Circuito de protección contra una sobreintensidad.

Circuito electrónico de protección de una carga (R4) alimentada por una fuente de tensión alterna

(V1) frente a una sobreintensidad que proviene de dicha fuente de tensión alterna (V1), dicho circuito electrónico de protección incluye un primer triac (Q1) y una conexión a la fuente de tensión alterna (V1), caracterizado por el hecho que incluye además una fuente de tensión continua,

- un primer terminal principal del primer triac (Q1) está conectado a la fuente de tensión alterna (V1) por medio de la carga (R4) que se va a proteger y el segundo terminal principal del primer triac (Q1) está conectado al gatillo de un segundo triac (Q2) y a una resistencia (R10) de ajuste de umbral de error, el gatillo del primer triac (Q1) está conectado a la fuente de tensión continua;

- un primer terminal principal del segundo triac (Q2) está conectado a la fuente de tensión continua y el segundo terminal principal del segundo triac (Q2) está conectado a la masa del circuito, el gatillo de este segundo triac (Q2) está conectado entre el segundo terminal principal del primer triac (Q1) y la resistencia de ajuste del umbral de protección (R10).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12160717.

Solicitante: ATLANTIC INDUSTRIE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: ZONE INDUSTRIELLE NORD, RUE MONGE 85000 LA ROCHE SUR YON FRANCIA.

Inventor/es: BONY, YVES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación... > Circuitos de protección de seguridad para limitar... > H02H9/02 (sensibles a un exceso de corriente)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación... > Circuitos de protección de seguridad especialmente... > H02H7/20 (para equipo electrónico (para convertidores H02H 7/10; para instrumentos de medida eléctricos G01R 1/36; para reguladores de tensión o de corriente continua con semiconductores G05F 1/569; para amplificadores H03F 1/52; para circuitos de conmutación electrónica H03K 17/08))

PDF original: ES-2476373_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Circuito de protecciïn contra una sobreintensidad

La invenciïn se refiere a las tarjetas electrïnicas y mïs en particular a un montaje electrïnico que permite proteger una conexiïn de entrada de usuario de tarjeta electrïnica frente a eventuales errores de conexiïn.

La presente invenciïn tiene el objetivo, por lo tanto, de proteger elïctricamente la entrada electrïnica de una tarjeta electrïnica. 10 [0003] Muchas tarjetas electrïnicas no cuentan actualmente con protecciïn elïctrica en sus entradas.

Existen, sin embargo, soluciones para poner en prïctica una protecciïn elïctrica de una entrada electrïnica de tarjeta electrïnica.

Una primera soluciïn consiste, por ejemplo, en poner un fusible en cada entrada para proteger la tarjeta electrïnica.

Esta primera soluciïn protege eficazmente la entrada, pero presenta el inconveniente de que el fusible se debe 20 cambiar despuïs de cada error de conexiïn de la entrada que haya sufrido una sobrecorriente que haya quemado el fusible.

Una segunda soluciïn consiste en utilizar resistencias no lineales, por ejemplo, cuya resistencia varïe con la temperatura (de tipo CTP o CTN) .

Esta segunda soluciïn presenta un inconveniente relacionado con el tiempo de respuesta de las resistencias no lineales que es importante. Ademïs, estas resistencias no lineales aumentan la impedancia de entrada de la lïnea de entrada de usuario que se desea proteger, cuando se desea conservar esta impedancia en un valor bajo.

Una tercera soluciïn consiste en utilizar componentes de silicio de tipo transistores, tiristores o Igbt.

Esta tercera soluciïn presenta el inconveniente de que necesita una cantidad importante de componentes suplementarios para poder tener en cuenta un error sobre la tensiïn alterna de entrada (230/440 vac) .

Ademïs de estas soluciones materiales, existen tambiïn soluciones de software para las tarjetas que estïn equipadas con un micro controlador. El inconveniente de esta soluciïn de software es su estado latente, ligado al tiempo de arranque del micro controlador.

La solicitud de la patente norteamericana US 3931577 A describe la protecciïn de un receptor electrïnico con 40 ayuda de un circuito de alimentaciïn que incluye un triac.

