Procedimiento y dispositivo de elaboración de una tensión de alimentación necesaria para el gobierno de un interruptor electrónico.

Procedimiento de elaboración de una tensión auxiliar necesaria para el gobierno de un interruptor electrónicoconectado en serie con una carga (12) a una red de distribución de corriente alterna monofásica,

caracterizadoporque, durante los períodos de tiempo en los que el citado interruptor electrónico (13) está en estado deconducción, se toma la energía eléctrica necesaria para la elaboración de la citada tensión de alimentación auxiliaren los bornes del citado interruptor electrónico explotando una caída de tensión residual, disponible entre los citadosbornes.

Procedimiento y dispositivo de elaboración de una tensión de alimentación necesaria para el gobierno de un interruptor electrónico.

La invención concierne a un procedimiento y a un dispositivo de elaboración de una tensión de alimentación, necesaria para alimentar los medios de mando de un interruptor electrónico, por ejemplo de tipo triac o análogo.Ésta pretende de modo más particular elaborar una tensión continua apropiada para alimentar circuitos electrónicos de gobierno cuando el citado interruptor está cableado en dos hilos para mandar la alimentación de una carga (tal como por ejemplo una lámpara de iluminación) es decir, de modo más particular cuando está conectado en serie con la citada carga entre la fase y el neutro de una red de distribución de corriente alterna monofásica.

En el contexto indicado anteriormente, el interruptor electrónico (el triac) reemplaza al interruptor clásico de contactometálico. Éste está colocado entonces con sus circuitos electrónicos de mando en una caja empotrada en la pared a la que generalmente llegan solamente dos hilos que se denominarán aquí por comodidad la “fase” y ”la fase cortada”. Naturalmente, el interruptor eléctrico está conectado entre dos hilos disponibles, es decir, entre la citada fase y la citada fase cortada. La carga por su parte está conectada entre el hilo denominado “fase cortada” y el neutro que no es accesible.

Ahora bien, es necesario disponer de una tensión continua de algunos voltios, por ejemplo 5 voltios, para alimentar los circuitos electrónicos de gobierno del interruptor. La configuración de cableado indicada anteriormente no es favorable para poder extraer una tensión continua de este tipo de los dos hilos disponibles en la caja empotrada en la pared.

El documento EP 0 031 626 describe sin embargo un circuito de alimentación de corriente continua, para el gobierno de un triac, que toma la energía eléctrica necesaria de la red con la ayuda de un condensador y de un circuito rectificador. Este circuito solamente puede elaborar una tensión continua explotable si el triac está bloqueado. Por consiguiente, la solución propuesta en este documento anterior consiste en interrumpir la conducción del triac en cada alternancia, durante un corto intervalo de tiempo necesario para la elaboración de una tensión continua explotable para la alimentación de los circuitos de gobierno del citado triac.

Este tipo de solución que consiste en crear periódicamente un “tope de conducción” en el mando del triac genera parásitos que necesitan la utilización de un filtro caro y voluminoso para que el sistema sea conforme a las normas vigentes.

El documento US 5 838 555 describe también un circuito de este tipo.

El documento EP 0 637 874 describe un circuito de alimentación de corriente continua, para el gobierno de un MOSFET, que toma la energía necesaria del potencial en los bornes del MOSFET en estado conductor. Sin embargo, este circuito no es útil para una red de distribución de corriente alterna.

La invención propone otra solución que consiste en explotar la tensión residual en los bornes del interruptor mandado cuando éste es conductor.

De modo más particular, la invención concierne a un procedimiento de elaboración de una tensión de alimentación auxiliar necesaria para el gobierno de un interruptor electrónico conectado en serie con una carga a una red de distribución de corriente alterna monofásica, caracterizado porque, durante los períodos de tiempo en que el citado interruptor electrónico está en estado de conducción, se toma la energía eléctrica necesaria para la elaboración de la citada tensión de alimentación auxiliar en los bornes del citado interruptor electrónico explotando una caída de tensión residual disponible entre los citados bornes.

En la práctica, esta caída de tensión residual alterna es del orden del voltio. Es por tanto ventajoso rectificar y elevar esta caída de tensión residual, por ejemplo por medio de un circuito rectificador-elevador de tensión, de un tipo conocido. Se puede, así, obtener una tensión del orden de 5 voltios o más, perfectamente utilizable para la alimentación de corriente continua de los circuitos de gobierno del interruptor electrónico.

Si se conecta a la salida del citado rectificador-elevador de tensión un elemento capacitativo, véase un pequeño acumulador electroquímico, es posible mantener una tensión explotable durante los períodos de tiempo en que el interruptor electrónico no está en estado de conducción (interruptor abierto) y por consiguiente poder alimentar normalmente los circuitos de gobierno de citado interruptor electrónico en el momento de una puesta en conducción del triac, es decir cuando se desee alimentar la carga. Sin embargo, es ventajoso, durante los períodos de tiempo en que el interruptor electrónico está bloqueado, elaborar la tensión de alimentación auxiliar directamente a partir de la tensión de la red, puesto que, cuando el interruptor electrónico está bloqueado (es decir abierto) , la tensión de la red de distribución de corriente alterna puede ser explotada para elaborar directamente la citada tensión de alimentación auxiliar, por medio, por ejemplo, de un simple circuito rectificador conectado a la fase por un condensador.

