ITMI20150543A1 - Regolatore di tensione in derivazione di protezione di un carico elettrico da sovratensioni e transitori di tensione - Google Patents

Regolatore di tensione in derivazione di protezione di un carico elettrico da sovratensioni e transitori di tensione Download PDF

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ITMI20150543A1
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Description

?REGOLATORE DI TENSIONE IN DERIVAZIONE DI PROTEZIONE DI UN CARICO ELETTRICO DA SOVRATENSIONI E TRANSITORI DI TENSIONE?
DESCRIZIONE
SFONDO TECNOLOGICO DELL?INVENZIONE
Campo di applicazione
La presente invenzione si riferisce in generale ai circuiti di protezione di carichi elettrici da sovratensioni generate in linee elettriche. In particolare, l?invenzione si riferisce ad un regolatore di tensione in derivazione (voltage shunt regulator) per la protezione di un carico elettrico da sovratensioni e transitori di tensione.
Arte nota
In una linea elettrica, per proteggere un carico elettrico collegato alla linea da sovratensioni ? noto impiegare regolatori di tensione.
Tra i regolatori di tensione impiegabili per questi scopi, i regolatori lineari comprendono un dispositivo di regolazione collegabile tra la sorgente di tensione di alimentazione ed il carico da proteggere, cio? tali regolatori sono installati in serie alla linea elettrica. I regolatori lineari disponibili in commercio comprendono, per esempio, regolatori di tipo a semiconduttore, di tipo ferrorisonante oppure a commutazione.
Tali regolatori lineari noti presentano delle forti limitazioni.
In primo luogo, dal momento che tutta la potenza elettrica transita attraverso il regolatore lineare per arrivare al carico, tali regolatori installati in serie alla linea elettrica presentano perdite di efficienza e fenomeni di invecchiamento a seguito del riscaldamento per effetto Joule.
In secondo luogo, tali regolatori di tensione lineari non sono in grado di proteggere il carico dai transitori di tensione.
In terzo luogo, tali regolatori di tensione lineari sono caratterizzati da pesi, ingombri e costi considerevoli.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE
Scopo della presente invenzione ? quello di escogitare e mettere a disposizione un regolatore di tensione, in particolare un regolatore in derivazione di protezione di un carico elettrico da sovratensioni e transitori di tensione generati in linee elettriche, che permetta di superare i limiti sopra indicati propri dei regolatori di tensione di tipo noto.
Tale scopo viene raggiunto mediante un regolatore di tensione in derivazione di protezione di un carico elettrico da sovratensioni e transitori di tensione in accordo con la rivendicazione 1.
Forme di realizzazione preferite di tale regolatore di tensione in derivazione sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del regolatore di tensione in derivazione per la protezione di un carico elettrico in una linea elettrica dell?invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un esempio preferito di realizzazione, dato a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:
- la figura 1 mostra uno schema a blocchi di un regolatore di tensione in derivazione a protezione di un carico elettrico collegato ad una linea elettrica in accordo con la presente invenzione;
- la figura 2 mostra un primo esempio di realizzazione di alcuni blocchi del regolatore di tensione in derivazione di figura 1;
- le figure 3A-3E mostrano, in funzione del tempo, forme d?onda di tensioni applicate al regolatore di tensione in derivazione di figura 2; - la figura 4 mostra un secondo esempio di realizzazione di alcuni blocchi del regolatore di tensione in derivazione di figura 1.
Nelle suddette figure, elementi uguali o analoghi sono indicati mediante gli stessi riferimenti numerici.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Con riferimento alle figure 1, 2 e 4, un regolatore di tensione in derivazione (voltage shunt regulator) per proteggere un carico elettrico LD da sovratensioni o da transitori di tensione presenti su una linea elettrica, in accordo con l?invenzione ? indicato complessivamente con il riferimento numerico 1000.
Nel seguito della descrizione, il regolatore di tensione in derivazione 1000 dell?invenzione, sar? anche indicato regolatore in derivazione o pi? semplicemente regolatore.
