SISTEMA DE INTERRUPTOR DE PROTECCIÓN.

Sistema de interruptor de protección (1) que presenta un interruptor (2),

en particular en forma de un semiconductor de potencia controlable, que está conectado entre una entrada de tensión (5) y una salida (6) para la carga o punto de consumo con el objetivo de conmutar la carga (7) dentro de una trayectoria de corriente (4), caracterizado por un interruptor de protección (9) que será acoplable de forma intercambiable entre una primera posición de conexión (13) y una segunda posición de conexión (15), formando una conexión en paralelo con el interruptor (2)

La presente invención se refiere a un sistema de interruptor de protección dotado de un interruptor, en especial a un semiconductor de potencia controlable para la interrupción de una carga o punto de consumo.

En redes eléctricas a bordo de vehículos, por ejemplo, vehículos a motor o vehículos aéreos, entran en consideración de modo creciente los componentes electrónicos para la conexión y desconexión de puntos de consumo. Para ello, se utilizan, en especial, interruptores controlables en forma de semiconductores de potencia para la conmutación de una o varias cargas o puntos de consumo. Estos interruptores electrónicos no se encuentran, no obstante, completamente libres de fallos. Así, por ejemplo, se pueden presentar principalmente dos circunstancias de fallo posibles, a saber, una interrupción, en la que la trayectoria principal (source und drain) queda aislada, o también una situación de paso directo, en la que la trayectoria principal se encuentra en cortocircuito. Según el fallo que se produzca resulta, como consecuencia, que una determinada carga que se encuentra en un circuito está siempre conectada o siempre desconectada.

La invención se plantea el objetivo de dar a conocer un sistema de interruptor de protección del tipo indicado en la introducción que posibilite la conmutación de una

carga incluso en una utilización de tipo crítico, en

especial incluso en caso de un interruptor electrónico defectuoso.

Este objetivo es conseguido, de acuerdo con la invención, según las características de la reivindicación

1. Además, se prevé un sistema de protección con un interruptor preferentemente controlable, en especial en forma de un semiconductor de potencia, que está conectado para la conmutación de una carga dentro de una trayectoria de corriente entre una entrada de tensión y una salida hacia el punto de consumo o carga. Un interruptor de protección adicional puede ser conectado entre una primera posición de conexión y una segunda posición de conexión. En este caso, en la primera posición de conexión el interruptor de protección está conectado en serie con el interruptor controlable, mientras que en la segunda posición de conexión el interruptor de protección está conectado con el interruptor especialmente de tipo electrónico en paralelo.

En la primera posición de conexión, en la que el interruptor de protección constituye junto con el interruptor un circuito en serie, el interruptor de protección está destinado de manera ventajosa como protección de sobrecorriente para el interruptor y/o para la carga. De esta manera, existe protección contra sobrecorrientes también en el caso en el que el interruptor se encuentra en fallo de paso directo y, por lo tanto, en cortocircuito.

La primera posición de conexión del interruptor de

protección, dentro de la trayectoria de corriente que a

continuación se designará también como trayectoria principal, puede estar prevista también por el lado de la alimentación de corriente o por el lado de la carga del interruptor. En el primer caso indicado se encuentra conectada previamente al interruptor una base de enchufe que constituye la primera posición de conexión. En el segundo caso, el enchufe que constituye la primera posición de conexión está conectado posteriormente al interruptor.

En la segunda posición de conexión, el interruptor de protección posibilita el suministro de corriente al punto de consumo o carga para el caso en el que el interruptor, a causa de una interrupción, no posibilita o no asegura el suministro de corriente mediante la trayectoria principal. Una base de enchufe que constituye la segunda posición de conexión está conectada ventajosamente en paralelo con respecto al interruptor entre la entrada y la salida de tensión. De esta manera, esta segunda base de enchufe constituye una trayectoria de corriente en derivación con respecto a la trayectoria de corriente principal para el caso de que el interruptor de protección esté conectado en la base de conexión que constituye la segunda posición de conexión.

Las bases de enchufe son, en este caso, ventajosamente bases de tipo plano, tal como las habituales bases de seguridad planas utilizadas en redes eléctricas a bordo de vehículos. De manera correspondiente, también el interruptor de protección está constituido como realización de enchufe plano con dos enchufes planos que están unidos

dentro de un cuerpo del interruptor con intermedio de un

elemento de desconexión de tipo térmico, en especial en forma de un bimetal en forma de disco, quedando, por lo tanto, unidos eléctricamente entre sí. El bimetal se encuentra en este caso fijado a uno de ambos enchufes planos y en superposición de contacto con el otro enchufe plano. En caso de sobrecorriente o de cortocircuito tiene lugar, por encima de un determinado umbral de corriente, una desconexión térmica del interruptor de conexión que actúa como interruptor de protección de sobrecorriente, dado que por el curvado del bimetal se abre la disposición de recubrimiento con el correspondiente enchufe plano, quedando, por lo tanto, fuera de contacto.

