Protección frente al sobrevoltaje para un dispositivo de bus.

Dispositivo de bus con un circuito electrónico (1), que está conectado a través de líneas de alimentación con unainterfaz de bajo voltaje (2),

que presenta al menos un primer y un segundo terminal (DA+, DA-) para la conexión deuna línea de bus al circuito electrónico (1), en el que dicho circuito electrónico (1) comprende una fuente de corriente(4), en el que el circuito electrónico (1) comprende una fuente de voltaje de corriente limitada (3) para el suministrode corriente de la línea de bus, en el que el circuito electrónico (1) comprende un circuito de mando para generar yprocesar una señal de bus digital, en el que en la línea de alimentación entre el circuito electrónico (1) y un primerterminal (DA+) está previsto un primer diodo (10), que bloquea al estar en contacto un sobrevoltaje de una primerapolaridad con la interfaz de bajo voltaje (2), y en el que con la línea de alimentación para el otro terminal (DA-) estáconectado un circuito de detección de sobrevoltaje (13), que coopera con un primer conmutador (12), de modo queal estar en contacto un sobrevoltaje de una segunda polaridad con la interfaz de bajo voltaje (2) el primerconmutador (12) desconecta la fuente de corriente (4).

Protección frente al sobrevoltaje para un dispositivo de bus La invención se refiere a un dispositivo de bus con un circuito electrónico, que está conectado a través de líneas de alimentación con una interfaz de bajo voltaje, que presenta al menos un primer y un segundo terminal para la conexión de una línea de bus al circuito electrónico, circuito electrónico que comprende una fuente de corriente, un sistema de control para varios consumidores dispuestos de forma distribuida, en particular para equipos de lámpara, así como un sistema de bus, que comprende varios dispositivos de bus dispuestos de forma distribuida y conectados a través de una línea de bus.

Como bajo voltaje, en la electrotecnia se denominan los voltajes alternos habituales hasta 50 V de valor efectivo y voltajes continuos de hasta 120 V.

Por el estado de la técnica se conocen ya dispositivos de bus con un circuito electrónico, sistemas de bus y sistemas de control para varios consumidores dispuestos de forma distribuida.

El documento DE 10 2006 033 673 A1 muestra un sistema de control de iluminación para un edificio. A este respecto, a cada lámpara en el edificio se asocia un sistema de control. La transmisión de instrucciones de mando a las lámparas individuales o los aparatos electrónicos intercalados (EVG) de las lámparas tiene lugar a este respecto de acuerdo con el denominado estándar DALI. DALI significa "Digital Adressable Lighting Interface" (interfaz de iluminación direccionable digital) . En este caso se trata de un sistema de bus de dos hilos desarrollado especialmente por la industria de la iluminación para la transmisión de instrucciones de mando digitales, que abre la posibilidad de conectar y desconectar lámparas individuales, así como de transmitir instrucciones de regulación de la intensidad de iluminación, para regular casi de manera escalonada la claridad. Este estándar DALI se ha impuesto cada vez más en los últimos tiempos, dado que de este modo puede realizarse un cómodo control de iluminación remoto.

Para el suministro de corriente del bus DALI se usan fuentes de corriente adecuadas. Una fuente de corriente DALI comprende, en el caso más sencillo, una fuente de voltaje continuo con un voltaje en vacío de 11, 5 V a 20, 5 V y una limitación de corriente integrada a como máximo 250 mA. Por lo tanto, pueden activarse hasta 64 en los EVG conectados a los bus DALI, de los que cada uno tiene por ejemplo un consumo de corriente de BUS de como máximo 2 mA. El bus DALI comprende además al menos un dispositivo de control, que transmite las instrucciones de control a los EVG conectados. Se conocen dispositivos de control en los que la fuente de corriente está integrada en el dispositivo de control.

Así mismo, el documento DE 10 2005 057 068 A1 muestra un sistema de control para gestionar varios consumidores dispuestos de forma distribuida, en particular para gestionar equipos de lámpara dispuestos de forma distribuida, en un bus DALI.

