BR102013013367B1 - circuito para fornecimento de potência a uma pluralidade de cargas para monitoramento do estado de conexão da pluralidade de cargas e para proteção de sobrecorrente, sistema, gabinete travável e uso de um circuito - Google Patents

Abstract

CIRCUITO PARA FORNECIMENTO DE POTÊNCIA A UMA PLURALIDADE DE CARGAS PARA MONITORAMENTO DO ESTADO DE CONEXÃO DA PLURALIDADE DE CARGAS E PARA PROTEÇÃO DE SOBRECORRENTE, SISTEMA, GABINETE TRAVÁVEL E USO DE UM CIRCUITO. A invenção refere-se a um circuito (100) para fornecimento de potência a uma pluralidade de cargas (200) para monitoramento seu estado de conexão e para proteção de sobrecorrente. O circuito compreende meio de comutação (110) para evitar, caso necessário, que uma corrente seja fornecida às cargas. Em uma situação de sobrecorrente, um sinal de curto-circuito (125) é transmitido ao meio de controle (140). Ademais, para cada carga, caso uma corrente nominal seja drenada pela carga, um sinal de conexão (135) é transmitido ao meio de controle. Com base no sinal de curto-circuito, o meio de controle faz com que o meio de comutação evite que uma corrente seja provida às cargas. O meio de controle também gera um sinal (145) dependendo da presença dos sinais de conexão e de curtocircuito. A invenção também se refere a sistemas e gabinetes compreendendo tal circuito e ao uso de tal circuito para fornecimento de potência a sensores e monitoramento de seu estado de conexão.

Description

Campo técnico

A presente invenção refere-se ao campo técnico de circuitos para fornecimento de potência a uma pluralidade de cargas, tal como, por exemplo, dispositivos de imagem, sensores, etc. A invenção também se refere a sistemas compreendendo tais circuitos, a gabinetes traváveis compreendendo tais circuitos, e ao uso de tais circuitos para fornecimento de potência a uma pluralidade de cargas.

Fundamentos

Sistemas existem para determinar um volume de produção de itens (isto é, produtos e/ou embalagens, tais como garrafas ou latas, por exemplo), marcação de itens e/ou autenticação de itens em uma linha de produção automatizada. Os itens carregados ao longo de uma via de transporte (tal como uma correia, por exemplo) podem ser marcados com um selo ou outra marca. Os itens podem ser detectados e contados, e os dados de identificação codificados em cada item podem ser lidos e decodificados de modo a identificar cada item contado. Em uma maneira tal, o sistema pode determinar um volume de produção por tipo de produto e por item. O conhecimento do volume de produção por tipo de produto e tipo de item é necessário para o controle correto de um volume de produção, em particular para o propósito de taxação de produtos.

Tais sistemas geralmente se baseiam em uma pluralidade de dispositivos (dispositivos de imagem, sensores, etc.) para desempenhar tarefas automatizadas, tais como, por exemplo, a detecção da presença de um item na via de transporte, a marcação de um item ou leitura de dados de identificação codificados (tais como um código de barras, por exemplo) em tal item. Isso deve ser desempenhado de um modo altamente confiável para marcar apropriadamente todos os itens e evitar erros no controle de volume de produção, de modo que a quantia de taxas devido a um volume de produção não seja subestimada.

Sistemas projetados para monitoramento de uma linha de produção automatizada são vulneráveis a mau funcionamento ou adulteração do equipamento que permite a detecção e marcação de produtos, por exemplo, a marcação com um selo ou outra marca que indica que a produção foi contada e registrada corretamente em um banco de dados. Em alguns casos, curtos- circuitos ou desconexão de cabos podem fazer com que o sistema perca informação sobre os volumes de produção, e sem as ferramentas de monitoramento adequadas, conexões perdidas ou defeituosas são difíceis de detectar ou reparar, causando a perda de horas ou dias de informação de produção.

