WO2015067544A1 - Eingangsschaltung zur bereitstellung einer versorgungsspannung - Google Patents

Eingangsschaltung zur bereitstellung einer versorgungsspannung Download PDF

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WO2015067544A1
WO2015067544A1 PCT/EP2014/073508 EP2014073508W WO2015067544A1 WO 2015067544 A1 WO2015067544 A1 WO 2015067544A1 EP 2014073508 W EP2014073508 W EP 2014073508W WO 2015067544 A1 WO2015067544 A1 WO 2015067544A1
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input circuit
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field device
output
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PCT/EP2014/073508
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Marc Fiedler
Ralph Stib
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Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J5/00—Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering

Definitions

  • Input circuit for providing a supply voltage
  • the invention relates to an input circuit for providing a
  • the invention relates to the use of the input circuit, a field device and a method for providing a
  • Field devices such as those sold by the Applicant, require an energy supply to operate them.
  • a power supply for example in the form of a supply voltage
  • Such a power supply can be provided to the field devices today in various ways.
  • a disadvantage of the known field devices is that they only for one form of o.g. Power supply are designed.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a possibility which makes it possible to supply a field device in various ways with the energy required for operation.
  • the object is achieved by an input circuit, a field device, a method and the use of the input circuit.
  • the object is achieved by an input circuit for providing a supply voltage, which input circuit
  • Input side has a first input, wherein the input circuit
  • On the output side has an output which serves to connect an electronic unit, wherein the supply voltage via the first input to the output of the input circuit is transferable, wherein the first input of the
  • Input circuit via a first path to the output of the input circuit is connected, wherein in the first path, a switching unit is provided, which serves for connecting the first input to an auxiliary terminal of the input circuit.
  • the switching unit serves to electrically connect the first input to the auxiliary terminal or to divert at least a portion of the electrical power introduced via the first input to the auxiliary terminal of the first input
  • the input circuit can therefore be used to connect the electronics unit to a
  • the electronics unit can thus be connected via the input circuit to a power supply which provides an electrical supply voltage.
  • the electronic unit is preferably a
  • the input circuit is preferably on a carrier element, such as a
  • the first path can consist of a conductor track which connects the first input to the output.
  • the auxiliary connection can be connected to the switching unit via a further path.
  • This second path can also consist of a conductor track.
  • one or more cables can be provided by means of which the o.g. Components are connected.
  • the switching unit serves for
  • the connection between the first input and the output and thus the power supply of the operating electronics can be interrupted via the first path.
  • a connection between the first input and the auxiliary connection can thus be established.
  • the switching unit is arranged correspondingly in the first path.
  • the auxiliary terminal serves to connect a switching power supply.
  • the auxiliary terminal like the first input or the output of the input circuit, can have one or more contacts for connecting a switched-mode power supply, a power supply or the electronics unit.
  • the output may be direct, i. without appropriate contacts, with the
  • the input circuit would then have contacts for connection to the first input and to the auxiliary terminal in such a case.
  • the input circuit has a second input on the input side, wherein the second input of the
  • Input circuit is connected via a second path to the output of the input circuit, wherein the supply voltage for operating the electronic unit via the first and / or the second input to the output of the input circuit is transferable.
  • the second input may also have contacts for connection.
  • the second path can consist of a conductor track or a cable, as described above.
  • the input circuit preferably between the first input and the switching unit, there is a tap on the first path via which at least part of the electrical power introduced via the first input, preferably to the auxiliary connection, can be diverted.
  • the tap forms an electrical contact with the first path is connected to the auxiliary terminal.
  • the second input serves to receive at least a portion of the electrical power diverted from the tap on the first path via the auxiliary terminal, and preferably the switching power supply.
  • the tap serves to at least partially redirect the introduced electrical power via the second input and / or the second path to the output of the input circuit.
  • the tap serves to at least partially redirect the electrical power introduced via the first input via the auxiliary connection, particularly preferably when the switching unit has interrupted the first path.
  • the input circuit is in the first path, preferably between the first input and the switching unit, a
  • Monitoring unit for current or voltage monitoring is provided.
  • the monitoring unit can thus serve to introduce the first input to monitor electrical power.
  • Corresponding voltage monitoring such as, for example, in the form of a comparator circuit are known in the art.
  • the monitoring unit is designed such that in the event that at the first input, a current or voltage is applied, which exceeds a predetermined threshold, the first path is interrupted by means of the switching unit.
  • the power supply outputs a supply voltage which does not have the required value required for operating the electronic unit, it can be routed to the output via the second path.
