Schutzschaltgerät und Verfahren

Die Erfindung betri f ft das technische Gebiet eines Schutzschaltgerät für einen Niederspannungsstromkreis mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit und ein Verfahren für ein Schutzschaltgerät für einen Niederspannungsstromkreis mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit .

Mit Niederspannung sind Spannungen von bis zu 1000 Volt Wechselspannung oder bis zu 1500 Volt Gleichspannung gemeint . Mit Niederspannung sind insbesondere Spannungen gemeint , die größer als die Kleinspannung, mit Werten von 50 Volt Wechselspannung bzw . 120 Volt Gleichspannung, sind .

Mit Niederspannungsstromkreis bzw . -netz oder -anlage sind Stromkreise mit Nennströmen bzw . Bemessungsströmen von bis zu 125 Ampere , spezi fischer bis zu 63 Ampere gemeint . Mit Niederspannungsstromkreis sind insbesondere Stromkreise mit Nennströmen bzw . Bemessungsströmen von bis zu 50 Ampere , 40 Ampere , 32 Ampere , 25 Ampere , 16 Ampere oder 10 Ampere gemeint . Mit den genannten Stromwerten sind insbesondere Nenn- , Bemessungs- oder/und Abschaltströme gemeint , d . h . der Strom, der im Normal fall maximal über den Stromkreis geführt wird bzw . bei denen der elektrische Stromkreis üblicherweise unterbrochen wird, beispielsweise durch eine Schutzeinrichtung, wie ein Schutzschaltgerät , Leitungsschutzschalter oder Leis- tungs schal ter .

Leitungsschutzschalter sind seit langem bekannte Uberstrom- schut zeinrichtungen, die in der Elektroinstallationstechnik in Niederspannungsstromkreisen eingesetzt werden . Diese schützen Leitungen vor Beschädigung durch Erwärmung infolge zu hohen Stromes und/oder Kurzschluss . Ein Leitungsschutzschalter kann den Stromkreis bei Überlast und/oder Kurzschluss selbsttätig abschalten . Ein Leitungsschutzschalter ist ein nicht selbsttätig zurückstellendes Sicherungselement . Leistungsschalter sind, im Gegensatz zu Leitungsschutzschaltern, für Ströme größer als 125 A vorgesehen, teilweise auch schon ab 63 Ampere . Leitungsschutzschalter sind deshalb einfacher und filigraner auf gebaut . Leitungsschutzschalter weisen üblicherweise eine Befestigungsmöglichkeit zur Befestigung auf einer so genannten Hutschiene ( Tragschiene , DIN- Schiene , TH35 ) auf .

Leitungsschutzschalter sind elektromechanisch auf gebaut . In einem Gehäuse weisen sie einen mechanischen Schaltkontakt bzw . Arbeitsstromauslöser zur Unterbrechung (Auslösung) des elektrischen Stromes auf . Üblicherweise wird ein Bimetall- Schutzelement bzw . Bimetall-Element zur Auslösung (Unterbrechung) bei länger anhaltenden Überström (Überstromschutz ) respektive bei thermischer Überlast (Überlastschut z ) eingesetzt . Ein elektromagnetischer Auslöser mit einer Spule wird zur kurz zeitigen Auslösung bei Überschreiten eines Uberstrom- grenzwerts bzw . im Falle eines Kurzschlusses (Kurzschlussschutz ) eingesetzt . Eine oder mehrere Lichtbogenlöschkammer (n) bzw . Einrichtungen zur Lichtbogenlöschung sind vorgesehen . Ferner Anschlusselemente für Leiter des zu schützenden elektrischen Stromkreises .

Schutzschaltgeräte mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit sind relativ neuartige Entwicklungen . Diese weisen eine halbleiterbasierte elektronische Unterbrechungseinheit auf . D . h . der elektrische Stromfluss des Niederspannungsstromkreises wird über Halbleiterbauelemente respektive Halbleiterschalter geführt , die den elektrischen Stromfluss unterbrechen bzw . leitfähig geschaltet werden können . Schutzschaltgeräte mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit weisen ferner häufig ein mechanisches Trennkontaktsystem auf , insbesondere mit Trennereigenschaften gemäß einschlägigem Normen für Niederspannungsstromkreise , wobei die Kontakte des mechanischen Trennkontaktsystems in Serie zur elektronischen Unterbrechungseinheit geschaltet sind, d . h . der Strom des zu schützenden Niederspannungsstromkreises wird sowohl über das mechanische Trennkontaktsystem als auch über die elektronische Unterbrechungseinheit geführt.

Bei halbleiterbasierten Schutzschaltgeräte bzw. Schutzgeräten, neudeutsch Solid State Circuit Breaker, kurz SSCB, muss die Schaltenergie nicht wie bei einem mechanischen Schaltgerät in einen Lichtbogen, sondern mittels eines zusätzlichen Schaltkreises, dem Energy Absorber, in Wärme umgesetzt werden. Die Abschaltenergie umfasst dabei die im Stromkreis, d.h. in den Netz-, Leitungs- bzw. Lastimpedanzen (Verbraucherimpedanzen) , gespeicherte Energie. Um den Energy Absorber zu entlasten, muss der Strom, der im Moment des Abschaltens fließt, möglichst gering sein. Dies gilt auch im Falle eines Kurzschlusses. Hier steigt der Strom sehr schnell an. Durch schnelle Kurzschlusserkennung kann ein Kurzschluss frühzeitig erkannt und ein zu hoher Kurzschlussstrom vermieden werden. Das halbleiterbasierte Schutzschaltgerät unterbricht, im Sinne eines Abschaltvorganges, nahezu unverzögert, innerhalb von ps, den Stromkreis. Es treten keine hohen Ströme auf und die Belastung des Energy Absorbers eines halbleiterbasierten Schutzschaltgerätes wird reduziert. Bekannte Kurschlusserkennungen bzw. Abschaltkriterien basieren üblicherweise auf der Ermittlung und Auswertung des Strom-Istwertes.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Niederspannungswechselstromkreise, mit einer Wechselspannung, üblicherweise mit einer zeitabhängigen sinusförmigen Wechselspannung mit der Frequenz f, typischerweise 50 oder 60 Hertz (Hz) . Die zeitliche Abhängigkeit des momentanen Spannungswertes u(t) der Wechselspannung ist durch die Gleichung: u(t) = U * sin (2n * f * t) beschrieben. Wobei: u(t) = momentaner Spannungswert zu der Zeit t

U = Amplitude (Maximalwert) der Spannung Eine harmonische Wechselspannung lässt sich durch die Rotation eines Zeigers darstellen, dessen Länge der Amplitude (U) der Spannung entspricht. Die Momentanauslenkung ist dabei die Projektion des Zeigers auf ein Koordinatensystem. Eine Schwingungsperiode entspricht einer vollen Umdrehung des Zeigers und dessen Vollwinkel beträgt 2n (2Pi) bzw. 360°. Die Kreisfrequenz ist die Änderungsrate des Phasenwinkels dieses rotierenden Zeigers. Die Kreisfrequenz einer harmonischen Schwingung beträgt immer das 2n-fache ihrer Frequenz, d.h. : w = 2n*f = 2n/T = Kreisfrequenz der Wechselspannung (T = Periodendauer der Schwingung)

Häufig wird die Angabe der Kreisfrequenz (w) gegenüber der Frequenz (f) bevorzugt, da sich viele Formeln der Schwingungslehre aufgrund des Auftretens trigonometrischer Funktionen, deren Periode per Definition 2n ist, mit Hilfe der Kreisfrequenz kompakter darstellen lassen: u ( t ) = U * sin (wt)

Im Falle zeitlich nicht konstanter Kreisfrequenzen wird auch der Begriff momentane Kreisfrequenz verwendet.

Bei einer sinusförmigen, insbesondere zeitlich konstanten, Wechselspannung entspricht der zeitabhängige Wert aus der Winkelgeschwindigkeit w und der Zeit t dem zeitabhängigen Winkel cp ( t ) , der auch als Phasenwinkel cp ( t ) bezeichnet wird. D.h. der Phasenwinkel cp ( t ) durchläuft periodisch den Bereich O...2n bzw. 0°...360°. D.h. der Phasenwinkel nimmt periodisch einen Wert zwischen 0 und 2n bzw. 0° und 360° an (cp = n* (0...2n) bzw. cp = n* ( 0 °...360 ° ) , wegen Periodizität; verkürzt: cp = O...2n bzw. cp = 0°...360° ) .

Mit momentanem Spannungswert u(t) ist folglich der momentane Wert der Spannung zum Zeitpunkt t, d.h. bei einer sinusförmigen (periodischen) Wechselspannung der Wert der Spannung zum Phasenwinkel cp gemeint ( cp = O...2n bzw . cp = 0 °...360 ° , der j eweiligen Periode ) .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es , ein Schutzschaltgerät eingangs genannter Art zu verbessern, insbesondere eine Möglichkeit auf zuzeigen, dass bei einem auftretenden Kurzschluss oder Überstrom, d . h . bei Überschreitung mindestens eines Stromschwellwertes , die elektronische Unterbrechungseinheit schnell eine Vermeidung eines elektrischen Stromflusses durchführt .

