ES2218030T3

ES2218030T3 - Modulo de rele.

Info

Publication number: ES2218030T3
Application number: ES00112456T
Authority: ES
Inventors: Uwe Muller; Andreas Minke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 2000-06-10
Publication date: 2004-11-16
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: EP1067571A3; EP1067571B1; EP1067571A2; DE19930521A1; ATE264543T1; DE50006043D1

Abstract

Módulo de relé con primeros terminales (1, 3) para una corriente (IL) a conmutar por medio de un contacto de trabajo (a), segundos terminales (1, 2) para controlar el devanado (A) del relé y un tercer terminal (4) para una línea sensora (SL), en donde el módulo de relé (R) contiene un elemento de circuito (10) limitador de corriente, caracterizado porque la línea sensora (SL) sirve para vigilar la tensión dependiente de una posición del contacto de trabajo en un borne de este contacto de trabajo y porque un primer terminal del elemento de circuito limitador de corriente está conexionado con el borne (8) del contacto de trabajo (a) y un segundo terminal del elemento de circuito limitador de corriente está conexionado con el tercer terminal (4) de tal manera que una tensión derivable en el tercer terminal (4) depende de la posición del contacto de trabajo (a).

Description

Módulo de relé.

La invención parte de un módulo de relé según el preámbulo de la reivindicación 1, especialmente para conmutar corrientes de alta intensidad en un vehículo automóvil.

En un vehículo automóvil tienen que conectarse y desconectarse en medida creciente corrientes del orden de 10 a 70 amperios. La conexión y desconexión de tales corrientes puede ser en parte relevante para la seguridad. Cuando, por ejemplo, en un momento determinado no se efectúa la conexión necesaria de una corriente debido a un fallo en un circuito de mando o a un defecto mecánico en el relé o bien, por ejemplo, no se desconecta la corriente debido a que se han pegado los contactos, pueden resultar amenazadas la seguridad de funcionamiento del vehículo y la seguridad del conductor.

Por tanto, es conocido el recurso de vigilar el funcionamiento impecable de un relé. A este fin, preferiblemente un borne del contacto del relé esta unido a través de una línea sensora con un circuito de mando que vigila la tensión en el borne. Cuando, por ejemplo, no se presenta esta tensión al maniobrar el relé o bien no desaparece al desconectar el relé, puede generarse una señal correspondiente para un indicador, una invitación especial al conductor, una contramedida o un almacenamiento en un ordenador.

Se conoce por DE 1 004 705 AS un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1. Un circuito de esta clase tiene la desventaja de que la tensión en la línea sensora refleja únicamente el estado de un contacto adicional, pero no el estado de los contactos de trabajo propiamente dichos. En caso de un funcionamiento defectuoso del relé es imaginable, por ejemplo, que se cierren los contactos de trabajo, pero no el contacto adicional. También puede pensarse en el caso contrario.

Se conoce por la publicación Patent Abstracts of Japan vol. 014, No. 383 (E-0966), una disposición de circuito mediante la cual se vigila si se aplica una tensión demasiado alta a los terminales para una corriente a conmutar por medio de una contacto de trabajo del relé. Si ocurre esto, no se puede conectar el relé en el circuito allí presentado y se emite una señal de alarma. Sin embargo, no tiene lugar una vigilancia general de la posición del contacto de trabajo del relé.

En un relé con una línea sensora de esta clase puede plantearse el problema siguiente: Las líneas para la corriente a conmutar por medio del relé tienen, a causa de las altas intensidades de corriente, una sección transversal del orden de 10 mm^{2}, mientras que las líneas sensoras presentan una sección transversal del orden de 0,35 mm^{2}. Dado que la línea sensora está conectada directamente a un borne del contacto de trabajo del relé, una red de corriente protegida con 60 A puede originar en la línea sensora, por ejemplo en el caso de una cortocircuito o una puesta a tierra no deseada dentro de la línea sensora, un corriente para la cual no es suficiente la sección transversal de la línea sensora. La línea sensora puede quemarse por completo y provocar posiblemente un riesgo de incendio.