  • the monitoring unit is used to control the switching unit.
  • the monitoring unit can provide a corresponding output signal which serves to drive the switching unit.
  • the first input of the input circuit serves to connect a mains voltage or another energy source to the energy supply, such as, for example, a solar panel.
  • the first input can also serve to connect a battery unit.
  • the second input of the input circuit is used to connect a switching power supply or a battery unit.
  • the second input is used only for connecting a switching power supply.
  • the object is achieved by a field device with a
  • the operating electronics can include the input circuit.
  • the input circuit can therefore be part of the operating electronics of the field device.
  • operating electronics of the field device are understood to be all electronic units of a field device which serve or are required for carrying out the functions and / or functionalities of the field device.
  • the field device has a switched-mode power supply which, between the tap on the first path and the second input of the
  • the Input circuit is arranged.
  • the switching power supply can be connected via the auxiliary terminal and the second input to the input circuit.
  • the switching power supply can therefore be looped between the auxiliary terminal and the second input.
  • the field device has a
  • connection for the first input of the input circuit outside the housing or on the housing of the field device in particular in the form of a terminal.
  • connection for the second input of the input circuit within a housing of the field device.
  • the object is achieved by a method for providing a power supply, which power supply is preferably used to operate an electronics unit of a field device, wherein an input circuit is provided, the input side, a first input, wherein an electronic unit on the
  • Input circuit is supplied with electrical energy, in which case that a
  • Power source is connected to the first input, the electronic unit (BE) via a first path (P!) Between the first input (E1) and the output (A1) is supplied with electrical energy,
  • the first input is connected to an auxiliary terminal of the input circuit.
  • the input circuit has a second input, wherein in the event that a power source is connected to the second input, the electronic unit is supplied with electrical energy via a second path between the second input and the output.
  • the first path in the event that the electrical power introduced via the first input exceeds a predetermined threshold value, the first path is interrupted.
  • Input circuit after one of the o.g. Embodiments for providing a supply voltage for operating an electronic unit of a field device solved.
  • 1 shows a schematic representation of an embodiment of an input circuit
  • 2 shows a schematic representation of a field device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an input circuit E which has a first input E1 and a second input E2 as well as an output A1.
  • the input circuit E has an auxiliary terminal H1.
  • the first input E1 is connected via a first path P1 to the output A1.
  • the second input E2 is connected to output A1 via a second path P2.
  • the first and the second path P1, P2 run parallel between the first and the second input E1, E2 and the output A1.
  • the auxiliary terminal H1 is connected to the first path P1 via a tap G.
  • the tap G is arranged between the first input E1 and a rectifier W or a voltage monitor SP or a switching unit S.
  • the switching unit S can, for example, consist of a relay or another component which serves to interrupt the first path P1. Alternatively, for example, a transistor can also be provided which regulates or controls the electrical power transmitted via the first path P1 to the output A1.
  • the first input E1, the second input E2 and the auxiliary terminal H1 can be contacted via corresponding contact elements, such as, for example, terminals or plug contacts.
  • the voltage monitoring SP is arranged between the first input E1 and the output A1.
  • a Wheatstone bridge can be provided.
  • the switching unit S is arranged between the voltage monitoring SP or the tap G on the first path P1 for the voltage monitoring SP and the output A1.
  • the switching unit S consists of elements for interrupting the first path P1.
  • only a partial interruption may be present, so that the power or energy introduced via the first input E1 is diverted to the auxiliary connection H1.
  • To tap this electrical power at the auxiliary terminal H1 is a corresponding tap G in the first path between the first input and the rectifier W or the
  • the second input E2 of the input circuit E is connected to the output A1 of the input circuit E via a second path P2.
  • a second path P2 Preferably, as in FIG. 1 No further components are present in the second path P2 between the second input E2 and the output A1.
  • the input circuit E can then in a first operating mode via the first path P1 electrical energy to a downstream connected to the output A1
  • Conduct electronic unit BE For example.
  • a solar panel which outputs a comparatively low voltage of, for example, 24 V can be connected to the first input E1.
  • Input circuit E with mains voltage - thus, for example, about 220V- are supplied.
  • the voltage monitor SP would detect the exceeding of a predetermined threshold and interrupt the first path P1.
  • For the voltage monitoring SP can be a corresponding control signal to the
  • Input circuit E are output.
  • a battery unit in a third operating mode of the input circuit E, can be connected to the second input E2 of the input circuit E and the electric power delivered by the battery unit can be transmitted as a supply voltage via the second path P2 to the output A1 of the input circuit E.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a field device F with a first input arranged externally on the field device housing G.
