DE19609009A1

DE19609009A1 - Electrical power supply to several loads

Info

Publication number: DE19609009A1
Application number: DE19609009A
Authority: DE
Inventors: Mathias Girlach
Original assignee: Edag Engineering and Design AG
Current assignee: Edag Engineering and Design AG
Priority date: 1996-03-08
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 1997-09-11

Abstract

A number of consumer loads 9,10 are coupled to a power supply network that is connected to a battery 1 via a pair of fuses 4,5 and a duplicated power lines 6,7. Power line connections to the loads are via pairs of decoupling diodes 11,12. Load switching is provided by a control system 13 that issues identifying addresses to individual control stages. In the event of a line fault switchover to the other one may be made.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Netz mit mehreren elektrischen Verbrauchern, welche über zwei gemeinsame Energieleitungen mit einem Pol einer Energiequelle Ver bindung haben und bei dem zwischen der Energiequelle und den Energieleitungen eine die Energieleitungen von der Energiequelle abtrennende Sicherung vorgesehen ist.The invention relates to an electrical network with several electrical consumers, which have two common Power lines with one pole of an energy source Ver have a bond and where between the energy source and the power lines one the power lines from the Energy source isolating fuse is provided.

Solche elektrischen Netze sind beispielsweise in Kraft fahrzeugen vorgesehen und sind unter der Bezeichnung "Datenbus-System" bekannt. Sie bieten gegenüber der meist noch üblichen Einzelverkabelung jedes elektrischen Ver brauchers den Vorteil, daß sich die Zahl der erforderli chen elektrischen Leitungen drastisch verringert. Übli cherweise bilden bei solchen Netzen die beiden Energie leitungen jeweils einen Zweig einer Ringleitung, welche mit beiden Enden am selben Pol der Energiequelle ange schlossen ist.Such electrical networks are in force, for example vehicles are provided and are under the designation "Databus system" known. They tend to offer the most still usual individual wiring of each electrical ver user the advantage that the number of required Chen electrical lines drastically reduced. Usual In such networks, the two form energy lines each have a branch of a ring line, which with both ends on the same pole of the energy source is closed.

Eine solche Ringleitung hat den Vorteil, daß bei einer Unterbrechung eines Zweiges die elektrische Energiever sorgung zu den Verbrauchern über den anderen Zweig erfol gen kann. Kommt es hingegen in einem Zweig zu einem Kurz schluß, dann würde die Energie beider Zweige an der Kurz schlußstelle abfließen, so daß keiner der Verbraucher mehr arbeiten könnte. Das ließe sich zwar mit zahlreichen Sicherungen und Schaltungseinrichtungen beheben, die dann den Kurzschlußbereich von der Energieleitung abtrennen müßten, jedoch wäre ein solches elektrisches Netz unverhältnismäßig teuer und durch seine elektrischen Schalteinrichtungen störanfällig.Such a ring line has the advantage that at one Interruption of a branch the electrical energy ver supply to consumers via the other branch can. On the other hand, there is a short in a branch in conclusion, then the energy of both branches would be short drain point, so that none of the consumers could work more. That could be done with numerous Fix fuses and circuit devices, which then disconnect the short-circuit area from the power line would be, however, would be such an electrical network disproportionately expensive and due to its electrical Switching devices prone to failure.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein elektri sches Netz der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es mit möglichst geringem Aufwand eine möglichst große Ausfallsicherheit für die von ihm versorgten elektrischen Verbraucher hat.The invention is based on the problem of an electri training network of the type mentioned in such a way that it as large as possible with the least possible effort Reliability for the electrical supplies it supplies Has consumer.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbraucher eingangsseitig über eine Entkopplungsein richtung mit beiden Energieleitungen verbunden sind, wel che zum Verhindern eines Stromflusses von einer Energie leitung in die andere ausgebildet ist, und daß die beiden Energieleitungen jeweils einzeln über eine Sicherung an dem Pol der Energiequelle angeschlossen sind und von der Energiequelle aus gesehen hinter der jeweiligen Sicherung keine Verbindung miteinander haben.This problem is solved according to the invention in that the consumers on the input side via a decoupling direction are connected to both power lines, wel to prevent current flow from an energy line is formed in the other, and that the two Power lines individually on a fuse are connected to the pole of the energy source and from the Energy source seen behind the respective fuse have no connection.

