ES2301468T3 - Circuito de proteccion para una unidad de fuente de alimentacion y la correspondiente unidad de fuente de alimentacion. - Google Patents

Circuito de proteccion para una unidad de fuente de alimentacion y la correspondiente unidad de fuente de alimentacion. Download PDF

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Abstract

Circuito de protección con una etapa de conmutación (T1) para una unidad de fuente de alimentación para supervisar al menos dos tensiones de salida (U1 - U4) conectadas a una entrada de control (B) de la etapa de conmutación (T1), estando dichas tensiones aisladas entre sí respectivamente mediante un diodo (D4, D5, D6) y una resistencia (R5, R6), caracterizado porque el circuito de protección incorpora una red pasiva con una resistencia (R1) y un condensador (C1) para generar una tensión de funcionamiento (U6) para el circuito de protección a través de la cual la etapa de conmutación (T1) se conecta a una tensión de salida (U5) de la unidad de fuente de alimentación, de forma que la etapa de conmutación (T1) es reiniciada en caso de fallo, tras producirse una caída en esta tensión de salida, (U5) y porque la red pasiva cuenta con un diodo Zener (D1) mediante el cual la tensión de funcionamiento (U6) disponible en la etapa de conmutación (T1) está limitada a un valor que corresponde aproximadamente al valor de la tensión de salida más baja a supervisar.

