DE102020204923A1

DE102020204923A1 - Vorrichtung zur Spannungsmessung in einem elektrischen System mit zwei isolierten Bordnetzen

Info

Publication number: DE102020204923A1
Application number: DE102020204923.8A
Authority: DE
Inventors: Per Ulrich; Dennis Hoffmeister
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Spannungsmessung in einem elektrischen System mit zwei isolierten Bordnetzen (B1, B2), wobei das erste Bordnetz (B1) eine erste Nennspannung (U₁) und das zweite Bordnetz (B2) eine zweite Nennspannung (U₂) aufweist, wobei die erste Nennspannung (U₁) kleiner als die zweite Nennspannung (U₂) ist, wobei die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass die Spannung (U₁, U₂) des einen Bordnetzes (B1, B2) in dem anderen Bordnetz (B2, B1) gemessen wird, wobei die Vorrichtung (1) Mittel aufweist, die Spannung in dem zu messenden Bordnetz (B1, B2) in einen proportionalen Strom (I₁) zu wandeln, und Mittel aufweist, den Strom in einen proportionalen Strom (I₂) im anderen Bordnetz (B2, B1) zu transformieren, wobei die Vorrichtung (1) mindestens einen Shuntwiderstand (R₂) im anderen Bordnetz aufweist, über dem die Spannung (U₁, U₂) des zu messenden Bordnetzes (B1, B2) erfasst wird, wobei der Shuntwiderstand (R₂) mit der Masse des anderen Bordnetzes (B2, B1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Spannungsmessung in einem elektrischen System mit zwei isolierten Bordnetzen.
Im Automobilbereich setzen sich vermehrt gemischte Bordnetzsysteme durch, die neben dem klassischen 12V-Bordnetz auch ein 48V-Bordnetz zum Betrieb leistungsstärkerer Komponenten einsetzen.
Die Koexistenz zweier Bordnetze stellt erhöhte Anforderungen an Komponenten, die an beiden Bordnetzen angeschlossen sind. Ein Beispiel ist der Riemenstartergenerator, der primär aus dem 48V-Bordnetz (KI. 40/KI. 41) gespeist wird, jedoch galvanisch auch am 12V-Bordnetz (Kl. 30/KI. 31) angeschlossen ist. Das betrifft sowohl die 12V/GND (Kl. 31) als auch die steuernde CAN-Busanbindung.
Die Isolation beider Bordnetze gegeneinander ist über die VDA320 bzw. die nachfolgende ISO-Norm IS021780 definiert. Ein unkontrollierter Energieabfluss vom 48V-Bordnetz in das 12V-Bordnetz und daraus resultierende Überspannungssituationen im 12V-Bordnetz müssen zum Schutz der dort angeschlossenen Komponenten verhindert werden. Die VDA320 definiert dazu entsprechende Isolationstests.
In der Praxis weisen die Komponenten in der Regel eine vollständige galvanische Trennung zwischen dem 12V- und dem 48V-Brodnetz auf. Die Elektronik liegt hauptsächlich auf einem der beiden Masse-Potentiale (Kl. 41 oder Kl. 31). Müssen über die Bordnetzgrenzen Bussysteme angesteuert, Steuersignale bedient oder Messgrößen übertragen werden, so geschieht dieses dann mittels isolierten Übertragungseinrichtungen. Werden Elektronikteile wahlweise aus beiden Bordnetzen mit Energie versorgt, so müssen galvanisch isolierte Spannungsregler eingesetzt werden (praktisch meist DC/DC-Schaltregler in Sperrwandlerkonfiguration).
Ein weiteres Problem bei der Übertragung von Signalen über die Bordnetzgrenzen hinweg sind mögliche Potentialunterschiede beider Bordnetzmassen. In der Praxis haben zwar alle Masseanbindungen das Fahrzeugchassis als Bezugsmasse, jedoch führen die in den Masseleitern fließenden Ströme zu statischen und dynamischen Potentialunterschieden an den Masseanschlüssen der Komponenten.
Bei einem Riemenstartergenerator liegt beispielsweise der Hauptteil der Elektronik auf 48V-Potential , muss aber zwecks einer erhöhten Verfügbarkeit aus beiden Bordnetzen versorgt werden. Aus Diagnosegründen muss dabei auch der Zustand des 12V-Bordnetzes auf der 48V-Seite gemessen werden. Aktuell implementierte Lösungen verwenden einen echten Isolationsverstärker (teuer, hohes EMV-Störpotential) oder nutzen den Sperrwandler zur indirekten Spannungsmessung (günstig aber ungenau, Messung der Flussspannung am Transformatorausgang).
