本發(fā)明涉及一種具有至少兩個(gè)總線用戶的裝置，其還具有其共同的且連接到兩個(gè)供電線路上的電壓源以及具有至少一個(gè)總線線路的總線，其中每個(gè)總線用戶分別具有：兩個(gè)用于連接到兩個(gè)供電線路上的供電接口；至少一個(gè)用于連接到總線上的總線線路接口；和用于控制經(jīng)由總線的數(shù)據(jù)通信的總線界面電路。

背景技術(shù)：

這種裝置從ep1612689b1中已知。

能夠?qū)⒖偩€用戶理解為如下設(shè)備，所述設(shè)備例如在工程設(shè)施的自動(dòng)化的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)特定的功能并且對此彼此間或者與上級(jí)的裝置、例如控制裝置經(jīng)由總線交換數(shù)據(jù)。為了對總線用戶供電，能夠經(jīng)由兩個(gè)來自共同的電壓源的供電線路對所述總線用戶進(jìn)行饋電。于是，總線用戶具有兩個(gè)供電接口，所述總線用戶借助所述供電接口并聯(lián)地連接到兩個(gè)供電線路上?？偩€能夠由一個(gè)或多個(gè)總線線路構(gòu)成。在僅一個(gè)總線線路的情況下，供電線路中的一個(gè)形成反饋導(dǎo)體。為了連接到總線上，總線用戶具有一定數(shù)量的總線線路接口，所述總線線路接口的數(shù)量對應(yīng)于總線線路的數(shù)量。供電和總線線路接口例如能夠是接線端子或是插接連接器的接觸件。每個(gè)總線用戶包含一個(gè)總線界面電路(總線驅(qū)動(dòng)器)，所述總線界面電路控制經(jīng)由總線的數(shù)據(jù)通信。

已知了不同的總線系統(tǒng)。因此例如廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)rs-485提出在兩個(gè)總線線路上進(jìn)行異步串行的數(shù)據(jù)傳輸，其中將1比特?cái)?shù)據(jù)信號(hào)的反相電平傳輸?shù)揭粋€(gè)總線線路上，并且將其非反相電平傳輸?shù)搅硪豢偩€線路上，并且在接收方從這兩個(gè)電壓電平的差中重建原始的數(shù)據(jù)信號(hào)。

當(dāng)總線用戶與供電裝置和總線連接或與其分離時(shí)，即例如在插上或拔出構(gòu)成為組件的總線用戶時(shí)，通常引起：不同時(shí)建立或禁止在總線用戶的各個(gè)接口和所屬的總線和供電線路之間的電連接。當(dāng)總線用戶嘗試經(jīng)由已經(jīng)存在的或仍然存在的總線連接建立或維持在單方面仍未建立的或被禁止的供電時(shí)，這能夠引起總線上的貫穿電流。即使這種臨界的狀態(tài)僅持續(xù)非常短，這種貫穿電流也會(huì)足以破壞總線界面電路和可能存在的保護(hù)電路。盡管可以將總線界面電路與總線用戶中的多余的部件電分離，然而這伴隨有相比較高的構(gòu)件耗費(fèi)，并且還損害數(shù)據(jù)傳輸。

us7,145,378b2公開了一種用于接通和分離總線線路的各個(gè)開關(guān)的組形式的可配置的總線開關(guān)?？刂七壿嬔b置將五位的啟用信號(hào)解碼成用于在此二十個(gè)單獨(dú)的開關(guān)的各自的開關(guān)信號(hào)。具有可編程的二極管的電路實(shí)現(xiàn)：根據(jù)控制信號(hào)，在開關(guān)上執(zhí)行電壓電平移動(dòng)。

從us2010/0306562a1中已知了作為計(jì)算機(jī)的供電裝置的組成部分的dc-dc變換器。為了使dc-dc變換器在計(jì)算機(jī)從正常狀態(tài)過渡到靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)不處于不期望的狀態(tài)中，傳感器電路監(jiān)控運(yùn)行電壓，并且，當(dāng)所檢測到的電壓低于閾值時(shí)，通過閉合mosfet開關(guān)將dc-dc變換器的禁用輸入端與地連接。傳感器電路包含分壓器和晶體管，其中要檢測的電壓施加在分壓器上，晶體管借助其基極-發(fā)射器路線位于分壓器的支路上，并且經(jīng)由其集電器控制開關(guān)。

