BR112014006090B1

BR112014006090B1 - Circuito estruturado para energizar outro dispositivo

Info

Publication number: BR112014006090B1
Application number: BR112014006090-8A
Authority: BR
Inventors: Bruce M. Cook
Original assignee: Westinghouse Electric Company Llc
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2021-06-15
Also published as: EP2759059B1; EP2759059A1; CA2845154C; CA2845154A1; JP2014533447A; JP6069326B2; US8710805B2; KR101931844B1; US20130069602A1; EP2759059A4; BR112014006090A2; CN103814522B; WO2013043312A1; CN103814522A; KR20140068145A

Abstract

circuito estruturado para energizar outro dispositivo é divulgado um melhor circuito de controle que é estruturado para energizar outro dispositivo, tal como um iniciador. uma primeira parte do circuito inclui um primeiro transistor e é estruturada para descarregar, em uma primeira taxa, uma primeira parte de uma carga armazenada por um capacitor. outra parte do circuito inclui um segundo transistor e é estruturada para descarregar uma segunda parte da carga subsequente à descarga da primeira parte da carga e em uma segunda taxa maior que a primeira taxa.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] O conceito divulgado e reivindicado diz respeito, no geral, a sistema de circuitos de controle e, mais particularmente, a um melhor circuito de controle para energizar outro dispositivo, tal como um iniciador.

TECNOLOGIA RELACIONADA

[0002] Como é conhecido no geral, um iniciador é um pequeno dispositivo explosivo que é empregado em várias aplicações. Por exemplo, ele pode ser empregado para criar efeitos especiais na produção de filmes, para uso militar e em outras aplicações em que pode ser necessário quebrar explosivamente um barco salva-vidas ou outra estrutura em um cenário de emergência. Outros usos para iniciadores são, no geral, bem conhecidos.

[0003] Um exemplo em particular de uma aplicação relacionada a emergência de um iniciador é para uma válvula ou outro componente explosivamente ativados em um reator nuclear. Em uma aplicação como esta, bem como em outras aplicações, sempre existe uma proporcionalidade entre a garantia de operação confiável quando necessário ao mesmo tempo em que se impedem operações involuntárias em outros momentos. Circuitos conhecidos que controlam a energização de um iniciador têm empregado, tipicamente, um capacitor que, uma vez carregado, é, então, descarregado para energizar o iniciador.

[0004] Em aplicações, tais como as aplicações relacionadas a emergência supramencionadas e outras aplicações, o capacitor é tipicamente carregado mediante a emissão de um comando ARMAR e é, então, descarregado, se apropriado, através da emissão de um comando DISPARAR para empregar o capacitor carregado para energizar o iniciador. E desejável, em uma aplicação como esta, dissipar, em um período de tempo predeterminado, a carga armazenada no capacitor se o comando DISPARAR não for emitido. Um exemplo de um período de tempo predeterminado como este pode ser uma duração de não mais que cinco minutos. Entretanto, também é desejável que tal dissipação da carga comece apenas depois de um período de tempo predeterminado durante o qual a carga será suficiente para energizar o iniciador, tal como uma duração de pelo menos trinta segundos.

[0005] Isto é, em uma aplicação como esta, é desejável que o comando DISPARAR esteja disponível por um primeiro período de tempo predeterminado depois da emissão do comando ARMAR, mas que o capacitor seja descarregado em um estado seguro de carga em um segundo período de tempo predeterminado depois da emissão do comando ARMAR se o comando DISPARAR não for emitido. Isto é desejado a fim de evitar que o iniciador seja involuntariamente energizado. Assim, é desejável que, pelo menos por um primeiro período de tempo predeterminado, o capacitor permaneça energizado suficientemente para energizar o iniciador, mas que, depois do período de tempo predeterminado, o capacitor fique prontamente desenergizado em outro período de tempo predeterminado depois da armação para colocar o capacitor em um estado seguro.

[0006] Embora circuitos conhecidos tenham sido, no geral, efetivos em seus propósitos pretendidos, eles não o têm sido sem limitações. Mais particularmente, a supramencionada proporcionalidade entre a manutenção de uma carga por um período de tempo predeterminado, ainda descarregando a carga em um período de tempo predeterminado subsequente, foi difícil de alcançar de forma confiável. Assim, seria desejável prover um melhor circuito que habilita a manutenção de uma carga por um período de tempo predeterminado e, também, a descarga da carga em outro período de tempo predeterminado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] Estes e outros benefícios são providos por um melhor circuito de controle que é estruturado para energizar outro dispositivo, tal como um iniciador. Uma primeira parte do circuito inclui um primeiro transistor e é estruturada para descarregar, em uma primeira taxa, uma primeira parte de uma carga armazenada por um capacitor. Outra parte do circuito inclui um segundo transistor e é estruturada para descarregar uma secunda parte da carga subsequente à descarga da primeira parte da carga e em uma segunda taxa maior que a primeira taxa.