  • the first input E1 may be arranged outside the housing G.
  • the first input E1 is connected to the input circuit E shown in FIG. 1 or part thereof. While the first input E1 of the input circuit E is thus arranged outside on the housing G or outside the housing G, the second input E2 is arranged within the housing G.
  • the housing may have a chamber which serves to receive a battery unit and / or a switched-mode power supply. In this chamber, the second input E2 and the auxiliary terminal H1 of the input circuit E can then be arranged.
  • the field device F shown in FIG. 2 also has a display D for displaying, for example, measured values.
  • the field device F shown in FIG. 2 has a sensor element SE for determining a process variable.

Abstract

Eingangsschaltung (E) zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung, welche Eingangsschaltung (E) eingangsseitig einen ersten Eingang (E1 ) aufweist, wobei die Eingangsschaltung (E) ausgangsseitig einen Ausgang (A1 ) aufweist, der dazu dient, eine Elektronikeinheit (BE) anzuschließen, wobei die Versorgungsspannung über den ersten Eingang an den Ausgang der Eingangsschaltung übertragbar ist, wobei der erste Eingang der Eingangsschaltung über einen ersten Pfad mit dem Ausgang der Eingangsschaltung verbunden ist, wobei in dem ersten Pfad eine Schalteinheit vorgesehen ist, die zum Verbinden des ersten Eingangs mit einem Hilfsanschluss der Eingangsschaltung dient.

Description

Eingangsschaltung zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Eingangsschaltung zur Bereitstellung einer
Versorgungsspannung. Ferner bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Eingangsschaltung, ein Feldgerät und ein Verfahren zur Bereitstellung einer
Energieversorgung.
Feldgeräte, wie sie bspw. von der Anmelderin vertreiben werden, benötigen zu deren Betrieb eine Energieversorgung. Eine derartige Energieversorgung bspw. in Form einer Versorgungsspannung kann den Feldgeräten heutzutage auf verschiedene Weise bereitgestellt werden. So ist es bspw. aus der Offenlegungsschrift DE 10201 1076708 A1 bekannt geworden, ein Feldgerät über ein Netzteil mit elektrische Energie zu versorgen. Daneben besteht die Möglichkeit ein Feldgerät mit elektrischer Energie aus einer Brennstoffzelle oder einem Solarpanel mit elektrischer Energie zu versorgen. Daneben ist es bekannt geworden Feldgeräte über eine sog. Zwei-Leiter-Stromschleife mit Energie zu versorgen.
Unter Feldgerät werden dabei sämtliche prozessnahe, d.h. in einer industriellen Anlage, verwendeten Geräte, wie bspw. Anzeigeeinheiten, Sensoren, Aktoren, Datenlogger oder Funkeinheiten verstanden.
Nachteilig bei den bekannten Feldgeräten ist jedoch, dass diese nur für eine Form der o.g. Energieversorgung ausgelegt sind. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, die es ermöglicht, ein Feldgerät auf verschiedene Weise mit der zum Betrieb erforderlichen Energie zu versorgen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Eingangsschaltung, ein Feldgerät, ein Verfahren sowie die Verwendung der Eingangsschaltung gelöst.
Hinsichtlich der Eingangsschaltung wird die Aufgabe durch eine Eingangsschaltung zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung gelöst, welche Eingangsschaltung
eingangsseitig einen ersten Eingang aufweist, wobei die Eingangsschaltung
ausgangsseitig einen Ausgang aufweist, der dazu dient, eine Elektronikeinheit anzuschließen, wobei die Versorgungsspannung über den ersten Eingang an den Ausgang der Eingangsschaltung übertragbar ist, wobei der erste Eingang der
Eingangsschaltung über einen ersten Pfad mit dem Ausgang der Eingangsschaltung verbunden ist, wobei in dem ersten Pfad eine Schalteinheit vorgesehen ist, die zum Verbinden des ersten Eingangs mit einem Hilfsanschluss der Eingangsschaltung dient.
Vorzugsweise die dient die Schalteinheit dabei zum elektrischen Verbinden des ersten Eingangs mit dem Hilfsanschluss bzw. zum Umleiten wenigstens eines Teils der über den ersten Eingang eingebrachten elektrischen Leistung an den Hilfsanschluss der
Eingangsschaltung.
