ES2372084A1 - Sistema de eliminación de picos de corrientes para equipos y sistemas electrónicos con consumo de corriente discontinuos. - Google Patents
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Abstract
Sistema de eliminación de picos de corriente para equipos y sistemas electrónicos con consumos de corriente discontinuos.Sistema de eliminación de picos de corriente que comprende un primer regulador de tensión (7) con limite de corriente programable a un valor (I(límite)) dependiente del valor de pico de corriente discontinua (IO(pico)) demandada por la carga discontinua (3) y su relación con el ciclo de trabajo, un segundo regulador de tensión (9), un condensador (4) interconectado entre el primer y segundo regulador (7, 9), que se carga cuando cesa la demanda de corriente y que se descarga cuando se produce la demanda de corriente de salida entregando corriente al segundo regulador (9) que absorbe las variaciones de tensión producidas en la carga descarga del condensador y proporciona una tensión constante para cualquier valor de pico de corriente de salida demandada e independientemente de las variaciones de tensión del condensador (4), y un lazo de control entre un sensor de la corriente de salida entregada a la carga y una entrada de limitación (15) de la corriente de entrada (II) en el primer regulador (7).De este modo la corriente (I(límite)) por la entrada (1) y la tensión de salida (VLoad ) son constantes para cualquier valor del pico de corriente por la salida (IO(pico)).
Description
Sistema de eliminación de picos de corriente
para equipos y sistemas electrónicos con consumos de corriente
discontinuos.
La presente invención se encuadra en el campo
técnico de la tecnología electrónica y es aplicable a la realización
y diseño de sistemas de alimentación para equipos electrónicos y es
particularmente aplicable en los sistemas de telecomunicaciones
basados en la transmisión discontinua de información, como por
ejemplo, GSM, GPRS o UMTS. Los equipos susceptibles de aplicarse la
invención son aquellos que presenten un patrón de consumo
discontinuo, tales como terminales celulares móviles, módulos de
control, módulos de adquisición de datos, sensores remotos,
terminales celulares fijos, estaciones base, etc.
\vskip1.000000\baselineskip
Un importante numero de equipos y sistemas
electrónicos, tales como el sistema de comunicaciones móviles GSM
("Global System for Mobile Communications"), poseen una
característica de consumo de corriente pulsada como consecuencia de
que la carga que presentan es discontinua. La frecuencia del pulso
de corriente generado por la carga es, habitualmente, de baja
frecuencia.
Los picos de corriente producidos por el consumo
pulsado de corriente se traducen, sobre los sistemas o equipos
electrónicos, en diferentes fenómenos. Estos fenómenos deben
superarse para lograr el correcto funcionamiento del equipo, dentro
de las especificaciones y requerimientos de la normativa aplicable.
Los retos técnicos que se plantean al respecto son:
- -
- Laidas transitorias de tensión en el sistema de alimentación. Los picos de corriente, junto con la resistencia total de los elementos conductores, situados entre la fuente de alimentación y la carga discontinua, producen caídas instantáneas de la tensión de alimentación. Estás caídas de tensión pueden considerarse como un rizado en la tensión de alimentación.
- -
- Los caminos de la corriente deben diseñarse con secciones de conductores en concordancia con las especificaciones de pico máximo de corriente en lugar de su valor medio, o mismo es aplicable a los componentes y dispositivos en el camino de la corriente.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con el estado de la técnica, los
inconvenientes que plantean los picos de consumo discontinuos se
pueden soslayar, parcialmente, empleando las técnicas basadas en el
uso de condensadores, mediante redes LC, limitación de corriente de
carga fija, así como mediante la limitación de corriente de carga
fija y tensión de salida constante.
La solución mediante un condensador emplea la
capacidad del mismo para almacenar la energía instantánea demandada
por la carga discontinua. El condensador se dimensiona de acuerdo
con la demanda de energética, el periodo repetición y la duración de
la misma o ciclo de trabajo. Esta técnica está muy extendida por su
simplicidad aunque presenta varios inconvenientes:
- -
- El valor de la capacidad necesaria es, en la mayor parte de las aplicaciones, elevada por lo que el tamaño del condensador requerido es significativo y no es realizable físicamente.
- -
- Existe un rizado de salida, suma de la variación de tensión por la carga-descarga capacitiva y por la resistencia serie equivalente del condensador.
