Disyuntor electrónico.

Un disyuntor electrónico con una entrada (A, B) para conectar a una red de suministro de corriente,

y una salida (C, D) para conectar a una carga (Z), comprendiendo entre dicha entrada y la citada salida por lo menos un interruptor (7) y como mínimo un bloque limitador (9) que controla dicho interruptor (7), caracterizado por el hecho de que incluye un microprocesador (13) conectado al citado bloque limitador (9) programado de manera que corte el suministro de corriente a la carga (Z) después de un retraso de tiempo que sigue la inhibición parcial del mencionado, por lo menos un, interruptor (7) ocasionado por dicho bloque limitador (9) en el caso de un exceso de corriente.

Disyuntor electrónico.

El presente invento hace referencia a un disyuntor electrónico para interrumpir el suministro de corriente eléctrica a un circuito de usuario cuando la corriente supera un valor predeterminado, por ejemplo en el caso de un cortocircuito.

Corrientemente existen varios tipos de disyuntores para proteger los circuitos de excesos de corriente. Algunos de dichos disyuntores son de tipo térmico y están basados en el uso de tiras bimetálicas, cuya deformación, debido a la disipación de calor por el efecto Joule ante el paso de corriente, produce la abertura del circuito mediante un interruptor. En otros disyuntores, aquellos de tipo electromagnético, la interrupción es causada por el movimiento de un inducido bajo el efecto de un campo magnético generado por una bobina atravesada por la corriente. En cualquier caso, el paso de un exceso de corriente a través de la tira (en el caso de un disyuntor térmico) o a través de la bobina (en el caso de un disyuntor magnético) produce el disparo del disyuntor.

Los disyuntores térmicos presentan el inconveniente de necesitar un elevado tiempo de disparo y de ser considerablemente poco fiables debido al efecto que tienen las variaciones ambientales y de temperatura sobre su funcionamiento, incluso cuando se toman medidas apropiadas para evitar el efecto de dichas variaciones.

Los disyuntores magnéticos pueden construirse de manera que se disparen muy rápidamente, lo cual es necesario para proteger los circuitos actuales que comprenden componentes de estado sólido. Sin embargo, su velocidad de disparo no es del todo satisfactoria. Además, su fiabilidad es baja dado que notan los efectos de factores externos, tales como variaciones de temperatura, vibraciones mecánicas, interferencias magnéticas, etc. Asimismo, la presencia de un inducido móvil limita la libertad de elección de la posición en que deben instalarse dichos disyuntores, teniendo en cuenta la influencia que puede tener la fuerza de la gravedad sobre las características de disparo de tales dispositivos.

También existen disyuntores electrónicos, por ejemplo del tipo descrito en la patente US-A-4.979.068. Tampoco estos disyuntores son completamente satisfactorios.

Se conoce otro disyuntor electrónico a través de la patente US-A-4.853.820. Este conocido disyuntor puede conectase en interfase a un control a distancia exterior que posea funciones de control de conexión/desconexión y incluye un microprocesador.

Un objeto del presente invento es proporcionar un disyuntor electrónico que evite los inconvenientes que presentan los disyuntores tradicionales.

En particular, un objeto de presente invento es proporcionar un disyuntor electrónico fiable que se caracterice por una alta duración y muy cortos tiempos de disparo, que permita la limitación de crestas de corriente.

Otro objeto del presente invento es proporcionar un dispositivo que pueda ser programado.

Estos y otros objetos y ventajas, que se pondrán claramente de manifiesto para los entendidos en la materia en el siguiente texto, se obtienen con un disyuntor de acuerdo con la reivindicación 1. Básicamente, el disyuntor electrónico comprende:

- entre la entrada y la salida del disyuntor por lo menos un interruptor y un bloque limitador que controla dicho interruptor para ocasionar como mínimo una inhibición parcial en caso de un exceso de corriente;

- un microprocesador conectado a dicho bloque limitador para interrumpir el suministro de corriente a la carga conectada al disyuntor.