Soluções do estado da técnica para monitorar curtos-circuitos em infraestrutura operacional crítica são geralmente baseados em sensores inteligentes que possuem ligação a cabo de entrada/saída (I/O) ou sem fio a uma rede de fábrica. Muitas fábricas mais antigas não possuem uma rede tal e, para considerações de custo, pode ser muito caro atualizá-las. Outra alternativa é utilizar redes de sensores de segurança, mas estas são tipicamente apenas capazes de detectar curtos-circuitos e podem afetar a operação do sensor. O estado da técnica também inclui os seguintes documentos. US 6.804.096 B2 refere-se um circuito de acionamento de carga para controle de uma alimentação de uma tensão de suprimento de potência a uma carga. O circuito de acionamento de carga depende de um sinal de controle de alimentação externa (referido como “Sa”) indicando um “modo de alimentação” ou “modo de não alimentação”. KR20070108737 refere-se a um aparelho para proteção de um sensor de velocidade de um veículo. Uma unidade de detecção de falha monitora a tensão de saída de sensor para detecção de uma falha devido à desconexão ou um curto-circuito de uma linha de potência ou uma linha de sinal. Um microcomputador controla um controlador de potência para bloquear a potência ao sensor de velocidade e desligar um comutador quando uma falha é determinada a partir de um sinal de monitoramento da unidade de detecção de falha.

São necessários circuitos, que sejam capazes de fornecer potência e monitorar o estado de conexão de dispositivos externos, bem como prover proteção ao gabinete principal para evitar que fusíveis providos ali sejam queimados. Em um sistema seguro, tais circuitos são desejáveis, de modo que não é requerida a abertura frequente de um gabinete fechado para substituir fusíveis queimados.

Resumo

Para alcançar ou pelo menos alcançar parcialmente os objetivos mencionados acima, um circuito de acordo com a invenção é definido na reivindicação independente 1. Modalidades vantajosas são definidas nas reivindicações dependentes.

Em uma modalidade, é provido um circuito para fornecimento de potência a uma pluralidade de cargas, para monitoramento seu estado de conexão, e para proteção de sobrecorrente. O circuito compreende meio de comutação para, quando ligado, prover uma corrente à pluralidade de cargas e, quando desligado, evitar que a corrente seja provida às cargas. O circuito também compreende meio de comparação para emitir um sinal, doravante referido como “sinal de curto- circuito”, caso pelo menos uma das cargas esteja em um estado de sobrecorrente (por exemplo, caso houver um curto-circuito). O circuito adicionalmente compreende, para cada carga, um subcircuito, doravante referido como “subcircuito de detecção de conexão”, para emitir um sinal, doravante referido como “sinal de conexão”, caso uma corrente nominal seja drenada pela carga. O circuito também compreende meio de controle para (i) receber o sinal de curto- circuito, caso presente, (ii) receber cada sinal de conexão, caso presente, (iii) fazer com que o meio de comutação seja desligado caso o sinal de curto-circuito seja recebido, e (iv) emitir um sinal dependendo da presença dos sinais de conexão e da presença do sinal de curto-circuito.

Tal circuito é, portanto, capaz de fornecer potência e monitorar o estado de conexão de cargas (tais como as cargas constituídas por sensores ou similares), bem como o provimento de proteção contra sobrecorrente e especialmente curtos-circuitos. Em um sistema seguro em que o circuito está arranjado dentro de um gabinete fechado, não é requerido abrir frequentemente o gabinete para substituir fusíveis queimados uma vez que o circuito opera amplamente sem intervenção humana. Quando um estado de sobrecorrente é detectado, o meio de comparação provê um sinal de curto-circuito ao meio de controle, o que faz com que o meio de comutação evite que a corrente seja provida às cargas. Se a carga associada a um dispositivo particular drena uma corrente nominal é detectada pelo circuito de detecção de conexão associado àquela carga, e, consequentemente, um sinal de conexão é transmitido ao meio de controle. O meio de controle assim emite um sinal indicando se cada dispositivo está conectado (caso o dispositivo drene uma corrente nominal) ou não (caso o dispositivo não drene uma corrente nominal) e se há uma situação de sobrecorrente. Isso, portanto, permite o monitoramento do estado de conexão das cargas.

A invenção também se refere a um sistema compreendendo o circuito descrito acima e à pluralidade de cargas às quais o circuito está configurado para fornecer potência. Em tal sistema, o circuito notavelmente monitora o estado de conexão das cargas e, se um curto-circuito é detectado, evita que a corrente seja entregue às cargas.

