CIRCUITO PARA DESCARGAR RÁPIDAMENTE UN RELÉ DE CORRIENTE ALTERNA.
1. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna,
caracterizado porque comprende:
una fuente (202) de alimentación configurada para dotar de energía a la bobina relé;
un circuito rectificador acoplado con la fuente de alimentación, comprendiendo el circuito rectificador al menos un diodo (210, 212, 214, 216);
un circuito de liberación de relé que comprende:
un conmutador (220) acoplado con el circuito rectificador, estando el conmutador en serie con la bobina relé, en el que la bobina relé está acoplada con el circuito rectificador; y
un circuito de supresión acoplado en paralelo con la bobina relé, comprendiendo el circuito de supresión un segundo diodo (222) en serie con un diodo zener (224).
2. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 1 caracterizado porque:
el conmutador tiene un límite de voltaje preseleccionado; y
que el diodo zener tiene un voltaje de caída menor que e) límite de voltaje del conmutador.
3. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 2, caracterizado porque el conmutador es un conmutador MOSFET.
4. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterne según reivindicación 3, caracterizado porque el límite de voltaje preseleccionado del conmutador MOSFET está basado en una característica de un diodo de cuerpo del conmutador MOSFET.
5. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 1, caracterizado porque el circuito rectificador comprende un circuito rectificador puente que incluye cuatro diodos en una configuración en puente.
6. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 1, caracterizado porque un ánodo del segundo diodo está acoplado con un ánodo del diodo zener.
7. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 1, caracterizado porque un cátodo del segundo diodo está acoplado con un cátodo del diodo zener.
8. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 3, caracterizado porque una compuerta del MOSFET está acoplada con un circuito de RC en serie con un diodo zener y un resistor, en donde el circuito RC, el diodo zener y el resistor están acoplados a través del rectificador.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2009/042003.
Solicitante: LEACH INTERNATIONAL CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 6900 Orangethorpe Avenue 90622-5032 P.O. Box 5032, Buena Park, ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: CRITCHLEY,Malcolm J.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- H01H47/00 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; interruptores automáticos de tipo electrolítico H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › Circuitos no adaptados a una aplicación particular de los relés y previstos para obtener una característica de funcionamiento dada o para asegurar una corriente de excitación dada.
Fragmento de la descripción:
Circuito para descargar una bobina relé de corriente alterna.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere, en general, a un circuito para descargar rápidamente un relé de corriente alterna (CA) . Más específicamente, la presente invención se refiere a un circuito para minimizar la cantidad de tiempo empleada para descargar una bobina relé de corriente continua (CC) usando una fuente de alimentación de corriente CA.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las bobinas relé son inductoras y se oponen a los cambios en el flujo de la corriente. Las bobinas de corriente CC se usan a menudo dentro de un relé de corriente CA para generar una fuerza de conmutación capaz de activar uno o más conmutadores de carga. En tal caso, un voltaje de corriente CA se rectifica y se aplica luego a las bobinas de corriente CC que almacenan la energía aplicada y generan la fuerza de conmutación. Una vez que se ha alcanzado un umbral de voltaje o energía, los conmutadores de carga son activados por la fuerza de conmutación de la bobina de corriente CC. Según se corta el voltaje de alimentación a la bobina, se generan altos picos de voltaje, debido a la inductancia de la bobina. Tales altos picos de voltaje pueden dañar la lógica de control, las fuentes de alimentación y los contactos de conmutación.
Los relés de corriente CA a menudo incluyen circuitos rectificadores, tales como circuitos rectificadores de onda completa o de media onda, que convierten el voltaje de corriente CA en el voltaje de corriente CC que se usa para cargar las bobinas de corriente CC. Un circuito rectificador de onda completa generalmente incluye cuatro diodos en una configuración de puente. En tal caso, una bobina de corriente CC se acopla a menudo a través de un puente de diodos. Después de que la bobina de corriente CC ha sido suficientemente cargada como para proporcionar la fuerza de conmutación, se retira el voltaje de alimentación de corriente CA. La energía almacenada en la bobina de corriente CC es disipada por los diodos durante un cierto periodo de tiempo. Sin embargo, el periodo de tiempo necesario para disipar la energía almacenada en la bobina de corriente de CC puede ser significativo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Ciertos aspectos de la invención se refieren a un circuito para descargar rápidamente un relé de corriente CA. En una realización, la invención se refiere a un circuito para descargar una bobina relé, incluyendo el circuito una fuente de alimentación configurada para dotar de energía a la bobina relé, un circuito rectificador acoplado con la fuente de alimentación, teniendo el circuito rectificador al menos un diodo, un circuito de liberación de relé que incluye un conmutador acoplado con el circuito rectificador, el conmutador en serie con la bobina relé, en donde la bobina relé está acoplada con el circuito rectificador, y un circuito de supresión acoplado en paralelo con la bobina relé, incluyendo el circuito de supresión un segundo diodo en serie con un diodo zener, en donde la bobina relé, cuando está suficientemente dotada de energía, está configurada para proporcionar una fuerza de conmutación suficiente para activar al menos un conmutador de carga acoplado con al menos una línea de alimentación conmutada, y en donde el circuito de supresión está configurado para descargar la energía almacenada en el circuito relé.
En otra realización, la invención se refiere a un circuito para descargar una bobina relé, incluyendo el circuito circuitos relé con la bobina relé dispuesta a través de un circuito rectificador, en donde la bobina relé está configurada para activar al menos un conmutador de carga cuando está suficientemente dotada de energía, incluyendo los circuitos de liberación de relé circuitos de supresión acoplados a través de la bobina relé, y circuitos de aislación en serie entre la bobina relé y el circuito rectificador, y circuitos de control configurados para proporcionar un voltaje al circuito rectificador, a fin de dotar de energía a la bobina relé, en donde los circuitos de aislación están configurados para aislar la bobina relé y los circuitos de supresión, en base a una señal desde los circuitos de control.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIG. 1 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de control de alimentación que incluye un circuito relé de corriente CA de acuerdo a una realización de la presente invención.