[0008] Desta maneira, um aspecto do conceito divulgado e reivindicado é prover um melhor circuito de controle que é estruturado para carregar um capacitor responsive a um comando ARMAR a fim de habilitar que um iniciador seja energizado, conforme apropriado, mas que também é configurado para dissipar prontamente a carga armazenada pelo capacitor se um comando DISPARAR não for emitido em um período de tempo predeterminado.

[0009] Outro aspecto do conceito divulgado e reivindicado é prover um melhor circuito como este que mantém, por um primeiro período de tempo predeterminado a partir da emissão do comando ARMAR, uma carga suficiente para energizar o iniciador se um comando DISPARAR for emitido, mas que dissipa a carga em um estado seguro em um segundo período de tempo predeterminado a partir da emissão de um comando ARMAR se um comando DISPARAR não for emitido.

[00010] Outro aspecto do conceito divulgado e reivindicado é prover um melhor circuito que é estruturado para habilitar que um iniciador seja energizado e que emprega dois transistores e outros componentes que habilitam a descarga de uma carga em um capacitor em duas taxas de descarga diferentes em dois momentos diferentes.

[00011] Estes e outros aspectos do conceito divulgado e reivindicado são providos por um melhor circuito que é estruturado para energizar outro dispositivo. O circuito pode ser, no geral, declarado como incluindo um capacitor estruturado para pelo menos armazenar temporariamente uma carga. Uma parte do circuito pode ser, no geral, declarada como incluindo um primeiro comutador em estado sólido e sendo estruturada para descarregar uma primeira parte da carga em uma primeira taxa. Outra parte do circuito pode ser, no geral, declarada como incluindo um segundo comutador em estado sólido e sendo estruturada para descarregar uma segunda parte da carga subsequente à descarga da primeira parte da carga e em uma segunda taxa maior que a primeira taxa. O capacitor tem, armazenada em si, antes do início da descarga da segunda parte da carga, uma parte da carga suficiente para energizar o outro dispositivo.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[00012] Um entendimento adicional do conceito divulgado e reivindicado pode ser adquirido a partir da seguinte descrição quando lida em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: a figura 1 é um diagrama de circuito de um melhor circuito de acordo com o conceito divulgado e reivindicado; a figura 2 é um gráfico exemplar que representa a voltagem do capacitor em função do tempo com o uso do circuito da figura 1; e a figura 3 é um gráfico exemplar que representa a voltagem do capacitor em função do tempo durante um ciclo de carregamento do circuito da figura 1.

[00013] Números similares dizem respeito a partes similares por toda a especificação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00014] Um melhor circuito de controle de iniciador 4 de acordo com o conceito divulgado e reivindicado é representado, no geral, na figura 1. O circuito de controle de iniciador 4 é representado como estando conectado com um iniciador explosivo 6 que o circuito de controle de iniciador 4 é estruturado para energizar, dependendo de comandos apropriados.

[00015] O circuito de controle de iniciador 4 pode ser, no geral, declarado como incluindo um componente de armação 8 e um componente de disparo 12 que cooperam de uma maneira apresentada a seguir. O componente de armação 8 é representado como estando conectado com uma primeira fonte de energia elétrica 14 e o componente de disparo 12 é representado como estando conectado com uma segunda fonte de energia elétrica 16. A primeira e a segunda fontes de energia elétrica 14 e 16 são, na modalidade aqui representada, baterias que proveem energia elétrica em vinte e quatro (24) volts CC. Entretanto, é entendido que outras fontes de energia, tais como conversores CA para CC (isto é, suprimentos de energia), células de combustível e congêneres, podem ser empregadas, e elas podem ser de voltagens diferentes em relação àquelas aqui expressamente descritas sem fugir do presente conceito.