- -
- La corriente en la entrada es discontinua.
\vskip1.000000\baselineskip
Por otra parte, la solución mediante filtrado LC
se fundamenta en la utilización de una inductancia de valor elevado
entre la entrada y la salida junto a un condensador en paralelo con
la salida. Esta técnica se emplea en algunas aplicaciones
industriales. En el filtrado LC la inductancia limita la corriente
de carga del condensador. Siempre que exista una demanda de
corriente en el dispositivo o sistema electrónico, el condensador
comienza a descargarse, mientras tanto la inductancia limita el
bombeo de corriente de entrada, que se va incrementando en función
del tiempo que dure el pico de corriente por la salida,
proporcionado en parte por el condensador. Cuando finaliza la
demanda de corriente en la salida, la inductancia sigue entregando
energía al condensador, cargándolo, aumentando al mismo tiempo la
tensión. Uno de los inconvenientes de esta solución es la existencia
de sobre-tensiones en la salida y la aparición de un
rizado en tensión que mayor que el que aparece en un sistema con
control de corriente. Otro inconveniente es que, para que funcione
el filtrado LC, los valores de la inductancia y del condensador
deben ser elevados. En determinadas aplicaciones, las dimensiones
físicas de los componentes lo hacen impracticable.
\newpage
La solución mediante limitación de corriente de
carga fija está basada en la carga de un condensador a través de un
regulador de tensión con corriente limitada. La corriente máxima del
regulador de tensión se limita a un nivel fijo cuya magnitud es el
valor medio del pico máximo de corriente consumida por la carga
discontinua. La ventaja de esta solución es que la corriente por la
entrada se corresponde con el valor medio del pico de corriente
máximo de salida y en ese punto de trabajo su valor es constante. No
obstante, también debe constatarse que los inconvenientes que
plantea esta solución son que la tensión de salida siempre presenta
un rizado proporcional a la variación de tensión por la carga del
condensador a corriente constante y descarga por el pico de
corriente demandado en la salida, y que, si el pico de corriente de
salida disminuye, en la entrada vuelve a aparecer un consumo
discontinuo, aunque en este caso es de un valor inferior.
Si al sistema de limitación de corriente de
carga fija se le añade a la salida otro regulador, en este caso sin
limitación de corriente, se consigue que la tensión de salida
permanezca constante para cualquier pico de corriente por la carga.
El segundo elemento de conversión absorbe las fluctuaciones en la
tensión de alimentación producidas por la carga y descarga del
condensador y su propósito es eliminar el rizado en bornes del
condensador. La ventaja de esta solución es que consigue que para el
pico máximo de corriente de salida, la corriente por la entrada y la
tensión de salida son constantes, pero el inconveniente de esta
solución es que para valores inferiores del pico de corriente por la
salida, al recargarse la capacidad en menos tiempo, aparecen
discontinuidades en la corriente de entrada.
En el estado de la técnica, existen métodos y
sistemas empleados para reducir el consumo de energía en
dispositivos de consumo discontinuo, como por ejemplo en telefonía
móvil que se describen, por ejemplo, en las solicitudes de patente
US-2008293426-A1,
US-2008293426-A1 y
WO-2007102689-A1 que, sin embargo,
están enfocadas en la reducción del consumo, por lo que no suponen
soluciones de los inconvenientes anteriormente descritos.
