BR112017019801B1

BR112017019801B1 - ELECTRICAL CURRENT MANAGER DRIVER FOR A SOLENOID COIL, SOLENOID VALVE SYSTEM AND METHOD FOR ENSURING SHUTDOWN OF A SOLENOID COIL

Info

Publication number: BR112017019801B1
Application number: BR112017019801-0A
Authority: BR
Inventors: John J. Haller
Original assignee: Automatic Switch Company
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2023-07-04

Abstract

Sistemas e métodos de controle de uma bobina solenoide em uma válvula solenoide fornecem um controlador que permite que uma corrente supervisória ou de fuga seja usada em um driver gerenciador de corrente elétrica. O controlador introduz um tempo de retardo após detecção de uma tensão de desligamento que impede que a bobina so-lenoide receba energia imediatamente, de modo a assegurar desligamento adequado da bobina solenoide. O tempo de retardo impõe um período de espera durante o qual o controlador não toma qualquer ação em relação à corrente na bobina solenoide, permitindo que a bobina solenoide fique sem energia e retorne a válvula para sua posição normalmente aberta ou normalmente fechada. Tal uso de um tempo de retardo pode estar limitado a situações nas quais o controlador já passou por um ciclo de inicialização, de modo que o tempo de resposta requerido pelo controlador para fornecer energia para a bobina solenoide seja minimizado, assim, reduzindo o tempo de partida da válvula.Systems and methods of controlling a solenoid coil in a solenoid valve provide a controller that allows a supervisory or leakage current to be used in an electrical current manager driver. The controller introduces a time delay upon detection of a shutdown voltage that prevents the solenoid coil from receiving power immediately to ensure proper shutdown of the solenoid coil. The delay time imposes a delay period during which the controller takes no action regarding current in the solenoid coil, allowing the solenoid coil to de-energize and return the valve to its normally open or normally closed position. Such use of a delay time may be limited to situations where the controller has already gone through an initialization cycle, so that the response time required by the controller to supply power to the solenoid coil is minimized, thus reducing the startup time. valve departure.

Description

CROSS-REFERENCE TO RELATED ORDERS

[001] O presente pedido de patente reivindica o benefício de prioridade, e por este meio incorpora por referência, ao Pedido Provisório dos Estados Unidos N° de Série 62/135.140, intitulado "Assuring Dropout of Solenoid Valve Controlled By Peak-and-Hold Driver", depositado em 18 de março de 2015.[001] This patent application claims the benefit of priority, and hereby incorporates by reference, United States Provisional Application Serial No. 62/135,140 entitled "Assuring Dropout of Solenoid Valve Controlled By Peak-and-Hold Driver", filed March 18, 2015.

FIELD OF THE INVENTION

[002] As modalidades descritas aqui referem-se, de modo geral, a sistemas e métodos de controle de válvulas solenoides e, particularmente, a sistemas e métodos de controle de uma válvula solenoide que emprega um driver gerenciador de corrente elétrica ("peak-and-hold driver").[002] The embodiments described here refer, in general, to systems and methods of controlling solenoid valves and, particularly, to systems and methods of controlling a solenoid valve that employs an electric current manager driver ("peak- and-hold driver").

BACKGROUND OF THE INVENTION

[003] Válvulas controladas por um solenoide, ou válvulas solenoides, são usadas em uma variedade de aplicações para controlar o fluxo de fluidos, incluindo líquidos, gases e assim por diante. Em tais aplicações, um sinal de controle é, tipicamente, fornecido a partir de uma fonte externa que indica quando a válvula deve ser aberta e fechada de modo a controlar o fluxo de fluidos. Um circuito acionador ("driver") recebe o sinal de controle e aciona a válvula fornecendo energia elétrica para a bobina solenoide. O circuito acionador inclui, tipicamente, um controlador que é programado para aplicar a energia elétrica à bobina solenoide para fornecer energia para a bobina, o que provoca a abertura da válvula (para uma válvula que normalmente está fechada). Após um determinado período de tempo, o controlador remove energia elétrica da bobina solenoide para desativar a bobina, o que faz com que a válvula se feche.[003] Valves controlled by a solenoid, or solenoid valves, are used in a variety of applications to control the flow of fluids, including liquids, gases, and so on. In such applications, a control signal is typically provided from an external source that indicates when the valve must be opened and closed in order to control fluid flow. A driver circuit receives the control signal and actuates the valve by supplying electrical energy to the solenoid coil. The driver circuit typically includes a controller that is programmed to apply electrical energy to the solenoid coil to supply power to the coil, which causes the valve to open (for a valve that is normally closed). After a set period of time, the controller removes electrical energy from the solenoid coil to deactivate the coil, which causes the valve to close.

[004] Em algumas válvulas solenoides, o controlador não remove completamente a energia elétrica quando a válvula deve ser fechada. Nestas válvulas solenoides, o controlador permite que uma pequena corrente supervisória ou de fuga flua em vez de remover toda a energia elétrica completamente. O controlador usa a corrente supervisória ou de fuga como um sinal para monitoramento de integridade da fiação para monitorar e assegurar a integridade da fiação para a válvula. Embora este esquema tenha muitos benefícios, uma desvantagem potencial é que a pequena corrente supervisória ou de fuga pode, inadvertidamente, fazer com que a bobina solenoide permaneça sob tensão quando se supõe que ela está sem energia (isto é, "desligada"), o que pode impedir que a válvula se feche adequadamente.[004] In some solenoid valves, the controller does not completely remove electrical energy when the valve must be closed. In these solenoid valves, the controller allows a small supervisory or leakage current to flow instead of removing all electrical power completely. The controller uses the supervisory or leakage current as a wiring integrity monitoring signal to monitor and ensure the integrity of the wiring to the valve. While this scheme has many benefits, a potential drawback is that the small supervisory or leakage current can inadvertently cause the solenoid coil to remain live when it is assumed to be de-energized (i.e., "off"), which which may prevent the valve from closing properly.

[005] Uma maneira de assegurar o desligamento da bobina solenoide é descrita na Patente dos Estados Unidos N° 8.925.566 comumente cedido intitulado "System and Method of Assuring Drop Out of a Solenoid Valve", o qual é aqui incorporado por referência. Esta patente descreve o monitoramento de um sinal de controle/acionamento para a bobina solenoide se o sinal está acima de um valor predeterminado (deste modo, fornecendo energia para a bobina solenoide) e desviando todo o sinal de controle/acionamento para uma carga resistiva a ser de outro modo usada como um sinal de integridade da fiação (deste modo, assegurando que a bobina solenoide está sem energia).[005] One way to ensure solenoid coil shutdown is described in commonly assigned United States Patent No. 8,925,566 entitled "System and Method of Assuring Drop Out of a Solenoid Valve", which is incorporated herein by reference. This patent describes monitoring a control/drive signal to the solenoid coil if the signal is above a predetermined value (thus providing power to the solenoid coil) and shunting the entire control/drive signal to a resistive load at otherwise be used as a wiring integrity signal (thus ensuring the solenoid coil is de-energized).