Diese Aufgabe wird durch ein Schutzschaltgeräte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder ein Verfahren gemäß Patentanspruch 12 gelöst .

Erfindungsgemäß ist ein ( elektronisches ) Schutzschaltgerät zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreises , insbesondere Niederspannungswechselstromkreises , vorgesehen, aufweisend :

- ein Gehäuse , mit ersten, insbesondere netzseitigen, und zweiten, insbesondere lastseitigen, Anschlüssen für Leiter des Niederspannungsstromkreises ,

- eine mechanische Trennkontakteinheit , die in Serie mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit geschaltet ist , wobei insbesondere die mechanische Trennkontakteinheit den ( zweiten) lastseitigen Anschlüssen und die elektronische Unterbrechungseinheit den ( ersten) netzseitigen Anschlüssen zugeordnet ist ,

- dass die mechanische Trennkontakteinheit durch ein Öf fnen von Kontakten zur Vermeidung eines Stromflusses oder ein Schließen der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar ist ,

- dass die elektronische Unterbrechungseinheit durch halbleiterbasierte Schaltelemente in einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar ist , - einer Stromsensoreinheit , zur Ermittlung der Höhe des Stromes des Niederspannungsstromkreises , derart das ( analoge ) momentane Stromwerte vorliegen,

- insbesondere in einer Ausgestaltung einer Spannungssensoreinheit , zur Ermittlung der Höhe der Spannung des Niederspannungsstromkreises , derart das ( analoge ) momentane Spannungswerte vorliegen,

- einer Steuerungseinheit , die mit der Stromsensoreinheit , (der Spannungssensoreinheit , ) der mechanischen Trennkontakteinheit und der elektronischen Unterbrechungseinheit verbunden ist ,

- dass die Steuerungseinheit derart ausgestaltet ist , dass eine mikroprozessorgesteuerte digitale zweite Teileinheit vorgesehen ist , die mindestens einen digitalen ersten Stromschwellwert bereitstellt , dass eine analoge erste Teileinheit vorgesehen ist , aufweisend einen analogen ersten Komparator, der einerseits mit der Stromsensoreinheit verbunden ist und der andererseits mit der mikroprozessorgesteuerten digitalen zweiten Teileinheit verbunden ist , wobei ein erster Digital-Analog-Umsetzer vorgesehen ist , der den mindestens einen digitalen ersten Stromschwellwert in mindestens einen analogen ersten Stromschwellwert umsetzt , dass der analoge erste Komparator den analogen momentanen Stromwert mit den mindestens einen analogen ersten Stromschwellwert ( kontinuierlich) vergleicht und bei Überschreitung ein Signal zur Vermeidung des Stromflusses des Niederspannungsstromkreises an seinem Ausgang abgibt .

Insbesondere , dass bei Überschreitung des analogen momentanen Stromwertes über den mindestens einen analogen ersten Stromschwellwertes eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert wird . Insbesondere spezieller, dass die elektronische Unterbrechungseinheit (EU) die Vermeidung des Stromflusses durchführt , indem sie in den hochohmigen Zustand wechselt . Dies hat den besonderen Vorteil , dass mit der erfindungsgemäßen Architektur das Schutzschaltgerät bei einem auftretendem Überstrom bzw . Kurzschluss diesen insbesondere durch die elektronische Unterbrechungseinheit schnell vermeiden kann, d . h . abschalten kann . Die Ausgestaltung der Steuerungseinheit mit einer analogen ersten Teileinheit und eine digitale zweiten Teileinheit hat den besonderen Vorteil , dass eine ef fi ziente Architektur vorliegt . Die erste analoge Teileinheit kann einen sehr schnellen Vergleich von analogen momentanen Werten und analogen Schwellwerten durchführen, wodurch eine schnelle Kurzschlusserkennung möglich ist . Die zweite Teileinheit kann eine davon unabhängige Schwellwertbereitstellung durchführen, die nicht so schnell wie die Erkennung sein braucht . Der bzw . die Schwellwerte können beispielsweise zwischengespeichert werden, um für einen schnellen Vergleich zur Verfügung zu stehen . Die Schwellwerte müssen nicht ständig angepasst werden .

Schnell bedeutet hier in diesem Zusammenhang, dass die halbleiterbasierten Schaltelemente ( z . B . Leistungshalbleiter ) vor einer thermischen Zerstörung geschützt werden . Die Abschaltleistung der elektronischen Unterbrechungseinheit , insbesondere dessen halbleiterbasierten Schaltelementen ( ( Leistungs- ) Halbleiter ) , ist durch den ( aktuellen) Strom bzw . durch die ( aktuelle ) Temperatur des ( Leistungs- ) Halbleiters begrenzt , insbesondere durch die bei hohen Strömen bereitgestellte Energiemenge , die zur thermischen Überlastung führen könnte . Um eine schnelle Abschaltung ( insbesondere bei Überschreitung mindestens eines Stromschwellwertes zu gewährleisten) ohne eine Überdimensionierung der elektronischen Unterbrechungseinheit , insbesondere dessen halbleiterbasierte Schaltelemente ( ( Leistungs- ) Halbleiter ) , zu erreichen, wird die erfindungsgemäße Architektur vorgeschlagen . So kann erfindungsgemäß mit einfach ausgestalteten Einheiten eine hohe Ef fi zienz sowie ein hoher ökonomischer Nutzen erreicht werden .

Mit analogen Werten bzw . analogen Einheiten bzw . Komparatoren sind Gegenstände der analogen Schaltungs- oder analogen Sig- naltechnik gemeint , wie analoge elektronische Schaltungen, die wert- und zeitkontinuierliche Signale verarbeiten . Beispielsweise ein analoger Komparator kann am Eingang analoge elektrische Signale (wie Spannungen) verarbeiten und gibt am Ausgang ein diskretes Signal ( 0 oder 1 ) ab . Eine analoge Einheit führt Verarbeitungsschritte auf Grund einer elektrischen Schaltung durch, die Verarbeitungsschritte sind auf Grund der elektrischen Schaltung festgelegt .

Mit digitalen Werten bzw . Einheiten bzw . Komponenten sind Gegenstände der Digitaltechnik und digitale Signale gemeint , insbesondere integrierte Schaltungen bzw . Systeme wie Mikrokontroller, die wertdiskret und zeitdiskret Signale verarbeiten, das heißt Signale mit abgestuften Werten ( Quantisierung) und mit abgestuften Zeitschriften (Abtastung / Diskretisierung) . Digitale Systeme , speziell mit Mikroprozessor, können mittels Firmware programmiert werden .

Vorsteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die analoge erste Teileinheit einen analogen ersten und einen analogen zweiten Komparator auf , die beide einerseits mit der Stromsensoreinheit verbunden sind, die für beide Komparatoren den analogen momentanen Stromwert bereitstellt , und andererseits mit der mikroprozessorgesteuerten digitalen zweiten Teileinheit , wobei die mikroprozessorgesteuerte digitale zweite Teileinheit den mindestens einen digitalen ersten Stromschwellwert für den ersten Komparator und mindestens einen digitalen zweiten Stromschwellwert für den zweiten Komparator bereitstellt , wobei ein zweiter Digital-Analog-Umsetzer vorgesehen ist , der den mindestens einen digitalen zweiten Stromschwellwert in mindestens einen analogen zweiten Stromschwellwert umsetzt , dass der analoge erste Komparator den analogen momentanen Stromwert mit den mindestens einen analogen ersten Strom- schwellwert ( kontinuierlich) vergleicht und bei Überschreitung ein Signal zur Vermeidung des Stromflusses des Niederspannungsstromkreises an seinem Ausgang abgibt , dass der analoge zweite Komparator den analogen momentanen Stromwert mit den mindestens einen analogen zweiten Stromschwellwert ( kontinuierlich) vergleicht und bei Unterschreitung ein Signal zur Vermeidung des Stromflusses des Niederspannungsstromkreises an seinem Ausgang abgibt . Insbesondere wird bei Überschreitung des analogen momentanen Stromwertes über den mindestens einen analogen ersten Stromschwellwertes eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert und bei Unterschreitung des analogen momentanen Stromwertes unter den mindestens einen analogen zweiten Stromschwellwertes wird eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert , insbesondere , dass in beiden Fällen die elektronische Unterbrechungseinheit (EU) in den hochohmigen Zustand wechselt . Dies hat den besonderen Vorteil , dass insbesondere für Niederspannungswechselstromkreise eine vorteilhafte Lösung gegeben ist und eine Erkennung hinsichtlich der Überschreitung von Stromschwellwerten sowohl in der positiven als auch in der negativen Halbwelle der Wechselspannung gegeben ist , so dass eine schnelle Erkennung der Überschreitung von Stromschwellwerten und eine schnelle Abschaltung gegeben ist .

