ES2279013T3 - Circuito de proteccion contra sobretensiones. - Google Patents
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Abstract
Comprende un limitador de tensión MOV (3) serie con un limitador de tensión GDT (4) (Tubos de Descarga de Gas); se caracteriza porque en paralelo con el dispositivo GDT (4) se sitúa una resistencia (5) con un valor tal que la tensión que soporta el dispositivo GDT (4) es menor que su voltaje de mantenimiento de la conducción ("holdover voltaje"). En otra realización de la invención, en paralelo con el dispositivo MOV (3) se sitúa una resistencia (6) que junto con la resistencia (5) forman un divisor resistivo para que la tensión a la que está sometido el dispositivo GDT (4) en condiciones de régimen estacionario, sea menor que el "holdover voltaje" del GDT. La invención está indicada para sistemas de comunicaciones, preferentemente en aplicaciones de comunicación por la red eléctrica, ya que aumenta la eficacia de la protección al necesitar un "holdover voltaje" del dispositivo GDT (4) menor que el requerido convencionalmente.
Description
Circuito de protección contra
sobretensiones.
Incluye un limitador de voltaje MOV (3)
(Varistor de Oxido Metálico) puesto en serie con un limitador de
voltaje GDT (4) (Tubos de Descarga de Gas); caracterizado porque, en
paralelo con el dispositivo GDT (4), se encuentra una resistencia
(5) cuyo valor es tal que el voltaje soportado por el dispositivo
GDT (4) en condición de estado de régimen sea menor que su voltaje
de remanencia.
En otra realización de la invención, se pone una
resistencia (6) en paralelo al dispositivo MOV (3) que junto con la
resistencia (5) forma un divisor resistivo de modo que el voltaje al
que se somete el dispositivo GDT (4) en condiciones de estado de
régimen sea menor que el voltaje de remanencia del GDT.
Esta invención está recomendada para sistemas de
comunicaciones, preferiblemente en aplicaciones de comunicaciones
por la red eléctrica porque incrementa la eficiencia de la
protección requiriendo que el voltaje de remanencia del dispositivo
GDT (4) sea menor que el requerido convencionalmente.
Esta invención consta de un dispositivo de
protección contra sobretensiones para proteger dispositivos
susceptibles de daño cuando el voltaje aplicado entre sus
terminales de potencia excede de un umbral máximo aceptable.
La invención es aplicable al campo de las
telecomunicaciones, preferiblemente en aplicaciones de banda ancha
por la red eléctrica donde la protección contra sobretensiones se
lleva a cabo por medio de dispositivos MOV (Varistor de Óxido
Metálico) basados en semiconductores y puestos en serie con un
limitador GDT (Tubos de Descarga de Gas); y donde el objetivo es
eliminar los problemas que estos tipos de dispositivos presentan
cuando se lleva a cabo protección contra sobretensiones.
Están disponibles en el mercado varios
dispositivos diseñados para proteger los dispositivos que son
susceptibles de daño por sobretensiones cuando el voltaje aplicado
entre sus terminales de potencia excede de un umbral máximo
aceptable.
En este sentido, los dispositivos más usados son
MOV, basados en semiconductores y análogos, así como dispositivos
GDT. También se conoce el uso de dispositivos de protección híbridos
basados en una combinación de dispositivos MOV y GDT.
Los dispositivos MOV son de acción rápida, lo
que es muy deseable en algunas aplicaciones, pero tienen el
inconveniente de no ser capaces de absorber un número ilimitado de
sobretensiones, es decir, se degradan con el uso y al final fallan.
El número de veces que un dispositivo MOV funcionará correctamente
depende de la energía absorbida cada vez que funcione. Además,
existe el inconveniente de que pueden cortocircuitarse en caso de
mal funcionamiento, de modo que hay que prever algún otro tipo de
protección contra este inconveniente. Además, estos dispositivos
MOV tiene una capacidad relativamente alta. Con respecto a los
dispositivos GDT, se debe indicar que son dispositivos de acción
más lenta que funcionan produciendo un arco eléctrico en su
interior cuando se sobrepasa el voltaje nominal. Cuando entran en
funcionamiento, la impedancia entre sus terminales disminuye
drásticamente produciendo un corto circuito. Tienen una capacidad
relativamente pequeña que los hace ideales para uso en
telecomunicaciones.
Como una solución a estos problemas se conoce el
uso de dispositivos GDT en combinación con dispositivos MOV
conectados en serie entre los terminales del elemento a proteger
(véase US-A-6.118.557). Esta
combinación tiene la ventaja de que, en conjunto, la capacidad es
aproximadamente igual a la del dispositivo GDT (unos pocos pF) y la
protección es similar a la del MOV, pero sin cortocircuitar la línea
mientras tiene lugar la protección. Sin embargo, se debe indicar
que la combinación de estos dispositivos tiene un inconveniente
importante, es decir, el dispositivo GDT necesario para llevar a la
práctica una protección efectiva debe tener un voltaje de
remanencia mayor que el voltaje de trabajo de la línea de
comunicaciones, lo que requiere el uso de dispositivos GDT con
voltaje nominal muy alto.