Durch eine solche Ausbildung kann wie beim Stand der Technik durch beide Energieleitungen, welche elektrisch parallel zueinander, räumlich aber getrennt verlaufen oder jeweils eine Ringleitung bilden können, elektrische Energie zu den Verbrauchern fließen. Kommt es zu einer Unterbrechung einer Energieleitung, dann vermag ebenfalls wie beim Stand der Technik die andere Energieleitung die Energieversorgung aller Verbraucher aufrecht zu erhalten. Ein Kurzschluß in einer der Energieleitungen führt bei der erfindungsgemäßen Gestaltung jedoch nur zu einer Unterbrechung des Stromflusses in der jeweiligen Energieleitung durch Ansprechen der Sicherung. Ein Ab fließen der elektrischen Energie von der nicht durch einen Kurzschluß betroffenen Energieleitung zur anderen Energieleitung ist dank der Erfindung ausgeschlossen, weil die Entkopplungseinrichtung im Bereich der jeweili gen Verbraucher einen Stromfluß von einer Energieleitung zur anderen verhindert und weil ansonsten von der Ener giequelle aus gesehen hinter den Sicherungen keine Ver bindung zwischen den Energieleitungen besteht.Through such training, as in the prior art Technology through both power lines, which are electrical run parallel to one another, spatially but separately or can each form a ring line, electrical Energy flows to consumers. If there is one Interruption of a power line, then also able as in the prior art, the other power line Maintain energy supply for all consumers. A short circuit in one of the power lines leads to the design of the invention, however, only one Interruption of current flow in the respective Power line by responding to the fuse. An ab the electrical energy does not flow through a short circuit affected power line to the other Energy conduction is excluded thanks to the invention, because the decoupling device in the area of the respective gen consumers flow of electricity from a power line to the other prevented and because otherwise from the Ener no source behind the fuses there is a connection between the power lines.

Die Entkopplungseinrichtung kann unterschiedlich gestal tet sein. Besonders einfach ist sie ausgebildet, wenn sie zwei eingangsseitig mit jeweils einer Energieleitung ver bundene, parallelgeschaltete Dioden hat, welche ausgangs seitig gemeinsam mit einem Eingang eines Verbrauchers Verbindung haben und die zum Sperren der Stromrichtung vom Verbraucher zur Energiequelle ausgerichtet sind.The decoupling device can take different forms be. It is particularly simple if it is two ver on the input side, each with an energy line bound, parallel connected diodes, which output mutually with an input of a consumer Have connection and to block the current direction from consumer to energy source.

Bei höheren Strömen ist der Verlust an elektrischer Ener gie durch Wärme im Bereich der Entkopplungseinrichtungen besonders gering, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Entkopplungseinrichtung ein zum wahl weisen Verbinden der einen oder anderen Energieleitung mit dem Verbraucher ausgebildeter Umschalter ist.At higher currents there is a loss of electrical energy gie by heat in the area of the decoupling devices particularly low if according to another training the invention, the decoupling device to choose point connecting one or the other power line switch trained with the consumer.

Ein solcher Umschalter kann relativ einfach ausgebildet sein, wenn er ein Schaltglied hat, welches von einer Fe der in einer eine Energieleitung mit dem Verbraucher ver bindenden Schaltstellung und durch einen über die andere Energieleitung mit elektrischer Energie versorgten Ma gnetantrieb gegen die Kraft der Feder in einer den Ver braucher mit der anderen Energieleitung verbindenden Stellung gehalten ist.Such a switch can be made relatively simple be if he has a switching element which is of a Fe which ver in a power line with the consumer binding switch position and through one over the other Power line with electrical energy supplied Ma gnet drive against the force of the spring in a Ver connecting users with the other power line Position is held.

