Transceptor de circuito de vía.

Los transceptores se pueden usar en circuitos de vía. Un transceptor puede comprender un circuito de puente en H que comprende al menos cuatro conmutadores

. Una unidad de control en comunicación con el circuito de puente en H se puede construir y disponer para accionar selectivamente los al menos cuatro conmutadores para hacer selectivamente al circuito de puente en H funcionar como un transmisor o un receptor. Un terminal de fuente de alimentación en comunicación con el circuito de puente en H se puede construir y disponer para conectar con una fuente de alimentación. Un terminal de interfaz de vía en comunicación con el circuito de puente en H se puede construir y disponer para conectar un cable de interfaz de vía de manera que el circuito de puente en H es capaz de transmitir señales a y/o recibir señales desde el cable de interfaz de vía.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330338.

Solicitante: SIEMENS RAIL AUTOMATION CORPORATION.

Inventor/es: JOMGWAMG,Zhang.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FERROCARRILES > CONTROL DE TRAFICO FERROVIARIO; SEGURIDAD DEL TRAFICO... > Dispositivos a lo largo de la vía mandados por la... > B61L1/18 (Circuitos eléctricos de vías férreas (juntas de raíl E01B 11/00, p. ej. juntas de raíl aislantes E01B 11/54))
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Transceptor de circuito de vía.

Fragmento de la descripción:

Transceptor de circuito de vía.

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas Esta solicitud se basa en y deriva el beneficio de la fecha de presentación de la Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº 13/416.680, presentada el 9 de marzo de 2012. El contenido completo de esta solicitud se incorpora en la presente memoria por referencia en su totalidad.

Antecedentes Los circuitos de vía se pueden usar en la industria ferroviaria para detectar la presencia de un tren en un bloque de vía. Los componentes físicos del circuito de vía pueden incluir transmisores y receptores configurados para trabajar con señales de AC codificadas, de DC codificadas, o de audio frecuencia (AF) . Diferentes circuitos de vía pueden funcionar de diferentes formas para detectar trenes y pueden tener por lo tanto diferentes requisitos de componentes físicos. Por ejemplo, algunos circuitos de vía (tales como los circuitos de superposición de AC) pueden tener un transmisor configurado para transmitir una señal a través de los raíles de la vía en un extremo de un bloque de vía y un receptor conectado a los raíles en el otro extremo del bloque y configurado para detectar la señal. A parte de la conexión a través de los raíles de la vía, típicamente puede no haber conexión entre el transmisor y el receptor para un bloque. Cuando un tren está presente en un bloque de vía monitorizado por un circuito de vía, el tren puede derivar, o cortar, los dos raíles, con el resultado de que no se recibe ninguna señal en el receptor. De esta manera, el receptor puede usar la presencia o ausencia de una señal detectada para indicar si está presente o no un tren en el bloque. En algunos otros circuitos de vía, algunas veces conocidos como circuitos de tiempo de aviso constante, un transmisor puede transmitir una señal sobre un circuito formado por los raíles de la vía y una o más derivaciones situadas a las distancias de aproximación deseadas del transmisor. Un receptor puede detectar una o más características de señal resultantes, y un circuito lógico tal como un microprocesador o una lógica cableada puede detectar la presencia de un tren y puede determinar su velocidad y distancia desde una ubicación de interés tal como un cruce. El circuito de vía puede detectar un tren y determinar su distancia y velocidad midiendo los cambios de impedancia debidos a las ruedas y el eje del tren que actúan como una derivación a través de los raíles y por ello acortando de manera efectiva la longitud (y por lo tanto la impedancia) de los raíles en el circuito. Aquellos expertos en la técnica reconocerán que son posibles otras configuraciones de circuitos de vía.