從cn102780204a中已知了具有mosfet開關(guān)的低壓保護(hù)電路，當(dāng)所述低壓保護(hù)電路的電壓下降到閾值之下時(shí)，所述mosfet開關(guān)將負(fù)載與供電裝置分離。mosfet開關(guān)由檢測電壓的傳感器電路控制，所述傳感器電路同樣包含分壓器和晶體管，其中要檢測的電壓施加在分壓器上，晶體管借助其基極-發(fā)射器路線位于分壓器的支路上，并且經(jīng)由其集電器控制開關(guān)。

從de19926095a1中已知了用于將總線用戶耦合到總線系統(tǒng)的總線線路上、尤其總線系統(tǒng)eib上的界面。在該總線系統(tǒng)中，在同一導(dǎo)體對上進(jìn)行供電和數(shù)據(jù)傳輸。在總線用戶的電流需求提高的情況下，能夠從外部的供電裝置件給所述總線用戶饋電，其中從eib對總線用戶連接在eib上所通過的界面供電。界面產(chǎn)生用于總線用戶的控制信號(hào)，借助所述控制信號(hào)，當(dāng)一方面總線用戶的供電并且另一方面總線電壓也足夠的或者達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，才開啟所述總線用戶以進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和傳輸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所基于的目的是：借助簡單的手段保護(hù)設(shè)置用于連接到共同的供電裝置上的總線用戶，防止總線上的不期望的貫穿電流。

根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過如下方式實(shí)現(xiàn)：在開始提出類型的裝置中，在每個(gè)總線用戶中，在其總線界面電路和其至少一個(gè)總線線路接口之間存在可控開關(guān)，并且總線用戶包含傳感器電路，所述傳感器電路構(gòu)成用于：檢測所述總線用戶的供電接口之間的電壓或者從中導(dǎo)出的電壓，并且當(dāng)所檢測的電壓超過閾值時(shí)，閉合可控開關(guān)，并且當(dāng)所檢測的電壓低于閾值時(shí)，斷開可控開關(guān)，以便當(dāng)在總線用戶中的一個(gè)的情況下僅一個(gè)其供電接口與相關(guān)聯(lián)的供電線路連接時(shí)，防止經(jīng)由總線的貫穿電流。

在此，能夠?qū)?dǎo)出的電壓理解為如下電壓，所述電壓在總線用戶中例如通過電壓分配或通過電壓變化從供電接口之間的電壓中產(chǎn)生。

因此，在根據(jù)本發(fā)明的用戶中，當(dāng)達(dá)到總線用戶的運(yùn)行電壓水平、即常規(guī)運(yùn)行中的電壓水平時(shí)，于是才在總線界面電路和總線之間建立連接。當(dāng)?shù)陀谶\(yùn)行電壓水平時(shí)，中斷連接。運(yùn)行電壓不必一定是總線用戶經(jīng)由供電線路獲得的饋電電壓。因此，總線用戶能夠包含dc-dc變換器，所述dc-dc變換器將饋電電壓轉(zhuǎn)換成用于對總線界面電路和/或另外的內(nèi)部部件進(jìn)行供電的一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。在該情況下，傳感器電路能夠檢測該輸出電壓并且檢查超過或低于閾值。

在兩個(gè)或更多總線線路接口的情況下，能夠?yàn)閮蓚€(gè)或更多個(gè)可控的開關(guān)中的每個(gè)分別設(shè)置一個(gè)自身的傳感器電路，或者能夠由傳感器電路共同地驅(qū)控全部可控開關(guān)。也能夠提出：傳感器電路的直接檢測電壓的電路部件僅存在一次，而每個(gè)開關(guān)由單獨(dú)相關(guān)聯(lián)的電路部件控制。在此，在個(gè)別情況下重要的是：通過設(shè)計(jì)傳感器電路或所應(yīng)用的器件確保總線線路之間的充分的電勢分離。

按照根據(jù)本發(fā)明的總線用戶的一個(gè)有利的實(shí)施方式，通過如下方式以最小耗費(fèi)實(shí)現(xiàn)期望的保護(hù)：傳感器電路包含分壓器和晶體管，其中該要檢測的電壓施加在分壓器上，所述晶體管借助其基極發(fā)射極路線置于分壓器的支路上，并且經(jīng)由其集電極控制開關(guān)?？煽亻_關(guān)優(yōu)選由mosfet構(gòu)成。傳感器電路的閾值通過晶體管的基極發(fā)射極閾值電壓(schleusenspannung)形成。晶體管和mosfet的類型關(guān)于所監(jiān)控的電壓的極性選擇為，在電壓值為零的情況下，即在無電流狀態(tài)下，晶體管和mosfet截至。

