EP2524432A1 - Device for electric circuit monitoring - Google Patents
Device for electric circuit monitoringInfo
- Publication number
- EP2524432A1 EP2524432A1 EP11702919A EP11702919A EP2524432A1 EP 2524432 A1 EP2524432 A1 EP 2524432A1 EP 11702919 A EP11702919 A EP 11702919A EP 11702919 A EP11702919 A EP 11702919A EP 2524432 A1 EP2524432 A1 EP 2524432A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- current
- control device
- load
- semiconductor switches
- current paths
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/18—Modifications for indicating state of switch
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0027—Measuring means of, e.g. currents through or voltages across the switch
Definitions
- a parallel branch 20, 21 is connected, each consisting of the series connection of another transistor 22, 23 with a low-current shunt 24, 25 respectively.
- the tapped at the low-current shunts 24, 25 voltages are each a current shunt sensor 26, 27 supplied to the output generates a current-dependent signal and this an electric control device 28 supplies.
- This electronic control device 28 also controls the two first transistors 13, 14 and the two second transistors 22, 23 in each case via a driver 29 to 32. These drivers 29 to 32 can in principle also be integrated in the electronic control device 28.
- the electronic control device 28 contains at least one microcontroller 33 or is designed as such. Parallel to the external consumer 19, an internal consumer 34 is connected in the electrical device 10, which does not necessarily have to be an ohmic consumer.
Abstract
The invention relates to a device for electric circuit monitoring an electrical load circuit comprising at least one electrical load (19), wherein two supply voltage connections (15, 16) are connected to the two load connections (17, 18) by means of current paths (11, 12) each comprising one first semiconductor switch (13, 14). The current detecting means (26, 27) serve to detect the current in each of the two current paths (11, 12). The series connection of a further second semiconductor switch (22, 23) and a low-current shunt (24, 25) is connected in parallel with each high-current shunt in each of the two current paths (11, 12), wherein the two connections of the low-current shunt (24, 25) are each connected to the current detecting means (26, 27).
Description
Vorrichtung zur elektrischen Stromkreisüberwachung Device for electrical circuit monitoring
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Stromkreisüberwachung eines wenigstens einen elektrischen Verbraucher enthaltenden Verbraucherstromkreises, wobei zwei Versorgungsverspannungsanschlüsse über je einen ersten Halbleiterschalter aufweisende Strompfade mit den beiden Verbraucheranschlüssen verbunden sind. The invention relates to a device for electrical circuit monitoring of a load circuit containing at least one electrical load, wherein two supply voltage terminals are connected via the respective first semiconductor switch having current paths with the two load terminals.
Eine derartige Vorrichtung dient beispielsweise als Sicherheitsabschaltsystem, um insbesondere energiereiche Anlagekomponenten zu deaktivieren, wenn eine Fehlersituation oder eine Fehlfunktion erkannt wird. In einem solchen Fall wird insbesondere der elektrische Strom bzw. die Versorgungsspannung abgeschaltet und/oder eine Fehlermeldung und/oder eine Fehleranzeige generiert^ Die Abtrennung des Verbrauchers kann _ ein- oder zweikanalig erfolgen. Ein derartiges Sicherheitsabschaltsystem ist beispielsweise aus der WO 02/095282 AI bekannt. Um sicherzustellen, dass die Halbleiterschaltelemente im Gefahrenfall auch wirklich in der Lage sind, den Sicherheitsstromkreis zu öffnen, werden diese in bekannter Weise wiederholt kurzzeitig geöffnet und die Auswirkung auf eine Detektionsschaltung überwacht. Dies wird durch Beobachtung der Spannung an der geschalteten Seite realisiert. Das Wiedereinschalten des Verbrauchers erfolgt adaptiv nach eindeutiger Detektion des Abschaltimpulses . Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass dieser so lang werden kann, dass die Such a device serves, for example, as a safety shutdown system, in order in particular to deactivate energy-rich system components when an error situation or a malfunction is detected. In such a case, in particular the electric current or the supply voltage is switched off and / or an error message and / or an error display generated ^ The separation of the consumer can _ one or two channels take place. Such Sicherheitsabschaltsystem is known for example from WO 02/095282 AI. To ensure that the semiconductor switching elements are really able to open the safety circuit in case of danger, they are repeatedly opened in a known manner repeatedly and monitors the effect on a detection circuit. This is realized by observing the voltage on the switched side. The reconnection of the consumer is adaptive after clear detection of the shutdown pulse. However, this has the disadvantage that it can be so long that the
BESTÄTIGUNGSKOPIE