[006] A solução acima, embora apropriada para muitas aplicações da válvula solenoide, é menos adequada para válvulas solenoides que usam drivers "gerenciadores de corrente elétrica" ("peak-and-hold"). O termo "gerenciador de corrente elétrica" refere-se, em geral, a um esquema de controle no qual uma grande quantidade de energia elétrica (isto é, a potência de pico) é inicialmente aplicada à bobina solenoide para criar uma grande força de empuxo inicial de modo a mover o mecanismo de válvula para abrir a válvula. Uma vez que o mecanismo da válvula é movido, a grande força de empuxo inicial não é mais necessária e uma força de retenção menor que requer uma quantidade menor de energia elétrica (isto é, energia de retenção) pode ser usada para manter a válvula aberta. Tal esquema de gerenciador de corrente elétrica resulta em uso mais eficiente de energia e redução de aquecimento da bobina solenoide.[006] The above solution, while suitable for many solenoid valve applications, is less suitable for solenoid valves that use "peak-and-hold" drivers. The term "electrical current manager" generally refers to a control scheme in which a large amount of electrical energy (i.e., peak power) is initially applied to the solenoid coil to create a large thrust force. start so as to move the valve mechanism to open the valve. Once the valve mechanism is moved, the large initial thrust force is no longer needed and a smaller holding force which requires a smaller amount of electrical energy (i.e. holding energy) can be used to hold the valve open. . Such an electrical current management scheme results in more efficient use of energy and reduced solenoid coil heating.

[007] Uma vez que o controlador em um driver gerenciador de corrente elétrica aplica dois níveis de energia à bobina solenoide, um problema pode surgir se o controlador permite que uma corrente supervisória ou de fuga flua. Especificamente, pode ocorrer uma condição em drivers gerenciadores de corrente elétrica onde, como um resultado da corrente supervisória ou de fuga, o controlador pode tentar fornecer energia prematuramente para a bobina solenoide durante um desligamento. Isto pode resultar em uma corrente que flui nos enrolamentos da bobina solenoide que é suficientemente grande para não permitir que a bobina solenoide libere o mecanismo de válvula e feche adequadamente a válvula.[007] Since the controller in an electrical current manager driver applies two levels of energy to the solenoid coil, a problem can arise if the controller allows a supervisory or leakage current to flow. Specifically, a condition may occur in electrical current management drivers where, as a result of supervisory or leakage current, the controller may prematurely attempt to supply power to the solenoid coil during a shutdown. This can result in a current flowing in the solenoid coil windings that is large enough to not allow the solenoid coil to release the valve mechanism and properly close the valve.

[008] Consequentemente, há uma necessidade de uma forma de assegurar o desligamento de uma bobina solenoide em uma válvula solenoide controlada por um driver gerenciador de corrente elétrica na qual o controlador permite que uma corrente supervisória ou de fuga flua.[008] Consequently, there is a need for a way to ensure the shutdown of a solenoid coil in a solenoid valve controlled by an electrical current manager driver in which the controller allows a supervisory or leakage current to flow.

SUMMARY OF THE INVENTION

[009] As modalidades descritas aqui referem-se a sistemas e métodos de controle de uma bobina solenoide em uma válvula solenoide que usa um driver gerenciador de corrente elétrica na qual um controlador no driver permite que uma corrente supervisória ou de fuga flua. As modalidades descritas introduzem um tempo de atraso após a detecção de uma tensão de desligamento que impede que o controlador forneça energia novamente para a bobina solenoide prematuramente. O tempo de atraso impõe um período de espera durante o qual o controlador não toma qualquer ação em relação à corrente na bobina solenoide, permitindo que a bobina solenoide fique sem energia e retorne a válvula para sua posição normalmente aberta ou normalmente fechada. Além disso, o uso do tempo de atraso pode ser limitado a situações nas quais o controlador já passou por um ciclo de fornecimento de energia, de modo que o tempo de resposta requerido pelo controlador para fornecer energia para a bobina solenoide seja minimizado, assim, reduzindo o tempo de inicialização da válvula.[009] The embodiments described here refer to systems and methods of controlling a solenoid coil in a solenoid valve that uses an electric current manager driver in which a controller in the driver allows a supervisory or leakage current to flow. The embodiments described introduce a time delay upon detection of a tripping voltage that prevents the controller from supplying power again to the solenoid coil prematurely. The delay time imposes a delay period during which the controller takes no action regarding current in the solenoid coil, allowing the solenoid coil to de-energize and return the valve to its normally open or normally closed position. Furthermore, the use of the delay time can be limited to situations where the controller has already gone through a power supply cycle, so that the response time required by the controller to supply power to the solenoid coil is minimized, thus, reducing valve startup time.

[0010] Em geral, em um aspecto, as modalidades descritas referem-se a um driver gerenciador de corrente elétrica para uma bobina solenoide. O driver compreende, dentre outras coisas, um controlador de solenoide passível de conexão à bobina solenoide e configurado para aplicar dois níveis de corrente à bobina solenoide para fornecer energia para a bobina solenoide, os dois níveis de corrente incluindo uma corrente de pico e uma corrente de retenção. O driver compreende ainda um detector de limiar de entrada conectado ao controlador de solenoide e configurado para colocar o controlador de solenoide em um modo de reinicialização e uma carga resistiva conectada ao detector de limiar. A carga resistiva está configurada para receber uma corrente supervisória quando a bobina solenoide está sem energia e fornecer pelo menos uma parte da corrente supervisória para o detector de limiar. O detector de limiar de entrada é configurado para colocar o controlador de solenoide no modo de reinicialização se a corrente supervisória fornecida ao detector de limiar de entrada, ou uma tensão que corresponde à dita corrente supervisória, está abaixo de um nível limítrofe e liberar o controlador do modo de reinicialização se a corrente supervisória fornecida ao detector de limiar de entrada, ou uma tensão que corresponde à dita corrente supervisória, está acima do nível limítrofe.[0010] In general, in one aspect, the embodiments described refer to an electric current manager driver for a solenoid coil. The driver comprises, among other things, a solenoid controller connectable to the solenoid coil and configured to apply two levels of current to the solenoid coil to supply power to the solenoid coil, the two levels of current including a peak current and a current retention. The driver further comprises an input threshold detector connected to the solenoid controller and configured to place the solenoid controller in a reset mode and a resistive load connected to the threshold detector. The resistive load is configured to receive a supervisory current when the solenoid coil is de-energized and to supply at least a portion of the supervisory current to the threshold detector. The input threshold detector is configured to put the solenoid controller into reset mode if the supervisory current supplied to the input threshold detector, or a voltage corresponding to said supervisory current, is below a threshold level and release the controller from reset mode if the supervisory current supplied to the input threshold detector, or a voltage corresponding to said supervisory current, is above the threshold level.

[0011] Em geral, em outro aspecto, as modalidades descritas referem-se a um método para assegurar o desligamento de uma bobina solenoide em um driver gerenciador de corrente elétrica. O método compreende, dentre outras coisas, aplicação de dois níveis de corrente à bobina solenoide para fornecer energia para a bobina, os dois níveis de corrente incluindo uma corrente de pico e uma corrente de retenção. O método compreende adicionalmente receber uma corrente supervisória em uma carga resistiva quando a bobina solenoide está sem energia e detectar se pelo menos uma parte da corrente supervisória, ou uma tensão que corresponde à dita corrente supervisória, está acima de um nível limítrofe. O método compreende ainda impedir a aplicação de corrente à bobina solenoide se a pelo menos uma parte da corrente supervisória, ou uma tensão que corresponde à dita corrente supervisória, está abaixo do nível limítrofe e permitir a aplicação de corrente à bobina solenoide se a pelo menos uma parte da corrente supervisória, ou uma tensão que corresponde à dita corrente supervisória, está acima do nível limítrofe.[0011] In general, in another aspect, the described embodiments refer to a method to ensure the shutdown of a solenoid coil in an electric current manager driver. The method comprises, among other things, applying two levels of current to the solenoid coil to supply power to the coil, the two levels of current including a peak current and a holding current. The method further comprises receiving a supervisory current into a resistive load when the solenoid coil is de-energized and detecting whether at least a portion of the supervisory current, or a voltage corresponding to said supervisory current, is above a threshold level. The method further comprises preventing application of current to the solenoid coil if at least a portion of the supervisory current, or a voltage corresponding to said supervisory current, is below the threshold level and allowing application of current to the solenoid coil if at least a part of the supervisory current, or a voltage corresponding to said supervisory current, is above the threshold level.