Eine besonders hohe Ausfallsicherheit erhält man, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die bei den Energieleitungen jeweils eine über eine eigene Siche rung am selben Pol der Energieversorgung angeschlossene Ringleitung bilden. Bei Unterbrechung eines Zweiges jeder Ringleitung sind sämtliche an ihr angeschlossenen Ver braucher noch über dieselbe Ringleitung mit elektrischer Energie versorgbar, indem diese hierzu über den nicht un terbrochenen Zweig fließt. Erst bei einem Kurzschluß wird die andere Ringleitung benötigt. Eine Ringleitung ist je doch nicht zwingend erforderlich. Das erfindungsgemäße Netz kann auch durch sternförmige, parallele Powerleitun gen gebildet werden.You get a particularly high level of reliability if according to another development of the invention the at the power lines each have their own security connected to the same pole of the power supply Form ring line. When a branch is interrupted, everyone Ring line are all connected to it Ver still need over the same ring line with electrical Energy can be supplied by doing this via the not un broken branch flows. Only when there is a short circuit the other ring line is required. A loop is ever but not absolutely necessary. The invention The network can also be made using star-shaped, parallel power cables gene are formed.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind in der Zeichnung drei davon dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. In ihr zeigenThe invention permits numerous embodiments. For further clarification of their basic principle are in the Drawing three of these are shown and are below described. Show in it

Fig. 1 einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform eines Netzes nach der Erfindung, Fig. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of a network according to the invention,

Fig. 2 einen Schaltplan einer zweiten Ausführungs form eines Netzes nach der Erfindung, Fig. 2 is a circuit diagram of a second execution form of a network according to the invention,

Fig. 3 einen Schaltplan einer dritten erfindungs gemäßen Ausführungsform. Fig. 3 is a circuit diagram of a third embodiment according to the Invention.

Die Fig. 1 zeigt eine als Batterie ausgebildete Energie quelle 1 mit einem Pluspol 2 und einem Minuspol 3. Am Pluspol 2 sind jeweils über eine Sicherung 4, 5 zwei Energieleitungen 6, 7 angeschlossen. Der Minuspol 3 ist mit Masse verbunden. Fig. 1 is designed as a battery power source 1 having a positive terminal 2 and a negative terminal. 3 Two power lines 6 , 7 are each connected to the positive pole 2 via a fuse 4 , 5 . The negative pole 3 is connected to ground.

An beiden Energieleitungen 6, 7 sind jeweils über eine Entkopplungseinrichtung 8 Verbraucher 9, 10 angeschlos sen, welche ausgangsseitig ebenfalls mit der Masse ver bunden sind. Die Entkopplungseinrichtungen 8 bestehen je weils aus zwei parallel zueinander geschalteten Dioden 11, 12. Über die Diode 11 vermag Strom von der Energie leitung 7 zum Verbraucher 9 und über die Diode 12 von der Energieleitung 6 zum Verbraucher 9 zu fließen. Ein Strom fluß von einer Energieleitung 6, 7 zur anderen ist jedoch ausgeschlossen. On both power lines 6 , 7 , consumers 9 , 10 are connected via a decoupling device 8 , which are also connected on the output side to the ground. The decoupling devices 8 each consist of two diodes 11 , 12 connected in parallel to one another. Via the diode 11, current can flow from the power line 7 to the consumer 9 and via the diode 12 from the power line 6 to the consumer 9 . A current flow from one power line 6 , 7 to the other is excluded.

