ES2298956T3 - Fuente de alimentacion de tension para un aparato de bus. - Google Patents

Abstract

Fuente de alimentación para un aparato de bus (BG1 a BGn) con - un equipo de toma para tomar una primera tensión (U1) de una primera conexión de alimentación de un bus (B) y una segunda tensión (U2) de una segunda conexión de alimentación del bus (B), - un equipo convertidor de tensión (GW) para generar una tensión de salida (Uvcc) a partir de la primera y la segunda tensión tomadas (U1, U2) y - un equipo de control (MK) para el control o regulación de la tensión de salida (Uvcc) en función de al menos una señal de control, caracterizado porque el equipo de control (MK) controla un modo de funcionamiento del aparato de bus (BG1 a BGn) y en función del modo de funcionamiento controla la tensión de salida (Uvcc).

Description

Fuente de alimentación de tensión para un aparato de bus.

La presente invención se refiere a una fuente de alimentación de tensión para un aparato de bus, para proporcionar una tensión de salida específica o bien una intensidad de salida específica.

La estructura típica de un sistema de bus se representa en la figura 1. Un conjunto de aparatos de bus BG1,
BG2, ..., BGn está distribuido de forma arbitraria en un bus B. El bus B está compuesto en el presente ejemplo por dos líneas de bus Abus y Bbus. Cada uno de los aparatos de bus BG1 a BGn está conectado a ambas líneas de bus Abus y Bbus.

A través del bus se realiza tanto la alimentación de tensión de los aparatos de bus BG1 a BGn como también la transmisión de datos. Para la alimentación de tensión está conectado al bus un sistema de alimentación del bus BV. El sistema de alimentación del bus BV contiene un módulo de alimentación de tensión continua DCV, que transforma la tensión de red usual de 230 V, 50 Hz en una tensión continua en la gama de 21 V a 30 V. La salida del módulo de alimentación de corriente continua DCV lleva postconectada una unidad de desacoplamiento E, que sirve entre otros para limitar la pendiente de la subida de la intensidad. La salida de la unidad de desacoplamiento E está conectada a las líneas de bus Abus y Bbus.

En la figura 2 se representa un aparato de bus BG1 en detalle. El mismo está compuesto por una aplicación A, que está conectada a través de una interfaz de usuario AST con un acoplador de bus BK. El bus B está simbolizado aquí simplemente con una línea. El bus B puede ser por ejemplo un bus EIB. En una interfaz de usuario AST estándar EIB del acoplador de bus BK se ponen a disposición típicamente 5 V/10 mA (máximo 25 mA) y 20 V/5 mA. Estas tensiones son aportadas por lo general por un circuito integrado desde el EIB.

En el caso de que la potencia proporcionada o bien la intensidad proporcionada no sean suficientes para la aplicación deseada, es necesaria una fuente de alimentación de tensión adicional. La misma puede alimentarse bien a partir del bus o bien es necesaria una fuente de alimentación separada que se alimenta de la red con 230 V. En ambos casos el coste adicional es muy elevado. En el primer caso debería ponerse a disposición un acoplador de bus especial que ha de ser realizado tanto constructivamente como también en cuanto a técnica de conexión. En el segundo caso habría que desarrollar una fuente de alimentación con una alimentación con 230 V que estuviese integrada en la aplica-
ción.

Si por ejemplo para una aplicación especial (emisor/receptor de AF) se necesita una intensidad de hasta 50 mA para una tensión de alimentación de 2,2 a 3,6 V, esto no es posible a través de los acopladores de bus conocidos. En el ejemplo elegido el consumo de corriente necesario para la aplicación dependería del correspondiente modo de funcionamiento. Esto significa en concreto que por ejemplo se necesitarían para la emisión 2,2 V/50 mA, para la recepción 2,2 V/30 mA y para la programación de flash 2,7 V/6 mA. Además puede ser necesario que la aplicación pueda conectarse también sobre interfaces de usuario con 4 V/50 mA (regulador de tensión UP).