Description

Circuito de protección para una unidad de fuente de alimentación y la correspondiente unidad de fuente de alimentación.
La invención está basada en un circuito de protección con una etapa de conmutación para una unidad de fuente de alimentación, que en caso de fallo, por ejemplo, un cortocircuito, suministre una señal de fallo a la unidad de la fuente de alimentación.
Los circuitos de protección de este tipo se utilizan a menudo en unidades de fuente de alimentación en modo conmutado a fin de desconectarlas de forma fiable, concretamente, en el caso de producirse un cortocircuito, de forma que los componentes, tales como el transistor de conmutación, o los componentes de la etapa de salida, por ejemplo, no se destruyan debido a la sobrecarga. Por ejemplo, el documento DE-A 19735208, describe una fuente de alimentación en modo conmutado que incorpora en el lado primario medios de conmutación que realizan una desconexión fiable del transistor de conmutación en caso de producirse un cortocircuito en el lado secundario. La configuración de los medios de conmutación en el lado primario tiene en este caso el efecto de que si se produce un cortocircuito, la tensión se reduce a un valor bajo directamente en el borne de puerta del transistor de conmutación, de forma que dicho transistor no pueda ponerse nuevamente en funcionamiento. El cortocircuito se detecta en este caso en el bobinado auxiliar del transformador de aislamiento del lado primario.
En el documento DD-A-28642 se describe un circuito de protección con una etapa de conmutación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
El objeto de la presente invención consiste en describir un circuito de protección para una unidad de fuente de alimentación con una pluralidad de tensiones de salida que realiza una desconexión fiable de la unidad de fuente de alimentación en el caso de producirse un cortocircuito en una de las tensiones de salida, así como una unidad de fuente de alimentación que incorpora el respectivo circuito de protección.
Esto se logra mediante la invención, según se describe en la reivindicación 1, para el circuito de protección, y mediante la invención especificada en la reivindicación 6 para la unidad de fuente de alimentación.
En las reivindicaciones dependientes se describen desarrollos ventajosos de las invenciones.
El circuito de protección de la presente invención incluye una etapa de conmutación en la cual están conectadas al menos dos tensiones de salida sujetas a supervisión, estando ambas tensiones aisladas entre sí mediante resistencias y diodos. En la trayectoria de conexión de las tensiones de salida se encuentra dispuesto un diodo que se activa e inicia la etapa de conmutación en caso de producirse un fallo cuando tiene lugar una caída en una de las tensiones de salida. No se requiere el diodo para la última tensión de salida. De este modo, la etapa de conmutación facilita una señal de control que actúa en un bucle de control de la unidad de fuente de alimentación, de tal forma que la unidad de fuente de alimentación se desconecta.
El circuito de protección incluye también una red pasiva con una resistencia y un condensador, que establece una constante de tiempo, tras la cual el circuito de protección permite volver a poner en marcha la unidad de fuente de alimentación. La etapa de conmutación del circuito de protección podrá llevarse a cabo, por ejemplo, mediante una etapa de transistor o un amplificador operativo, que proporciona la señal de información para la situación de fallo de la unidad de fuente de alimentación cuando se produce la puesta en funcionamiento. Este circuito de protección permite una pluralidad de tensiones de salida de la correspondiente unidad de fuente de alimentación a supervisar de una forma sencilla con respecto a un cortocircuito o a una baja tensión.
Las aplicaciones del circuito de protección se centran especialmente en aparatos de televisión y grabadoras de vídeo, cuyas unidades de fuente de alimentación facilitan un número considerable de tensiones de salida para el funcionamiento de la unidad correspondiente. Las unidades de fuente de alimentación de estos dispositivos son predominantemente unidades de fuente de alimentación en modo conmutado, en especial convertidores de transferencia inversa. No obstante, también es posible utilizar el circuito de protección para unidades de fuente de alimentación lineales no conmutadas.
La invención se explica en mayor detalle a continuación, mediante un ejemplo que hace referencia a un diagrama esquemático en el cual la figura muestra un circuito de protección con una etapa de conmutación para controlar una pluralidad de tensiones de salida.
El circuito de protección de la figura incluye una etapa de conmutación, en este ejemplo de realización un transistor T1 que está cableado como conmutador y conectado a la entrada de control B a la cual están conectadas las tensiones de salida U1 - U4 a supervisar. En la entrada de control B se encuentra una cadena de resistencias conectadas en serie, con resistencias R4, R5, R6 y R7, a los puntos de conexión de los cuales están conectado respectivamente tensiones de salida U1, U2 y U3, a controlar, al final de los cuales está conectada otra tensión de salida U4. En la trayectoria de conexión de las tensiones U1, U2 y U3 está dispuesto, respectivamente, un diodo D2, D3 o D4, estando conectados estos diodos en la dirección inversa respecto a las tensiones U1, U2 y U3, de forma que estas tensiones están aisladas entre sí y no interfieren mutuamente. No se requiere ningún diodo para la última tensión U4, dado que esta tensión está igualmente aislada de las otras tensiones U1 a U3 mediante los diodos D2 a D4.
Las tensiones U1 a U4 a supervisar se encuentran aquí dispuestas en la cadena de resistencias R4 a R7, de tal forma que los valores con una tensión superior se encuentran en secuencia ascendente progresivamente alejados de la entrada de control B de la etapa del transistor T1. De este modo se simplifica en dimensionado de la cadena de resistencias R4 a R7, ya que cuando se produce una caída en una de las tensiones U1 a U4, dicha tensión debería activar de forma fiable el transistor T1.
En este ejemplo de realización, el transistor T1 de la etapa de conmutación es un transistor PNP, en cuyo emisor se encuentra disponible una tensión de funcionamiento U6. La entrada de control B del transistor T1 está igualmente conectada a la tensión de funcionamiento U6 a través de una resistencia R2 y un condensador C2 conectado en paralelo con esta última, de forma que la entrada de control B del transistor T1 se encuentre a nivel alto al aplicar la tensión U6, desconectándose el transistor T1.
La tensión de funcionamiento U6 se obtiene de una tensión U5 de la unidad de fuente de alimentación a través de una red pasiva que incluye una resistencia R1, un condensador C1 y un diodo Zener D1. Esto supone que el condensador C1 se cargue lentamente a través de la resistencia R1 al conectar la unidad de fuente de alimentación, de forma que la tensión de funcionamiento U6 se encuentre disponible en el transistor T1 con un retardo. El diodo Zener D1 tiene el efecto de limitar la tensión de funcionamiento U6 a un valor reducido. Cuando la unidad de fuente de alimentación se conecta, el transistor T1 se desconecta de forma fiable, a menos que se produzca un cortocircuito, debido a que las tensiones U1 a U4 se encuentran disponibles en una fase anterior que la tensión U6, y la tensión de la entrada de control B siempre suele ser superior o igual a la tensión de emisor, la tensión U6 del transistor T1. Si una de las tensiones U1 a U4 cae de forma significativa, por ejemplo en caso de cortocircuito, la fase de conmutación T1 se activará y emitirá una señal de control a través de una resistencia R3 a la unidad de fuente de alimentación.
La tensión U5, la resistencia R1 y el condensador C1 están dimensionados en este caso de forma que la tensión de funcionamiento U6 se acumule lo más lentamente posible una vez que se ha aplicado la tensión U5.
El circuito de protección puede estar configurado, en concreto, en el lado de secundario de una unidad de fuente de alimentación en modo conmutado, en la que el bucle de control supervisa una tensión de salida en el lado de secundario, por ejemplo a través de un acoplador óptico OK. La resistencia R3 puede encontrarse directamente en el bucle de control de la unidad de fuente de alimentación, por ejemplo en una conexión del acoplador óptico OK en el lado de secundario. Por ello, el condensador C1 se descargará cuando se conecte el transistor T1, dado que la unidad de fuente de alimentación se desconecta hasta que la tensión U5 desciende a un valor de aproximadamente 2 voltios, en cuyo momento se desconecta el acoplador óptico OK. Por ello, la unidad de fuente de alimentación se activa una vez más, pero ya no opera hasta la totalidad del valor de la tensión U5 cuando uno de las tensiones de salida U1 a U4 tenga un cortocircuito. Entonces el transistor T1 se activa nuevamente. Como resultado de ello, se consigue una activación cíclica de la unidad de fuente de alimentación mientras exista el cortocircuito, aunque los intervalos de tiempo adicionales de los ciclos no son tan prolongados como el primer ciclo de desactivación. Esto reduce considerablemente la carga del transistor de conmutación y de otros componentes de la unidad de fuente de alimentación en caso de cortocircuito.
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Referencias citadas en la descripción
La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.
Documentos de patente citado en la descripción
\bullet DE 19735208 A [0002]
\bullet DD 28642 A [0003]

