. Die Kontaktstruktur 48 ist dazu ausgebildet, zur Weiterleitung der abgesicherten Versorgungsenergie an die Signalklemme 21 unmittelbar an der weiteren Kontaktstruktur 49 anzuliegen. Diese Ausbildung der Kontaktstrukturen gilt analog für die zweite Kontaktstruktur 97 und eine korrespondierend an der Signalklemme 21 ausgebildete dritte Kontaktstruktur 98. Dadurch ist das Feldbusmodul 10 beziehungsweise die Überstromschutzklemme 11 an das weitere Feldbusmodul 20 bzw. die Signalklemme 21 anreihbar. Die Überstromschutzklemme 11 und die Signalklemme 22 können also zu einem Klemmenverbund angereiht werden.
  • Im dargestellten Beispiel der 5 sind die Kontaktstruktur 48 und die zweite Kontaktstruktur 97 in Form von zwei Nuten ausgebildet, während die weitere Kontaktstruktur 49 und die dritte Kontaktstruktur 98 als zwei zu den Nuten korrespondierende Federn ausgebildet sind. Es ist jedoch nicht notwendig, dass die Kontaktstruktur 48, die zweite Kontaktstruktur 97, die weitere Kontaktstruktur 49 und die dritte Kontaktstruktur 98 nach dem Feder/Nut-Prinzip ausgebildet sind. Die Kontaktstruktur 48, die zweite Kontaktstruktur 97, die weitere Kontaktstruktur 49 und die dritte Kontaktstruktur 98 können beispielsweise auch als plane elektrische Kontakte ausgebildet sein, die dazu ausgebildet sind, aneinander anzuliegen, um die abgesicherte Versorgungsenergie an die Signalklemme weiterzuleiten.
  • Die Signalklemme 21 weist an einer der weiteren Seitenfläche 24 gegenüberliegenden dritten Seitenfläche 79 eine zusätzliche Kontaktstruktur 50 auf, die in Form von zwei Nuten ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die abgesicherte Versorgungsenergie an weitere Feldbusmodule beziehungsweise Signalklemmen weitergeleitet werden. Die nach dem Feder/Nut-Prinzip ausgebildeten Kontaktstrukturen 48, 49, 50, 97, 98 können auch als Powerkontakte bezeichnet werden. Die Powerkontakte ermöglichen es, dass eine separate Kabelverdrahtung zum Weiterleiten der Versorgungsenergie entfallen kann.
  • Das Modulgehäuse 12 weist eine quer zu der Seitenfläche 14 verlaufend ausgebildete Stirnfläche 16 auf. An der Stirnfläche 16 sind zwei erste Kontaktelemente 90 ausgebildet, die durch Einstecken eines Kabels eine elektrische Kontaktierung des Feldbusmoduls 10 ermöglichen. Die beiden ersten Kontaktelemente 90 sind elektrisch leitend miteinander verbunden, so dass bei der Verkabelung der Überstromschutzklemme 11 ein beliebiges erstes Kontaktelement 90 verwendet werden kann. Die ersten Kontaktelemente 90 bilden den Eingang 102 zur Einspeisung der Versorgungsenergie, insbesondere einer Versorgungsspannung, in das Feldbusmodul 10.
  • Weiterhin sind in der Frontseite zwei zweite Kontaktelemente 93 ausgebildet, die durch Einstecken eines Kabels eine elektrische Kontaktierung des Feldbusmoduls 10 ermöglichen. Die beiden zweiten Kontaktelemente 93 sind elektrisch leitend miteinander verbunden, so dass bei der Verkabelung der Überstromschutzklemme 11 ein beliebiges zweites Kontaktelement 93 verwendet werden kann. Die beiden zweiten Kontaktelemente 93 bilden beispielsweise den Minuspfad beziehungsweise 0V-Pfad beziehungsweise Massepfad der Versorgungsspannung.
  • Des Weiteren ist an der Stirnfläche 16 ein drittes Kontaktelement 54 ausgebildet, welches ebenfalls einen Ausgang 104 für die abgesicherte Versorgungsspannung bildet. Die Kontaktstruktur 48 und das dritte Kontaktelement 54 sind innerhalb des Modulgehäuses 12 elektrisch miteinander verbunden, so dass ein Anwender beliebig wählen kann, ob er den an der Seitenfläche 14 ausgebildeten Ausgang 104 oder den an der Stirnfläche 16 ausgebildeten Ausgang 104 für seine Anwendung nutzen will.