Die analoge erste Teileinheit und die digitale zweite Teileinheit sind Teil der Steuerungseinheit . Die analoge erste Teileinheit und die digitale zweite Teileinheit können Teil eines speziellen Micro-Controllers oder eines speziellen integrierten Schaltkreises sein, der sowohl digitale Schaltungsteile als auch analoge Schaltungsteile aufweist . Die analoge erste Teileinheit und die digitale zweite Teileinheit können, zumindest teilweise in einer Einheit bzw . einem integrierten Schaltkreis bzw . Mikroprozessor (= Micro-Controller ) integriert sein . Mit Teileinheit ist nicht unbedingt eine physikalische Trennung gemeint , sondern eher eine logische bzw . programmierungstechnische ( digitale Teileinheit programmierbar, analoge Teileinheit nicht programmierbar ) . Mit der analogen ersten Teileinheit ist der Teil gemeint , der mit analogen Signalen arbeitet bzw . verarbeitet . Mit der digitaler zweiter Teileinheit ist der Teil gemeint , der einen programmierbaren Mikroprozessor (= Mikrocontroller = Controller ) aufweist , der programmierbar ist und Programmcode aufweist .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine mit der Steuerungseinheit , insbesondere der zweiten Teileinheit , verbundene Temperatursensoreinheit vorgesehen, zur Ermittlung der Höhe mindestens einer Temperatur im Schutzschaltgerät , insbesondere zur Ermittlung mindestens einer Temperatur einer Einheit des Schutzschaltgerätes , insbesondere mindestens einer Temperatur der elektronischen Unterbrechungseinheit , derart das ( analoge ) momentane Temperaturwerte vorliegen .

Dies hat den besonderen Vorteil , dass insbesondere die halbleiterbasierten Schaltelemente hinsichtlich Ihrer Temperatur überwacht werden können und gegebenenfalls eine Anpassung der Stromschwellwerte erfolgen kann .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet , dass insbesondere die mikroprozessorgesteuerte digitale zweite Teileinheit derart ausgestaltet ist , dass der mindestens eine erste oder/und zweite Stromschwellwert digital berechnet wird, insbesondere dass der Stromschwellwert unter Berücksichtigung der Höhe der Temperatur, der Höhe der Spannung oder der Höhe des momentanen Stromwertes berechnet wird, insbesondere , dass der mindestens eine Stromschwellwert in Abhängigkeit von der Höhe der Temperatur oder der Spannung oder des Strom derart angepasst wird, dass bei zunehmender Temperatur oder abnehmender Spannung oder zunehmenden Strom der mindestens eine Stromschwellwert verringert wird und bei abnehmender Temperatur oder zunehmender Spannung oder abnehmenden Strom der mindestens eine Stromschwellwert erhöht wird, insbesondere bis zu einem Maximalwert des mindestens einen Stromschwellwert erhöht wird . Dies hat den besonderen Vorteil , dass das Schutzschaltgerät unter Berücksichtigung weiterer Parameter schnell abschaltet (den Strom unterbricht ) , wobei die Abschaltschwelle abhängig von den Parametern ( Spannung, Temperatur, Strom) angepasst wird, um eine schnelle Abschaltung zu gewährleisten .

Dies hat ferner den besonderen Vorteil , dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit einer analogen Schaltung ( typischer weise im Bereich von wenigen Nanosekunden [ns ] , z . B . 5- 10 ns ) mit der Flexibilität eines digitalen programmierbaren und intelligenten Systems ( z . B . Mikroprozessor / Micro-Controllers ) kombiniert wird .

Der analoge Komparator arbeitet zeitkontinuierlich, das heißt nicht zeitdiskret . Die Erkennung eines Überstromes (Überschreitung Stromschwellwert ) ist hiermit in einer sehr kurzen Zeit möglich . Ein Mikroprozessor / Microcontroller arbeitet als zeitdiskrete Steuerung, sodass die Reaktions zeit auf den Verarbeitungstakt beschränkt ist , der typsicherweise im Bereich von 10- 100 ps liegt .

Mit dieser Kombination kann die Flexibilität und Anpassbar- keit eines digitalen (momentanen) Stromschwellwertes erhalten bleiben und gleichzeitig die hohe Reaktions zeit der analogen Schaltung erreicht werden . Dies ist möglich, da die Anpassung des Stromschwellwertes nicht im Nanosekundenbereich / ns passieren muss , nur dessen Vergleich mit dem ( aktuellen) Momentanwert des Stromwertes sollte im ns-Bereich durchgeführt werden, was durch diese Anordnung/Kombination möglich ist .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet , dass der mindestens eine Stromschwellwert in Abhängigkeit von der Höhe des Stromes derart angepasst wird, dass bei zunehmendem Strom der mindestens eine Stromschwellwert verringert wird und dass bei abnehmenden Strom der mindestens eine Stromschwellwert erhöht wird, insbesondere bis zu einem Maximalwert des mindestens einen Stromschwellwert erhöht wird . Vorteilhaft wird so bei hohen Strömen der Stromschwellwert (die Stromschwelle) verringert, da bei hohen Strömen ein höher Wärmeeintrag erfolgen kann, der so besser erkannt wird, um so die Stromtragfähigkeit bzw. Wärmekapazität, insbesondere der elektronischen Unterbrechungseinheit, spezieller dessen (Leistungs- ) Halbleiter, maximal auszunutzen und gleichzeitig den (Leistungs- ) Halbleiter der elektronischen Unterbrechungseinheit vor einer thermischen Zerstörung geschützt wird .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet, dass eine kontinuierliche Anpassung des mindestens einen Stromschwellwertes erfolgt. Ferner kann insbesondere eine Anpassung erfolgen, die schneller als 10 s, 5s, 1s, 200 ms, 100 ms, 50ms, 20ms, 10 ms oder schneller als 1 ms durchgeführt wird (Sämtliche Zwischenwerte sind möglich und offenbart) .

Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine schnelle Mitführung des Stromschwellwertes erfolgt, um so eine maximale Ausnutzung der elektronischen Unterbrechungseinheit, insbesondere dessen (Leistungs- ) Halbleiter / halbleiterbasierten Schaltelement, zu erreichen und so eine hohe ökonomische Ausnutzung erreicht wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bei der eine mit der Steuerungseinheit verbundene Spannungssensoreinheit vorgesehen ist, zur Ermittlung der Höhe der Spannung des Niederspannungsstromkreises, derart das (analoge) momentane Spannungswerte vorliegen, liegen vom (insbesondere periodischen) zeitlichen Verlauf der Höhe der Spannung (insbesondere Wechselspannung) , d.h. von den momentanen Spannungswerten, abhängige (insbesondere periodische) momentane Stromschwellwerte vor.

Die momentanen Stromwerte werden (insbesondere phasenbezogen) mit den momentanen Stromschwellwerten verglichen. Bei (insbesondere betragsmäßiger) Überschreitung des momentanen Strom- schwellwertes wird eine Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises initiiert .

Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine von der Periodi zität der Spannung abhängige Schwellwerte/Stromschwellwerte vorliegen, um eine schnelle Stromflussvermeidung (Auslösung) , insbesondere durch die elektronische Unterbrechungseinheit , zu erreichen . Bei hohen Strömen werden kleine Stromschwellwerte verwendet .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die (periodischen) momentanen Stromschwellwerte einen Minimalwert auf , der größer als Null ist . Insbesondere ist dieser Minimalwert größer als 5 , 10 , 15 oder 20 % des Maximalwertes , speziell ist dieser im Bereich von 5 bis 20% des Maximalwertes , d . h . des maximalen Stromschwellwertes .

Dies hat den besonderen Vorteil , dass bei kleinen Stromschwellwerten bzw . kleinen Spannungen eine sichere und schnelle Erkennung von Kurzschlussströmen ermöglicht wird und Fehlauslösungen vermieden werden .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Niederspannungsstromkreis einen zeitlich sinus förmigen Spannungsverlauf auf ( Ideal fall ) . Insbesondere ist der Niederspannungsstromkreis ein Niederspannungswechselstromkreis . Die momentanen Stromschwellwerte weisen ebenfalls einen zeitlich, insbesondere betragsmäßigen, ( annähernd) sinus förmigen Stromverlauf auf . Wobei insbesondere der Nulldurchgang bzw . der Bereich des Nulldurchganges einen (betragsmäßigen) Minimalwert aufweist , der größer als Null ist , insbesondere ist dieser Minimalwert größer als 5% , 10% , 15% oder 20% des Maximalwertes , insbesondere spezieller ist dieser Minimalwert im Bereich von 5 bis 20% des Maximalwertes , d . h . des maximalen Stromschwellwertes . Die zeitlichen Verläufe von Spannung und Stromschwellwerten sind phasenbezogen derart synchronisiert , dass der Zeitpunkt der Amplitude (Maximalwert ) der Spannung mit dem Zeitpunkt der Amplitude (Maximalwert ) des Stromschwellwertes übereinstimmt .

Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine einfache Erkennung bei ( insbesondere ) sinus förmigen Spannungsverläufen ermöglicht wird . Dies ist besonders vorteilhaft für Niederspannungswechselstromkreise .

