Canal de transmisión bidireccional, aislado de corriente continua.

Disposición para la transmisión separada de potencial de señales entre un primer sistema de emisión y derecepción (1) y un segundo sistema de emisión y de recepción (2),

que comprende: secciones de parejas de líneasde emisión y de recepción (6a, 6b; 7a, 7b; 8a, 8b), que conectan los dos sistemas de emisión y de recepción (1, 2) através de un único canal de dos líneas; un convertidor de separación (3) entre dos parejas de líneas de emisión y derecepción (6a, 6b; 7a, 7b); un transmisor de señales de notificación (9), que se conecta en el lado secundario en elconvertidor de separación (3), de manera que en el lado primario se puede evaluar una señal de notificación (U2),caracterizada porque el convertidor de separación (3) está incluido en un transmisor de corriente continua (4), a cuyocircuito primario (45) se alimentan desde el primer sistema (1) señales de corriente continua (IN1), que sonconvertidas en señales de corriente alterna y en el circuito secundario (46) son convertidas de nuevo en señales decorriente continua (IN2), en la que el transmisor de corriente continua (4) es accionado para la transmisión de señalesdesde el primer sistema (1) hacia el segundo sistema (2) en cortocircuito; y porque en una sección (8a, 8b) de lasparejas de líneas de emisión y de recepción está incorporado un convertidor electrónico I/I o I/U (5), en cuyo lado deentrada se encuentran las señales del circuito secundario (46) y en cuyo lado de salida se emiten señales útilescomo señales de la corriente o de la tensión al segundo sistema (2).

Canal de transmisión bidireccional, aislado de corriente continua

Campo de la invención

La invención se refiere a una disposición y a un procedimiento para la transmisión separada de potencial de señales de corriente continua y de señales de corriente alterna como señales de medición y como señales de notificación entre dos sistemas de emisión y de recepción.

Antecedentes de la invención

Disposiciones para tales fines se describen, por ejemplo, en los documentos DE 297 18 405 U1, DE 298 16 659 U1 y EP 0 658 866 B1. En estos documentos de publican procedimientos, en los que en un primer canal se transmite la señal de medición y en un segundo canal se transmite la señal de notificación. El primer canal comprende una fase de acoplamiento y el segundo canal comprende un transmisor u otra fase de acoplamiento. Por lo tanto, en general, se necesitan dos canales separados galvánicamente. Pero la utilización de dos canales separados galvánicamente es intensiva de costes y requiere una necesidad de espacio grande.

En un separador de alimentación de señales para señales de medición (DE 103 22 262 A1) se necesita, en efecto, un canal de dos líneas para la transmisión de las señales, en las que se utiliza un convertidor de tensión para la separación galvánica en el trayecto de transmisión, pero se necesita un circuito de alimentación de energía auxiliar, para acondicionar las señales de tensión recibidas de acuerdo con la necesidad de potencia actual. Sin embargo, en este circuito no se conectan sistemas de emisión y de recepción con salidas de corriente activas, porque la energía es proporcionada por el circuito de alimentación y de esta manera trabajarían dos fuentes de tensión opuestas entre sí.

También se conoce una disposición de circuito para la transmisión de señales libre de potencial entre dos unidades electrónicas por medio de un transformador (DE 35 33 278 A1) , en la que el arrollamiento secundario del transformador es cortocircuitado en presencia de una señal de reconocimiento. De esta manera, se genera una corriente muy alta en el lado primario, de manera que un amplificador presente allí pasa a estado de saturación, lo que es detectado por comparadores y es evaluado como señal de reconocimiento. La señal de activación y la señal de reconocimiento deben realizarse, por lo tanto, de forma sucesiva, es decir, que no es posible la transmisión simultánea de una señal de la corriente desde una de las unidades y de una señal de la tensión desde la otra unidad a través de un único canal de dos líneas.