Por tanto es conocido el recurso de incorporar en la línea sensora que conduce al módulo de relé un elemento de circuito limitador de la corriente, por ejemplo un denominado Polyswitch o una resistencia de ohmiaje suficientemente alto, que impide corrientes peligrosamente altas para la línea sensora. Un elemento de circuito de esta clase y su sujeción y contactado con el circuito eléctrico principal representan un coste adicional.

La invención se basa en el problema de reducir el coste para tal limitación de corriente y aumentar la seguridad de funcionamiento del sistema.

Este problema se resuelve con la invención indicada en la reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos de la invención se indican en las reivindicaciones subordinadas.

Por tanto, en la invención se tiende dentro del módulo de relé un elemento de circuito limitador de corriente, tal como, por ejemplo, el citado Polyswitch o una resistencia óhmica. Se obtienen así varias ventajas. En primer lugar, se logra un ahorro de componentes individuales, tales como, por ejemplo, la línea de alimentación al módulo de relé, el punto de soldadura crítico entre hilos con una sección transversal de, por ejemplo, 10 mm^{2} y 0,35 mm^{2} externamente al circuito impreso. El módulo de relé no puede tampoco hacerse funcionar por equivocación sin tomar medidas de protección para la línea sensora, ya que ahora la protección está forzosamente integrada en el módulo de relé. Por tanto, se reducen o evitan especialmente problemas diferentes que, en caso contrario, se presentarían externamente al módulo de relé.

El elemento de circuito limitador de corriente puede estar formado en principio por una resistencia óhmica de valor suficientemente alto. En lugar de una resistencia puede utilizarse también un elemento conocido bajo el nombre comercial de Polyswitch. Este es un elemento de circuito de material sintético polímero en el que está incorporada una proporción relativamente grande de carbono. Las cadenas de carbono forman entre dos electrodos una unión eléctrica que constituye una resistencia óhmica. A una intensidad de corriente determinada se disocian las cadenas de carbono o de polímero y el elemento se hace espontáneamente de alto ohmiaje, análogamente a un resistencia dependiente de la temperatura con coeficiente de temperatura positivo, un llamado PTC. Cuando vuelve a disminuir la corriente, el elemento se hace de nuevo espontáneamente de bajo ohmiaje. En principio, se puede emplear también un circuito semiconductor para la limitación de la corriente. Este contiene, por ejemplo, un transistor situado en el recorrido de la línea sensora, que se hace menos conductor o se bloquea por encima de un valor de corriente determinado, representado por una caída de tensión en una resistencia situada en el recorrido de la corriente.

Para controlar el devanado del relé existen en principio dos posibilidades. En la denominada activación del "lado bajo" un primer terminal del módulo de relé, unido con el devanado del relé, está unido fijamente con una tensión de funcionamiento, mientras que un segundo terminal del módulo de relé, unido con el devanado del relé, para maniobrar el contacto de trabajo puede conectarse a tierra o a otro punto de referencia a través de un circuito de mando. En esta solución un borne del contacto de trabajo y un borne del devanado del relé pueden estar unidos dentro del módulo de relé con el mismo terminal de dicho módulo de relé. Por tanto, con esta doble utilización de un terminal del módulo de relé se puede ahorrar un terminal en dicho módulo de relé.

Se explica seguidamente la invención con ayuda del dibujo adjunto referente a dos ejemplos de ejecución. Muestran en el dibujo:

La figura 1, un primer ejemplo de ejecución de la invención con una primera clase de activación del devanado del relé y

La figura 2, una variante del circuito de la figura 1 con una segunda clase de activación del módulo de relé.