在兩個(gè)或更多總線線路接口和與之相應(yīng)的兩個(gè)或更多可控開關(guān)或mosfet的情況下，全部可控開關(guān)能夠共同地由一個(gè)晶體管控制。也能夠提出：分壓器僅存在一次，而對每個(gè)mosfet設(shè)有一個(gè)自身的晶體管。

除了根據(jù)本發(fā)明的總線用戶之外，具有至少兩個(gè)這種總線用戶的裝置也是本發(fā)明的主題，其中總線用戶利用其總線線路接口連接在具有至少一個(gè)總線線路的總線上，并且借助其供電接口經(jīng)由兩個(gè)供電線路連接在共同的電壓源上。

附圖說明

為了闡述本發(fā)明，下面參考所附的附圖；詳細(xì)地分別以示意圖示出：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)總線用戶的裝置的一個(gè)實(shí)施例，

圖2和3示出總線用戶之一的兩個(gè)詳細(xì)的實(shí)施例，和

圖4和5示出根據(jù)圖2的實(shí)施例的不同的修改形式。

相同的附圖標(biāo)記在不同的視圖中具有相同的意義。

具體實(shí)施方式

圖1示出具有兩個(gè)總線用戶1、2的裝置，所述總線用戶相同地構(gòu)成并且僅示出所述總線用戶中的對于本發(fā)明相關(guān)的部件。

總線用戶1具有：兩個(gè)用于連接到兩個(gè)供電線路5、6上的供電接口3、4；兩個(gè)用于借助兩個(gè)總線線路10、11連接到一個(gè)總線9上的總線線路接口10、11；和總線界面電路12，所述總線界面電路控制經(jīng)由總線9的數(shù)據(jù)流。供電接口3、4和總線線路接口7、8能夠是連接端子或是插接連接器的接觸部。每個(gè)總線用戶包含一個(gè)總線界面電路(總線驅(qū)動(dòng)器)，所述總線界面電路經(jīng)由總線控制數(shù)據(jù)通信。經(jīng)由兩個(gè)供電線路5、6從電壓源13中給總線用戶1供應(yīng)其所需的能量。在此，電容緩沖器14用于暫存所輸送的能量，以便短暫地涵蓋總線用戶1的提高的功率需求?？偩€界面電路12非直接地而是經(jīng)由可控開關(guān)15、16與總線線路接口7、8連接。開關(guān)15、16由傳感器電路17控制，所述傳感器電路檢測供電接口3、4之間的電壓，并且當(dāng)所檢測的電壓超過閾值時(shí)，閉合可控開關(guān)15、16，并且當(dāng)所檢測的電壓低于閾值時(shí)，斷開該開關(guān)。

另一總線用戶2正如總線用戶1那樣構(gòu)成，并且具有兩個(gè)用于連接到供電線路5、6上的供電接口18、19、兩個(gè)用于連接到總線9的總線線路接口20、21、一個(gè)總線界面電路22、一個(gè)電容緩沖器23、兩個(gè)在總線線路接口20、21和總線界面電路22之間的可控開關(guān)24、25以及一個(gè)傳感器電路26。

這兩個(gè)總線用戶1、2應(yīng)當(dāng)共同地由電壓源13饋電，并且經(jīng)由總線9彼此通信。假設(shè)：總線用戶1經(jīng)由其接口3、4、7、8已經(jīng)與供電線路5、6和總線線路10、11連接。電容緩沖器14充電到電壓源13的電壓。如果現(xiàn)在另一總線用戶2同樣應(yīng)當(dāng)將總線連接到供電裝置上，那么能夠發(fā)生：已經(jīng)建立在供電線路中的一個(gè)、在此為供電線路5和所屬的供電接口18之間的連接以及在兩個(gè)總線線路10、11中的一個(gè)或兩個(gè)和所屬的總線線路20、21之間的連接，而在供電線路6和所屬的供電接口19之間的連接還是斷開的。因?yàn)殡娙菥彌_器23還未被充電，所以供電接口19大致位于與供電接口18相同的電勢上。電壓源13和/或總線用戶1因此嘗試：建立從供電線路5經(jīng)由總線界面電路22、總線9和總線界面電路12到供電線路6的電流路徑作為用于在供電接口4和19之間所缺乏的連接的替代，其中在電壓源13的電壓相應(yīng)高的情況下，總線9上的所得出的貫穿電流會(huì)破壞這兩個(gè)總線界面電路12、22。通過如下方式來防止這種貫穿電流：傳感器電流26確定：由其檢測的在供電接口18和19之間的電壓低于預(yù)設(shè)的閾值，并且由于此保持開關(guān)24和25斷開。僅僅當(dāng)建立了在供電線路6和所屬的供電接口19之間的連接、并且將電容緩沖器23充電至使得供電接口18和19之間的電壓超過預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，開關(guān)24和25才閉合。

