Dispositivo y procedimiento para proporcionar una tensión de alimentación en un nodo de bus de una red en bus.

Dispositivo para proporcionar una tensión de alimentación cargable en un nodo de bus de una red en bus,

especialmente en un nodo de bus de una red EIB, que incluye

- una fuente de corriente (M1) que comprende al menos un MOSFET y que está conectada en serie con unacapacidad (C3) a través de la cual se toma la tensión de alimentación (U), estando el circuito en serie (M1, C3)conectado directa o indirectamente a un bus mediante conductores de bus (Bus+, Bus-) que están a unpotencial diferente;

- un primer módulo de regulación (A) que estabiliza el punto de trabajo de la fuente de corriente (M1) conindependencia de señales de bus en los conductores de bus (Bus+, Bus-) y de cargas o variaciones de carga dela tensión de alimentación (U), estabilizando el primer módulo de regulación (A) una tensión intermedia yviniendo fijado el punto de trabajo de la fuente de corriente (M1) por la magnitud de la tensión intermedia; y

- un segundo módulo de regulación (B) que adapta el punto de trabajo de la fuente de corriente (M1) en funciónde una señal de bus en los conductores de bus (Bus+, Bus-), presentando el segundo módulo de regulación (B)una primera válvula (D2) permeable solamente para la tensión de una primera polaridad de la señal de bus yuna segunda válvula (Q1) permeable solamente para tensión de una segunda polaridad de la señal de bus,caracterizado por que el segundo módulo de regulación (B) comprende como primera válvula un diodo (D2) y comosegunda válvula un transistor (Q1) que está conectado mediante su colector a la puerta del MOSFET, estando unidoel cátodo del diodo con el conductor de bus (Bus+) puesto a un potencial más alto y con la base del transistor (Q1),de modo que éste es conductor solamente al presentarse un flanco ascendente de una señal de bus y aumenta laresistencia del MOSFET.

Dispositivo y procedimiento para proporcionar una tensión de alimentación en un nodo de bus de una red en bus.

La invención concierne a un dispositivo para proporcionar una tensión de alimentación en un nodo de bus de una red en bus, especialmente en un nodo de bus de la red EIB.

Los nodos de bus deberán garantizar, por un lado, una comunicación entre las unidades de control contenidas en ellos, casi siempre materializadas por medio de microprocesadores, y, por otro lado, es ventajoso que, además de alimentar las unidades de control, el suministro de tensión garantice también a través del bus la alimentación de circuitos de aplicación conectados, tales como relés, sensores, pulsadores, indicadores o similares. Por tanto, un nodo de bus en este sentido contiene un emisor, un receptor y un suministro de tensión.

Se imponen a este suministro de tensión unos requisitos especiales que garanticen que no se dificulte la comunicación entre diferentes nodos de bus o que, en el peor de los casos, se genere incluso una información errónea ni al acelerar los aparatos conectados al bus ni por efecto de la demanda de corriente casi siempre variable de los circuitos de aplicación conectados a los nodos de bus.

Por tanto, los estándares, por ejemplo para un nodo de bus EIB, están descritos con toda precisión y se explican en el Manual Konnex, Versión 2.0. Se efectúa un aseguramiento de las propiedades de aparatos de bus EIB terminados mediante ensayos allí prescritos, tras cuya superación se certifican los aparatos de bus EIB.

Las órdenes de control se envían como telegramas de secuencias de bits a través de las líneas de bus. La señal EIB de un bit individual viene definida por una irrupción de tensión temporalmente limitada como un llamado impulso activo (activo) con respecto a la tensión de corriente continua nominal del bus. Con el fin de minimizar la energía al

enviar un mensaje sigue a continuación una sobreelevación definida de tensión hasta más allá de la tensión de bus nominal como un llamado impulso de compensación (ecualización) . Esto sirve para el retorno de energía a la línea de bus después de cada bit individual. Este impulso de compensación se atenúa como una función exponencial hasta que aparece el siguiente bit de un telegrama, es decir, como máximo hasta el final del periodo de un bit individual.

