ES2300987T3 - Dispositivo para alimentar con corriente al menos una etapa final de encendido mediante una corriente de encendido desde una reserva de energia. - Google Patents
Dispositivo para alimentar con corriente al menos una etapa final de encendido mediante una corriente de encendido desde una reserva de energia. Download PDFInfo
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Abstract
Dispositivo para alimentar con corriente al menos una etapa final de encendido mediante una corriente de encendido desde una reserva (ER) de energía, caracterizado porque está conectado un regulador de tensión entre la reserva (ER) de energía y la al menos una etapa final de encendido de tal modo, que el regulador de tensión ajusta un tensión a un valor preestablecido en la al menos una etapa final de encendido.
Description
Dispositivo para alimentar con corriente al
menos una etapa final de encendido mediante una corriente de
encendido desde una reserva de energía.
La invención se refiere a un dispositivo para
alimentar con corriente al menos una etapa final de encendido
mediante una corriente de encendido desde una reserva de energía
según el tipo de la reivindicación independiente de patente.
Por el documento US 5.420.790 A se conoce prever
un regulador de tensión para el microprocesador y el sensor de
aceleración que mantiene la tensión para estos componentes a 5 V. La
energía puede proceder a este respecto o bien de la batería de
automóvil o bien de una reserva de energía.
Por el documento DE 100 57 917 A1, considerado
como el estado de la técnica más próximo, ya se conoce alimentar
con corriente etapas finales de encendido en caso de disparo con una
corriente de encendido desde una reserva de energía. De este modo
pueden encenderse entonces los elementos de encendido mediante esta
corriente de encendido. La reserva de energía son habitualmente uno
o varios condensadores, preferiblemente condensadores
electrolíticos.
El dispositivo según la invención para alimentar
con corriente al menos una etapa final de encendido mediante una
corriente de encendido desde una reserva de energía con las
características de la reivindicación independiente de patente tiene
a este respecto la ventaja de que ahora entre la reserva de energía
y la etapa final de encendido está previsto un regulador de tensión
que ajusta el tensión en la etapa final de encendido a un valor
preestablecido. Para minimizar la potencia perdida, el regulador de
tensión ajustará este valor a un valor mínimo posible. En el caso
de un funcionamiento independiente, es decir, en el caso de una
desconexión de la tensión de la batería, el propio aparato de
control consume corriente desde la reserva de energía, lo que
provoca una caída de tensión en la reserva de energía.
Adicionalmente, para la compensación de la caída de tensión se
establece, en la resistencia interior del condensador de la reserva
de energía, una tensión de la reserva de energía fundamentalmente
mayor de lo que sería necesario para que un aparato de control, en
el caso del funcionamiento independiente, pueda seguir funcionando
sin fallos durante un encendido de la etapa final de encendido. Sin
embargo, esta tensión mayor tiene como consecuencia que también las
etapas finales de encendido deberían dimensionarse para una
potencia perdida mayor. Mediante la inserción del regulador de
tensión según la invención entre la reserva de energía y la etapa
final de encendido, la tensión en la etapa final de encendido
siempre se mantiene al valor necesario mínimo. En el caso del
funcionamiento independiente sin encendido el regulador de tensión
tiene una resistencia mayor, debido a que sólo se absorbe muy poca
corriente por el aparato de control. En caso de que se realice el
encendido y la activación de las etapas finales de encendido y de
este modo un flujo de corriente de la corriente de encendido, la
resistencia interior se reduce, de modo que está disponible la
corriente de encendido necesaria. Por consiguiente es posible que
las etapas finales de encendido puedan dimensionarse para una
potencia perdida menor de lo que era posible hasta ahora. De este
modo las etapas finales de encendido se reducen, por tanto se
vuelven más económicas en cuanto a su
fabricación.
fabricación.
Mediante las medidas y perfeccionamientos
indicados en las reivindicaciones dependientes son posibles mejoras
ventajosas del dispositivo indicado en la reivindicación
independiente de patente para alimentar con corriente al menos una
etapa final de encendido mediante una corriente de encendido y una
reserva de energía.
Es especialmente ventajoso que un regulador de
tensión que puede apagarse representa también la función de un
semiconductor de seguridad, posibilitando (semiconductor de
seguridad encendido) o no (semiconductor de seguridad apagado) el
semiconductor de seguridad la alimentación con corriente de la al
menos una etapa final de encendido. El semiconductor de seguridad
es un componente separado independiente de las etapas finales de
encendido para, en el caso de un defecto (incluyendo una
destrucción) de las etapas finales de encendido, y por tanto un
posible disparo erróneo de las mismas, evitarlo con éxito. El
semiconductor de seguridad está realizado de manera electrónica,
tal como ya indica su nombre.