  • Zusätzlich ist an der Stirnfläche 16 ein viertes Kontaktelement 52 ausgebildet, welches einen weiteren Ausgang für eine abgesicherte Versorgungsspannung bildet. Die Sicherungsklemme 11 kann zwei oder mehrere erfindungsgemäße Schutzeinrichtungen 100, 101 umfassen. Insbesondere kann die Sicherungsklemme 11 eine zweite Schutzeinrichtung 100, 101 umfassen, wobei der Eingang der zweiten Schutzeinrichtung 100, 101 elektrisch mit dem Eingang 102 verbunden ist. Der Ausgang der zweiten Schutzeinrichtung 100,101 den weiteren Ausgang bereitstellt und elektrisch mit dem vierten Kontaktelement 52 verbunden ist.
  • Ein fünftes Kontaktelement 56 an der Stirnfläche 16 bildet einen ersten digitalen Eingang 40 für das Feldbusmodul 10. Ein erster externer Taster kann beispielsweise mittels einer Verkabelung datentechnisch mit dem fünften Kontaktelement 56 verbunden werden und so, wie in Zusammenhang mit 4 für den Taster 38 beschrieben, zum Beispiel das Feldbusmodul 10 zu steuern.
  • Ein sechstes Kontaktelement 57 an der Stirnfläche 16 bildet einen zweiten digitalen Eingang 41 für eine Überstromschutzklemme 11. Ein zweiter externer Taster kann beispielsweise mittels einer Verkabelung datentechnisch mit dem sechsten Kontaktelement 57 verbunden werden und so, wie in Zusammenhang mit 4 für den Taster 39 beschrieben, zum Beispiel ein Feldbusmodul 10 steuern. Der zweite digitale Eingang 41 kann für die zweite Schutzeinrichtung 100, 101 vorgesehen sein, sofern die Überstromschutzklemme 11 die zweite Schutzeinrichtung 100, 101 umfasst. Die Steuerung der zweiten Schutzeinrichtung 100, 101 mithilfe des zweiten digitalen Eingangs 41 ist vergleichbar mit der Steuerung der in 4 dargestellten weiteren Schutzeinrichtung 101 mithilfe des ersten digitalen Eingangs 40.
  • Die elektrische Verbindung und mechanische Fixierung der beschriebenen Kabel in den einzelnen ersten bis sechsten Kontaktelementen 90, 93, 52, 54, 56, 57 erfolgt beispielsweise mittels einer jeweils in den einzelnen ersten bis sechsten Kontaktelementen 90, 93, 52, 54, 56, 57 ausgebildeten Zugfederklemme, die auch als Cage Clamp bezeichnet wird.
  • Über den ersten bis sechsten Kontaktelementen 90, 93, 52, 54, 56, 57 ist jeweils eine Öffnung 53 ausgebildet. Die Öffnung 53 ist dazu vorgesehen, ein Werkzeug, beispielsweise einen Schraubendreher, aufzunehmen. Damit kann die Verkabelung von dem jeweiligen ersten bis sechsten Kontaktelement 90, 93, 52, 54, 56, 57 bzw. der jeweiligen Federkraftklemme gelöst werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich die Öffnung 53 über dem vierten Kontaktelement 52 in der 5 gekennzeichnet.
  • Die Überstromschutzklemme 11 weist an ihrer Stirnfläche 16 die zwei im Zusammenhang mit 4 beschriebenen Taster 38, 39 zum Einstellen auf. Ebenso sind an der Stirnfläche 16 die Leuchtdioden 55 zur Anzeige von Informationen oder Ereignissen ausgebildet. So kann beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) 55 den Zustand der Schalteranordnung farblich codiert visualisieren. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass einer oder beide der beschriebenen Taster 38, 39 als LeuchtTaster mit integriertem Leuchtmittel, beispielsweise einer LED, ausgebildet ist bzw. sind. Derartige Taster werden auch als LED-Taster bezeichnet. Sofern die in Zusammenhang mit 5 beschriebenen Taster 38, 39 als LED-Taster ausgebildet sind, können Informationen oder Ereignisse auch mittels der LED-Taster angezeigt werden. So kann beispielsweise der erste LED-Taster 38 und/oder der zweite LED-Taster 39 den Schaltzustand der Schalteranordnung farblich codiert visualisieren. In diesem Fall können dann die Leuchtdioden 55 zur Anzeige weiterer bzw. anderer Informationen oder Ereignisses ausgebildet sein. Dies könnte beispielweise der Status der Kommunikation über den Feldbus 2 sein.