Die Eingangsschaltung kann also zum Anschließen der Elektronikeinheit an eine
Energieversorgung dienen. Die Elektronikeinheit kann somit über die Eingangsschaltung mit einer Energieversorgung, die eine elektrische Versorgungsspannung bereitstellt verbunden. Bei der Elektronikeinheit handelt es sich bevorzugt um eine
Betriebselektronik, die zum Betreiben eines Gerätes, wie bspw. eines Feldgerätes dient. Die Eingangsschaltung ist vorzugsweise auf einem Trägerelement, wie bspw. einer
Leiterplatte, aufgebracht, die zumindest Anschlüsse in Form des ersten Eingangs, des Ausgangs und des Hilfsanschlusses aufweist. Der erste Pfad kann also demnach bspw. aus einer Leiterbahn, die den ersten Eingang mit dem Ausgang verbindet, bestehen. Über einen weiteren Pfad kann der Hilfsanschluss mit der Schalteinheit verbunden sein. Auch dieser zweite Pfad kann aus einer Leiterbahn bestehen. Alternativ können auch ein oder mehrere Kabel vorgesehen sein vermittels denen die o.g. Bauteile verbunden sind.
In einer Ausführungsform der Eingangsschaltung dient die Schalteinheit zum
Unterbrechen des ersten Pfades. Durch das Unterbrechen des ersten Pfades kann die Verbindung zw. dem ersten Eingang und dem Ausgang und somit die Energieversorgung des Betriebselektronik über den ersten Pfad unterbrochen werden. Zudem kann somit eine Verbindung zw. dem ersten Eingang und dem Hilfsanschluss hergestellt werden. Zu diesem Zweck ist die Schalteinheit entsprechend in dem ersten Pfad angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung dient der Hilfsanschluss dazu, ein Schaltnetzteil anzuschließen. Der Hilfsanschluss kann ebenso wie der erste Eingang bzw. der Ausgang der Eingangsschaltung einen oder mehrere Kontakte zum Anschließen eines Schaltnetzteils, einer Energieversorgung bzw. der Elektronikeinheit aufweisen. Alternativ kann der Ausgang direkt, d.h. ohne entsprechende Kontakte, mit der
Elektronikeinheit verbunden sein. Die Eingangsschaltung würde dann in einem solchen Fall Kontakte zum Anschließen an den ersten Eingang und an den Hilfsanschluss aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung weist die Eingangsschaltung eingangsseitig einen zweiten Eingang auf, wobei der zweite Eingang der
Eingangsschaltung über einen zweiten Pfad mit dem Ausgang der Eingangsschaltung verbunden ist, wobei die Versorgungsspannung zum Betreiben der Elektronikeinheit über den ersten und/oder den zweiten Eingang an den Ausgang der Eingangsschaltung übertragbar ist. Der zweite Eingang kann ebenfalls Kontakte zum Anschließen aufweisen. Der zweite Pfad kann wie oben geschildert aus einer leiterbahn oder einem Kabel bestehen. Vermittels der Schalteinheit kann somit eine an den ersten Eingang eine Versorgungspannung, die durch eine Energiequelle bereit gestellt wird, über den zweiten Pfad an dem Ausgang bereit gestellt werden. Dabei kann die Versorgungsspannung die über den ersten Eingang eingebracht wird, teilweise über den ersten Pfad, über den Hilfsanschluss und über den zweiten Eingang umgeleitet und schließlich über den zweiten Pfad am Ausgang der Elektronikeinheit zur Verfügung gestellt werden. In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung ist, vorzugsweise zwischen dem ersten Eingang und der Schalteinheit, ein Abgriff an dem ersten Pfad vorhanden, über den wenigstens ein Teil der über den ersten Eingang eingebrachten elektrischen Leistung, vorzugsweise an den Hilfsanschluss, umgeleitet werden kann. Der Abgriff bildet dabei einen elektrischen Kontakt mit dem der erste Pfad mit dem Hilfsanschluss verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung dient der zweite Eingang zur Aufnahme wenigstens eines Teils der von dem Abgriff an dem ersten Pfad über den Hilfsanschluss, und vorzugsweise das Schaltnetzteil, umgeleiteten elektrischen Leistung.