Insbesondere stimmt der Bereich des Nulldurchganges der Spannung mit dem Bereich des Minimalwertes des Stromschwellwertes überein .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet , dass eine Netzsynchronisationseinheit vorgesehen ist . Diese ermittelt aus zugeführten momentanen Spannungswerten mindestens einen Phasenwinkel ( cp ( t ) ) der Spannung und alternativ die Amplitude (U) der Spannung . Eine Schwellwerteinheit ist vorgesehen, die mit der Netzsynchronisationseinheit verbunden ist , so dass mit dem Phasenwinkel ( cp ( t ) ) der Spannung, der Amplitude (U) der Spannung und einem maximalen Grenzwert/Schwellwert für den Stromschwellwert => momentane Stromschwellwerte ermittelt werden . Die momentanen Stromwerte werden phasenbezogen mit den momentanen Stromschwellwerten verglichen, zur Ermittlung der Initiierung einer Vermeidung eines Stromflusses (Unterbrechung) .

Dies hat den besonderen Vorteil einer weiteren einfachen Implementierung der Lösung .

Die analoge erste Teileinheit weist einen analogen ( Strom- ) Komparator auf , dem die momentanen ( analogen) Stromwerte und die momentanen ( analogen) Stromschwellwerte , letztere von der zweiten Teileinheit , zugeführt werden . Die Stromschwellwerte werden insbesondere gemäß dem zeitlichen Verlauf der Spannung von der zweiten Teileinheit phasenbezogenen bereitgestellt . Hiermit wird ein auf den zeitlichen Verlauf der Spannung phasenbezogener Vergleich der ( analogen) momentanen Stromwerte mit den ( analogen) momentanen Stromschwellwerten ermöglicht . Womit eine Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises bei Überschreitung der (momentanen) Stromschwellwerte initiiert werden kann .

Mit analogen momentanen Stromwert ist beispielsweise ein analoger momentaner Stromwert gemeint , der die Höhe des Stromes durch ein Äquivalent , wie eine elektrische Spannung ( Spannungssignal ) , wobei die Höhe der Spannung die Höhe des Stromes repräsentiert . Beispielsweise ist ein analoger momentaner Stromwert ein analoger Messwert des Stromes , welcher als ein elektrisches Spannungssignal vorliegt , welches den Stromverlauf als Äquivalent abbildet .

Mit analogem momentanen Stromschwellwert ist beispielsweise ein analoger momentaner Stromschwellwert gemeint , der die Höhe des Stromes durch ein Äquivalent angibt , wie eine elektrische Spannung ( Spannungssignal ) , wobei die Höhe der Spannung die Höhe des Stromes repräsentiert . Beispielsweise ist der analoge momentane Stromschwellwert ein analoges Signal , welches als elektrische ( s ) Spannung ( ssignal ) vorliegt , welches den momentanen Stromschwellwert (verlauf ) als Äquivalent abbildet .

Vorteilhaft wird primär eine Vermeidung des Stromflusses durch die elektronische Unterbrechungseinheit initiiert . Zusätzlich, bzw . bei Vorliegen weiterer Kriterien, kann eine galvanische Unterbrechung durch das mechanische Trennkontaktsystem initiiert werden .

Erfindungsgemäß wird ein korrespondierendes Verfahren für ein Schutzschaltgerät für einen Niederspannungsstromkreis mit elektronischen (halbleiterbasierten) Schaltelementen mit den gleichen und weiteren Vorteilen beansprucht .

Beim Verfahren zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreis für ein Schutzschaltgerät wird : eine mechanisch Trennkontakteinheit in Serie mit einer elekt- ronischen Unterbrechungseinheit geschaltet ,

- die mechanische Trennkontakteinheit ist durch ein Öf fnen von Kontakten zur Vermeidung eines Stromflusses oder ein Schließen der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar,

- die elektronische Unterbrechungseinheit ist durch halbleiterbasierte Schaltelemente in einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Nieder spannungs Stromkreis schaltbar,

- die Höhe des Stromes im Niederspannungsstromkreises wird ermittelt , so dass analoge momentane Stromwerte vorliegen, die durch einen analogen ersten Komparator mit mindestens einen analogen ersten Stromschwellwert verglichen werden und bei Überschreitung eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises , insbesondere durch hochohmig schalten der elektronischen Unterbrechungseinheit , initiiert wird, wobei der mindestens eine analoge erste Stromschwellwert von einer mikroprozessorgesteuerten digitalen zweiten Teileinheit bereitgestellt wird .

Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine besonders schnelle Erkennung von Überströmen bzw . Kurzschlüssen ermöglicht wird .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der mindestens eine erste Stromschwellwert digital berechnet . Insbesondere wird der mindestens eine Stromschwellwert unter Berücksichtigung der Höhe einer Temperatur des Schutzschaltgerätes , der Höhe der Spannung des Niederspannungsstromkreises oder/und der Höhe des momentanen Stromwertes berechnet . Insbesondere wird, der mindestens eine Stromschwellwert in Abhängigkeit von der Höhe der Temperatur oder der Spannung oder des Strom derart angepasst , dass bei zunehmender Temperatur oder abnehmender Spannung oder zunehmenden Strom der mindestens eine Stromschwellwert verringert wird und bei abnehmender Temperatur oder zunehmender Spannung oder abnehmenden Strom der mindestens eine Stromschwellwert erhöht wird, insbesondere bis zu einem Maximalwert des mindestens einen Stromschwellwert erhöht wird .

Dies hat den besonderen Vorteil , dass nicht nur eine schnelle Erkennung, sondern auch eine Berücksichtigung von Parametern des Schutzschaltgerätes bzw . Niederspannungsstromkreises erfolgt .

Erfindungsgemäß wird ein korrespondierendes Computerprogrammprodukt beansprucht . Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle , die bei der Aus führung des Programms durch einen Mikrocontroller ^Mikroprozessor ) diesen veranlassen die Sicherheit und Schnelligkeit eines derartigen Schutzschaltgerätes zu verbessern bzw . eine höhere Sicherheit im durch das Schutzschaltgerät zu schützenden elektrischen Niederspannungsstromkreis zu erreichen, speziell dass eine schnelle Erkennung der Überschreitung eines Stromschwellwertes erfolgt und eine schnelle Vermeidung eines elektrischen Stromflusses durch die elektronische Unterbrechungseinheit durchgeführt wird . Der Mikrocontroller ^Mikroprozessor ) ist Teil des Schutzschaltgerätes , insbesondere der Steuerungseinheit .

Erfindungsgemäß wird ein korrespondierendes computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt gespeichert ist , beansprucht .

Erfindungsgemäß wird ein korrespondierendes Datenträgersignal , das das Computerprogrammprodukt überträgt , beansprucht .

Alle Ausgestaltungen, sowohl in abhängiger Form rückbezogen auf den Patentanspruch 1 oder 12 , als auch rückbezogen lediglich auf einzelne Merkmale oder Merkmalskombinationen von Patentansprüchen, bewirken eine Verbesserung eines Schutz- schaltgerätes zur schnellen und sicheren Abschaltung bei Überströmen und Kurzschlüssen und vermeidet eine thermische Zerstörung der eingesetzten halbleiterbasierten Schaltelemente bei Überströmen oder Kurzschlüssen . Die beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Aus führungsbeispiele , die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden .

Dabei zeigt die Zeichnung :

Figur 1 eine erste Darstellung eines Schutzschaltgerätes ,

Figur 2 eine zweite Darstellung eines Schutzschaltgerätes ,

Figur 3 eine erste Ausgestaltung des Schutzschaltgerätes ,

Figur 4 eine zweite Ausgestaltung des Schutzschaltgerätes ,

Figur 5 eine dritte Ausgestaltung des Schutzschaltgerätes ,

Figur 6 eine vierte Ausgestaltung des Schutzschaltgerätes ,

Figur 7 Spannungs- und Stromschwellwertverläufe über der Zeit .

Figur 1 zeigt eine Darstellung eines Schutzschaltgerätes SG zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreises , insbesondere Niederspannungswechselstromkreises , mit einem Gehäuse GEH, aufweisend :

- Anschlüsse für Leiter des Niederspannungsstromkreises , insbesondere erste Anschlüsse LI , NI für eine netzseitigen, insbesondere energiequellenseitigen, Anschluss EQ des Schutz- schaltgerätes SG und zweite Anschlüsse L2 , N2 für einen lastseitigen, insbesondere energiesenkenseitigen - im Falle passiver Lasten, Anschluss ES (verbraucherseitigen Anschluss ) des Schutzschaltgerätes SG, wobei speziell phasenleiterseitige Anschlüsse LI , L2 und neutralleiterseitige Anschlüsse NI , N2 vorgesehen sein können; der lastseitige Anschluss kann eine passive Last (Verbraucher ) oder/und eine aktive Last ( (weitere ) Energiequelle auf- weisen, bzw . eine Last , die sowohl passiv als auch aktiv sein kann, z . B . in zeitlicher Abfolge ;

- eine Spannungssensoreinheit SU, zur Ermittlung der Höhe der Spannung des Niederspannungsstromkreises , so dass momentane Spannungswerte (phasenbezogene Spannungswerte ) DU vorliegen, mit momentanen (phasenwinkelbezogene ) Spannungswerten sind insbesondere analoge momentane Spannungswerte gemeint , d . h . beispielsweise ein analoges Äquivalent , dass die Höhe der Spannung angibt , beispielsweise eine analoge Spannung, dessen Höhe der der elektrischen Spannung entspricht ,

- eine Stromsensoreinheit S I , zur Ermittlung der Höhe des Stromes des Niederspannungsstromkreises , derart das momentane (phasenwinkelbezogene ) Stromwerte DI vorliegen, mit momentanen (phasenwinkelbezogene ) Stromwerten sind insbesondere analoge momentane Stromwerte gemeint , d . h . beispielsweise ein analoges Äquivalent , dass die Höhe des Stromes angibt , beispielsweise eine analoge Spannung, dessen Höhe der des elektrischen Stromes entspricht ,

- einer elektronischen Unterbrechungseinheit EU, die durch halbleiterbasierte Schaltelemente einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung ( insbesondere Unterbrechung) und einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis aufweist ,

- eine mechanische Trennkontakteinheit MK, die durch ein Öf fnen von Kontakten zur Vermeidung eines Stromflusses oder ein Schließen der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar ist ,

- einer Steuerungseinheit SE , die mit der Spannungssensoreinheit SU, der Stromsensoreinheit S I , der mechanischen Trennkontakteinheit MK und der elektronischen Unterbrechungseinheit EU verbunden ist .