  • An einer der Seitenfläche 14 gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche 70 des Feldbusmoduls 10 sind in einem oberen Bereich sechs Kontaktstifte ausgebildet. Der erste Kontaktstift 71 bildet einen in 4 nicht dargestellten Pluspfad eines Feldbusenergieeingangs und der zweite Kontaktstift 72 bildet einen in 4 nicht dargestellten Minuspfad, beziehungsweise OV-Pfad, beziehungsweise Massepfad, des Feldbusenergieeingangs. Ein dritter Kontaktstift 73, ein vierter Kontaktstift 74, ein fünfter Kontaktstift 75 und ein sechster Kontaktstift 76 dienen zur datentechnischen Kontaktierung der Überstromschutzklemme 11 und bilden vier einzelne Ein- beziehungsweise Ausgangskanäle der Datenleitung des Feldbusses 2. Der erste bis sechste Kontaktstift 71, 72, 73, 74, 75, 76 bilden den Feldbuseingang 30 des Feldbusmoduls 10.
  • An der Seitenfläche 14 sind in zu den ersten bis sechsten Kontaktstiften 71, 72, 73, 74, 75, 76 korrespondierender Anordnung sechs Federkontakte ausgebildet. Der erste Federkontakt 60 bildet einen in 4 nicht dargestellten Pluspfad eines Feldbusenergieausgangs und der zweite Federkontakt 61 bildet einen in 4 nicht dargestellten Minuspfad, beziehungsweise OV-Pfad, beziehungsweise Massepfad, des Feldbusenergieausgangs des Feldbusses 2. Der dritte Federkontakt 62, der vierte Federkontakt 63, der fünfte Federkontakt 77 und der sechste Federkontakt 78 dienen ebenfalls zur datentechnischen Kontaktierung der Überstromschutzklemme 11 und bilden vier einzelne Ein- beziehungsweise Ausgangskanäle des insgesamt als Kommunikationskanal bezeichneten Teil des Feldbusses 2. Der erste bis sechste Kontaktstift 60, 61, 62, 63, 77, 78 bilden den Feldbusausgang 32 des Feldbusmoduls 10.
  • Die weitere Seitenfläche 24 der Signalklemme 21 ist in Bezug auf die Ausbildung erster bis sechster Kontaktstifte 71, 72, 73, 74, 75, 76 analog zu der zweiten Seitenfläche 70 der Überstromschutzklemme 11 ausgebildet. Somit kontaktiert der erste Kontaktstift 71 der Signalklemme 21 den ersten Federkontakt 60 der Überstromschutzklemme 11. Der zweite Kontaktstift 72 der Signalklemme 21 kontaktiert den zweiten Federkontakt 61 der Überstromschutzklemme 11. Der dritte Kontaktstift 73 der Signalklemme 21 kontaktiert den dritten Federkontakt 62 der Überstromschutzklemme 11. Der vierte Kontaktstift 74 der Signalklemme 21 kontaktiert den vierten Federkontakt 63 der Überstromschutzklemme 11. Der fünfte Kontaktstift 75 der Signalklemme 21 kontaktiert den fünften Federkontakt 77 der Überstromschutzklemme 11. Und der sechste Kontaktstift 76 der Signalklemme 21 kontaktiert den sechsten Federkontakt 78 der Überstromschutzklemme 11. Insgesamt wird somit ein durchgehender Feldbus 2 bereitgestellt.
  • Die der weiteren Seitenfläche 24 gegenüberliegende dritte Seitenfläche 79 der Signalklemme 21 ist in Bezug auf die Ausbildung der ersten bis sechsten Federkontakte 60, 61, 62, 63, 77, 78 analog zu der Seitenfläche 14 der Überstromschutzklemme 11 ausgebildet. Der erste Federkontakt 60 bildet einen in 4 nicht dargestellten Pluspfad eines Feldbusenergieausgangs und der zweite Federkontakt 61 bildet einen in 4 nicht dargestellten Minuspfad, beziehungsweise 0V-Pfad, beziehungsweise Massepfad, des Feldbusenergieausgangs der Signalklemme 21. Ein dritter Federkontakt 62, ein vierter Federkontakt 63, ein fünfter Federkontakt 77 und ein sechster Federkontakt 78 dienen ebenfalls zur datentechnischen Kontaktierung der Signalklemme 45 und bilden vier einzelne Ein- bzw. Ausgangskanäle des insgesamt als Datenleitung bezeichneten Teil des Feldbusses 2.