A invenção adicionalmente refere-se a um gabinete travável compreendendo um circuito conforme descrito acima, a um sistema compreendendo tal gabinete travável, bem como a pluralidade de cargas às quais o circuito é configurado para fornecer potência, e ao uso de um circuito conforme descrito acima para fornecimento de potência a uma pluralidade de sensores, para monitoramento do seu estado de conexão, e para proteção de sobrecorrente.

Breve descrição das figuras

Modalidades da presente invenção serão descritas agora, em conjunção com as figuras em anexo, em que:

A Fig. 1 é um diagrama esquemático de um circuito de acordo com uma modalidade da invenção; e

As Figs. 2a, 2b, 2c e 2d, que devem ser vistas em conjunto, proveem um diagrama esquemático de um circuito de acordo com outra modalidade da invenção.

Descrição detalhada

A presente invenção será descrita agora em conjunção com modalidades específicas. Essas modalidades específicas servem para prover um melhor entendimento à pessoa versada, mas não se pretende restringir o escopo da invenção, que é definido pelas reivindicações em anexo.

A Fig. 1 é um diagrama esquemático de um circuito 100 de acordo com uma modalidade da invenção. A função do circuito é fornecer potência elétrica a uma pluralidade de cargas 200, para permitir o monitoramento do estado de conexão das cargas 200, e prover proteção de sobrecorrente geral. Os estados de conexão compreendem um estado de circuito aberto (dispositivo externo não conectado), um estado nominal (dispositivo externo conectado à impedância esperada), e um estado de curto-circuito (impedância inesperada muito pequena). Três cargas 200 são mostradas na Fig. 1. No entanto, a invenção não é limitada a três cargas. Mais ou menos que três cargas podem ser providas.

O circuito 100 compreende um meio de comutação 110 configurado, quando ligado para prover uma corrente às cargas 200 e, quando desligado, para evitar que a corrente seja provida às cargas 200. Quando ligado, a corrente a partir do terminal de tensão positiva Vh, provendo, por exemplo, uma tensão constante de 24 V, flui através do meio de comutação 110 em direção às cargas 200. Quando desligado, a corrente a partir do terminal de tensão positiva Vh é bloqueada através do meio de comutação 110 e evita-se que a potência elétrica seja entregue às cargas 200. O meio de comutação 100 pode, por exemplo, compreender um relé de estado sólido, tal como um transistor de efeito de campo. Um transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor de potência (MOSFET), um transistor de efeito de campo de porta de junção (JFET) ou similar pode ser utilizado. Um sinal 155 a partir do meio de controle 140 (descrito em mais detalhe abaixo) controla o meio de comutação 110 em uma maneira tal que, dependendo do sinal 155, o meio de comutação 110 bloqueia a corrente ou permite que flua em direção às cargas 200.

O circuito 100 também compreende meio de comparação 120 configurado para emitir um sinal 125, doravante referido como “sinal de curto-circuito” 125, caso pelo menos uma das cargas 200 esteja em um estado de sobrecorrente, isto é, caso uma das cargas esteja drenando uma corrente inesperadamente alta, tal como, por exemplo, caso haja um curto-circuito. O meio de comparação 120 compara a tensão em um ponto entre o meio de comutação 110 e as cargas 200 a uma tensão de referência e, caso a tensão seja menor que a tensão de referência, tal como, por exemplo, 18 V, um sinal de curto-circuito 125 é provido ao meio de controle 140. O meio de comparação 120 pode, por exemplo, compreender um diodo Zener ou qualquer outro comparador.

Ademais, o circuito 100 compreende, para cada carga 200, um subcircuito 130, doravante referido como “subcircuito de detecção de conexão” 130, para emitir um sinal 135, doravante referido como “sinal de conexão” 135, caso uma corrente nominal (isto é, uma corrente inesperada seja drenada pelo dispositivo externo constituindo a carga 200) seja drenada pela carga 200. Um sinal de conexão 135 por carga é provido ao meio de controle 140. O sinal de conexão 135 indica que uma corrente nominal é drenada e, portanto, indica que um dispositivo externo está conectado.