[00016] O componente de armação 8 inclui um comutador de armação 18, e inclui adicionalmente uma integração 22 que habilita a cooperação entre o componente de armação 8 e o componente de disparo 12. Mais particularmente, a integração 22 inclui um relé de integração 26 no componente de armação 8 e inclui adicionalmente um par de comutadores de integração 28 no componente de disparo 12. Também pode ser visto que o componente de disparo 12 inclui um comutador de disparo 30 e um relé de disparo 32, com o relé de disparo 32 sendo operativamente conectado com um par de comutadores de energização 36 no componente de armação 8.

[00017] Durante as operações de armação e disparo, o componente de armação 8, primeiro, recebe um comando ARMAR, tal como a partir de um controlador computadorizado, embora tal comando possa ocorrer manualmente. Um comando ARMAR como este fecharia o comutador de armação 18 e também incluiria um comando para colocar o relé de integração 26 em um primeiro estado que faria com que o par de comutadores de integração 28 permanecesse em uma condição ABERTA. Uma vez que o componente de armação 8 foi carregado suficientemente, o comutador de armação 18 seria aberto por outro comando que interromperia adicionalmente o carregamento do componente de armação 8 e faria com que o relé de integração 26 comutasse para um segundo estado que moveria o par de comutadores de integração 28 de sua condição ABERTA para uma condição FECHADA. Novamente, isto pode ser feito manualmente.

[00018] Se, neste ponto, um comando DISPARAR for emitido, o comutador de disparo 30 seria movido para sua posição fechada e seria feito com que o relé de disparo 32 mudasse estados, o que comutaria o par de comutadores de energização 36 de uma condição ABERTA para uma condição FECHADA, o que resultaria em o iniciador 6 ser energizado e explodir. Como será apresentado com mais detalhes a seguir, entretanto, se o comando DISPARAR não for emitido em um primeiro período de tempo predeterminado, o componente de armação 8 será prontamente descarregado em um segundo período de tempo predeterminado a fim de evitar que o iniciador 6 seja involuntariamente energizado.

[00019] Mais particularmente, e com atenção contínua sendo direcionada para a figura 1, pode-se ver que o componente de armação 8 inclui uma perna positiva 38 e uma perna de aterramento 40 que são conectadas com a primeira fonte de energia elétrica 14 e, também, com o iniciador 6. A perna positiva 38 inclui um resistor de carregamento 44 em série com ela. O componente de armação 8 inclui adicionalmente um capacitor 46 que é conectado entre as pernas positiva e de aterramento 38 e 40 em paralelo com o iniciador 6, embora separado delas pelo par de comutadores de energização 36. A figura 1 também representa uma resistência do cabo 48 que deve ser considerada durante a configuração do circuito de controle de iniciador 4, já que o próprio iniciador 6 pode ser espaçado em uma distância significativa em relação ao componente de armação 8 e, assim, provavelmente, terá resistência que fica além de um nível nominal.

[00020] Como pode ser entendido a partir da figura 1, quando o comando ARMAR for emitido e o comutador de armação 18 for fechado, a primeira fonte de energia elétrica 14 supre corrente elétrica para o capacitor 46 através do resistor de carregamento 44, e o capacitor 46 fica carregado desse modo. Percebe-se que revendedores de capacitor, tipicamente, sugerem que, se um capacitor, tal como o capacitor 46, for um capacitor de tântalo sólido, o resistor de carregamento 44 tenha uma resistência de não menos que três ohms por volt. Na modalidade exemplar aqui representada, o resistor de carregamento 44 tem uma resistência de 75 Q, embora outros valores de resistência possam ser usados, dependendo das necessidades da aplicação e das especificações dos outros componentes do circuito de controle.

[00021] O capacitor 46 tem um par de terminais 52A e 52B, com o terminal 52A sendo conectado com a perna positiva 38 e com o terminal 52B sendo conectado com a perna de aterramento 40. Na modalidade exemplar aqui representada, o capacitor 46 tem uma capacitância de 6.800 μP, embora outros valores de capacitância possam ser usados, dependendo das necessidades da aplicação e das especificações dos outros componentes do circuito de controle.

[00022] O componente de armação 8 inclui adicionalmente um primeiro transistor 56 que pode-se dizer que constitui um comutador em estado sólido. No exemplo aqui apresentado, o primeiro transistor 56 é um transistor MOSFET de canal n. O primeiro transistor 56 pode ser, por exemplo, e sem limitações, um MOSFET de canal n IRLZ14S, embora outros transistores e outros comutadores, no geral, possam ser empregados sem fugir do presente conceito.