De este modo, un exceso de corriente produce el disparo del bloque limitador, y por lo menos la abertura parcial del circuito por parte del interruptor, por ejemplo un MOSFET. El tiempo de disparo es extremadamente corto, es decir del orden de cientos de microsegundos. Con un tiempo de retraso que ventajosamente puede ser programado por el microprocesador, este último envía al disyuntor a un estado de inhibición e interrumpe el suministro a la carga. Ahora, el disyuntor puede restablecerse mediante la señal de reajuste del microprocesador, una vez determinada la causa del disparo.

El uso de un microprocesador permite conseguir una serie de funciones y ventajas. En particular, el retraso de intervención del interruptor, que aporta la total inhibición o interrupción del disyuntor (el denominado disparo) y el valor de la corriente que produce la abertura del circuito por parte del disyuntor se pueden programar y posiblemente pueden ser modificados también a distancia por medio de una terminal de entrada/salida del microprocesador y un puerto de serie. Los parámetros de funcionamiento del disyuntor (tensión en los terminales, corriente) pueden guardarse y ser luego leídos cuando sea necesario mediante el mismo terminal de entrada/salida y el mismo puerto en serie que permite la programación. El disyuntor puede ser controlado a distancia.

El disyuntor de acuerdo con el invento presenta numerosas ventajas con respecto a los disyuntores de la técnica anterior. En primer lugar, es más fiable, con un tiempo medio entre fallos (MTBF) hasta cinco veces superior a los otros disyuntores conocidos. La corriente se limita en intervalos de tiempo extremadamente cortos, incluso durante el tiempo de disparo, es decir, el intervalo de tiempo hasta la completa abertura del circuito. La posibilidad de programación del dispositivo lo hace extremadamente versátil. Además, tal como se pondrá de manifiesto a continuación, con el uso del microprocesador es posible proporcionar varias funciones sin necesidad de componentes auxiliares. En particular, es posible detectar la tensión de entada del disyuntor y la abertura de programa del circuito mediante el microprocesador cuando la tensión supera un valor determinado, que puede ser programado. Esto hace superfluo el uso de otros dispositivos mecánicos que son sensibles a los excesos de tensión. La corriente que fluye a través del disyuntor puede ser determinada por el mismo microprocesador y estar comunicada al mundo exterior; de hecho, esto elimina la necesidad de detectores de corriente sepa- rados.

Otras ventajosas características y formas de realización del invento viene especificadas en las otras reivindicaciones adjuntas.

Se facilitará una mejor comprensión del invento por medio de la siguiente descripción y el dibujo adjunto, el cual muestra una forma de realización posible y no limitativa del invento. En los dibujos:

La figura 1 muestra un esquema de bloques del disyuntor de acuerdo con el invento;

La figura 2 muestra un esquema más detallado de una forma de realización del invento; y

La figura 3 muestra una característica corriente-tiempo del disyuntor de acuerdo con el invento.

Haciendo inicialmente referencia al esquema de la figura 1, el disyuntor, indicado en su conjunto con la referencia 1, tiene una entrada consistente en dos terminales, A y B, así como una salida consistente en dos terminales, C y D. En la línea A-C hay montado un bloque 3 que contiene una resistencia de lectura de corriente 4, mediante el cual se lee la corriente que atraviesa el disyuntor y que alimenta un circuito de carga, o una carga, conectada entre los terminales de salida C y D. Además, el bloque 5 contiene por lo menos un fusible 5 y un interruptor electrónico 7. El fusible 5 constituye una denominada protección catastrófica, es decir, se funde, interrumpiendo definitivamente el paso de corriente, por ejemplo en el caso de un cortocircuito. En este caso, hay que sustituir el dispositivo, o por lo menos hay que cambiar el fusible, mientras que en otras situaciones de disparo, tal como se explicará a continuación, es suficiente restablecer el disyuntor que se ha disparado debido a un exceso de corriente. El interruptor electrónico 7, por ejemplo un MOSFET, constituye una protección contra los excesos transitorios de corriente, y abre el circuito del modo que se describirá a continuación.