  • Das weitere Modulgehäuse 22 der Signalklemme 21 weist eine quer zu der weiteren Seitenfläche 24 ausgebildete weitere Stirnfläche 17 auf. An der weiteren Stirnfläche 17 ist ein siebtes Kontaktelement 200 ausgebildet. Durch Einstecken eines Kabels wird mittels des siebten Kontaktelements 200 eine elektrische Verbindung zu einem Feldgerät, beispielsweise einem ersten Aktor hergestellt, so dass das siebte Kontaktelement 200 einen Ausgang der Signalklemme 21 bildet, um den Aktor mit der abgesicherten Versorgungsenergie, beziehungsweise der abgesicherten Versorgungsspannung zu versorgen. Der Ausgang der Signalklemme 21 ist nicht explizit bei dem in 4 dargestellten weiteren Feldbusmodul 20 eingezeichnet, jedoch mit dem Prozessausgang 163 der Steuereinrichtung 162 oder mit dem Feldausgang des weiteren Feldbusmoduls 20 elektrisch leitend verbunden.
  • Weiterhin sind an der weiteren Stirnfläche 17 ein achtes Kontaktelement 201, ein neuntes Kontaktelement 203 und ein zehntes Kontaktelement 204 ausgebildet. Diese weiteren drei Kontaktelemente 201, 203, 204 können weitere drei Ausgänge der Signalklemme 21 bilden, um weitere Aktoren jeweils mit der abgesicherten Versorgungsspannung zu versorgen. Alternativ können die weiteren drei Kontaktelemente weitere drei Eingänge der Signalklemme 21 bilden, um weitere Sensoren an die Signalklemme 21 anzuschließen.
  • Zusätzlich sind an der weiteren Stirnfläche 17 vier elfte Kontaktelemente 202 ausgebildet. Durch jeweiliges Einstecken eines Kabels ermöglichen die vier elften Kontaktelemente 202 eine elektrische Kontaktierung von weiteren Feldgeräten, beispielweise Aktoren.
  • Die elektrische Verbindung und mechanische Fixierung der beschriebenen Kabel in den einzelnen siebten bis elften Kontaktelementen 200, 201, 202, 203, 204 erfolgt ebenfalls beispielsweise mittels einer jeweils in den einzelnen siebten bis elften Kontaktelementen 200, 201, 202, 203, 204 ausgebildeten Federkraftklemme, beziehungsweise Zugfederklemme, die auch als Cage Clamp bezeichnet wird.
  • Über den siebten bis elften Kontaktelementen 200, 201, 202, 203, 204 ist ebenfalls jeweils eine Öffnung 53 ausgebildet. Die Öffnung 53 ist dazu vorgesehen, ein Werkzeug, beispielsweise einen Schraubendreher, aufzunehmen. Damit kann die Verkabelung von dem jeweiligen siebten bis elften Kontaktelementen 200, 201, 202, 203, 204 bzw. der jeweiligen Federkraftklemme gelöst werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich die Öffnung 53 über dem achten Kontaktelement 202 in der 5 gekennzeichnet.
  • An der weiteren Stirnfläche 17 der Signalklemme 20 können zusätzliche Taster und/oder Leuchtdioden 59 zur Anzeige von Informationen ausgebildet sein, wie dies in 4 angedeutet ist.
  • 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des als Überstromschutzklemme 11 ausgebildeten Feldbusmoduls 10 gemäß 5. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die dargestellten Elemente nicht erneut eingegangen.
  • 7 zeigt ein weiteres Feldbussystem 9 mit dem Feldbusmodul 10 und dem weiteren Feldbusmodul 20. Bei dem weiteren Feldbussystem 9 ist das weitere Feldbusmodul 20 unmittelbar anschließend an das Feldbusmodul 10 angeordnet. Insbesondere ist das weitere Feldbusmodul 20 mit der den Versorgungseingang 34 aufweisenden weiteren Seitenfläche 24 unmittelbar anschließend an die den Ausgang 104 aufweisende Seitenfläche 14 des Modulgehäuses 12 des Feldbusmoduls 10 angeordnet. Damit sind der Ausgang 104 des Feldbusmoduls 10 und der Versorgungseingang 34 des weiteren Feldbusmoduls 20 elektrisch leitend miteinander verbunden.
  • Bei dem weiteren Feldbussystem 9 ist an der nicht dargestellten Seitenfläche des weiteren Feldbusmoduls 20, die den Versorgungsausgang 36 aufweist, eine Mehrzahl zusätzlicher Feldbusmodule 22 der Reihe nach aneinander anschließend angeordnet. Die zusätzlichen Feldbusmodule 22 können genauso ausgebildet sein wie das weitere Feldbusmodul 20. Insbesondere können die zusätzlichen Feldbusmodule 22 Prozesseingänge für den Anschluss von Sensoren und/oder Prozessausgänge für den Anschluss von Aktoren aufweisen. Außerdem weisen die zusätzlichen Feldbusmodule 22 eine Seitenfläche mit dem Versorgungseingang 34 und eine Seitenfläche mit dem Versorgungsausgang 36 auf. Jeweils zwei Benachbarte der zusätzlichen Feldbusmodule 22 sind derart aneinander anschließend angeordnet, dass der Versorgungsausgang 36 des einen benachbarten zusätzlichen Feldbusmoduls 22 den Versorgungseingang 34 des anderen benachbarten zusätzlichen Feldbusmoduls 22 elektrisch leitend kontaktiert. Die Versorgungsenergie wird ausgehend von dem Feldbusmodul 10 mit der weiteren Schutzeinrichtung 101 der Reihe nach über die Versorgungseingänge 34 und die Versorgungsausgänge 36 an das weitere Feldbusmodul 20 und die zusätzlichen Feldbusmodule 22 weitergeleitet.