El documento WO 00/41287 A1 muestra una interfaz analógica de 0 -10 V, que no es adecuada técnicamente para su uso en un sistema de bus DALI. En ese documento se muestra un circuito de protección con dos resistencias en serie de alta inductancia, para, en caso de fallo, cuando en las conexiones de las interfaces, en lugar de una línea de datos está conectada una línea de alimentación, limitar la corriente, que fluye hacia el circuito, a un valor tolerable.

El documento US 2008/0258551 A1 muestra un sistema de control de iluminación que comprende líneas de bus DALI y grupos constructivos que representan las cargas electrónicas, y un grupo constructivo que representa la unidad de alimentación de corriente de bus. Los grupos constructivos que representan cargas electrónicas, tienen en cada caso una interfaz de comunicación DALI con un circuito de protección para la protección contra la confusión errónea de líneas de bus DALI y líneas de red en las cargas electrónicas. A este respecto, el circuito de protección mostrado en el documento US 2008/0258551 A1 es adecuado sólo para la protección de una interfaz de comunicación DALI, no para la protección de un suministro de corriente conforme a DALI. El principio de protección es tal que a través del uso de un rectificador en puente, el circuito de protección actúa sólo en caso de sobrevoltaje positivo. En caso de detectarse sobrevoltaje positivo, se abre entonces un conmutador y los terminales están 55 separados con alta impedancia del circuito.

En el caso de sistemas de bus de edificios, tales como por ejemplo el bus DALI mencionado anteriormente, con frecuencia las líneas de bus se instalan con proximidad espacial con respecto a las líneas de suministro para el suministro de corriente con voltaje de red de 230 V. Las dos líneas de control DALI pueden guiarse junto con las líneas de red en un cable común, a este respecto, en el caso de la instalación puede producirse erróneamente una confusión de línea de control DALI. Por lo tanto, no puede descartarse que por descuido durante la instalación de los dispositivos de bus se conecte de forma errónea la línea de suministro con 230 V de voltaje de red a la interfaz de bajo voltaje, es decir los terminales para la conexión de la línea de bus. De esta manera se aplicaría de manera duradera un alto sobrevoltaje a la interfaz de bajo voltaje. Un error de instalación de este tipo destruiría de forma 65 irreparable el dispositivo de bus sin medidas de protección.

Como medida de protección se conoce dotar las interfaces de bajo voltaje de una combinación de limitadores de voltaje y de corriente. Los limitadores de voltaje son por ejemplo diodos supresores, que se vuelven conductores al superarse su voltaje nominal. La corriente que fluye entonces ha de limitarse para que no se destruya térmicamente el diodo supresor.

Para la limitación de la corriente son adecuados por ejemplo cortacircuitos fusibles, que sin embargo, al activarse deben reemplazarse manualmente.

Como alternativa a los cortacircuitos fusibles pueden usarse incluso fusibles reiniciables, que pertenecen al grupo de los posistor, que también se denominan resistencia PTC (Positive Temperature Coefficient (coeficiente de temperatura positivo) . Se trata de elementos constructivos sólidos. En una variante, el material sólido es un polímero cargado con carbono y por lo tanto, conductor, por lo que un fusible reiniciable en sí con un material de este tipo se denomina también PTC de polímero. La resistencia eléctrica del material de PTC se aumenta al aumentar la temperatura. El flujo de corriente a través del elemento provoca calor por efecto Joule, que lleva a un aumento adicional de la temperatura y por lo tanto de la resistencia.