[0012] Em geral, em ainda outro aspecto, as modalidades descritas referem-se a um sistema de válvula de solenoide. O sistema compreende, dentre outras coisas, uma válvula controlada por solenoide que tem uma bobina solenoide e um controlador de solenoide passível de conexão à bobina solenoide. O controlador de solenoide é configurado para aplicar dois níveis de corrente à bobina solenoide para fornecer energia para a bobina solenoide, os dois níveis de corrente incluindo uma corrente de pico e uma corrente de retenção. O sistema compreende ainda um detector de limiar de entrada conectado ao controlador de solenoide e configurado para colocar o controlador de solenoide em um modo de reinicialização e uma carga resistiva conectada ao detector de limiar. O detector de limiar é configurado para receber uma corrente supervisória quando a bobina solenoide está sem energia e fornecer pelo menos uma parte da corrente supervisória para o detector de limiar. O detector de limiar de entrada coloca o controlador de solenoide no modo de reinicialização se a corrente supervisória fornecida ao detector de limiar de entrada, ou uma tensão que corresponde à dita corrente supervisória, está abaixo de um nível limítrofe e liberar o controlador do modo de reinicialização se a corrente supervisória fornecida ao detector de limiar de entrada, ou uma tensão que corresponde à dita corrente supervisória, está acima do nível limítrofe.[0012] In general, in yet another aspect, the described embodiments relate to a solenoid valve system. The system comprises, among other things, a solenoid controlled valve having a solenoid coil and a solenoid controller connectable to the solenoid coil. The solenoid controller is configured to apply two levels of current to the solenoid coil to supply power to the solenoid coil, the two levels of current including a peak current and a holding current. The system further comprises an input threshold detector connected to the solenoid controller and configured to place the solenoid controller in a reset mode and a resistive load connected to the threshold detector. The threshold detector is configured to receive a supervisory current when the solenoid coil is de-energized and to supply at least a portion of the supervisory current to the threshold detector. The input threshold detector puts the solenoid controller into reset mode if the supervisory current supplied to the input threshold detector, or a voltage corresponding to said supervisory current, is below a threshold level and releases the controller from the threshold mode. reset if the supervisory current supplied to the input threshold detector, or a voltage corresponding to said supervisory current, is above the threshold level.

[0013] Em algumas modalidades, o nível limítrofe é um nível de corrente limítrofe de 10 mA. Em algumas modalidades, o controlador de solenoide está configurado para reiniciar as operações quando é liberado do modo de reinicialização e um detector de inicialização a quente no controlador de solenoide é configurado para determinar se o controlador de solenoide reinicia as operações a partir de um estado com energia. Em algumas modalidades, um temporizador de atraso no controlador de solenoide está configurado para uma contagem regressiva do tempo de atraso predefinido se o detector de inicialização a quente determina que o controlador de solenoide foi reiniciado a partir de um estado com energia. Em algumas modalidades, o tempo de atraso predefinido é pelo menos o dobro do tempo necessário para que a corrente na bobina solenoide decaia para um valor que permita o desligamento da bobina solenoide.[0013] In some embodiments, the threshold level is a threshold current level of 10 mA. In some embodiments, the solenoid controller is configured to resume operations when it is released from reset mode, and a warm start detector in the solenoid controller is configured to determine whether the solenoid controller resumes operations from a state with energy. In some embodiments, a delay timer in the solenoid controller is configured to count down the preset delay time if the warm start detector determines that the solenoid controller has restarted from an energized state. In some embodiments, the preset delay time is at least twice the time required for the current in the solenoid coil to decay to a value that allows the solenoid coil to turn off.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0014] O precedente e outras vantagens das modalidades descritas se tornarão evidentes quando de leitura da descrição detalhada a seguir e com referência aos desenhos, nos quais:[0014] The foregoing and other advantages of the described modalities will become evident when reading the detailed description below and with reference to the drawings, in which:

[0015] a Figura 1 é um diagrama de blocos funcional de um controlador de solenoide exemplificativo de acordo com as modalidades descritas;[0015] Figure 1 is a functional block diagram of an exemplary solenoid controller in accordance with the described embodiments;

[0016] a Figura 2 é um fluxograma funcional para um driver de solenoide exemplificativo de acordo com as modalidades descritas;[0016] Figure 2 is a functional flowchart for an exemplary solenoid driver in accordance with the described embodiments;

[0017] as Figuras 3 e 3A-3D ilustram um diagrama esquemático de um driver de solenoide exemplificativo de acordo com as modalidades descritas; e[0017] Figures 3 and 3A-3D illustrate a schematic diagram of an exemplary solenoid driver according to the described embodiments; It is

[0018] as Figuras 4 e 4A-4D ilustram uma diagrama esquemático de um driver de solenoide alternativo exemplificativo de acordo com as modalidades descritas.[0018] Figures 4 and 4A-4D illustrate a schematic diagram of an exemplary alternative solenoid driver in accordance with the described embodiments.

DETAILED DESCRIPTION OF THE MODALITIES DESCRIBED

[0019] Como um assunto inicial, deverá ser entendido que o desenvolvimento de uma aplicação comercial atual real que incorpora aspectos das modalidades descritas exigirá muitas decisões de aplicação específicas para atingir o objetivo final do desenvolvedor para a modalidade comercial. Tais decisões específicas de implementação podem incluir, e provavelmente não estão limitadas a, conformidade com sistema relacionado, negócio relacionado, governo relacionado e outras restrições, as quais podem variar de acordo com a implementação específica, localização e de tempos em tempos. Embora os esforços de um desenvolvedor possam ser complexos e demorados em um sentido absoluto, tais esforços, no entanto, serão uma tarefa de rotina para aqueles versados na técnica tendo o benefício da presente descrição.[0019] As an initial matter, it should be understood that the development of an actual current commercial application that incorporates aspects of the described embodiments will require many specific application decisions to achieve the developer's ultimate goal for the commercial modality. Such specific implementation decisions may include, and are likely not limited to, compliance with related system, related business, related government and other restrictions, which may vary by specific implementation, location and from time to time. While a developer's efforts may be complex and time consuming in an absolute sense, such efforts will nevertheless be a routine task for those skilled in the art having the benefit of the present description.

[0020] Também deve ser entendido que as modalidades descritas e ensinadas aqui são passíveis de numerosas modificações e diversas alternativas e formas. Assim, o uso de um termo no singular tal como, porém sem limitações, "um(a)" e assim por diante, não se destina a limitar o número de itens. Da mesma forma, todos os termos relacionais tais como, porém sem limitações, "acima", "abaixo", "esquerda", "direita", "superior", "inferior", "para baixo", "para cima", "lateral" e assim por diante, usados na descrição escrita, são para clareza em referência específica aos desenhos e não se destinam a limitar o âmbito da invenção.[0020] It should also be understood that the modalities described and taught here are subject to numerous modifications and diverse alternatives and forms. Thus, the use of a singular term such as, but not limited to, "a" and so on, is not intended to limit the number of items. Likewise, all relational terms such as, but not limited to, "up", "below", "left", "right", "upper", "lower", "down", "up", " side" and so on, used in the written description, are for clarity with specific reference to the drawings and are not intended to limit the scope of the invention.