  • An der der Seitenfläche 14 mit dem Ausgang 104 gegenüberliegenden Seitenfläche 70 des Feldbusmoduls 10 ist ein Anfangsmodul 13 des weiteren Feldbussystems 9 angeordnet. Das Anfangsmodul 13 ist unmittelbar anschließend an die der Seitenfläche 14 mit dem Ausgang 104 gegenüberliegende Seitenfläche 70 des Feldbusmoduls 10 angeordnet. Das Anfangsmodul 13 weist an der an dem Feldbusmodul 10 anliegenden Seitenfläche einen Feldbusausgang auf, der ausgebildet sein kann, wie der Feldbusausgang 32 des Feldbusmoduls 10. Der Feldbusausgang des Anfangsmoduls 13 kontaktiert den Feldbuseingang 30 des Feldbusmoduls 10. Über den Feldbusausgang des Anfangsmoduls 13 und den Feldbuseingang 30 des Feldbusmoduls 10 ist die Anschalteinheit 170 des Feldbusmoduls 10 über den Feldbus 2 mit dem Anfangsmodul 13 verbunden, um Feldbusdaten auszutauschen.
  • Das Anfangsmodul 13 ist dazu ausgebildet, die von den Feldbusmodulen 10, 20, 22 erzeugten Eingangsdaten zu empfangen und die an die Feldbusmodule 10, 20, 22 adressierten Ausgangsdaten zu versenden. Das in 7 dargestellte Anfangsmodul 13 ist als ein Koppelmodul ausgebildet, welches den über die an den Seitenflächen der Feldbusmodule 10, 20, 22 ausgebildeten Feldbuseingänge 30 und Feldbusausgänge 32 geführten Feldbus 2 mit einem weiteren Feldbusabschnitt verbindet und einen Datenaustausch zwischen dem Feldbus 2 und dem weiteren Feldbusabschnitt ermöglicht. Die Datenübertragung auf dem weiteren Feldbusabschnitt kann auf einer anderen physikalischen Übertragungstechnik und/oder auf einem anderen Übertragungsprotokoll basieren wie die Datenübertragung über den Feldbus 2 zwischen den Feldbusmodulen 10, 20, 22. Zur Anbindung an den weiteren Feldbusabschnitt weist das Anfangsmodul 13 eine erste Feldbusverbindung 80 und eine zweite Feldbusverbindung 81 auf. Die erste Feldbusverbindung 80 und die zweite Feldbusverbindung 81 können als Elemente einer Steckverbindung, beispielsweise als RJ-45-Buchsen, ausgebildet sein. Über den weiteren Feldbusabschnitt können die Feldbusmodule 10, 20, 22 an eine Steuerung des weiteren Feldbussystems 9 und/oder weitere Feldbusmodule angebunden sein, um die Feldbusdaten über das Anfangsmodul 13 und den weiteren Feldbusabschnitt mit der Steuerung und/oder den weiteren Feldbusmodulen auszutauschen.
  • Das Anfangsmodul 13 kann auch selbst als eine Steuerung, etwa als die in 4 dargestellte Steuerung 6, ausgebildet sein. Als eine Steuerung kann das Anfangsmodul 13 von den Feldbusmodulen 10, 20, 22 über den Feldbus 2 ausgetauschte Eingangsdaten einlesen, logisch verknüpfen und zu Ausgangsdaten verarbeiten. Außerdem kann das Anfangsmodul 13 als Steuerung die Ausgangsdaten zum Steuern des Automatisierungsprozesses über den Feldbus 2 mit den Feldbusmodulen 10, 20, 22 austauschen.
  • An dem Eingang 102 des Feldbusmoduls 10 mit der Schutzeinrichtung 101 kann die in 4 dargestellte Energieversorgungseinrichtung 7 angeschlossen sein, um die Feldbusmodule 10, 20, 22 mit der Versorgungsenergie zu speisen. Die Versorgungsenergie kann über das Feldbusmodul 10 mit der Schutzeinrichtung 101 in das weitere Feldbussystem 9 eingespeist werden. Mittels der Schutzeinrichtung 101 kann die Versorgungsenergie vor Weiterleitung an die Feldbusmodule 20, 22 abgesichert werden.