[00023] O primeiro transistor 56 inclui uma porta 58, um eletrodo Fonte 60 e um eletrodo de Dreno 62. Um primeiro resistor 64 é conectado entre o eletrodo Fonte 60 e a perna positiva 38. Na modalidade exemplar aqui representada, o primeiro resistor 64 tem um valor de resistência de 500 KQ, embora outros valores de resistência possam ser empregados, dependendo das necessidades da aplicação em particular. O eletrodo de Dreno 62 é, na modalidade exemplar representada, conectado diretamente com a perna de aterramento 40.

[00024] O componente de armação 8 inclui adicionalmente um diodo Zener68 conectado da maneira representada entre a perna positiva 38 e a porta 58 do primeiro transistor 56. O diodo Zener68 na presente modalidade exemplar tem uma voltagem de ruptura de vinte (20) volts, embora outros diodos Zenerpossam ser empregados com diferentes voltagens de ruptura, dependendo das necessidades do circuito e das especificações dos outros componentes deste. Oposto à conexão do diodo Zener68 com a perna positiva 38, o componente de armação 8 inclui adicionalmente um resistor de dissipação 70 conectado entre o diodo Zener68 e a perna de aterramento 40. Na modalidade exemplar aqui representada, o resistor de dissipação 70 tem um valor de resistência de 100 KQ, embora outros valores de resistência possam ser empregados, dependendo das necessidades da aplicação em particular. Embora um alto valor de resistência para o resistor de dissipação 70 reduza a dissipação de energia do diodo Zener68, um valor de resistência muito alto impedirá que o primeiro transistor 56 se desative devido ao vazamento através do diodo Zener68. Como será apresentado com mais detalhes a seguir, o primeiro transistor 56 habilita que o componente de armação 8 descarregue, em uma primeira taxa, uma primeira parte da carga armazenada pelo capacitor 46.

[00025] O componente de armação 8 inclui adicionalmente um segundo transistor 74 que, na modalidade aqui representada, tem especificações similares ao primeiro transistor 56, embora este não seja necessariamente o caso, dependendo das necessidades da aplicação em particular e das especificações dos outros componentes do circuito. O segundo transistor 74 inclui uma porta 76, um eletrodo Fonte 80 e um eletrodo de Dreno 82. A porta 76 do segundo transistor 74 é, da forma indicada na figura 1, conectada com o eletrodo Fonte 60 do primeiro transistor 56 bem como com o primeiro resistor 64. O eletrodo Fonte 80 do segundo transistor 74 é conectado diretamente com a perna positiva 38.

[00026] Como pode ser adicionalmente visto a partir da figura 1, o componente de armação 8 inclui adicionalmente um segundo resistor 84 conectado entre a perna positiva 38 e o eletrodo de Dreno 82 do segundo transistor 74. Na modalidade exemplar aqui representada, o segundo resistor 84 tem um valor de resistência de 500 KQ, embora outros valores de resistência possam ser potencialmente empregados, dependendo das necessidades da aplicação em particular. O eletrodo de Dreno 82 e o segundo resistor 84 são adicionalmente conectados com um terceiro resistor 88 do componente de armação 8 que também é conectado com a perna de aterramento 40. Na modalidade exemplar aqui representada, o terceiro resistor 88 tem um valor de resistência de 2 KQ, embora outros valores de resistência possam ser potencialmente empregados, dependendo das necessidades da aplicação em particular. Como será apresentado com mais detalhes a seguir, o segundo transistor 74 habilita que uma segunda parte da carga armazenada no capacitor 46 seja descarregada em uma segunda taxa maior que a primeira taxa.