In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung dient der Abgriff dazu, die eingebrachte elektrische Leistung über den zweiten Eingang und/oder den zweiten Pfad an den Ausgang der Eingangsschaltung wenigstens teilweise umzuleiten. In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung dient der Abgriff dazu, die über den ersten Eingang eingebrachte elektrische Leistung zumindest teilweise über den Hilfsanschluss umzuleiten, besonders bevorzugt wenn die Schalteinheit den ersten Pfad unterbrochen hat. In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung ist in dem ersten Pfad, vorzugsweise zwischen dem ersten Eingang und der Schalteinheit, eine
Überwachungseinheit zur Strom- bzw. Spannungsüberwachung vorgesehen ist. Die Überwachungseinheit kann also dazu dienen, die über den ersten Eingang eingebrachte elektrische Leistung zu überwachen. Entsprechende Spannungsüberwachungen wie bspw. in Form einer Komparatorschaltung sind dem Fachmann bekann. t
In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung ist die Überwachungseinheit derart ausgelegt, dass in dem Fall dass an dem ersten Eingang ein Strom bzw. eine Spannung anliegt, die einen vorgegeben Schwellwert überschreitet, der erste Pfad vermittels der Schalteinheit unterbrochen wird. Somit kann bspw. in dem Fall dass die Energieversorgung eine Versorgungsspannung ausgibt, die nicht den erforderlichen zum Betreiben der Elektronikeinheit benötigten Wert aufweist, über den zweiten Pfad an den Ausgang geleitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung dient die Überwachungseinheit zum Ansteuern der Schalteinheit. Zu diesem Zweck kann die Überwachungseinheit ein entsprechendes Ausgangssignal bereitstellen, das zum Ansteuern der Schalteinheit dient.
In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung dient der erste Eingang der Eingangsschaltung dazu, eine Netzspannung oder eine andere Energiequelle zur Energieversorgung wie bspw. ein Solarpanel anzuschließen. Alternativ kann der erste Eingang ebenfalls dazu dienen, eine Batterieeinheit anzuschließen.
In einer weiteren Ausführungsform der Eingangsschaltung dient der zweite Eingang der Eingangsschaltung dazu, ein Schaltnetzteil oder einer Batterieeinheit anzuschließen. Vorzugsweise dient der zweite Eingang lediglich zum Anschließen eines Schaltnetzteils. Hinsichtlich des Feldgerätes wird die Aufgabe durch ein Feldgerät mit einer
Eingangsschaltung nach einer der vorherigen Ausführungsformen. Die Betriebselektronik kann dabei die Eingangsschaltung mit umfassen. Die Eingangsschaltung kann also Teil der Betriebselektronik des Feldgerätes sein. Unter Betriebselektronik des Feldgerätes werden dabei alle Elektronikeinheiten eines Feldgerätes verstanden, die zum Ausführen der Funktionen und/oder Funktionalitäten des Feldgerätes dienen bzw. dazu erforderlich sind.
In einer Ausführungsform des Feldgerätes weist das Feldgerät ein Schaltnetzteil auf, das zwischen den Abgriff an dem ersten Pfad mit dem zweiten Eingang der
Eingangsschaltung angeordnet ist. Das Schaltnetzteil kann dabei über den Hilfsanschluss und den zweiten Eingang mit der Eingangsschaltung verbunden sein. Das Schaltnetzteil kann also zwischen den Hilfsanschluss und den zweiten Eingang geschleift werden. In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes weist das Feldgerät eine
Batterieeinheit auf, die an den zweiten Eingang angeschlossen ist.
In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes befindet sich ein Anschluss für den ersten Eingang der Eingangsschaltung außerhalb des Gehäuses oder am Gehäuse des Feldgerätes, insbesondere in Form einer Klemme.
In einer weiteren Ausführungsform des Feldgerätes befindet sich ein Anschluss für den zweiten Eingang der Eingangsschaltung innerhalb eines Gehäuses des Feldgerätes.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Bereitstellung einer Energieversorgung gelöst, welche Energieversorgung vorzugsweise zum Betreiben einer Elektronikeinheit eines Feldgerätes dient, wobei eine Eingangsschaltung vorgesehen ist, die eingangsseitig einen ersten Eingang, wobei eine Elektronikeinheit über die
Eingangsschaltung mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei in dem Fall, dass eine
Energiequelle an den ersten Eingang angeschlossen wird, die Elektronikeinheit (BE) über einen ersten Pfad (P!) zwischen dem ersten Eingang (E1 ) und dem Ausgang (A1 ) mit elektrischer Energie versorgt wird,
wobei in dem Fall, dass die über den ersten Eingang (E1 ) eingebracht elektrische Leistung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, der erste Eingang mit einem Hilfsanschluss der Eingangsschaltung verbunden wird.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Eingangsschaltung einen zweiten Eingang auf, wobei in dem Fall, dass eine Energiequelle an den zweiten Eingang angeschlossen wird, die Elektronikeinheit über einen zweiten Pfad zwischen dem zweiten Eingang und dem Ausgang mit elektrischer Energie versorgt wird.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird in dem Fall, dass die über den ersten Eingang eingebracht elektrische Leistung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, der erste Pfad unterbrochen.