Si osservi che il carico elettrico LD sopra menzionato rappresenta un generico carico collegabile ad una sorgente di tensione di alimentazione Vin mediante una linea elettrica che include una prima L1 ed una seconda L2 linea conduttiva. Per esempio, la sorgente di tensione di alimentazione Vin ? la tensione di rete a 230 V.
Nella presente descrizione, il termine ?sovratensione? ? impiegato per indicare fluttuazioni lente di tensione presenti nella linea o Voltage Swell in lingua inglese. Tali fluttuazioni di tensione sono, per esempio, determinate da commutazioni ON/OFF di un carico e sono dell?ordine dei millisecondi o dei secondi.
Nel caso di fluttuazioni lente di tensione presenti sulla linea, le correnti associate a tali fluttuazioni, che possono attraversare il regolatore 1000, sono dell?ordine di centinaia di Ampere.
Nella presente descrizione, il termine ?transitorio di tensione? ? impiegato per indicare variazioni rapide di tensione, tra le quali:
- picchi (Spike) di tensione della linea, sia positivi sia negativi, determinati, per esempio, da fulminazioni;
- oscillazioni veloci (Oscillatory Surge) di tensione determinati, per esempio, da commutazioni di rel? presenti nella linea;
- notch positivi (Positive Notch) di tensione determinati, per esempio, da commutazioni di tiristori.
Tutti questi transitori di tensione sono dell?ordine dei microsecondi.
Si osservi che le correnti associate alle fulminazioni che il regolatore 1000 pu? sopportare sono dell?ordine di decine di migliaia di Ampere. Le correnti associate alle oscillazioni veloci ed ai notch, che possono attraversare il regolatore 1000, sono dell?ordine di centinaia o anche migliaia di Ampere.
Il regolatore di tensione in derivazione 1000 dell?invenzione comprende un blocco circuitale di potenza o blocco finale di potenza 200 collegabile tra la prima L1 e la seconda L2 linea conduttiva della linea elettrica. In condizioni operative, pertanto, il blocco circuitale di potenza 200 del regolatore ? collegato in derivazione alla linea elettrica, cio? ? collegato in parallelo al carico LD.
Inoltre, come sar? meglio esplicitato nel seguito, il blocco circuitale di potenza 200 del regolatore di tensione in derivazione 1000 ? attivabile per limitare la tensione applicata al carico elettrico LD, in caso di sovratensioni e transitori di tensione della tensione di alimentazione, ad una tensione di sicurezza VLD. Tale blocco circuitale di potenza 200 comprende, in generale, un circuito interruttore con innesco a soglia SW1 collegato in serie ad un circuito limitatore di tensione VL tra la prima L1 e la seconda L2 linea conduttiva della linea elettrica. In particolare, tale circuito interruttore si concretizza in un dispositivo interruttore di potenza con innesco a soglia SW1, tale circuito limitatore si concretizza in un dispositivo limitatore di tensione VL.
Vantaggiosamente, il regolatore di tensione in derivazione 1000 dell?invenzione comprende un blocco circuitale 100 di rilevazione della tensione di alimentazione e di pilotaggio del blocco circuitale di potenza 200 sopra menzionato. In particolare, tale blocco circuitale 100 di rilevazione e di pilotaggio ? collegabile alla linea elettrica tra la sorgente di tensione di alimentazione Vin ed il blocco circuitale di potenza 200.
Il suddetto blocco circuitale di rilevazione della tensione di alimentazione e di pilotaggio 100 ? configurato per attivare il blocco circuitale di potenza 200 in seguito alla rilevazione di un attraversamento di una soglia di tensione VT prefissata da parte della tensione di alimentazione. In particolare, in riferimento alla figura 3A, tale attraversamento della soglia di tensione VT, configurato per attivare il blocco circuitale di potenza 200, corrisponde ad una variazione della tensione di alimentazione Vin da un primo livello di tensione V? avente valore assoluto inferiore al valore assoluto della soglia VT ad un secondo livello di tensione V?? avente valore assoluto superiore al valore assoluto della soglia VT.