[00027] Da forma sugerida anteriormente, se um comando DISPARAR for emitido logo depois que o capacitor 46 for completamente carregado (considerando que o comutador de armação 18 está aberto e faz-se com que o relé de integração 26 mude para o segundo estado e mova o par de comutadores de integração 28 para sua condição ABERTA), a carga armazenada no capacitor 46 será eletricamente comunicada para o iniciador 6, o que fará com que o iniciador 6 fique energizado e exploda, a título de exemplo. Entretanto, se nenhum comando DISPARAR for emitido depois do completo carregamento do capacitor 46, da abertura do comutador de armação 18 e da comutação do relé de integração 26 para seu segundo estado, o capacitor 46, pelo menos inicialmente, será completamente carregado e terá uma voltagem através dos seus terminais 52A e 52B de 24 volts no presente exemplo. Na modalidade exemplar representada, a voltagem limite para o primeiro resistor 64, isto é, a voltagem que, aplicada na porta 58, gerará um canal condutor entre os eletrodos Fonte e de Dreno 60 e 62, é aproximadamente um (1) ou dois (2) volts. Já que a voltagem de ruptura do diodo Zener68 é 20 volts na modalidade exemplar representada, o capacitor completamente carregado 46 com uma voltagem de 24 volts menos o voltagem de ruptura de 20 volts do diodo Zener68, pelo menos inicialmente, proverá, grosseiramente, pelo menos quatro (4) volts para a porta 58. Isto colocará o primeiro transistor 56 em um estado ATIVO. Percebe-se que quando o primeiro transistor 56 estiver em um estado ATIVO, a voltagem na porta 76 do segundo transistor 74 será mantida baixa, assim, mantendo o segundo transistor 74 em um estado INATIVO.

[00028] Em uma situação como esta, uma primeira parte da carga armazenada no capacitor 46 será descarregada em uma primeira taxa através de dois canais elétricos paralelos, isto é, através de um primeiro canal que inclui o primeiro resistor 64 e o canal entre os eletrodos Fonte e de Dreno 60 e 62, e um segundo canal através do segundo resistor 84 em série com o terceiro resistor 88. A primeira taxa de descarga da carga armazenada no capacitor 46 é indicada no primeiro segmento 90 na figura 2. Na presente modalidade exemplar, quando tanto o primeiro quanto o segundo resistores 64 e 84 tiverem uma resistência de aproximadamente 500 KQ, e quando o terceiro resistor 88 tiver uma resistência de, grosseiramente, 2 KÍ2, a descarga da primeira parte da carga no capacitor 46 na primeira taxa durará, grosseiramente, 150 segundos, isto é, dois minutos e meio. Durante a íntegra deste período, entretanto, a carga no capacitor 46 fica em um nível suficiente para energizar o iniciador 6, então, o capacitor 46 permanece carregado e capaz de executar um comando DISPARAR por 150 segundos, isto é, dois minutos e meio, depois da conclusão do comando ARMAR na modalidade exemplar representada.

[00029] A medida que a primeira parte da carga armazenada no capacitor 46 é descarregada na primeira taxa, a voltagem através dos terminais 52A e 52B do capacitor 46 cai, como é indicado no primeiro segmento 90 da figura 2. Finalmente, será alcançado um ponto em que a voltagem através dos terminais 52A e 52B não é mais suficiente para manter o primeiro transistor 56 em uma condição ATIVA. Da forma sugerida anteriormente, isto ocorrerá aproximadamente 150 segundos depois da conclusão do comando ARMAR. Uma vez que a carga no capacitor 46 tiver caído suficientemente, de forma que a voltagem através dos seus terminais 52A e 52B não possa mais satisfazer a voltagem limite do primeiro transistor 56 na porta 58, o primeiro transistor 56 comutará para um estado INATIVO.

[00030] Em uma situação como esta, a voltagem na porta 76 do segundo transistor 74 não é mais mantida baixa. Em vez disto, a voltagem na porta 76 do segundo transistor 74 é suficiente para comutar o segundo transistor 74 para um estado ATIVO.

[00031] Mais particularmente, percebe-se que a resistência de DESATIVAÇÃO do primeiro transistor 56 entre os eletrodos Fonte e de Dreno 60 e 62 deve ser considerada durante a avaliação da voltagem que é recebida na Porta 76 para fazer com que o segundo transistor 74 seja comutado para um estado ATIVO. Uma resistência de DESATIVAÇÃO como esta pode ser da ordem de 2.000 KX2, que é conectada em série com o primeiro resistor 64 que, da forma sugerida anteriormente, pode ter uma resistência da ordem de 500 KQ. Quando a voltagem através dos terminais 52A e 52B do capacitor 46 tiver caído suficientemente, de forma que ela não possa mais superar a voltagem de ruptura do diodo Zener68 e, também, satisfazer a voltagem limite na porta 58 do primeiro transistor 56, a voltagem resultante exemplar através dos terminais 52A e 52B do capacitor 46 será de aproximadamente 21 volts. Se tal voltagem for aplicada no primeiro resistor 64 e na resistência de DESATIVAÇÃO do primeiro transistor 56 entre os eletrodos Fonte e de Dreno 60 e 62 (2000 KQ), a voltagem na porta 76 será, assim, grosseiramente, 16,8 volts, o que comutará o segundo transistor 74 para um estado ATIVO.

