BR112013010128B1

BR112013010128B1 - circuito para fornecer uma corrente de roda livre para uma bobina, aparelho para acionar uma bobina e dispositivo eletromagnético de comutação

Info

Publication number: BR112013010128B1
Application number: BR112013010128-8A
Authority: BR
Inventors: Venkatramani Subramaniam
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2020-12-08
Also published as: KR20130140029A; WO2012055428A1; BR112013010128A2; CN103180928A; EP2606502A1; CN103180928B; KR101546297B1; EP2606502B1

Abstract

CIRCUITO PARA FORNECER UMA CORRENTE DE RODA LIVRE PARA UMA BOBINA, APARELHO PARA ACIONAR UMA BOBINA E DISPOSITIVO ELETROMAGNÉTICO DE COMUTAÇÃO A presente invenção refere-se a um circuito (25) para fornecer uma corrente de roda livre à bobina (17) de um dispositivo eletromagnético de comutação, em que o circuito (25) compreende um diodo de roda livre (27) conectável em paralelo à bobina (17) em uma posição reversa em relação à polaridade de uma fonte de suprimento (20) fornecendo energia elétrica à bobina (17), e um interruptor (30) conectado em paralelo ao diodo de roda livre (27), em que o interruptor (30) é controlável em resposta à tensão através do diodo de roda livre (27).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um circuito para fornecer uma corrente de roda livre, para a bobina de um dispositivo eletromagnético de comutação.

[0002] Um dispositivo eletromagnético de comutação é tipicamente usado para controlar o fluxo de corrente elétrica de um circuito elétrico. O dispositivo eletromagnético de comutação é controlável para alternar entre ligado e desligado para fechar e abrir um circuito de circuito de fonte de alimentação. O dispositivo eletromagnético de comutação pode ser controlado manualmente ou eletricamente. Para controlar o dispositivo eletromagnético de comutação eletricamente, ímãs podem ser empregados para acionar um elemento de contato móvel para abrir e fechar circuito de circuito de fonte de alimentação.

[0003] Normalmente o elemento de contato móvel é movido para acoplar a um elemento de contato estacionário para fechar o circuito de fonte de alimentação de energia. O elemento de contato estacionário é ligado eletricamente a alimentação de energia. Assim, o circuito de alimentação está fechado quando o elemento de contato móvel está acoplado ao elemento de contato estacionário. Os ímãs utilizados para acionar o elemento de contato móvel são energizados por uma bobina. A bobina é energizada por uma corrente fluindo através da bobina. É um objetivo das modalidades da invenção reduzir a dissipação de calor através de um diodo de roda livre de um circuito para fornecer uma corrente de roda livre para a bobina em um dispositivo eletromagnético de comutação.

[0004] O objetivo acima é alcançado através de um circuito para fornecer uma corrente de roda livre para a bobina de um dispositivo eletromagnético de comutação.

[0005] A corrente de roda livre é fornecida para a bobina através do interruptor. A dissipação de calor no comutador é menor que o calor seria dissipado no diodo de roda livre, se a corrente foi fornecida à bobinaatravés do diodo. Isso permite a implantação de dissipadores de calor relativamente menores para a dissipação do calor produzido através do interruptor, e, assim, alcançar a redução no custo e tamanho. O interruptor sendo controlado em resposta à tensão através do diodo permite evitar um curto-circuito em que o interruptor e o interruptor de alimentação não são ligados ao mesmo tempo.

[0006] De acordo com uma modalidade, o circuito compreende ainda um controlador configurado para fornecer um sinal de controle para o interruptor em resposta à tensão através do diodo. O interruptor é operável em resposta ao sinal de controle fornecido pelo controlador. O sinal de controle gerado pelo controlador responde à tensão detectadaatravés do diodo.

[0007] De acordo com outra modalidade, o interruptor é um inter ruptorestático de estado sólido. Interruptor estático de estado sólido tem uma queda de tensão menor que a queda de tensão através do diodo de roda livre. À medida que a queda de tensão é menor, a dissipaçãode calor também é menor no que diz respeito ao diodo de roda livre.

[0008] De acordo ainda com outra modalidade, o interruptor é adaptado para estar em um estado ligado para conduzir a corrente de roda livre. O interruptor é ligado em resposta à tensão através do diodo para conduzir a corrente de roda livre.