圖2示出總線用戶1的變形的實(shí)施例的細(xì)節(jié)圖，所述總線用戶具有供電接口3、4、總線線路接口7、8、總線界面電路12、電容緩沖器14、可控開關(guān)15、16和傳感器電路17。與根據(jù)圖1的實(shí)例不同，總線用戶1包含一個(gè)dc-dc變換器27，所述dc-dc變換器在輸出端28、29、30處提供不同的電壓，以對總線界面電路12和必要時(shí)其他的、在此未示出的部件供電。傳感器電路17監(jiān)控由dc-dc變換器27在其輸出端30處產(chǎn)生的電壓v+，并且針對構(gòu)成為n溝道m(xù)osfet的兩個(gè)可控開關(guān)15、16雙重地設(shè)計(jì)。傳感器電路17針對兩個(gè)開關(guān)15、16中的每個(gè)分別包含一個(gè)由電阻r11、r12或r21、r22形成的分壓器，所述分壓器位于dc-dc變換器27的輸出端30和用作為地的供電接口4之間。pnp晶體管t1、t2借助其基極發(fā)射極路線位于分壓器的由電阻r11或r21形成的支路上，并且經(jīng)由其集電極和串聯(lián)電阻r13、r23控制相應(yīng)的mosfet開關(guān)15或16。傳感器電路17的閾值通過晶體管t1、t2的基極-發(fā)射極閾值電壓和分壓器比來確定。因此，例如如果電壓v+·(r11/(r11+r12))小于晶體管t1的基極發(fā)射極閾值電壓，那么晶體管t1和mosfet開關(guān)15不導(dǎo)通，即開關(guān)15斷開。相同的內(nèi)容適用于開關(guān)16。

在總線界面電路12中示出具有保護(hù)二極管的內(nèi)部的保護(hù)電路。在此，再次顯著地示出結(jié)合圖1描述的問題，即例如在開關(guān)15閉合的情況下，由供電線路5上的電勢驅(qū)動(dòng)的且來自總線9的貫穿電流能夠經(jīng)過總線線路接口7、開關(guān)15、總線界面電路12和dc-dc變換器27的輸出端28流動(dòng)至地(供電接口4)。

根據(jù)本發(fā)明的總線用戶1的圖3中示出的實(shí)施例與根據(jù)圖2的實(shí)施例的區(qū)別在于：存在于總線用戶1中、在此存在于dc-dc變換器27中的電路31用于識(shí)別低電壓，以便控制開關(guān)15、16。對此，分壓器r11、r12和r21、r22不直接地、而是經(jīng)由另一mosfet開關(guān)32與供電接口4連接。在正常的運(yùn)行電壓下，電路31產(chǎn)生控制電壓33，所述控制電壓控制mosfet開關(guān)32處于導(dǎo)通狀態(tài)。在低電壓或電壓消失的情況下，省去該控制電壓33，使得mosfet開關(guān)32進(jìn)而晶體管t1、t2和mosfet開關(guān)15、16分別轉(zhuǎn)入截止?fàn)顟B(tài)。

如圖4示出，圖2和3中示出的兩個(gè)分壓器能夠被唯一的分壓器r11、r12取代，其中晶體管t1、t2借助其基極發(fā)射極路線共同地位于分壓器的由電阻r11形成的支路上，并且經(jīng)由其集電極和串聯(lián)電阻r13、r23控制mosfet開關(guān)15、16。

在圖5中示出的實(shí)施例中，取消晶體管t2，并且晶體管t1同時(shí)經(jīng)由其集電極和串聯(lián)電阻r13、r23控制兩個(gè)mosfet開關(guān)15、16。