[00032] Isto faz com que a carga restante no capacitor 46 comece a ser descarregada através de um único canal, isto é, o canal que fica entre os eletrodos Fonte e de Dreno 80 e 82 e que inclui adicionalmente o terceiro resistor 88. Já que, em uma situação como esta, a carga no capacitor 46 está descarregando, primariamente, através do terceiro resistor 88 que, da forma sugerida anteriormente, pode ter uma resistência de 2 KQ, o descarregamento de uma segunda parte da carga armazenada no capacitor 46 ocorre em uma segunda taxa indicada no segundo segmento 92 da figura 2, que é uma taxa que é maior que a primeira taxa indicada no primeiro segmento 90.

[00033] Como pode ser entendido a partir da figura 2, o segundo segmento 92 indica que a segunda taxa de descarga do capacitor 46 é uma taxa de descarga muito maior que a primeira taxa de descarga indicada no primeiro segmento 90. Isto é, o segundo segmento 92 tem uma inclinação muito maior, isto é, queda na voltagem do capacitor em função do tempo, que o primeiro segmento 90. Em particular, pode-se ver a partir da figura 1 que a descarga da primeira parte da carga ocorre através do primeiro resistor 64 (com uma resistência exemplar de 500 KÍ2) arranjado em paralelo com o segundo e o terceiro resistores 84 e 88 (que são, eles próprios, arranjados em série para prover uma resistência combinada de 503 KQ) para uma resistência total através do primeiro, do segundo e do terceiro resistores 64, 84, e 88 arranjados como tal de cerca de 251 KQ. Na modalidade exemplar representada, a resistência de 251 KQ proporcionada pelos primeiro, segundo e terceiro resistores 64, 84 e 88 é uma íntegra da ordem de magnitude maior que a resistência exemplar de 2 KQ proporcionada pelo terceiro resistor 88, e é realmente mais próxima de duas ordens de magnitude. Uma diferença como esta nos valores de resistência permite que a primeira e a segunda partes das cargas no capacitor 46 sejam descarregadas em tais taxas significativamente diferentes, e reitera-se que diferentes valores e relacionamentos de resistência podem ser empregados sem fugir do presente conceito. Na modalidade exemplar aqui representada, a descarga da segunda parte da carga do capacitor leva, grosseiramente, trinta segundos. Assim, o capacitor 46 terá descarregado em um nível seguro em não mais que cerca de 180 segundos, isto é, três minutos, a partir da conclusão do comando ARMAR.

[00034] Percebe-se que a resistência de DESATIVAÇÃO do primeiro transistor 56 será selecionada de forma que a voltagem na porta 76 seja suficientemente próxima da queda de voltagem através do terceiro resistor 88 para que o segundo transistor 74 permaneça em um estado ATIVO por um período de tempo suficiente para descarregar o capacitor 46 em um nível seguro. Embora o segundo transistor 74 possa sair da saturação, desejavelmente, ele não comutará para um estado INATIVO até que o capacitor 46 tenha descarregado suficientemente para alcançar uma condição segura.

[00035] Uma vez que a voltagem através dos terminais 52A e 52B do capacitor 46 tenha caído suficientemente para que o segundo transistor 74 fique em um estado INATIVO, tudo quanto permanecer da carga no capacitor 46 descarregará através de um canal separado que inclui o segundo resistor 84 e o terceiro resistor 88 em série. Uma descarga como esta é indicada em um terceiro segmento 94 na figura 2, que é uma taxa que é menor que a primeira e a segunda taxas de descarga representadas pelos primeiro e segundo segmentos 90 e 92. Com o capacitor 46 descarregado de uma maneira como esta, o circuito de controle de iniciador 4 resiste vantajosamente à energização involuntária do iniciador 6, o que é desejável.

[00036] Em relação adicional ao terceiro segmento 94 da figura 2, percebe-se que a voltagem limite na porta 58 que pode comutar o primeiro transistor 56 para um estado ATIVO fica na faixa de 1,0 a 2,0 volts, que é similar à voltagem limite do segundo transistor 74. Esta voltagem deve estar abaixo do nível do estado "seguro" para o iniciador 6. A resistência exemplar do cabo 48 fica na faixa de 1,0 até 3,0 Q, dependendo do tamanho do condutor, do comprimento do cabo e da temperatura ambiente. Com uma resistência do cabo 48 de 1,0 Q e uma corrente especificada "segura sem disparo" de 1,0 amp para o iniciador 6, 2,0 volts deve ser o valor máximo permitido para a voltagem limite na porta 58 do primeiro transistor 56.