Reaktion der Abschaltung für die Last relevant und damit ge¬ gebenenfalls auch funktionsschädlich sein kann. In bekannter Weise wird daher ein zweiter, paralleler Schaltpfad realisiert, der zur Zeit des Prüfimpulses die unterbrochene Versorgung der Last übernimmt. Dies bedeutet jedoch einen erhöhten Aufwand. CONFIRMATION COPY Reaction of the shutdown of the load relevant and ge ¬ can also function harmful if necessary. In a known manner, therefore, a second, parallel switching path is realized, which takes over the interrupted supply of the load at the time of the test pulse. However, this means an increased effort.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur elektrischen Stromkreisüberwachung zu schaffen, durch die nicht nur die Schaltfähigkeit von zur Schaltung von elektrischen Verbrauchern dienenden Halbleiterschaltern überwacht werden kann, wobei sehr kurze Abschaltintervalle bzw. Stromunterbrechungen möglich sind, ohne dass der Betrieb des Verbrauchers merkbar beeinträchtigt wird, sondern dass zusätzlich noch Querstrommessungen zur Erkennung unzulässiger Querströme ausgeführt werden können. The object of the present invention is to provide an apparatus for electrical circuit monitoring, by which not only the switching capability of serving for switching electrical consumers semiconductor switches can be monitored, with very short turn-off or power interruptions are possible without the operation of the consumer is appreciably affected, but that additionally cross-flow measurements for the detection of impermissible cross-currents can be performed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a device having the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat insbesondere den Vorteil, dass neben der Prüfung bzw. Überwachung der Schaltfähigkei der Transistoren auch eine Querstrommessung durchgeführt werden kann, um Querschlüsse zu erkennen und zu erfassen. Durch die Strommessung ist es dabei möglich, sehr kurze Schaltzeiten bzw. Ausschaltzeiten der Transistoren für die Messung zu realisieren, ohne dass der Betrieb des oder der elektrischen Verbraucher beeinträchtigt wird. In particular, the device according to the invention has the advantage that in addition to the testing or monitoring of the switching capability of the transistors, a cross-current measurement can also be carried out in order to detect and detect cross-circuits. By measuring the current, it is possible to realize very short switching times or turn-off times of the transistors for the measurement, without affecting the operation of the one or more electrical loads.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.
In vorteilhafter Weise können die beiden ersten Halbleiterschalter in den beiden Strompfaden gleichzeitig die Hochstromshunts bilden, so dass auf separate Hochstromshunts verzichtet werden kann. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of claim 1 device are possible. Advantageously, the two first semiconductor switches in the two current paths simultaneously form the high-current shunts, so that it is possible to dispense with separate high-current shunts.
In vorteilhafter Weise ist die Vorrichtung als zwischen die Versorgungsspannung und den wenigstens einen externen elektrischen Verbraucher geschaltetes elektrisches Gerät ausgebildet, in dem ein parallel zum wenigstens einem externen Verbraucher geschalteter interner Verbraucher enthalten ist. Hierdurch ist eine Prüfung der Schaltfähigkeit der Transistoren und eine Querstrommessung bei nicht angeschlossenem oder separat abgeschalteten externen Verbraucher möglich. Advantageously, the device is designed as an electrical device connected between the supply voltage and the at least one external electrical load, in which an internal consumer connected in parallel to the at least one external consumer is contained. As a result, a test of the switching capability of the transistors and a cross-flow measurement is possible with non-connected or separately disconnected external consumers.
Zur Steuerung der beiden ersten Halbleiterschalter in den beiden Strompfaden sowie der beiden zweiten Halbleiterschalter in den Parallelzweigen ist in vorteilhafter Weise eine mit den Stromerfassungsmitteln verbundene elektronische Steuereinrichtung vorgesehen, die bevorzugt als Microcontroller ausgebildet ist oder mindestens einen solchen enthält. For controlling the two first semiconductor switches in the two current paths and the two second semiconductor switches in the parallel branches, an electronic control device connected to the current detection means is advantageously provided, which is preferably designed as a microcontroller or contains at least one.
Um die Messungen sowohl bei niedrigen, wie auch hohen Fehlerströmen durchführen zu können, besitzt die Steuereinrichtung zweckmäßigerweise Steuermittel zur Messbereichsumschaltung durch Öffnen der ersten Halbleiterschalter bei Erfassung eines Stroms durch die Hochstromshunts, der unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Werts liegt . In order to be able to carry out the measurements both at low and high fault currents, the control device expediently has control means for measuring range switching by opening the first semiconductor switches upon detection of a current through the high-current shunt which is below a predetermined or predefinable value.