Por lo tanto, no existe actualmente ninguna soluciïn satisfactoria para proteger elïctricamente una entrada de usuario de una tarjeta electrïnica, que sea sïlida, cïmoda en su utilizaciïn, que agregue poca impedancia a la impedancia de entrada de la lïnea de entrada de usuario que se desea proteger, con un tiempo de reacciïn muy

pequeïo, todo ello por un coste muy pequeïo con respecto al coste total de la tarjeta para permitir una producciïn a gran escala.

La soluciïn que aporta la presente invenciïn resuelve los problemas indicados anteriormente del estado de la tïcnica anterior y es puramente analïgico, utilizando dos triacs.

Una fuente de tensiïn alterna de entrada tipo sector genera, a partir de componentes electrïnicos tradicionales, una tensiïn continua. Esta tensiïn continua generada ataca el gatillo de un primer triac para que en rïgimen normal de funcionamiento, este primer triac sea conductor, y se deje atravesar por la corriente alterna resultante de la fuente de tensiïn alterna, el terminal principal de entrada de este primer triac estï conectado a una fase de la fuente de tensiïn 55 alterna de entrada por medio de la carga que se quiere proteger, que puede ser por ejemplo una entrada de usuario de una tarjeta electrïnica o un componente electrïnico.

El otro terminal principal del primer triac estï conectado a una resistencia de ajuste del umbral de error.

La alimentaciïn continua creada se conecta igualmente a un terminal principal del segundo triac. El gatillo de este segundo triac estï conectado al terminal principal de salida del primer triac.

En funcionamiento normal, el primer triac es conductor, la corriente alterna proveniente de la fuente de tensiïn alterna lo atraviesa, y se mantiene conductor por la tensiïn aplicada sobre su gatillo por la fuente de tensiïn continua. 65

La corriente nominal que atraviesa el primer triac en funcionamiento normal es insuficiente para crear una tensiïn "Umbral" en los terminales de la resistencia de ajuste de umbral de error a la salida del primer triac, capaz de cebar el segundo triac por medio de su gatillo conectado al terminal de salida del primer triac.

Cuando se produce un error de conexiïn en la fuente de tensiïn alterna de entrada, una fuerte corriente es llevada a atravesar el primer triac, esta corriente es suficiente para crear una tensiïn "Umbral" en los terminales de la resistencia de ajuste del umbral de error en la salida del primer triac, capaz de cebar el segundo triac.

Una vez que el segundo triac se ha iniciado, como su terminal principal de entrada estï conectado a una fuente 10 de tensiïn continua, la corriente que atraviesa el segundo triac no vuelve a 0, y por lo tanto el segundo triac se mantiene conductor.

El primer triac, por su parte, por el hecho de que el segundo triac es conductor, ya no se ceba en su gatillo, la corriente resultante de la fuente de tensiïn continua atraviesa el segundo triac, y el primer triac se bloquea cuando pasa 15 por 0 la corriente alterna que lo atraviesa, proveniente de la fuente de tensiïn alterna de entrada.

El primer triac asegura asï una protecciïn por anulaciïn de la corriente.

El principio de la invenciïn es por lo tanto conectar dos triacs, un primero en serie con las resistencias necesarias, en paralelo a la fuente de tensiïn alterna de entrada, el gatillo de este primer triac siendo controlado por una fuente de tensiïn continua, y un segundo con su terminal principal de entrada igualmente conectado a la fuente de tensiïn continua, y cuyo gatillo es controlado por el terminal principal de salida del primer triac.

Un error de conexiïn bloquea el primer triac, que proporciona entonces una protecciïn por anulaciïn de la 25 corriente.

Esta soluciïn se puede poner en prïctica de forma sencilla, se puede producir fïcilmente en masa, es poco costosa y presenta un tiempo de reacciïn muy rïpido.

Si se prevï un micro controlador, ïste podrï ventajosamente conectarse al terminal principal de entrada del segundo triac para anular la corriente que lo atraviesa y asï bloquearlo.

Se podrï tambiïn prever un circuito de memoria para la memorizaciïn del error, verificable por el micro controlador.

Como se ha indicado anteriormente, esta invenciïn que utiliza dos triacs es puramente analïgica y por lo tanto independiente del funcionamiento de un posible micro controlador.