Antes los inconvenientes del estado de la
técnica era deseable desarrollar un sistema que superara los
fenómenos desfavorables anteriormente descritos, debidos al consumo
discontinuo de equipos o sistemas electrónicos y que, por lo tanto,
evitara consumos discontinuos de corriente en los terminales de
entrada, eliminara las caídas de tensión en la salida del sistema de
alimentación, y eliminara o al menos redujera el nivel de las
interferencias electromagnéticas generadas por un consumo
discontinuo.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención tiene por objeto superar
los inconvenientes de los sistemas del estado de la técnica más
arriba detallados mediante un sistema de eliminación de picos de
corriente para equipos y sistemas electrónicos con consumos de
corriente discontinuos, que comprende
una entrada de alimentación por la que circula
la corriente de entrada, y una salida de alimentación por la que
circula la corriente de salida demandada por una carga
discontinua;
un primer regulador de tensión con limitación de
corriente programable, y un segundo regulador de tensión
interconectados entre la entrada de corriente y la salida de
corriente;
un condensador de almacenamiento interconectado
entre el primer regulador de tensión y el segundo regulador de
tensión, estando el condensador dimensionado para almacenar energía
cuando no se produce una demanda de corriente de salida y descargar
corriente cuando se produce una demanda de corriente de salida;
un sensor de corriente conectado entre el
segundo regulador de tensión y la salida de corriente, para medir
las demandas de corriente de salida;
estando conectado el primer regulador de tensión
además a una entrada de limitación en corriente y a una salida
conectada al condensador a través de la que suministra una corriente
de carga al condensador; y estando diseñado el segundo regulador de
corriente para mantener constante la tensión de salida que se
entrega a la carga discontinua;
estando caracterizado el sistema porque
el sensor mide la corriente de salida demandada
y está conectado a un analizador de corriente;
el analizador de corriente detecta un valor
máximo de la corriente de salida demandada, y establece un valor
medio de la corriente de salida demandada que transmite al primer
regulador de tensión a través de la entrada de limitación en
corriente, constituyendo el valor medio un valor de limitación en
corriente programada;
el primer regulador de tensión establece la
corriente de carga del condensador en función del valor de
limitación en corriente programada, independientemente de las
variaciones de la tensión en bornes del condensador entregada al
segundo dispositivo regulador de tensión e independientemente de la
corriente de salida demandada;
la medida del valor máximo de la corriente de
salida demandada por el analizador de corriente y la medida de la
corriente de salida demandada están sincronizadas a través de una
señal de control de un sistema de control de carga que controla la
carga de la carga discontinua y hace que éste tenga un
comportamiento discontinuo.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con la invención, el primer regulador
de tensión puede ser un convertidor DC-DC de tensión
lineal o conmutado. A su vez, el segundo regulador de tensión
también puede ser un convertidor DC-DC de tensión
lineal o conmutado. Los razonamientos que siguen hacen referencia al
caso de convertidores lineales. La misma idea es aplicable al caso
de convertidores conmutados teniendo en cuenta la relación de
potencias
P_{O} =
\etaxP_{I}
\hskip0.5cmo
\hskip0.5cmV_{O}xI_{O} = \etaxV_{I}xI_{I}
\hskip0.5cm(\eta = rendimiento).
Con la medida del pico de corriente de salida
entregada a la carga discontinua, I_{O(pico)}, y la ayuda
de un regulador de tensión con corriente de salida programable, se
limita la corriente de salida del primer regulador de tensión al
valor medio tal y como se indica en la siguiente ecuación:
I_{I(carga)} =
I_{O(pico)} * Ciclo de
Trabajo
donde
I_{I(carga)} es la corriente de entrada
que corresponde al limite de corriente programada;
I_{O(pico)} es el pico de corriente de
salida
Ciclo de Trabajo es la relación entre el tiempo
activo (t_{descarga}) Y el periodo de repetición de los consumos
de la carga discontinuos (T)
\vskip1.000000\baselineskip
De esta forma la corriente de entrada,
I_{I(carga)}, es siempre constante, independientemente del
valor de la corriente de pico de salida, I_{O(pico)}.
Como se puede observar, la presente invención
consigue un consumo de corriente continuo a la entrada de corriente
de un circuito en cuya salida aparecen picos de corriente variables
en amplitud y sin que aparezca rizado de tensión en la salida de
corriente. Ello se consigue mediante el primer regulador de tensión
limitado en corriente a un valor dependiente del valor de pico de
corriente discontinua demandada por la salida de corriente y su
relación con el ciclo de trabajo, el condensador interconectado
entre el primer y segundo regulador de tensión, que se carga durante
el tiempo que cesa la demanda de corriente y que se descarga cuando
se produce la demanda de corriente de salida entregando corriente al
segundo regulador de tensión, el segundo regulador de tensión que
absorbe las variaciones de tensión producidas en la
carga-descarga del condensador y proporciona una
tensión constante para cualquier valor de pico de corriente de
salida demandada e independientemente de las variaciones de tensión
del condensador, y el lazo de control entre la medida de la
corriente de salida entregada a la carga y la limitación de la
corriente de entrada en el primer regulador de tensión que
posibilita que, una vez conocido el ciclo de trabajo de la carga
discontinua y el valor del pico de corriente de salida, se pueda
programar el límite de corriente de carga del condensador hasta la
llegada del siguiente pico de corriente.