Los transmisores usados en algunos circuitos de vía pueden comprender circuitos de puente en H. Estos puentes en H pueden comprender cuatro transistores, tales como MOSFET, usados como conmutadores para realizar la generación de señal para transmitir solamente. Abriendo y cerrando los conmutadores, el puente en H se puede controlar para dirigir una señal desde una fuente de alimentación a través de una carga de vía unida (es decir la vía del ferrocarril) con un voltaje, corriente, y polaridad definidos. Un transmisor que usa un puente en H de cuatro transistores puede transmitir una señal a la carga de vía, y un receptor separado puede recibir la señal para detectar la presencia o ausencia de un tren en la vía. Los transmisores que usan puentes en H de cuatro transistores pueden necesitar diferentes configuraciones de componentes físicos diferentes para diferentes tipos de circuitos de vía, y pueden ser incapaces de funcionar como transceptores para el circuito de vía, de manera que se puede requerir un receptor separado.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1A representa una vía de ferrocarril y un circuito de vía según una realización de la invención.

La FIG. 1B representa una vía de ferrocarril y unos circuitos de vía según una realización de la invención.

La FIG. 1C representa una vía de ferrocarril y unos circuitos de vía según una realización de la invención.

La FIG. 1D representa una vía de ferrocarril y unos circuitos de vía según una realización de la invención.

La FIG. 1E representa una vía de ferrocarril y unos circuitos de vía según una realización de la invención.

La FIG. 2 representa un transceptor de circuito de vía según una realización de la invención.

La FIG. 3A representa un circuito de puente en H según una realización de la invención.

La FIG. 3B representa un circuito de puente en H según una realización de la invención.

La FIG. 3C representa un circuito de puente en H según una realización de la invención.

La FIG. 4A representa una salida de señal desde un circuito de puente en H según una realización de la invención.

La FIG. 4B representa una salida de señal desde un circuito de puente en H según una realización de la invención.

La FIG. 4C representa una salida de señal desde un circuito de puente en H según una realización de la invención.

Descripción detallada de las realizaciones

En la siguiente descripción detallada los detalles específicos, tales como las configuraciones de circuito particulares, se establecen en adelante para proporcionar una comprensión minuciosa de las realizaciones tratadas más adelante. Los detalles tratados en conexión con las siguientes realizaciones no se deberían entender que limitan la presente invención. Adicionalmente, por facilidad de comprensión, ciertos pasos del método se delinean como pasos separados; no obstante, estos pasos no se deberían interpretar como necesariamente distintos ni dependientes del orden en su funcionamiento.

Un transceptor de circuito de vía que puede trabajar con una pluralidad de tipos de circuito de vía se describe en la presente memoria. Por ejemplo, diferentes circuitos de vía pueden emplear señales de AC codificadas, de DC codificadas, o de audio frecuencia (AF) para la detección del tren. Los circuitos de DC codificados también se pueden conocer como circuitos de corriente directa (DC) de pulsos, y los circuitos de AC codificados también se pueden conocer como circuitos de corriente alterna (AC) de pulsos. Aquellos expertos en la técnica relevante también pueden conocer estos circuitos como circuitos de DC y circuitos de AC, respectivamente. La frecuencia de pulsación de los circuitos de vía codificados puede estar por debajo de 20Hz en frecuencia en algunas realizaciones conocidas como circuitos de vía de frecuencia muy baja (VLF) . La frecuencia de los circuitos de AF puede estar en la gama de la audio frecuencia (20Hz a 20KHz) . Las realizaciones del transceptor pueden trabajar con diferentes circuitos de vía y tipos de señal sin modificación de los componentes físicos. La FIG. 1A representa una vía de ferrocarril y un circuito de vía según una realización de la invención. Una vía de ferrocarril 10 puede comprender un par de vías 11 y 12. Una interfaz de vía 20 puede comprender las conexiones eléctricas 21 y 22 que pueden acoplarse eléctricamente a las vías 11 y 12. En algunas realizaciones la interfaz de vía 20 puede comprender elementos adicionales (por ejemplo acopladores de señal de vía, dispositivos de protección de oscilaciones bruscas, dispositivos de adaptación de impedancia, circuitos de filtrado, etc.) . La interfaz de vía 20 puede comunicar con un transceptor 100. El transceptor 100, la interfaz de vía 20, y las vías 11 y 12 en sí mismas pueden formar elementos de un circuito eléctrico. Las derivaciones entre las vías 11 y 12 y/o un tren en la vía 10 pueden completar el circuito.