Zum Ansteuern der Verbraucher 9, 10 und weiterer, auf gleiche Weise geschaltete, nicht gezeigte Verbraucher dient ein Steuergerät 13, welche über eine Signalleitung 14 adressierte Steuerbefehle aussendet, die zum Ansteuern von den Verbrauchern 9, 10 vorgeschalteter Steuerungen 15, 16 führen.A control device 13 is used to control the consumers 9 , 10 and other consumers, not shown, which are switched in the same way and send control commands addressed via a signal line 14 , which lead to controls 15 , 16 connected upstream from the consumers 9 , 10 .

Die Verbraucher 9, 10 können bei ordnungsgemäßer Funktion des Netzes beiden Energieleitungen 6, 7 elektrische Ener gie entnehmen. Kommt es in einer der Energieleitungen 6, 7 zu einer Unterbrechung, dann können die Verbraucher 9, 10 die erforderliche Energie der jeweils anderen Energie leitung 6 oder 7 entnehmen. Im Falle eines Kurzschlusses in einer Energieleitung 6 oder 7 unterbricht die jewei lige Sicherung 4, 5 die Verbindung dieser Energieleitung 6 oder 7 zum Pluspol 2. Ein Abfluß von elektrischer Ener gie von der nicht betroffenen Energieleitung 6 oder 7 zur Kurzschlußstelle ist wegen der Anordnung der Dioden 11, 12 nicht möglich.The consumers 9 , 10 can take two energy lines 6 , 7 electrical energy if the network is functioning properly. If there is an interruption in one of the energy lines 6 , 7 , the consumers 9 , 10 can take the required energy from the other energy line 6 or 7 . In the event of a short circuit in an energy line 6 or 7 , the respective fuse 4 , 5 interrupts the connection of this energy line 6 or 7 to the positive pole 2 . A drain of electrical energy from the unaffected power line 6 or 7 to the short circuit is not possible because of the arrangement of the diodes 11 , 12 .

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Entkopp lungseinrichtung 8 anders als in Fig. 1 gestaltet. Sie hat einen Umschalter 17, welcher je nach Stellung mittels eines Schaltgliedes 18 den Verbraucher 9 mit der Energie leitung 6 oder 7 verbindet. Eine Feder 19 spannt dieses Schaltglied 18 in diejenige Stellung vor, in der der Ver braucher 9 mit der Energieleitung 7 verbunden ist. Bei ordnungsgemäßer Funktion vermag jedoch Strom aus der Energieleitung 6 über einen Magnetantrieb 20 zur Masse zu fließen, wodurch das Schaltglied 18 gegen die Kraft der Feder 19 mit der Energieleitung 6 Verbindung hat. Der Verbraucher 9 ist deshalb an die Energieleitung 6 ange schlossen.In the embodiment according to FIG. 2, the decoupling device 8 is designed differently than in FIG. 1. It has a switch 17 which, depending on the position by means of a switching element 18 connects the consumer 9 with the power line 6 or 7 . A spring 19 biases this switching element 18 into the position in which the consumer 9 is connected to the power line 7 . If it functions properly, however, current from the power line 6 can flow to ground via a magnetic drive 20 , as a result of which the switching element 18 has a connection to the power line 6 against the force of the spring 19 . The consumer 9 is therefore connected to the power line 6 .

Kommt es in der Energieleitung 6 zu einem Kurzschluß und zu einem Öffnen der Sicherung 4, dann wird der Magnetan trieb 20 nicht mehr bestromt, so daß das Schaltglied 18 umschaltet und eine weitere Bestromung des Verbrauchers 9 über die Energieleitung 7 möglich wird.If there is a short circuit in the power line 6 and the fuse 4 is opened , then the magnet drive 20 is no longer energized, so that the switching element 18 switches over and further energization of the consumer 9 via the power line 7 becomes possible.