Por el documento US 6327635 B1 se conoce una tarjeta insertable que es capaz de tomar de un bus dos tensiones diferentes y elegir una de ellas para la alimentación de la tarjeta.

La tarea de la presente invención consiste así en proporcionar una tensión de alimentación mejorada para varios aparatos de bus de diversos tipos.

En el marco de la invención se resuelve esta tarea mediante una fuente de alimentación para un aparato de bus con un equipo de toma para la toma de una primera tensión de una primera conexión de alimentación de un bus, una segunda tensión de una segunda conexión de alimentación de un bus, un equipo convertidor de tensión para generar una tensión de salida a partir de la primera y la segunda tensiones tomadas y un equipo de control para controlar o regular la tensión de salida en función de al menos una señal de control. El equipo de control controla un modo de funcionamiento de los aparatos de bus y en función del modo de funcionamiento la tensión de salida.

De manera ventajosa puede obtenerse así una tensión de alimentación Uvcc específica de la aplicación a partir de las tensiones disponibles en la interfaz de usuario AST utilizando un convertidor DC/DC ventajosamente con reducida tensión drop-out (tensión diferencial entre la tensión de entrada y la tensión de salida).

Una forma constructiva especialmente preferente consiste en que esté conectada una resistencia eléctrica entre la primera y la segunda conexión de la fuente de alimentación. Especialmente es adecuada como resistencia una resistencia óhmica. De esta manera pueden combinarse ambas conexiones de alimentación puestas a disposición, con lo que puede lograrse una elevada intensidad de salida.

El equipo de control puede incluir un microcontrolador. Mediante el mismo puede controlarse o bien regularse de manera muy flexible la tensión de salida o bien la intensidad de salida.

Favorablemente representa la señal de control un modo de funcionamiento de la fuente de alimentación. Este modo de funcionamiento es por ejemplo un modo de emisión, un modo de recepción o un modo de programación, por ejemplo para la programación de flash. De esta manera puede adaptarse directamente la tensión de salida disponible al modo de funcionamiento de la aplicación.

Además, el equipo de la fuente de alimentación puede incluir un equipo de medida para medir la primera y/o segunda tensión y para aportar la correspondiente señal de control al equipo de control para ajustar la tensión de salida. De esta manera puede tenerse en cuenta para la generación de la tensión de salida no sólo un modo de funcionamiento de la aplicación a alimentar sino también las propias tensiones disponibles.

La presente invención se describe más en detalle en base a los adjuntos dibujos, en los que se muestra:

Figura 1 un bus de instalación con unidad de fuente de alimentación según el estado de la técnica;

figura 2 un aparato de bus según el estado de la técnica;

figura 3 un aparato de bus correspondiente a la invención; y

figura 4 un acoplamiento según la invención de dos tensiones disponibles.

Los ejemplos de ejecución escritos más en detalle a continuación son formas constructivas preferentes de la presente invención.

La figura 3 muestra esquemáticamente la estructura de un aparato de bus según la presente invención. También aquí está simbolizado el bus B solamente por una línea. El acoplador de bus BK conectado al bus B presenta una interfaz de usuario AST. En la interfaz de usuario AST proporciona en una primera conexión de alimentación la tensión U1 y la intensidad I1 y en una segunda conexión de alimentación la tensión U2 y la intensidad I2. Típicamente en el acoplamiento a un bus EIB es U1 = 5 V, I1 = 25 mA y U2 = 20 V, I2 = 5 mA.

Para llegar a una tensión de salida Uvcc inferior a las tensiones U1 y U2, se utiliza un convertidor DC/DC o convertidor de tensión continua GW. Un aspecto esencial del convertidor DC/DC es una tensión dropout o diferencial lo más pequeña posible. La misma no debe ser superior a U1 - Uvcc o bien U2 - Uvcc.