Por lo tanto, la invención resuelve diversos
problemas inherentes en los sistemas anteriormente conocidos, a
saber:
- Se evita la aparición campos electromagnéticos
en el sistema, originados por flujos de corriente discontinuos en la
entrada.
- La realización de la invención es sencilla y
precisa un mínimo de electrónica y programación y, además, es
posible su realización en un circuito integrado.
- Al evitarse los picos de corriente consumidos
por cargas discontinuas que obligan a sobredimensionar los elementos
de conexión para el valor de pico, el sistema conforme a la presente
invención reduce esta necesidad a tan sólo el valor medio de la
corriente consumida.
- Al evitarse que, al hacer pasar una corriente
discontinua por la resistencia de conexión a la fuente de energía
del equipo, se produzcan caídas de tensión que se pueden propagan
por todo el sistema y que pueden perturbar el normal funcionamiento
del equipo, y conseguir que la corriente sea continua, la invención
logra que desaparezcan esas caídas de tensión.
\vskip1.000000\baselineskip
El rango de aplicación de la invención es amplio
dado que es aplicable a cualquier equipo o sistema electrónico que
presente consumos discontinuos. Se presenta como un
perfeccionamiento de los sistemas de alimentación regulados o no
que, hoy en día, se emplean en todo equipo electrónico.
Los equipos o sistemas electrónicos que
presentan un consumo discontinuo, generan problemas de
funcionamiento y operatividad en dos frentes que, sin embargo se
superan mediante la presente invención. Así, en cuanto a la fuente
de energía, mediante la aplicación de la invención, la corriente que
circula por la entrada es constante y su valor, al limitarse al
valor medio en lugar del pico máximo, reduce los requerimientos en
cuanto al dimensionamiento de los elementos de interconexión. Por
otra parte, en cuanto a la carga, al proporcionar una tensión
estable, independiente de las demandas instantáneas de corriente, la
aplicación de la invención, permite una alimentación limpia de
rizados a la frecuencia de la discontinuidad de la carga.
De acuerdo con lo que se desprende de la
anterior descripción, la presente invención puede aplicarse a
cualquier sistema que precise solucionar simultáneamente estos
problemas. Así el ejemplo de aplicación más inmediato está en
sistemas de comunicaciones basados en transmisión discontinua como
GSM, GPRS, UMTS, etc. Por tanto, el sistema conforme a la presente
invención es de aplicación, por ejemplo, en terminales de telefonía
móvil, módulos de datos, terminales celulares fijos, estaciones
base, etc. En estos sistemas, el ciclo de trabajo es conocido y
constante, así como la amplitud del consumo de corriente. No
obstante, la presente invención también es aplicable a cualquier
sistema que precise una demanda discontinua de corriente en el que
se conozca la anchura del pulso de corriente o tiempo de aplicación
de la carga y el periodo de repetición de la misma, es susceptible
de aplicarse la invención de modo que el consumo por la entrada se
mantenga constante y su valor se corresponde con el equivalente al
de la potencia media entregada a la carga.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describen aspectos y
realizaciones de la invención sobre la base de unos dibujos, en los
que
la figura 1 muestra las formas de onda para dos
situaciones, plena carga y media carga, para técnicas empleadas para
soslayar los efectos de los picos de consumo discontinuos de acuerdo
con el estado de la técnica (columnas (a)-(d)) y de acuerdo con el
sistema conforme a la presente invención (columna e));
la figura 2 muestra el esquema de funcional de
una realización práctica del sistema de la presente invención.