Aus der WO 2019/076662 A1 ist ein Spannungsmessverfahren für ein aus einem Hochspannungsnetz und mindestens einem weiteren Netz bestehendes Bordnetz eines Fahrzeugs bekannt, wobei im Bordnetz das Hochspannungsnetz mit einer über eine erste Leitung und über eine zweite Leitung elektrisch mit einem positiven Anschluss bzw. negativem Anschluss einer Hochspannungsquelle elektrisch verbindbaren oder verbundenen Spannungsmesseinrichtung ausgebildet ist. Das weitere Netz ist mit über Schütze mit der ersten Leitung bzw. der zweiten Leitung des Hochspannungsnetzes elektrisch verbindbaren ersten bzw. zweiten Leitungen und mit einer mit diesen elektrisch verbindbaren oder verbundenen weiteren Spannungsmesseinrichtung ausgebildet. Bei dem Verfahren wird in einem Kalibrationsbetrieb bei geschlossenen Schützen die Spannungsmesseinrichtung des weiteren Netzes gegen die Spannungsmesseinrichtung des Hochspannungsnetzes unter Ableitung mindestens eines Kalibrationsparameters kalibriert. Weiter wird in einem Messbetrieb beim Abgleich über ein oder mehrere Betriebsparameter des Hochspannungsnetzes und/oder des weiteren Netzes ein jeweiliger Kalibrationsparameter identifiziert und auf diesen zurückgegriffen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine sehr genaue und trotzdem weniger aufwendige Lösung zur Spannungsmessung über Bordnetzgrenzen hinweg zu schaffen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Spannungsmessung in einem elektrischen System mit zwei isolierten Bordnetzen, wobei das erste Bordnetz eine erste Nennspannung und das zweite Bordnetz eine zweite Nennspannung aufweist, wobei die erste Nennspannung kleiner als die zweite Nennspannung ist, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Spannung des einen Bordnetzes vom anderen Bordnetz aus gemessen wird. Dabei sei angemerkt, dass isoliert nicht galvanisch getrennt bedeutet. Die erste Nennspannung ist beispielsweise 12 V und die zweite Nennspannung ist beispielsweise 48 V. Weiter weist die Vorrichtung Mittel auf, die Spannung in dem zu messenden Bordnetz in einen proportionalen Strom zu wandeln, sowie Mittel, den Strom in einen proportionalen Strom im anderen Bordnetz zu transformieren, wobei die Vorrichtung mindestens einen Shuntwiderstand im anderen Bordnetz aufweist, über dem die Spannung des zu messenden Bordnetzes erfasst wird, wobei der Shuntwiderstand mit der Masse des anderen Bordnetzes verbunden ist. Somit spielen Masseversätze keine Rolle. Die Vorrichtung ist also eine stromgesteuerte Stromquelle, deren Steuerstrom im zu messenden Bordnetz erzeugt wird und deren Ausgangsstrom den Strom für den Shuntwiderstand liefert.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens eine Stromspiegelschaltung auf, mittels derer sich technisch eine solche gesteuerte Stromquelle sehr einfach realisieren lässt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Stromspiegelschaltung als Wilson-Stromspiegel ausgebildet. Dieser weist einen sehr hohen Ausgangswiderstand auf, sodass Messfehler reduziert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Betriebsspannung des Stromspiegels die Betriebsspannung des ersten Bordnetzes, wobei der Eingangsstrom des Stromspiegels durch mindestens einen Widerstand eingestellt ist, der mit der Masse des ersten Bordnetzes verbunden ist, wobei der Ausgang des Stromspiegels über eine Diode mit dem Shuntwiderstand verbunden ist. Die Diode verhindert dabei Rückwirkungen vom zweiten Bordnetz auf das erste Bordnetz.
In einer weiteren Ausführungsform ist parallel zu dem Shuntwiderstand ein Kondensator geschaltet, der die Spannungsmessung stabilisiert.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zwei Stromspiegel auf, wobei der Eingangsstrom des ersten Stromspiegels durch einen Widerstand eingestellt ist, der mit der Betriebsspannung des zweiten Bordnetzes verbunden ist, wobei der Ausgang des ersten Stromspiegels über eine Diode mit einem zweiten Stromspiegel verbunden ist, der mit der Betriebsspannung des ersten Bordnetzes verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Shuntwiderstand verbunden ist. Somit lässt sich die Spannung im zweiten Bordnetz im ersten Bordnetz messen, wobei der Messstrom im ersten Bordnetz nicht gegen die Isolationsbestimmungen der VDA320 bzw. ISO-Norm IS021780 verstößt.