[0009] De acordo ainda com outra modalidade, o interruptor é adaptado para estar em um estado desligado quando o circuito de fonte de alimentação CC se encontra eletricamente ligada à bobina. O interruptor é desligado em resposta à tensão através do diodo. Isso consegue prevenir um curto-circuito quando o circuito de fonte de alimentação CC se encontra eletricamente ligada à bobina.

[00010] De acordo ainda com outra modalidade, o interruptor compreende um corpo de diodo. Certos interruptores estáticos de estado sólido compreendem um diodo internamente referido como um corpo de diodo.

[00011] De acordo ainda com outra modalidade, o corpo de diodo é adaptado como o diodo de roda livre. Adaptando o corpo de diodo como o diodo de roda livre, elimina a necessidade de se utilizar um diodo externo.

[00012] De acordo ainda com outra modalidade, o interruptor é um MOSFET ou um IGBT.

[00013] Outra modalidade inclui um aparelho para a condução de uma bobina de um dispositivo eletromagnético de comutação, o aparelho compreendendo o circuito, um interruptor de alimentação adaptado para ligar eletricamente e desligar a bobina para o circuito de fonte de alimentação CC, e um controlador de circuito de fonte de alimentação configurado para controlar o interruptor de alimentação. Isso permite controlar o interruptor de alimentação.

[00014] De acordo com outra modalidade, o controlador de circuito de fonte de alimentação é configurado para fornecer um primeiro sinal de controle e um segundo sinal de controle para o interruptor de alimentação. O interruptor de alimentação é operável em resposta ao primeiro sinal de controle e ao segundo sinal de controle.

[00015] De acordo ainda com outra modalidade, o controlador de circuito de fonte de alimentação é configurado para fornecer o primeiro sinal de controle e o segundo sinal de controle para o interruptor de alimentação que responde a um fluxo de corrente através da bobina. Assim, o interruptor de alimentação pode ser controlado em resposta à corrente que flui através da bobina.

[00016] De acordo ainda com outra modalidade, o controlador de circuito de fonte de alimentação é configurado para fornecer o primeiro sinal de controle e o segundo sinal de controle para o interruptor de alimentação para respectivos períodos de tempo predefinidos. O interruptor de alimentação pode ser operado para respectivos períodos de tempo predefinidos que respondam aos sinais de controle respectivos.

[00017] De acordo ainda com outra modalidade, o controlador de circuito de fonte de alimentação é configurado para fornecer o primeiro sinal de controle para o interruptor de alimentação para proporcionar uma intensidade de corrente de bobina e é configurado para fornecer o segundo sinal de controle para o interruptor de alimentação para proporcionar uma corrente de manutenção para a bobina. A intensidade de corrente é a corrente necessária para energizar a bobina para o movimento de fechamento do circuito do elemento de contato. A corrente de manutenção é a corrente fornecida à bobina a partir do circuito de fonte de alimentação CC, a fim de manter o contactor na posição de fechamento do circuito.

[00018] De acordo ainda com outra modalidade, o interruptor de alimentação é adaptado para realizar uma elevada frequência de comutação que responde ao segundo sinal de controle. Execução de uma comutação de frequência elevada permite a redução da corrente a ser fornecida para a bobina e, assim, fornecer a corrente de manutenção para a bobina.

[00019] Modalidades da presente invenção são adicionalmente descritas a seguir com referência a modalidades mostradas nos desenhos anexos, nos quais: Figura 1A ilustra um portador de um dispositivo eletromagnético de comutação de acordo com uma presente modalidade Figura 1B ilustra uma montagem de um sistema de eletroí- mã e do portador 1 da Figura 1A de acordo com uma presente modali- dade, e Figura 2 ilustra um diagrama esquemático de um aparelho para suprir uma intensidade de corrente, uma corrente de manutenção e uma corrente de roda livre para uma bobina de acordo com uma presente modalidade, e Figura 3 ilustra um diagrama esquemático de um aparelho para suprir uma intensidade de corrente, uma corrente de manutenção e uma corrente de roda livre para uma bobina e a alteração na polaridade da bobina, quando a bobina está eletricamente desligada de uma fonte de abastecimento de corrente contínua de acordo com uma presente modalidade.

[00020] Várias modalidades são descritas com referência aos desenhos, em que números de referência são usados para referir elementos iguais ao longo da presente invenção. Na descrição a seguir, para fins de explicação, numerosos detalhes específicos são estabelecidos para proporcionar uma compreensão completa de uma ou mais modalidades. Pode ser evidente que essas modalidades podem ser praticadas sem esses detalhes específicos.