[0021] Conforme mencionado acima, as modalidades descritas referem-se a sistemas e métodos de controle de uma bobina solenoide em uma válvula solenoide que é controlada por um driver gerenciador de corrente elétrica, em que um controlador do driver permite que uma corrente supervisória ou de fuga flua. Dentre outras coisas, as modalidades descritas permitem um tempo de atraso após a detecção de uma tensão de fuga que evita que o controlador forneça energia novamente de forma imediata e prematura para a bobina solenoide. O tempo de atraso impõe um período de espera durante o qual o controlador não toma qualquer ação em relação à bobina solenoide, permitindo que a corrente na bobina solenoide permaneça em um valor baixo o tempo suficiente para que a válvula retorne à sua posição normalmente aberta ou normalmente fechada. Tal tempo de atraso pode ser aplicado após o controlador passar por um ciclo de inicialização (isto é, um inicialização a quente), de modo que o tempo de resposta requerido pelo controlador para emitir um sinal de acionamento inicial para a válvula seja minimizado, assim, reduzindo o tempo de inicialização da válvula.[0021] As mentioned above, the embodiments described refer to systems and methods of controlling a solenoid coil in a solenoid valve that is controlled by an electric current manager driver, in which a driver controller allows a supervisory current or flow escape. Among other things, the described embodiments allow for a delay time after detection of a leakage voltage that prevents the controller from immediately and prematurely re-energizing the solenoid coil. The delay time imposes a delay period during which the controller takes no action on the solenoid coil, allowing the current in the solenoid coil to remain at a low value long enough for the valve to return to its normally open position or normally closed. Such a delay time can be applied after the controller goes through an initialization cycle (i.e., a warm start), so that the response time required by the controller to issue an initial actuation signal to the valve is minimized, thus , reducing valve startup time.

[0022] Voltando agora à figura 1, é mostrado um diagrama de blocos funcional de um driver exemplificativo 100 para uma válvula solenoide 101 de acordo com as modalidades descritas. O tipo particular de driver 100 mostrado aqui é um driver gerenciador de corrente elétrica que é capaz de aplicar dois níveis de energia a uma bobina solenoide 104 com base em um sinal proveniente de uma fonte externa, tal como uma lógica de controle externo ou circuito de controle (não expressamente mostrado). Especificamente, o driver 100 tem um controlador de solenoide com dois níveis 102 que é capaz de fornecer à bobina solenoide 104 uma corrente de pico inicial, a qual é suficientemente grande para gerar uma primeira força de empuxo para abrir a válvula 101 e depois uma corrente de retenção que é suficientemente grande apenas para gerar uma força de retenção para manter a válvula 101 aberta. Além disso, o controlador de solenoide 102 também é capaz de monitorar a presença de uma corrente supervisória ou de fuga, tipicamente fornecida pela fonte externa, para assegurar a integridade da fiação entre a fonte externa e a válvula solenoide 101.[0022] Returning now to Figure 1, a functional block diagram of an exemplary driver 100 for a solenoid valve 101 is shown in accordance with the described embodiments. The particular type of driver 100 shown here is an electrical current manager driver that is capable of applying two levels of energy to a solenoid coil 104 based on a signal from an external source, such as an external control logic or circuit. control (not expressly shown). Specifically, the driver 100 has a two-level solenoid controller 102 which is capable of supplying the solenoid coil 104 with an initial peak current which is large enough to generate a first buoyant force to open the valve 101 and then a current holding force that is just large enough to generate a holding force to keep the valve 101 open. In addition, the solenoid controller 102 is also capable of monitoring for the presence of a supervisory or leakage current, typically provided by the external source, to ensure the integrity of the wiring between the external source and the solenoid valve 101.

[0023] Conforme pode ser visto no exemplo da Figura 1, o controlador de solenoide 102 tem vários módulos funcionais no mesmo, os quais podem ser implementados como software, firmware, ou uma combinação de ambos, para dar suporte à operação do controlador 102. Estes módulos funcionais podem incluir, dentre outras coisas, um detector de condição de corrente supervisória ou de fuga 106, um detector de inicialização a quente 108, uma função de reinicialização 110 e um temporizador de atraso 112. Uma carga resistiva 114 é conectada ao controlador de solenoide 102 para receber a corrente supervisória ou de fuga quando a bobina solenoide 104 está sem tensão e um detector de limiar de entrada 116 é conectado à carga resistiva 114 e ao controlador de solenoide 102 para detecção de uma tensão de entrada Vin ou pelo menos uma parte da mesma através da carga resistiva 114. Várias portas de dados e memória volátil e não volátil e assim por diante (não expressamente representados) também podem ser incluídos no controlador de solenoide 102. Assim, um retificador em ponte (não expressamente representado) pode estar presente em algumas implementações do driver de solenoide 100 para fornecer energia ao controlador de solenoide 102.[0023] As can be seen in the example in Figure 1, the solenoid controller 102 has several functional modules in it, which can be implemented as software, firmware, or a combination of both, to support the operation of the controller 102. These functional modules may include, among other things, a supervisory or leakage current condition detector 106, a warm start detector 108, a reset function 110, and a delay timer 112. A resistive load 114 is connected to the controller solenoid 102 for receiving supervisory or leakage current when solenoid coil 104 is de-energized and an input threshold detector 116 is connected to resistive load 114 and solenoid controller 102 for sensing an input voltage Vin or at least a portion thereof across resistive load 114. Various data ports and volatile and non-volatile memory and so on (not expressly shown) may also be included in solenoid controller 102. Thus, a bridge rectifier (not expressly shown) may be present in some implementations of solenoid driver 100 to supply power to solenoid driver 102.

[0024] Em geral, o detector de condição de corrente supervisória ou de fuga 106 controla a corrente supervisória ou de fuga fornecida pela fonte externa para determinar a integridade da fiação entre a válvula solenoide 101 e a fonte externa. O detector de inicialização a quente 108, como o nome sugere, verifica o controlador de solenoide 102 após reinicializar as operações verificando, por exemplo, o estado de um ou mais locais de memória no controlador 102 para determinar se o controlador está inicializando as operações a partir de um estado com energia (caso no qual a memória, os registros de dados e assim por diante são mantidos) ou se ele está inicializando as operações a partir de uma inicialização a frio após uma aplicação inicial de energia (caso no qual a memória, os registros de dados e assim por diante podem conter valores essencialmente aleatórios). A função de reinicialização 110, quando invocada, coloca essencialmente o controlador de solenoide 102 em um estado suspenso ou retenção enquanto o controlador permanece com energia. O temporizador de atraso 112 é usado pelo controlador de solenoide 102 para contagem regressiva (ou progressiva) durante um ou mais períodos de espera predefinidos antes de executar o restante de sua programação. O detector de limiar de entrada 116 é configurado para detectar a tensão de entrada Vin ou pelo menos uma parte da mesma através da carga resistiva 114 e invocar a função de reinicialização 110 se ele determina que a bobina solenoide 104 está ficando sem energia com base no nível da tensão de entrada Vin ou parte da mesma.[0024] In general, the supervisory or leakage current condition detector 106 monitors the supervisory or leakage current supplied by the external source to determine the integrity of the wiring between the solenoid valve 101 and the external source. Hot start detector 108, as the name suggests, checks solenoid controller 102 after resetting operations by checking, for example, the state of one or more memory locations in controller 102 to determine if the controller is starting operations to from a powered-on state (in which case memory, data registers, and so forth are maintained) or whether it is initiating operations from a cold boot after an initial application of power (in which case memory , data records, and so on can contain essentially random values). Reset function 110, when invoked, essentially places solenoid controller 102 in a suspended or hold state while the controller remains energized. Delay timer 112 is used by solenoid controller 102 to count down (or up) during one or more predefined delay periods before executing the remainder of its schedule. Input threshold detector 116 is configured to detect input voltage Vin or at least a portion thereof across resistive load 114 and invoke reset function 110 if it determines that solenoid coil 104 is running out of power based on input voltage level Vin or part of it.