  • In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Schutzeinrichtung 100, 101 sind der Eingang 102 und/oder Ausgang 104 mittels eines Verpolungsschutzes geschützt. Somit ist es möglich, dass die Komponenten der Schutzeinrichtung 100,101 vor einem falschen Anschließen der Energieversorgungseinrichtung 7 und den dadurch entstehenden elektrischen Ströme geschützt sind.
  • In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Schutzeinrichtung 100, 101 weist der Eingang 102 und/oder der Ausgang 104 eine Rückspeiseschutzeinrichtung auf. Die Rückspeiseschutzeinrichtung verhindert, dass ein elektrischer Strom von dem Ausgang 104 zum Eingang 102 fließen kann. Somit sind weitere elektrische Vorrichtungen, welche elektrisch an dem Eingang 102 angeschlossen sind, geschützt. Es ist ebenso möglich, dass die Rückspeiseschutzeinrichtung in der Schalteranordnung 105 und/oder im ersten und zweiten Leistungsschalter 110, 120 und/oder der Strommesseinheit 150 implementiert ist.

Claims (12)

  1. Schutzeinrichtung (100, 101) mit einem Eingang (102) und einem Ausgang (104), und mit einer zwischen den Eingang (102) und den Ausgang (104) geschalteten Schalteranordnung (105), um den zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Strom zu begrenzen, wobei die Schalteranordnung (105) einen ersten Leistungsschalter (110), einen zweiten Leistungsschalter (120) und eine mit dem ersten und dem zweiten Leistungsschalter (110, 120) verbundene Ansteuereinheit (130, 131) zum Steuern der Leistungsschalter (110, 120) umfasst, wobei der erste und der zweite Leistungsschalter (110, 120) elektrisch parallel zueinander zwischen den Eingang (102) und den Ausgang (104) geschaltet sind, wodurch durch den ersten Leistungsschalter (110) ein erster Teil des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Stroms als ein erster Durchgangsstrom und durch den zweiten Leistungsschalter (120) ein zweiter Teil des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Stroms als ein zweiter Durchgangsstrom fließen kann, wobei der erste Leistungsschalter (110) dazu ausgebildet ist, in einem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) den ersten Durchgangsstrom durchzuleiten und in einem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen, wobei der zweite Leistungsschalter (120) dazu ausgebildet ist, in einem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) den zweiten Durchgangsstrom durchzuleiten und in einem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wobei die Schalteranordnung (105) dazu ausgebildet ist, zur Begrenzung des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Stroms den zweiten Durchgangstrom mittels des unterbrechenden Zustands des zweiten Leistungsschalters (120) zu unterbrechen und den ersten Durchgangsstrom mittels des strombegrenzenden Zustands des ersten Leistungsschalters (110) zu begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Leistungsschalter (120) in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) einen niedrigeren Einschaltwiderstand als der erste Leistungsschalter (110) in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) aufweist, wobei der zweite Leistungsschalter (120) dazu ausgebildet ist, in einem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) den zweiten Durchgangsstrom zu begrenzen, und wobei der erste Leistungsschalter (110) dazu ausgebildet ist, in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) mehr Verlustleistung aufzunehmen als der zweite Leistungsschalter (120) in dem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120).
  2. Schutzeinrichtung (100, 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansteuereinheit (130, 131) dazu ausgebildet ist, zur Begrenzung des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Stroms zunächst den zweiten Leistungsschalter (120) aus dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) in den unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) zu versetzen und erst danach den ersten Leistungsschalter (110) aus dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) in den strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) zu versetzen.
  3. Schutzeinrichtung (100, 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Leistungsschalter (110) und/oder der zweite Leistungsschalter (120) als ein Halbleiterschalter, insbesondere als ein Transistor, insbesondere als ein FET, insbesondere als ein MOSFET, insbesondere als ein n-Kanal MOSFET, ausgebildet ist.