Die mechanische Trennkontakteinheit MK ist elektrisch in Serie mit der elektronischen Unterbrechungseinheit EU geschaltet .

Die Steuerungseinheit SE kann :

* mit einer digitalen Schaltung, z . B . mit einem Mikroprozes- sor (= Mikrocontroller ) , realisiert sein; der Mikroprozessor kann auch einen Analog-Teil enthalten;

* mit einer digitalen Schaltung mit analogen Schaltungsteilen realisiert sein .

Das Schutzschaltgerät SG, insbesondere die Steuerungseinheit SE , ist derart ausgestaltet , dass bei Überschreitung mindestens eines Stromschwellwertes eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert wird, insbesondere in einem ersten Schritt durch die elektronische Unterbrechungseinheit EU initiiert wird .

D . h . bei Überschreitung mindestens eines Stromschwellwertes , der in der Regel durch einen, insbesondere lastseitigen (ES ) , Kurzschluss verursacht wird, wird die elektronische Unterbrechungseinheit EU vom niederohmigen Zustand in den hochohmigen Zustand zur Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises geschaltet .

Es können auch mehrere Stromschwellwerte vorgesehen sein, insbesondere können momentane / phasenwinkelbezogene Stromschwellwerte vorgesehen sein, so dass abhängig vom Phasenwinkel der elektrischen Spannung bzw . des elektrischen Stromes ein momentaner bzw . phasenwinkelbezogener Vergleich durchgeführt wird . Diese momentanen bzw . phasenwinkelbezogenen Stromschwellwerte können in Abhängigkeit von der Höhe des Stromes , der Spannung oder/und Temperatur angepasst werden . Insbesondere in einem Niederspannungswechselstromkreis kann dann schnell , beispielsweise für die nächste Halbwelle , ein angepasster momentaner bzw . phasenwinkelbezogener Stromschwellwert zur Verfügung gestellt werden (bzw . ein Satz angepasster Stromschwellwerte für j ede Halbwelle - Anpassung alle 10 ms in einem Niederspannungswechselstromkreis mit einer Netz frequenz von 50 Hz ) .

Ein Vergleich kann dahingehend erfolgen, dass vom ( insbesondere periodischen) zeitlichen Verlauf der Höhe der Spannung bzw . der ermittelten momentanen Spannungswerte abhängige (insbesondere periodische) momentane Stromschwellwerte vorliegen .

Die momentanen Stromschwellwerte können kontinuierlich oder phasenwinkelweise vorliegen.

Die momentanen Stromschwellwerte können dabei pro einzelnen Phasenwinkel, einen Phasenwinkelbereich (mehrere Phasenwinkel) , z.B. alle 2°, oder einen Phasenwinkelabschnitt (ein Teil eines Phasenwinkels) , z.B. alle 0,5° oder 0,1° vorliegen. Insbesondere eine Auflösung von 1° bis 5° ist besonders vorteilhaft (dies entspricht einer Abtastrate von 3,5 bis 20 kHz ) .

Die momentanen Stromwerte werden phasenbezogen mit den momentanen Stromschwellwerten verglichen. Bei (betragsmäßiger) Überschreitung des momentanen Stromschwellwertes durch den (Betrag des) momentanen Stromwertes wird eine Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises, z.B. durch ein erstes Unterbrechungssignal TRIP von der Steuerungseinheit SE zur elektronischen Unterbrechungseinheit EU, initiiert, wie in Figur 1 eingezeichnet .

Die elektronische Unterbrechungseinheit EU ist gemäß Figur 1 als Block in beiden Leitern eingezeichnet. Damit ist in einer ersten Variante keine Unterbrechung beider Leiter gemeint. Mindestens ein Leiter, insbesondere der aktive Leiter respektive Phasenleiter, weist halbleiterbasierte Schaltelemente auf. Der Neutralleiter kann schaltelementefrei sein, d.h. ohne halbleiterbasierte Schaltelemente. D.h. der Neutralleiter ist direkt verbunden, d.h. wird nicht hochohmig. D.h. es erfolgt nur eine einpolige Unterbrechung (des Phasenleiters) . Sind weitere aktive Leiter / Phasenleiter vorgesehen, weisen in einer zweiten Variante der elektronischen Unterbrechungseinheit EU die Phasenleiter halbleiterbasierten Schaltelemente auf. Der Neutralleiter ist direkt verbunden, d.h. wird nicht hochohmig. Beispielsweise für einen Dreiphasen- Wechselstromkreis . In einer dritten Variante der elektronischen Unterbrechungseinheit EU kann der Neutralleiter ebenfalls ein halbleiterbasiertes Schaltelement aufweisen, d . h . bei einer Unterbrechung der elektronischen Unterbrechungseinheit EU werden beide Leiter hochohmig .

Die elektronische Unterbrechungseinheit EU kann Halbleiterbauelemente wie Bipolartransistoren, Feldef fekttransistoren ( FET ) , I solated Gate Bipolartransistoren ( IGBT ) , Metall Oxid Schicht Feldef fekttransistoren (MOSFET ) oder andere ( selbstgeführte ) Leistungshalbleiter aufweisen . Insbesondere IGBT ' s und MOSFET ' s eignen sich auf Grund geringer Durchflusswiderstände , hoher Sperrschichtwiderstände und eines guten Schaltverhaltens besonderes gut für das erfindungsgemäße Schutzschaltgerät .

Das Schutzschaltgerät SG kann bevorzugt ein mechanisches Trennkontaktsystem MK gemäß Norm mit normgerechten Trennereigenschaften, zur galvanischen Trennung des Stromkreises , insbesondere zum normgerechten Freischalten ( im Gegensatz zum Abschalten) des Stromkreises aufweisen . Das mechanische Trennkontaktsystem MK ist mit der Steuerungseinheit SE verbunden, wie in Figur 1 eingezeichnet , so dass die Steuerungseinheit SE eine galvanische Trennung des Stromkreises initiieren kann .

Speziell kann eine weitere Auswertung implementiert sein, die bei Erfüllung anderer Kriterien eine galvanische Trennung herbei führt . Beispielsweise kann eine Uberstromerkennung vorgesehen sein, beispielsweise in der Steuerungseinheit SE , die bei Überströmen, d . h . bei Überschreitung von Strom-Zeitgrenz- werten, d . h . wenn ein Strom, der einen Stromgrenzwert überschreitet , eine bestimmte Zeit anliegt , d . h . beispielsweise ein bestimmter Energieschwellwert überschritten, eine halbleiterbasierte oder/und galvanische Unterbrechung des Stromkreises erfolgen . Alternativ bzw . zusätzlich kann beispielsweise bei einem erkannten Kurzschluss auch eine galvanische Trennung initiiert werden .

Die Initiierung der galvanischen Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises erfolgt beispielsweise durch ein weiteres zweites Unterbrechungssignal TRIPG, dass von der Steuerungseinheit SE zum mechanisches Trennkontaktsystem MK gesendet wird, wie in Figur 1 eingezeichnet .

Das mechanische Trennkontaktsystem MK kann in einer ersten Variante einpolig unterbrechen . D . h . es wird nur ein Leiter der beiden Leiter, insbesondere der aktive Leiter respektive Phasenleiter unterbrochen, d . h . weist einen mechanischen Kontakt auf . Der Neutralleiter ist dann kontaktfrei , d . h . der Neutralleiter ist direkt verbunden .

Sind weitere aktive Leiter / Phasenleiter vorgesehen, weisen in einer zweiten Variante die Phasenleiter mechanische Kontakte des mechanischen Trennkontaktsystems auf . Der Neutralleiter ist in dieser zweiten Variante direkt verbunden . Beispielsweise für einen Dreiphasen-Wechselstromkreis .

In einer dritten Variante des mechanischen Trennkontaktsystem MK weist der Neutralleiter ebenfalls mechanische Kontakte auf , wie in Figur 1 eingezeichnet .