Hinsichtlich der Verwendung wird die Aufgabe durch die Verwendung der
Eingangsschaltung nach einer der o.g. Ausführungsformen zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung zum Betreiben einer Elektronikeinheit eines Feldgerätes gelöst.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Eingangsschaltung, Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Feldgerätes.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Eingangsschaltung E die einen ersten Eingang E1 und einen zweiten Eingang E2 als auch einen Ausgang A1 aufweist. Zudem weist die Eingangsschaltung E einen Hilfsanschluss H1 auf. Der erste Eingang E1 ist dabei über einen ersten Pfad P1 mit dem Ausgang A1 verbunden. Der zweite Eingang E2 ist über einen zweiten Pfad P2 mit Ausgang A1 verbunden. Der erste und der zweite Pfad P1 , P2 verlaufen zwischen dem ersten bzw. dem zweiten Eingang E1 , E2 und dem Ausgang A1 parallel. Der Hilfsanschluss H1 ist mit dem ersten Pfad P1 über einen Abgriff G verbunden.
Der Abgriff G ist dabei zwischen dem ersten Eingang E1 und einem Gleichrichter W bzw. einer Spannungsüberwachung SP bzw. einer Schalteinheit S angeordnet. Die Schalteinheit S kann bspw. aus einem Relais oder einem anderen Bauteil bestehen, das zum Unterbrechen des ersten Pfads P1 dient. Alternativ kann bspw. auch ein Transistor vorgesehen sein, der die über den ersten Pfad P1 an den Ausgang A1 übertragene elektrische Leistung regelt bzw. steuert. Der erste Eingang E1 , der zweite Eingang E2 und der Hilfsanschluss H1 können über entsprechende Kontaktelemente, wie bspw. Klemmen oder Steckkontakte kontaktiert, werden.
Im ersten Pfad P1 ist zwischen dem ersten Eingang E1 und dem Ausgang A1 die Spannungsüberwachung SP angeordnet. Bspw. kann dazu eine Wheatstone-Brücke vorgesehen sein.
Ferner ist zwischen der Spannungsüberwachung SP bzw. dem Abgriff G am ersten Pfad P1 für die Spannungsüberwachung SP und dem Ausgang A1 die Schalteinheit S angeordnet. Vorliegend besteht die Schalteinheit S aus Elementen zur Unterbrechung des ersten Pfades P1. Alternativ kann wie bereits beschrieben auch nur eine teilweise Unterbrechung vorliegen, so dass die über den ersten Eingang E1 eingebrachte Leistung bzw. Energie an den Hilfsanschluss H1 umgeleitet wird. Um diese elektrische Leistung am Hilfsanschluss H1 abzugreifen ist ein entsprechender Abgriff G im ersten Pfad zwischen dem ersten Eingang und dem Gleichrichter W bzw. der
Spannungsüberwachung SP vorgesehen.
Der zweite Eingang E2 der Eingangsschaltung E ist über einen zweiten Pfad P2 mit dem Ausgang A1 der Eingangsschaltung E verbunden. Vorzugsweise sind wie in Figur 1 gezeigt keine weiteren Bauteile im zweiten Pfad P2 zwischen dem zweiten Eingang E2 und dem Ausgang A1 vorhanden.
Die Eingangsschaltung E kann dann in einem ersten Betriebsmodus über den ersten Pfad P1 elektrische Energie an eine nachgeordnete am Ausgang A1 anschließbare
Elektronikeinheit BE leiten. Bspw. kann zu diesem Zweck ein Solarpanel, das eine vergleichsweise geringe Spannung von bspw. 24 V ausgibt an den ersten Eingang E1 angeschlossen werden. Andererseits kann der erste Eingang E1 in einem zweiten Betriebsmodus der
Eingangsschaltung E mit Netzspannung - also bspw. ca. 220V- versorgt werden. In einem solchen Fall würde die Spannungsüberwachung SP das Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts detektieren und den ersten Pfad P1 unterbrechen. Dafür kann die Spannungsüberwachung SP ein entsprechendes Steuersignal an die
Schalteinheit S ausgeben. Die Netzspannung wäre dann am Hilfsanschluss H1 abgreifbar. Über diesen Hilfsanschluss H1 und ein damit verbundenes Schaltnetzteil, nicht gezeigt, könnte dann die Netzspannung auf die von der Elektronikeinheit BE benötigte Versorgungsspannung transformiert werden. Diese Versorgungsspannung könnte dann vom Netzteil über den zweiten Eingang E2 an den Ausgang A1 der
Eingangsschaltung E ausgegeben werden.
