Circuito de protección para una fuente de alimentación de modo conmutado aislada.

Circuito de protección ( A) configurado para controlar un circuito integrado de conmutación del lado de primario de una fuente de alimentación de modo conmutado por medio de un circuito regulador

(5) y un circuito de aislamiento (7) en el lado secundario, estando configurado el circuito de protección para proteger el sistema mediante la interrupción de la transmisión de energía en el caso de producirse un cortocircuito en cualquiera de las salidas de dicha fuente de alimentación, y que comprende:

- Un circuito NOR lógico (1) a cuyas respectivas entradas están conectadas salidas de la fuente de alimentación;

- Un circuito de retardo (2) conectado al circuito lógico NOR (1) que está configurado para desactivar el circuito de protección (A) en un período requerido para que las tensiones de salida alcancen el valor nominal;

- Un conmutador (3) conectado a una línea de realimentación que está controlado por el circuito lógico NOR (1) y el circuito de retardo (2) que está configurado para desconectar el circuito integrado del lado de primario en el caso de producirse un cortocircuito en cualquier de las salidas, estando caracterizado dicho circuito de protección porque comprende adicionalmente:

- Al menos un conmutador en serie (4), controlado por una señal de control de espera (6), que se conecta a una salida respectiva cuya tensión disminuye durante el modo de espera y que está configurado para separar dicha respectiva salida de una respectiva entrada de circuito NOR durante el modo de espera.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10150134.

Solicitante: VESTEL ELEKTRONIK SANAYI VE TICARET A.S.

Nacionalidad solicitante: Turquía.

Dirección: ORGANIZE SANAYI BÖLGESI 45030 MANISA TURQUIA.

Inventor/es: ÇESMECI,METE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA... > Transformación de una potencia de entrada en corriente... > H02M3/335 (utilizando solamente dispositivos semiconductores)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA... > Detalles de aparatos para transformación > H02M1/32 (Medios para proteger convertidores, distintos a la desconexión automática (disposiciones de circuitos protectores de seguridad especialmente adaptados para convertidores con desconexión automática H02H 7/10))

PDF original: ES-2461150_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Circuito de protección para una fuente de alimentación de modo conmutado aislada

Campo técnico

La presente invención se refiere a un circuito de protección y un procedimiento que protege la fuente de alimentación mediante la interrupción de la transmisión de energía en caso de un cortocircuito (error) en cualquiera de las salidas de una fuente de alimentación del tipo SMPS (Switched Mode Power Supply [fuente de alimentación de modo conmutado]) , más específicamente, se refiere a un circuito de protección y al procedimiento desarrollado con el fin de asegurar que el modo de protección del sistema se activa en caso de un error en la SMPS.

Técnica anterior

La fuentes de alimentación de modo conmutado (SMPS) se utilizan en los actuales receptores de televisión, grabadoras de vídeo, equipos de audio, ordenadores y similares. Estas fuentes de alimentación comúnmente comprenden un transistor de conmutación principal que está conectado al devanado primario de un transformador, un circuito de accionamiento que periódicamente conmuta dicho transistor de conmutación entre conectado y desconectado, un circuito de control que controla la corriente de accionamiento transmitida al transistor de conmutación principal de tal manera que las tensiones de salida recibidas del devanado secundario de dicho transformador pueden ser estabilizadas. [0003] En dispositivos que pueden funcionar en condiciones normales y en modo de espera, la aplicación general es que la corriente que se transmite a la entrada de dicho transistor de conmutación principal se reduce y de esta manera las tensiones de funcionamiento generadas por la SMPS son reducidas o completamente suprimidas cuando el modo de espera está activado. Para este fin, el ciclo de trabajo de la tensión de conmutación que controla la entrada de base del transistor de conmutación principal puede reducirse considerablemente con el fin de proporcionar tensiones de salida de bajo valor, según sea necesario en el modo de espera. Una fuente de alimentación de modo de espera adicional puede estar presente en los sistemas que utilizan una SMPS. En este caso, la SMPS se puede apagar completamente en modo de espera. [0004] Las fuentes de alimentación de modo conmutado (SMPS) también cuentan con un circuito de protección que se activa en caso de sobrecarga, cortocircuito u otros errores que tienen lugar en las tensiones de salida en partes de secundario. Puesto que la corriente colector-emisor del transistor de conmutación principal puede alcanzar valores muy altos en casos de un error que consecuentemente pueden dañar dicho transistor de conmutación, así como otros componentes del circuito, el citado circuito de protección es esencial para la seguridad del sistema. [0005] La técnica anterior a la invención incluye varios circuitos de protección y procedimientos desarrollados con el fin de evitar cualquier daño a la SMPS en caso de error. La solicitud de patente publicada N º US 2001009517 da a conocer un procedimiento en el que una SMPS se apaga cuando un cortocircuito tiene lugar y un diseño en el que se aplica dicho procedimiento. Con el fin de asegurar una protección integral de cortocircuito en dicha SMPS que comprende un conmutador controlable en su circuito primario independientemente de la posición de corto-circuito, se asegura que el conmutador controlable está abierto cuando la tensión del condensador electrolítico del circuito primario desciende por debajo de un valor umbral predeterminado. Para este propósito, dos dispositivos de tensión capacitivos que comprenden dos condensadores son conectados en paralelo con el condensador electrolítico. El dispositivo capacitivo compara el nivel de tensión en el divisor de tensión con una tensión de referencia y vuelve a conectar el conmutador controlable si la citada tensión cae por debajo del valor de referencia. [0006] La solicitud de patente publicada US 4270164 también describe una protección contra cortocircuitos desarrollada para las SMPS. En dicho diseño de SMPS, un transformador está conectado a la línea principal de corriente. Los devanados secundarios del transformador comprenden una señal de tensión que indica la corriente de corto-circuito aumentando rápidamente. Un determinador de valor umbral que está conectado a la salida de los devanados secundarios, detecta si la señal de tensión en los devanados secundarios supera o no el valor umbral predeterminado. La señal recibida desde el determinador de umbral se utiliza para activar el circuito de protección de alta corriente y en caso de error se apagan los dispositivos de conmutación de salida, evitando cortocircuito de alta intensidad. [0007] Otra solicitud de patente, EP 1331722 A1, describe fuentes de alimentación de modo conmutado (SMPS) con un circuito de protección. Dicha SMPS comprende un transistor de conmutación de potencia en serie con el devanado primario de un transformador y un transistor adicional dispuesto en el lado primario de la fuente de alimentación. Además, está dispuesto un circuito de control de modo de espera en el lado secundario del transformador y acoplado a dicho transistor adicional para la conmutación al modo de espera, en respuesta a una señal de conmutación de espera. Dicha SMPS también comprende un circuito de protección que tiene un terminal de salida acoplado al circuito de control de espera para accionar dicho transistor adicional en el caso de un fallo y que tiene un terminal de entrada de control, conectado a diferentes salidas de tensión que son generadas por la SMPS.