[00037] Em relação ao carregamento inicial do capacitor 46 depois da emissão do comando ARMAR, percebe-se que o divisor de voltagem provido pelo resistor de carregamento 44 e o primeiro resistor 64 vezes a mínima voltagem de entrada deve ser maior que a soma da voltagem de ruptura do diodo Zener68 mais a voltagem limite do primeiro transistor 56 na porta 58 a fim de garantir que o primeiro transistor 56 seja comutado para um estado ATIVO e que o segundo transistor 74 seja comutado para um estado INATIVO durante o carregamento a fim de garantir que o ciclo de carregamento permita que a completa voltagem seja alcançada no capacitor 46. Além do mais, a combinação da voltagem de ruptura do diodo Zener68, da voltagem limite do primeiro transistor 56 e do tempo constante RC do capacitor 46 que descarrega através dos canais que inclui o primeiro, o segundo o e terceiro resistores 64, 84, e 88 determinará o ponto no qual a rápida descarga do capacitor 46 começa. Isto deve ser suficiente antecipadamente a um período de tempo predeterminado depois que uma carga completa for alcançada no capacitor 46. Um período de tempo predeterminado exemplar como este é cinco minutos, embora perceba-se que rápida descarga na modalidade exemplar representada ocorra depois de apenas dois minutos e meio. Abaixar a voltagem de ruptura do diodo Zener68 pode melhorar a capacidade de o primeiro transistor 56 ficar retido no estado ATIVO e de o segundo transistor 74 ficar retido no estado INATIVO durante o ciclo de carregamento para permitir o completo carregamento do capacitor 46.

[00038] Em relação à figura 3, que representa a voltagem do capacitor em função do tempo durante o ciclo de carregamento, percebe-se que o segundo transistor 74 ficará em um estado ATIVO durante pelo menos uma parte do ciclo de carregamento e, assim, parte da corrente de carregamento disponível será derivada através do terceiro resistor 88. O divisor de voltagem estabelecido pelo resistor de carregamento 44 e pelo terceiro resistor 88 determina a voltagem assintótica da curva de carregamento capacitor até o ponto no qual a voltagem na porta 58 do primeiro transistor 56, isto é, a voltagem através dos terminais 52A e 52B do capacitor 46 menos a voltagem de ruptura do diodo Zener68, alcança a voltagem limite para o primeiro transistor 56. Uma vez que a voltagem limite do primeiro transistor 56 é alcançada, o primeiro transistor 56 comuta para um estado ATIVO e o segundo transistor 74 é comutado para um estado INATIVO, o que permite que o capacitor 46 seja completamente carregado de maneira tal que sua voltagem através dos terminais 52A e 52B alcance aquela da primeira fonte de energia elétrica 14. A voltagem limite do primeiro transistor 56 é indicada em linhas tracejadas com o número 96 da figura 3.

[00039] Portanto, vantajosamente, depois da emissão do comando ARMAR e do completo carregamento do capacitor 46, um período de tempo ampliado é provido durante o qual a carga no capacitor 46 é de um nível suficiente que ele possa energizar o iniciador 6. Embora trinta segundos tenha sido considerado como o valor minimamente aceito, a modalidade exemplar divulgada provê, realmente, 150 segundos nos quais o comando DISPARAR pode ser emitido. O comando DISPARAR pode ser emitido ou pode ser facilmente realizado manualmente neste período de tempo.

[00040] Ainda vantajosamente, o capacitor 46 é suficientemente descarregado em um estado "seguro" em um segundo período de tempo predeterminado que foi minimamente sugerido como cinco minutos. Na modalidade exemplar aqui representada, o descarregamento ao longo do primeiro e do segundo segmentos 90 e 92 da figura 3 ocorre em 180 segundos, isto é, três minutos.

[00041] Uma taxa de descarga exemplar que ocorreria com componentes em estado não sólido convencionais é indicada em linhas tracejadas na figura 2. A curva de descarga provida pelo melhor circuito de controle de iniciador 4, assim, vantajosamente, provê a desejável manutenção de uma carga no capacitor 46 por um período de tempo suficiente em que o iniciador 6 pode ser energizado e, também, descarrega prontamente o capacitor 46 se um comando DISPARAR não for emitido. O circuito de controle de iniciador 4, assim, vantajosamente, provê operação confiável e, ainda, segura.