Zur besonders einfachen Querstromüberwachung und Erkennung von Querschlüssen besitzt die Steuereinrichtung weiterhin Vergleichsmittel zum Vergleich der Strommesswerte in den beiden Strompfaden und/oder Parallelzweigen sowie bei Erkennung einer Abweichung aktivierbare Melde- und/oder Anzeigemittel.
Eine besonders vorteilhafte Art, die Abschaltfähigkeit aller Transistoren zyklisch zu testen und auch hochohmige Querschlüsse an hochohmiger Last zu detektieren, wird dadurch erreicht, dass die Steuereinrichtung Steuermittel zum wiederholten kurzzeitig gleichzeitigen Abschalten der beiden ersten Halbleiterschalter und jeweils eines der beiden zweiten Halbleitschalter und Messen des Stroms im jeweils nicht abgeschalteten Parallelzweig besitzt. Das Abschalten der zweiten Halbleiterschalter kann jeweils abwechselnd und zyklisch erfolgen. Dabei ist als kurze Abschaltzeit eine den Betrieb des elektrischen Verbrauchers oder der elektrischen Verbraucher nicht beeinträchtigende Zeit vorgesehen. For particularly simple cross-current monitoring and detection of cross-circuits, the control device further has comparison means for comparing the measured current values in the two current paths and / or parallel branches as well as detection and / or display means which can be activated when a deviation is detected. A particularly advantageous way to cyclically test the turn-off capability of all transistors and also to detect high-resistance cross-overs on high-impedance load is achieved by the control device control means for repeatedly briefly simultaneously switching off the first two semiconductor switches and each one of the two second semiconductor switches and measuring the current in each case not switched off parallel branch has. The switching off of the second semiconductor switches can take place alternately and cyclically. It is provided as a short turn-off time, the operation of the electrical load or the electrical load not affecting time.
Die Steuereinrichtung ist auch zweckmäßigerweise mit einer externen Überwachungs- und Steuereinrichtung über ein Bussystem oder drahtlos verbunden, um Meldungen zu übertragen oder Parametrierungen vorzunehmen. The control device is also expediently connected to an external monitoring and control device via a bus system or wirelessly in order to transmit messages or perform parameterizations.
Die Steuereinrichtung besitzt auch zweckmäßigerweise Abschaltmittel zur Abschaltung aller Halbleiterschalter bei einer Fehlererkennung oder Grenzwertüberschreitung. The control device also expediently has switch-off means for switching off all semiconductor switches in the case of fault detection or limit value overshoot.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Das einzige Ausführungsbeispiel zeigt eine schaltungsmäßige Ausgestaltung der Vorrichtung zur elektrischen Stromkreisüberwachung . An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. The single embodiment shows a circuit design of the device for electrical circuit monitoring.
Bei dem in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbei- spiel enthält ein elektrisches Gerät 10 zur Stromkreisüberwachung zwei Strompfade 11, 12, in denen jeweils die Schalt - strecke eines Transistors 13, 14 geschaltet ist. Die beiden Strompfade 11, 12 sind einerseits an zwei Versorgungsspan- nungsanschlüssen 15, 16 einer im Übrigen nicht dargestellten
Versorgungsspannungsquelle und andererseits über zwei Verbraucheranschlüsse 17, 18 an einen externen Verbraucher 19 angeschlossen, wobei es sich prinzipiell auch um mehrere Verbraucher handeln kann, die auch nicht-ohmsche Verbraucher sein können (z.B. kapazitive und/oder induktive und/oder ohm- sche Verbraucher) . In the exemplary embodiment shown in the single FIGURE, an electrical device 10 for circuit monitoring contains two current paths 11, 12, in each of which the switching path of a transistor 13, 14 is connected. On the one hand, the two current paths 11, 12 are connected to two supply voltage terminals 15, 16 of an otherwise not shown Supply voltage source and on the other hand via two consumer terminals 17, 18 connected to an external consumer 19, which may in principle also be multiple consumers who may also be non-resistive consumers (eg capacitive and / or inductive and / or resistive consumers) ,