In einem dritten Betriebsmodus der Eingangsschaltung E kann eine Batterieeinheit, nicht gezeigt, an den zweiten Eingang E2 der Eingangsschaltung E angeschlossen werden und die von der Batterieeinheit abgegebene elektrische Leistung als Versorgungspannung über den zweiten Pfad P2 an den Ausgang A1 der Eingangsschaltung E übertragen werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Feldgerätes F mit einem außen am Feldgerätegehäuse G angeordneten ersten Eingang. Alternativ kann der erste Eingang E1 außerhalb des Gehäuses G angeordnet sein. Der erste Eingang E1 ist mit der in Figur 1 gezeigten Eingangsschaltung E verbunden bzw. teil derselben. Während der erste Eingang E1 der Eingangsschaltung E somit außen am Gehäuse G bzw. außerhalb des Gehäuses G angeordnet ist, ist der zweite Eingang E2 innerhalb des Gehäuses G angeordnet. Bspw. kann das Gehäuse eine Kammer aufweisen, die zur Aufnahme einer Batterieeinheit und/oder eines Schaltnetzteils dient. In dieser Kammer können dann auch der zweite Eingang E2 und der Hilfsanschluss H1 der Eingangsschaltung E angeordnet sein. Das in Figur 2 gezeigte Feldgerät F weist zudem ein Display D zur Anzeige von bspw. Messwerte auf. Ferner weist das in Figur 2 gezeigte Feldgerät F ein Sensorelement SE zur Bestimmung einer Prozessgröße auf.
Bezugszeichenliste
E1 Erster Eingang
E2 Zweiter Eingang
H1 Hilfsanschluss
G Abgriff für den Hilfsanschluss
P1 Erster Pfad
P2 Zweiter Pfad
W Gleichrichter
SP Spannungsüberwachung
S Schalteinheit
A1 Ausgang
BE Elektronikeinheit
F Feldgerät
D Display
G Gehäuse
SE Sensorelement
E Eingangsschaltung

Claims

Patentansprüche
1. Eingangsschaltung (E) zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung, welche Eingangsschaltung (E) eingangsseitig einen ersten Eingang (E1 ) aufweist, wobei die Eingangsschaltung (E) ausgangsseitig einen Ausgang (A1 ) aufweist, der dazu dient, eine Elektronikeinheit (BE) anzuschließen,
wobei die Versorgungsspannung über den ersten Eingang an den Ausgang der
Eingangsschaltung übertragbar ist, wobei der erste Eingang der Eingangsschaltung über einen ersten Pfad mit dem Ausgang der Eingangsschaltung verbunden ist, wobei in dem ersten Pfad eine Schalteinheit vorgesehen ist, die zum Verbinden des ersten Eingangs mit einem Hilfsanschluss der Eingangsschaltung dient.
2. Eingangsschaltung (E) nach dem vorherigen Anspruch,
wobei die Schalteinheit dabei zum elektrischen Verbinden des ersten Eingangs mit dem Hilfsanschluss bzw. zum Umleiten wenigstens eines Teils der über den ersten Eingang eingebrachten elektrischen Leistung an den Hilfsanschluss der Eingangsschaltung dient.
3. Eingangsschaltung (E) nach dem vorherigen Anspruch,
wobei die Schalteinheit (S) zum Unterbrechen des ersten Pfades (P1 ) dient.
4. Eingangsschaltung (E) nach dem vorherigen Anspruch,
wobei der Hilfsanschluss (H1 ) dazu dient, ein Schaltnetzteil anzuschließen.
5. Eingangsschaltung (E) nach dem vorherigen Anspruch,
wobei die Eingangsschaltung (E) eingangsseitig einen zweiten Eingang (E2) aufweist, wobei der zweite Eingang (E2) der Eingangsschaltung (E) über einen zweiten Pfad (P) mit dem Ausgang (A1 ) der Eingangsschaltung (E) verbunden ist,
wobei die Versorgungsspannung zum Betreiben der Elektronikeinheit (BE) über den ersten und/oder den zweiten Eingang (E1 , E2) an den Ausgang (A1 ) der
Eingangsschaltung (E) übertragbar ist.
6. Eingangsschaltung (E) nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei, vorzugsweise zwischen dem ersten Eingang (E1 ) und der Schalteinheit (S), ein Abgriff (G) an dem ersten Pfad (P1 ) vorhanden ist, über den wenigstens ein Teil der über den ersten Eingang (E1 ) eingebrachten elektrischen Leistung, vorzugsweise an den Hilfsanschluss (h1 ), umgeleitet werden kann.