Vorzugsweise ist dabei in Reihe zur Diode ein Begrenzungswiderstand angeordnet, der im Falle eines Defektes des ersten Stromspiegels den Strom begrenzt.
Vorzugsweise wird die Vorrichtung in einem Zwei-Spannungsbordnetz eines Kraftfahrzeuges eingesetzt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 eine Vorrichtung zur Spannungsmessung mit einer idealen Stromquelle,
2a eine Vorrichtung mit einer realen Stromquelle zum Messen der Spannung des ersten Bordnetzes im zweiten Bordnetz,
2b eine Vorrichtung mit zwei realen Stromquellen zur Messung der Spannung des zweiten Bordnetzes im ersten Bordnetz,
3 eine schaltungstechnische Umsetzung der Vorrichtung gemäß 2a und
4 eine schaltungstechnische Umsetzung der Vorrichtung gemäß 2b.

In der 1 ist das Grundprinzip der Erfindung bzw. Vorrichtung 1 dargestellt. Dabei existiert ein erstes Bordnetz B1 und ein zweites Bordnetz B2. Die Betriebsspannung bzw. die Nennspannung des ersten Bordnetzes B1 beträgt U₁=12 V und die Betriebsspannung bzw. die Nennspannung des zweiten Bordnetzes B2 beträgt U₂=48 V.
Die Massen beider Bordnetze sind galvanisch verbunden (über das Fahrzeugchassis), können aber im Fahrzeugbetrieb statische und dynamische Potentialunterschiede aufweisen
Zwischen den beiden Bordnetzen B1, B2 liegt eine ideale Stromquelle 2. Die erste Bordnetzspannung U₁ wird durch R₁ belastet. Der fließende Strom $I_{1} = \frac{U_{1}}{R_{1}}$
dient gleichzeitig als Steuerstrom für die stromgesteuerte ideale Stromquelle 2.
Die Stromquelle 2 hat Bezug zum zweiten Bordnetz B2 und überträgt den Steuerstrom mit dem Stromverstärkungsfaktor β in einen Ausgangsstrom $I_{2} = β \cdot \frac{U_{1}}{R_{1}} .$
Der Ausgangstrom fließt gegen die Masse der zweiten Bordnetzseite über einen Shuntwiderstand R₂ und verursacht dort den zu U₁ proportionalen Spannungsabfall $U_{2} = U_{1} \cdot β \cdot \frac{R_{2}}{R_{1}} .$
Ein ggf. auftretender Masseversatz zwischen beiden GND-Verbindungen hat aufgrund des sehr hohen Ausgangswiderstandes der Stromquelle keinen signifikanten Einfluss auf U₂ .
Bei technisch realisierbaren Stromquellen ist meist jedoch keine galvanische Isolation gegeben. In der Regel sind Eingangs- und Ausgangseite der gesteuerten Stromquelle auf einer Seite galvanisch gekoppelt.
Trotzdem kann das Messprinzip grundsätzlich beibehalten werden. 2a zeigt den entsprechenden Aufbau, die hier eingesetzte gesteuerten Stromquelle ist an den beiden oberen Anschlüssen intern galvanisch verbunden, was gestrichelt dargestellt ist. Dem wird Rechnung getragen indem die Speisung der Stromquelle 2 auch an 12V angeschlossen wird.
Dadurch fließt der Strom I₂ jetzt über die Bordnetzgrenze aus dem 12V-Bordnetz B1 in die Masse des 48V-Bordnetzes B2. Die Rückführung des Stromes I₂ in das 12V-Bordnetz B1 erfolgt dann über die gemeinsame Fahrzeugmasse (Fahrzeugchassis).
Gemäß VDA320 und ISO21780 ist das auch zulässig, die Isolationsvorschriften beziehen sich auf einen maximalen Fehlerstrom (1µA bzw. 10µA) immer gemessen vom 48V-Bordnetz in des 12V-Bordnetz hinein.
Soll die Spannung auf der 48V-Bordnetzseite gemessen werden, würde die VDA320 durch den Messstrom verletzt. Hier kann aber eine Konfiguration nach 2b eingesetzt werden.