Adicionalmente puede estar previsto también un
diagnóstico para el semiconductor de seguridad. El diagnóstico
podría ser por ejemplo una carga de resistencia a masa que puede
conectarse, simulando la resistencia una encendido. En el caso de
una resistencia de diagnóstico interconectada, la tensión depende en
la etapa final de encendido del estado del semiconductor de
seguridad: Si el semiconductor de seguridad está interconectado, la
tensión aumenta en la etapa final de encendido, si el semiconductor
de seguridad está apagado, la tensión se reduce.
Además es ventajoso que el semiconductor de
seguridad presente al menos un transistor de potencia,
preferiblemente un transistor MOSFET.
En caso de que esté utilizado un transistor
MOSFET de canal N, puede ser ventajoso un suministro adicional de
puerta con diodo y condensador. Esta entrada representa una tensión
atenuada de la reserva de energía, de modo que durante una caída de
tensión de la reserva de energía está disponible una tensión mayor
para la activación de la puerta del transistor de potencia. De este
modo puede obtenerse una resistencia (R_{DS(ON)}) interior
menor en el caso de una caída de la reserva de energía hasta un
tensión inferior a la tensión regulada (interconexión del
transistor de potencia).
Además puede ser ventajoso que al regulador de
tensión esté asociada al menos una fuente de corriente, por ejemplo
para el diagnóstico de la al menos una etapa final de encendido.
Esta fuente de corriente provoca un diagnóstico de la etapa final
de encendido proporcionando la fuente de corriente una corriente que
es menor que una corriente que es necesaria para el disparo de los
elementos de encendido, pero que aún así provocará en el
condensador de diagnóstico (condensador entre el semiconductor de
seguridad y la etapa final de encendido) energía suficiente para el
diagnóstico de la etapa final. Especialmente pueden reconocerse de
este modo procesos de envejecimiento. La fuente de corriente podría
realizarse por ejemplo en forma de un transistor regulado, que
puentea el regulador de tensión, o una regulación de la corriente
conmutable directamente en el regulador de tensión.
También puede ser ventajoso que entre la reserva
de energía y el regulador de tensión esté previsto un diodo de
protección contra polarización inversa que tiene la función de
proporcionar en el caso de una conexión errónea de la reserva de
energía, es decir, con el polo erróneo, una protección frente a la
tensión de la reserva de energía bloqueándose entonces este
condensador dispuesto de manera errónea. El diodo de protección
contra polarización inversa, la fuente de corriente, el
semiconductor de seguridad y el regulador de tensión pueden estar
ubicados todos en un circuito integrado específico de la aplicación
(ASIC). Sin embargo, es posible también dividir estas funciones en
dos o tres procesos de semiconductor. Por ejemplo en un primer ASIC
podrían estar ubicados el semiconductor de seguridad con el
regulador de tensión y el diodo de protección contra polarización
inversa y en un segundo ASIC podría estar dispuesta la fuente de
corriente para el diagnóstico para la función de diagnóstico para
el semiconductor de seguridad y una activación para el semiconductor
de seguridad. Son posibles divisiones adicionales.
Un ejemplo de realización de la invención está
representado en el dibujo y se explicará más en detalle en la
descripción siguiente.
La figura 1 muestra un diagrama de bloques del
dispositivo según la invención. Descripción
Los elementos de encendido para airbags, para
encenderse, se alimentan con corriente habitualmente de manera
exclusiva desde un condensador de reserva de energía. La tensión del
condensador de reserva de energía debe dimensionarse a este
respecto de tal modo, que se cumple un tiempo preestablecido de
autosuministro del aparato de control tras la separación de la red
de a bordo y que, durante el encendido, la caída de tensión causada
por la resistencia interior del condensador de reserva de energía no
influye en la función del aparato de control. En el estado de la
técnica se conoce que para la compensación de la caída de tensión en
la resistencia interior del condensador de reserva de energía se
establece un tensión de reserva de energía fundamentalmente mayor
de lo que sería necesario para el funcionamiento.
Según la invención se propone por tanto prever
un regulador de tensión entre la reserva de energía y la etapa
final de encendido para ajustar la tensión en la etapa final de
encendido siempre al valor mínimo posible para minimizar la
potencia perdida provocada por esta tensión en las etapas finales de
encendido.