La FIG. 1B representa una vía de ferrocarril y unos circuitos de vía según una realización de la invención. En este ejemplo,...

 


Reivindicaciones:

1. Un transceptor que comprende

un circuito de puente en H que comprende al menos cuatro conmutadores;

una unidad de control en comunicación con el circuito de puente en H, la unidad de control que está construida y dispuesta para accionar selectivamente los al menos cuatro conmutadores para hacer selectivamente al circuito en puente en H funcionar como un transmisor en un modo de transmisión o un receptor en un modo de recepción, en donde una combinación de los conmutadores accionados selectivamente en el modo de recepción es diferente de una combinación de los conmutadores accionados selectivamente en el modo de transmisión;

un terminal de fuente de alimentación en comunicación con el circuito de puente en H, el terminal de fuente de alimentación que se construye y dispone para conectarse a una fuente de alimentación; y

un par de terminales de interfaz de vía en comunicación con el circuito de puente en H, los terminales de interfaz de vía construidos y dispuestos para conectarse a un cable de interfaz de vía de manera que el circuito de puente en H es capaz de transmitir señales a y/o recibir señales desde el cable de interfaz de vía.

2. El transceptor de la reivindicación 1, que además comprende una fuente de alimentación construida y dispuesta para suministrar una señal al terminal de fuente de alimentación.

3. El transceptor de la reivindicación 2, en donde la unidad de control está en comunicación con la fuente de alimentación y está construida y dispuesta para regular una señal generada por la fuente de alimentación.

4. El transceptor de la reivindicación 1, que además comprende un par de cables de interfaz de vía conectados a la interfaz de vía y construidos y dispuestos para ser acoplados a una vía de ferrocarril de manera que el circuito de puente en H es capaz de transmitir y/o recibir señales a través de la vía de ferrocarril.

5. El transceptor de la reivindicación 1, en donde la unidad de control comprende un procesador, un dispositivo de lógica programable, y/o un accionador de transistor.

6. El transceptor de la reivindicación 1, en donde los al menos cuatro conmutadores son transistores.

7. El transceptor de la reivindicación 1, en donde los al menos cuatro conmutadores son MOSFET.

8. El transceptor de la reivindicación 1, que además comprende un dispositivo de detección de corriente en comunicación con el circuito de puente en H y la unidad de control, el dispositivo de detección de corriente que se construye y dispone para muestrear una corriente en el circuito de puente en H y transmitir los datos de corriente a la unidad de control.

9. El transceptor de la reivindicación 8, en donde el dispositivo de detección de corriente comprende un AMP-OP construido y dispuesto para muestrear una corriente a través de un resistor en el circuito de puente en H.

10. El transceptor de la reivindicación 9, en donde el dispositivo de detección de corriente además comprende un convertidor analógico a digital construido y dispuesto para convertir una salida del AMP-OP para obtener datos de corriente.

11. El transceptor de la reivindicación 8, en donde el dispositivo de detección de corriente comprende:

un AMP-OP construido y dispuesto para muestrear un voltaje a través de dos nodos en el circuito de puente en H.

12. El transceptor de la reivindicación 11, en donde los dos nodos se disponen de manera que el voltaje muestreado es proporcional a la corriente en el circuito de puente en H.

13. El transceptor de la reivindicación 11, en donde los dos nodos se disponen de manera que el voltaje muestreado un voltaje a través del par de terminales de interfaz de vía.

14. El transceptor de la reivindicación 9, en donde el dispositivo de detección de corriente además comprende un convertidor analógico a digital construido y dispuesto para convertir una salida del AMP-OP para obtener datos de corriente.

15. El transceptor de la reivindicación 8, en donde:

el dispositivo de detección de corriente además comprende una referencia de voltaje en comunicación con la unidad de control; y

la unidad de control está construida y dispuesta para monitorizar una salida de la referencia de voltaje.

