ES2228461T3 - Procedimiento y dispositivo para hacer funcionar un acoplado de bus. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para hacer funcionar un acoplado de bus.Info
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Abstract
Procedimiento para hacer funcionar un acoplador de bus para un bus (3, 4) de la ingeniería de sistemas para edificios, el cual conduce energía para la alimentación de la red eléctrica de estaciones de abonado e impulsos de mensajes, especialmente para el bus de EIBA, de modo que en cada caso se genera un impulso de compensación en relación con los impulsos de mensajes para aumentar la distancia de transmisión, caracterizado porque para formar un impulso de compensación se forma una corriente de compensación a partir de una corriente base (por medio de 5), de modo que la corriente base también está destinada a alimentar un consumo de corriente medio de una estación de abonado y de un sistema (2) electrónico de usuario que puede conectarse a ésta, de modo que la corriente base (de 5) se alimenta al sistema electrónico de usuario según el consumo de éste y, en caso de un consumo parcial, se pasa el sistema (2) electrónico de usuario hacia el potencial (9) de referencia, y porque, en caso de unconsumo de corriente del sistema (2) electrónico del usuario por encima de la corriente base, el consumo de corriente se alimenta a partir de una corriente adicional (de 15), de modo que, para evitar una toma de corriente aumentada por el sistema (2) electrónico del usuario, la corriente adicional en una fase de arranque es menor que la corriente máxima permitida durante el arranque menos la corriente base, y porque la corriente adicional se aumenta tras la fase de arranque hasta una corriente máxima permitida en una fase de funcionamiento que sigue a la fase de arranque.
Description
Procedimiento y dispositivo para hacer funcionar
un acoplador de bus.
La invención se refiere primero a un
procedimiento para hacer funcionar un acoplador de bus para un bus
de la ingeniería de sistemas para edificios, el cual conduce
energía para la alimentación de la red eléctrica de estaciones de
abonado e impulsos de mensajes, especialmente para el bus EIB de la
European Installation Bus Association (EIBA, Asociación del Bus de
Instalación Europeo). Para aumentar la distancia de transmisión se
genera un impulso de compensación en cada caso para impulsos de
mensajes. Un bus de la ingeniería de sistemas para edificios está
compuesto por lo general de un sistema de líneas de dos hilos, los
cuales están trenzados para evitar la radiación perturbadora.
Para acoplar estaciones de abonado se emplean
acopladores de bus que, por lo general, junto con transformadores,
sirven como conmutadores para información y energía. También se han
propuesto acopladores de bus individuales sin transformador (WO
98/04027). En los acopladores de bus sin transformador de este tipo
se simula el comportamiento de un acoplador de bus con
transformador. Estos circuitos pueden construirse más pequeños ya
que se suprime el espacio necesario para un transformador. La
energía para la alimentación de la red eléctrica del acoplador de
bus y también la energía de los dispositivos a conectar con el
sistema electrónico del usuario se extrae del bus. Es decir, se
necesita corriente para el impulso de compensación y corriente para
el sistema electrónico de la red eléctrica.
La invención se basa en la tarea de desarrollar
un procedimiento y un dispositivo para hacer funcionar un acoplador
de bus para un bus de la ingeniería de sistemas para edificios, el
cual economiza especialmente la energía necesaria o posibilita un
funcionamiento con pocas pérdidas.