Claims (7)

1. Circuito de protección con una etapa de conmutación (T1) para una unidad de fuente de alimentación para supervisar al menos dos tensiones de salida (U1 - U4) conectadas a una entrada de control (B) de la etapa de conmutación (T1), estando dichas tensiones aisladas entre sí respectivamente mediante un diodo (D4, D5, D6) y una resistencia (R5, R6), caracterizado porque el circuito de protección incorpora una red pasiva con una resistencia (R1) y un condensador (C1) para generar una tensión de funcionamiento (U6) para el circuito de protección a través de la cual la etapa de conmutación (T1) se conecta a una tensión de salida (U5) de la unidad de fuente de alimentación, de forma que la etapa de conmutación (T1) es reiniciada en caso de fallo, tras producirse una caída en esta tensión de salida, (U5) y porque la red pasiva cuenta con un diodo Zener (D1) mediante el cual la tensión de funcionamiento (U6) disponible en la etapa de conmutación (T1) está limitada a un valor que corresponde aproximadamente al valor de la tensión de salida más baja a supervisar.
2. Circuito de protección de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, en caso de fallo, la etapa de conmutación (T1) actúa sobre un bucle de control de la unidad de fuente de alimentación de tal forma que la unidad de fuente de alimentación se desconecta.
3. Circuito de protección de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, tras conectar a tensión la fuente de alimentación, la entrada de control de la etapa de conmutación (T1) es llevada a estado alto por las tensiones de salida (U1 - U4) a supervisar con anterioridad a la tensión de funcionamiento (U6) disponible en la etapa de conmutación.
4. Circuito de protección de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se encuentra dispuesto en el lado de secundario de la unidad de fuente de alimentación.
5. Circuito de protección de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la etapa de conmutación dispone, en la entrada de control (B), de una etapa de transistor (T1) cuyas tensiones de salida (U1 - U4) a supervisar se encuentran disponibles.
6. Unidad de fuente de alimentación para generar una pluralidad de tensiones de salida (U1 - U4) caracterizada porque cuenta con un circuito de protección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
7. Unidad de fuente de alimentación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque cuenta con un bucle de control, que se inicia a partir de una tensión de salida (U1 - U4) en el lado de secundario.
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