Viceversa, un attraversamento della soglia di tensione VT da parte della tensione di alimentazione Vin, da un livello di tensione avente valore assoluto superiore al valore assoluto della soglia VT, ad un livello di tensione avente valore assoluto inferiore al valore assoluto della suddetta soglia VT ? configurato per disattivare il blocco circuitale di potenza 200 del regolatore 1000.
In riferimento alla figura 1, il blocco circuitale di rilevazione della tensione di alimentazione e di pilotaggio 100 del regolatore di tensione 1000 comprende un blocco circuitale di rilevazione 10 della tensione di alimentazione collegabile alla prima L1 e alla seconda L2 linea conduttiva della linea elettrica attraverso un primo 1 ed un secondo 2 terminale di rilevazione, rispettivamente.
Inoltre, il blocco circuitale di rilevazione e pilotaggio 100 comprende un terminale di comando 3 configurato per collegare il blocco circuitale di rilevazione 10 al blocco circuitale di potenza 200 del regolatore in derivazione 1000.
In aggiunta, in riferimento alla figura 2, il blocco circuitale di rilevazione e pilotaggio 100 comprende un blocco circuitale di pilotaggio 30 collegato al terminale di comando 3. Tale blocco di pilotaggio 30 ? collegabile alla seconda L2 linea conduttiva della linea elettrica attraverso un terzo terminale 4 del blocco circuitale di rilevazione e pilotaggio 100.
In particolare, tale blocco circuitale di pilotaggio 30 ? configurato per attivare il blocco circuitale di potenza 200 in seguito alla rilevazione dell?attraversamento della soglia di tensione VT prefissata da parte della tensione di alimentazione, come sopra ricordato.
Come mostrato nelle figure 1, 2 e 4, il regolatore 1000 dell?invenzione, che nel complesso comprende il blocco circuitale 100 di rilevazione della tensione di alimentazione e di pilotaggio del blocco circuitale di potenza 200, ? collegato in derivazione alla linea elettrica.
In un esempio di realizzazione dell?invenzione, il blocco circuitale di pilotaggio 30 comprende almeno un dispositivo di commutazione a soglia X1 avente una tensione di innesco propria o prima tensione di innesco VTH correlata alla sopra menzionata soglia di tensione VT prefissata del regolatore di tensione 1000. Vantaggiosamente, tale dispositivo di commutazione a soglia X1 ? di tipo bidirezionale, cio? ? atto ad operare per attivarsi in corrispondenza della soglia sia per valori positivi della tensione ad esso applicata, sia per valori negativi di tale tensione.
In un esempio di realizzazione pi? particolare, tale almeno un dispositivo di commutazione a soglia X1 comprende il terzo terminale 4 sopra menzionato collegabile alla seconda linea conduttiva L2 della linea elettrica, ed un terminale 5 di dispositivo di commutazione collegato operativamente al terminale di comando 3. Tale dispositivo di commutazione a soglia X1 ? configurato per attivarsi, cio? per passare da uno stato ad alta impedenza (in cui il dispositivo ? sostanzialmente equivalente ad un circuito aperto) ad uno stato a bassa impedenza (in cui tale dispositivo ? sostanzialmente equivalente ad un corto-circuito), quando il valore assoluto della tensione applicata tra il terzo terminale 4 ed il terminale di dispositivo di commutazione 5 ? maggiore della tensione di innesco VTH.
Si osservi che il numero dei dispositivi di commutazione a soglia X1 impiegabili nel blocco circuitale di pilotaggio 30 dipende dalla tensione della linea. Per esempio, per linee con tensione di 230 V, il blocco circuitale di pilotaggio 30 comprende due dispositivi di commutazione a soglia collegati tra loro in serie.
Per esempio, il dispositivo di commutazione a soglia X1 del regolatore 1000 ? scelto nel gruppo costituito da:
- DIAC (Diode for Alternating Current),
- TRISIL ,
- un qualunque circuito di commutazione di tipo bidirezionale realizzato impiegando componenti discreti.