El número de referencia 9 designa un bloque limitador que comprende un amplificador operativo 11 y está conectado tanto al bloque 3 como a un microprocesador 13. El bloque limitador 9 y el microprocesador 13 son alimentador mediante un generador de tensión auxiliar 15.

Además de estar conectado al bloque limitador 9, el microprocesador 13 también está conectado al bloque 3 y a una resistencia 17 que puede variar con la temperatura, por ejemplo una resistencia PTC o NTC, que está acoplado térmicamente a los componentes del disyuntor que están sujetos a un sobrecalentamiento.

El funcionamiento del dispositivo antes indicado se describe a continuación. En condiciones de suministro normal a la carga Z (aplica a los terminales C, D del dispositivo) , se suministra una corriente I_N. El...

1. Un disyuntor electrónico con una entrada (A, B) para conectar a una red de suministro de corriente, y una salida (C, D) para conectar a una carga (Z) , comprendiendo entre dicha entrada y la citada salida por lo menos un interruptor (7) y como mínimo un bloque limitador (9) que controla dicho interruptor (7) , caracterizado por el hecho de que incluye un microprocesador (13) conectado al citado bloque limitador (9) programado de manera que corte el suministro de corriente a la carga (Z) después de un retraso de tiempo que sigue la inhibición parcial del mencionado, por lo menos un, interruptor (7) ocasionado por dicho bloque limitador (9) en el caso de un exceso de corriente.

2. El disyuntor electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, en que dicho bloque limitador (9) comprende un amplificador operativo (11) , a una primera entrada del cual se aplica una señal proporcional a la corriente que atraviesa dicho interruptor (7) , y a la segunda entrada en que se aplica una tensión de referencia (V_ref) .

3. El disyuntor electrónico de acuerdo con la reivindicación 2, en que dicha tensión de referencia puede programarse mediante el citado microprocesador (13) .

4. El disyuntor electrónico de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, en que dicho microprocesador está conectado a la entrada inversora del citado amplificador operativo (11) .

5. El disyuntor electrónico de acuerdo con la reivindicación 2, ó 3 ó 4, en que dicho interruptor (7) va conectado a la salida del mencionado amplificador operativo.

6. El disyuntor electrónico de acuerdo con la reivindicación 5, en que se coloca un fusible entre la salida de dicho amplificador operativo y el citado interruptor.

7. El disyuntor electrónico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1, comprendiendo por lo menos un dispositivo protector de catástrofes (5) entre su entrada y su salida.

8. El disyuntor electrónico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1, comprendiendo por lo menos una resistencia de lectura para determinar la cantidad de corriente que pasa a través de dicho disyuntor.

9. El disyuntor electrónico de acuerdo con la reivindicación 7, en que dicho por lo menos un dispositivo protector de catástrofes (5) se monta en serie con dicho por lo menos un interruptor.

10. El disyuntor electrónico de acuerdo con la reivindicación 8, en que dicha por lo menos una resistencia de lectura se monta en serie con dicho por lo menos un interruptor.

11. El disyuntor electrónico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1, en que dicho microprocesador puede programarse para intervenir con un retraso de preajuste programado con respecto a la inhibición parcial del mencionado interruptor.

12. El disyuntor electrónico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1, en que dicho microprocesador va conectado a un detector de temperatura y se programa para provocar la abertura del circuito en el caso de sobrecalentamiento.

13. El disyuntor electrónico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1, en que dicho microprocesador (13) comprende una terminal de entrada/salida (29) para programación y/o comunicación con el mundo exterior.

14. El disyuntor electrónico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1, en que dicho microprocesador está asociado a una memoria para guardar los parámetros de funcionamiento del disyuntor.

15. El disyuntor electrónico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1, comprendiendo una serie de interruptores (7) , cada uno de los cuales está asociado a un correspondiente bloque limitador (9) , estando dichos interruptores (7) montados en paralelo unos respecto a otros.

16. El disyuntor electrónico de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores 1, en que dicho microprocesador recibe una señal de entrada proporcional a una tensión de entrada a través de los terminales de entrada del disyuntor y se programa de manera que produce la abertura del circuito por parte del disyuntor cuando dicha tensión supera un valor predeterminado.