La figura 1 muestra en un diagrama de bloques el
dispositivo según la invención.
Una reserva ER de energía está conectada en un
lado a masa y en el otro lado está conectada con un módulo 100.
Este módulo 100 también está conectado con un microcontrolador 105
con masa y finalmente con un condensador 106 de diagnóstico y una
activación 107 de circuito de encendido. El condensador 106 de
diagnóstico proporciona la energía necesaria para los ensayos de
las etapas finales de encendido. La activación 107 de circuito de
encendido presenta las etapas finales de encendido para los
elementos 108 de encendido individuales. A este respecto entre la
masa y los elementos 108 de encendido está conectada en cada caso
una etapa final negativa y entre el módulo 100 y el elemento 108 de
encendido una o varias etapas finales positivas. Estas etapas
finales se interconectan en caso de disparo a través de una línea,
habitualmente una línea SPI (Serial Peripheral Interface),
por el microcontrolador 105, de modo que la corriente de encendido
puede establecerse a través de las etapas finales de encendido. La
corriente de encendido procede de la reserva ER de energía. Sin
embargo, la corriente de encendido debe fluir en primer lugar a
través de un diodo 109 de protección contra polarización inversa y
del semiconductor 102 de seguridad para llegar a las etapas finales
de encendido en la activación 107 de circuito de encendido. El
semiconductor 102 de seguridad se activa a través de un módulo 103
de control que también se encuentra en el ASIC. El módulo 103
activa normalmente la puerta del transistor de potencia para
garantizar las dos funciones principales (semiconductor de
seguridad, regulador de tensión) del módulo 100. Para ello el
módulo 103 está conectado con el microcontrolador 105, que controla
el estado del semiconductor de seguridad (encendido, apagado), y
también por motivos eléctricos a masa. Sobre el módulo 100 está
previsto también un módulo 104 de diagnóstico que por ejemplo
podría ser una carga de resistencia a masa que puede conectarse.
Para ello el módulo 104 de diagnóstico también está conectado con el
microcontrolador 105. En paralelo con respecto al semiconductor 102
de seguridad, en el que se encuentra también el regulador de
tensión, está prevista una fuente 101 de corriente que a través del
condensador 106 de diagnóstico proporciona la energía de
diagnóstico para la etapa final 107 de encendido. El módulo 100
está, tal como se ha representado anteriormente, conectado a través
de una salida con un condensador 106 de diagnóstico y la activación
107 del circuito de encendido que están conectados ambos en cada
caso a masa. El condensador 106 de diagnóstico proporciona la
energía necesaria para el diagnóstico de la etapa final. La
activación 107 de circuito de encendido está interconectada con
elementos 108 de encendido que se alimentan con corriente con la
corriente de encendido desde la reserva ER de energía a través de
etapas finales de encendido. El suministro de puerta óptimo con el
diodo 110 y el condensador 111 representa una tensión de la reserva
de energía atenuada, de modo que durante una caída de tensión de la
reserva de energía está disponible una tensión mayor para la
activación de la puerta del transistor. De este modo puede
obtenerse, en el caso de una caída de la reserva de energía, una
resistencia (R_{DS(ON)}) menor del transistor hasta una
tensión inferior a la tensión regulada (interconexión del transistor
de potencia).
Claims (6)
1. Dispositivo para alimentar con corriente al
menos una etapa final de encendido mediante una corriente de
encendido desde una reserva (ER) de energía, caracterizado
porque está conectado un regulador de tensión entre la reserva (ER)
de energía y la al menos una etapa final de encendido de tal modo,
que el regulador de tensión ajusta un tensión a un valor
preestablecido en la al menos una etapa final de encendido.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el regulador de tensión puede apagarse y
posibilita la alimentación con corriente de la al menos una etapa
final de encendido en función de una señal de microcontrolador
externa.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque está previsto un diagnóstico (104) para
el semiconductor de seguridad.
4. Dispositivo según la reivindicación 2 o 3,
caracterizado porque el semiconductor (102) de seguridad
presenta al menos un transistor de potencia.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque al regulador de tensión
está asociada al menos una fuente (101) de corriente para el
diagnóstico de la al menos una etapa final de encendido.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque entre la reserva (ER) de
energía y el regulador de tensión está previsto un diodo (109) de
protección contra polarización inversa.
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