[00042] A presente divulgação pode ser incorporada em outras formas específicas sem fugir do seu espírito ou das suas características essenciais. As modalidades descritas devem ser consideradas, em todos os aspectos, como ilustrativas e não restritivas. O escopo da divulgação é, portanto, indicado pelas reivindicações anexas, em vez de pela descrição exposta. Todas as mudanças que ocorrem no significado e na faixa de equivalência das reivindicações devem ser abraçadas no seu escopo.

Claims

1. Circuito (4) estruturado para energizar outro dispositivo (6), caracterizadopelo fato de que o circuito compreende: um capacitor (46) estruturado para pelo menos armazenar temporariamente uma carga; uma parte do circuito compreendendo um primeiro comutador em estado sólido (56) e sendo estruturada para descarregar uma primeira parte da carga em uma primeira taxa (90); outra parte do circuito compreendendo um segundo comutador em estado sólido (74) e sendo estruturada para descarregar uma segunda parte da carga subsequente à descarga da primeira parte da carga e em uma segunda taxa (92) maior que a primeira taxa; o capacitor tendo armazenado em si, antes do início da descarga da segunda parte da carga, uma parte da carga energizada suficiente para energizar o outro dispositivo; e a porção do circuito compreende ainda pelo menos um primeiro resistor (64) que é conectado com um eletrodo (60) do primeiro transistor (56) e que está estruturado para ser adicionalmente conectado com o terminal do capacitor, pelo menos uma da resistência do pelo menos um primeiro resistor e da tensão de ruptura do diodo Zener (68) sendo selecionada, pelo menos em parte, para fazer com que o capacitor retenha, por pelo menos um período de tempo predeterminado durante a descarga da primeira parte da carga, a parte da carga suficiente para energizar o outro dispositivo.

2. Circuito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro comutador em estado sólido é um primeiro transistor e em que o segundo comutador em estado sólido é um segundo transistor.

3. Circuito, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a parte do circuito compreende um diodo ZENER (68) conectado entre um terminal (52A) do capacitor e uma porta (58) do primeiro transistor.

4. Circuito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte de outra parte do circuito é selecionada, pelo menos em parte, para fazer com que uma tensão predeterminada através dos terminais (52A,52B) do capacitor seja alcançada em outro período de tempo predeterminado depois do início da descarga da primeira parte da carga.

5. Circuito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma parte adicional do circuito é estruturada para descarregar uma parte restante da carga subsequente à descarga da segunda parte da carga e em uma terceira taxa (94) menor que a primeira taxa.

6. Circuito, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a parte do circuito compreende adicionalmente pelo menos um primeiro resistor (64) que é conectado entre o terminal do capacitor e um eletrodo (60) do primeiro transistor, e em que o eletrodo do primeiro transistor é adicionalmente conectado com uma porta (76) do segundo transistor.

7. Circuito, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um eletrodo (80) do segundo transistor é conectado com o terminal do capacitor.

8. Circuito, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a parte do circuito compreende adicionalmente um segundo resistor (84) conectado com o eletrodo do segundo transistor e com outro eletrodo (82) do segundo transistor, o segundo transistor sendo estruturado para formar um canal condutor entre o eletrodo e outro eletrodo quando uma tensão até a porta do segundo transistor estiver em uma tensão limite, ou acima dela.

9. Circuito, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os pelo menos primeiro e segundo resistores são de resistências substancialmente iguais.

10. Circuito, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a parte do circuito compreende adicionalmente um terceiro resistor (88) conectado entre outro eletrodo do segundo transistor e um aterramento (40) do circuito.

11. Circuito, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: pelo menos uma da parte do circuito e de outra parte do circuito é estruturada para fazer com que a primeira parte da carga flua através de um primeiro número de resistores (64, 84, 88); pelo menos uma da parte do circuito e de outra parte do circuito é estruturada para fazer com que a segunda parte da carga flua através de um segundo número de resistores (88); e o primeiro número de resistores tem uma primeira resistência pelo menos cerca de uma ordem de magnitude maior que uma segunda resistência do segundo número de resistores.

12. Circuito, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que uma parte adicional do circuito é estruturada para descarregar uma parte restante da carga subsequente à descarga da segunda parte da carga e em uma terceira taxa (94) menor que a primeira taxa.