En el caso de un transformador de separación multifuncional (WO 91/13417) un circuito sensor está conectado a través de un convertidor de separación con un circuito de salida, en el que se generan señales de corriente continua para la transmisión a un circuito de corriente. Por otra parte, la alimentación de la corriente y la programación del circuito sensor son realizadas por el circuito de salida más allá del convertidor de separación. El lado primario y el lado secundario del convertidor de separación comprenden, respectivamente, varias líneas paralelas entre sí, ninguna de las cuales presenta un convertidor electrónico I/I o I/U y se cortocircuita virtualmente para ser incorporado en un transmisor de corriente continua.

Descripción general de la invención

La invención tiene el cometido de crear un canal de transmisión bidireccional, separado galvánicamente, que posibilita la transmisión simultánea de señales partiendo de dos sistemas de emisión y de recepción a través de secciones de canal con dos líneas, respectivamente.

El cometido se soluciona con una disposición para la transmisión controlada por potencial de señales de corriente continua y de señales de corriente alterna entre un primer sistema de emisión y de recepción y un segundo sistema de emisión y de recepción, que presenta las siguientes características: secciones de parejas de líneas de emisión y de recepción, que conectan los dos sistemas de emisión y de recepción a través de un único canal de dos líneas; un transmisor de corriente continua bajo la inclusión de un convertidor de separación con un circuito primario y un circuito secundario, que es accionado para la transmisión de señales con señales de corriente continua en cortocircuito, en el que el transmisor de corriente continua convierte las señales de corriente continua en señales de corriente alterna y éstas de retorno en señales de corriente continua con separación galvánica de las secciones de la línea; un convertidor electrónico I/I o I/U, en cuyo lado de entrada se encuentran las señales transmitidas a través del canal y en cuyo lado de salida se emiten señales útiles como señales de la corriente o señales de la tensión al segundo sistema de emisión y de recepción; y un transmisor de señales de notificación, que se conecta en el lado secundario en el transmisor de corriente continua para la transmisión de la señal de notificación, de manera que se puede establecer en el lado primario una modificación de la tensión, que puede ser evaluada por el primer sistema de emisión y de recepción como señal de notificación a transmitir.

El cometido se soluciona también con un procedimiento para la transmisión separada de potencial de señales de

corriente continua y de corriente alterna entre un primer sistema de emisión y de recepción y un segundo sistema de emisión y de recepción, que comprende las siguientes etapas: en el primer sistema de emisión y de recepción se obtienen señales de medición, que son acondicionadas para la transmisión a través de un canal de dos líneas, que presenta secciones separadas galvánicamente unas de las otras, como señales de corriente continua y señales de corriente alterna; las señales de corriente continua y las señales de corriente alterna son alimentadas utilizando un transmisor de corriente continua con convertidor de separación a través de un canal de dos líneas a un convertidor electrónico I/I o I/U; el convertidor electrónico I/I o I/U obtiene de nuevo a partir de las señales de corriente continua y las señales de corriente alterna una señal de la corriente o de la tensión que corresponde a la señal de medición y la pone a la disposición del segundo sistema de emisión y de recepción; en el caso de la transmisión de una señal de notificación al primer sistema de emisión y de recepción desde el segundo sistema de emisión y de recepción, se alimenta la señal de notificación al circuito secundario del transmisor de corriente continua y se conduce a través del circuito primario al primer sistema de emisión y de recepción.

En la disposición de acuerdo con la invención, a través del mismo canal separado galvánicamente se transmiten con preferencia una señal de corriente continua como señal de medición y una señal de retorno de tensión continua / alterna como señal de notificación. A tal fin, entre dos aparatos electrónicos se encuentran un transmisor de corriente continua con convertidor de separación y un convertidor electrónico I/I o I/U. Los dos aparatos electrónicos, el transmisor de corriente continua y el convertidor I/I o I/U están conectados unos detrás de los otros por medio de secciones de líneas de dos hilos. El convertidor de separación sirve para la separación galvánica de los circuitos de corriente de los dos aparatos terminales. El transmisor de corriente continua es accionado en cortocircuito para una de las direcciones de las señales, de manera que no se transmite esencialmente ninguna potencia.