Los nodos de bus en su función como emisor generan correspondientemente estas señales. Idealmente, se deberá alimentar después nuevamente la misma cantidad de energía que un impulso de bit substrae al bus.

La figura 1 muestra en la imagen parcial (a) una secuencia de bits de un telegrama tomado como ejemplo, estando representada en la imagen parcial (b) una señal de bit individual con la sobreelevación de tensión (ecualización) después de un impulso activo (activo) de duración t1. En la figura 1 (b) , UPSU es la tensión de bus nominal, en tanto que Ua1 y Ua2 son representativas de la irrupción de tensión, cumpliéndose en la práctica que, a diferencia de lo que se representa en la figura 1 (a) , Ua1 difiere casi siempre de Ua2. Ue representa la sobreelevación de tensión que se atenúa exponencialmente a lo largo del período de tiempo T-t1. En este caso, T es el período de bit dentro del cual tiene que estar atenuado el impulso de compensación para asegurar unas condiciones de tensión definidas para el bit siguiente.

Los suministros de tensión clásicos sin medidas especiales, como, por ejemplo, reguladores lineales, atenuarían considerablemente las sobreelevación de tensión, a menudo hasta la anulación, según la carga de corriente del circuito conectado, con lo que no puede tener lugar la compensación de energía deseada.

El documento EP 0 770 285 B1 revela un dispositivo para proporcionar una tensión de alimentación en un nodo de bus de una red en bus en el que la resistencia de un circuito de acoplamiento entre las líneas del bus y la 40 alimentación de tensión es suficientemente baja y es suficientemente grande para impulsos activos, a cuyo fin se ajusta la frecuencia de regulación más alta a un valor más bajo que el de la frecuencia de transmisión más baja. Según diferentes criterios de regulación, se puede efectuar una optimización, por ejemplo, a tensión de alimentación constante o a consumo de corriente mínimo. El dispositivo conocido presenta siempre una fuente de corriente constante que está conectada en serie con una capacidad a través de la cual se toma la tensión de alimentación,

estando conectado el circuito en serie directa o indirectamente a un bus mediante conductores de bus que están a un potencial diferente. El circuito de acoplamiento está realizado con transistores bipolares, tomándose en consideración la sustitución de éstos por transistores de efecto de campo.

No obstante, las fluctuaciones de carga sólo pueden ser absorbidas insuficientemente con el dispositivo según el documento EP 0 770 285 B1.

Se conoce por el documento WO 2007/003254 A1 un dispositivo para proporcionar una tensión de alimentación cargable en un nodo de bus de una red en bus, con una fuente de corriente que está conectada en serie con una capacidad a través de la cual se toma la tensión de alimentación, estando conectado el circuito en serie directa o indirectamente a un bus mediante conductores de bus que están a un potencial diferente. Un primer módulo de regulación, denominado allí "circuito de carga", estabiliza el punto de trabajo de la fuente de corriente con independencia de señales de bus en los conductores de bus y de cargas o variaciones de carga de la tensión de alimentación. Un segundo módulo de regulación, denominado allí "circuito reductor del consumo de potencia", adapta correspondientemente el punto de trabajo de la fuente de corriente a una señal de bus de los conductores de bus.

Por tanto, el cometido de la invención consiste en habilitar un dispositivo para proporcionar una tensión de alimentación cargable en un nodo de bus de una red en bus que pueda mantenerse estable especialmente bajo variaciones de carga.

Este problema se resuelve con un dispositivo según la reivindicación 1. Ejecuciones ventajosas son objeto de las reivindicaciones subordinadas. La reivindicación 6 indica un uso para el dispositivo según la reivindicación 1.

Según la invención, en un dispositivo para proporcionar una tensión de alimentación cargable en un nodo de bus de una red en bus, especialmente en un nodo de bus de una red EIB, con una fuente de corriente que está conectada en serie con una capacidad a través de la cual se toma la tensión de alimentación, estando conectado el circuito en serie directa o indirectamente a un bus mediante conductores de bus que están a un potencial diferente, están previstos un primer módulo de regulación, que estabiliza el punto de trabajo de la fuente de corriente con independencia de señales de bus en los conductores del bus y de cargas o variaciones de carga de la tensión de alimentación, y un segundo módulo de regulación, que adapta correspondientemente el punto de trabajo de la fuente de corriente a una señal de bus en los conductores del bus.