La FIG. 2 es un diagrama esquemático de un circuito relé de corriente CA que incluye un rectificador de onda completa y un circuito de liberación rápida, de acuerdo a una realización de la presente invención.
La FIG. 3 es un diagrama esquemático de un circuito relé de corriente CA que incluye un rectificador de onda completa y un circuito de liberación rápida, de acuerdo a una realización de la presente invención.
La FIG. 4 es un diagrama esquemático de un circuito relé de corriente CA que incluye un rectificador de media onda y un circuito de liberación rápida, de acuerdo a una realización de la presente invención.
La FIG. 5 es un diagrama esquemático de un circuito relé de corriente CA que incluye un rectificador de onda completa y un circuito de liberación rápida, según una realización de la presente invención.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Pasando ahora a los dibujos, se ilustran realizaciones de circuitos para descargar rápidamente un relé de corriente CA. Los relés de corriente CA incluyen generalmente bobinas de corriente CC que proporcionan una fuerza de conmutación cuando el suficiente voltaje es aplicado por un circuito rectificador. Los circuitos rectificadores convierten energía desde una fuente de alimentación de control de corriente CA a corriente CC. Los circuitos de liberación rápida acoplados con los circuitos rectificadores aíslan las bobinas de corriente CC y disipan rápidamente la energía almacenada en las bobinas de corriente CC cuando se corta la fuente de alimentación de corriente CA. En varias realizaciones, el circuito de liberación rápida incluye un conmutador en serie con la bobina de corriente CC y un circuito de supresión que incluye un diodo convencional y un diodo zener en serie, donde el circuito de supresión está acoplado en paralelo a través de la bobina de corriente CC.
En algunas realizaciones, los circuitos de liberación rápida se usan conjuntamente con circuitos rectificadores puente de onda completa. En otras realizaciones, los circuitos de liberación rápida se usan con circuitos rectificadores de media onda. Para los circuitos rectificadores puente de onda completa, la energía almacenada en la bobina de corriente CC cuando se corta la energía puede disiparse mediante diodos puente. Sin embargo, el periodo de tiempo requerido para la suficiente disipación de la energía almacenada, a fin de cambiar la posición de la armadura relé, después de que se ha cortado el voltaje que da energía a la bobina, o tiempo de liberación, puede ser demasiado largo para algunas aplicaciones. En una realización, por ejemplo, un tiempo de liberación de 20 milisegundos (ms) o más es demasiado largo. Usando el circuito de liberación rápida, el tiempo de liberación puede reducirse significativamente. En una realización, por ejemplo, el tiempo de liberación puede reducirse a 10 ms, o menos. En algunas realizaciones, el tiempo de liberación se reduce entre un 50 y un 500 por ciento.
En una realización, los relés de corriente CA con un circuito de liberación rápida pueden usarse para controlar la distribución de energía en un sistema eléctrico de aeronave. La energía puede distribuirse usando cualquiera entre sistemas de corriente CC o CA (monofásica, bifásica o trifásica) , o combinaciones de los mismos. En un cierto número de realizaciones, el relé de corriente CA tiene un conmutador de carga que conmuta una fuente de alimentación de corriente CC. En varias realizaciones, las fuentes de alimentación de corriente CC funcionan con 28 voltios, 26 voltios o 270 voltios. En una realización, las fuentes de alimentación de corriente CC funcionan entre 11 y 28 voltios. En otras realizaciones, el relé de corriente CA incluye tres conmutadores de carga que conmutan distintas fases de una fuente de alimentación de corriente CA. En una realización, la fuente de alimentación de corriente CA funciona con 115 voltios y con una frecuencia de 400 hertz. En otras realizaciones, los relés de corriente CA con un circuito de liberación...
Reivindicaciones:
1. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna, caracterizado porque comprende: una fuente (202) de alimentación configurada para dotar de energía a la bobina relé; un circuito rectificador acoplado con la fuente de alimentación, comprendiendo el circuito rectificador al menos un diodo (210, 212, 214, 216) ; un circuito de liberación de relé que comprende: un conmutador (220) acoplado con el circuito rectificador, estando el conmutador en serie con la bobina relé, en el que la bobina relé está acoplada con el circuito rectificador; y un circuito de supresión acoplado en paralelo con la bobina relé, comprendiendo el circuito de supresión un segundo diodo (222) en serie con un diodo zener (224) ;
2. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 1 caracterizado porque:
el conmutador tiene un límite de voltaje preseleccionado; y que el diodo zener tiene un voltaje de caída menor que el límite de voltaje del conmutador.
3. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 2, caracterizado porque el conmutador es un conmutador MOSFET.
4. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 3, caracterizado porque el límite de voltaje preseleccionado del conmutador MOSFET está basado en una característica de un diodo de cuerpo del conmutador MOSFET.
5. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 1, caracterizado porque el circuito rectificador comprende un circuito rectificador puente que incluye cuatro diodos en una configuración en puente.
6. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 1, caracterizado porque un ánodo del segundo diodo está acoplado con un ánodo del diodo zener.
7. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 1, caracterizado porque un cátodo del segundo diodo está acoplado con un cátodo del diodo zener.
8. Circuito para descargar una bobina (218) relé de corriente alterna según reivindicación 3, caracterizado porque una compuerta del MOSFET está acoplada con un circuito de RC en serie con un diodo zener y un resistor, en donde el circuito RC, el diodo zener y el resistor están acoplados a través del rectificador.
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