[0025] Em operação, quando a válvula 101 está sendo aberta, um sinal proveniente da fonte externa faz com que a tensão de entrada Vin aumente para um nível de tensão suficientemente elevado para fornecer energia para a bobina solenoide 104 e o controlador de solenoide 102 aplica ou de outro modo facilita a aplicação de uma corrente correspondente (por exemplo, 250 mA) na bobina solenoide 104 para empuxo na bobina solenoide e abrir a válvula 101. Após um determinado período de tempo (por exemplo, 60 ms), o controlador de solenoide 102 aplica ou de outro modo facilita a aplicação de uma quantidade menor de corrente (por exemplo, 70 mA) que corresponde a uma tensão de retenção na bobina solenoide 104 para retenção na bobina solenoide. Depois disso, a tensão de entrada Vin diminui para um nível suficientemente baixo de tensão para não fornecer energia para a bobina solenoide 104 e o controlador de solenoide 102 remove ou de outro modo facilita a remoção da corrente na bobina solenoide 104 para permitir que a bobina solenoide 104 seja desligada a abra a válvula 101.[0025] In operation, when the valve 101 is being opened, a signal from the external source causes the input voltage Vin to increase to a voltage level high enough to supply power to the solenoid coil 104 and the solenoid controller 102 applies or otherwise facilitates the application of a corresponding current (e.g., 250 mA) to solenoid coil 104 to push the solenoid coil and open valve 101. After a specified period of time (e.g., 60 msec), the controller Solenoid coil 102 applies or otherwise facilitates application of a smaller amount of current (e.g., 70 mA) that corresponds to a hold voltage across solenoid coil 104 to hold in solenoid coil. Thereafter, the input voltage Vin decreases to a sufficiently low voltage level not to supply power to solenoid coil 104 and solenoid controller 102 removes or otherwise facilitates removal of current in solenoid coil 104 to allow solenoid coil 104 to solenoid 104 is turned off and open valve 101.

[0026] Quando o detector de limiar de entrada 116 detecta que a tensão de entrada Vin, ou um percentagem da mesma, diminuiu para abaixo de uma tensão de fuga ou algum outro nível de alarme limite, indicando que a bobina solenoide 104 está ficando sem energia, ele invoca a função de reinicialização 110 do controlador de solenoide 102. Isto coloca o controlador de solenoide 102 em um modo suspenso ou de manutenção que remove ou de outro modo facilita a remoção da corrente para a bobina solenoide 104, permitindo que a bobina solenoide 104 seja desligada e abra a válvula 101. Quando a tensão de entrada Vin ou parte da mesma se eleva acima da tensão de fuga ou outro nível de alarme limite outra vez, o detector de limite de entrada 116 não invoca a função de reinicialização 110 do controlador de solenoide 102 e permite que o controlador de solenoide 102 comece a fornecer energia para a bobina solenoide 104 novamente. O processo pode, então, ser repetido conforme necessário para um ciclo da válvula 101.[0026] When the input threshold detector 116 detects that the input voltage Vin, or a percentage thereof, has dropped below a leakage voltage or some other threshold alarm level, indicating that the solenoid coil 104 is running out of power, it invokes the reset function 110 of the solenoid controller 102. This places the solenoid controller 102 into a hold or maintenance mode that removes or otherwise facilitates the removal of current to the solenoid coil 104, allowing the coil to solenoid 104 is turned off and opens valve 101. When the input voltage Vin or part thereof rises above the leakage voltage or other limit alarm level again, the input threshold detector 116 does not invoke the reset function 110 solenoid controller 102 and allows solenoid controller 102 to begin supplying power to solenoid coil 104 again. The process can then be repeated as needed to cycle valve 101.

[0027] No entanto, conforme mencionado acima, uma vez que o controlador de solenoide 102 aplica dois níveis de corrente à bobina solenoide 104, pode surgir um problema quando uma quantidade excessiva de corrente supervisória ou de fuga flui na carga resistiva 114 que excede a quantidade de corrente para a qual a carga resistiva 114 é concebida. Isto é, uma pode ocorrer condição que, como um resultado da corrente supervisória ou de fuga, o controlador de solenoide 102 possa tentar fornecer prematuramente energia para a bobina solenoide 104 durante uma falha de sinal, o que pode resultar em uma corrente fluindo nos enrolamentos da bobina solenoide 104 que é grande o suficiente para não permitir que a bobina solenoide 114 feche adequadamente a válvula 101.[0027] However, as mentioned above, since the solenoid controller 102 applies two levels of current to the solenoid coil 104, a problem can arise when an excessive amount of supervisory or leakage current flows in the resistive load 114 that exceeds the amount of current for which resistive load 114 is designed. That is, a condition may occur that, as a result of supervisory or leakage current, the solenoid controller 102 may attempt to prematurely supply power to the solenoid coil 104 during a signal failure, which may result in a current flowing in the windings. of solenoid coil 104 that is large enough not to allow solenoid coil 114 to properly close valve 101.

[0028] Em particular, em algumas modalidades, se a quantidade de corrente supervisória ou de fuga através da carga resistiva 114 excede aquela para a qual a carga resistiva 114 é concebida, o aumento de tensão da carga resistiva 114 fará com que o detector de limite de entrada 116 comute a corrente supervisória para a bobina solenoide 104. Em virtude da natureza indutiva da bobina solenoide 104, a corrente começará a se acumular com base na constante de tempo indutiva da bobina 104. Uma vez que a fonte externa que fornece a corrente supervisória ou de fuga tem impedância limitada, à medida que a corrente extraída pela bobina solenoide 104 aumenta, a tensão efetiva fornecida à bobina solenoide 104 começa a ser reduzida. Quando a dita tensão cai abaixo do nível limítrofe para o detector de limiar 116, o detector de limiar 116 faz com que o controlador de solenoide 102 comute a corrente supervisória da bobina solenoide 104 para a carga resistiva 114. Embora a bobina solenoide 104 esteja agora eficazmente desligada da fonte externa, ainda resta energia armazenada em seu campo magnético. Esta energia fará com que uma corrente continue a fluir e cause subsequente deterioração na bobina solenoide 104. Neste ponto, a corrente aplicada à carga resistiva 114 voltará a ser uma quantidade excessiva e o detector de tensão 116 a desviará mais uma vez para a bobina solenoide 104. Uma vez que a corrente na bobina solenoide 104 ainda não deteriorou para zero, a corrente supervisória aplicada tentará aumentar novamente a corrente da bobina. O processo acima, então, será repetido e o resultado é que a corrente na bobina solenoide 104 não atingirá um ponto suficientemente baixo para permitir que o mecanismo de válvula feche adequadamente a válvula 101.[0028] In particular, in some embodiments, if the amount of supervisory or leakage current through the resistive load 114 exceeds that for which the resistive load 114 is designed, the voltage increase of the resistive load 114 will cause the voltage detector to threshold input 116 switches the supervisory current to solenoid coil 104. Due to the inductive nature of solenoid coil 104, current will begin to build up based on the inductive time constant of coil 104. supervisory or leakage current has limited impedance, as the current drawn by solenoid coil 104 increases, the effective voltage supplied to solenoid coil 104 begins to be reduced. When said voltage drops below the threshold level for the threshold detector 116, the threshold detector 116 causes the solenoid controller 102 to switch the supervisory current from the solenoid coil 104 to the resistive load 114. Although the solenoid coil 104 is now effectively disconnected from the external source, there is still energy stored in its magnetic field. This energy will cause a current to continue to flow and cause subsequent deterioration in the solenoid coil 104. At this point, the current applied to the resistive load 114 will again become an excessive amount and the voltage detector 116 will divert it once more to the solenoid coil. 104. Since the current in solenoid coil 104 has not yet decayed to zero, the applied supervisory current will attempt to increase the coil current again. The above process will then be repeated and the result is that the current in solenoid coil 104 will not reach a sufficiently low point to allow the valve mechanism to properly close valve 101.