16. El transceptor de la reivindicación 1, en donde:

los al menos cuatro conmutadores comprenden al menos seis conmutadores; y

la unidad de control además está construida y dispuesta para accionar selectivamente los al menos seis conmutadores para hacer selectivamente al circuito de puente en H funcionar en el modo de transmisión o el modo de recepción.

17. El transceptor de la reivindicación 16, en donde: el modo transmisor es uno de una pluralidad de modos de transmisión seleccionables; y la unidad de control además está construida y dispuesta para seleccionar el modo de transmisión de entre la

pluralidad de modos de transmisión seleccionables.

18. El transceptor de la reivindicación 16, en donde:

los al menos seis conmutadores son transistores;

cada uno de los al menos seis transistores comprende una fuente y un drenador;

las fuentes de dos de los al menos seis transistores están en comunicación con un primer conector de la interfaz de fuente de alimentación, el primer conector que está construido y dispuesto para conectarse a un primer conductor de una fuente de alimentación;

los drenadores de los dos de los al menos seis transistores están en comunicación con las fuentes de los otros cuatro de los al menos seis transistores; y

los drenadores de los otros cuatro de los al menos seis transistores están en comunicación con un segundo conector de la interfaz de fuente de alimentación, el segundo conector que está construido y dispuesto para conectarse a un segundo conductor de una fuente de alimentación, en donde cada uno de los drenadores de dos de los otros cuatro de los al menos seis transistores están en comunicación con el segundo conector de la interfaz de fuente de alimentación a través de un resistor.

19. El transceptor de la reivindicación 18, en donde la unidad de control está construida y dispuesta para: accionar uno de los dos transistores durante el modo de transmisión; accionar uno de un par de los otros cuatro de los al menos seis transistores durante el modo de transmisión; y no accionar los restantes cuatro de los al menos seis transistores durante el modo de transmisión.

20. El transceptor de la reivindicación 19, en donde la unidad de control además está construida y dispuesta para: alternar que uno de los dos de los al menos seis transistores está siendo accionado; y alternar que uno del un par de los otros cuatro de los al menos seis transistores está siendo accionado.

21. El transceptor de la reivindicación 18, en donde la unidad de control está construida y dispuesta para: accionar dos de los al menos cuatro de los al menos seis transistores durante el modo de recepción; y no accionar los restantes cuatro de los al menos seis transistores durante el modo de recepción.

22. El transceptor de la reivindicación 18, en donde la unidad de control está construida y dispuesta para no accionar ninguno de los al menos seis transistores durante el modo de recepción.

23. Un transceptor multimodo que comprende una pluralidad de los transceptores de la reivindicación 1.

24. El transceptor multimodo de la reivindicación 23, en donde el transceptor multimodo está construido y dispuesto para comunicar con al menos otro transceptor multimodo a través de una red.

25. Un método para operar un transceptor de circuito de vía que comprende:

seleccionar un modo de operación de una pluralidad de modos de operación disponibles, la pluralidad de modos de operación que comprende un modo de recepción y un modo de transmisión;

accionar selectivamente los conmutadores dentro de un circuito de puente en H que comprende al menos cuatro conmutadores para hacer al circuito de puente en H funcionar como un transmisor cuando se selecciona el modo de transmisión como el modo de operación o un receptor cuando se selecciona el modo de recepción como el modo de operación;

en donde una combinación de los conmutadores accionados selectivamente en el modo de recepción es diferente de una combinación de los conmutadores accionados selectivamente en el modo de transmisión.

26. El método de la reivindicación 25, que además comprende suministrar una señal al circuito de puente en H cuando se selecciona el modo de transmisión como el modo de operación.

27. El método de la reivindicación 26, que además comprende regular la señal suministrada al circuito de puente en H.

28. El método de la reivindicación 25, en donde los al menos cuatro conmutadores son transistores.

29. El método de la reivindicación 25, en donde los al menos cuatro conmutadores son MOSFET.

30. El método de la reivindicación 25, que además comprende muestrear una corriente en el circuito de puente en H.

31. El método de la reivindicación 30, en donde muestrear la corriente comprende muestrear una corriente a través de un resistor usando un AMP-OP.