La protecciïn obtenida se mantiene automïticamente y se puede restaurar por simple corte de la alimentaciïn o por acciïn voluntaria de un micro controlador que lleva la corriente enviada hacia el gatillo del primer triac y el terminal de entrada del segundo triac y que puede asï hacer pruebas sucesivas para detectar automïticamente el instante de la correcciïn del error.

Esta protecciïn se puede utilizar durante toda la vida del producto, y no es necesario cambiarla como el fusible.

Ademïs, la protecciïn reacciona rïpidamente, limitando las disipaciones de energïa ligadas a los errores, lo que permite la utilizaciïn de componentes electrïnicos estïndar de pequeïo tamaïo.

Ademïs permite, cuando hay un micro controlador en la tarjeta electrïnica, seïalar fïcilmente al micro 50 controlador la presencia de errores, el micro controlador puede a su vez difundir la informaciïn y el tratamiento que hay que dar, por ejemplo en una pantalla tipo LCD frontal ante un producto que... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Circuito electrïnico de protecciïn de una carga (R4) alimentada por una fuente de tensiïn alterna (V1) frente a una sobreintensidad que proviene de dicha fuente de tensiïn alterna (V1) , dicho circuito electrïnico de protecciïn incluye un primer triac (Q1) y una conexiïn a la fuente de tensiïn alterna (V1) , caracterizado por el hecho que incluye ademïs una fuente de tensiïn continua,

- un primer terminal principal del primer triac (Q1) estï conectado a la fuente de tensiïn alterna (V1) por medio de la carga (R4) que se va a proteger y el segundo terminal principal del primer triac (Q1) estï conectado al gatillo de un segundo triac (Q2) y a una resistencia (R10) de ajuste de umbral de error, el gatillo del primer triac (Q1) estï conectado a la fuente de tensiïn continua;

- un primer terminal principal del segundo triac (Q2) estï conectado a la fuente de tensiïn continua y el segundo terminal principal del segundo triac (Q2) estï conectado a la masa del circuito, el gatillo de este segundo triac (Q2) estï conectado entre el segundo terminal principal del primer triac (Q1) y la resistencia de ajuste del umbral de protecciïn (R10) .

2. Circuito electrïnico segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado por el hecho de que incluye ademïs un medio que permite anular la corriente continua que pasa en el segundo triac (Q2) una vez que ïste ha sido iniciado, para hacerlo pasar al estado bloqueado.

3. Circuito electrïnico segïn una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que incluye los elementos (C1, R2, D1, D2, D5, C2) que permiten generar una tensiïn continua a partir de la tensiïn alterna proporcionada por la fuente de tensiïn alterna (V1) , dichos elementos (C1, R2, D1, D2, D5, C2) forman dicha fuente de tensiïn continua.

4. Circuito electrïnico segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado por el hecho de que incluye ademïs un micro controlador (U1) , del que una salida constituye la fuente de tensiïn continua que alimenta el primer terminal principal del segundo triac (Q2) y el gatillo del primer triac (Q1) .

5. Circuito electrïnico segïn una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que incluye ademïs elementos de detecciïn (Q3, R8, R9, C3, D8) que permiten detectar elïctricamente la sobreintensidad.

6. Circuito electrïnico segïn la reivindicaciïn 4, caracterizado por el hecho de que incluye ademïs elementos de detecciïn (Q3, R8, R9, C3, D8) que permiten detectar elïctricamente la sobreintensidad, dichos elementos de detecciïn (Q3, R8, R9, C3, D8) estïn conectados al micro controlador (U1) con el fin de seïalar al micro controlador (U1) que se estï produciendo una sobreintensidad.

7. Circuito electrïnico segïn una de las reivindicaciones 4 y 6, caracterizado por el hecho de que incluye ademïs un visualizador LCD conectado al micro controlador (U1) , dicho micro controlador (U1) ejecuta un programa en el momento en el que detecta que se estï produciendo una sobreintensidad que muestra un mensaje al usuario del circuito para seïalarle que se estï produciendo una sobreintensidad y/o un tratamiento que se debe efectuar para corregir la sobreintensidad.

8. Circuito electrïnico segïn una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por el hecho de que un conjunto de dos diodos (D6, D7) conectados en antiparalelo estï conectado en serie entre el segundo terminal principal del primer triac (Q1) y la conexiïn entre el gatillo del segundo triac (Q2) y la resistencia (R10) de ajuste de umbral de error.