Parallel zu den Schaltstrecken der beiden Transistoren 13, 14 ist jeweils ein Parallelzweig 20, 21 geschaltet, der jeweils aus der Reihenschaltung eines weiteren Transistors 22, 23 mit einem Niederstromshunt 24, 25 besteht. Die an den Niederstromshunts 24, 25 abgegriffenen Spannungen werden jeweils einem Stromshuntsensor 26, 27 zugeführt, der am Ausgang ein stromabhängiges Signal erzeugt und dieses einer elektrischen Steuereinrichtung 28 zuführt. Diese elektronische Steuereinrichtung 28 steuert auch die beiden ersten Transistoren 13, 14 und die beiden zweiten Transistoren 22, 23 jeweils über einen Treiber 29 bis 32. Diese Treiber 29 bis 32 können prinzipiell auch in der elektronischen Steuereinrichtung 28 integriert sein. Im Übrigen enthält die elektronische Steuereinrichtung 28 mindestens einen Microcontroller 33 oder ist als solcher ausgebildet. Parallel zum externen Verbraucher 19 ist im elektrischen Gerät 10 ein interner Verbraucher 34 geschaltet, der nicht zwingend ein ohmscher Verbraucher sein muss. Parallel to the switching paths of the two transistors 13, 14, a parallel branch 20, 21 is connected, each consisting of the series connection of another transistor 22, 23 with a low-current shunt 24, 25 respectively. The tapped at the low-current shunts 24, 25 voltages are each a current shunt sensor 26, 27 supplied to the output generates a current-dependent signal and this an electric control device 28 supplies. This electronic control device 28 also controls the two first transistors 13, 14 and the two second transistors 22, 23 in each case via a driver 29 to 32. These drivers 29 to 32 can in principle also be integrated in the electronic control device 28. Incidentally, the electronic control device 28 contains at least one microcontroller 33 or is designed as such. Parallel to the external consumer 19, an internal consumer 34 is connected in the electrical device 10, which does not necessarily have to be an ohmic consumer.
Die elektronische Steuereinrichtung 28 kann über ein Bussystem 35 mit einer nicht dargestellten externen Überwachungsoder Steuereinrichtung kommunizieren, insbesondere Fehlermeldungen und Statusmeldungen abgeben und/oder externe Steuersignale, Parametriersignale oder Programmiersignale empfangen. Eine solche Kommunikation kann prinzipiell auch drahtlos erfolgen, beispielsweise über Funk, Bluetooth oder optisch, magnetisch, induktiv oder dergleichen.
Die ersten Transistoren 13, 14 sowie zweiten Transistoren 22 23 sind in der Figur als Leistungs- OSFETs dargestellt. Prin zipiell können jedoch auch andere Transistoren oder andere Schaltelemente eingesetzt werden. Weiterhin wird der Innenwi derstand der beiden ersten Transistoren 13, 14 auch gleichzeitig als Hochstromshunts verwendet. Alternativ hierzu könn ten auch separate Hochstromshunts in Reihe zu den Transistoren 13, 14 geschaltet sein, wobei dann die Parallelzweige 20 21 parallel zu diesen Hochstromshunts geschaltet sein müss- ten. The electronic control device 28 can communicate with a non-illustrated external monitoring or control device via a bus system 35, in particular emit error messages and status messages and / or receive external control signals, parameterization signals or programming signals. In principle, such communication can also be wireless, for example via radio, Bluetooth or optical, magnetic, inductive or the like. The first transistors 13, 14 and second transistors 22 23 are shown in the figure as power OSFETs. In principle, however, other transistors or other switching elements can be used. Furthermore, the Innenwi resistance of the two first transistors 13, 14 is also used simultaneously as Hochstromshunts. As an alternative to this, separate high-current shunts could also be connected in series with the transistors 13, 14, in which case the parallel branches 20 21 would have to be connected in parallel to these high-current shunts.
Die dargestellte und beschriebene Schaltung bzw. das entspre chende Gerät 10 dient zur kombinierten Strom- und Querstrommessung mit Bereichsumschaltung im Lastzweig einer Schaltstu fe sowie zur Prüfung der Abschaltfähigkeit der Transistoren 13, 14 bzw. 22, 23. Die Prüfung der Abschaltfähigkeit der Transistoren erfolgt durch kurzzeitiges Abschalten eines ode mehrerer dieser Transistoren in geeigneter Kombination und gleichzeitige Strommessung. Fließt im abgeschalteten Zustand kein Strom, dann war die Abschaltung erfolgreich bzw. der entsprechende Transistor, der abgeschaltet hat, arbeitet kor rekt . Diese Messung muss auch ohne extern angeschlossenen Verbraucher "19 funktionieren, wozu am Ausgang des Geräts 10 eine interne Last bzw. ein interner Verbraucher 34 als definierte Grundlast angeschlossen ist, wobei dann ein definierter Stromfluss bewertet wird. The illustrated and described circuit or the corre sponding device 10 is used for combined current and cross-current measurement with range switching in the load branch of a Schaltstu fe and to test the turn-off of the transistors 13, 14 and 22, 23. The test of the turn-off of the transistors is done by momentary shutdown of one or more of these transistors in a suitable combination and simultaneous current measurement. If no current flows in the switched-off state, then the switch-off was successful or the corresponding transistor, which has switched off, operates correctly. This measurement must also without externally connected load "function 19, including an internal load and an internal load 34 is connected as a defined base-load at the output of device 10, in which case a defined current flow is evaluated.