In riferimento alla figura 2, il blocco circuitale di pilotaggio 30 del blocco circuitale di potenza 200 comprende, inoltre, un primo condensatore C1 collegato tra il terminale di comando 3 ed il terminale 5 del dispositivo di commutazione a soglia X1. La capacit? del primo condensatore C1 ?, per esempio, dell?ordine dei 10 nF e tale condensatore ? configurato per facilitare l?attivazione del blocco circuitale di potenza 200 in seguito all?attivazione del dispositivo di commutazione a soglia X1.
Sempre in riferimento alla figura 2, il blocco circuitale di rilevazione della tensione di alimentazione 10 del regolatore in derivazione 1000 include un partitore di tensione compensato. Tale partitore compensato 10 comprende:
- una prima impedenza Z1 collegata tra il primo terminale di rilevazione 1 ed il terminale di comando 3;
- una seconda impedenza Z2 collegata tra il terminale di comando 3 ed un primo nodo N1 del partitore compensato;
- una terza impedenza Z3 collegata tra tale primo nodo N1 ed il secondo terminale di rilevazione 2.
Tale partitore compensato 10 ? configurato per realizzare una partizione corretta della tensione di linea fornita dalla sorgente di alimentazione Vin anche in presenza di fenomeni transitori, evitando le distorsioni causate da capacit? parassite.
Si osservi che il primo nodo N1 del partitore di tensione compensato 10 ? direttamente collegato con il terminale 5 del dispositivo di commutazione a soglia X1, cio? tale dispositivo di commutazione a soglia X1 ? collegato in parallelo alla sopra menzionata terza impedenza Z3 del partitore compensato 10.
In riferimento alla figura 4, relativa ad una forma di realizzazione preferita del regolatore di tensione 1000 dell?invenzione, il partitore compensato 10 si concretizza in un partitore resistivo includente una capacit? di compensazione.
In particolare, la prima impedenza Z1 del partitore di tensione compensato 10 include un primo resistore R3 collegato in parallelo ad un secondo condensatore C2. Tale secondo condensatore C2 viene selezionato in base al dispositivo interruttore di potenza con innesco a soglia SW1 del blocco di potenza 200 da pilotare. Tale secondo condensatore C2 ha, per esempio, capacit? compresa tra circa 2 nF e 50 nF.
Inoltre, la seconda impedenza Z2 del partitore di tensione compensato 10 include un secondo resistore R1 e la terza impedenza Z3 del partitore di tensione compensato 10 include un terzo resistore R2.
Si osservi che la forma di realizzazione del regolatore 1000 di figura 4 ? particolarmente vantaggiosa per proteggere il carico LD da sovratensioni associate anche ad una componente continua della tensione di alimentazione della linea elettrica.
In riferimento ad una qualunque delle figure 1, 2 e 4, il dispositivo interruttore di potenza con innesco a soglia SW1 del blocco circuitale di potenza 200 del regolatore 1000 ? di tipo bidirezionale. In particolare, tale dispositivo interruttore di potenza SW1 ? scelto, per esempio, nel gruppo costituito da: - scaricatore a gas o Gas Discharge Tube o GDT,
- TRISIL,
- SIDAC (Silicon Diode for Alternating Current).
In riferimento alle medesime figure, il dispositivo limitatore di tensione VL del blocco circuitale di potenza 200 del regolatore 1000 ? scelto, per esempio, nel gruppo costituito da:
- varistore o Voltage Dependance Resistor (VDR),
- diodo Zener,
- TRANSIL.
Il blocco circuitale di potenza 200 sopra menzionato comprende un primo terminale di blocco di potenza 6 collegabile alla prima linea conduttiva L1, un secondo terminale di blocco di potenza 7 collegabile alla seconda linea conduttiva L2 ed un terzo terminale di blocco di potenza collegato al terminale di comando 3.