  4. Schutzeinrichtung (100, 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Leistungsschalter (110) einen ersten Steueranschluss (113) und der zweite Leistungsschalter einen zweiten Steueranschluss (123) aufweist, wobei der erste Durchgangsstrom mittels eines an den ersten Steueranschluss (113) des ersten Leistungsschalters (110) anlegbaren Steuersignals steuerbar ist, wobei der zweite Durchgangsstrom mittels eines an den zweiten Steueranschluss (123) des zweiten Leistungsschalters (120) anlegbaren Steuersignals steuerbar ist, wobei der erste und der zweite Steueranschluss (113, 123) zur Beaufschlagung mit einem gemeinsamen Steuersignal mit einem Steuerausgang (132) der Ansteuereinheit (130, 131) verbunden sind, wobei der erste Leistungsschalter (110) dazu ausgebildet ist, in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen, falls ein gemeinsames Begrenzungssignal als das gemeinsame Steuersignal an dem ersten Steueranschluss (113) des ersten Leistungsschalters (110) anliegt, wobei der zweite Leistungsschalter (120) dazu ausgebildet ist, in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, falls das gemeinsame Begrenzungssignal an dem zweiten Steueranschluss (123) des zweiten Leistungsschalters (120) anliegt.
  5. Schutzeinrichtung (100, 101) nach Anspruch 4, wobei der erste und der zweite Leistungsschalter (110, 120) dazu ausgebildet sind, dass das Steuersignal als eine Steuerspannung an den ersten Steueranschluss (113) des ersten Leistungsschalters (110) und an den zweiten Steueranschluss (123) des zweiten Leistungsschalters (120) angelegt wird, wobei der erste Leistungsschalter (110) dazu ausgebildet ist, in einem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn die an dem ersten Steueranschluss (113) des ersten Leistungsschalters anliegende Steuerspannung eine erste Schwellenspannung unterschreitet, wobei der zweite Leistungsschalter (120) dazu ausgebildet ist, in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wenn die an dem zweiten Steueranschluss (113) des zweiten Leistungsschalters (120) anliegende Steuerspannung eine zweite Schwellenspannung unterschreitet, wobei die zweite Schwellenspannung des zweiten Leistungsschalters (120) größer ist als die erste Schwellenspannung des ersten Leistungsschalters (110) und wobei die Steuerspannung als das gemeinsame Begrenzungssignal einen Spannungswert aufweist, der zwischen der ersten und der zweiten Schwellenspannung liegt.
  6. Schutzeinrichtung (100, 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansteuereinheit (130, 131) dazu ausgebildet ist, den zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) der Schutzeinrichtung (100, 101) fließenden Strom anhand einer Stärke des Stromflusses durch die Schalteranordnung (105) und/oder anhand einer über die Schalteranordnung (105) abfallenden Spannung derart zu begrenzen, dass der erste Leistungsschalter (110) in einem sicheren Arbeitsbereich des ersten Leistungsschalters (110) betrieben wird.
  7. Schutzeinrichtung (100, 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ansteuereinheit (130, 131) dazu ausgebildet ist, die Begrenzung des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) der Schutzeinrichtung (100, 101) fließenden Stroms zu beenden, indem die Ansteuereinheit (130, 131) zunächst den ersten Leistungsschalter (110) aus dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) in den durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) versetzt und erst danach den zweiten Leistungsschalter (120) aus dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) in den durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) versetzt.
  8. Schutzeinrichtung (100, 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Leistungsschalter (110) dazu ausgebildet ist, in einem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wobei die Ansteuereinheit (130, 131) dazu ausgebildet ist, den zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) der Schutzeinrichtung (100, 101) fließenden Strom mittels des sich in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) befindlichen ersten Leistungsschalters (110) und des sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) befindlichen zweiten Leistungsschalters (120) auf einen vorgegebenen Maximalstrom zu begrenzen, wobei die Ansteuereinheit (130, 131) dazu ausgebildet ist, eine Dauer der Begrenzung des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) der Schutzeinrichtung (100, 101) fließenden Stroms auf den vorgegebenen Maximalstrom zu überwachen, und wobei die Ansteuereinheit (130, 131) dazu ausgebildet ist, den zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) der Schutzeinrichtung (100, 101) fließenden Strom mittels des sich in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) befindlichen ersten Leistungsschalters (110) und des sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) befindlichen zweiten Leistungsschalters (120) zu unterbrechen, nachdem der zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) der Schutzeinrichtung (100, 101) fließende Strom für eine vorgegebene Dauer auf den vorgegebenen Maximalstrom begrenzt wurde.