[0029] Para superar o problema acima, de acordo com as modalidades descritas, o controlador de solenoide 102 pode implementar um tempo de atraso predefinido após operações de reinicialização durante o qual o controlador não toma qualquer ação em relação à corrente na bobina solenoide 104. Este tempo de atraso, o qual pode ser medido pelo temporizador de atraso 112, impede que a bobina solenoide 104 receba energia de forma imediata e prematura durante um desligamento. A duração do tempo de atraso predefinido é ajustada suficientemente longa para assegurar que a bobina solenoide 104 seja desligada de forma completa e adequada antes de voltar a receber energia. Por exemplo, o tempo de atraso pode ser definido como pelo menos duas vezes o tempo necessário para que a corrente na bobina solenoide 104 caia para um valor que permita desligamento da bobina solenoide 104. Em algumas modalidades, este tempo de atraso pode ser de cerca de 120 ms. Quando o temporizador de atraso 112 termina a contagem regressiva (ou progressiva), o controlador de solenoide 102 volta a operar novamente de acordo com sua programação.[0029] To overcome the above problem, according to the described embodiments, the solenoid controller 102 can implement a predefined delay time after reset operations during which the controller does not take any action regarding the current in the solenoid coil 104. This delay time, which can be measured by delay timer 112, prevents solenoid coil 104 from being energized immediately and prematurely during a shutdown. The length of the preset delay time is set long enough to ensure that the solenoid coil 104 is completely and properly disconnected before being energized again. For example, the delay time can be defined as at least twice the time required for the current in solenoid coil 104 to drop to a value that allows solenoid coil 104 to turn off. In some embodiments, this delay time can be about of 120 ms. When the delay timer 112 finishes counting down (or up), the solenoid controller 102 resumes operating according to its programming again.

[0030] Em algumas modalidades, dependendo da implementação particular, o tempo de atraso predefinido pode ser usado seletivamente, tal como somente após o controlador de solenoide 102 ter feito um ciclo de fornecimento de energia, conforme determinado pelo detector de inicialização a quente 108. Assim, em alguns modalidades, o tempo de atraso predefinido pode ser implementado apenas se a bobina solenoide 104 tiver recebido energia previamente, conforme pode ser determinado por meio de detecção de uma corrente de partida em um ciclo anterior. Isto ajuda a assegurar que o tempo de atraso não seja implementado desnecessariamente, deste modo, minimizando o tempo de resposta do controlador 102 e reduzindo o tempo necessário para acionar a válvula 101.[0030] In some embodiments, depending on the particular implementation, the preset delay time may be used selectively, such as only after solenoid controller 102 has cycled power, as determined by warm start detector 108. Thus, in some embodiments, the preset time delay may be implemented only if solenoid coil 104 has previously been energized, as can be determined by detecting an inrush current in a previous cycle. This helps ensure that time delay is not implemented unnecessarily, thereby minimizing controller 102 response time and reducing the time required to actuate valve 101.

[0031] O processo anterior é refletido de modo geral na Figura 2, a qual ilustra um fluxograma exemplificativo que representa um método 200 que pode ser usado com ou pelo driver de solenoide 100 em algumas modalidades. Deverá ser notado que, embora a Figura 2 (e outras figuras aqui) mostre uma série de blocos distintos, aqueles versados na técnica entenderão que qualquer um destes blocos pode ser dividido em dois ou mais blocos constituintes e/ou dois ou mais destes blocos podem ser combinados para formar um único bloco, conforme necessário, sem se afastar do âmbito das modalidades descritas. Além disso, o método 200 pode ser realizado de forma totalmente automática em algumas modalidades ou partes do método 200 podem ser realizadas automaticamente e partes do método 200 podem ser realizadas manualmente, conforme necessário.[0031] The foregoing process is generally reflected in Figure 2, which illustrates an exemplary flowchart representing a method 200 that can be used with or by the solenoid driver 100 in some embodiments. It should be noted that, although Figure 2 (and other figures herein) show a number of distinct blocks, those skilled in the art will understand that any one of these blocks may be divided into two or more constituent blocks and/or two or more of these blocks may be combined to form a single block, as required, without departing from the scope of the described embodiments. Furthermore, method 200 can be performed fully automatically in some embodiments or parts of method 200 can be performed automatically and parts of method 200 can be performed manually as needed.

[0032] Conforme pode ser visto, o método 200 geralmente começa no bloco 202, onde o detector de limiar de entrada faz uma determinação para verificar se a tensão de entrada Vin está abaixo de uma tensão de fuga ou outro nível de alarme limite relacionado ao desligamento, isto é, a bobina está ficando sem energia. Se a determinação for sim, então, o controlador de solenoide é colocado em um modo de reinicialização no bloco 204 e a carga resistiva é conectada ou de outro modo transferida para receber a corrente supervisória ou de fuga ao mesmo tempo em que a bobina solenoide não recebe energia. Se a determinação for não no bloco 202, então, o controlador de solenoide reinicia as operações no bloco 206.[0032] As can be seen, method 200 generally begins at block 202, where the input threshold detector makes a determination to verify that the input voltage Vin is below a leakage voltage or other threshold alarm level related to the shutdown, i.e. the coil is running out of power. If the determination is yes, then the solenoid controller is placed in a reset mode at block 204 and the resistive load is connected or otherwise transferred to receive the supervisory or leakage current at the same time that the solenoid coil does not. gets energy. If the determination is no at block 202, then the solenoid controller resumes operations at block 206.

[0033] Após o controlador do solenoide reiniciar as operações, uma determinação é feita no bloco 208 para verificar se a reinicialização foi uma inicialização a quente. Se a determinação for sim, então, no bloco 210 é feita uma determinação para verificar se a bobina recebeu energia em um ciclo anterior, por exemplo, determinar se houve uma corrente de partida na bobina durante o ciclo anterior. Se esta determinação for sim, então, um tempo de retardo é implementado no bloco 212, assegurando que a bobina será completa e adequadamente desligada. Se a determinação em qualquer um do bloco 208 ou bloco 210 for não indicando, respectivamente, que o controlador de solenoide está inicializando a partir de uma partida a frio e a bobina solenoide não recebeu energia anteriormente, então, o tempo de retardo no bloco 212 não é implementado.[0033] After the solenoid controller restarts operations, a determination is made in block 208 to verify that the reset was a warm start. If the determination is yes, then at block 210 a determination is made to see if the coil has received power in a previous cycle, for example, to determine if there was an inrush current in the coil during the previous cycle. If this determination is yes, then a time delay is implemented in block 212, ensuring that the coil will be completely and properly disconnected. If the determination in either block 208 or block 210 is not indicating, respectively, that the solenoid controller is initializing from a cold start and the solenoid coil has not previously received power, then the delay time in block 212 is not implemented.