In particolare, il dispositivo interruttore di potenza con innesco a soglia SW1 ? interposto tra il primo terminale di blocco di potenza 6 ed il terzo terminale 3 di blocco di potenza. Il dispositivo limitatore di tensione VL ? interposto tra il terzo terminale 3 di blocco di potenza ed il secondo terminale di blocco di potenza 7.
In riferimento alle figure 3A-3E sar? descritta una modalit? di funzionamento del regolatore di tensione in derivazione 1000 dell?invenzione.
Tali figure 3A-3E mostrano, in funzione del tempo, forme d?onda di tensioni applicate al regolatore di tensione 1000, per esempio il regolatore di figura 2, quando la tensione di alimentazione fornita dalla sorgente Vin alla linea elettrica ? sinusoidale con frequenza costante.
Le suddette figure 3A-3E, per semplicit?, riportano solo le semi-onde positive delle forme d?onda delle tensioni applicate al regolatore 1000, ma analoghe considerazioni sono valide anche per le semionde negative.
In particolare:
- la figura 3A mostra la forma d?onda della tensione sinusoidale di alimentazione Vin applicata alla linea elettrica;
- la figura 3B mostra la forma d?onda della tensione V5-4 applicata al dispositivo di commutazione a soglia X1, tra i terminali 5 e 4. VTH ? la tensione di innesco propria associata al dispositivo di commutazione a soglia X1;
- la figura 3C mostra la forma d?onda della tensione V6-3 applicata al dispositivo interruttore di potenza con innesco a soglia SW1, tra i terminali 6 e 3. V?TH ? indicativa della rispettiva tensione di innesco o seconda tensione di innesco di tale dispositivo interruttore di potenza SW1;
- la figura 3D mostra la forma d?onda della tensione V3-7 applicata al dispositivo limitatore di tensione VL, tra i terminali 3 e 7;
- la figura 3E mostra la forma d?onda della sopra menzionata tensione di sicurezza VLD applicata al carico elettrico LD quando il regolatore 1000 dell?invenzione ? attivo.
In aggiunta, la figura 3A mostra la soglia di tensione VT prefissata del regolatore 1000 che ? rappresentativa della massima tensione che si desidera non venga applicata al carico elettrico LD.
Inoltre, sempre in riferimento alla figura 3A, una seconda soglia di tensione o tensione di clamping VCL ? rappresentativa del valore massimo della tensione VLD applicata al carico elettrico LD attraverso il regolatore 1000 dell?invenzione, come mostrato nella figura 3E. Si osservi che, generalmente, la suddetta tensione di clamping VCL ? inferiore o al pi? uguale alla soglia di tensione VT prefissata.
Inoltre, una volta fissata la soglia di tensione VT, la tensione di innesco propria VTH associata al dispositivo di commutazione a soglia X1 ? esprimibile in funzione della soglia di tensione prefissata VT <mediante la formula:>
<(1) >
Generalmente, le impedenze Z1, Z2, Z3 del regolatore 1000 sono selezionate in modo che: la caduta di tensione sulla seconda impedenza Z2 sia circa 1/10 della caduta di tensione sulla terza impedenza Z3; la caduta di tensione sulla terza impedenza Z3 sia circa uguale alla caduta di tensione sulla prima impedenza Z1.
Sulla base di tale selezione, la tensione di innesco propria VTH del dispositivo di commutazione a soglia X1 ?, generalmente, compresa nell?intervallo 0.3VT ? 0.5VT.
Si osservi, inoltre, che indicando con VinMAX la massima tensione presente sulla linea fornita dalla sorgente Vin di tensione di alimentazione (che include sia la tensione nominale della linea sia le eventuali tolleranze di linea), il regolatore di tensione 1000 ? configurato per soddisfare la seguente relazione:
(2) dove indica la tensione di innesco sopra menzionata del dispositivo interruttore di potenza SW1 incluso nel blocco circuitale di potenza 200.
Dal punto di vista operativo, in presenza di una sovratensione, la tensione alimentazione Vin attraversa la soglia di tensione prefissata VT nel regolatore 1000 dal primo livello di tensione V? inferiore alla soglia VT al secondo livello V?? di tensione superiore alla soglia VT, come mostrato in figura 3A.