La solución de la tarea descrita se realiza
primero mediante un procedimiento según la reivindicación 1. Para
formar un impulso de compensación se forma una corriente de
compensación a partir de una corriente base, de modo que la
corriente base también está destinada a alimentar un consumo de
corriente medio de una estación de abonado y de un sistema
electrónico del usuario conectado a ésta. La corriente base se
alimenta al sistema electrónico del usuario según el consumo de
éste y, en caso de un consumo parcial, pasa el sistema electrónico
de usuario hacia el potencial de referencia. En el caso de un
consumo de corriente del sistema electrónico de usuario por encima
de la corriente base, el consumo de corriente se alimenta a partir
de una corriente adicional, de modo que la corriente adicional en
una fase de arranque, para evitar una toma de corriente aumentada
por el sistema electrónico de usuario, tal como sucede a
consecuencia de los capacitores inmanentes, es menor que la
corriente máxima permitida durante el arranque menos la corriente
base. Tras la fase de arranque se aumenta la corriente adicional y,
en concreto, hasta una corriente máxima permitida en una fase de
funcionamiento que sigue a la fase de arranque. La corriente base se
conecta hacia un lado y otro, por así decirlo, entre el sistema
electrónico de usuario y un dispositivo para la alimentación de
tensión también en cantidades parciales, de modo que la corriente
base también forma la corriente de compensación. Por tanto, la
corriente base forma como mínimo la corriente de compensación y,
además del consumo de energía de una disposición de conexiones del
acoplador de bus, también cubre el consumo de energía del sistema
electrónico del usuario.
Un dispositivo ventajoso para hacer funcionar un
acoplador de bus para realizar el procedimiento puede estar
construido, según la reivindicación 2, fundamentalmente de la
siguiente manera:
para formar un impulso de compensación se forma
una corriente de compensación en una fuente de corriente para
generar una corriente base, de modo que la fuente de corriente
opera en un capacitor base a un potencial de referencia. La fuente
de corriente con el capacitor base está conectada entre los
conductores de bus, formando uno de ellos aquí el potencial de
referencia. El capacitor base puede formar o facilitar la tensión
de la red eléctrica para el sistema electrónico del usuario. Al
capacitor base está conectado en paralelo un regulador shunt a
potencial de referencia, el cual está ajustado de acuerdo con la
tensión de la red eléctrica del sistema electrónico del
usuario.
En el regulador shunt está aplicada una tensión
de referencia correspondiente. En el regulador shunt, al nivel de
la tensión de la red eléctrica para el sistema electrónico del
usuario, está conectado el lado de salida de un regulador serie,
cuya tensión de referencia es menor que la tensión de referencia en
el regulador shunt. El lado de entrada del regulador serie está
unido con un capacitor adicional a potencial de referencia, en el
que opera una fuente de corriente regulada para el mantenimiento de
la tensión de funcionamiento. La tensión en el capacitor adicional
se controla a potencial de referencia mediante un dispositivo de
control que opera en el dispositivo de regulación de la fuente de
corriente adicional. Tras su fase de arranque, la fuente de
corriente adicional se hace cargo de la alimentación de un consumo
de corriente aumentado del sistema electrónico del usuario. Aquí,
visto desde el sistema electrónico del usuario, el regulador serie
actúa como una fuente de energía adicional que mantiene la tensión
en el capacitor base. Una disposición de este tipo puede realizarse
en un circuito integrado, un IC.
Es conveniente disponer un sensor de corriente en
el circuito de corriente de la fuente de corriente adicional,
estando la salida de éste unida con una conexión del dispositivo de
regulación de la fuente de corriente adicional, de modo que en la
conexión de la fuente de corriente adicional está conectado un
dispositivo de referencia y un dispositivo de almacenamiento. Éste
está diseñado para almacenar la corriente de la corriente adicional
medida y, al recuperar la tensión tras una caída de tensión,
ajustar la corriente adicional al valor de la corriente adicional
medido con anterioridad mediante el dispositivo de regulación. De
esta forma, tras una caída de tensión, se consigue de nuevo
rápidamente el estado de funcionamiento anterior.
Es ventajoso diseñar el dispositivo de regulación
para la fuente de corriente adicional de tal manera que una
modificación de la corriente esté limitada a valores menores o
iguales que 0,5 mA/ms. De esta forma, se garantiza que el lado del
bus no pueda cargarse de forma demasiado intensa, tampoco en el caso
de numerosos acopladores de bus.