Die Fig. 3 zeigt die Kontur eines Kraftfahrzeugs 21 und darin eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Net zes. Bei ihm sind die beiden Energieleitungen 6, 7 als parallel zueinander verlaufende Ringleitungen ausgebil det, an welchen die einzelnen Verbraucher 9, 10 und wei tere Verbraucher 22, 23 angeschlossen sind. Zur Absiche rung dienen wiederum die Sicherungen 4, 5. Zur Verdeutli chung, daß statt der Ringleitungen auch zwei sternför mige, Powerleitungen vorgesehen werden können, sind die Energieleitungen 6, 7 zwischen den Verbrauchern 10, 23 gestrichelt dargestellt. Die gestrichelten Leitungsberei che können weggelassen werden, falls das zweckmäßig er scheint. Fig. 3 shows the contour of a motor vehicle 21 and therein an embodiment of a network according to the invention. With him, the two power lines 6 , 7 are ausgebil det as parallel to each other ring lines, to which the individual consumers 9 , 10 and Wei tere consumers 22 , 23 are connected. Fuses 4 , 5 are used for hedging. To illustrate that instead of the ring lines two star-shaped, power lines can be provided, the energy lines 6 , 7 between the consumers 10 , 23 are shown in dashed lines. The dashed line areas can be omitted if it seems appropriate.

BezugszeichenlisteReference list

1 Energiequelle
2 Pluspol
3 Minuspol
4 Sicherung
5 Sicherung
6 Energieleitung
7 Energieleitung
8 Entkopplungseinrichtung
9 Verbraucher
10 Verbraucher
11 Diode
12 Diode
13 Steuergerät
14 Signalleitung
15 Steuerung
16 Steuerung
17 Umschalter
18 Schaltglied
19 Feder
20 Magnetantrieb
21 Kraftfahrzeug
22 Verbraucher
23 Verbraucher 1 energy source
2 positive pole
3 negative pole
4 fuse
5 fuse
6 power line
7 Power line
8 decoupling device
9 consumers
10 consumers
11 diode
12 diode
13 control unit
14 signal line
15 control
16 control
17 switches
18 switching element
19 spring
20 magnetic drive
21 motor vehicle
22 consumers
23 consumers

Claims

1. Electrical network with several electrical consumers, which have two common energy lines with a pole of an energy source connection and in which a fuse separating the energy lines from the energy source is provided between the energy source and the energy lines, characterized in that the consumers ( 9 , 10 ) are connected on the input side via a decoupling device ( 8 ) to both energy lines ( 6 , 7 ), which is designed to prevent current flow from one energy line ( 6 , 7 ) into the other, and that the two energy lines ( 6 , 7 ) are individually connected via a fuse ( 4 , 5 ) to the pole (positive pole 2 ) of the energy source ( 1 ) and seen from the energy source ( 1 ) behind the respective fuse ( 4 , 5 ) no connection with each other to have.

2. Electrical network according to claim 1, characterized in that the decoupling device ( 8 ) has two an aisle side each with an energy line ( 6 , 7 ) connected, parallel connected diodes ( 11 , 12 ), the output side together with an input of a consumption chers ( 9 , 10 ) have connection and which are aligned to block the direction of current from the consumer ( 9 , 10 ) to the energy source ( 1 ).

3. Electrical network according to claim 1, characterized in that the decoupling device ( 8 ) for selectively connecting one or the other Energielei device ( 6 , 7 ) with the consumer ( 9 , 10 ) trained to switch ( 17 ).

4. Electrical network according to claim 3, characterized in that the switch ( 17 ) has a switching element ( 18 ) which from a spring ( 19 ) in a power line ( 7 ) with the consumer ( 9 ) connecting switching position and is held by a via the other power line ( 6 ) supplied with electrical energy magnetic drive ( 20 ) against the force of the spring ( 19 ) in a position connecting the consumer ( 9 ) with the other power line ( 6 ).

5. Electrical network according to at least one of the preceding claims, characterized in that the two power lines ( 6 , 7 ) each form a ring fuse connected via its own fuse ( 4 , 5 ) to the same pole of the power supply ( 1 ).