Sulla base dell?equazione (1) sopra riportata e come mostrato in figura 3B, tale attraversamento della soglia di tensione VT corrisponde al superamento della tensione di innesco propria VTH del dispositivo di commutazione a soglia X1 da parte della tensione V5-4 applicata a tale dispositivo ad un primo istante t1. In tale eventualit?, il dispositivo di commutazione a soglia X1, che in condizioni normali si trova nello stato di alta-impedenza, commuta passando nello stato di bassa impedenza. Pertanto, la tensione V5-4 applicata al dispositivo di commutazione a soglia X1, tra i terminali 5 e 4, assume valore zero sostanzialmente in modo istantaneo e la terza impedenza Z3 del partitore compensato 10 viene cortocircuitata.
In corrispondenza di tale evento al primo istante t1, come mostrato nella figura 3C, la tensione V6-3 applicata al dispositivo interruttore di potenza SW1, subisce un incremento che la porta a superare la rispettiva tensione di innesco V?TH del dispositivo interruttore di potenza SW1. L?innesco o attivazione del dispositivo interruttore di potenza SW1 ? agevolato dal primo condensatore C1.
Una volta attivato, il dispositivo interruttore di potenza SW1 ? configurato per collegare direttamente la prima linea conduttiva L1 della linea elettrica con il terminale di comando 3 del regolatore 1000, cio? con il dispositivo limitatore di tensione VL. In altre parole, assumendo trascurabile la caduta di tensione sul dispositivo interruttore di potenza SW1 nello stato attivo, la tensione della linea Vin includente la sovratensione viene applicata ai capi del dispositivo limitatore di tensione VL. Si veda in proposito la forma d?onda della tensione V3-7 applicata al dispositivo limitatore di tensione VL, tra i terminali 3 e 7 (figura 3D).
In seguito a ci?, il dispositivo limitatore di tensione VL ? configurato per scaricare sulla linea elettrica stessa l?energia in eccesso associata alla sovratensione, limitando la tensione di sicurezza VLD applicata al carico LD al valore di tensione di clamping VCL come mostrato in figura 3E. In tal modo, il regolatore 1000 dell?invenzione protegge il carico elettrico LD dalla sovratensione.
Al temine della sovratensione sulla linea, cio? quando la tensione alimentazione Vin attraversa la soglia di tensione prefissata VT in corrispondenza di un secondo istante t2, il dispositivo di commutazione a soglia X1 si disattiva, ritornando allo stato ad alta impedenza. La disattivazione del dispositivo interruttore di potenza SW1, il quale ritorna nello stato ad alta impedenza per disaccoppiare la prima linea conduttiva L1 dal dispositivo limitatore di tensione VL, avviene quando la tensione di alimentazione fornita dalla sorgente Vin attraversa la soglia di tensione di clamping VCL al terzo istante t3. In tal modo l?intero regolatore di tensione 1000 ? disattivato.
Sebbene nell?esempio di funzionamento sopra riportato si faccia esplicitamente riferimento ad una sovratensione, il regolatore di tensione 1000 dell?invenzione permette di proteggere in modo del tutto analogo il carico elettrico LD dai transitori di tensione.
Come si pu? constatare, lo scopo della presente invenzione ? pienamente raggiunto dal regolatore di tensione in derivazione 1000 per la protezione di un carico elettrico LD da sovratensioni e transitori di tensione sopra illustrato nelle sue caratteristiche strutturali e funzionali.
In particolare, dal momento che il regolatore di tensione 1000 dell?invenzione ? collegato in derivazione alla linea elettrica, tale regolatore 1000 ? sostanzialmente immune dai fenomeni di perdita di efficienza e di invecchiamento a seguito del riscaldamento per effetto Joule di cui soffrono i regolatori installati in serie alla linea elettrica di tipo noto.
Inoltre, si osservi che essendo il dispositivo di commutazione a soglia X1 di tipo bidirezionale, il regolatore 1000 dell?invenzione ? atto ad operare sia per polarit? positive della tensione di alimentazione Vin sia per polarit? negative di tale tensione.