Debido a la diferencia de capacidad entre el
dispositivo MOV (alta capacidad) y el dispositivo GDT (capacidad
muy baja), el divisor capacitivo de voltaje formado por ambos
dispositivos hace que casi todo el voltaje se aplique al
dispositivo GDT de modo que cuando tiene lugar una sobretensión en
la línea, el dispositivo GDT activa el dispositivo MOV, limitando
el voltaje que absorbe la energía transitoria, pero cuando termina
la sobretensión y el voltaje en la línea vuelve a su valor nominal,
si el voltaje de remanencia del dispositivo GDT es inferior al
voltaje máximo en la línea, comienza a iniciar y parar
impulsivamente la capacitancia del MOV produciendo un mal
funcionamiento y éste se traduce en ruido en el canal, algo
inadmisible en aplicaciones de telecomunicaciones.
Para resolver los inconvenientes indicados
previamente, esta invención ha desarrollado una protección de
circuito contra sobretensiones para aplicaciones de comunicaciones
que, de forma análoga a los circuitos convencionales, incluye un
limitador de voltaje MOV puesto en serie con un limitador GDT, pero
con la novedad de colocar una resistencia en paralelo con el
limitador GDT donde el valor de la resistencia es tal que el voltaje
que el dispositivo limitador de voltaje GDT soporta en condición de
estado de régimen es menor que su voltaje de remanencia requerido,
evitando por ello los problemas mencionados previamente.
En otra realización de esta invención, además de
la resistencia puesta en paralelo con el limitador GDT, se incluye
otra resistencia en paralelo con el limitador MOV, de modo que éstas
formen un divisor resistivo que limita el voltaje al que el
dispositivo GDT está sometido en estado de régimen, de manera que el
voltaje mencionado al que está sometido el dispositivo GDT en
estado de régimen es menor que el voltaje de remanencia de dicho
dispositivo GDT, resolviendo por ello los problemas mencionados en
la sección anterior.
Los dibujos siguientes se ofrecen con el fin de
facilitar una mejor comprensión de la presente invención y aunque
forman una parte integral de la descripción detallada y las
reivindicaciones, ofrecen una representación ilustrativa, pero no
limitada, de los principios de esta invención.
La figura 1 representa un dispositivo
convencional de protección contra sobretensiones.
La figura 2 representa un ejemplo posible del
protector descrito en la presente invención.
La figura 3 representa otro ejemplo posible del
protector descrito en esta invención.
Lo que sigue es una descripción de la invención
en base a las figuras mencionadas previa-
mente.
mente.
Como se ha indicado previamente, la invención se
refiere a un dispositivo de protección contra sobretensiones
producidas en un canal de comunicaciones 1 con el fin de proteger un
elemento 2 (de cualquier tipo), y para lo que, en paralelo con
dicho elemento 2, se incluye un dispositivo limitador de voltaje MOV
3 y que está en serie con un dispositivo limitador GDT 4. Esta
descripción corresponde a un tipo de circuito usado
convencionalmente para llevar a cabo protección contra
sobretensiones en líneas de comunicaciones.
La novedad de esta invención, según una
realización de la misma, deriva del hecho de que, en paralelo con
el dispositivo GDT 4, se conecta una resistencia 5 de modo que,
conociendo la capacidad del dispositivo MOV 3 a las frecuencias
usadas en la comunicación, es posible calcular el valor de la
resistencia 5 de modo que el voltaje soportado por el dispositivo
GDT 4 será menos que su voltaje de remanencia, resolviendo por ello
los problemas mencionados en la sección sobre antecedentes de la
invención.
En una segunda realización de la invención,
además de la resistencia 5 colocada en paralelo con el dispositivo
GDT 4, se prevé el uso de una resistencia 6 en paralelo con el
dispositivo MOV 3, por lo que las resistencias 5 y 6 constituyen un
divisor de voltaje de modo que el voltaje al que se somete el
dispositivo GDT 4 en estado de régimen es menor que el voltaje de
remanencia del GDT 4 y por lo tanto también se evitan en esta
realización los problemas mencionados en la sección anterior de los
antecedentes de la
invención.
invención.
Claims (2)
1. Un dispositivo de protección contra
sobretensiones, que consta de un limitador de voltaje MOV (3)
(Varistores de Óxido Metálico) puesto en serie con un limitador de
voltaje GDT (4) (Tubos de Descarga de Gas); caracterizado
porque, en paralelo al dispositivo limitador de voltaje GDT (4),
incluye una resistencia (5) con un valor tal que el voltaje que
soporta el dispositivo limitador de voltaje GDT en condición de
estado de régimen, es menor que su voltaje de remanencia requerido
para mantenerlo encendido.
2. Un dispositivo de protección contra
sobretensiones, según la reivindicación 1, caracterizado
porque, en paralelo con el dispositivo limitador de voltaje MOV
(3), incluye una resistencia (6) que, junto con la resistencia (5)
puesta en paralelo con el dispositivo limitador de voltaje GDT (4),
forma un divisor resistivo de modo que el voltaje al que se somete
el dispositivo GDT (4) en condiciones de estado de régimen, sea
menor que el voltaje de remanencia requerido para mantener
encendido el GDT (4).
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