[00021] Referindo-se à Figura 1A, um portador 1 de um dispositivo eletromagnético de comutação é ilustrado de acordo com uma presente modalidade. Um elemento de contato 3 é apoiado no portador para ser móvel formando uma posição de abertura de circuito para uma posição de fechamento de circuito, em que o elemento de contato 3 é movido para estar em contato com um elemento de contato estacionário de estar na posição de fechamento de circuito. O contato estacionário pode ser ligado à entrada de fonte de alimentação.

[00022] Figura 1B ilustra uma montagem de um sistema de eletroí- mã e do portador 1 da Figura 1A de acordo com uma presente modalidade. No exemplo mostrado na Figura 1B, portador 1 compreende uma coluna 7 que se estende verticalmente para cima. O sistema de eletroímã 8 é apoiado na coluna 7 para acionar o portador. Na presente modalidade, o sistema de eletroímã 8 é mostrado como compreendendo induzidos eletromagnéticos 9, 13. No entanto, o sistema de ele- troímã 8 pode ser concebido de outra maneira compreendendo menos ou mais induzidos eletromagnéticos.

[00023] Tipicamente, os induzidos eletromagnéticos 9, 13 estão adaptados para acionar o portador 1. O induzido eletromagnético 9 engata na coluna 7 através de um elemento 11 para transferir o movimento do induzido 9 do portador 1. O portador 1, por sua vez, move o elemento de contato 3 para a posição de fechamento do circuito. No exemplo mostrado na Figura 1B, o induzido eletromagnético 9 está acoplado à coluna mecanicamente através do elemento 11.

[00024] No entanto, o induzido eletromagnético 9 pode ser acopladoà coluna 7, utilizando outros meios mecânicos conhecidos. Outro induzido eletromagnético 13, que compreende bobinas 17, é também apoiado na coluna 7. No exemplo mostrado na Figura 1B, duas bobinas 17 têm sido ilustradas. No entanto, em certas implementações do induzido magnético pode compreender apenas uma única bobina 17. As bobinas 17 são energizadas por fornecer uma corrente proporcionada por uma fonte de alimentação CC. Sobre as bobinas 17 serem energizadas, o induzido eletromagnético 9 é atraído para o induzido eletromagnético 13. Esse movimento do induzido 9 é transferido para o portador 1 e para o elemento de contato 3 para o movimento de fechamento de circuito. No entanto, em outras modalidades, o portador 1 pode compreender uma coluna que se estende verticalmente para baixo e para o induzido eletromagnético 9 e o induzido eletromagnético 13 pode ser apoiado na coluna.

[00025] No movimento de fechamento de circuito, o elemento de contato 3 é movido para estar em contato com o elemento de contato estacionário. O elemento de contato 3 em contato com o elemento de contato estacionário é dito estar na posição de fechamento de circuito. A corrente necessária para energização da bobina 17 para o movimento de fechamento de circuito do elemento de contato 3 é a seguir mencionado como uma intensidade de corrente. Em um aspecto, uma vez que o elemento de contato 3 é movido para a posição de fechamento de circuito, o elemento de contato 3 pode ser mantido na posição de fechamento de circuito, proporcionando uma corrente de manutenção e uma corrente de roda livre. A corrente de manutenção é a corrente fornecida à bobina a partir da fonte de alimentação CC a fim de manter o contactor na posição de fechamento de circuito. A corrente de roda livre aqui se refere à corrente fornecida à bobina 17 através da energia armazenada na bobina 17 para manter a bobina 17 na posição de fechamento de circuito.

[00026] Tipicamente, a intensidade de corrente é relativamente de um valor muito mais elevado que a corrente de manutenção. Por exemplo, a intensidade de corrente necessária para energizar a bobina é cerca de cinco a dez vezes a corrente de manutenção. Vantajosamente, a duração para que o elemento de contato 3 seja mantido na posição de fechamento de circuito da corrente através da corrente de roda livre para a bobina é substancialmente maior que a duração para que a corrente de manutenção seja fornecida à bobina 17. Ao manter o elemento de contato 3 na posição de fechamento de circuito utilizan-do a corrente de roda livre, a redução na energia elétrica a ser fornecidaà bobina 17 através de uma fonte externa é alcançada.