La invención concierne igualmente a un dispositivo de mando de alimentación eléctrica para una carga, del tipo que comprende un interruptor electrónico mandado destinado a ser conectado en serie con la citada carga para su alimentación por una red de distribución de corriente alterna monofásica y medios de mando del citado interruptor, caracterizado porque comprende un primer circuito de alimentación auxiliar de corriente continua, conectado para alimentar los citados medios de mando, porque este primer circuito comprende una entrada de energía eléctrica de corriente alterna y porque los citados medios de mando están dispuestos para conectar la citada entrada a los bornes del citado interruptor electrónico cuando éste está en estado pasante.

Como se mencionó anteriormente, el citado primer circuito de alimentación auxiliar comprenderá preferentemente un rectificador-elevador de tensión. Este dispositivo podrá ser por ejemplo de tipo fuente de de alimentación conmutada, regulada.

A título de ejemplo, en el comercio se proponen circuitos integrados especialmente concebidos para realizar un rectificador-elevador de tensión del tipo mencionado.

Por ejemplo, la firma “LINEAR TECHONOLOGY®” propone un circuito integrado de referencia LT1073-5 especialmente concebido para esta utilización.

Preferentemente, el dispositivo definido anteriormente está caracterizado también porque comprende un segundo circuito de alimentación auxiliar de corriente continua, unido en la entrada a la citada red de distribución de corriente alterna, y dispuesto para alimentar los citados medios de mando cuando el citado interruptor electrónico no está en estado de conducción.

Este segundo circuito de alimentación auxiliar consiste en un simple rectificador unido a la red de distribución por un condensador.

La invención se pondrá de manifiesto de modo más claro a la luz de la descripción que sigue de un dispositivo electrónico de mando de alimentación eléctrica para una carga alimentada en corriente alterna, dada únicamente a título de ejemplo y hecha refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:

- la figura 1 es un esquema de principio del dispositivo electrónico; y

- la figura 2 es un cronograma que ilustra la tensión alterna disponible en los bornes del interruptor electrónico cuando éste está en estado de conducción.

Considerando la figura 1, se ha esquematizado una red de distribución de corriente alterna monofásica 11 que equipa por ejemplo a un local. Se distingue una fase P y un neutro N. Una carga 12, en este caso aquí, una lámpara de iluminación, puede ser alimentada en corriente alterna a partir de esta red. La carga puede ser cualquier aparato eléctrico previsto para ser alimentado en corriente alterna.

Para hacer esto, un interruptor electrónico 13, de tipo triac, está conectado en serie con la citada carga y el conjunto está conectado entre la fase P y el neutro N. Sin embargo, de acuerdo con la definición que precede, en el emplazamiento en el que está instalado... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de elaboración de una tensión auxiliar necesaria para el gobierno de un interruptor electrónico conectado en serie con una carga (12) a una red de distribución de corriente alterna monofásica, caracterizado porque, durante los períodos de tiempo en los que el citado interruptor electrónico (13) está en estado de conducción, se toma la energía eléctrica necesaria para la elaboración de la citada tensión de alimentación auxiliar en los bornes del citado interruptor electrónico explotando una caída de tensión residual, disponible entre los citados bornes.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se rectifica y eleva (25) la citada caída de tensión, hasta disponer de la citada tensión de alimentación auxiliar.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque se elabora (35) la citada tensión de alimentación auxiliar a partir de la tensión de la citada red durante los períodos de tiempo en los que el citado interruptor electrónico está bloqueado.

4. Dispositivo electrónico de mando de alimentación eléctrica para una carga (12) , del tipo que comprende un interruptor electrónico (13) mandado destinado a ser conectado en serie con la citada carga para su alimentación por una red de distribución de corriente alterna monofásica y medios de mando (16, 17, 18) del citado interruptor, caracterizado porque comprende un primer circuito de alimentación auxiliar de corriente continua (25) , conectado para alimentar a los citados medios de mando, porque este primer circuito comprende una entrada de energía eléctrica de corriente alterna (28) y porque los citados medios de mando están dispuestos para conectar la citada entrada a los bornes del citado interruptor electrónico (13) cuando éste está en estado pasante.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el citado primer circuito de alimentación auxiliar (25) comprende un rectificador-elevador de tensión.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el citado rectificador-elevador de tensión es del tipo de fuente de alimentación conmutada regulada.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque los citados medios de mando comprenden una interfaz de conexión (18) mandada, interconectada entre el citado interruptor electrónico

(13) y la citada entrada de energía eléctrica de corriente alterna (28) .

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la citada interfaz de conexión comprende un relé electromagnético (22) que comprende un primer interruptor (I1) conectado entre la citada entrada de energía eléctrica (28) y el citado interruptor electrónico (13) .

9. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque el citado interruptor electrónico

(13) es de tipo triac o análogo.

10. Procedimiento de acuerdo con el conjunto de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado porque el citado relé electromagnético comprende un segundo interruptor (I2) conectado entre la fase y el electrodo de mando del citado interruptor electrónico.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el citado relé electromagnético (22) es de tipo biestable.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el citado relé electromagnético (22) comprende dos bobinas (L1, L2) alimentadas respectivamente por intermedio de dos interruptores mandados (Q1, Q2) que forman parte de un circuito de gobierno (16) , a su vez gobernado por una interfaz de usuario (17) .

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 12, caracterizado porque comprende un segundo circuito de alimentación auxiliar de corriente continua (35) , unido en entrada a la citada red de distribución de corriente alterna y dispuesto para alimentar a los citados medios de mando cuando el citado interruptor electrónico

(13) no está en estado de conducción.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el citado segundo circuito de alimentación auxiliar consiste en un rectificador unido a la citada red de distribución por una resistencia (R3) y un condensador (C3) .