Cuando la corriente supera su valor permitido, el elemento transforma el calor por efecto Joule en un estado de alta inductancia, es decir, el elemento conecta. En este estado, la caída de voltaje en el elemento de fusible se aproxima al voltaje aplicado en el circuito de conmutación y la corriente alcanza de nuevo un valor muy por debajo del valor permitido. No obstante, las PTC son en su comportamiento de reacción más lentas que los cortacircuitos fusibles. De esta manera los diodos supresores usados hasta la activación de la PTC se expondrían a una mayor carga térmica. Para limitar la corriente de pico al aparecer la perturbación, la PTC debe presentar también en el funcionamiento normal cierta resistencia. Además en el estado de bloqueo fluye también una corriente a través de la PTC, que mantiene a la misma en estado de alta impedancia. De esta manera se calienta la PTC en estado activado hasta temperaturas que pueden alcanzar valores de más de 100 ºC.

En el funcionamiento normal, la PTC provoca además una caída de voltaje de manera proporcional a su resistencia fría. Si bien el calentamiento que se provoca de este modo es despreciable, en cambio, la caída de voltaje en el caso de una fuente de corriente DALI depende de la corriente retirada e influye en el voltaje nominal.

Partiendo de las soluciones conocidas en el estado de la técnica, es por lo tanto deseable crear un dispositivo de bus DALI, en el que la fuente de corriente esté integrada en el dispositivo de control y que esté protegida frente a altos sobrevoltajes que se aplican de forma duradera en su interfaz de bajo voltaje, produciéndose para garantizar la protección en estado no perturbado, una potencia perdida muy baja. También en el estado perturbado se desea una baja potencia perdida. Además, tras la pérdida del sobrevoltaje en el plazo de un corto tiempo, tendrá lugar una recuperación automática de la protección.

El objetivo de la creación de un dispositivo de bus DALI protegido frente a altos sobrevoltajes aplicados... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de bus con un circuito electrónico (1) , que está conectado a través de líneas de alimentación con una interfaz de bajo voltaje (2) , que presenta al menos un primer y un segundo terminal (DA+, DA-) para la conexión de 5 una línea de bus al circuito electrónico (1) , en el que dicho circuito electrónico (1) comprende una fuente de corriente (4) , en el que el circuito electrónico (1) comprende una fuente de voltaje de corriente limitada (3) para el suministro de corriente de la línea de bus, en el que el circuito electrónico (1) comprende un circuito de mando para generar y procesar una señal de bus digital, en el que en la línea de alimentación entre el circuito electrónico (1) y un primer terminal (DA+) está previsto un primer diodo (10) , que bloquea al estar en contacto un sobrevoltaje de una primera polaridad con la interfaz de bajo voltaje (2) , y en el que con la línea de alimentación para el otro terminal (DA-) está conectado un circuito de detección de sobrevoltaje (13) , que coopera con un primer conmutador (12) , de modo que al estar en contacto un sobrevoltaje de una segunda polaridad con la interfaz de bajo voltaje (2) el primer conmutador (12) desconecta la fuente de corriente (4) .

2. Dispositivo de bus de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el circuito de detección de sobrevoltaje (13) comprende una red de resistencia-diodo.

3. Dispositivo de bus de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el primer conmutador (12) es un transistor de efecto de campo resistente a alto voltaje. 20

4. Dispositivo de bus de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el circuito de mando para generar una variación de nivel de la señal de bus digital comprende un segundo conmutador (6) , y por que para la protección del segundo conmutador (6) frente a sobrevoltajes está previsto un segundo diodo (11) .

5. Dispositivo de bus de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de bus comprende un microprocesador (5) , que coopera con el circuito de mando.

6. Dispositivo de bus de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de bus comprende una disposición de circuito con una segunda fuente de corriente 21, un tercer conmutador 22 y un circuito de 30 acoplamiento 20, para acelerar la descarga de la capacidad de línea de una línea de bus conectada.

7. Sistema de control para varios consumidores dispuestos de forma distribuida, en particular para equipos de lámpara, caracterizado por que el sistema de control comprende al menos un dispositivo de bus de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 y una línea de bus, que une el dispositivo de bus con los consumidores dispuestos de forma distribuida.

8. Sistema de bus, que comprende varios dispositivos de bus dispuestos de forma distribuida y conectados a través de una línea de bus, caracterizado por que al menos uno de los dispositivos de bus es un dispositivo de bus de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6.