Sobre el lado primario del transmisor de corriente continua se convierte la señal de corriente con preferencia continua, que llega desde el primer aparato terminal, en una señal de corriente alterna. Sobre el lado secundario, a partir de la señal de corriente alterna que entra allí se obtiene de nuevo una señal de corriente continua.

Para la realización técnica del circuito del transmisor de corriente continua se ofrecen varias posibilidades. Por una parte, el transmisor de corriente continua se puede formar como convertidor de corriente de semipuente con conmutadores activos (transistores, conmutadores analógicos, etc.) , que se pueden sustituir en el lado secundario también por diodos y, por otra parte, el transmisor de corriente continua se puede realizar como convertidor de corriente de puente completo. También es posible construir el transmisor de corriente continua con un convertidor de separación... [Seguir leyendo]

1. Disposición para la transmisión separada de potencial de señales entre un primer sistema de emisión y de recepción (1) y un segundo sistema de emisión y de recepción (2) , que comprende: secciones de parejas de líneas de emisión y de recepción (6a, 6b; 7a, 7b; 8a, 8b) , que conectan los dos sistemas de emisión y de recepción (1, 2) a través de un único canal de dos líneas; un convertidor de separación (3) entre dos parejas de líneas de emisión y de recepción (6a, 6b; 7a, 7b) ; un transmisor de señales de notificación (9) , que se conecta en el lado secundario en el convertidor de separación (3) , de manera que en el lado primario se puede evaluar una señal de notificación (U2) , caracterizada porque el convertidor de separación (3) está incluido en un transmisor de corriente continua (4) , a cuyo circuito primario (45) se alimentan desde el primer sistema (1) señales de corriente continua (IN1) , que son convertidas en señales de corriente alterna y en el circuito secundario (46) son convertidas de nuevo en señales de corriente continua (IN2) , en la que el transmisor de corriente continua (4) es accionado para la transmisión de señales desde el primer sistema (1) hacia el segundo sistema (2) en cortocircuito; y porque en una sección (8a, 8b) de las parejas de líneas de emisión y de recepción está incorporado un convertidor electrónico I/I o I/U (5) , en cuyo lado de entrada se encuentran las señales del circuito secundario (46) y en cuyo lado de salida se emiten señales útiles como señales de la corriente o de la tensión al segundo sistema (2) .

2. Disposición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el transmisor de señales de notificación (9) representa una fuente de tensión controlada en serie con el circuito secundario (46) del transmisor de corriente continua (4) , y porque el primer sistema de emisión y de recepción (1) alimenta una señal de corriente normalizada (IN1) al circuito primario (45) del transmisor de corriente continua (4) y en el caso de entrada de una modificación de la tensión como consecuencia de una señal de notificación, se eleva la tensión de alimentación (U1) en un valor tal que corresponde al valor (U2) de la tensión alimentada en el lado secundario del transmisor de señales de notificación (9) , para calcular a partir de la tensión de alimentación medida en el circuito primario (45) el valor de la señal de notificación.

3. Disposición de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el transmisor de señales de notificación

(9) está conectado en una primera entrada de un amplificador de operaciones (51) del convertidor electrónico I/I o I/U (5) , en cuya otra segunda entrada se encuentra el circuito secundario (46) del transmisor de corriente continua (4) , y porque la salida del convertidor de operaciones (51) es retornado a la segunda entrada del amplificador de operaciones (51) .

4. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el segundo sistema de emisión y de recepción (2) presenta una fuente de señales de tensión alterna (11) , cuya señal de tensión alterna (Uw) es modulada sobre la señal de corriente continua (IN2) recibida y, en concreto, es acoplada a través de un condensador (CK) a una resistencia (R) en la entada del convertidor I/I o I/U (5) , de manera que la señal de tensión alterna anula la referencia de masa directa del convertidor electrónico I/I o I/U (5) y el convertidor electrónico I/I o I/U

(5) modula a través de sus propiedades de regulación la señal de tensión alterna (Uw) a la corriente (IN2) del lado secundario de la señal de la corriente normalizada (IN1) y el primer sistema de emisión y de recepción (1) es forzado de esta manera a proporcionar la misma tensión que la tensión de alimentación (U1) .