La figura 1 muestra un módulo de relé R. El devanado A del relé está conectado a los terminales 1 y 2 y el contacto de trabajo a está conectado a los terminales 1 y 3 del módulo de relé R. En paralelo con el devanado A del relé está dispuesta una llamada resistencia de oscilación libre o un diodo de oscilación libre 7. Este elemento sirve para impedir una desconexión retardada del relé y un comportamiento de oscilación debido a la tensión inducida al desconectar la corriente del relé. El terminal 1 está unido fijamente con una fuente UB1 de tensión de funcionamiento y el terminal 2 está unido con tierra a través de un circuito de mando S1 representado como un interruptor. En el terminal 3 está conectada la carga L a conectar y desconectar por medio del módulo de relé R. Para conectar la corriente IL que circula por la carga L, una tensión de mando U1 activa el circuito de mando S1, que une entonces el terminal 2 con tierra, de modo que circula una corriente de excitación Ie por el devanado A del relé y se cierra el contacto de trabajo a. Las líneas hasta aquí comentadas para la corriente IL de la carga y la corriente de excitación Ie tienen secciones transversales del orden de 10 mm^{2}.

Para vigilar el funcionamiento impecable del módulo de relé R se ha conectado al borne 8 del contacto a del relé una línea sensora SL que conduce a un circuito de mando S2. Este circuito de mando S2 vigila la tensión en el borne 8. Cuando, por ejemplo al maniobrar el módulo de relé R para cerrar el contacto a, no se registra ninguna tensión en el borne 8, el circuito de mando S2 envía una señal de mando a un circuito de evaluación 9. Esta puede habilitar, por ejemplo, un indicador de fallo, introducirse en un ordenador de almacenamiento de fallos que se produzcan o invitar al conductor a buscar sin demora un taller. La línea sensora SL tiene una sección transversal del orden 0,35 mm^{2}. Para evitar una corriente demasiado alta por la línea sensora SL debido a la tensión de funcionamiento UB1 que se presenta en el borne 8 cuando está cerrado el contacto a, se ha incorporado en el módulo de relé R el elemento de circuito 10 limitador de corriente entre el borne 8 y el terminal 4, por ejemplo una resistencia óhmica normal, una resistencia dependiente de la corriente, una resistencia dependiente de la temperatura o el citado Polyswitch. Una resistencia óhmica para el elemento de circuito puede presentar, por ejemplo, un valor de 570 ohm. La incorporación de una resistencia de este orden de magnitud en la línea sensora SL no trae consigo ningún inconveniente, ya que la línea sensora SL sirve en esencia únicamente para reclamar una tensión y no conduce corriente en absoluto o bien no conduce ninguna corriente apreciable. La entrada del circuito de mando S2 está correspondientemente construida con alto ohmiaje y no representa prácticamente carga alguna para el terminal 4. El elemento 10 limita la corriente Is que circula por la línea sensora SL. Incluso aunque se aplique la tensión UB1 del borne 8 a la línea sensora y se cortocircuite el terminal 4 con respecto a tierra, puede circular solamente una corriente Is del orden de algunos miliamperios que no representa peligro alguno para la línea sensora SL.

Una particularidad del circuito según la figura 1 consiste en que un borne del devanado A del relé y un terminal del contacto a del relé están unidos con el mismo terminal 1 dentro del módulo de relé R. Debido a esta combinación dentro del módulo de relé R y a la doble utilización de un terminal se puede ahorrar de manera ventajosa un terminal del módulo de relé R.

La figura 2 muestra en representación de principio el módulo de relé R y el circuito periférico según la figura 1 con la modificación siguiente: Un borne del contacto de trabajo a y un borne del devanado de excitación A están conectados a terminales separados 1 y 5 del módulo de relé R. En contraste con la figura 1, el terminal 2 está puesto a tierra, mientras que el terminal 5 está unido con una fuente UB2 de tensión de funcionamiento a través del circuito de mando S1. Esta clases de activación del devanado A del relé se denomina también activación del "lado alto". Es ventajosa cuando la tensión de funcionamiento para la corriente principal a través de la carga L y la tensión de funcionamiento para controla el devanado del relé provienen de fuentes de tensión diferentes o bien las fuentes de tensión deben estar galvánicamente separadas una de otra.