En estas figuras aparecen referencias numéricas
que identifican los siguientes elementos:
- 1
- entrada de corriente
- 2
- salida de corriente
- 3
- carga discontinua
- 4
- condensador de almacenamiento
- 5
- sensor de corriente
- 6
- señal de control de la carga discontinua
- 7
- primer regulador de tensión
- 8
- tensión de salida del primer regulador y/o rizado en la capacidad
- 9
- segundo regulador de tensión
- 10
- forma de onda discontinua de salida
- 11
- evolución temporal de la señal de activación de la carga
- 12
- forma de la corriente de entrada correspondiente al valor medio
- 13
- carga
- 14
- analizador de corriente
- 15
- entrada de limitación en corriente del primer regulador
- I_{C}
- corriente de carga al condensador
- I_{I}
- corriente de entrada
- I_{(límite)}
- valor de limitación en corriente programada
- I_{O}
- corriente de de salida
- I_{O(media)}
- corriente media demandada por la carga de la carga discontinua
- I_{O(pico)}
- valor máximo de consumo de corriente demandado por la carga
- I_{O(pico)}t_{d}/T
- valor medio de la corriente de salida demandada por la carga de la carga discontinua
- V_{C}
- tensión de salida del primer regulador y/o tensión en el condensador
- V_{Load}
- tensión de salida del segundo regulador que se entrega a la carga discontinua
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describen las figuras 1 y 2.
Las figuras se relacionan expresamente con una realización de dicha
invención que se presenta como un ejemplo ilustrativo y no
limitativo de ésta.
La figura 1 muestra las formas de onda para dos
situaciones, plena carga y media carga, técnicas empleadas para
superar los efectos los picos de consumo discontinuos. En la figura
1, las señales representadas son las siguientes: Las señales
representadas son:
- -
- La corriente de entrada I_{I}.
- -
- La tensión de entrada V_{I} (suponiendo que existe una cierta resistencia interna en la fuente de alimentación).
- -
- La evolución de la tensión en la capacidad de almacenamiento V_{O} (si existe).
- -
- La corriente por la carga de salida I_{O} (consumo discontinuo).
- -
- La tensión de salida en los extremos de la carga V_{O}.
\vskip1.000000\baselineskip
Las columnas (a)-(e) de la figura 1 corresponden
a las señales de los siguientes sistemas:
- (a)
- Conexión directa.
- (b)
- Con una capacidad en la carga.
- (c)
- A través de una red LC.
- (d)
- Con limitación de corriente fija y tensión de salida constante.
- (e)
- Sistema conforme a la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
En la parte izquierda de cada uno de los
gráficos se muestran las formas de onda de las corrientes y
tensiones para los picos de consumos máximos, mientras que en la
parte de derecha de cada uno de los gráficos se muestran las formas
de onda de las corrientes y tensiones para una corriente de salida
menor en un mismo ciclo de trabajo. Es importante destacar que en el
gráfico de la columna (e), correspondiente al sistema conforma a la
presente invención, la corriente a la entrada, I_{I}, es continua
y está ajustada al valor medio de la corriente de salida,
I_{O}.
Como se puede observar en la figura 1, en una
conexión convencional directa del tipo como la que corresponde a la
columna (a), los picos de corriente, junto con la resistencia total
de los elementos conductores, situados entre la fuente de
alimentación y la carga discontinua, producen caídas instantáneas de
la tensión de alimentación que pueden considerarse como un rizado en
la tensión de alimentación.
En la solución en la que se emplea la capacidad
de un condensador para almacenar la energía instantánea demandada
por la carga discontinua cuyas formas de onda se muestran en la
columna (b), existe un rizado de salida, suma de la variación de
tensión por la carga-descarga capacitiva y por la
resistencia serie equivalente del condensador y la corriente en la
entrada es discontinua.
En lo que se refiere a la solución mediante
filtrado LC, la columna (c) muestra la existencia de
sobre-tensiones en la salida y la aparición de un
rizado en tensión incluso mayor que el que aparece en un sistema con
control de corriente.
Finalmente y en cuanto al sistema con limitación
de corriente fija y tensión de salida constante, la columna (d)
muestra que para valores inferiores del pico de corriente por la
salida, al recargarse la capacidad en menos tiempo, aparecen
discontinuidades en la corriente de entrada.
De acuerdo con lo que se desprende de la
comparación de las señales en los gráficos que aparecen en las
columnas de la figura 1, el sistema de la presente invención
(columna (e)) carece de las desventajas de los sistemas del estado
de la técnica correspondientes a las columnas (a)-(d) .
La Figura 2 muestra un esquema funcional de una
realización práctica del sistema, con reguladores lineales, conforme
a la presente invención y las formas de onda de las señales más
relevantes de la invención correspondientes a una realización, y
representa un sistema de alimentación con corriente de entrada
(I_{I}) correspondiente a un valor promediado del consumo
corriente de de salida (I_{O}) para la carga que presenta la carga
discontinua (3) y con tensión de salida regulada (V_{Load}).