[00027] Figura 2 ilustra um diagrama esquemático de um aparelho 18 para fornecer uma intensidade de corrente, uma corrente de manutenção e uma corrente de roda livre para a bobina de acordo com uma presente modalidade. No exemplo da Figura 2, a intensidade de corrente para energizar a bobina 17 e a corrente de manutenção para manter a bobina 17 em uma posição de fechamento de circuito é for- necida à bobina 17 a partir da fonte de alimentação CC 20 utilizando um interruptor de alimentação 19. O interruptor de alimentação 19 é operável para fornecer a intensidade de corrente para a bobina 17 durante um movimento de fechamento de circuito e é operável para fornecer a corrente de manutenção para a bobina 17 para manter o elemento de contato 3 da Figura 1A em uma posição de fechamento de circuito. Por exemplo, o interruptor 19 pode ser um interruptor estático de estado sólido. No exemplo mostrado na figura 2, um interruptor de alimentação 19 é ilustrado para fornecer a intensidade de corrente e a corrente de manutenção para a bobina 17. No entanto, em um aspecto, dois interruptores de alimentação podem ser utilizados para fornecer a intensidade de corrente e a corrente de manutenção para a bobina 17. Por exemplo, um dos interruptores de alimentação pode ser configurado para fornecer a intensidade de corrente para a bobina 17, durante um movimento de fechamento de circuito e o outro interruptor de alimentação para a bobina 17 para manter o elemento de contato 3 da Figura 1B na posição de fechamento de circuito. O uso de dois in-terruptores de alimentação para fornecer a intensidade de corrente e a corrente de manutenção para a bobina 17, respectivamente reduz as perdas elétricas que ocorrem nos interruptores de alimentação.

[00028] Referindo-se ainda à Figura 2, o aparelho 18 compreende ainda um controlador de fonte de alimentação 21 para controlar o interruptor 19 para proporcionar a intensidade de corrente e a corrente de manutenção. De acordo com um aspecto, o interruptor 19 pode ser controlado em resposta à corrente que flui através da bobina 17. Em um aspecto, a corrente que flui através da bobina 17 pode fornecer para controlador de fonte de alimentação 21 por um circuito de condicionamento. O controlador 21 pode ser um processador, um microcon- trolador e similares. Durante o movimento de fechamento de circuito, o interruptor 19 está ligado para fornecer a intensidade de corrente para a bobina 17. O controlador de fonte de alimentação 21 pode controlar o interruptor 19, fornecendo um primeiro sinal de controle. Uma vez que o elemento de contato 3 está em contato com o elemento de con-tatoestacionário, a corrente que flui através da bobina 17 diminui. Esse decréscimo na corrente que flui através da bobina 17 é detectado pelo controlador de fonte de alimentação 21. O controlador de fonte de alimentação 21 em resposta à diminuição da corrente proporciona um segundo sinal de controle ao interruptor 19. O interruptor 19 é operável para a frequência de alta comutação para proporcionar a corrente de manutenção para a bobina 17 que responde ao segundo sinal de controle. O segundo sinal de controle, em um exemplo, pode ser um sinal PWM. A frequência de alta comutação realizada pelo interruptor 19 reduz a corrente que flui através da bobina 17 e, portanto, fornece a corrente de manutenção para a bobina 17 para manter o elemento de contato 3 na posição de fechamento de circuito.

[00029] No entanto, de acordo com um outro aspecto, o controlador de fonte de alimentação 21 pode ser configurado para controlar o interruptor 19 para proporcionar a intensidade de corrente e a corrente de manutenção de respectivos períodos de tempo predefinidos para a bobina 17. Assim, de acordo com o presente aspecto, o circuito de condicionamento pode não ser necessário como o controle do interruptor 19 não está em resposta à corrente que flui através da bobina 17, mas é baseado no tempo. Por exemplo, o controlador de fonte de alimentação 21 pode ser configurado para fornecer o primeiro sinal de controle por um período de tempo predefinido, de modo que o interruptor 19 seja operável para fornecer a intensidade de corrente para a bobina 17 para o período de tempo predefinido. Do mesmo modo, o controlador de fonte de alimentação 21 pode ser configurado para fornecer o segundo sinal de controle por um período de tempo predefini- do, de modo que o interruptor 19 seja operável para fornecer a corren- te de manutenção para a bobina 17 para o período de tempo predefi- nido. Por exemplo, o controlador de fonte de alimentação 21 pode ser configurado para operar o interruptor 19 para fornecer a intensidade de corrente para a bobina 17 para cerca de 100 ms, e pode ser configurado para operar o interruptor 19 para fornecer a corrente de manuten-ção através de alta frequência de comutação para cerca de 10 a 15% do período de tempo de manutenção do elemento de contato na posição de fechamento de circuito.