Dazu wir eine gesteuerte Stromquelle eingesetzt, die auf die Masse des 48V-Bordnetzes bezogen ist. Die Speisung der Stromquelle kommt von der 12V-Bordnetzseite. Dadurch fließt jetzt wieder ein Strom I_x von der 12V-Bordnetzseite zur 48V-Bordnetzseite, was zulässig ist. Würde man direkt I_x über einen Shunt-Widerstand fließen lassen, hätte die abfallende Spannung keinen Bezug zur Masse des 12V-Bordnetzes. Dadurch wäre eine differentielle Spannungsmessung über den Shunt notwendig.
Das Problem kann umgangen werden, indem I_x nicht durch einen Shunt geleitet wird sondern als Steuerstrom für eine zweite gesteuerte Stromquelle verwendet wird. Diese hat Bezug zu 12V, ihr Stromausgang spiegelt den Strom wiederum in einen Strom über einen Shunt R₂ gegen die 12V-Masse. Dadurch hat der Shunt R₂ wieder einen Massebezug zur 12V-Masse.
In der 3 ist nun eine schaltungstechnische Realisierung mit einer Stromspiegelschaltung 2a dargestellt.
Der Stromspiegel 3 besteht aus den beiden PNP-Transistoren Q_1a und Q_1b . Beide Transistoren sind hinsichtlich U_BE-Kennlinie und Stromverstärkung aufeinander abgestimmt (idealerweise gepaarter Doppeltransistor in einem Gehäuse). Die Gegenkopplungswiderstände R_3a und R_3b dienen zur weiteren Kompensation von unterschiedliche Stromverstärkungsfaktoren von Q_1a und Q_1b . Der Übertragungsfaktor des Stromspiegels selbst ist da Verhältnis von $\frac{I_{2}}{I_{1}} = \frac{R_{3 a}}{R_{3 b}} .$
Vorzugsweise wählt man R_3a = R_3b, dadurch können gleichartige Widerstände (ggf. in einem Widerstandsarray) genutzt werden.
Vorzugsweise sollten R_3a und R_3b im Bereich zwischen 100Ω und 1kΩ liegen. Eine gute Kompensation wird erreicht, wenn I₁ · R_3a im Nennbetrieb (also bei U₁ = Nennspannung) im Bereich der Basis-Emitterspannung U_{BE_G1} liegt.
Weil die Stromverstärkung auch von der Spannung U_CE beeinflusst wird, ergibt sich bei einem einfachen Stromspiegel mit zwei Transistoren ein zusätzlicher Messfehler, wenn U_{CE_Q1a} von U_{CE_Q1b} abweicht. Das ist bei der vorliegenden Konfiguration der Fall, weil U_{CE_Q1a} konstant bleibt, während U_{CE_Q1b} sich mit der Spannung U₁ ändert (für R₂ < R₁). Um diesen Effekt zu vermeiden, wird mittels der Transistors Q₂ die Ausgangsimpedanz der Stromquelle erhöht. Q₂ muss nicht mit Q₁ gepaart sein, sollte aber eine hohe Stromverstärkung aufweisen. Insgesamt bilden Q₁ und Q₂ einen sogenannten Wilson-Stromspiegel.
Der Spannungsabfall U_{CE_Q1a} über Q_1a entspricht U_{BE_Q1a} + U_{BE_Q2} (ungefähr 1,3V). Damit ergibt sich der Eingangsstrom des Stromspiegels zu $I_{1} = \frac{U_{1} - U_{B E_Q 1 a} - U_{B E_Q 2}}{R_{1} + R_{3 a}} = \frac{U_{1} - 1,3 V}{R_{1} + R_{3 a}} .$
Vorzugweise wird der Eingangsstrom I₁ auf wenige mA eingestellt, um einerseits robust gegen Störungen zu sein und andererseits den Ausgleichstrom zwischen den beiden Bordnetzmassen nicht signifikant zu erhöhen. Für die Messung der 12V-Bordnetzspannung kann R₁ vorzugsweise mit 10kΩ gewählt werden.
Auf der Ausgangseite kann der Strom I₂ = I₁, durch geeignete Wahl von R₂ auf den Eingangsspannungsbereich der Spannungsmessung (z.B. ein AD-Umsetzer) angepasst werden. Für AD-Umsetzer mit 3,3V-Eingangspannungsbereich kann R₂ als Beispiel mit 1kΩ gewählt werden.