7. Eingangsschaltung (E) nach dem vorherigen Anspruch, wobei der zweite Eingang (E2) zur Aufnahme wenigstens eines Teils der von dem Abgriff (G) an dem ersten Pfad (P1 ) über den Hilfsanschluss (H1 ), und vorzugsweise das Schaltnetzteil, umgeleiteten elektrischen Leistung dient.
8. Eingangsschaltung (E nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Abgriff (G) dazu dient, die über den ersten Eingang (E1 ) eingebrachte elektrische Leistung zumindest teilweise über den Hilfsanschluss (H1 ) umzuleiten, besonders bevorzugt wenn die Schalteinheit (S) den ersten Pfad (P1 ) unterbrochen hat.
9. Eingangsschaltung (E) nach dem vorherigen Anspruch,
wobei in dem ersten Pfad (P1 ), vorzugsweise zwischen dem ersten Eingang (E1 ) und der Schalteinheit (S), eine Überwachungseinheit (SP) zur Strom- bzw.
Spannungsüberwachung vorgesehen ist.
10. Eingangsschaltung (E) nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Überwachungseinheit (SP) derart ausgelegt ist, dass in dem Fall dass an dem ersten Eingang (E1 ) ein Strom bzw. eine Spannung anliegt, die einen vorgegeben Schwellwert überschreitet, der erste Pfad (P1 ) vermittels der Schalteinheit (S) unterbrochen wird.
1 1. Eingangsschaltung (E) nach dem vorherigen Anspruch
wobei die Überwachungseinheit (SP) zum Ansteuern der Schalteinheit (S) dient.
12. Eingangsschaltung (E) nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der erste Eingang (E1 ) der Eingangsschaltung (E) dazu dient, eine Netzspannung oder eine andere Energiequelle zur Energieversorgung wie bspw. ein Solarpanel anzuschließen.
13. Eingangsschaltung (E) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite Eingang (E2) der Eingangsschaltung (E) dazu dient, ein Schaltnetzteil oder einer
Batterieeinheit anzuschließen.
14. Feldgerät (F) mit einer Eingangsschaltung (E) nach einem der vorherigen Ansprüche.
15. Feldgerät (F) nach dem vorherigen Anspruch,
wobei das Feldgerät (F) ein Schaltnetzteil aufweist, das zwischen den Abgriff (G) an dem ersten Pfad (E1 ) mit dem zweiten Eingang (E2) der Eingangsschaltung (E) angeordnet ist.
16. Feldgerät (F) nach einem der Ansprüche 14,
wobei das Feldgerät (F) eine Batterieeinheit aufweist, die an den zweiten Eingang (E) angeschlossen ist.
17. Feldgerät (F) nach einem der Ansprüche 14, 15 oder 16,
wobei sich ein Anschluss für den ersten Eingang (E1 ) der Eingangsschaltung (E) außerhalb des Gehäuses (G) oder am Gehäuse (G) des Feldgerätes (F), insbesondere in Form einer Klemme, befindet.
18. Feldgerät (F) nach einem der Ansprüche 14, 15 oder 16,
wobei sich ein Anschluss für den zweiten Eingang (E2) der Eingangsschaltung (E) innerhalb eines Gehäuses (G) des Feldgerätes (F) befindet.
19. Verfahren zur Bereitstellung einer Energieversorgung, welche Energieversorgung vorzugsweise zum Betreiben einer Elektronikeinheit (BE) eines Feldgerätes dient, wobei eine Eingangsschaltung (E) vorgesehen ist, die eingangsseitig einen ersten Eingang (E1 ) aufweist,
wobei die Elektronikeinheit ausgangsseitig einen Ausgang (A1 ) aufweist,
wobei eine Elektronikeinheit (BE) über die Eingangsschaltung (E) mit elektrischer Energie versorgt wird,
wobei in dem Fall, dass eine Energieversorgung an den ersten Eingang (E1 )
angeschlossen wird, die Elektronikeinheit (BE) über einen ersten Pfad (P!) zwischen dem ersten Eingang (E1 ) und dem Ausgang (A1 ) mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei in dem Fall, dass die über den ersten Eingang (E1 ) eingebracht elektrische Leistung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, der erste Eingang mit einem Hilfsanschluss der Eingangsschaltung verbunden wird.
20. Verwendung der Eingangsschaltung (E) nach einem der Ansprüche 1-13 zur Bereitstellung einer Versorgungsspannung zum Betreiben einer Elektronikeinheit (BE) eines Feldgerätes (F).
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