[00030] O interruptor de alimentação 19 pode ser um interruptor estático de estado sólido selecionado de tal modo que ele seja adequado para o transporte de correntes elevadas e também executar alta frequência de comutação com uma perda mínima de frequência. Em aspectos, dois interruptores de alimentação são implantados, um interruptor de alimentação 19 pode ser um transitor, tal como um IGBT e o outro interruptor de alimentação pode ser um MOSFET. Um IGBT é capaz de transportar correntes elevadas e um MOSFET é capaz de realizar comutação de alta frequência com perda mínima de comutação.

[00031] Referindo-se ainda à Figura 2, em um aspecto, o aparelho 18 compreende ainda um circuito 25 para fornecer uma corrente de roda livre para a bobina 17. O circuito 25 compreende um diodo de roda livre 27 para conduzir a corrente de roda livre, quando uma alimentação elétrica para a bobina 17 é desligada. Conforme ilustrado no exemplo da Figura 2, o diodo de roda livre 27 está ligado em paralelo à bobina 17 em uma direção inversa em relação à polaridade da fonte de alimentação CC 20, isto é, um anodo de diodo de roda livre 27 está ligado ao terminal negativo da fonte de alimentação CC 18 de origem. O circuito 25 inclui ainda um interruptor 30 ligado em paralelo ao diodo de roda livre 27. De acordo com um aspecto, o interruptor 30 pode ser um interruptor estático de estado sólido, tal como um IGBT ou um MOSFET. De acordo com uma modalidade, o interruptor 30 é utilizado para fornecer a corrente de roda livre para a bobina 17, em vez de o diodo de roda livre 27 como queda de tensão através do interruptor 30 é menor que a queda de tensão que ocorrei no diodo de roda livre 27, se a corrente de roda livre for conduzida pelo diodo de roda livre 27. O interruptor 30 está para estar em um estado ligado e um estado desligado em resposta à uma tensão através do diodo de roda livre 27. O circuito 25 compreende um controlador 35 configurado para detectar a tensão através do diodo de roda livre 27 e fornecer um sinal de controle ao interruptor 30 em resposta à tensão detectada através do diodo de roda livre 27. O interruptor pode ser operado para estar no estado ligado e do estado desligado em resposta ao sinal de controle. Por exemplo, o interruptor 30 pode ser adaptado para estar no estado ligado quando o sinal de controle está sendo fornecido, e no estado desligado quando nenhum sinal de controle está sendo fornecido. Em um aspecto, determinados interruptores estáticos de estado sólido compreendem um diodo internamente referido geralmente como um corpo de diodo.

[00032] Vantajosamente, se o interruptor estático de estado sólido compreende o corpo de diodo, o mesmo pode ser adaptado como o diodo de roda livre 27. Isso elimina a necessidade de se utilizar um diodo externo como o diodo de roda livre 27.

[00033] Referindo-se ainda à Figura 2, durante o movimento de fechamento de circuito, quando a intensidade de corrente está sendo fornecida para a bobina 17, o interruptor 19 é fechado e a corrente que flui do terminal positivo da fonte de alimentação CC 18 de origem para o terminal negativo que a bobina 17 para um período de tempo prede- finido. Uma vez que o elemento de contato 3 está na posição de fechamento de circuito, o interruptor 19 é operável para realizar a corrente de manutenção e a corrente de manutenção que flui através da bobina 17 para um determinado período de tempo predefinido. Depois disso, o interruptor de alimentação 19 está desligado de modo que a energia armazenada na bobina 17 pode ser utilizada para a manutenção do elemento de contato 3 na forma de corrente de roda livre. Por exemplo, para um sinal de PWN de 10 KHz utilizado para fornecer a corrente de manutenção para bobina 17, a corrente de manutenção para bobina 17 pode ser fornecida por 10 a 15 μs. Para os restantes 85 a 90 μs, a bobina (coil) 17 pode ser energizada pela corrente de roda livre para reter o elemento de contato 3 na posição de fechamento de circuito. Quando a intensidade de corrente e a corrente de manutenção estão sendo fornecidas para a bobina 17, a corrente flui através da bobina 17 e o diodo de roda livre 27 não conduz a corrente conforme o diodo de roda livre 27 é reversamente polarizado. O interruptor 30 é mantido no estado desligado quando o interruptor de alimentação 19 está no estado ligado, assim, permite que a corrente flua para a bobina 17 e evita curto-circuito. À medida que o diodo de roda livre 27 for reversamente polarizado, a queda de tensão que ocorre através do diodo de roda livre 27 é negativa. O controlador 35 na detecção da queda de tensão negativa através do diodo de roda livre 27 está configurada para manter o interruptor 30 no estado desligado e o interruptor 30 está no estado desligado realiza nenhuma corrente.