Die Gesamtübertragungsfunktion ergibt sich zu: $U_{o u t} = R_{2} \cdot \frac{U_{1} - U_{B E_Q 1 a} - U_{B E_Q 2}}{R_{1} + R_{3 a}} = \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{3 a}} \cdot (U_{1} - 1,3 V)$
Optional kann parallel zum Shuntwiderstand R2 ein Kondensator C1 geschaltet sein. Der Kondensator C₁ erlaubt eine optionale Filterung des Ausgangssignales mit der Zeitkonstante R_{2 ·} C₁.
Die Einhaltung der Isolationskriterien nach VDA320 bzw. ISO21780 wird über die Diode D₁ sichergestellt. Sie verhindert einen entsprechenden Stromfluss vom 48V-Bordnetz in das 12V-Bordnetz bei Überspannungssituationen im 48V-Bordnetz (und den angeschlossenen Schaltungsteilen) oder einem Abriss der GND_48V-Anbindung.
Im Fall eines Schaltungsversagens der Stromspiegelschaltung (Durchlegieren der Transistoren) muss davon ausgegangen werden, dass ein wesentlich höherer Strom (näherungsweise bis zu $\frac{U_{1}}{R_{2}}$
) durch R₂ fließt. R₂ muss von der Leistung entsprechend so ausgelegt sein, diesen Betriebszustand auszuhalten.
Die untere Messgrenze, bei der noch ein Messstrom fließen kann ist durch die Spannungsabfälle an den Halbleitern gegeben. Damit auf der Eingangsseite ein Strom I₁ fließen kann, muss U₁ größer als U_{CE_Q1a} = (U_{BE_Q1a} + U_{BE_Q2}) sein (ca. 1,3V).
Unter der Annahme, dass es keinen Masseversatz zwischen GND_12V und G/VD_48Vgibt, muss auf der Ausgangseite der minimale Spannungsabfall über Q_1b , Q₂ und D₁ und R₂ überwunden werden, damit ein Strom L₂ fließen kann. U₂ muss größer als U_{CE_Q1b} + U_{CE_Q2} + U_D1 + I_{2_min}*R₂ = (U_{BE_Q1b} + U_{BE_Q2} + U_D1) + I_{2_min}*R₂ sein (ca. 2V + I_{2_min}*R₂). Ein zusätzlicher positiver Masseversatz (GND_48V- GND_12V) schränkt den unteren Messbereich entsprechend weiter ein.
Des Weiteren kann zwischen dem gemeinsamen Basisanschluss von Q_1a und Q_1b und dem Basisanschluss von Q₂ ein weiterer Kondensator Copt angeordnet sein, um das Schaltverhalten zu verbessern.
In der 4 ist die schaltungstechnische Umsetzung von 2b dargestellt.
Der erste Stromspiegel 3 ist jetzt mit NPN-Transistoren ausgeführt und auf die 48V-Masse bezogen und spiegelt den Messstrom I₁ in einen Strom I_x von U₁ zu GND_48V. Der zweite Stromspiegel 4 ist mit PNP-Transistoren ausgeführt und spiegelt diesen Strom I_x in einen I₂ der in die 12V-Masse fließt und analog zu 2b mit einem Shunt ausgewertet wird.
Darüber hinaus gelten hinsichtlich der Auslegung für Q_1a , Q_1b , Q₂ , R_3a , R_3b bzw. Q_3a , Q_3b , Q₄ , R_4a und R_4b alle zum Stromspiegel 3 aus 3 getätigten Aussagen.
Die Einhaltung der Isolationskriterien nach VDA320 bzw. ISO21780 wird wieder über die Diode D₁ sichergestellt.
Im Fall eines Schaltungsversagens der zweiten Stromspiegelschaltung (Durchlegieren der Transistoren) muss R₂ den maximal möglichen Strom (näherungsweise bis zu $\frac{U_{1}}{R_{2}}$
) tragen können. Analog dazu dient R₅ als Strombegrenzungswiderstand, wenn die Schaltung des ersten Stromspiegels versagt. Dann fließen durch R₅ ein maximaler Strom näherungsweise bis zu $\frac{U_{1}}{R_{5}} .$
Weil an R₂ und R₅ gleiche Anforderungen gelten kann R₅ vorzugsweise wie R₂ ausgelegt werden.