Si se desconecta el regulador serie en la fase de
arranque, el sistema electrónico del usuario sólo carga la
corriente base en la fase de arranque.
El IC puede ser del tipo de un denominado UARP
para pares trenzados (en inglés: "twisted pair"), es decir, un
TPUARP.
Según una forma sencilla de realización, el
regulador serie puede presentar en su lado de entrada un
interruptor en el mecanismo de activación de su válvula de control,
el cual pasa al estado conectado al alcanzar una tensión
característica para el final de la fase de arranque, en el
dispositivo para controlar la tensión para el dispositivo de
regulación de la fuente de corriente adicional, cargando el
dispositivo para controlar la tensión el interruptor.
Ahora, la invención debe explicarse
detalladamente mediante un ejemplo de realización reproducido de
forma muy esquemática en el dibujo:
un acoplador de bus contiene o comprende un
circuito 1 integrado para la alimentación de tensión de otro
sistema electrónico del acoplador de bus y para alimentar un
sistema 2 electrónico del usuario. El circuito 1 integrado está
conectado con unos conductores 3, 4 de bus en un sistema de bus. Una
fuente 5 de corriente para generar una corriente base está regulada
por un dispositivo 6 de regulación para formar una corriente de
compensación para un impulso de compensación. La fuente 5 de
corriente base está unida con un capacitor 7 base que en su otro
lado está conectado con un conductor 4 de bus. En el ejemplo de
realización, éste conduce el potencial NB- de bus negativo como
potencial de referencia. En el capacitor 7 base se facilita la
tensión de funcionamiento para un sistema 2 electrónico del
usuario. Por tanto, la tensión del usuario puede facilitarse en el
punto 8 de potencial para VCC a potencial de referencia. En su otro
extremo, la fuente 5 de corriente base está unida con el otro
conductor 3 de bus, el conductor de bus para la tensión VB+ de bus
positiva. El capacitor 7 base está conectado en paralelo con un
regulador 10 shunt, en el que, por ejemplo, se presenta una tensión
11 de referencia de 5,05 V. Al nivel de la tensión VCC de la red
eléctrica para un sistema 2 electrónico de usuario, un regulador 12
serie está conectado por su lado de salida con una tensión 13 de
referencia. Por su lado de entrada, el regulador serie está
conectado con un capacitor adicional a potencial de referencia. En
el capacitor 14 adicional opera una fuente 15 de corriente
adicional regulada para mantener la tensión de funcionamiento para
el sistema 2 electrónico de usuario. La tensión en el capacitor 14
adicional es controlada por un dispositivo 16 de control que opera
en el dispositivo 17 de regulación de la fuente 15 de corriente
adicional. La tensión 13 de referencia en el regulador serie es, de
forma ventajosa, algo más pequeña que la tensión 11 de referencia
en el regulador 10 shunt con el fin de garantizar un funcionamiento
estable.
El regulador 10 shunt presenta una válvula 18 de
corriente que puede controlarse y, el regulador serie, una válvula
19 de corriente que puede controlarse. En el ejemplo de
realización, la tensión 13 de referencia en el regulador 12 serie
puede ser de 5 V cuando la tensión de referencia está ajustada a
5,05 V en el regulador shunt.
El dispositivo 6 de regulación de la fuente 5 de
corriente base puede facilitar, por ejemplo, una corriente base de
3 mA. En el punto 8 de potencial para VCC puede facilitarse, por
ejemplo, 5 V + / - 5%.
La tensión de bus entre los conductores 3 y 4 de bus puede originarse, por ejemplo, en un intervalo de funcionamiento de 20 a 30 V.
La tensión de bus entre los conductores 3 y 4 de bus puede originarse, por ejemplo, en un intervalo de funcionamiento de 20 a 30 V.