Ademais, o circuito 100 compreende meio de controle 140 compreendendo, por exemplo, um microcontrolador, um microcomputador, um arranjo de portas programável em campo (FPGA) e/ou um circuito integrado específico da aplicação (ASIC). O meio de controle 140 é configurado para (i) receber sinal de curto-circuito 125, caso presente, (ii) receber cada sinal de conexão 135 (associado a cada uma das cargas 200), caso presente, (iii) emitir um sinal 155 fazendo com que o meio de comutação 110 seja desligado, caso o sinal de curto- circuito 125 seja recebido (de modo a alcançar a proteção de sobrecorrente), e (iv) emitir um sinal 145, tal como, por exemplo, um sinal digital de 4 bits, dependendo da presença de sinais de conexão 135 e da presença de sinal de curto-circuito 125. O sinal emitido 145 pode, por exemplo, ser provido a um circuito lógico programável externo (PLC).

Em uma modalidade, o meio de comutação 110 compreende um transistor de efeito de campo e cada subcircuito de detecção de conexão 130 associado a uma carga 200 compreende os seguintes componentes elétricos: (a) um primeiro resistor conectado entre a fonte do transistor de efeito de campo e um terminal da carga 200; (b) um diodo conectado paralelo ao primeiro resistor; (c) um transistor bipolar PNP tendo sua base conectada a um primeiro terminal do primeiro resistor e seu emissor conectado ao segundo terminal do primeiro resistor; (d) um segundo resistor tendo um primeiro terminal conectado ao coletor do transistor bipolar PNP; e (e) um transistor bipolar NPN tendo sua base conectada ao segundo terminal do segundo resistor, seu emissor conectado ao solo e seu coletor conectado ao meio de controle 140. A função de cada subcircuito de detecção de conexão 130 é detectar se a intensidade da corrente fluindo entre o meio de comutação 110 e as cargas 200 é conforme esperado. Um resistor ou similar pode, por exemplo, ser arranjado entre o meio de comutação 110 e a carga 200 conforme ilustrado esquematicamente pelas três caixas pequenas na lateral direita do circuito 100 na Fig.1. Um exemplo de tal arranjo será descrito em mais detalhes com referência às Figs. 2a a 2d.

As Figs. 2a a 2d, em conjunto, ilustram esquematicamente um circuito exemplar em conformidade com uma modalidade da invenção. Os cabos a1, a2, a3, a4, a5, a6, a7, a8 retratados na Fig. 2a continuam na Fig. 2c; os cabos b1, b2, b3, b4, b5 continuam na Fig. 2b; os cabos d, c2, c3, c4, c5, c6 retratados na Fig. 2b continuam na Fig. 2d; e os cabos d1, d2, d3, d4, d5, d6 retratados na Fig. 2c continuam na Fig. 2d.

Os terminais de tensão positiva das cargas (não ilustrados) estão conectados aos terminais J1, J2, J3 do circuito (as referências J1, J2, J3, J4, Q1, R1, R2, etc. são para os componentes eletrônicos retratados nas Figs. 2a a 2d). O terminal de tensão positiva Vh, por exemplo, de uma fonte de tensão de 24 V, é o terminal J4. A fonte de tensão de 24 V pode, por exemplo, ser arranjada para prover até um máximo de 5 A (Ampere) às cargas, de modo que por exemplo, cerca de 1 A é provido a cada uma das três cargas.

O meio de comutação pode compreender, conforme ilustrado na Fig. 2b, o MOSFET de potência Q1 (tal como, por exemplo, um MOSFET de potência do tipo IRF7204 fabricado por International Rectifier, alocado em El Segundo, Califórnia, EUA), três resistores, nomeadamente R1 (de valor 10kQ, onde “kQ” significa kiloohm - no que se segue, “k” é também utilizado para se referir a “kQ”), R2 (10k) e R19 (1 k), e um transistor bipolar NPN Q2 (tal como, por exemplo, um transistor bipolar NPN do tipo BC847B fabricado, por exemplo, por STMicroelectronics, alocado em Genebra, Suíça). O MOSFET de potência controlada protege os sensores (cargas) em caso de um curto-circuito.

O meio de comparação pode compreender, conforme ilustrado nas Figs. 2a, 2b e 2c, um diodo Zener D4 (tal como, por exemplo, um com uma tensão de ruptura de 18 V), um resistor R3 (1 k), e um transistor bipolar NPN Q2 (tal como, por exemplo, um transistor bipolar NPN do tipo BC847B). Quando a tensão no ponto entre o MOSFET de potência Q1 e os diodos D1, D2, D3 cai abaixo do diodo tensão de referência de 18 V, o microcontrolador U1 (conforme descrito abaixo) detecta isso, e um comando pode ser enviado ao MOSFET de potência Q1 (meio de comutação) para desligar a linha de potência.