La solicitud de patente US 2004201937 A1, describe un circuito de protección contra sobre-corriente para fuentes de alimentación conmutadas. Dicho circuito de protección comprende, una resistencia de detección para detectar una corriente en el lado secundario del transformador de la fuente de alimentación; transistores y para ser encendidos mediante la corriente de detección; un foto-acoplador a conectar y desconectar mediante los transistores; y un controlador de fuente de alimentación de conmutación para controlar el servicio de conducción de un MOSFET de potencia para la eliminación de la sobre-corriente. La resistencia de detección de corriente se proporciona en la línea de un devanado secundario, de manera que sea capaz de limitar individualmente una corriente que circula a través del devanado secundario. [0009] Sin embargo, con respecto a los circuitos integrados, la topología y tolerancias de transformador, los citados circuitos de protección no pueden activar el modo de protección en los conocidos diseños de SMPS de retroceso de salida múltiple durante un periodo de error. Esta condición supone un riesgo para la seguridad del sistema al que se encuentra conectada la fuente de alimentación.

Objetivo de la invención [0010] El objetivo de la presente invención es desarrollar un circuito de protección y procedimiento que impida daños en la fuente de alimentación mediante el corte de las transmisiones de energía en caso de un corto circuito y errores de este tipo que puedan ocurrir en cualquiera de las salidas de tensión de la fuente de alimentación de modo conmutado (SMPS) . [0011] Otro objetivo de la presente invención es asegurar que en caso de un error, el circuito de protección se active por medio de un circuito de supervisión de error que está unido a la parte de secundario de fuentes de alimentación de tipo SMPS.

Breve descripción de los dibujos [0012] La figura 1 es el diagrama de bloques que muestra el principio de funcionamiento de la fuente de alimentación que comprende un circuito de protección de seguridad de la invención.

La figura 2 muestra un diagrama de circuito de una muestra de la fuente de alimentación que comprende un circuito de protección de seguridad de la invención.

Revelación de la invención... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Circuito de protección ( A) configurado para controlar un circuito integrado de conmutación del lado de primario de una fuente de alimentación de modo conmutado por medio de un circuito regulador (5) y un circuito de aislamiento (7) en el lado secundario, estando configurado el circuito de protección para proteger el sistema mediante la interrupción de la transmisión de energía en el caso de producirse un cortocircuito en cualquiera de las salidas de dicha fuente de alimentación, y que comprende:

- Un circuito NOR lógico (1) a cuyas respectivas entradas están conectadas salidas de la fuente de alimentación;

- Un circuito de retardo (2) conectado al circuito lógico NOR (1) que está configurado para desactivar el circuito de protección (A) en un período requerido para que las tensiones de salida alcancen el valor nominal;

- Un conmutador (3) conectado a una línea de realimentación que está controlado por el circuito lógico NOR

(1) y el circuito de retardo (2) que está configurado para desconectar el circuito integrado del lado de primario en el caso de producirse un cortocircuito en cualquier de las salidas, estando caracterizado dicho circuito de 15 protección porque comprende adicionalmente:

- Al menos un conmutador en serie (4) , controlado por una señal de control de espera (6) , que se conecta a una salida respectiva cuya tensión disminuye durante el modo de espera y que está configurado para separar dicha respectiva salida de una respectiva entrada de circuito NOR durante el modo de espera.

2. Circuito de protección (A) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende diodos (D202, D203, D204, D205) que están conectados entre dichas salidas y las respectivas entradas del circuito lógico NOR.

3. Circuito de protección (A) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho conmutador en 25 serie (4) comprende un transistor.

4. Circuito de protección (A) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho conmutador (3) conectado a la línea de realimentación comprende un transistor.

5. Circuito de protección de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el transistor está conectado entre la línea de realimentación y tierra.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no 5 pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

• US 2001009517 A [0005] • EP 1331722 A1 [0007]

• US 4270164 A [0006] • US 2004201937 A1 [0008]