El dispositivo 17 de regulación para la fuente 15
de corriente adicional puede limitar, por ejemplo, en el intervalo
de arranque, la corriente de la fuente de corriente adicional a 6
mA y, después, también a 13mA. Es ventajoso que el dispositivo de
regulación esté diseñado por lo general de tal manera que las
modificaciones de la corriente se limitan a valores menores o
iguales a 0,5 mA/ms.
En el ejemplo de realización, el regulador 12
serie presenta en su lado de entrada un interruptor 20 en el
mecanismo de activación de su válvula 19 de corriente. Con el
interruptor 20 abierto el regulador serie está desconectado. De
forma ventajosa, el regulador serie se cierra sólo después de la
fase de arranque de la fuente 15 de corriente adicional y, con
ello, se conecta el regulador 12 serie.
De forma ventajosa, en el recorrido de la
corriente de la fuente 15 de corriente adicional está dispuesto un
sensor 21 de corriente cuya salida está unida con una conexión 22
del dispositivo 17 de regulación de la fuente 15 de corriente
adicional. El dispositivo de regulación está diseñado para que se
almacene un valor, que se origina en su conexión 22, de la
corriente medida por el sensor 21 de corriente y, al recuperar la
tensión tras una caída de tensión, la corriente adicional se ajusta
al valor de la corriente adicional medido con anterioridad mediante
el dispositivo 17 de regulación.
El dispositivo para la alimentación de tensión y
para formar una corriente de compensación funciona como sigue:
cuando el circuito 1 integrado se conecta a la
tensión del bus entre los conductores 3 y 4 de bus, la fuente 5 de
corriente base opera en el capacitor 7 base y forma aquí una
tensión VCC de funcionamiento para un sistema 2 electrónico de
usuario. La corriente de la fuente 5 de corriente base puede
modificarse de tal manera que, vista desde el bus, representa una
corriente de compensación. Esta corriente de compensación puede
cubrir el consumo de corriente de un sistema 2 electrónico de
usuario, o ser desviada total o parcialmente por un regulador 10
shunt pasando el capacitor 7 base a potencial 9 de referencia. En
la fase de arranque, la fuente 15 de corriente adicional carga el
capacitor 14 adicional hasta conseguir una tensión previamente
determinada. En la fase de arranque, un dispositivo 17 de
regulación de la fuente 15 de corriente adicional proporciona una
corriente determinada previamente más pequeña que después de la
fase de arranque. Cuando el mecanismo 16 de control de la tensión
comprueba que se ha alcanzado la tensión determinada previamente en
el capacitor 14 adicional, el regulador 12 serie se hace operativo.
Se consiguen condiciones especialmente claras cuando el regulador
12 serie presenta un conmutador 20 que, tras alcanzar la tensión
determinada previamente, se conecta al capacitor 14 adicional, es
decir, se lleva al estado conductor. Entonces, el regulador 12
serie, en su lado de salida hacia el regulador 10 shunt, actúa como
una fuente de corriente adicional que proporciona el consumo de
corriente aumentado a un sistema electrónico de usuario y descarga
la fuente 5 de corriente base. De esta manera, puede mantenerse la
tensión VCC de una red eléctrica de un sistema electrónico de
usuario en el capacitor 7 base.
También es favorable limitar la toma de corriente
máxima al aplicar la tensión de bus a 3 mA de la fuente 5 de
corriente base y a 6 mA de la fuente 15 de corriente adicional, es
decir, en total, a 9 mA, con lo que se consigue un denominado
"arranque suave". Entonces, según el ejemplo de realización,
después de la fase de arranque, la corriente se limita a 3 mA + 13
mA, es decir, en total, 16 mA. Estos valores se consiguen en el
estado transitorio con la conexión del bus. En conjunto, se
consigue un ajuste automático en el consumo de corriente del
sistema electrónico de usuario, sin perturbar el tráfico de datos
en el bus mediante modificaciones de la corriente de carga del
sistema electrónico de usuario. De acuerdo con las especificaciones
de la EIBA, la alimentación de tensión en caso de caídas de la
tensión del bus debe estar garantizada hasta los 2 ms. Con el
procedimiento y el dispositivo descritos para la alimentación de
tensión, esto puede conseguirse fácilmente.