Im normalen Betrieb werden beide Kanäle, also beide Strompfa de 11, 12 symmetrisch geschaltet, wobei zum Einschalten der Last alle Transistoren 13, 14, 22, 23 eingeschaltet werden. Der Laststrom wird direkt am als Hochstromshunt dienenden In nenwiderstand der Transistoren 13, 14 abgegriffen und über die Niederstromshunts 24, 25 in Verbindung mit den Stromshuntsensoren 26, 27 gemessen.
Wird nun anhand der Ausgangssignale der Strotnshuntsensoren 26, 27 erkannt, dass der Laststrom für den Höchstrommessbe- reich zu gering ist, so werden die beiden ersten TransistorenIn normal operation, both channels, so both Strompfa de 11, 12 are connected symmetrically, to turn on the load all the transistors 13, 14, 22, 23 are turned on. The load current is tapped directly on serving as a high-current shunt nen resistance of the transistors 13, 14 and measured via the Niederstromshunts 24, 25 in conjunction with the current shunts 26, 27. If, on the basis of the output signals of the current sensor sensors 26, 27, it is detected that the load current for the maximum current range is too low, the two first transistors become
13, 14 abgeschaltet bzw. gesperrt, so dass der Lastström nur noch über die zweiten Transistoren 22, 23 und die Niederstromshunts 24, 25 fließt und entsprechend an diesen letzteren abgegriffen wird. Für beide Messungen gilt: Wenn die beiden Strommesswerte der Stromshuntsensoren 26, 27 voneinander abweichen, insbesondere signifikant voneinander abweichen, so ist der zur Last hinfließende Strom nicht gleich dem rückfließenden Strom, so dass ein einen Fehlerstrom verursachender Querschluss vorliegen muss. 13, 14 is turned off or locked, so that the Lastström only flows through the second transistors 22, 23 and the Niederstromshunts 24, 25 and is tapped accordingly to the latter. For both measurements: If the two measured current values of the current shunt sensors 26, 27 differ from one another, in particular significantly differ from each other, the current flowing to the load is not equal to the returning current, so that a residual current causing a fault current must be present.
Die Abschaltfähigkeit aller Transistoren 13, 14, 22, 23 wird zyklisch getestet. Dazu werden entweder die Transistoren 13,The turn-off capability of all transistors 13, 14, 22, 23 is tested cyclically. For this purpose, either the transistors 13,
14, 22 oder die Transistoren 13, 14, 23 in wiederholter Weise kurzzeitig abgeschaltet . Wenn die Schalter ordnungsgemäß arbeiten, so führt dies zu einer Unterbrechung des Stromflusses, jeweils gemessen im Niederstromzweig bzw. Parallelzweig 20 bzw. 21 des jeweils anderen Kanals. Die Abschaltung der Transistoren erfolgt jeweils so kurzzeitig, dass der Betrieb des externen Verbrauchers 19 nicht beeinträchtigt wird. 14, 22 or the transistors 13, 14, 23 switched off in a repeated manner for a short time. If the switches work properly, this leads to an interruption of the current flow, in each case measured in the low-current branch or parallel branch 20 or 21 of the respective other channel. The shutdown of the transistors takes place for a short time so that the operation of the external load 19 is not affected.
Die Detektion hochohmiger Querschlüsse bei niederohmiger Last kann erfindungsgemäß ebenfalls dynamisch durch kurzzeitiges Abschalten eines Kanals erkannt werden, also durch Abschalten entweder der Transistoren 13, 14, 22 oder der Transistoren 13, 14, 23. Die Last wird also abwechselnd kurzzeitig plus- oder minusseitig abgeschaltet und der Strom im nicht abgeschalteten Kanal im dortigen Parallelzweig 20 bis 21 gemessen. Wenn dieser Stromfluss nicht in allen Schaltkombinationen 0 ist, so liegt ein fehlerhafter Querschluss vor.