5. Disposición de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque el transmisor de señales de notificación (9) de forma por una fuente de tensión (92) de baja impedancia, que está conectada, por un lado, en el lado secundario

(46) del transmisor de corriente continua (4) y está conectada, por otro lado, a través de un condensador (CK) en un aparato de campo con una carga (15) y con un transmisor de señales de la tensión alterna (11) , en la que la señal de notificación, modulada como señal de tensión alterna sobre la corriente del lado secundario (IN2) de la señal de corriente normalizada, es transmitida hacia el primer sistema de emisión y de recepción (1) .

6. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las líneas de conexión del lado primario (45) del convertidor de separación (3) y las líneas de conexión del lado secundario (46) del convertidor de separación (3) son conmutables de forma sincronizada para la formación de un convertidor de corriente de semipuente.

7. Disposición de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque para la conmutación están previstos en el circuito primario (45) unos conmutadores activos (35, 37a, 37b, 43a, 43b) y en el circuito secundario (46) están previstos o bien conmutadores activos (36, 38a, 38b, 44a, 44b) o diodos (47, 48) .

8. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las líneas de conexión del lado primario (45) del convertidor de separación (3) y las líneas de conexión del lado secundario (46) del convertidor de separación (3) son conmutables de forma sincronizada para la formación de un convertidor de corriente de puente completo con conmutadores activos (37a, 37b; 38a, 38b) .

9. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el convertidor de separación

(3) está enchufado en el centro en su lado primario (45) y en su lado secundario (46) , y porque las líneas de conexión (6b1, 6b2, 7b1, 7b2) del convertidor de separación (3) son conmutables de forma sincronizada.

10. Procedimiento para la transmisión separada de potencial de señales de corriente continua y de corriente alterna entre un primer sistema de emisión y de recepción (1) y un segundo sistema de emisión y de recepción (2) , con las siguientes etapas:

a) en el primer sistema de emisión y de recepción (1) se obtienen señales de medición, que son acondicionadas para la transmisión a través de un canal de dos líneas, que presenta secciones separadas galvánicamente unas de las otras, como señales de corriente continua y señales de corriente alterna;

b) las señales de corriente continua y las señales de corriente alterna son alimentadas utilizando un transmisor de corriente continua (4) con convertidor de separación (3) a través de un canal de dos líneas a un convertidor electrónico I/I o I/U (5) ;

c) el convertidor electrónico I/I o I/U (5) obtiene de nuevo a partir de las señales de corriente continua y las señales de corriente alterna una señal de la corriente o de la tensión que corresponde a la señal de medición y la pone a la disposición del segundo sistema de emisión y de recepción (2) ;

d) en el caso de la transmisión de una señal de notificación al primer sistema de emisión y de recepción (1) desde el segundo sistema de emisión y de recepción (2) , se alimenta la señal de notificación al circuito secundario (46) del transmisor de corriente continua (4) y se conduce a través del circuito primario (45) al primer sistema de emisión y de recepción (1) .

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque las señales de medición representan señales de corriente continua de un transmisor de señales de medición y son descompuestas para la transmisión a través del convertidor de separación (3) .

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque las señales de corriente continua son señales normalizadas (IN1) con intensidades de corriente predeterminadas en cada caso.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque las señales de notificación representan señales de la tensión (U2) alimentadas sobre el lado secundario (46) que se pueden verificar sobre el lado primario (45) a través de compensación de la modificación de la tensión en el lado primario (45) .

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque el primer sistema de emisión y de recepción (1) representa un sistema programable con memoria y porque el segundo sistema de emisión y de recepción (2) contiene una instalación controlada, que reacciona en virtud de la señal de medición y, dado el caso, provoca la devolución de un mensaje de notificación.

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la instalación controlada representa un actuador que, en función de la señal de medición, modifica su estado o su posición.

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la instalación controlada representa un usuario del bus.

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la instalación controlada representa un circuito de evaluación.

18. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 17, caracterizado porque el primer sistema de emisión y de recepción (1) representa una instalación de sensor.