Mediante la invención se logra hacer que una fuente de corriente conectada en serie no funcione como una fuente de corriente constante, sino como un regulador de tensión lineal y especialmente se conexione como una resistencia 20 regulable con ayuda del segundo módulo de regulación {papel Tapco}. Ésta adopta exactamente en el instante final t1 del impulso de activación hasta como máximo el instante final T del período de bit, es decir, durante el impulso de compensación, un valor de resistencia definidamente más alto, de modo que sólo se atenúan un poco los impulsos de compensación. En otras palabras, después de cada impulso activo se reduce la resistencia dinámica con respeto al bus. Además, el primer módulo de regulación cuida principalmente de que se pueda reaccionar de manera adecuada a cargas y especialmente variaciones de carga de la tensión de alimentación.

En este caso, está previsto como fuente de corriente al menos un MOSFET. Los MOSFETs se caracterizan por que son baratos, si bien presentan una dispersión relativamente amplia de la tensión de constricción o de la característica de puerta total de un ejemplar a otro. Proporcionando el primer módulo de regulación se logra que esta dispersión de las magnitudes características en función del ejemplar resulte inocua.

Según la invención, el segundo módulo de regulación presenta una primera válvula en forma de un diodo permeable solamente para tensión de una primera polaridad y una segunda válvula en forma de un transistor permeable solamente para tensión... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para proporcionar una tensión de alimentación cargable en un nodo de bus de una red en bus, especialmente en un nodo de bus de una red EIB, que incluye

-una fuente de corriente (M1) que comprende al menos un MOSFET y que está conectada en serie con una

capacidad (C3) a través de la cual se toma la tensión de alimentación (U) , estando el circuito en serie (M1, C3) conectado directa o indirectamente a un bus mediante conductores de bus (Bus+, Bus-) que están a un potencial diferente;

-un primer módulo de regulación (A) que estabiliza el punto de trabajo de la fuente de corriente (M1) con independencia de señales de bus en los conductores de bus (Bus+, Bus-) y de cargas o variaciones de carga de 10 la tensión de alimentación (U) , estabilizando el primer módulo de regulación (A) una tensión intermedia y

viniendo fijado el punto de trabajo de la fuente de corriente (M1) por la magnitud de la tensión intermedia; y

-un segundo módulo de regulación (B) que adapta el punto de trabajo de la fuente de corriente (M1) en función de una señal de bus en los conductores de bus (Bus+, Bus-) , presentando el segundo módulo de regulación (B) una primera válvula (D2) permeable solamente para la tensión de una primera polaridad de la señal de bus y

una segunda válvula (Q1) permeable solamente para tensión de una segunda polaridad de la señal de bus,

caracterizado por que el segundo módulo de regulación (B) comprende como primera válvula un diodo (D2) y como segunda válvula un transistor (Q1) que está conectado mediante su colector a la puerta del MOSFET, estando unido el cátodo del diodo con el conductor de bus (Bus+) puesto a un potencial más alto y con la base del transistor (Q1) , de modo que éste es conductor solamente al presentarse un flanco ascendente de una señal de bus y aumenta la resistencia del MOSFET.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que el primer módulo de regulación (A) estabiliza la tensión intermedia aumentando o rebajando para ello dicha tensión intermedia solamente hasta que se alcance el valor nominal de la tensión de alimentación (U) .

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que se genera la tensión intermedia a través de un 25 condensador (C2) .

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por que se asegura un arranque suave al conectar la tensión de bus por medio de un dimensionamiento adecuado de una resistencia (R1) antepuesta al condensador (C2) .

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el al menos un MOSFET es un n-MOSFET del tipo de enriquecimiento.

6. Uso de un dispositivo para proporcionar una tensión de alimentación cargable en un nodo de bus de una red en bus según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en un circuito integrado para aplicaciones específicas (ASIC) .