  9. Feldbusmodul (10) mit einer Anschalteinheit (170) zur Anbindung an einen Feldbus (2), mit einem Eingang (102) zur Speisung mit einer Versorgungsenergie, mit einem Ausgang (104) zur Weiterleitung der Versorgungsenergie an ein weiteres Feldbusmodul (20) und mit einer Schutzeinrichtung (100, 101), wobei die Schutzeinrichtung (100, 101) eine zwischen den Eingang (102) und den Ausgang (104) geschaltete Schalteranordnung (105) aufweist, um den zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Strom der Versorgungsenergie zu begrenzen, wobei die Schalteranordnung (105) einen ersten Leistungsschalter (110), einen zweiten Leistungsschalter (120) und eine mit dem ersten und dem zweiten Leistungsschalter (110, 120) verbundene Ansteuereinheit (130, 131) zum Steuern der Leistungsschalter (110, 120) umfasst, wobei der erste und der zweite Leistungsschalter (110, 120) elektrisch parallel zueinander zwischen den Eingang (102) und den Ausgang (104) geschaltet sind, wodurch durch den ersten Leistungsschalter (110) ein erster Teil des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Stroms als ein erster Durchgangsstrom und durch den zweiten Leistungsschalter (120) ein zweiter Teil des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Stroms als ein zweiter Durchgangsstrom fließen kann, wobei der erste Leistungsschalter (110) dazu ausgebildet ist, in einem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) den ersten Durchgangsstrom durchzuleiten und in einem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) den ersten Durchgangsstrom zu begrenzen, wobei der zweite Leistungsschalter (120) dazu ausgebildet ist, in einem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) den zweiten Durchgangsstrom durchzuleiten und in einem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) den zweiten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wobei der zweite Leistungsschalter (120) in dem durchleitenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) einen niedrigeren Einschaltwiderstand als der erste Leistungsschalter (110) in dem durchleitenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) aufweist, wobei die Schalteranordnung (105) dazu ausgebildet ist, zur Begrenzung des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Stroms den zweiten Durchgangstrom mittels des unterbrechenden Zustands des zweiten Leistungsschalters (120) zu unterbrechen und den ersten Durchgangsstrom mittels des strombegrenzenden Zustands des ersten Leistungsschalters (110) zu begrenzen, wobei der zweite Leistungsschalter (120) dazu ausgebildet ist, in einem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) den zweiten Durchgangsstrom zu begrenzen, und wobei der erste Leistungsschalter (110) dazu ausgebildet ist, in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) mehr Verlustleistung aufzunehmen als der zweite Leistungsschalter (120) in dem strombegrenzenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120).
  10. Feldbusmodul (10) nach Anspruch 9, wobei die Anschalteinheit (170) und die Ansteuereinheit (130, 131) miteinander verbunden sind, um eine die Begrenzung des Stroms der Versorgungsenergie betreffende Information über den Feldbus (2) zu übertragen.
  11. Feldbusmodul (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der erste Leistungsschalter (110) dazu ausgebildet ist, in einem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) den ersten Durchgangsstrom zu unterbrechen, wobei die Ansteuereinheit (130, 131) dazu ausgebildet ist, den zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Strom mittels des sich in dem strombegrenzenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) befindlichen ersten Leistungsschalters (110) und des sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) befindlichen zweiten Leistungsschalters (120) auf einen vorgegebenen Maximalstrom zu begrenzen, wobei die Ansteuereinheit (130, 131) dazu ausgebildet ist, eine Dauer der Begrenzung des zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließenden Stroms auf den vorgegebenen Maximalstrom zu überwachen, und wobei die Ansteuereinheit (130, 131) dazu ausgebildet ist, den über den Ausgang (104) zu dem weiteren Feldbusmodul (110) fließenden Strom mittels des sich in dem unterbrechenden Zustand des ersten Leistungsschalters (110) befindlichen ersten Leistungsschalters (110) und des sich in dem unterbrechenden Zustand des zweiten Leistungsschalters (120) befindlichen zweiten Leistungsschalters (120) zu unterbrechen, nachdem der zwischen dem Eingang (102) und dem Ausgang (104) fließende Strom für eine vorgegebene Dauer auf den vorgegebenen Maximalstrom begrenzt wurde.
  12. Feldbusmodul (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Feldbusmodul (10) ein Modulgehäuse (12) mit einer Seitenfläche (14) aufweist, wobei die Seitenfläche (14) des Modulgehäuses (12) des Feldbusmoduls (10) unmittelbar anschließend an eine weitere Seitenfläche (24) eines Modulgehäuses (22) des weiteren Feldbusmoduls (20) anordbar ist, wobei der Ausgang (104) derart freiliegend an der Seitenfläche (14) des Modulgehäuses (12) angeordnet ist, dass der Ausgang (104) durch einen an der weiteren Seitenfläche (24) des weiteren Feldbusmoduls (20) angeordneten Versorgungseingang (34) des weiteren Feldbusmoduls (20) elektrisch kontaktierbar ist, indem die weitere Seitenfläche unmittelbar an die Seitenfläche (14) des Feldbusmoduls (10) anschließend angeordnet wird.
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