O subcircuito de detecção de conexão pode compreender, conforme ilustrado nas Figs. 2c e 2d, três diodos D1, D2, D3 (tal como, por exemplo, diodos do tipo 1N4001, fabricado por Diodes Incorporated, alocado em Plano, Texas, EUA) conectados em série entre o MOSFET de potência Q1 e terminais de carga J1, J2, J3; três resistores R4 (100k), R5 (100k), R6 (100k) conectados paralelos aos diodos D1, D2, D3; três transistores bipolares PNP Q5, Q6, Q7 (tais como, por exemplo, transistores bipolares PNP do tipo BC847A) tendo sua base respectivamente conectada a um primeiro terminal dos resistores R4, R5, R6 e seu emissor conectado ao segundo terminal desses resistores; três resistores R10 (10k), R11 (10k), R12 (10k) tendo seu primeiro terminal conectado ao coletor do respectivo transistor bipolar PNP Q5, Q6, Q7; e três transistores bipolares NPN Q8, Q9, Q10 (tal como, por exemplo, transistores bipolares NPN do tipo BC847B) tendo sua respectiva base conectada ao segundo terminal dos respectivos resistores R10 (10k), R11 (10k), R12 (10k), seu emissor conectado ao solo e seus coletores conectados a diferentes pinos do microcontrolador U1, para prover o sinal de conexão descrito acima ao microcontrolador U1 (conforme descrito abaixo).

Se uma carga (sensor ou similar) está conectada em terminais J1, J2, J3 é detectada através de detecção se uma corrente está fluindo através de resistores R4, R5, R6 e, portanto, se a potência elétrica é entregue às cargas. Isso é feito individualmente para cada carga através de uma composição de dois transistores (isto é, para a primeira carga: Q5 e Q8, e para a segunda carga: Q6 e Q9, para a terceira carga: Q7 e Q10), um diodo (D1, D2, D3 respectivamente) e um resistor (R4, R5, R6 respectivamente). Por exemplo, qualquer corrente a partir de 1 pA (onde “pA” significa microampère) a 3 A em qualquer conexão de saída é considerada como sendo evidência de que um dispositivo está conectado.

O meio de controle pode compreender um microcontrolador U1. Por exemplo, um microcontrolador do tipo PIC12F683 fabricado por Microchip Technology, alocado em Chandler, Arizona, EUA, pode ser utilizado. No entanto, outros microcontroladores podem ser utilizados isoladamente ou podem ser utilizados em combinação com componentes elétricos discretos para executar as funções do meio de controle. Em uma modalidade, um microcontrolador com um ciclo de instrução menor que 1 ms (onde “ms” significa milissegundo) é utilizado. O conjunto de conectores J7 é arranjado para permitir que o microcontrolador U1 seja programado.

O microcontrolador U1 processa os sinais de conexão e o sinal de curto- circuito e emite um sinal digital de 4 bits que é enviado a um sistema externo tal como, por exemplo, um circuito lógico programável (PLC) (não ilustrado nas Figs. 2a-2c). Em outras palavras, a função do microcontrolador é monitorar, coletar e enviar informação a um PLC. O PLC pode estar conectado ao terminal J5. O microcontrolador U1 também atua o meio de comutação (isto é, MOSFET de potência Q1) caso um sinal de curto-circuito seja recebido.

O microcontrolador U1 pode ser programado para executar as seguintes etapas sucessivas em um ciclo repetidamente, tal como, por exemplo, a cada segundo: (1) Verificação de estado de conexão: O microcontrolador U1 checa o estado dos pinos conectados aos componentes eletrônicos formando os três subcircuitos de detecção de conexão (isto é, pinos 3, 4 e 6 de microcontrolador U1 ilustrado na Fig. 2a) a fim de detectar os sinais de conexão associados a cada uma das cargas. (2) Verificação de curto-circuito: O microcontrolador U1 checa o estado do pino conectado aos componentes eletrônicos formando o meio de comparação (isto é, pino 2 do microcontrolador U1) a fim de detectar o sinal de curto-circuito. (3) Filtragem de sinal: O microcontrolador U1 pode fazer uma filtragem de debounce e uma rechecagem de sinal para se certificar de que nenhum ruído está sendo processado. (4) Comunicação: O microcontrolador U1 gera, caso necessário, o comando ao meio de comutação (isto é, um sinal é emitido no pino 7 caso o sinal de curto-circuito esteja presente no pino 2), e gera um sinal digital de 4 bits no pino 5 (em direção ao optoacoplador) dependendo da presença do sinal de curto- circuito no pino 2 e da presença do sinal de conexão nos pinos 3, 4 e 6.