[00034] Referindo-se à Figura 3, quando o interruptor de alimentação 19 é desligado, a corrente flui através de um terminal positivo da fonte de alimentação CC 18 de origem para o terminal negativo é quebrado. A bobina 17 sendo um indutor tentará resistir à queda súbita da corrente usando seu campo de energia magnética armazenada para criar sua própria energia. Um potencial negativo muito grande é criado onde antes havia um potencial positivo, e um potencial positivo é criado onde antes havia um potencial negativo, como designado na Figura 3. Devido a isso, o diodo de roda livre 27 é adiante polarizado em rela- ção à mudança de polaridade da bobina 27 e conduz a corrente de roda livre, como indicado pela seta 40 a partir do potencial positivo na parte inferior da bobina 17 para o potencial negativo na parte superior da bobina 17. Quando a corrente de roda livre está sendo conduzida pelo diodo de roda livre 27, a queda de tensão que ocorre através do diodo de roda livre 27 é positiva. Por exemplo, a queda de tensão através do diodo é cerca de 0,7 a 2 volts. O controlador 35 para detectar essa tensão positiva liga o interruptor 30 que lhe permite conduzir a corrente a um circuito de roda livre, tal como indicado pela seta 45. Quando o interruptor 30 é ligado para conduzir a corrente de roda livre, a roda livre deixa de fluir através do diodo de roda livre 27. Utilizando o interruptor 35 para fornecer a corrente de roda livre para a bobina 17 permite a redução da dissipação de calor através do diodo de roda livre 27, conforme o diodo de roda livre 27 não conduz a corrente de roda livre. À medida que a dissipação de calor através do doido de roda livre 27 for reduzida, dissipadores de calor menores podem ser im-plantados para a dissipação de calor, e, portanto, a redução de custo é alcançada.

[00035] No final do período de roda livre, isto é, quando a bobina 17 está para ser energizada para manter o elemento de contato 3 da Figura 1B na posição de fechamento de circuito usando a corrente de manutenção para ser fornecida pela fonte de alimentação CC 20, a bobina 17 está eletricamente ligada à fonte de alimentação CC 20 através do interruptor 19. No entanto, deve tomar cuidado quando o interruptor de alimentação 19 estiver ligado, o interruptor 30 estará desligado para evitar a ocorrência de um curto-circuito. O interruptor de alimentação 19 e o interruptor 30 podem ser danificados na ocor-rência de um curto-circuito. Nas presentes modalidades, o controlador 35 é configurado para desligar o interruptor 30 quando o interruptor 19 é ligado. Referindo-se agora à Figura 2, após o período de rotação livre, quando o interruptor de alimentação 19 é ligado, as correntes começam a fluir a partir do terminal positivo do terminal positivo de fonte de alimentação CC 18 para o terminal negativo de fonte de alimentação CC 18 através da bobina 17, e o diodo de roda livre é reversamente polarizado. À medida que o diodo de roda livre 27 é reversamente polarizado, a queda de tensão que ocorre através do diodo de roda livre 27 é negativa. O controlador 35 na detecção da queda de tensão negativa, através do diodo de roda livre 27 ser mais negativo que o limiar, é configurado para desligar o interruptor 30 e o interruptor 30 estando no estado desligado realiza nenhuma corrente. Assim, o interruptor 30 é desligado quando interruptor de alimentação 19 é ligado para energizar a bobina 17, e, assim, evitar um curto-circuito.

[00036] Exemplo:

[00037] Presumindo que a queda de tensão através do diodo de roda livre 27 seja de 1,5 V e a queda de tensão através do interruptor 30 seja de 0,5 V. Presumindo que a corrente de roda livre seja de 3 A. A dissipação de calor através do diodo e o interruptor é calculado como dissipação de energia.