[0034] Em seguida, uma corrente elevada ou de pico é aplicada à bobina solenoide durante uma quantidade de tempo predefinida (por exemplo, 60 ms) no bloco 214. Depois disso, uma baixa corrente ou de manutenção é aplicada à bobina solenoide no bloco 216. A baixa corrente continua a ser aplicada na medida em que a tensão de entrada Vin é menor do que a tensão de fuga ou algum outro nível de alarme limite, determinação a qual é feita no bloco 218. Se a determinação no bloco 218 for sim, então, o método volta para o bloco 204, onde o controlador é novamente colocado no modo de reinicialização e a carga resistiva é mais uma vez acoplada.[0034] Next, a high or spike current is applied to the solenoid coil for a predefined amount of time (for example, 60 ms) in block 214. After that, a low or maintenance current is applied to the solenoid coil in block 216. Low current continues to be applied as long as the input voltage Vin is less than the leakage voltage or some other threshold alarm level, which determination is made in block 218. If the determination in block 218 is yes, then the method returns to block 204, where the controller is again placed in reset mode and the resistive load is once again coupled.

[0035] As Figuras 3 e 3A-3D ilustram um diagrama esquemático de uma implementação exemplificativa de um driver gerenciador de corrente elétrica de solenoide de acordo com as modalidades descritas. Deverá ser entendido que, embora o diagrama esquemático possa especificar o tipo, tamanho e/ou o número de partes para um ou mais componentes mostrados no mesmo, aqueles versados na técnica compreenderão que componentes alternativos podem, certamente, ser usados sem se afastar do âmbito das modalidades descritas. Assim, por exemplo, aqueles versados na técnica compreenderão que, com modificações adequadas, um comparador de tensão pode ser usado em lugar de um comparador de corrente, e vice-versa, ou um transistor de junção bipolar pode ser usado em lugar de um transistor com efeito de campo, e vice-versa, e assim por diante, sem se afastar do âmbito das modalidades descritas.[0035] Figures 3 and 3A-3D illustrate a schematic diagram of an exemplary implementation of a solenoid electric current manager driver according to the described embodiments. It should be understood that although the schematic diagram may specify the type, size and/or number of parts for one or more components shown therein, those skilled in the art will understand that alternative components may, of course, be used without departing from the scope. of the described modalities. Thus, for example, those skilled in the art will understand that, with suitable modifications, a voltage comparator can be used in place of a current comparator, and vice versa, or a bipolar junction transistor can be used in place of a transistor. with field effect, and vice versa, and so on, without departing from the scope of the described modalities.

[0036] Na implementação das Figuras 3 e 3A-3D, o transistor Q1 controla uma bobina solenoide, o qual estaria conectado entre os terminais SOL1 e SOL2, sob a direção de um controlador de solenoide U1, o qual tem um pino programado para controlar o portão de Q1 através de um driver de transistor IC1 com base no fluxo de corrente através do resistor R16. Um pré-regulador composto de transistores Q2 e Q4, diodos D7 e D10 e resistores R17, R1 e R2 fornece um sinal de aproximadamente 10 V para um regulador de tensão de 5 volts U2 para alimentar o controlador de solenoide U1 e o driver de transistor IC1. Os resistores R3-R9 e R20 formam uma rede ou carga resistiva através da qual uma corrente supervisória ou de fuga pode fluir através do transistor Q3. A porta do transistor Q3 está conectada ao controlador de solenoide U1, o qual controla Q3 essencialmente como um comutador para conectar e desconectar a carga resistiva R3-R9 e R20 do circuito. Quando ativadas, as resistências R3-R9 e R20 absorverão a energia de uma fonte de alimentação externa nos terminais IN1 e IN2, na medida em que o nível de tensão da fonte de alimentação esteja abaixo da tensão limítrofe do detector de tensão de entrada U3. Os resistores R19 e R21 podem formar um divisor de tensão para o detector de tensão de entrada U3, de modo que ele receba uma determinada porcentagem ou parte da tensão proveniente da fonte de alimentação.[0036] In the implementation of Figures 3 and 3A-3D, transistor Q1 controls a solenoid coil, which would be connected between terminals SOL1 and SOL2, under the direction of a solenoid controller U1, which has a pin programmed to control gate Q1 through a transistor driver IC1 based on current flow through resistor R16. A preregulator composed of transistors Q2 and Q4, diodes D7 and D10, and resistors R17, R1 and R2 supplies an approximately 10 V signal to a 5 volt voltage regulator U2 to power solenoid controller U1 and transistor driver IC1. Resistors R3-R9 and R20 form a resistive network or load through which a supervisory or leakage current can flow through transistor Q3. The gate of transistor Q3 is connected to solenoid controller U1, which controls Q3 essentially as a switch to connect and disconnect resistive load R3-R9 and R20 in the circuit. When activated, resistors R3-R9 and R20 will absorb energy from an external power supply across terminals IN1 and IN2, as long as the voltage level of the power supply is below the threshold voltage of the input voltage detector U3. Resistors R19 and R21 can form a voltage divider for the input voltage detector U3 so that it receives a certain percentage or part of the voltage coming from the power supply.

[0037] Em operação, o detector de tensão de entrada U3 contém um pino de reinicialização do controlador de solenoide U1 em uma lógica baixa, a qual mantém o controlador de solenoide U1 em um modo de reinicialização até que o nível de tensão da fonte de alimentação, ou uma parte da mesma, atinja um limiar de tensão definido, o qual pode ser a tensão de desligamento da bobina solenoide. Uma vez que o controlador de solenoide U1 está em um modo de reinicialização, seus pinos estão em um estado de alta impedância, o que faz com que o transistor Q3 seja ligado através do resistor R15. Ligar Q3 faz com que os resistores de carga R3-R9 e R20 mencionados acima extraiam corrente a partir da fonte de alimentação em IN1 e IN2. Quando o nível de tensão da fonte de alimentação, ou uma parte da mesma, alcança a tensão limítrofe do detector de tensão de entrada U3, o detector de tensão de entrada U3 libera o pino de reinicialização, o controlador de solenoide U1 sai do modo de reinicialização em alta impedância, fazendo com que Q3 seja desligado, o qual desconecta ou desacopla os resistores R3-R9 e R20. Depois disso, o controlador de solenoide U1 começa a executar sua programação novamente, o que resulta na aplicação de uma corrente de pico e manutenção para a bobina solenoide nos terminais SOL1 e SOL2.[0037] In operation, the U3 input voltage detector contains a U1 solenoid controller reset pin on a logic low, which keeps the U1 solenoid controller in a reset mode until the power supply voltage level supply, or a part thereof, reaches a defined voltage threshold, which may be the solenoid coil cut-off voltage. Since solenoid controller U1 is in a reset mode, its pins are in a high impedance state, which causes transistor Q3 to be turned on across resistor R15. Turning on Q3 causes the aforementioned load resistors R3-R9 and R20 to draw current from the power supply at IN1 and IN2. When the voltage level of the power supply, or a part thereof, reaches the threshold voltage of the input voltage detector U3, the input voltage detector U3 releases the reset pin, the solenoid controller U1 exits the high impedance reset, causing Q3 to turn off, which disconnects or decouples resistors R3-R9 and R20. Thereafter, solenoid controller U1 begins executing its programming again, which results in a peak and hold current being applied to the solenoid coil at terminals SOL1 and SOL2.