Mit mechanischem Trennkontaktsystem MK ist insbesondere eine (normgerechte ) Trennfunktion gemeint , realisiert durch das Trennkontaktsystem MK . Mit Trennfunktion sind die Punkte : -Mindestluf tstrecke nach Norm (Mindestabstand der Kontakte ) , -Kontaktstellungsanzeige der Kontakte des mechanischen Trennkontaktsystem, -Öf fnung des mechanischen Trennkontaktsystem immer möglich ( keine Blockierung des Trennkontaktsystems durch die Handhabe ) , so genannte Freiauslösung gemeint . Hinsichtlich der Mindestluf tstrecke zwischen den Kontakten des Trennkontaktsystem ist diese im Wesentlichen spannungsabhängig . Weitere Parameter sind der Verschmutzungsgrad, die Art des Feldes (homogen, inhomogen) , und der Luftdruck bzw . die Höhe über Normalnull .

Für diese Mindestluf tstrecken bzw . Kriechstrecken gibt es entsprechende Vorschri ften bzw . Normen . Diese Vorschri ften geben beispielsweise bei Luft für eine Stoßspannungs festigkeit die Mindestluf tstrecke für ein inhomogenes und ein homogenes ( ideales ) elektrisches Feld in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad an . Die Stoßspannungs festigkeit ist die Festigkeit beim Anlegen einer entsprechenden Stoßspannung . Nur bei Vorliegen dieser Mindestlänge (Mindeststrecke ) weist das Trennkontaktsystem bzw . Schutzschaltgerät eine Trennfunktion ( Trennereigenschaft ) auf .

Im Sinne der Erfindung sind hierbei für die Trennerfunktion und deren Eigenschaften der Normenreihe DIN EN 60947 bzw . IEC 60947 einschlägig, auf die hier durch Referenz Bezug genommen wird .

Figur 2 zeigt eine Darstellung gemäß Figur 1 , mit dem Unterschied, dass vorteilhaft (bei der Serienschaltung aus mechanischer Trennkontakteinheit MK und elektronischer Unterbrechungseinheit EU) die mechanische Trennkontakteinheit MK den lastseitigen Anschlüssen und die elektronische Unterbrechungseinheit EU den netzseitigen Anschlüssen zugeordnet ist . Ferner ist die elektronische Unterbrechungseinheit EU als einpolige elektronische Unterbrechungseinheit EU ausgeführt , d . h . ist im Beispiel im Phasenleiter, d . h . zwischen den Anschlüssen LI , L2 , vorgesehen . Die elektronische Unterbrechungseinheit EU weist ferner (mindestens ) ein halbleiterbasiertes Schaltelement (= Leistungshalbleiter ) auf , was in Figur 2 angedeutet ist . Das halbleiterbasierte Schaltelement weist ferner ein Uberspannungsschut zelement auf , was in Figur 2 ebenfalls angedeutet ist . Die Steuerungseinheit SE weist eine analoge erste Teileinheit SEA und eine digitale zweite Teileinheit SED auf . Die digitale zweite Teileinheit SED kann beispielsweise ein Mikroprozessor bzw . digitaler Signalprozessor ( DSP ) sein . Die analoge erste Teileinheit SEA weist mindestens einen ( Strom- ) Komparator auf , wie in Figur 2 angedeutet .

Figur 3 zeigt eine Darstellung gemäß Figur 1 und 2 , mit einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung . Die Steuerungseinheit SE weist zwei Teileinheiten auf , eine analoge erste Teileinheit SEA und eine digitale zweite Teileinheit SED . Die erste Teileinheit SEA weist hierbei einen analogen ersten ( Strom- ) Komparator CI 1 auf . Diesem werden einerseits die analogen momentanen Stromwerte DI der Stromsensoreinheit S I zugeführt . Andererseits werden dem ersten Komparator CI 1 ein Stromschwellwert oder ( in zeitlicher Abfolge ) momentane Stromschwellwerte SWI von der digitalen zweiten Teileinheit SED zugeführt . Mit Strom-Komparator ist hierbei ein Komparator gemeint , der zwei ( Strom- ) Größen miteinander vergleicht , wobei hierbei insbesondere Äquivalente der Höhe des Stromes miteinander verglichen werden ( z . B . zwei Spannungen, deren Spannungshöhe j eweils die Stromhöhe bzw . die Höhe des Stromschwellwertes repräsentiert ) .

Die ( analogen) momentanen Stromschwellwerte sind insbesondere ein analoger Spannungsverlauf .

Der analoge erste Komparator CI 1 vergleicht die analogen momentanen Stromwerte DI mit den analogen momentanen Stromschwellwerten SWI und gibt , wie beschrieben, bei Überschreitung, ein erstes Stromunterbrechungssignal TI , zur Initiierung einer Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises , ab . Das Stromunterbrechungssignal TI kann einer Logikeinheit LG zugeführt werden, die es mit anderen Unterbrechungssignalen kombiniert und das erste Unterbrechungssignal TRIP zur halbleiterbasierten Unterbrechung bzw . hochohmigen Unterbrechung an die elektronische Unterbrechungseinheit EU abgibt . Mit dem analogen ersten ( Strom- ) Komparator ist insbesondere eine sofortige, d.h. sehr schnelle, Erkennung der Überschreitung möglich, diese findet üblicherweise im ns-Bereich statt, d.h. zwischen 1 und 100 ns.

Im Vergleich dazu würde ein digitales System aktuell im ps- bereich, also beispielsweise zwischen 2 - 100 ps reagieren, auf Grund der Berechnungs- und Reaktionszeiten.

In einer Ausgestaltung speichert der erste Stromkomparator CI1 die momentanen ( Strom- ) Schwellwerte SWI zwischen, um die Werte ständig zur Verfügung zu haben.

Wobei die momentanen Stromschwellwerte SWI mit dem zeitlichen Verlauf der momentanen Spannungswerte (dem zeitlichen Verlauf der Spannung) synchronisiert sind. Dadurch werden z.B. bei kleiner momentaner Spannung (Phasenwinkel einer sinusförmigen Wechselspannung von z.B. -30° bis 0° bis 30°) kleine momentane Stromschwellwerte SWI verwendet (bzw. liegen vor) und bei hoher momentaner Spannung (Phasenwinkel einer sinusförmigen Wechselspannung von z.B. 60° bis 90° bis 120°) hohe Stromschwellwerte SWI verwendet (bzw. liegen vor) . Dadurch ist beispielsweise vorteilhaft die Auslösezeit weitestgehend unabhängig vom Phasenwinkel der Spannung, so dass die Auslösezeit unter einem zeitlichen ersten Schwellwert liegt.

Die (analogen) momentanen Stromwerte DI und die (analogen) momentanen Spannungswerte DU werden zudem der zweiten Teileinheit SED zugeführt. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die momentanen Stromwerte DI oder/und momentanen Spannungswerte DU dort durch einen ersten Analog-Digital-Umsetzer ADC1 digitalisiert und einem Mikroprozessor (=Mikrocontrol- ler) CPU zugeführt. Dieser führt eine Ermittlung bzw. Berechnung der momentanen Stromschwellwerte SWI durch, in Abhängigkeit von der Höhe des Stromes / der zugeführten momentanen Stromwerte DI. Die durch die zweite Teileinheit SED bzw. insbesondere den Mikroprozessor CPU ermittelten momentanen Stromschwellwerte SWI werden wiederum durch einen ersten Di- gital-Analog-Umset zer DAC1 der ersten Teileinheit SEA zugeführt , insbesondere dem ersten Stromkomparator CI 1 , um den oben beschriebenen Vergleich durchzuführen .

Die zweite Teileinheit SED oder die erste Teileinheit SEA kann den ersten Digital-Analog Umsetzer DAC1 aufweisen, um die in der zweite Teileinheit SED berechneten ( digitalen) Stromschwellwerte SWI in analoge Stromschwellwerte SWI umzusetzen, um einen anlogen Vergleich in der erste analogen Teileinheit SEA durchzuführen . Im Beispiel gemäß Figur 3 ist der erste Digital-Analog Umsetzer DAC1 ein Teil der ( digitalen) zweiten Teileinheit SED (bzw . dieser zugeordnet ) .

Dabei kann vorteilhaft die Ermittlung der momentanen Stromschwellwerte SWI in der zweiten Teileinheit SED digital erfolgen bzw . mit einer langsameren Verarbeitungsgeschwindigkeit als der fortlaufende Vergleich von analogen momentanen Stromwerten DI mit den analogen momentanen Stromschwellwerten SWI in der ersten Teileinheit SEA. Dies ist vorteilhaft , da der analoge Vergleich des Stromwertes schneller erfolgt , als die Verarbeitungs zeit bzw . Berechnungs zeit der digitalen zweiten Teileinheit SED .