O sinal digital de 4 bits pode ser enviado ao PLC através de uma interface de comunicação óptica, que isola a saída de microcontrolador (tensão: 5 V) e a interface de PLC (tensão: 24 V). A interface de comunicação óptica compreende notavelmente um optoacoplador U4 (optoisolador), que pode, por exemplo, ser do tipo H11D1. Um sinal digital de 4 bits, compreendendo a informação de status, pode, por exemplo, ser enviada a cada segundo ao PLC.

Um subcircuito de conversão DC/DC pode ser adicionalmente utilizado, conforme ilustrado na Fig. 2c através de capacitores C1 (100 nF, em que “nF” significa nanofarad), C2 (100 nF) e C3 (capacitor polarizado de 10pF, em que “pF” significa microfarad), bem como um regulador positivo de três terminais U2, que pode, por exemplo, ser um regulador do tipo 78L05. O subcircuito de conversão DC/DC converte 24 Vdc em 5 Vdc (em que “Vdc” significa Volts de corrente direta), que potencializa o microcontrolador U1. Caso, em uma modalidade, seja utilizado um microcontrolador que requeira 24 Vdc (ou qualquer tensão é fornecida às cargas), nenhuma conversão DC/DC é necessária.

Graças ao sinal de conexão provido ao microcontrolador U1, o microcontrolador detecta se uma corrente nominal é drenada a partir de cada uma das cargas e informa o PLC consequentemente. Quando o sinal de curto-circuito é recebido, microcontrolador U1 desliga a linha de potência traves do controle de MOSFET de potência Q1 consequentemente. Caso o curto-circuito seja resolvido, o microcontrolador U1 liga o MOSFET de potência Q1 para liberar a potência às cargas. Por exemplo, a cada dois segundos (ou após qualquer período predeterminado), o microcontrolador pode tentar liberar a potência novamente, mas caso detecte que o curto-circuito está ainda presente, corta a potência novamente para evitar qualquer dano.

Os dispositivos externos monitorados pelo circuito podem ser qualquer tipo de dispositivo ou sensor, tal como sensores analógicos, sensores capacitativos, sensores indutores, codificadores, sensores digitais a laser, transdutores inteligentes, tais como sistemas de visão industrial, etc. Um transdutor capacitativo é um transdutor analógico ou digital, ou um atuador, que é combinado com uma unidade de processamento e uma interface de comunicação.

O circuito pode, portanto, proteger o gabinete elétrico principal de curtos- circuitos no campo, reduzindo a necessidade de abrir o gabinete para trocar fusíveis (o que é particularmente útil quando o gabinete elétrico principal é vedado para evitar a adulteração ou acesso por empregados não autorizados).

O circuito permite monitorar o status de conexão de sensores ou equipamentos críticos. É feito deste modo através do monitoramento se o equipamento consome energia elétrica ou não.

O circuito é capaz de detectar tanto o curto-circuito quanto a perda de potência, seja a partir de desconexão ou a partir de desvio ou adulteração de sistema em um sistema controlado.

O circuito pode estar conectado a um cartão de entrada/saída (I/O) digital simples e não requer qualquer lógica de PLC especial. Devido a ser simples e não requerer que sistemas externos estejam conectados a rede de comunicações, por exemplo, sensores ligados em rede, a solução é de custo compensador e permite o fácil aperfeiçoamento em fábricas existentes sem dispositivos inteligentes.

Onde os termos “meio de comutação”, “meio de comparação”, “subcircuito de detecção de conexão” e “meio de controle” são utilizados com o presente, não se faz nenhuma restrição em relação ao quão distribuídos esses elementos podem estar e em relação ao quão reunidos os elementos podem estar. Ou seja, os elementos constituintes de um elemento podem estar distribuídos em componentes de hardware diferentes ou dispositivos para ocasionar a função desejada. Uma pluralidade de elementos distintos pode também ser reunida para prover as funcionalidades pretendidas.