Los componentes representados, a saber, el devanado A del relé, el contacto de trabajo a, la resistencia de oscilación libre o el diodo de oscilación libre 7 y el elemento de circuito 10 dependiente de la corriente, están preferiblemente contenidos en una carcasa que se ha representado en las figura por medio del enmarcado dibujado con línea de puntos. La carcasa contiene en un lado exterior los terminales 1 a 4 ó 1 a 5 representados, por ejemplo en forma de las llamadas clavijas de conexión destinadas a ser enchufadas en una placa de circuito impreso.

Lista de símbolos de referencia

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ Terminal\cr  2 \+ Terminal\cr  3 \+ Terminal\cr  4 \+
Terminal\cr  5 \+ Terminal\cr  7 \+ Diodo de oscilación libre\cr  8
\+ Borne\cr  9 \+ Circuito de evaluación\cr  10 \+ Elemento de
circuito\cr  R \+ Módulo de relé\cr  A \+ Devanado del relé\cr  a \+
Contacto de trabajo\cr  UB1, UB2 \+ Fuente de tensión de
funcionamiento\cr  S1, S2 \+ Circuito de mando\cr  L \+ Carga\cr  IL
\+ Corriente de la
carga\cr}

Claims

1. Módulo de relé con primeros terminales (1, 3) para una corriente (IL) a conmutar por medio de un contacto de trabajo (a), segundos terminales (1, 2) para controlar el devanado (A) del relé y un tercer terminal (4) para una línea sensora (SL), en donde el módulo de relé (R) contiene un elemento de circuito (10) limitador de corriente, caracterizado porque la línea sensora (SL) sirve para vigilar la tensión dependiente de una posición del contacto de trabajo en un borne de este contacto de trabajo y porque un primer terminal del elemento de circuito limitador de corriente está conexionado con el borne (8) del contacto de trabajo (a) y un segundo terminal del elemento de circuito limitador de corriente está conexionado con el tercer terminal (4) de tal manera que una tensión derivable en el tercer terminal (4) depende de la posición del contacto de trabajo (a).

2. Módulo de relé según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de circuito (10) está formado por una resistencia.

3. Módulo de relé según la reivindicación 2, caracterizado porque la resistencia presenta un valor del orden de 500 a 1000 ohm.

4. Módulo de relé según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de circuito (10) está formado por un elemento dependiente de la corriente que es de ohmiaje relativamente bajo en un rango de corriente inferior y que se hace espontáneamente de alto ohmiaje en un rango de corriente superior.

5. Módulo de relé según la reivindicación 1, caracterizado porque un borne del contacto de trabajo (a) y un borne del devanado (A) del relé están unidos con el mismo terminal (1) del módulo de relé (R).

6. Módulo de relé según la reivindicación 1, caracterizado porque un primer terminal (1) del módulo de relé (R), unido con el devanado (A) del relé, está unido fijamente con una tensión de funcionamiento (UB1) y un segundo terminal (2) del módulo de relé (R), unido con el devanado (A) del relé, para maniobrar el contacto de trabajo (a) puede conectarse a tierra a través de una circuito de mando (S1).

7. Módulo de relé según la reivindicación 1, caracterizado porque un primer terminal (5) del módulo de relé (R), unido con el devanado (A) del relé, para maniobrar el contacto de trabajo (a) puede conectarse a una tensión de funcionamiento (UB2) y un segundo terminal (2) del módulo de relé (R), unido con el devanado (A) del relé, está unido con tierra.

8. Módulo de relé según la reivindicación 1, caracterizado porque el devanado (A) del relé, el contacto de trabajo (a) y el elemento de circuito (10) limitador de corriente están contenidos en una carcasa que lleva los terminales (1-5) citados en su lado exterior.