Die Steuereingänge der Treiber 29 bis 32 oder der Transistoren 13, 14, 22, 23 können auch optoentkoppelt ausgeführt werden, um eine potentialfreie Ansteuerung zu gewährleisten. According to the invention, the detection of high-resistance cross-circuits in the case of a low-impedance load can also be detected dynamically by switching off a channel for a short time, ie by switching off either the transistors 13, 14, 22 or the transistors 13, 14, 23. The load is thus switched off alternately for a short time plus or minus and the current in the non-disconnected channel in the local parallel branch 20 to 21 measured. If this current flow is not 0 in all switching combinations, then there is a faulty cross-circuit. The control inputs of the drivers 29 to 32 or the transistors 13, 14, 22, 23 can also be designed opto-decoupled to ensure a potential-free control.
Das Steuerprogramm für die Messzyklen ist in der Steuereinrichtung 28 bzw. im Microcontroller 33 enthalten. Wird ein fehlerhaftes Abschalten eines der Transistoren 13, 14, 22, 23 oder ein Querschluss erkannt, so wird ein Fehler- bzw. Meldesignal erzeugt, das beispielsweise an die externe Steueroder Überwachungseinrichtung gemeldet wird. Dort oder am elektrischen Gerät 10 wird dann eine akustische und/oder optische Warnmeldung oder Anzeige erzeugt, wobei auch eine Feh- lerspeicherung realisiert sein kann. Gleichzeitig werden je nach Schwere des Fehlerfalls alle Transistoren 13, 14, 22, 23 abgeschaltet . The control program for the measuring cycles is contained in the control device 28 or in the microcontroller 33. If a faulty shutdown of one of the transistors 13, 14, 22, 23 or a cross-circuit is detected, then an error or message signal is generated, which is reported, for example, to the external control or monitoring device. There or on the electrical device 10, an acoustic and / or visual warning message or display is then generated, wherein an error storage can be realized. At the same time, all transistors 13, 14, 22, 23 are switched off, depending on the severity of the fault.
Während der als Hochstromshunt eingesetzte Innenwiderstand der ersten Transistoren 13, 14 einige Milliohm beträgt, wird ein Widerstandswert für die Niederstromshunts 24, 25 von einigen Ohm bis KOhm gewählt. Die sehr kurze Abschaltzeit der Transistoren, beispielsweise zur Messung der Abschaltfähigkeit beträgt beispielsweise 3/xs, wobei schon bei einer so kurzen Zeit die Messung erfolgreich durchgeführt werden kann, während die Funktionsfähigkeit des externen Verbrauchers 19 noch nicht beeinträchtigt wird.
While the internal resistance of the first transistors 13, 14 used as a high-current shunt is a few milliohms, a resistance value for the low-current shunts 24, 25 is selected from a few ohms to KOhms. The very short turn-off time of the transistors, for example, for measuring the turn-off is, for example, 3 / xs, even with such a short time, the measurement can be carried out successfully, while the operability of the external load 19 is not affected.
Claims
1. Vorrichtung zur elektrischen Stromkreisüberwachung eines wenigstens einen elektrischen Verbraucher (19) enthaltenden Verbraucherstromkreises, wobei zwei Versorgungsspannungsan- schlüsse (15, 16) über je einen ersten Halbleiterschalter (13, 14) aufweisende Strompfade (11, 12) mit den beiden Verbraucheranschlüssen (17, 18) verbunden sind, mit Stromerfassungsmitteln (26, 27) zur Erfassung des Stroms in jedem der beiden Strompfade (11, 12) und mit je einem Hochstromshunt in jedem der beiden Strompfade (11, 12), zu dem die Reihenschaltung eines weiteren zweiten Halbleiterschalters (22, 23) mit einem Niederstromshunt (24, 25) einen Parallelzweig (20, 21) bildet, wobei die beiden Anschlüsse der Niederstromshunts (24, 25) jeweils mit den Stromerfassungsmitteln (26, 27) verbunden sind. 1. Device for electrical circuit monitoring of at least one electrical load (19) containing load circuit, wherein two Versorgungsspannungsan- connections (15, 16) via each one first semiconductor switch (13, 14) having current paths (11, 12) with the two load terminals (17 , 18) are connected to current detection means (26, 27) for detecting the current in each of the two current paths (11, 12) and each having a high current shunt in each of the two current paths (11, 12), to which the series connection of a further second Semiconductor switch (22, 23) with a Niederstromshunt (24, 25) forms a parallel branch (20, 21), wherein the two terminals of the low-current shunts (24, 25) respectively connected to the current detection means (26, 27).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Halbleiterschalter (13, 14) in den beiden Strompfaden (11, 12) die Hochstromshunts bilden. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two first semiconductor switches (13, 14) in the two current paths (11, 12) form the Hochstromshunts.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie als zwischen die Versorgungsspannung und den wenigstens einen externen elektrischen Verbraucher (19) geschaltetes elektrisches Gerät (10) ausgebildet ist, in dem ein parallel zum externen Verbraucher (19) geschalteter interner Verbraucher (34) enthalten ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed as between the supply voltage and the at least one external electrical load (19) switched electrical device (10) in which a parallel to the external consumer (19) connected internal consumer (34) is included.