Em modalidades adicionais da invenção, o meio de comutação, meio de comparação, subcircuito de detecção de conexão e meio de controle mencionados acima ou reivindicados são substituídos por uma unidade de comutação, uma unidade de comparação, uma unidade de detecção de conexão e uma unidade de controle respectivamente para desempenhar as funções do meio de comutação, meio de comparação, subcircuito de detecção de conexão, e meio de controle.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com base nos exemplos detalhados, os exemplos detalhado apenas servem para prover um melhor 5 entendimento à pessoa versada, e não são pretendidos para limitar o escopo da invenção. O escopo da invenção é mais preferencialmente definido pelas reivindicações em anexo.

Claims (10)

1. Circuito (100) para o fornecimento de potência a uma pluralidade de cargas (200) para o monitoramento do estado de conexão da pluralidade de cargas (200) e para a proteção de sobrecorrente, o circuito (100) incluindo: meio de comutação (110), incluindo um transistor de efeito de campo comutável para, quando ligado, prover uma corrente à pluralidade de cargas (200) e, quando desligado, evitar que a corrente seja provida à pluralidade de cargas (200); meio de comparação (120) para emitir um sinal (125), doravante referido como “sinal de curto-circuito” (125), caso pelo menos uma dentre a pluralidade de cargas (200) esteja em um estado de sobrecorrente; para cada carga (200), um subcircuito (130), doravante referido como “subcircuito de detecção de conexão” (130), para emitir um sinal (135), doravante referido como “sinal de conexão” (135), caso uma corrente nominal seja drenada pela carga (200); e meio de controle (140) para: receber o sinal de curto-circuito (125), caso presente, receber cada sinal de conexão (135), caso presente, fazer com que o meio de comutação (110) seja desligado caso o sinal de curto-circuito (125) seja recebido, e emitir um sinal (145) dependendo da presença dos sinais de conexão (135) e da presença do sinal de curto-circuito (125), o circuito (100) sendo caracterizado pelo fato de que cada subcircuito de detecção de conexão (130) associado a uma carga (200) inclui: um primeiro resistor conectado entre a fonte do transistor de efeito de campo e um terminal da carga (200); um diodo conectado em paralelo ao primeiro resistor; um transistor bipolar PNP tendo sua base conectada a um primeiro terminal do primeiro resistor e seu emissor conectado ao segundo terminal do primeiro resistor; um segundo resistor tendo um primeiro terminal conectado ao coletor do transistor bipolar PNP; e um transistor bipolar NPN tendo sua base conectada ao segundo terminal do segundo resistor, seu emissor conectado ao solo e seu coletor conectado ao meio de controle (140).

2. Circuito (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de controle (140) inclui pelo menos um dentre: um microcontrolador, um arranjo de portas programável em campo (FPGA), e um circuito integrado específico da aplicação (ASIC).

3. Circuito (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o transistor de efeito de campo é um dentre um transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor de potência, doravante referido como “MOSFET de potência”, e um transistor de efeito de campo de porta de junção, doravante abreviado como “JFET”.

4. Circuito (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o meio de comparação (120) inclui um diodo Zener.

5. Circuito (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o sinal emitido (145) inclui um sinal digital.

6. Circuito (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o sinal emitido inclui um sinal digital de 4 bits.

7. Sistema, caracterizado pelo fato de que inclui um circuito (100), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, e a pluralidade de cargas (200) às quais o circuito (100) é configurado para fornecer potência no mesmo e das quais o circuito (100) é configurado para monitorar o estado de conexão.

8. Gabinete travável, caracterizado pelo fato de que inclui um circuito (100), conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6.

9. Sistema, caracterizado pelo fato de que inclui um gabinete travável, conforme definido na reivindicação 8, e a pluralidade de cargas (200) às quais o circuito (100) é configurado para fornecer potência no mesmo e das quais o circuito (100) é configurado para monitorar o estado de conexão.

10. Uso de um circuito (100), conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de ser para fornecimento de potência a uma pluralidade de cargas (200) sendo sensores para o monitoramento do seu estado de conexão e para proteção de sobrecorrente.

Images