32. El método de la reivindicación 31, que además comprende convertir una salida analógica del AMP-OP a una señal digital.

33. El método de la reivindicación 30, en donde muestrear la corriente comprende muestrear un voltaje a través de dos nodos del circuito de puente en H usando un AMP-OP.

34. El método de la reivindicación 33, en donde los dos nodos están dispuestos de manera que el voltaje es proporcional a la corriente en el circuito de puente en H.

35. El método de la reivindicación 33, en donde los dos nodos están dispuestos de manera que el voltaje muestreado un voltaje a través de un par de terminales de interfaz de vía en comunicación con el circuito de puente en H.

36. El método de la reivindicación 33, que además comprende convertir una salida analógica del AMP-OP a una señal digital.

37. El método de la reivindicación 30, que además comprende monitorizar una salida de una referencia de voltaje construida y dispuesta para proporcionar una referencia a un convertidor analógico a digital construido y dispuesto para convertir una corriente muestreada.

38. El método de la reivindicación 25, que además comprende transmitir una señal a una vía de ferrocarril usando un circuito de puente en H.

39. El método de la reivindicación 25, que además comprende recibir una señal desde una vía de ferrocarril usando el circuito de puente en H.

40. El método de la reivindicación 25, en donde:

los al menos cuatro conmutadores comprenden al menos al menos seis conmutadores;

el método además comprende accionar selectivamente los al menos seis conmutadores para hacer selectivamente al circuito de puente en H funcionar como un transmisor cuando se selecciona el modo de transmisión como modo de operación o un receptor cuando se selecciona el modo de recepción como el modo de operación.

41. El método de la reivindicación 40, en donde el modo de transmisión es uno de una pluralidad de modos de transmisión seleccionables.

42. El método de la reivindicación 41, en donde: los al menos seis conmutadores son transistores; cada uno de los al menos seis transistores comprende una fuente y un drenador; las fuentes de dos de los al menos seis transistores están en comunicación con un primer conector de la interfaz de

fuente de alimentación, el primer conector que está construido y dispuesto para conectarse a un primer conductor de una fuente de alimentación; los drenadores de los dos de los al menos seis transistores están en comunicación con las fuentes de los otros cuatro de los al menos seis transistores; y

los drenadores de los otros cuatro de los al menos seis transistores están en comunicación con un segundo conector de la interfaz de fuente de alimentación, el segundo conector que está construido y dispuesto para conectarse a un segundo conductor de una fuente de alimentación, en donde cada uno de los drenadores de dos de los otros cuatro de los al menos seis transistores están en comunicación con el segundo conector de la interfaz de fuente de alimentación a través de un resistor.

43. El método de la reivindicación 42, en donde accionar selectivamente los transistores comprende:

accionar uno de los dos transistores durante el modo de transmisión; accionar uno de un par de los otros cuatro de los al menos seis transistores durante el modo de transmisión; y no accionar los restantes cuatro de los al menos seis transistores durante el modo de transmisión.

44. El método de la reivindicación 43, en donde accionar selectivamente los transistores además comprende:

alternar que uno de los dos de los al menos seis transistores está siendo accionado; y 10 alternar que uno del un par de los otros cuatro de los al menos seis transistores está siendo accionado.

45. El método de la reivindicación 42, en donde accionar selectivamente los transistores comprende: accionar dos de los al menos cuatro de los al menos seis transistores durante el modo de recepción; y no accionar los restantes cuatro de los al menos seis transistores durante el modo de recepción.

46. El método de la reivindicación 42, en donde accionar selectivamente los transistores comprende no accionar 15 ninguno de los al menos seis transistores durante el modo de recepción.

47. El método de la reivindicación 25, que además comprende transmitir y/o recibir una señal de código a través de una red, la señal de código que indica un modo de operación de un transceptor.