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit den Stromerfassungsmitteln (26, 27) verbundene elektronische Steuereinrichtung (28) zur Steuerung der beiden ersten Halbleiterschalter (13, 14) in den beiden Strompfaden (11, 12) sowie der beiden zweiten Halbleiterschalter (22, 23) in den Parallelzweigen (20, 21) vorgesehen ist. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that one with the current detection means (26, 27) connected electronic control device (28) for controlling the two first semiconductor switches (13, 14) in the two current paths (11, 12) and the two second semiconductor switch (22, 23) in the parallel branches (20, 21) is provided.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) Steuermittel zur Messbereichsum- schaltung durch Öffnen der ersten Halbleiterschalter (13, 14) bei Erfassung eines Stroms durch die Hochstromshunts aufweist, der unterhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Werts liegt. 5. The device according to claim 4, characterized in that the control device (28) control means for measuring range switching circuit by opening the first semiconductor switch (13, 14) upon detection of a current through the high-current shunt, which is below a predetermined or predetermined value.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) Vergleichsmittel zum Vergleich der Strommesswerte in den beiden Strompfaden (11, 12) und/oder Parallelzweigen (20, 21) enthält, sowie bei Erkennung einer Abweichung aktivierbare Melde- und/oder Anzeigemittel . 6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the control device (28) comparison means for comparing the current measured values in the two current paths (11, 12) and / or parallel branches (20, 21) contains, as well as upon detection of a deviation activatable message and / or display means.
77 Vorric tüng_nac"h—einerrr der~Ärisp züc:he~~4~bris~~6~, dadurch ge^ kennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) Steuermittel zum wiederholten kurzzeitig gleichzeitigen Abschalten der beiden ersten Halbleiterschalter (13, 14) und jeweils eines der beiden zweiten Halbleiterschalter (22 bzw. 23) und Messen des Stroms im jeweils nicht abgeschalteten Parallelzweig (21 bzw. 20) besitzt. 77 Vorric Tung _ nac "h - einerrr the ~ Ärisp züc: he ~~ 4 ~ bris ~~ 6 ~, characterized denotes ge ^ that the control means (28) control means for repeatedly briefly simultaneous switching off the first two semiconductor switches (13, 14 ) and in each case one of the two second semiconductor switches (22 or 23) and measuring the current in each case not switched off parallel branch (21 or 20) has.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als kurze Abschaltzeit eine den Betrieb des elektrischen Verbrauchers (19) nicht beeinträchtigende Zeit vorgesehen ist. 8. The device according to claim 7, characterized in that as a short turn-off time the operation of the electrical load (19) is not impaired time is provided.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) mindestens einen Mikrocontroller (33) enthält oder als Mikrocontroller ausgebildet ist. 9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the control device (28) contains at least one microcontroller (33) or is designed as a microcontroller.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) mit einer externen Überwachungs- oder Steuereinrichtung über ein Bussystem (35) oder drahtlos verbunden ist. 10. Device according to one of claims 4 to 9, characterized in that the control device (28) with an external monitoring or control device via a bus system (35) or wirelessly connected.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (28) Abschaltmittel zur Abschaltung aller Halbleiterschalter (13, 14, 22, 23) bei einer Fehlererkennung oder Grenzwertüberschreitung besitzt . 11. Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that the control device (28) has shutdown means for switching off all the semiconductor switches (13, 14, 22, 23) in an error detection or limit value violation.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010004524.1A DE102010004524B4 (en) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | Device for electrical circuit monitoring |
| PCT/EP2011/000070 WO2011085958A1 (en) | 2010-01-14 | 2011-01-11 | Device for electric circuit monitoring |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP2524432A1 true EP2524432A1 (en) | 2012-11-21 |
Family
ID=43858076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP11702919A Withdrawn EP2524432A1 (en) | 2010-01-14 | 2011-01-11 | Device for electric circuit monitoring |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2524432A1 (en) |
| CN (1) | CN102939717A (en) |
| DE (1) | DE102010004524B4 (en) |
| WO (1) | WO2011085958A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013000846A1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-08-14 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | I / O device with a current flow monitoring unit and use of such |