[0038] Ao reiniciar as operações, o controlador de solenoide U1 verifica, como parte de sua programação, se ele está reinicializando a partir de uma inicialização a frio ou um estado com energia (isto é, um inicialização a quente). Se o controlador de solenoide U1 determina que ele está reinicializando a partir de um estado com energia, então, ele implementa um tempo de atraso predefinido durante o qual o controlador de solenoide U1 não toma nenhuma ação em relação à corrente da bobina. O controlador de solenoide U1 também pode determinar se a bobina recebeu energia anteriormente ao verificar se houve uma corrente de partida anterior, através da resistência R16, antes de implementar o tempo de atraso. Este tempo de atraso assegura que a bobina terá tempo suficiente para ser adequadamente desligada antes de receber energia novamente. Por outro lado, se o controlador de solenoide U1determina que ela está reinicializando a partir de uma partida a frio ou que a bobina solenoide não recebeu energia recentemente em um ciclo anterior, então, ele esquece o tempo de atraso predefinido de modo a minimizar o tempo de resposta e, consequentemente, o tempo de acionamento de válvula.[0038] Upon restarting operations, solenoid controller U1 checks, as part of its programming, whether it is restarting from a cold start or an energized state (ie, a warm start). If solenoid controller U1 determines that it is resetting from an energized state, then it implements a predefined delay time during which solenoid controller U1 takes no action regarding coil current. Solenoid controller U1 can also determine if the coil has previously been energized by checking for a previous inrush current through resistor R16 before implementing the delay time. This time delay ensures that the coil has enough time to properly shut down before being energized again. On the other hand, if the solenoid controller U1 determines that it is resetting from a cold start or that the solenoid coil has not recently been energized in a previous cycle, then it forgets the preset delay time in order to minimize the time of response and, consequently, the valve actuation time.

[0039] As Figuras 4 e 4A-4D ilustram um diagrama esquemático para uma implementação alternativa exemplificativa de um driver gerenciador de corrente elétrica de solenoide de acordo com as modalidades descritas. Esta implementação é similar à implementação das Figuras 3 e 3A-3D, exceto que ela foi configurada para operar a partir de uma fonte de alimentação externa que é uma fonte de alimentação CC (enquanto que a implementação das Figuras 3 e 3A- 3D está configurada para operar a partir de uma fonte de alimentação CA ou CC).[0039] Figures 4 and 4A-4D illustrate a schematic diagram for an exemplary alternative implementation of a solenoid electric current manager driver according to the described embodiments. This implementation is similar to the implementation in Figures 3 and 3A-3D, except that it has been configured to operate from an external power supply which is a DC power supply (whereas the implementation in Figures 3 and 3A-3D is configured to operate from an AC or DC power source).

[0040] Embora aspectos, implementações e aplicações particulares da presente descrição tenham sido ilustrados e descritos, deve ser entendido que a presente descrição não está limitada à construção e composições exatas descritas aqui. Por exemplo, em vez do conjunto de bobina solenoide similar a um prisma de formato retangular, em algumas modalidades, o conjunto de bobina solenoide pode ter um formato um tanto cilíndrico ou similar. Assim, várias modificações, alterações e variações podem ser evidentes a partir das descrições anteriores sem se afastar do espirito e âmbito das modalidades descritas, conforme definido nas reivindicações anexas.[0040] While particular aspects, implementations, and applications of the present disclosure have been illustrated and described, it should be understood that the present description is not limited to the exact construction and compositions described herein. For example, instead of the solenoid coil assembly being rectangular in shape, in some embodiments, the solenoid coil assembly may be somewhat cylindrical or similar in shape. Thus, various modifications, alterations and variations may be apparent from the foregoing descriptions without departing from the spirit and scope of the described embodiments, as defined in the appended claims.

Claims

1. Electric current manager driver for a solenoid coil (104) characterized in that it comprises: a solenoid controller (102) connected to the solenoid coil (104) and configured to apply two levels of current to the solenoid coil (104) to supplying power to the solenoid coil (104) based on a signal from an external source, the two current levels including a peak current and a holding current; an input threshold detector (116) connected to the solenoid controller (102) and configured to place the solenoid controller (102) into a reset mode in which the solenoid controller (102) is in a suspended or standby state while the solenoid controller (102) remains on; and a resistive load (114) connected to the input threshold detector (116) and configured to receive a supervisory current from the external source when the solenoid coil (104) is de-energized, the supervisory current being a current for determining wiring integrity between the external source and a solenoid valve actuated by supplying electrical energy to the solenoid coil (104) and the resistive load (114) supplying at least a portion of the supervisory current to the threshold detector; wherein the input threshold detector (116) places the solenoid controller (102) in reset mode if the supervisory current supplied to the input threshold detector (116), or a voltage corresponding to said supervisory current, is below of a threshold level, and releasing the controller from reset mode if the supervisory current supplied to the input threshold detector (116), or a voltage corresponding to said supervisory current, is above the threshold level, the threshold level being a voltage of output or a current corresponding to said output voltage.

2. Electric current manager driver, according to claim 1, characterized in that the solenoid controller (102) is configured to reset operations when released from reset mode, still comprising a hot start detector ( 108) in the solenoid controller (102), the warm start detector configured to determine whether the solenoid controller (102) restarts operations from an energized state.

3. Electric current manager driver, according to claim 2, characterized in that it further comprises a delay timer (112) in the solenoid controller (102), the delay timer (112) configured to count down a preset delay time if the hot start detector determines that the solenoid controller (102) has reset from an energized state.

4. Electric current manager driver, according to claim 3, characterized in that the preset delay time is at least twice the time required for the current in the solenoid coil (104) to drop to a value that allows shutdown of the solenoid coil (104).

5. Solenoid valve system characterized in that it comprises: a solenoid-controlled valve having a solenoid coil (104) in it, and an electric current manager driver as defined in any one of claims 1 to 4.

6. Method for ensuring shutdown of a solenoid coil (104) in an electric current manager driver, characterized in that it comprises: applying two levels of current to the solenoid coil (104) to provide energizing for the solenoid coil (104) based on in a signal from an external source, the two current levels including a peak current and a holding current; receiving a supervisory current in a resistive load (114) from the external source when the solenoid coil (104) is de-energized, the supervisory current being a current to determine the integrity of the wiring between the external source and a solenoid valve actuated by the supplying electrical energy to the solenoid coil (104); detecting whether at least a portion of the supervisory current, or a voltage corresponding to said supervisory current, is above a threshold level, the threshold level being an output voltage or a current corresponding to said output voltage; preventing the application of current to the solenoid coil (104) if at least a part of the supervisory current, or a voltage corresponding to said supervisory current, is below the threshold level; and allowing current to be applied to the solenoid coil (104) if at least a portion of the supervisory current, or a voltage corresponding to said supervisory current, is above the threshold level.

7. Method, according to claim 6, characterized in that it further comprises determining whether the coil has previously received energy.

8. Method according to claim 7, characterized in that it further comprises applying a delay time before allowing the application of current to the solenoid coil (104) if the coil has previously received energy.

9. Method, according to claim 8, characterized in that the preset delay time is at least twice the time required for the current in the solenoid coil (104) to drop to a value that allows the solenoid coil to be turned off ( 104).