Un interruptor de protección de sobrecorriente de este tipo es conocido por el documento DE 198 56 707 A1 y el documento EP 1 151 692 A2. En los interruptores de protección de sobrecorriente conocidos por dichos documentos se trata de interruptores de protección de sobrecorriente accionables manualmente o accionables mediante un pulsador, en los que, en caso de desconexión en la zona de recubrimiento entre el bimetal y el enchufe plano correspondiente, se introduce un cursor aislante que recibe un resorte, el cual puede ser desplazado manualmente mediante un botón pulsador en su posición inicial. En vez de este interruptor de protección de sobrecorriente accionado mediante un botón pulsador, se puede utilizar también un interruptor de protección de sobrecorriente de pulsador y/o sin cursor como interruptor de protección.

El interruptor es, de forma ventajosa, un

semiconductor conmutador, en especial un transistor con

efecto de campo MOS (MOSFET). El interruptor puede ser también un llamado IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)

o bien un transistor Darlington. Este semiconductor conmutador es controlado ventajosamente dentro del sistema del interruptor de protección mediante un dispositivo de

El dispositivo de control presenta en su disposición preferente un interfaz BUS. Asimismo, el conmutador de potencia que constituye el interruptor puede ser controlado directamente con intermedio de un interfaz BUS de un sistema BUS, tal como, por ejemplo, el CAN-BUS (controller area network).

El sistema de interruptor de protección es apropiado, por lo tanto, también en un sistema de distribución de corriente que presenta una serie de circuitos de corriente. Un sistema de distribución de corriente de este tipo, que es utilizable preferentemente en una red de baja tensión en corriente continua, es conocido en especial por el documento EP 1 186 086 B1, de acuerdo con la parte introductoria de la reivindicación 1. En caso de que se asocie, en un sistema de distribución de corriente de este tipo en cada circuito de corriente, un sistema de interruptor de seguridad, según la invención, mediante el interruptor de protección de posición recambiable, se consigue un elemento de seguridad adicional como interruptor de emergencia para la etapa de salida, que se

conecta con intermedio del interruptor, al que está conectada la carga al punto de consumo.

A continuación, se describirá con mayor detalle un ejemplo de realización de la invención en base a un dibujo. En él se muestra en la figura única de manera esquemática un esquema de bloques de un sistema de interruptor de protección con un interruptor de potencia controlable y con un interruptor de protección de acoplamiento variable.

El sistema de interruptor de protección (1) comprende un interruptor controlable en forma de un semiconductor de potencia (2). Éste consiste, en el presente caso, en un transistor con efecto de campo MOS que está conectado a un diodo de rueda libre (3).

El interruptor de potencia (2) está...

1. Sistema de interruptor de protección (1) que presenta un interruptor (2), en particular en forma de un semiconductor de potencia controlable, que está conectado entre una entrada de tensión (5) y una salida (6) para la carga o punto de consumo con el objetivo de conmutar la carga (7) dentro de una trayectoria de corriente (4), caracterizado por un interruptor de protección (9) que será acoplable de forma intercambiable entre una primera

2. Sistema de interruptor de protección (1), según la reivindicación 1, caracterizado porque una base de conexión posición de conexión (13) y una segunda posición de conexión (15), formando una conexión en paralelo con el interruptor (2).

(12) que forma la primera posición de conexión (13) está conectada de forma previa al interruptor (2).

3. Sistema de interruptor de protección (1), según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque una base de conexión (12') que forma la segunda posición de conexión

(15) está conectada en paralelo con el interruptor (2) entre la entrada de tensión (5) y la salida de tensión (6).

4. Sistema de interruptor de protección (1), según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el interruptor (2) es un transistor con efecto de campo (FET), en particular un transistor con efecto de campo MOS (MOSFET).

5. Sistema de interruptor de protección (1), según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el

interruptor de protección (9) es un interruptor de protección de sobrecorriente de tipo térmico.

6. Sistema de interruptor de protección (1), según una

de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por tener una 5 unidad de control (16) para controlar el interruptor (2).

7. Sistema de interruptor de protección (1), según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por tener un interfaz BUS (18) para controlar el interruptor (2) por un sistema BUS. 8. Sistema de interruptor de protección (1), según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la primera posición de conexión (13), el interruptor de protección (9) actúa como protector de sobrecarga.

9. Sistema de interruptor de protección (1), según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el interruptor de protección forma en la segunda posición de conexión (15) una trayectoria de derivación de corriente

(14) para conectar y desconectar la carga (7).

10. Sistema de distribución de corriente con una serie de circuitos de corriente con un sistema de interruptor de protección (1), según una de las reivindicaciones 1 a 9.