Der phasengenaue Vergleich ist in der Regel durch die schnellen Verarbeitungsgeschwindigkeiten vom ersten Analog-Digital- Umsetzer ADC1 , Mikroprozessor (=Mikrocontroller ) CPU und ersten Digital-Analog Umsetzer DAC1 im Vergleich zur Frequenz des Niederspannungsstromkreises , der in Europa in Regel 50 Hertz beträgt , sichergestellt .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die erste Teileinheit SEA einen Spannungskomparator CU aufweisen, wie in Figur 3 dargestellt . Diesem werden einerseits die momentanen Spannungswerte DU des Spannungssensors SU zugeführt . Andererseits werden dem Spannungskomparator CU momentane Spannungsschwellwerte SWU von der zweiten Teileinheit SED zugeführt . Der Spannungskomparator CU vergleicht die momentanen Spannungswerte DU mit den momentanen Spannungsschwellwerten SWU und gibt bei Überschreitung oder Unterschreitung bzw . Bereichsprüfung ein Spannungsunterbrechungssignal TU zur Initiierung einer Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises ab .

Das Spannungsunterbrechungssignal TU kann der Logikeinheit LG zugeführt werden, die es mit dem (n) ( anderen) Unterbrechungssignal ( en) kombiniert und das erste Unterbrechungssignal TRIP zur halbleiterbasierten Unterbrechung bzw . hochohmigen Unterbrechung an die elektronische Unterbrechungseinheit EU abgibt .

In einer Ausgestaltung speichert der Spannungskomparator CU die momentanen Schwellwerte SWU zwischen, um die Werte ständig zur Verfügung zu haben .

In einer Ausgestaltung führt der Mikroprozessor CPU eine Ermittlung bzw . Berechnung der momentanen Spannungsschwellwerte SWU durch . Die durch die zweite Teileinheit SED bzw . insbesondere den Mikroprozessor CPU ermittelten momentanen Spannungsschwellwerte SWU werden wiederum der ersten Teileinheit SEA zugeführt , insbesondere dem Spannungskomparator CU, um den oben beschriebenen Vergleich durchzuführen . Die digitalen momentanen Spannungsschwellwerte SWU können durch einen weiteren, nicht dargestellten, Digital-Analog-Umsetzer in analoge momentanen Spannungsschwellwerte SWU umgesetzt werden . Diese werden mit dem Spannungskomparator CU mit den analogen momentanen Spannungswerten DU verglichen .

Dabei kann vorteilhaft die Ermittlung der momentanen Spannungsschwellwerte SWU in der zweiten Teileinheit SED digital erfolgen bzw . mit einer langsameren Verarbeitungsgeschwindigkeit als der fortlaufende Vergleich von momentanen Spannungswerten DU und momentanen Spannungsschwellwerten SWU in der ersten Teileinheit SEA. Je nach Ausgestaltung kann ein zweites Unterbrechungssignal TRIPG von der zweiten Teileinheit SED der Steuerungseinheit SE , insbesondere vom Mikroprozessor CPU, zur galvanischen Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises an das mechanische Trennkontaktsystem MK abgegeben werden, wie in Figur 3 eingezeichnet .

Die Ausgestaltung der Steuerungseinheit mit einer analogen ersten Teileinheit und eine digitale zweiten Teileinheit hat den besonderen Vorteil , dass eine ef fi ziente Architektur vorliegt . Die erste analoge Teileinheit kann einen sehr schnellen Vergleich von momentanen Werten und Schwellwerten durchführen, wodurch eine schnelle Kurzschlusserkennung möglich ist . Die zweite Teileinheit kann eine davon unabhängige Schwellwertberechnung bzw . Anpassung durchführen, erfindungsgemäß abhängig von der Höhe des Stromes , die nicht so schnell wie die Erkennung durchgeführt werden muss . Die Schwellwerte können beispielsweise zwischengespeichert werden, um für einen schnellen Vergleich zur Verfügung zu stehen . Die Schwellwerte müssen nicht ständig angepasst werden .

Figur 4 zeigt eine Darstellung gemäß Figur 3 , mit dem Unterschied, dass eine Temperatursensoreinheit TS vorgesehen ist , der mit der Steuerungseinheit SE , insbesondere der zweiten Teileinheit SED, verbunden ist , zur Ermittlung der Höhe mindestens einer Temperatur i ,chip im Schutzschaltgerät , insbesondere zur Ermittlung mindestens einer Temperatur einer Einheit des Schutzschaltgerätes , insbesondere mindestens einer Temperatur der elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) , speziell mindestens eines halbleiterbasierten Schaltelementes , derart das ( analoge ) momentane Temperaturwerte i , chip , analog vorliegen . Die analogen momentane Temperaturwerte i ,chi _P , analog werden durch einen dritten Analog-Digital-Umsetzer ADC3 in digitale momentane Temperaturwerte i , chip , digital digitalisiert . So können Sie vom Mikroprozessor CPU der zweiten Teileinheit SED verarbeitet werden und insbesondere die Höhe des bzw . der Stromschwellwerte beeinflussen . Ferner ist ein zweiter Analog-Digital-Umsetzer ADC2 vorgesehen, analog zu Figur 3 , der die analogen momentanen Spannungswerte DU bzw . u _x , analog in digitale momentane Spannungswerte u _x , digital digitalisiert , so dass sie von der zweiten Teileinheit SED verarbeitet werden können und beispielsweise die Höhe des bzw . der Stromschwellwerte beeinflussen können .

Figur 5 zeigt eine weitere Darstellung gemäß Figur 3 und 4 , mit dem Unterschied, dass ein analoger erster Komparator CI 1 und ein analoger zweiter Komparator CI2 vorgesehen sind . Der zweite Komparator CI2 entspricht dem ersten Komparator CI 1 . Ferner ist ein zweiter Digital-Analog-Umsetzer DAC2 vorgesehen . Der zweite Digital-Analog-Umsetzer DAC2 entspricht dem ersten Digital-Analog-Umsetzer DAC1 .

Dem ersten Digital-Analog-Umsetzer DAC1 wird mindestens ein digitaler erster Stromschwellwert i n _m , high , digital und dem zweiter Digital-Analog-Umsetzer DAC2 wird mindestens ein digitaler zweiter Stromschwellwert i ü _m , iow, digital zugeführt , die es in mindestens einen analogen ersten Stromschwellwert in _m , high , analog und mindestens einen analogen zweiten Stromschwellwert i üm, low, analog umsetzen und dem ersten bzw . zweiten Komparator CI 1 , CI2 zuführen . Die Ausgänge des ersten und zweiten Komparator CI 1 , CI2 sind über die Logikeinheit LG und gegebenenfalls weiteren Signalen logisch Oder-verknüpf t .

Der analoge erste Komparator CI 1 vergleicht ( kontinuierlich) den analogen momentanen Stromwert DI bzw . i _x , analog mit den mindestens einen analogen ersten Stromschwellwert iüm, high , analog und gibt bei Überschreitung ein erstes Signal trip, high zur Vermeidung des Stromflusses des Niederspannungsstromkreises an seinem Ausgang ab, zur Logikeinheit LG . Der analoge zweite Komparator vergleicht ( kontinuierlich) den analogen momentanen Stromwert DI bzw . i _x , analog mit den mindestens einen analogen zweiten Stromschwellwert i ii _m , iow, analog und gibt bei Unter- schreitung ein zweites Signal trip,i _ow zur Vermeidung des Stromflusses des Niederspannungsstromkreises an seinem Ausgang ab, zur Logikeinheit LG . Liegt eine Überschreitung oder Unterschreitung vor, wird der Niederspannungsstromkreis unterbrochen ( of f ) , insbesondere mittels der elektronischen Unterbrechungseinheit EU .

Figur 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung bzw . Variante gemäß der Figuren 1 bis 5 . Figur 6 zeigt einen Teil einer einfachen Variante der, bevorzugt analogen, ersten Teileinheit SEAE und einen Teil einer alternativen Variante der, bevorzug digitalen, zweiten Teileinheit SEDE auf .

Der Teil der einfachen Variante der ersten Teileinheit SEAE weist den ( Strom- ) Komparator CIE auf , dem die analogen momentanen Stromwerte DI , insbesondere beispielsweise deren Betrag, und die analogen momentanen Stromschwellwerte SWI , insbesondere ebenso betragsbezogen, zugeführt werden . Der analoge ( Strom- ) Komparator CIE gibt in diesem Beispiel direkt das erste Unterbrechungssignal TRIP zur Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises ab, analog zu den vorhergehenden Figuren . Die Betragsbildung kann durch eine oder weitere , nicht dargestellte Einheiten erfolgen .

Der Teil der alternativen Variante der zweiten Teileinheit SEDE weist eine Netzsynchronisationseinheit NSE auf . Dieser werden die ( analogen) momentanen Spannungswerte DU zugeführt . Die Netzsynchronisationseinheit NSE ermittelt aus den zugeführten ( analogen) momentanen Spannungswerten DU, die z . B . eine sinus förmige Wechselspannung des Niederspannungsstromkreises sind, den Phasenwinkel cp ( t ) der Spannung .

Alternativ kann zusätzlich noch die Amplitude U und ein erwarteter Zeitwert der Spannung UE respektive Erwartungswert der Spannung UE ermittelt werden .