Puede observarse que el sistema comprende una
entrada de alimentación (1) por la que circula la corriente de
entrada (I_{I}), y una salida de alimentación (2) por la que
circula la corriente de salida (I_{O}) hacia la carga discontinua
(3). Entre la entrada de alimentación (1) y la salida de
alimentación (2) están interconectados un primer regulador de
tensión (7) con limitación de corriente programable conectado a la
entrada de corriente (1) y un segundo regulador de tensión (9)
conectado a la salida de alimentación a la carga discontinua (2), un
condensador (4) de almacenamiento (4) interconectado entre el primer
regulador de tensión (7) y el segundo regulador de tensión (9), así
como un sensor de corriente (5) conectado entre el segundo regulador
de tensión (9) y la salida de alimentación a la carga discontinua
(2).
El primer regulador de tensión (7) es un primer
convertidor DC-DC de tensión, con una entrada de
limitación en corriente (15), y con una salida conectada al
condensador (4) a través de la que suministra una corriente de carga
(I_{C}) al condensador (4).
El condensador (4) está dimensionado para
almacenar energía durante el periodo inactivo en el que no se
produce un consumo de corriente por la salida de corriente (2), La
corriente de carga (I_{C}) del condensador (4), se corresponde con
la corriente media (I_{O(media)}) demandada por la carga
(13) de la carga discontinua (3) a través de la salida de corriente
(2) hacia la carga discontinua (3). La tensión en bornes del
condensador (4) se entrega al segundo regulador de tensión (9).
El segundo regulador de tensión (9) es un
segundo convertidor DC-DC de tensión. La función del
segundo regulador de tensión (9) es mantener constante la tensión de
salida (V_{Load}) que se entrega a la carga discontinua (3),
independientemente de las variaciones de la tensión en bornes del
condensador (4) e independientemente de la corriente de salida
(I_{O}) demandada para la carga (13) de la carga discontinua (3) a
través de la salida (2).
El sensor (5) mide la corriente de salida
(I_{O}) consumida en la carga (13) y está conectado a un
analizador de corriente (14), Como la corriente de salida (I_{O})
es discontinua en función de la carga (13) solicitada por la carga
discontinua (3), presenta una forma de onda discontinua (10). El
analizador de corriente (14) detecta el valor máximo de consumo de
corriente (I_{O(pico)}) demandado por la carga (13) y
establece un valor medio (I_{O(pico)}t_{d}/T) de la
corriente de salida (I_{O}) que constituye un valor de limitación
en corriente programada (I_{l\text{í}mite}) que el analizador de
corriente (14) transmite al primer regulador de tensión (7) a través
de la entrada de programación de corriente (15).
La medida del valor máximo de consumo de
corriente (I_{O(pico)}) y del consumo demandado por la
carga (13) de la carga discontinua en la salida (2) están
sincronizados a través de una señal de control (6) de un sistema de
control de carga (11) que controla la operación de la carga (13) de
la carga discontinua (3) y hace que éste tenga un comportamiento
discontinuo.
Dado que la limitación en corriente (15) es
programable y su valor se corresponde con el valor medio
(I_{O(pico)}t_{d}/T) de la corriente de salida (I_{O})
en las demandas discontinuas de la carga discontinua a través de la
salida de corriente (2), y dado que la tensión de salida (V_{C})
del convertidor DC-DC (7), al entrar la limitación
por corriente, posee un rizado (8) debido a la carga y descarga del
condensador de almacenamiento (4), se consigue que la tensión en la
salida (V_{Load}) sea constante aunque el consumo sea discontinuo
(10), a la vez que la corriente de entrada (I_{I}) que entra al
primer regulador de tensión (7) no corresponde al valor máximo de
consumo de corriente (I_{O(pico)} demandado por la carga
(13) sino que queda limitada al valor de limitación en corriente
programada (I_{l\text{í}mite}) constante, correspondiente al valor
medio (I_{O(pico)}t_{d}/T) de la corriente de salida
(I_{O}) demandada por la carga (13) de la carga discontinua
(3).