[00038] A dissipação de energia através de diodos de roda livre é: = V x I W = 1,5 x 3 = 4,5 W

[00039] A dissipação de energia através de interruptor é: = V x I W = 0,5 x 3 = 1,5 W

[00040] À medida que a queda de tensão através do interruptor for menor que a queda de tensão através do diodo, a dissipação de potência através do interruptor é menor que a dissipação de potência do diodo de roda livre.

[00041] As presentes modalidades aqui descritas permitem em fornecer a corrente de roda livre para a bobina com dissipação de calor reduzida. Isso permite a utilização de dissipadores de calor menores e, assim, a redução de custos é alcançada. Desligando o interruptor que conduz a corrente de roda livre quando o interruptor de alimentação está ligado permite a prevenção de curto-circuito.

[00042] Embora essa invenção tenha sido descrita em detalhe com referência a certas modalidades preferidas, deve ser apreciado que a presente invenção não está limitada às modalidades precisar. Em vez disso, tendo em vista a presente descrição que descreve a melhor corrente para praticar a invenção, muitas modificações e variações apresentam-se, para os versados na técnica, sem se afastar do âmbito e espírito da presente invenção.

Claims

1. Circuito (25) para fornecer uma corrente de roda livre para uma bobina (17) de um dispositivo eletromagnético de comutação, compreendendo, - um diodo de roda livre (27) conectável em paralelo à bobina em polaridade reversa em relação a uma polaridade de uma fonte de suprimento CC (20) fornecendo energia elétrica à bobina (17), caracterizado pelo fato de que, - um interruptor (20) conectado em paralelo ao diodo de roda livre (27), sendo que o interruptor (30) é controlável em reposta à tensão através do diodo de roda livre (27).

2. Circuito (25) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender um controlador (35) configurado para fornecer um sinal de controle para o interruptor (30) em resposta à tensão através do diodo de roda livre (27).

3. Circuito (25) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca-racterizado pelo fato de que o interruptor (30) é um interruptor estático de estado sólido.

4. Circuito (25) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o interruptor (30) é adaptado para estar em um estado ligado para conduzir a corrente de roda livre.

5. Circuito (25) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o interruptor (30) é adaptado para estar em um estado desligado quando a fonte de suprimento CC (20) é eletricamente ligada à bobina (17).

6. Circuito (25) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o interruptor (30) compreende um corpo de diodo.

7. Circuito (25) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o corpo de diodo é adaptado como diodo de roda livre (25).

8. Circuito (25) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o interruptor (30) é um MOSFET ou um IGBT.

9. Aparelho (18) para acionar uma bobina (17) de um dis-positivoeletromagnético de comutação, o aparelho (18) caracterizado por compreender, - o circuito (25) como definido em qualquer uma das reivin-dicações 1 a 8, - um interruptor de suprimento (19) adaptado para conectar e desconectar eletricamente a bobina (17) à fonte de suprimento CC (20), e - um controlador de fonte de suprimento (21) configurado para controlar o interruptor de suprimento (19).

10. Aparelho (18) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o controlador de fonte de suprimento (21) é configurado para fornecer um primeiro sinal de controle e um segundo sinal de controle ao interruptor de suprimento (19).

11. Aparelho (18) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o controlador de fonte de suprimento (21) é configurado para fornecer o primeiro sinal de controle e o segundo sinal de controle ao interruptor de suprimento (19) em resposta à corrente que flui através da bobina (17).

12. Aparelho (18) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o controlador de fonte de suprimento (21) é configurado para fornecer o primeiro sinal de controle e o segundo sinal de controle ao interruptor de suprimento (19) para respectivos períodos de tempo predefinidos.

13. Aparelho (18) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o controlador de fonte de suprimento (21) é configurado para fornecer o primeiro sinal de controle ao interruptor de suprimento (19) para fornecer uma intensidade de corrente à bobina (17) e é configurado para fornecer o segundo sinal de controle ao interruptor de suprimento (19) para fornecer uma corrente de manutenção à bobina (17).

14. Aparelho (18) de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que o interruptor de suprimento (19) é adaptado para realizar uma elevada frequência de comutação em resposta ao segundo sinal de controle.

15. Dispositivo eletromagnético de comutação, caracterizado por compreender o aparelho (18) como definido em qualquer uma das reivindicações 9 a 14.