| DE102015003925A1 (en) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | Festo Ag & Co. Kg | Safety-related load switching device and method for operating a safety-related load switching device |
| DE102015213156A1 (en) | 2015-07-14 | 2017-02-02 | Festo Ag & Co. Kg | Safety-related load switching device and method for operating a safety-related load switching device |
| DE102020113822A1 (en) | 2019-06-13 | 2020-12-17 | Turck Holding Gmbh | Device and method for electrical circuit monitoring |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5539602A (en) * | 1994-10-19 | 1996-07-23 | Gte Airfone Incorporated | Ground fault interrupter |
| DE10127233C1 (en) * | 2001-05-22 | 2002-11-28 | Pilz Gmbh & Co | Safety cut-out switch module for electrical load has 2 alternate load current paths for supplying electrical load each containing 2 series switch elements |
| DE10154158A1 (en) * | 2001-11-03 | 2003-05-22 | Bosch Gmbh Robert | Device for controlling an electrical load and control device |
| US20040184208A1 (en) * | 2003-03-19 | 2004-09-23 | Daniel Liu | Power protecting device for electrical power source and load |
| TWM287939U (en) * | 2005-09-28 | 2006-02-21 | Prodigit Electronics Co Ltd | Automatic detection and control device for load status |
| DE102006040737A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Robert Bosch Gmbh | Electromagnetic valve output stage shunt recognizing device for motor vehicle`s brake circuit, has test pad arranged parallel to output stage-transitor to adjust current flow via coil, and comprising voltage comparator to measure variables |
-
2010
- 2010-01-14 DE DE102010004524.1A patent/DE102010004524B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-01-11 WO PCT/EP2011/000070 patent/WO2011085958A1/en active Application Filing
- 2011-01-11 EP EP11702919A patent/EP2524432A1/en not_active Withdrawn
- 2011-01-11 CN CN2011800141061A patent/CN102939717A/en active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See references of WO2011085958A1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102010004524B4 (en) | 2017-01-19 |
| CN102939717A (en) | 2013-02-20 |
| DE102010004524A1 (en) | 2011-07-21 |
| WO2011085958A1 (en) | 2011-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2519960B1 (en) | Device for electric circuit monitoring, circuit arrangement for supplying a load and method for operating a circuit arrangement | |
| DE102015121568A1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR A CONTACT MEASUREMENT CIRCUIT | |
| EP2980660B1 (en) | Method and device for monitoring and switching a load circuit | |
| DE102015122217A1 (en) | Security module and charging station with security module | |
| EP2511998B1 (en) | Assembly for earth connection surveillance in an alternating current circuit and power supply assembly with such an earth connection surveillance | |
| WO2007039017A1 (en) | Process and device for the error-protected evaluation of a position indicator, in particular a potentiometer | |
| EP2181029B1 (en) | Monitoring apparatus for monitoring a connection of a connection component | |
| EP2498270B1 (en) | Security relay and security-oriented communication system | |
| DE102010004524B4 (en) | Device for electrical circuit monitoring | |
| WO2013087604A1 (en) | Circuit arrangement for detecting a short circuit in a power switch | |
| DE102016105036A1 (en) | Circuit breaker device | |
| DE102007046488B4 (en) | Method and device for diagnosis in integrated power bridge circuits | |
| EP2546852B1 (en) | Bi-stable security relay | |
| DE102009017275B4 (en) | Device for monitoring the switching capability of at least one semiconductor switch serving to connect an electrical load | |
| DE10351387A1 (en) | switch device | |
| EP3314765B1 (en) | Circuit arrangement for a secure digital switched output, test method for - and output module comprising a digital circuit arrangement of this type | |
| WO2019134806A1 (en) | Safety controller having at least one semiconductor switching contact | |
| DE102008018642B4 (en) | Monitoring circuit and method for testing the circuit | |
| DE10019612B4 (en) | Method for diagnosing the switching state and the load of a semiconductor switch | |
| EP2876509B1 (en) | Safety control | |
| WO2020233937A1 (en) | Device and method for controlling the current of an actuator | |
| DE102009007955B4 (en) | Arrangement for providing a control and / or supply voltage for a consumer and method for operating such an arrangement | |
| DE3308741C2 (en) | Circuit arrangement for remote supply of electrical consumers by means of direct current series supply | |
| DE102015121264A1 (en) | Contactor and method for functional testing of a contactor | |
| DE102020208379A1 (en) | On-board network and method for detecting a fault in an on-board network |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| 17P | Request for examination filed |
Effective date: 20120803 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
| DAX | Request for extension of the european patent (deleted) | ||
| 17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20130531 |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
| 18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20131211 |