ES2632562T3

ES2632562T3 - Dispositivo de aislamiento eléctrico

Info

Publication number: ES2632562T3
Application number: ES10161341.2T
Authority: ES
Inventors: Martien Rijssemus
Original assignee: Technetix Group Ltd
Current assignee: Technetix Group Ltd
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2030-04-28
Also published as: PL2249564T3; GB0907931D0; GB0908566D0; EP2249564B1; EP2249564A1; GB2470079B; GB2470079A

Abstract

Un dispositivo de aislamiento eléctrico para uso en una red de banda ancha o red de televisión por cable (CATV), que comprende una entrada conectada por una trayectoria eléctrica a una salida, con uno o más condensadores conectados desde la trayectoria eléctrica a tierra para blindaje eléctrico, caracterizado por que al menos un dispositivo resonante está conectado entre la trayectoria eléctrica y tierra.

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo de aislamiento electrico Campo de la invencion

Esta invencion se refiere a un dispositivo de aislamiento electrico mejorado y, en particular, a un aislador galvanico mejorado para uso en redes de banda anchura y redes de television por cable.

Antecedentes de la invencion

Los dispositivos de aislamiento electrico, tales como aisladores galvanicos, se utilizan en redes de television por cable por muchas razones, incluyendo la prevencion de modulacion de zumbido, prevencion de corrosion galvanica y como un dispositivo de seguridad. Los aisladores son generalmente condensadores para bloquear DC y AC 50Hz o 60Hz y por razones de seguridad para que las necesidades de corriente de fuga no excedan ciertos lfmites. Ademas, el aislador tiene que tener una eficiencia de blindaje muy alta para asegurar que ninguna tension de radio frecuencia se fuga desde el aislador e interfiere con otras senales electricas. Para obtener una buena eficiencia de blindaje a bajas frecuencias, el valor de los condensadores debena ser muy grande, pero con tales condensadores grandes, las corrientes de fuga son un problema.

Un objeto de la presente invencion es proporcionar un dispositivo de aislamiento mejorado con buena eficiencia de blindaje, particularmente a bajas frecuencias.

Sumario de la invencion

De acuerdo con un aspecto de la presente invencion, se proporciona un dispositivo de aislamiento electrico para uso en una red de banda ancha o red de television por cable (CATV), que comprende una entrada conectada por una trayectoria electrica a una salida, con uno o mas condensadores conectados desde la trayectoria electrica hasta tierra para seleccion electrica, en el que el al menos un dispositivo resonante esta conectado entre la trayectoria electrica y tierra. El dispositivo resonante tiene una impedancia muy baja cuando esta en resonancia y esto permite mejorar la eficiencia de blindaje electrico sin incrementos perjudiciales de la corriente de fuga.

El dispositivo resonante esta conectado con preferencia en serie entre la trayectoria electrica y tierra, formando de esta manera un circuito resonante en serie.

El dispositivo resonante comprende, ademas, con preferencia un condensador e inductor en serie entre sf. Con preferencia, el condensador tiene un valor alto, tfpicamente en el rango de 330pF - 4,7nF, teniendo los inductores un valor en el rango de 47nH a 680nH.

De manera deseable, el dispositivo resonante tiene una frecuencia de resonancia proxima o dentro del rango de frecuencia para el que se requiere el blindaje electrico y los valores de los componentes, tales como el condensador y el inductor, dentro del dispositivo resonante se seleccionan de manera correspondiente.

La presente invencion es de uso particular para blindaje de baja frecuencia en el rango de 1MHz a 15MHz. No obstante, las caractensticas del dispositivo resonante se pueden seleccionar para proporcionar blindaje electrico mejorado en cualquier rango de frecuencia donde se requiere baja impedancia.