Durante el funcionamiento, el regulador 10 shunt
actúa como una resistencia que puede modificarse, de modo que una
toma de corriente hasta los 3 mA no representa ningún aumento de la
toma de corriente desde el bus.
La tensión en el capacitor adicional puede estar
ajustada a 8,5 V para un arranque. En cuanto se alcanza o sobrepasa
esta tensión, el dispositivo 17 de regulación conmuta de la
corriente de arranque menos intensa a la corriente de
funcionamiento más intensa, por ejemplo, de 13 mA. El arranque suave
se inicia con una tensión en el capacitor 14 adicional, por
ejemplo, menor o igual a 6 V. Para regular una tensión VCC de 5 V,
la desconexión del regulador 12 serie requiere una tensión de
entrada que es 1 V mayor, es decir, de 6 V. La restitución del
límite de la corriente a un valor de la fase de arranque, por
ejemplo, 6 mA, también se efectúa a partir de la fase de
funcionamiento si la corriente adicional era, por tanto, mayor de 6
mA, con un límite de 0,5 mA/ms. La regulación de la tensión del
regulador 10 shunt y del regulador 12 serie se ajusta en cada caso
de tal manera que el regulador shunt se regula a una tensión mayor
que el regulador serie. Con esta medida se consigue una conmutación
automática, dependiente de la carga, de la regulación de la tensión
a VCC. Si la corriente necesaria del sistema electrónico de usuario
conectado es mayor que la corriente base, por ejemplo, 3 mA, el
regulador 10 shunt ya no puede regular y se bloquea. Dado que,
entonces, la corriente base no es suficiente, la tensión VCC
desciende. En cuanto se alcanza una tensión menor que un valor
determinado previamente, por ejemplo, 5 V + / - una tolerancia, el
regulador 12 serie se activa y regula VCC a la tensión deseada, por
ejemplo, 5 V. La corriente adicional necesaria circula ahora desde
la fuente 15 de corriente adicional o desde el capacitor 14
adicional, a través del regulador 12 serie, hasta el sistema
electrónico del usuario.
Además, el capacitor 14 adicional provoca que la
alimentación de tensión del sistema electrónico de usuario se
mantenga menor o igual que un intervalo de tolerancia determinado
previamente, por ejemplo, 2 ms, en caso de una caída de tensión en
el bus. Tras la caída de tensión, el capacitor 14 adicional se carga
nuevamente mediante la fuente 15 de corriente adicional. Además, el
capacitor 14 adicional puede compensar los impulsos de corriente
originados por las rápidas modificaciones de carga.
Claims (8)
1. Procedimiento para hacer funcionar un
acoplador de bus para un bus (3, 4) de la ingeniería de sistemas
para edificios, el cual conduce energía para la alimentación de la
red eléctrica de estaciones de abonado e impulsos de mensajes,
especialmente para el bus de EIBA, de modo que en cada caso se
genera un impulso de compensación en relación con los impulsos de
mensajes para aumentar la distancia de transmisión,
caracterizado porque para formar un impulso de compensación
se forma una corriente de compensación a partir de una corriente
base (por medio de 5), de modo que la corriente base también está
destinada a alimentar un consumo de corriente medio de una estación
de abonado y de un sistema (2) electrónico de usuario que puede
conectarse a ésta, de modo que la corriente base (de 5) se alimenta
al sistema electrónico de usuario según el consumo de éste y, en
caso de un consumo parcial, se pasa el sistema (2) electrónico de
usuario hacia el potencial (9) de referencia, y porque, en caso de
un consumo de corriente del sistema (2) electrónico del usuario por
encima de la corriente base, el consumo de corriente se alimenta a
partir de una corriente adicional (de 15), de modo que, para evitar
una toma de corriente aumentada por el sistema (2) electrónico del
usuario, la corriente adicional en una fase de arranque es menor
que la corriente máxima permitida durante el arranque menos la
corriente base, y porque la corriente adicional se aumenta tras la
fase de arranque hasta una corriente máxima permitida en una fase
de funcionamiento que sigue a la fase de arranque.