Die untere Messgrenze, bei der noch ein Messstrom fließen kann, ist durch die Spannungsabfälle an den Halbleiter gegeben. Damit auf der Eingangsseite ein Strom I₁ fließen kann, muss U₂ größer als U_{CE_Q1a} = (U_{BE_Q1a} + U_{BE_Q2}) sein (ca. 1,3V).
Weiterhin ist aber die untere Messgrenze jetzt auch von der zweiten Bordnetzspannung U₁ abhängig. Unter der Annahme, dass es keinen Masseversatz zwischen GND_12V und GND_48V gibt, muss der minimale Spannungsabfall über Q_1b , Q₂ , Q_3b , D₁ und R₅ überwunden werden, damit ein Strom I_x fließen kann. U₁ muss größer als U_{CE_Q1b} + U_{CE_Q2} + U_{CE_Q3a} + U_D1 + I_{x_min}*R₅ = (U_{BE_Q1b} + U_{BE_Q2} + U_{BE_Q3a} + U_{BE_Q4} + U_D1) + I_{1_min}*R₅ sein (ca. 3,3V + I_{1_min}*R₅).
Ein zusätzlicher positiver Masseversatz (GND_48V - GND_12V) schränkt den unteren Messbereich entsprechend weiter ein.
Die vormals aufgeführten Schaltungsvorschläge in Bild 3 und Bild 4 berücksichtigen noch keine Ruhestromanforderungen an Komponenten, die permanent an Kl.30 oder Kl.40 angeschlossen sind.
In der praktischen Anwendung wären die Schaltungen entsprechend durch Schaltelemente zu erweitern (vorzugsweise zusätzliche Schalttransistoren), um in einer Ruhephase der Komponente einen Messstrom I₁ bzw. I₂ zu unterbinden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2019/076662 A1 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO-Norm IS021780 [0004, 0016]
ISO21780 [0027, 0040, 0048]

Claims

Vorrichtung (1) zur Spannungsmessung in einem elektrischen System mit zwei isolierten Bordnetzen (B1, B2), wobei das erste Bordnetz (B1) eine erste Nennspannung (U₁) und das zweite Bordnetz (B2) eine zweite Nennspannung (U₂) aufweist, wobei die erste Nennspannung (U₁) kleiner als die zweite Nennspannung (U₂) ist, wobei die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass die Spannung (U₁, U₂) des einen Bordnetzes (B1, B2) vom anderen Bordnetz (B2, B1) aus gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) Mittel aufweist, die Spannung in dem zu messenden Bordnetz (B1, B2) in einen proportionalen Strom (I₁) zu wandeln, und Mittel aufweist, den Strom in einen proportionalen Strom (I₂) im anderen Bordnetz (B2, B1) zu transformieren, wobei die Vorrichtung (1) mindestens einen Shuntwiderstand (R₂) im anderen Bordnetz aufweist, über dem die Spannung (U₁, U₂) des zu messenden Bordnetzes (B1, B2) erfasst wird, wobei der Shuntwiderstand (R₂) mit der Masse des anderen Bordnetzes (B2, B1) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens eine Stromspiegelschaltung (3, 4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stromspiegelschaltung (3, 4) als Wilson-Stromspiegel ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannung des Stromspiegels (3) die Betriebsspannung (U₁) des ersten Bordnetzes (B1) ist, wobei der Eingangsstrom (I₁) des Stromspiegels (3) durch mindestens einen Widerstand (R₁) eingestellt ist, der mit der Masse (GND_12V) des ersten Bordnetzes (B1) verbunden ist, wobei der Ausgang des Stromspiegels (3) über eine Diode (C1) mit dem Shuntwiderstand (R₂) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem Shuntwiderstand (R₂) ein Kondensator (C1) geschaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zwei Stromspiegel (3, 4) aufweist, wobei der Eingangsstrom (I₁) des ersten Stromspiegels (3) durch einen Widerstand (R₁) eingestellt ist, der mit der Betriebsspannung (U₂) des zweiten Bordnetzes (B2) verbunden ist, wobei der Ausgang des ersten Stromspiegels (3) über eine Diode (D1) mit einem zweiten Stromspiegel (4) verbunden ist, der mit der Betriebsspannung (U₁) des ersten Bordnetzes (B1) verbunden ist und dessen Ausgang mit dem Shuntwiderstand (R₂) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zu der Diode (D1) ein Begrenzungswiderstand (R₅) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens ein Schaltelement aufweist, um die Vorrichtung (1) zu aktivieren oder zu deaktivieren.