La tensión de salida Uvcc es controlada por un microcontrolador MK. El mismo ajusta la tensión de salida Uvcc en función del correspondiente modo de funcionamiento del aparato de bus. El ejemplo elegido en la figura 3 incluye un transceptor de AF TC. El transceptor de AF TC se alimenta como el microcontrolador MK de la tensión de salida Uvcc del convertidor de tensión continua GW. A través de un enlace bidireccional de datos, ajusta el microcontrolador el modo de funcionamiento del transceptor de AF. El convertidor de tensión continua se ajusta correspondientemente, con lo que el mismo puede controlar correspondientemente el convertidor de tensión continua GW. Por ejemplo, ajusta el microcontrolador MK la alimentación para la emisión a 2,2 V/50 mA, para la recepción a 2,2 V/30 A y para la programación de flash a 2,7 V/6 mA.

El ajuste de la tensión de salida Uvcc puede realizarse también en función de las tensiones disponibles U1 y U2, midiendo las mismas mediante un convertidor de nivel PW y transmitiendo las correspondientes señales de medida al microcontrolador MK. Entonces se ajusta la tensión de salida Uvcc inmediatamente tras un reseteado siempre al valor mínimo admisible.

Si, como sucede en el presente ejemplo para el transceptor de AF TC, la intensidad puesta a disposición típicamente por un bus EIB a partir de una conexión de alimentación no es suficiente, entonces pueden combinarse según la figura 4 ambas conexiones de alimentación de la interfaz de usuario AST. Esta combinación se realiza económicamente mediante una resistencia óhmica R, con lo que las intensidades I1 e I2 de ambas conexiones de alimentación se suman para formar una corriente de carga I_{Last}. Cuando es por ejemplo U1 = 5 V y U2 = 20 V, cae a través de la resistencia R una tensión de 15 V. La resistencia R ha de dimensionarse entonces tal que fluya a través de ella una intensidad I2, que juntamente con la intensidad I1 da como resultado la intensidad de carga deseada I_{Last}.

La condición general es por lo tanto: R = (U2 - U1)/I2, siendo I_{Last} \geq I2 y U2 > U1. Cuando por ejemplo la intensidad adicional I2 debe ser como máximo de 5 mA, entonces la resistencia R tendría que ser R 3kOhm cuando la tensión diferencial U2 - U1 es según el ejemplo anterior de 15 V. La intensidad de carga resultante I_{Last} sirve como corriente de entrada del convertidor DC/DC GW. Con ello puede ponerse a disposición una intensidad suficientemente alta en el aparato de bus sin una fuente de alimentación adicional.

Claims (8)

1. Fuente de alimentación para un aparato de bus (BG1 a BGn) con

-

un equipo de toma para tomar una primera tensión (U1) de una primera conexión de alimentación de un bus (B) y una segunda tensión (U2) de una segunda conexión de alimentación del bus (B),

-

un equipo convertidor de tensión (GW) para generar una tensión de salida (Uvcc) a partir de la primera y la segunda tensión tomadas (U1, U2) y

-

un equipo de control (MK) para el control o regulación de la tensión de salida (Uvcc) en función de al menos una señal de control,

caracterizado porque el equipo de control (MK) controla un modo de funcionamiento del aparato de bus (BG1 a BGn) y en función del modo de funcionamiento controla la tensión de salida (Uvcc).

2. Fuente de alimentación según la reivindicación 1,

en la que está conectada una resistencia eléctrica (R) entre la primera y la segunda conexión de alimentación de tensión.

3. Fuente de alimentación según la reivindicación 2,

en la que la resistencia eléctrica (R) es una resistencia óhmica.

4. Fuente de alimentación según una de las reivindicaciones precedentes,

en la que el equipo de control (MK) incluye un microcontrolador.

5. Fuente de alimentación según una de las reivindicaciones precedentes,

en la que la señal de control representa un modo de funcionamiento de la fuente de alimentación.

6. Fuente de alimentación según la reivindicación 5,

en la que el modo de funcionamiento es un modo de emisión, un modo de recepción o un modo de programación.

7. Fuente de alimentación según una de las reivindicaciones precedentes,

que incluye un equipo de medida (PW) para medir la primera y/o la segunda tensión (U1, U2) y para aportar la correspondiente señal de control al equipo de control para ajustar la tensión de salida.

8. Aparato de bus con una fuente de alimentación según una de las reivindicaciones precedentes.