El dispositivo de aislamiento puede estar provisto con uno o mas dispositivos resonantes y los dispositivos resonantes pueden tener las mismas o diferentes caractensticas dependiendo de las frecuencias a las que se requiere blindaje electrico. Por ejemplo, primero, segundo y tercero dispositivos resonantes pueden estar provistos con diferentes frecuencias de resonancia, de manera que se mejora la eficiencia de blindaje sobre un rango de frecuencia amplio. Por lo tanto, si se requiere una pluralidad de dispositivos resonantes, se puede seleccionar cada uno con diferentes caractensticas de resonancia.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invencion, se proporciona una red de de banda ancha o red de television por cable, que incorpora uno o mas dispositivos de aislamiento electrico, como se ha indicado anteriormente.

La invencion se describira ahora, a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos que se acompanan, en los que: La figura 1 muestra un diagrama de circuitos de un aislador de la tecnica anterior.

La figura 2 muestra una vista en planta de los componentes del circuito en un aislador de la tecnica anterior.

La figura 3 muestra un diagrama de circuitos de un aislador de acuerdo con la presente invencion; y

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Las figuras 4(a) y (b) ilustran grados de blindaje electrico contra frecuencia de un aislador de la tecnica anterior y un aislador de acuerdo con la invencion.

Descripcion

Los aisladores galvanicos se utilizan en redes CATV por muchas razones, siendo las principales razones: a) la prevencion de modulacion de zumbido, b) la prevencion de corrosion galvanica y c) como un dispositivo de seguridad.

Los aisladores 10 se fabrican tfpicamente utilizando condensadores como el elemento de aislamiento principal DC y AC 50/60 Hz. Un circuito tipico de la tecnica anterior se muestra en la figura 1 con la figura 2 mostrando la disposicion de un dispositivo tfpico 10 para referencia y por razones de explicacion. Existen muchos modelos diferentes, pero la tecnologfa es la misma. En la figura 1, una trayectoria electrica 12 se extiende entre una entrada 14 y una salida 16 del aislador galvanico 10, siendo proporcionada la parte principal de la trayectoria electrica por cable coaxial 18 conectado a tierra 20 en un numero de puntos por condensadores 22. Nucleos de ferrita 24 se colocan sobre el exterior del cable coaxial 18 y estos nucleos en combinacion con los condensadores 22 aseguran que solo muy poca tension de RF (radio frecuencia) se puede fugar del aislador 10. Los condensadores 22 son tfpicamente de diferentes valores para conseguir una caractenstica de banda ancha. Los condensadores 26, 28 y el inductor 30 forman un filtro de paso alto para prevenir la migracion de pulsos inducidos por descargas electricas.

Los condensadores 22 son tipos de alta tension (tfpicamente > 1kV). El valor de los condensadores 22 es suficientemente grande para que tensiones RF no sean afectadas por los condensadores 22, pero suficientemente pequenas para que DC y AC 50Hz o 60 Hz no sea bloqueada desde la ENTRADA 14 hasta la SALIDA 16 asf como desde la SALIDA hasta la ENTRADA-tierra o en cualquier otra combinacion.

Un aislador 10 se utiliza tambien como un dispositivo de seguridad, cuando la corriente de fuga no debe exceder un cierto lfmite cuando se aplica una tension de 230 V 50 (o 60) Hz AC a traves del aislador 10. El lfmite de seguridad de la corriente de fuga se ajusta a 8 mA, pero para algunas redes CATV 2 mA es la corriente de fuga maxima, donde hasta cuatro aisladores estan colocados en paralelo.

Tal aislador 10 debena tener tambien una eficiencia de blindaje muy alta. Esto significa que no debena fugarse ninguna tension RF desde el aislados causando radiacion no deseada, que podna interferir con otros servicios y no debena fugarse ninguna tension RF en el aislador desde otros servicios que podna causar interferencia con los servicios CATV.

Para obtener una buena eficiencia de blindaje a bajas frecuencias (tfpicamente por debajo de 15 MHz), el valor de los condensadores 22 colocados en el circuito de tierra debena ser muy grande, ya que la impedancia en este lugar debena ser extremadamente baja para prevenir fuga. No obstante, a 230 V AC, tales condensadores de alto valor permitiran corrientes de fuga mayores que el maximo dictado por la seguridad, es decir, mayores que 8 o 2 mA. Una disposicion similar a la descrita anteriormente se conoce a partir del documento DE4238328 A1.

Un circuito aislador de acuerdo con la presente invencion se muestra en la figura 3 con uno de los condensadores 22 sustituido por circuito resonante 32. Se pueden sustituir tanto condensadores 22 como se requiera por circuitos resonantes, y en la figura 3 se muestran dos circuitos resonantes 32, 32'. El circuito resonante 32 comprende el condensador 34 y el inductor 36, que juntos forman un circuito resonante en serie con una impedancia muy baja a tierra, o toma de tierra a bajas frecuencias entre 1MHz y 15MHz.

Cada circuito resonante en serie 32, 32' tiene una impedancia muy baja en y alrededor de su frecuencia de resonancia, con la frecuencia del punto de resonancia seleccionado para que se mejore la eficiencia de blindaje a bajas frecuencias entre 1MHz y 15MHz o para cualquier frecuencia necesaria. Las frecuencias de resonancia para cada circuito resonante 32, 32' puede ser la misma, pero se pueden seleccionar diferentes dependiendo de la configuracion electrica de un aislador particular. El lugar exacto del circuito resonante 32, 32' dentro del aislador 10 y el valor exacto de los componentes dentro del circuito resonante, tales como el condensador 34, 34' y el aislador 36, 36', pueden ser diferentes dependiendo de modelo de aislador.

Anadiendo uno o mas circuitos resonantes 32 en serie, que utilizan condensadores pequenos de alta tension e inductores simples, se reduce la impedancia en el circuito de tierra utilizando las propiedades del circuito resonante sin necesidad de anadir condensadores adicionales o incrementar el valor de los condensadores.

La figura 4 muestra grafos que comparan la eficiencia de blindaje de baja frecuencia para un aislador de la tecnica anterior, figura 4(a), y para un aislador de acuerdo con la presente invencion, figura 4(b). El blindaje para el aislador de la tecnica anterior es muy pobre en el rango de frecuencia de aproximadamente 5MHz a aproximadamente 15MHz, con un rango de aproximadamente -50dB a aproximadamente -100dB. Para la presente invencion, sobre el mismo rango de frecuencia de 5 a 15MHz, es rango es de aproximadamente -90dB a aproximadamente -100dB. Los puntos de resonancia de los circuitos 32, 32' se pueden ver claramente en la figura 4(b). Mediante la seleccion

adecuada de los valores de los componentes dentro del circuito resonante, se pueden disenar los circuitos para resonar cerca de un rango de frecuencia deseada y de esta manera la invencion es particularmente util donde se requiere baja impedancia, cualquiera que sea el rango de frecuencia en el que se requiere la impedancia, aunque no tenga ventajas particulares para mejoras en eficiencia de blindaje para redes de banda ancha y CATV.

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. - Un dispositivo de aislamiento electrico para uso en una red de banda ancha o red de television por cable (CATV), que comprende una entrada conectada por una trayectoria electrica a una salida, con uno o mas condensadores conectados desde la trayectoria electrica a tierra para blindaje electrico, caracterizado por que al menos un dispositivo resonante esta conectado entre la trayectoria electrica y tierra.
2. - Un dispositivo de aislamiento electrico de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el dispositivo resonante esta conectado en serie entre la trayectoria electrica y tierra.
3. - Un dispositivo de aislamiento electrico de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que el dispositivo resonante comprende un condensador o inductor en serie entre sf.
4. - Un dispositivo de aislamiento electrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo resonante tiene una frecuencia de resonancia proxima o dentro de un rango de frecuencia para el que se requiere blindaje electrico.
5. - Un dispositivo de aislamiento electrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, provisto con dos o mas dispositivos resonantes.
6. - Un dispositivo de aislamiento electrico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, provisto con una pluralidad de dispositivos resonantes, cada uno con diferentes caractensticas de resonancia.
7. - Una red de television de banda ancha o por cable, que incorpora uno o mas dispositivos aislantes electricos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6.