In aggiunta, attraverso il blocco circuitale 10 di rilevazione della tensione di alimentazione della linea, il regolatore 1000 dell?invenzione ? atto a monitorare, in modo sostanzialmente continuo, la tensione Vin sulla linea, riducendo i tempi di attivazione del dispositivo di commutazione a soglia X1. Ci? assicura adeguata protezione al carico elettrico LD sia contro le fluttuazione lente della tensione di linea sia contro i transitori di tensione veloci.
Dal momento che il regolatore di tensione 1000 dell?invenzione ? configurato per attivarsi solo in corrispondenza di sovratensioni e transitori di tensione sulla linea, tale regolatore 1000 non presenta perdite di inserzione di cui soffrono, invece, i regolatori di tipo seriale. In altre parole, Il regolatore 1000 dell?invenzione permette di preservare l?efficienza della catena di alimentazione del carico LD.
Infine, rispetto ai regolatori di tipo noto, il regolatore dell?invenzione garantisce pesi, ingombri e costi ridotti.
Alle forme di realizzazione del regolatore di tensione in derivazione per la protezione di un carico elettrico da sovratensioni e transitori di tensione sopra descritto, un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potr? apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni.
Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione pu? essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Regolatore di tensione in derivazione (1000) di protezione di un carico elettrico (LD) da sovratensioni e transitori di tensione, detto carico elettrico (LD) essendo collegabile ad una sorgente di tensione di alimentazione (Vin) mediante una linea elettrica includente una prima (L1) ed una seconda (L2) linea conduttiva, comprendente: - un blocco circuitale di potenza (200) del regolatore in derivazione collegabile tra dette prima (L1) e seconda (L2) linea conduttiva della linea elettrica in parallelo al carico (LD), detto blocco circuitale di potenza (200) essendo attivabile per limitare una tensione applicata al carico elettrico (LD), in caso di sovratensioni e transitori di tensione della tensione di alimentazione, ad una tensione di sicurezza (VLD), detto blocco circuitale di potenza (200) comprendendo un circuito interruttore con innesco a soglia (SW1) collegato in serie ad un circuito limitatore di tensione (VL) tra la prima (L1) e la seconda (L2) linea conduttiva; - un blocco circuitale (100) di rilevazione della tensione di alimentazione e di pilotaggio del blocco circuitale di potenza (200), collegabile alla linea elettrica tra detta sorgente di tensione di alimentazione (Vin) ed il blocco circuitale di potenza (200), detto blocco circuitale (100) di rilevazione della tensione di alimentazione e di pilotaggio essendo configurato per attivare il blocco circuitale di potenza (200) in seguito alla rilevazione di un attraversamento di una soglia di tensione (VT) prefissata da parte della tensione di alimentazione, da un primo livello di tensione (V?) avente valore assoluto inferiore al valore assoluto della soglia (VT) ad un secondo livello (V??) di tensione avente valore assoluto superiore al valore assoluto della soglia (VT).
  2. 2. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione 1, in cui detto blocco circuitale (100) di rilevazione della tensione di alimentazione e di pilotaggio comprende: - un blocco circuitale di rilevazione (10) della tensione di alimentazione collegabile alla prima (L1) e alla seconda (L2) linea conduttiva di detta linea elettrica attraverso un primo (1) ed un secondo (2) terminale di rilevazione, rispettivamente; - un terminale di comando (3) configurato per collegare il blocco circuitale di rilevazione (10) a detto blocco circuitale di potenza (200) del regolatore in derivazione; - un blocco circuitale di pilotaggio (30) del blocco circuitale di potenza (200) collegato a detto terminale di comando (3) e collegabile a detta seconda linea conduttiva (L2) della linea elettrica mediante un terzo terminale (4), detto blocco circuitale di pilotaggio essendo configurato per attivare il blocco circuitale di potenza (200).