2. Dispositivo para realizar el procedimiento
según la reivindicación 1, para un bus (3, 4) de la ingeniería de
sistemas para edificios, el cual conduce energía para la
alimentación de la red eléctrica de estaciones de abonado e impulsos
de mensajes, especialmente para el bus de EIBA, de modo que para
los impulsos de mensajes se genera un impulso de compensación para
aumentar la distancia de transmisión mediante la reducción del
intervalo de oscilación decreciente del sistema,
caracterizado porque para formar un impulso de compensación
se forma una corriente de compensación en una fuente (5) de
corriente para generar una corriente base, la cual funciona en un
capacitor (17) base a potencial (9) de referencia, de modo que la
fuente de corriente con el capacitor base está conectada entre los
conductores (3, 4) de bus, formando uno de ellos aquí el potencial
de referencia, de modo que el capacitor base genera la tensión de la
red eléctrica para el sistema electrónico del usuario, de modo que
al capacitor (17) base está conectado en paralelo un regulador (10)
shunt a potencial (9) de referencia, el cual está ajustado de
acuerdo con la tensión (8) de la red eléctrica del sistema
electrónico del usuario, aplicándose a este regulador shunt una
tensión (11) de referencia correspondiente, y de modo que, en el
regulador (10) shunt está conectado en su lado de salida un
regulador serie al nivel de la tensión (8) de la red eléctrica para
el sistema electrónico del usuario, cuya tensión (13) de referencia
es menor que la tensión de referencia en el regulador (10) shunt,
de modo que el lado de entrada del regulador (12) serie está unido
a un capacitor (14) adicional a potencial (9) de referencia, en el
que opera una fuente (15) de corriente adicional regulada para el
mantenimiento de la tensión (8) de funcionamiento, para lo cual la
tensión en el capacitor (14) adicional a potencial (9) de
referencia es controlada por un dispositivo (16) de control que
opera en el dispositivo (17) de regulación de la fuente de
corriente adicional.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque en el recorrido de la corriente de la
fuente (15) de corriente adicional está dispuesto un sensor (21) de
corriente cuya salida está unida con una conexión (22) del
dispositivo (17) de regulación de la fuente de corriente adicional,
de modo que en la conexión de la fuente de corriente adicional está
conectado un dispositivo de comparación y almacenamiento que está
diseñado para almacenar el valor de la corriente adicional medida
y, al recuperar la tensión tras una caída de tensión, ajustar la
corriente adicional al valor de la corriente adicional medido con
anterioridad mediante el dispositivo de regulación.
4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque el dispositivo (17) de regulación de la
fuente (15) de corriente adicional está diseñado de tal forma que
una modificación de la corriente está limitada a valores menores o
iguales que 0,5 mA/mS.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
2 a 4, caracterizado porque el regulador (12) serie está
desconectado en la fase de arranque.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el regulador (12) serie presenta en su
lado de entrada un interruptor (20) en el mecanismo de activación
de su válvula (19) de corriente, el cual pasa al estado conectado,
por tanto, de conducción, al alcanzar una tensión característica
para el final de la fase de arranque en el dispositivo para
controlar la tensión para el dispositivo de regulación de la fuente
de corriente adicional.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque una disposición de conexiones
para efectuar el procedimiento según la reivindicación 1 o para
formar una alimentación de tensión según una de las
reivindicaciones 2 a 6 está realizada en un circuito integrado
"IC".
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque el IC es del tipo de un denominado UARP
para pares trenzados (en inglés: "twisted pair"), es decir, un
TPUARP.
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