De acuerdo con lo que se desprende de lo
anterior, el sistema conforme a la presente invención permite cerrar
un lazo de control entre la medida de la corriente de salida
(I_{O}) entregada a la carga (13) y la limitación en corriente del
primer regulador de tensión (7), de forma que se evitan consumos
discontinuos de corriente en los terminales de entrada, se eliminan
las caídas de tensión en la salida del sistema de alimentación y se
elimina o al menos se reduce el nivel de las interferencias
electromagnéticas generadas por un consumo discontinuo.
Claims (3)
1. Sistema de eliminación de picos de corriente
para equipos y sistemas electrónicos con consumos de corriente
discontinuos, que comprende
una entrada de corriente (1) por la que entra
una corriente de entrada (I_{I}), y una salida de corriente (2)
por la que sale una corriente de salida (I_{O}) demandada por la
carga discontinua (3) a través de la salida de corriente (2);
un primer regulador de tensión (7) limitado en
corriente, y un segundo regulador de tensión (9) interconectados
entre la entrada de corriente (1) y la salida de corriente (2);
un condensador (4) de almacenamiento (4)
interconectado entre el primer regulador de tensión (7) y el segundo
regulador de tensión (9), estando el condensador (4) dimensionado
para almacenar energía cuando no se produce una demanda de corriente
de salida (I_{O}) y descargar corriente cuando se produce una
demanda de corriente de salida (I_{O});
un sensor de corriente (5) conectado entre el
segundo regulador de corriente (9) y la salida de corriente (2),
para medir las demandas de corriente de salida (I_{O});
estando conectado el primer regulador de tensión
(7) además a una entrada de limitación en corriente (15) y a una
salida conectada al condensador (4) a través de la que suministra
una corriente de carga (I_{C}) al condensador (4) ; y estando
diseñado el segundo regulador de corriente (9) para mantener
constante la tensión de sal ida (V_{Load}) que se entrega a la
carga discontinua (3);
caracterizado porque
el sensor (5) mide la corriente de salida
(I_{O}) demandada y está conectado a un analizador de corriente
(14);
el analizador de corriente (14) detecta un valor
máximo (I_{O(pico)}) de la corriente de salida demandada
(I_{O}), y establece un valor medio
(I_{O(pico)}t_{d}/T) de la corriente de salida demandada
(I_{O}) que transmite al primer regulador de tensión (7) a través
de la entrada de limitación en corriente (15), constituyendo el
valor medio (I_{O(pico)}t_{d}/T) un valor de limitación
en corriente programada (I_{l\text{í}mite});
el primer regulador de tensión (7) establece la
corriente de carga (I_{C}) del condensador (4) en función del
valor de limitación en corriente programada (I_{l\text{í}mite}),
independientemente de las variaciones de la tensión en bornes del
condensador (4) entregada al segundo dispositivo regulador de
tensión (9) e independientemente de la corriente de salida demandada
(I_{O});
la medida del valor máximo
(I_{O(pico)}) de la corriente de salida demandada (I_{O})
por el analizador de corriente (14) y la medida de la corriente de
salida demandada (I_{O}) están sincronizados a través de una señal
de control (6) de un sistema de control de carga (11) que controla
la carga (13) de la carga discontinua (3) y hace que éste tenga un
comportamiento discontinuo.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema de eliminación de picos de corriente,
según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer
regulador de tensión (7) es un convertidor DC-DC de
tensión.
3. Sistema de eliminación de picos de corriente,
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el
segundo regulador de tensión (9) es un convertidor
DC-DC de tensión.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| ES201030338A ES2372084B1 (es) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Sistema de eliminación de picos de corrientes para equipos y sistemas electrónicos con consumo de corriente discontinuos. |
| PCT/ES2011/070155 WO2011110718A1 (es) | 2010-03-09 | 2011-03-09 | Sistema de eliminación de picos de corriente para equipos y sistemas electrónicos con consumos de corriente discontinuos |
| US13/583,657 US9041362B2 (en) | 2010-03-09 | 2011-03-09 | System for eliminating current surges in electronic systems and equipment having intermittent current consumption |
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| ES201030338A ES2372084B1 (es) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Sistema de eliminación de picos de corrientes para equipos y sistemas electrónicos con consumo de corriente discontinuos. |
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| ES2372084B1 ES2372084B1 (es) | 2012-11-21 |
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2010
- 2010-03-09 ES ES201030338A patent/ES2372084B1/es active Active
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2011
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- 2011-03-09 US US13/583,657 patent/US9041362B2/en not_active Expired - Fee Related
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