  3. 3. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione 2, in cui detto blocco circuitale di pilotaggio (30) comprende almeno un dispositivo di commutazione a soglia (X1) di tipo bidirezionale avente una tensione di innesco propria (VTH) correlata a detta soglia di tensione (VT) prefissata.
  4. 4. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione 3, in cui detto almeno un dispositivo di commutazione a soglia (X1) comprende detto terzo terminale (4) collegabile alla seconda linea conduttiva (L2) della linea elettrica, ed un terminale (5) di dispositivo di commutazione collegato operativamente al terminale di comando (3), detto dispositivo di commutazione a soglia (X1) essendo configurato per passare da uno stato ad alta impedenza ad uno a bassa impedenza per attivare il blocco circuitale di potenza (200) quando il valore assoluto della tensione applicata tra il terzo terminale (4) ed il terminale di dispositivo di commutazione (5) ? maggiore di detta tensione di innesco propria (VTH).
  5. 5. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto blocco circuitale di pilotaggio (30) del blocco circuitale di potenza (200) comprende un primo condensatore (C1) collegato tra detto terminale di comando (3) e detto terminale (5) del dispositivo di commutazione a soglia (X1).
  6. 6. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione 2, in cui detto blocco circuitale (10) di rilevazione della tensione di alimentazione include un partitore di tensione compensato che comprende: - una prima impedenza (Z1) collegata tra detto primo terminale di rilevazione (1) e detto terminale di comando (3); - una seconda impedenza (Z2) collegata tra detto terminale di comando (3) ed un primo nodo (N1); - una terza impedenza (Z3) collegata tra detto primo nodo (N1) e detto secondo terminale di rilevazione (2).
  7. 7. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo le rivendicazioni 4 e 6, in cui detto primo nodo (N1) del partitore di tensione compensato (10) ? direttamente collegato con il terminale (5) del dispositivo di commutazione a soglia (X1) per collegare detto dispositivo di commutazione a soglia in parallelo alla terza impedenza (Z3).
  8. 8. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione 3, in cui detto almeno un dispositivo di commutazione a soglia (X1) ? scelto nel gruppo costituito da: - DIAC (Diode for Alternating Current), - TRISIL, - un qualunque circuito di commutazione di tipo bidirezionale realizzato impiegando componenti discreti.
  9. 9. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione 6, in cui: - detta prima impedenza (Z1) del partitore di tensione compensato (10) include un primo resistore (R3) collegato in parallelo ad un secondo condensatore (C2); - detta seconda impedenza (Z2) del partitore di tensione compensato (10) include un secondo resistore (R1); - detta terza impedenza (Z3) del partitore di tensione compensato (10) include un terzo resistore (R2).
  10. 10. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione 1, in cui detto blocco circuitale di potenza (200) comprende un primo terminale di blocco di potenza (6) collegabile a detta prima linea conduttiva (L1), un secondo terminale di blocco di potenza (7) collegabile a detta seconda linea conduttiva (L2) ed un terzo terminale di blocco di potenza collegato al terminale di comando (3), detto dispositivo interruttore di potenza con innesco a soglia (SW1) essendo interposto tra il primo terminale di blocco di potenza (6) ed il terzo terminale di blocco di potenza (3), detto dispositivo limitatore di tensione (VL) essendo interposto tra il terzo terminale di blocco di potenza (3) ed il secondo terminale di blocco di potenza (7).
  11. 11. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione 1, in cui detto circuito interruttore con innesco a soglia (SW1) include un dispositivo interruttore di potenza con innesco a soglia di tipo bidirezionale scelto nel gruppo costituito da: - scaricatore a gas (Gas Discharge Tube o GDT), - TRISIL, - SIDAC (Silicon Diode for Alternating Current).
  12. 12. Regolatore di tensione in derivazione (1000) secondo la rivendicazione 1, in cui detto circuito limitatore di tensione (VL) comprende un dispositivo limitatore di tensione scelto nel gruppo costituito da: - varistore o Voltage Dependent Resistor (VDR), - diodo Zener, - TRANSIL.
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