Der Erwartungswert der Spannung UE ist hierbei eine Art gefilterter bzw . regenerierter bzw . erzeugter äquivalenter momentaner Spannungswert DU . Der Phasenwinkel cp ( t ) (als auch der Erwartungswert der Spannung UE bzw. die Amplitude U) der Spannung DU können beispielsweise durch eine so genannte Phase Locked Loop respektive Phasenregelschleife, kurz PLL, ermittelt werden. Eine PLL ist eine elektronische Schaltungsanordnung oder eine in Software programmierte Variante im Mikrocontroller, die die Phasenlage und damit zusammenhängend die Frequenz eines veränderbaren Oszillators über einen geschlossenen Regelkreis so beeinflusst, dass die Phasenabweichung zwischen einem äußeren periodischen Referenzsignal (momentane Spannungswerte) und dem Oszillator oder einem daraus abgeleiteten Signal möglichst konstant ist.

Damit kann u.a. der Phasenwinkel cp ( t ) , die Grundfrequenz und deren Amplitude der zugeführten Netzspannung, d.h. der ermittelten Spannungswerte, ermittelt werden, d.h. z.B. auch der (ungestörte bzw. gefilterte) Erwartungswert der (Netz-) Spannung .

Der von der Netzsynchronisationseinheit NSE ermittelte Phasenwinkel cp ( t ) (und eventuell die Amplitude U oder/und der erwartete Zeitwert der Spannung UE) werden einer Schwellwerteinheit SWE zugeführt. Die Schwellwerteinheit SWE kann eine (skalierte) Kurve für die (phasenbezogenen) momentanen Stromschwellwerte SWI aufweisen. Beispielsweise bei einer sinusförmigen Wechselspannung des Niederspannungsstromkreis eine (annähernd) sinusförmige Stromschwellwertkurve, d.h. einen in der Höhe sinusförmigen Verlauf der momentanen Stromschwellwerte SWI über den Phasenwinkel 0° bis 360° respektive der Periodendauer (bzw. der (korrespondierenden) Zeit) .

Das Schutzschaltgerät SG kann ein, insbesondere einziges, Einstellelement aufweisen. Mit diesem, insbesondere einzigen Einstellelement am Schutzschaltgerät SG, kann ein Grenzwert bzw. Maximalwert für den Stromschwellwert einstellbar sein. Alternativ kann der Grenzwert bzw. Maximalwert für den Stromschwellwert auch fest vorgeben bzw. programmiert sein. Erfindungsgemäß wird dann die Stromschwellwertkurve hinsichtlich dieses mittels des Einstellelementes eingestellten bzw . fest vorgegebenen Grenzwertes bzw . Maximalwertes für den Stromschwellwert skaliert . Beispielsweise kann die Amplitude (d . h . der Maximalwert ) der Stromschwellwertkurve mit dem Grenzwert/Maximalwert für den Stromschwellwert skaliert werden .

Beispielsweise kann der Maximalwert des Stromschwellwertes bei dem 4- fachen der Amplitude eines Nennstromes ( d . h . mindestens der Strom, den das Schutzschaltgerätes dauerhaft führen muss , Normenabhängig) des Schutzschaltgerätes liegen, beispielsweise weisen übliche Schutzschaltgeräte einen Nennstrom von z . B . 16 A auf . Daraus ergibt sich im Beispiel ein Maximalwert des Stromschwellwertes von : 90 A = (Wurzel 2 ) * 16 A * 4 .

(Wurzel 2 => Amplitude des Nennstromwertes )

Die momentanen Stromschwellwerte SWI können durch das Vorliegen des Phasenwinkels cp ( t ) der Spannung in der Schwellwerteinheit SWE von dieser synchron zum momentanen Stromwert DI an den Stromkomparator CIE übermittelt werden, so dass ein phasenbezogener (phasenwinkelbezogener ) Vergleich zwischen momentanen Stromwert DI und momentanen Stromschwellwert SWI erfolgen kann .

Figur 7 zeigt einerseits den Verlauf der Höhe einer netzseitigen Spannung Vgrid in Volt [V] , auf der linken vertikalen Achse , einer Periode einer sinus förmigen Wechselspannung über der Zeit t in s [ s ] , auf der hori zontalen Achse . Beispielsweise einer sinus förmigen Wechselspannung im Niederspannungswechselstromkreis . Hierbei sind die momentanen Spannungswerte der Spannung über der Zeit angegeben, wobei die Zeit proportional zum Phasenwinkel ist ( f = 50 Hz ) .

Andererseits einen phasenwinkelbezogenen bzw . phasenwinkelabhängigen (betragsmäßigen) skalierten ( 0 bis 1 ) momentanen Stromschwellwert threshold, auf der rechten vertikalen Achse , über der Zeit t in s [ s ] . Der zeitliche (skalierte) Verlauf der momentanen Stromschwellwerte threshold entspricht dabei den (phasenbezogenen) momentanen Stromschwellwerten SWI .

Der zeitliche Verlauf des momentanen Stromschwellwertes (threshold) richtet sich hierbei nach dem betragsmäßigen Verlauf der Spannung, d.h. der Verlauf ist im Bereich der positiven Spannungshalbwelle gleich zum Verlauf im Bereich der negativen Spannungshalbwelle.

Der zeitliche (skalierte) Verlauf der momentanen Stromschwellwerte threshold wird entsprechend dem mittels des Einstellelementes eingestellten bzw. fest vorgegebenen Grenzwer- tes/Maximalwertes für den Stromschwellwert erfindungsgemäß skaliert. Z.B. wird die Amplitude (Skalierung 1) auf 100 A Eingestellt, oder z.B. dem 5-fachen Nennstrom. Bei einem Nennstrom von z.B. 16 A auf z.B.

5 * 16A * 1,414 (Wurzel 2) = 113 A (Wurzel 2 => Spitzenwert des Momentanwertes des Stromes) .

Im Allgemeinen entspricht der Verlauf der momentanen Stromschwellwerte threshold dem Verlauf der Spannung im Stromkreis, wie in Figur 7 dargestellt. D.h. beispielsweise bei einem dreieckigen Spannungsverlauf würde eine dreieckige Stromschwellwertkurve verwendet werden. Der Hintergrund ist der, dass die Höhe der Spannung die Höhe des (Kurzschluss- ) Stromes bestimmt. Erfindungsgemäß werden folglich bei hohem Strom niedrige Schwellwerte und bei niedrigem Strom hohe Schwellwerte verwendet, um eine schnelle, phasenwinkelunabhängige, Kurzschlusserkennung zu ermöglichen.

Gemäß Figur 7 weisen die (periodischen) momentanen Stromschwellwerte SWI einen Minimalwert auf. D.h. die Sinuskurve ist nicht ideal (nur näherungsweise bzw. annähernd sinusförmig) . Der Minimalwert ist größer als Null. Insbesondere ist der Minimalwert größer als 5%, 10%, 15% oder 20% des Maximalwertes, spezieller kann dieser Minimalwert im Bereich 5 bis 20% vom Maximalwert liegen, beispielsweise (bei) 10% oder 15 % , d.h. der Amplitude der Stromschwellwertkurve threshold.

Der Minimalwert tritt an die Stelle bzw. im Bereich des Nulldurchganges der ( Sinus- ) Kurve für die Stromschwellwerte.

Bei einem zeitlich sinusförmigen Spannungsverlauf im Niederspannungswechselstromkreis sind die zeitlichen Verläufe von Spannung und Stromschwellwerten phasenbezogen derart synchronisiert, dass der Zeitpunkt der Amplitude (Maximalwert) der Spannung mit dem Zeitpunkt der Amplitude (Maximalwert) des Stromschwellwertes übereinstimmt, wie in Figur 7 gezeigt. Der Bereich des Nulldurchganges der Spannung stimmt ferner mit dem Bereich des Minimalwertes des Stromschwellwertes überein .

Die Phasenwinkelauflösung bestimmt die Schnelligkeit der Berechnung der Schwellwerte. Bei einer Phasenwinkelauflösung von 1°, d.h. für jeden vollen Phasenwinkel der Spannung liegt ein Schwellwert vor, d.h. etwa alle 55,5 ps liegt ein momentaner Schwellwert vor. Die Abschaltung erfolgt über bevorzugt über einen analogen Komparator, d.h. kontinuierlich, und ist damit deutlich schneller (z.B. im Nanosekunden-Bereich) als die Phasenwinkelauflösung.

Alternativ gilt bei einer voll digitalen Verarbeitung der folgende zeitliche Verlauf. Die Phasenwinkelauflösung bestimmt die Schnelligkeit der Erkennung. Bei einer Phasenwinkelauflösung von 1°, d.h. für jeden vollen Phasenwinkel der Spannung liegt ein Schwellwert vor, d.h. etwa alle 55,5 ps liegt ein momentaner Schwellwert vor, bedeutet dies, dass eine Abschaltung nach minimal ca. 60ps erfolgen kann. Bei höheren Phasenwinkelauflösungen lassen sich kürzere Abschaltzeiten erreichen.

In diesem Beispiel erfolgt dann eine Verarbeitung der Werte mit mindestens 18 kHz.

Die Stromschwellwerte können auch (skaliert) in einer Tabelle abgelegt sein, wobei dann der Wert ggfs. angepasst wird. Obwohl die Erfindung im Detail durch das Aus führungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und ande- re Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .