ES2947534T3 - Procedimiento para hacer funcionar un disyuntor electrónico y disyuntor electrónico - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un método para operar un disyuntor electrónico (2) con un interruptor semiconductor (8) conectado entre una entrada de voltaje (12) y una salida de carga (14) que, cuando se enciende una carga capacitiva (6) y /o conectado, depende de la tensión de salida (V a) detectada en la salida de carga (14) se controla, comparándose la tensión de salida (V a) con un valor umbral de tensión almacenado (V s), con un valor límite de corriente (I g), a la que se limita una corriente de carga (IL) transportada por el interruptor semiconductor (8), se ajusta desde un valor nominal (IN) a un valor de primera etapa (I s1) que se incrementa con respecto a este, en el que el valor límite actual (I g) se reduce gradualmente desde el valor del primer paso (I s1) hasta el valor nominal original (IN),y donde el interruptor semiconductor (8) se abre si el voltaje de salida (V a) durante un período de disparo (T a) después de la reducción gradual del límite de corriente (I g) no alcanza el umbral de voltaje (V s). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para hacer funcionar un disyuntor electrónico y disyuntor electrónico
La invención se refiere a un procedimiento para hacer funcionar un disyuntor electrónico con un interruptor semiconductor conectado entre una entrada de tensión y una salida de carga, que se activa al encender y/o al conectar una carga capacitiva en función de la tensión de salida detectada en la salida de carga. La invención se refiere además a un disyuntor electrónico que puede hacerse funcionar según un procedimiento de este tipo.
En el documento DE 203 02 275 U1 se describe por ejemplo un disyuntor electrónico de este tipo. El disyuntor electrónico presenta un interruptor semiconductor en forma de MOSFET (transistor semiconductor de efecto de campo de óxido metálico), que está conectado entre una conexión de tensión de funcionamiento (entrada de tensión) y una conexión de carga en una trayectoria de corriente. Para alcanzar una limitación fiable de la corriente en una red de tensión continua, se alimenta un valor de medición detectado por un sensor de corriente en la trayectoria de corriente a una entrada de comparador de un dispositivo de regulación. Cuando existe una señal de encendido y en caso de que un valor de medición no alcance un valor de referencia, el dispositivo de regulación abre el interruptor semiconductor, mientras que cuando el valor de medición supera el valor de referencia, el dispositivo de regulación cierra el transistor de potencia y limita la corriente que fluye por el mismo al valor de referencia.
Por el documento EP 1186086 B1 se conoce un sistema de distribución de corriente en la gama de baja tensión, en particular en la gama de 24 V CC, con una serie de circuitos eléctricos con, en cada caso, un disyuntor electrónico como protección frente a cortocircuitos y/o sobrecarga. Los circuitos eléctricos se alimentan conjuntamente por medio de una fuente de alimentación sincronizada. En caso de sobrecarga, cuando se supera un umbral de corriente ajustable, por ejemplo, a 1,1 veces la corriente nominal (In ), se produce un bloqueo del disyuntor electrónico una vez transcurrido un tiempo de retardo, mientras que en caso de cortocircuito, en primer lugar, se produce una limitación de corriente y después de superar un umbral de corriente adicional (por ejemplo, 2 x In ), se produce un bloqueo del disyuntor una vez transcurrido un tiempo de desconexión determinado.
Por el documento EP 1150410 A2 se conoce un disyuntor electrónico activado por medio de un microprocesador a través de un circuito de disparo, que interrumpe el suministro de energía a una carga con un retardo de tiempo. Antes o al mismo tiempo se produce una interrupción parcial del disyuntor.
Por el documento EP 1294 069 B1 también se conoce una interrupción parcial de un disyuntor electrónico con varios bloques de conmutación que, en cada caso, presentan un conmutador electrónico en forma de MOSFET y un comparador que lo controla a través de un microprocesador común. En caso de sobrecorriente se interrumpe el suministro de energía a la carga tras un retardo de tiempo después de la desactivación parcial del al menos un conmutador.
Para conmutar en particular cargas capacitivas y/o para su protección frente a una sobrecorriente y un cortocircuito se utiliza el interruptor semiconductor del disyuntor electrónico como fuente de corriente constante para cargar la capacitancia. El interruptor semiconductor y, en particular, un MOSFET utilizado en este sentido debe poder soportar la pérdida de potencia resultante de la corriente de irrupción durante la conmutación o en el curso de la carga de la capacitancia. Debido a esta situación, los disyuntores electrónicos, en particular aquellos con una limitación activa de la corriente se diseñan normalmente con un interruptor semiconductor sobredimensionado (MOSFET) para tener suficientemente en cuenta esta pérdida de potencia. Sin embargo, tal dimensionamiento del interruptor semiconductor utilizado conduce a un aumento de los costes y a una demanda de espacio correspondientemente grande dentro del circuito del disyuntor electrónico. Una carga capacitiva está descargada en el momento del encendido o de la conexión y, por tanto, puede absorber un gran número de electrones. Esto significa que la resistencia de la capacitancia es muy baja cuando se enciende, lo que da lugar a un elevado flujo de corriente, que es comparable a una corriente de cortocircuito. La elevada carga de corriente provoca una caída de la tensión de salida del disyuntor. El disyuntor suele tener un umbral de corriente ajustable para el caso de sobrecarga, por ejemplo, 1,25 o 1,5 veces la corriente nominal, al que se limita el flujo de corriente cuando se enciende o cuando se añade la carga capacitiva. Esto puede dar lugar a que el tiempo de carga de la carga capacitiva sea superior al tiempo de desconexión (tiempo de disparo) del disyuntor en caso de cortocircuito. Como resultado, es posible que el disyuntor se dispare, lo que significa que la carga no puede encenderse de manera fiable. En un circuito con varias cargas en particular, esto provoca que otras cargas conectadas fallen y/o pasen a un estado pasivo en caso de caída de la tensión de salida.
El documento DE 102014012828 A1 describe un disyuntor electrónico con una limitación dinámica de la corriente durante una operación de carga de una carga capacitiva. El disyuntor conocido detecta una corriente de carga o de semiconductor así como una tensión (tensión fuente-drenaje), que cae a través de un interruptor semiconductor (MOSFET), generándose a partir de aquí una señal de activación para el interruptor semiconductor. En este sentido, la potencia del interruptor semiconductor se ajusta mediante la señal de activación a un valor de potencia máximo. En el documento DE 102015219 545 B3 se describe un disyuntor electrónico con un interruptor semiconductor y con una unidad de control acoplada al mismo, que en caso de sobrecarga o cortocircuito o en caso de conexión a una carga capacitiva, en primer lugar, se produce una limitación de corriente. Para ello se ajusta un valor teórico de la corriente de salida teniendo en cuenta una pérdida de potencia máxima del interruptor semiconductor.
El documento EP 1150410 A2 da a conocer un disyuntor electrónico, en el que un interruptor semiconductor y un sensor de corriente están conectados en serie a una carga conectada. El disyuntor presenta además una unidad de control, en la que están depositados tres valores umbral de corriente, activándose el interruptor semiconductor en función de comparaciones de valores umbral de los valores umbral de corriente depositados con una corriente de salida detectada mediante el sensor de corriente.
El documento EP 1186086 B1 describe un sistema de distribución de corriente con una serie de circuitos eléctricos con, en cada caso, un disyuntor que presenta un interruptor semiconductor como protección frente a un cortocircuito o una sobrecarga. En este sentido, el o cada disyuntor comprende una limitación de corriente ajustable, produciéndose en caso de sobrecarga al superar un primer umbral de corriente ajustable un bloqueo del interruptor semiconductor una vez transcurrido un primer tiempo de desconexión ajustable, y produciéndose en caso de cortocircuito una limitación de la corriente por el interruptor semiconductor a un segundo umbral de corriente ajustable y un bloqueo del interruptor semiconductor una vez transcurrido un segundo tiempo de desconexión.
En el documento DE 20302275 U1 se describe un disyuntor electrónico con un interruptor semiconductor y con un sensor de corriente conectado en serie con respecto al mismo así como con un dispositivo de regulación para la activación del interruptor semiconductor con limitación de la corriente en función de un valor de medición detectado por medio del sensor de corriente. El valor de medición detectado se alimenta junto con un valor de referencia a un comparador del dispositivo de regulación, en el que si el valor de medición superar el valor de referencia, el dispositivo de regulación cierra el interruptor semiconductor y, así, se limita el flujo de corriente al valor de referencia.
El documento DE 102012103551 B4 da a conocer un disyuntor electrónico con un dispositivo de conmutación que puede controlarse por medio de una unidad de control y con un sensor de corriente así como con un sensor de tensión. En este sentido, la unidad de control abre el dispositivo de conmutación, cuando mediante una corriente de salida detectada mediante el sensor de corriente se determina un cortocircuito. A continuación, la unidad de control vuelve a cerrar el dispositivo de conmutación cuando una diferencia entre una tensión de salida detectada tras la última apertura del dispositivo de conmutación por medio del sensor de tensión y una tensión de salida detectada antes de la última apertura del dispositivo de conmutación por medio del sensor de tensión supera un valor umbral de tensión depositado.
El documento AT 506092 A4 describe una instalación eléctrica con al menos un consumidor protegido por medio de un dispositivo de protección, pudiendo ajustarse un parámetro de disparo del dispositivo de protección. Según el documento AT 506 092 A4 está prevista una unidad de control, a la que se alimenta un valor de medición de corriente de la corriente recibida por el al menos un consumidor, generando la unidad de control en función del recorrido del valor de medición de corriente un valor límite que se especifica al dispositivo de protección para ajustar un parámetro de disparo.
En el documento EP 1 783 886 A2 se describe un dispositivo de accionamiento de carga para controlar un accionamiento y una parada de una carga mediante un encendido/apagado de un componente semiconductor bajo el control de un circuito de accionamiento. El dispositivo presenta una unidad de detección de sobrecorriente que compara, con una tensión de evaluación prescrita, una tensión entre electrodos, que se genera cuando fluye una corriente entre un primer electrodo y un segundo electrodo del componente semiconductor, y evalúa si fluye una sobrecorriente a través del dispositivo semiconductor, cuando la tensión entre electrodos es mayor que la tensión de evaluación. El dispositivo presenta además una unidad de diagnóstico que realiza un diagnóstico para determinar si la unidad de detección de sobrecorriente funciona normalmente en un estado en el que el dispositivo semiconductor se encuentra en el estado encendido. Cuando la unidad de diagnóstico determina que la unidad de detección de sobrecorriente no funciona normalmente, la unidad de diagnóstico proporciona al circuito de control una señal de comando para desconectar el dispositivo semiconductor.
El documento DE 38 42 921 A1 da a conocer una disposición de circuitos para monitorizar la corriente de consumidores eléctricos, que en su alimentación de corriente presenta un elemento de medición de corriente, cuya tensión de medición dependiente de la corriente se alimenta a un circuito de comparación y evaluación. En este sentido, el circuito de comparación está compuesto por un comparador, en cuya entrada se aplica el potencial variable del elemento de medición de corriente, dependiente de la corriente, y cuya otra entrada está conectada a un circuito de valor de referencia. En la salida del circuito de comparación, en cada caso, al encender un consumidor que va a monitorizarse, se produce un valor límite asociado al mismo, de modo que la desviación de la corriente de consumidor en ese momento con respecto a este valor límite en una cantidad predeterminada hace que el comparador emita un cambio de señal al circuito de evaluación para generar una señal de perturbación. El circuito de evaluación comprende un microordenador que, a través de unas salidas de control, controla los medios de conmutación para el encendido y apagado de los consumidores a monitorizar, y además, a través de una línea de bus se conecta a la entrada de un convertidor digital-analógico del circuito de valor de referencia, y con cada encendido del consumidor, el valor límite asociado al mismo llega al comparador de forma controlada por pasos de tiempo desde el microordenador a través de la línea de bus y el convertidor digital-analógico.
La invención se basa en el objetivo de proporcionar un procedimiento particularmente adecuado para hacer funcionar un disyuntor electrónico. La invención se basa además en el objetivo de proporcionar un disyuntor electrónico que puede hacerse funcionar según un procedimiento de este tipo.
Con respecto al procedimiento, el objetivo se alcanza según la invención con las características de la reivindicación 1 y con respecto al disyuntor con las características de la reivindicación 6. Las configuraciones y los perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones dependientes respectivas.
El procedimiento según la invención es adecuado y está configurado para hacer funcionar un disyuntor electrónico con un interruptor semiconductor conectado entre una entrada de tensión y una salida de carga. El interruptor semiconductor realizado, por ejemplo, como MOSFET se activa al encender y/o conectar una carga capacitiva en función de una tensión de carga o tensión de salida detectada en la salida de carga.
Según el procedimiento está previsto que la tensión de salida detectada se compare con un valor umbral de tensión depositado. El valor umbral de tensión se determina por ejemplo mediante una diferencia de una tensión de funcionamiento detectada entre la entrada de tensión y la salida de carga y un valor umbral fijo. En una forma de realización a modo de ejemplo, el valor umbral fijo está fijado a 12 V. En este sentido, si se detecta una tensión de funcionamiento de, por ejemplo, 25 V, entonces se fija el valor umbral de tensión a 25 V - 12 V = 13 V y se deposita para la comparación de valor umbral con la tensión de salida.
Cuando la tensión de salida alcanza o no llega al valor umbral de tensión, entonces se ajusta un valor límite de corriente desde un valor nominal a un primer valor de paso aumentado respecto al mismo. En este sentido, una corriente de carga (corriente de salida) conducida por el interruptor semiconductor o corriente de semiconductor se limita durante el funcionamiento al valor límite de corriente respectivo.
Preferiblemente el valor nominal corresponde esencialmente a una corriente nominal del disyuntor o interruptor semiconductor, es decir, a la intensidad de corriente eléctrica, que recibe el conmutador en funcionamiento normal para suministrar su potencia nominal cuando se alimenta con la tensión nominal (tensión asignada). Por tanto, por corriente nominal se entenderá en particular la corriente asignada (norma DIN-EN 60934), en particular, una corriente fijada, que puede fluir permanentemente por el disyuntor.
Según el procedimiento, a continuación, el valor límite de corriente se reduce por pasos desde el primer valor de paso al valor nominal original. El interruptor semiconductor se abre, es decir, se conmuta de manera que se bloquea o pasa a ser eléctricamente no conductor, cuando la tensión de salida durante una duración de disparo tras la reducción por pasos del valor límite de corriente no alcanza el valor umbral de tensión. Esto significa que se dispara el disyuntor. Cuando se supera el valor umbral de tensión, entonces la tensión de carga o salida se encuentra en un rango de tensión deseado. Dicho de otro modo, el disyuntor sólo se dispara cuando no se alcanza el valor umbral de tensión. De este modo se implementa un procedimiento particularmente adecuado para hacer funcionar un disyuntor electrónico.
Así, el procedimiento según la invención reacciona a la conexión de una carga capacitiva y/o en caso de conexión a una carga capacitiva con un aumento temporal de la limitación de corriente o del valor límite de corriente. A continuación, se reduce la limitación de corriente especificada por el valor límite de corriente por pasos (por etapas), hasta que alcanza el valor nominal original. A continuación, se mantiene el valor nominal original para la duración de disparo. Por tanto, la limitación de corriente aproximadamente por pasos forma esencialmente una curva envolvente sobre el verdadero recorrido de corriente al encender o añadir la carga capacitiva. Si la tensión de salida sigue estando por debajo del valor umbral de tensión durante la duración de disparo o vuelve a estarlo (o es igual que el mismo), entonces se detecta un caso de fallo, por ejemplo, un cortocircuito, tras lo cual se dispara el disyuntor y, así, interrumpe la trayectoria de corriente entre la entrada de tensión y la salida de carga.
Según la invención al menos un segundo valor de paso está previsto entre el primer valor de paso y el valor nominal, al que se ajusta el valor límite de corriente en la reducción por pasos. Dicho de otro modo, la limitación de corriente por pasos presenta al menos dos pasos. En este sentido, preferiblemente están previstos entre cinco y 25 pasos. De este modo se implementa una curva envolvente particularmente precisa para el verdadero recorrido de corriente al encender o añadir la carga capacitiva. En una forma de perfeccionamiento adecuada, el número de pasos así como los valores de paso asociados en cada caso puede ajustarlos preferiblemente un usuario.
En una realización adecuada se reduce el valor límite de corriente tras una duración de paso respectiva al valor siguiente. Dicho de otro modo, cada valor de paso presenta una duración de paso asociada, conmutándose una vez transcurrida la duración de paso respectiva al valor de paso siguiente o valor nominal. De este modo es posible una conmutación sencilla y conveniente entre los valores de paso durante la reducción por pasos de la limitación de corriente.
En una configuración conveniente los valores de paso individuales presentan duraciones de paso igual de largas. Esto significa que a cada valor de paso durante la reducción por pasos de la limitación de corriente está asociada la misma duración de paso. De este modo se implementa un dimensionamiento adecuado de las duraciones de paso. Otro aspecto o un aspecto adicional del procedimiento prevén que la duración de disparo sea igual a la suma de las duraciones de paso individuales. Esto significa que la duración para la limitación de corriente por pasos es esencialmente igual a la duración de disparo.
En una forma de configuración adecuada, la duración para la limitación de corriente por pasos y la duración de disparo se dimensionan mediante un tiempo de detección de cortocircuito del disyuntor electrónico. El tiempo de detección de cortocircuito, es decir, el tiempo de detección o desconexión en caso de cortocircuito para la desconexión electrónica o apertura del interruptor semiconductor, suele depender del valor nominal de la corriente de carga o de la corriente nominal. Si el tiempo de detección de cortocircuito asciende, por ejemplo, a 100 ms (milisegundos), entonces la limitación de corriente por pasos y la duración de disparo presentan, por ejemplo, en cada caso una duración de 50 ms.
En una configuración adecuada se aumenta el valor límite de corriente a un primer valor de paso, que es igual a un múltiplo, en particular el triple, del valor nominal. De este modo se implementa un dimensionamiento particularmente ventajoso del primer valor de paso.
El disyuntor electrónico según la invención comprende un interruptor semiconductor, que está conectado entre una entrada de tensión y una salida de carga y, en el lado de control, está conectado a un controlador (unidad de control).
En este sentido, el controlador está configurado en general, en cuanto a programación y/o circuitos, para la realización del procedimiento según la invención descrito anteriormente. Por tanto, el controlador está configurado en particular para realizar una comparación de valor umbral de la tensión de salida y limitar la corriente de carga o de semiconductor por medio de una limitación de corriente así como aumentar la limitación de corriente desde un valor nominal a un primer valor de paso y, a continuación, reducirla por pasos.
El controlador está formado, al menos en esencia, por un microcontrolador con un procesador y una memoria de datos, en la que la funcionalidad para la realización del procedimiento según la invención se implementa en cuanto a programación en forma de software operativo (firmware), de modo que el procedimiento, opcionalmente interactuando con un usuario, se realice automáticamente al ejecutar el software operativo en el microcontrolador. Sin embargo, alternativamente, en una posible forma de realización, en el marco de la invención, el controlador también está formado por componentes electrónicos programables, por ejemplo, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), en el que se implementa la funcionalidad para la realización del procedimiento según la invención con medios de circuito.
A continuación se explicarán en más detalle ejemplos de realización de la invención mediante un dibujo. En éste muestran:
la figura 1, en un diagrama de bloques esquemático, un disyuntor electrónico con un interruptor semiconductor dispuesto en la trayectoria positiva de un control de corriente así como con un controlador que lo activa, la figura 2 , en un diagrama de flujo, el desarrollo del procedimiento del procedimiento de funcionamiento del disyuntor electrónico al encender o añadir una carga capacitiva,
la figura 3, en un diagrama corriente-tiempo, el desarrollo de una corriente de carga de la carga capacitiva durante una limitación de corriente por pasos del disyuntor,
la figura 4, en un diagrama corriente/tensión-tiempo, el desarrollo de una tensión de salida y de una corriente de carga limitada por la limitación de corriente del disyuntor con una corriente de sobrecarga continua,
la figura 5, en un diagrama corriente/tensión-tiempo, el desarrollo de la tensión de salida y de la corriente de carga del disyuntor durante una operación de encendido de la carga capacitiva en la que no se dispara el disyuntor, y la figura 6, en un diagrama corriente/tensión-tiempo, el desarrollo de la tensión de salida y de la corriente de carga del disyuntor durante una operación de encendido de la carga capacitiva en la que se dispara el disyuntor.
Las partes y magnitudes correspondientes están marcadas siempre con los mismos números de referencia en todas las figuras.
El disyuntor 2 electrónico representado esquemáticamente en la figura 1 está conectado en un circuito eléctrico entre una fuente de corriente o tensión de una fuente de alimentación 4 y una carga 6 capacitiva. El disyuntor 2 comprende un transistor de potencia o interruptor semiconductor 8 en forma de MOSFET, que está conectado en una trayectoria de corriente 10, concretamente la trayectoria positiva del disyuntor 2.
La trayectoria de corriente 10 se extiende entre una conexión de tensión de funcionamiento o entrada de tensión 12 y una salida de carga 14 o conexión de carga positiva. A la salida de carga 14 se conecta el polo positivo de la carga 6 que va a conectarse, mientras que se conectará un polo negativo a una conexión de carga 16 negativa correspondiente del disyuntor 2. En el ejemplo de realización representado esta conexión de carga 16 está conectada a tierra GND.
La tensión de funcionamiento o entrada Ve generada por la fuente de corriente o tensión de la fuente de alimentación 4 en forma de, por ejemplo, una tensión continua con 24 V (CC) se aplica a la entrada de tensión 12 del disyuntor 2. Cuando la fuente de alimentación 4 está conectada y la carga 6 está conectada, durante el funcionamiento del disyuntor 2 , desde la entrada de tensión 12 a través de la trayectoria de corriente 10 y, por tanto, a través del tramo drenaje-fuente del interruptor semiconductor 8 así como a través de la carga 6, fluye una corriente de salida o carga Il hacia el potencial de referencia o tierra GND. La tensión de carga o salida Va que cae en la carga 6 se detecta entre las salidas de carga 14 y 16 por medio de un sensor de tensión 18 integrado en el disyuntor 2.
El interruptor semiconductor 8 está conectado en la trayectoria de corriente 10 por medio de una conexión de drenaje 20 y una conexión fuente 22. Una conexión de puerta 24 del interruptor semiconductor 8 está conectada en el lado de activación a un controlador 26 del disyuntor 2. El controlador 26 realizado, por ejemplo, como microcontrolador está acoplado mediante señal al sensor de tensión 18. Durante un funcionamiento normal, el controlador 26 limita la corriente de carga Il o la corriente de fuente-drenaje que fluye por el interruptor semiconductor 8 por medio de una limitación de corriente a un valor límite de corriente Ig que, por ejemplo, es igual a un valor nominal In de una corriente nominal del disyuntor 2.
En el diagrama de flujo mostrado en la figura 2 se ilustra un procedimiento de funcionamiento, que es adecuado en particular también al conectar el disyuntor 2 electrónico a una carga 6 capacitiva o al añadir una carga 6 capacitiva. Tras un inicio 28, es decir, por ejemplo, al encender el disyuntor 2 electrónico, se produce una consulta o una comparación de valor umbral 30, para determinar si la tensión de salida Va detectada es menor que un valor umbral de tensión Vs depositado.
Si la tensión de salida Va no alcanza el valor umbral de tensión Vs , se aumenta el valor límite de corriente Ig en una etapa de procedimiento 32 a un primer valor de paso Is 1. El valor de paso Is1 presenta en este sentido un valor mayor que el valor nominal In original. En particular, el valor de paso Is1 es un múltiplo del valor nominal In , es decir, por ejemplo Is1 = a*IN, siendo en una posible realización a = 3. A continuación se realiza la limitación de corriente del disyuntor 2 para una duración de paso Ts 1 , es decir, la corriente de carga Il se limita para la duración de paso Ts1 al valor límite de corriente Ig = Is 1. Para ello, después de la etapa de procedimiento 32 se inicia un temporizador o cronómetro, que detecta y supervisa un tiempo t, para determinar si el tiempo t ha alcanzado la duración de paso Ts 1.
Tras la duración de paso Ts1, en una etapa de procedimiento 34 se reduce el valor límite de corriente a un segundo valor de paso Is 2. En este sentido, el segundo valor de paso Is2 es menor que el valor de paso Is1 anterior y mayor que el valor nominal In original. En particular, el valor de paso Is2 es un múltiplo del valor nominal In , es decir, por ejemplo Is2 = b*IN, siendo en una posible realización, por ejemplo, b = 2,65. A continuación vuelve a iniciarse un temporizador, que consulta si el tiempo t ha alcanzado la duración de paso Ts 2.
A continuación, se disminuye o reduce sucesivamente el valor límite de corriente Ig por pasos, hasta que en una etapa de procedimiento 36 el valor límite de corriente Ig se ajusta al valor nominal In original, es decir, Ig = In . En este sentido, en una comparación de valor umbral 38 siguiente se comprueba si la tensión de salida Va sigue sin alcanzar o no alcanza de nuevo el valor umbral de tensión Vs . Si la tensión de salida Va es menor que el valor umbral de tensión Vs , entonces se inicia un temporizador adicional para una duración de disparo Ta . Durante la duración de disparo Ta se comprueba repetidamente si la tensión de salida Va es menor que el valor umbral de tensión Vs .
Si la tensión de salida Va no supera el valor umbral de tensión Vs durante la duración de disparo Ta , entonces se dispara el disyuntor 2 en una etapa de procedimiento 40. Para ello, se abre el interruptor semiconductor 8 por el controlador 26 o se conmuta de manera que se bloquea. A continuación se finaliza el procedimiento en una etapa de procedimiento 42.
A continuación, mediante las figuras 3 a 6 se explica en más detalle la acción del procedimiento descrito anteriormente.
La figura 3 muestra en un diagrama corriente-tiempo un desarrollo esquemático de la corriente de carga Il de la carga 6 capacitiva durante una operación de encendido con una limitación de corriente por pasos del disyuntor 2. En este sentido, a lo largo del eje horizontal de abscisas (eje x) se traza el tiempo t. A lo largo del eje vertical de ordenadas (eje y) se traza la corriente I.
La carga 6 capacitiva está descargada en el momento del encendido o de la conexión y, por tanto, puede recibir una gran cantidad de electrones. De este modo, la resistencia de la carga 6 capacitiva en el momento del encendido es muy reducida, con lo que se produce un flujo de corriente elevado comparable a una corriente de cortocircuito. Por la elevada carga de corriente se produce una caída de la tensión de salida Va del disyuntor 2. De este modo, en la etapa de procedimiento 30, la tensión de salida Va no alcanza el valor umbral de tensión Vs , de modo que se aumenta la limitación de corriente por medio del valor límite de corriente Ig al valor de paso Is 1.
En este ejemplo de realización, el valor límite de corriente Ig se disminuye o reduce tras la duración de paso Ts1 por pasos o etapas a un valor de paso Is2 para una duración de paso Ts2 y a un valor de paso Is3 para una duración de paso Ts3 así como a un valor de paso Is4 para una duración de paso Ts4. Tras la duración de paso Ts4, se ajusta finalmente el valor límite de corriente Ig al valor nominal In . A continuación se mantiene el valor nominal In original para la duración de disparo Ta . La limitación de corriente 44 de este modo por pasos forma esencialmente, como resulta claramente visible en comparación en la figura 3, una curva envolvente sobre el verdadero recorrido de corriente de la corriente de carga Il al encender o añadir la carga 6 capacitiva. En esta forma de realización las duraciones de paso Ts 1 , Ts 2 , Ts3 y Ts4 tienen preferiblemente la misma duración.
El ejemplo de realización de la figura 4 muestra en un diagrama corriente/tensión-tiempo un desarrollo de la corriente de carga Il de la carga 6 capacitiva y un desarrollo de la tensión de salida Va en un caso de fallo. En este sentido, a lo largo del eje horizontal de abscisas (eje x) se traza el tiempo t. A lo largo del eje vertical de ordenadas (eje y) se traza la corriente I o la tensión U.
En este ejemplo de realización el disyuntor presenta una corriente nominal de aproximadamente 2 A (amperios). En un momento to se carga el disyuntor 2 con una corriente I de aproximadamente 8 A. esto da lugar a una caída de la tensión de salida Va . Como resultado se ajusta el valor límite de corriente Ig para la duración de paso Ts1 al valor de paso Is 1. En este ejemplo de realización, el primer valor de paso Is1 presenta un valor de 6 A. En el ejemplo de realización, el interruptor de corriente 2 se carga permanentemente con 8 A, de modo que la limitación de corriente al valor de paso Is1 no es suficiente para volver a aumentar la tensión de salida Va . Tras la duración de paso Ts 1 , que está dimensionada por ejemplo para ser de 122 ms, se reduce el valor límite de corriente Ig al valor de paso Is2 de aproximadamente 5,3 A. A continuación se reduce el valor límite de corriente al valor de paso Is3 de aproximadamente 4,5 A y el valor de paso Is4 de aproximadamente 3,7 A por pasos al valor nominal In , que en este ejemplo de realización está dimensionado para ser de 2,8 A. El valor nominal In se mantiene durante la duración de disparo Ta de aproximadamente 500 ms y se comprueba si la tensión de salida Va sigue sin alcanzar el valor umbral de tensión Vs . Como la tensión de salida Va ha seguido cayendo tras la duración de disparo Ta , a continuación se dispara el disyuntor 2.
En el ejemplo de realización de la figura 5, en un diagrama corriente/tensión-tiempo se muestra un desarrollo de la corriente de carga Il de la carga 6 capacitiva y un desarrollo de la tensión de salida Va al añadir la carga 6 capacitiva. En el ejemplo de realización de la figura 5 el disyuntor 2 presenta un valor nominal de 4 A y se carga con una carga básica de aproximadamente 2,4 A. En el momento to se añade una capacitancia de 43000 |iF como carga 6. Inicialmente la tensión de salida Va se desploma, con lo que se inicia la limitación de corriente 44 por pasos. Como la tensión de salida Va vuelve a aumentar lo suficiente dentro de la duración de disparo Ta y, por tanto, supera el valor umbral de tensión Vs , no se dispara el disyuntor 2, de modo que se añade la carga 6, sin que otras cargas en el circuito eléctrico se desconecten o se pongan en estado pasivo.
En el ejemplo de realización de la figura 6 la duración de disparo Ta es aproximadamente igual que la duración de la limitación de corriente 44 por pasos. En esta realización, el disyuntor 2 presenta un valor nominal de 3 A y se carga con una carga básica de aproximadamente 2,4 A. En el momento to se añade una capacitancia de 43000 |iF como carga 6. Inicialmente la tensión de salida Va se desploma, con lo que se inicia la limitación de corriente 44 por pasos. Como durante la duración de disparo Ta la tensión de salida Va no vuelve a aumentar lo suficiente y, por tanto, no supera el valor umbral de tensión Vs , se dispara el disyuntor 2.
Lista de símbolos de referencia
2 disyuntor
4 fuente de alimentación
6 carga
8 interruptor semiconductor
10 trayectoria de corriente/trayectoria positiva
12 entrada de tensión
14 conexión de carga/salida de carga
16 conexión de carga
18 sensor de tensión
20 conexión de drenaje
22 conexión fuente
24 conexión de puerta
26 controlador
28 inicio
30 comparación de valor umbral
32, 34, 36 etapa de procedimiento
38 comparación de valor umbral
40, 42 etapa de procedimiento
44 limitación de corriente
GND tierra
Ve tensión de entrada
Il corriente de carga
Va tensión de salida
Vs valor umbral de tensión
In valor nominal
Ig valor límite de corriente
Is 1 , Is 2, Is3 , Is4 valor de paso
Ts 1 , Ts 2, Ts3, Ts4 duración de paso
t tiempo
Ta duración de disparo
I corriente
U tensión
t0 momento

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para hacer funcionar un disyuntor (2) electrónico con un interruptor semiconductor (8) conectado entre una entrada de tensión (12) y una salida de carga (14), que se activa al encender y/o al conectar una carga (6) capacitiva en función de la tensión de salida (Va ) detectada en la salida de carga (14),
- en el que la tensión de salida (Va ) se compara con un valor umbral de tensión (Vs) depositado,
- en el que al alcanzar o no alcanzar el valor umbral de tensión (Vs ), se ajusta un valor límite de corriente (Ig), al que se limita una corriente de carga (Il ) conducida por el interruptor semiconductor (8), desde un valor nominal (In ) a un primer valor de paso (Is 1 ) aumentado respecto al mismo,
- en el que se reduce el valor límite de corriente (Ig) desde el primer valor de paso (Is 1 ) por pasos al valor nominal (In ) original,
- en el que está previsto al menos un segundo valor de paso (Is 2 , Is3 , Is4) entre el primer valor de paso (Is 1 ) y el valor nominal (In ), al que se ajusta el valor límite de corriente (Ig) en la reducción por pasos, y
- en el que se abre el interruptor semiconductor (8), cuando la tensión de salida (Va) no alcanza el valor umbral de tensión (Vs ) durante una duración de disparo (Ta) tras la reducción por pasos del valor límite de corriente (Ig).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el valor límite de corriente (Ig) se reduce al valor (Is 2 , Is3 , Is4, In ) siguiente tras una duración de paso (Ts 1 , Ts 2 , Ts3 , Ts4) respectiva.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por duraciones de paso (Ts 1 , Ts 2 , Ts3 , Ts4) igual de largas de los valores de paso (Is 1 , Is 2 , Is3 , U ) individuales.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 o 3, caracterizado por una duración de disparo (Ta) que es igual a la suma de las duraciones de paso (Ts 1 , Ts 2 , Ts3 , Ts4) individuales.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el valor límite de corriente (Ig) se aumenta a un primer valor de paso (IS1 ) que es igual a un múltiplo, en particular el triple, del valor nominal (In ).
6. Disyuntor (2) electrónico con un controlador (26) y con un interruptor semiconductor (8), que está conectado entre una entrada de tensión (12) y una salida de carga (14) y, en el lado de control, está conectado al controlador (26), que está previsto y configurado para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5.
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