ITTO940977A1

ITTO940977A1 - ELECTRONIC BUFFER DEVICE FOR THE POWER SUPPLY OF ELECTRICAL AND ELECTRONIC EQUIPMENT.

Info

Publication number: ITTO940977A1
Application number: IT94TO000977A
Authority: IT
Inventors: Paolo Berto
Original assignee: Paolo Berto
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-05-30
Also published as: IT1267636B1; ITTO940977A0

Abstract

Il dispositivo secondo l'invenzione è utilizzato per l'alimentazione di apparati elettrici ed elettronici, in cui almeno due alimentatori elettrici, ad esempio due batterie elettriche (B1, B2), sono elettricamente collegati direttamente o tramite rispettivi dispositivi interruttori elettrici od elettronici (11, 12) -- in circuito elettrico per l'alimentazione elettrica di un dispositivo utilizzatore elettrico od elettronico (D1), di cui si desidera evitare un malfunzionamento per mancanza di alimentazione elettrica. Esso comprende, secondo l'invenzione, -- in collegamento elettrico in detto circuito elettrico (collegamenti C1, C2, C4) -- dei mezzi raccordatori elettronici (R1), i quali collegano elettronicamente detti almeno due alimentatori elettrici rispetto a detto dispositivo utilizzatore elettrico od elettronico, fornendo a detto dispositivo utilizzatore una tensione elettrica che è pari alla somma logica delle tensioni elettriche di detti alimentatori, evitando che il cortocircuitamento di ciascuno degli alimentatori interferisca sull'altro o sugli altri, di guisa che, in condizione di funzionamento normale, la potenza elettrica erogata è ripartita uniformemente tra i detti alimentatori, mentre, in condizione di malfunzionamento di almeno un alimentatore, l'alimentatore o gli alimentatori ancora funzionanti forniscono tutta la potenza elettrica di funzionamento necessaria al detto dispositivo utilizzatore.The device according to the invention is used for the power supply of electric and electronic devices, wherein at least two electric power supplies, for example two electric batteries (B1, B2), are electrically connected directly or through respective electric or electronic switch devices (11 , 12) - in an electric circuit for the power supply of an electric or electronic user device (D1), of which it is desired to avoid a malfunction due to a power failure. According to the invention, it comprises - electrically connected in said electric circuit (connections C1, C2, C4) - electronic connection means (R1), which electronically connect said at least two power supplies with respect to said electric user device or electronic, supplying said user device with an electrical voltage which is equal to the logical sum of the electrical voltages of said power supplies, avoiding that the short circuiting of each of the power supplies interferes with the other or the others, in a manner which, in normal operating conditions, the electric power supplied is uniformly distributed between said power supplies, while, in the condition of at least one power supply malfunctioning, the power supply or power supplies still working supply all the operating electric power necessary for said user device.

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "DISPOSITIVO ELETTRONICO DI TAMPONE PER L'ALIMENTAZIONE DI APPARATI ELETTRICI ED ELETTRONICI DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "ELECTRONIC BUFFER DEVICE FOR POWERING ELECTRICAL AND ELECTRONIC EQUIPMENT

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione concerne un dispositivo elettronico di tampone per l'alimentazione di dispositivi elettrici ed elettronici. The present invention relates to an electronic buffer device for powering electric and electronic devices.

Campo di applicazione. Field of application.

Il dispositivo oggetto dell'invenzione può trovare vasta applicazione in tutti gli apparati contenenti dispositivi elettrici ed elettronici dove la probabilità di assenza della tensione di alimentazione deve essere ridotta quasi a zero. Gli esempi che seguono illustrano - a titolo non limitativo - alcune applicazioni possibili: The device object of the invention can find wide application in all apparatuses containing electric and electronic devices where the probability of absence of the supply voltage must be reduced almost to zero. The following examples illustrate - but are not limited to - some possible applications:

- alimentazione di dispositivi posti su apparati radiocomandati a distanza; - power supply of devices placed on remote radio-controlled equipment;

- apparecchiature elettromedicali che vengono utilizzate dal personale del pronto intervento per soccorrere infortunati sul luogo dell'incidente; - electro-medical equipment that is used by emergency personnel to help injured people at the accident site;

- computer portatili; - laptop;

radio-telefoni. radio-telephones.

Problema tecnico dell'invenzione. Technical problem of the invention.

Poiché vi sono dispositivi elettrici od elettronici che svolgono funzioni importanti mediante una alimentazione fornita da una batterìa elettrica è necessario assicurare che quest 'ultima sia sempre presente. Può verificarsi per usura nel tempo della batterìa stessa che l'alimentazione venga a mancare anche per tempi molto brevi e questo può essere causa di un malfunzionamento dell'intero apparato che dipende dal dispositivo elettrico od elettronico al quale è connesso. Un esempio di questo problema è l'aeromodellismo dinamico radiocomandato . Since there are electrical or electronic devices that perform important functions by means of a power supply supplied by an electric battery, it is necessary to ensure that the latter is always present. It can occur due to wear over time of the battery itself that the power supply fails even for very short times and this can cause a malfunction of the entire apparatus which depends on the electrical or electronic device to which it is connected. An example of this problem is radio controlled dynamic model aircraft.

In questo caso particolare l'aeromodello è un apparato con a bordo una radioricevente e dei servomeccanismi alimentati da una batteria di pile. La radioricevente, mediante impulsi codificati trasmessi da un apparato trasmittente, aziona ì servomeccanismi i quali muovono le parti mobili dell' aeromodello (alettoni, ipersostentori, timone di profondità, timone direzionale, acceleratore del propulsore, ecc..) permettendo cosi di compiere decolli, virate, acrobazìe e atterraggi. E' facile capire l'importanza della tensione di alimentazione quando questo apparato è in volo e soprattutto quando trattandosi di maximodellismo sì è in presenza di un apparato che supera il peso di 12 Kg. Infatti, un’eventuale mancanza della tensione di alimentazione, o per guasto o per inefficienza della batteria, causa la totale perdita del controllo del velivolo con conseguente distruzione di quest'ultimo per impatto con il suolo. Oltre al dispiacere per il danno subito, vi è inoltre il pericolo, non potendo prevedere il punto di impatto, di urtare cose o persone causando a volte anche gravi conseguenze. In this particular case, the aircraft is an apparatus with a radio receiver on board and servomechanisms powered by a battery of batteries. The radio receiver, by means of coded impulses transmitted by a transmitting apparatus, activates the servomechanisms which move the moving parts of the model aircraft (ailerons, flaps, depth rudder, directional rudder, thruster accelerator, etc.) thus allowing take-offs, turns, stunts and landings. It is easy to understand the importance of the power supply voltage when this apparatus is in flight and especially when it is a matter of maximum modeling, it is in the presence of an apparatus that exceeds the weight of 12 Kg. In fact, a possible lack of power supply voltage, or due to battery failure or inefficiency, it causes the total loss of control of the aircraft with consequent destruction of the latter by impact with the ground. In addition to being sorry for the damage suffered, there is also the danger, not being able to predict the point of impact, of hitting things or people, sometimes causing even serious consequences.

Scopi dell' invenzione. Aims of the invention.

Scopo principale dell'invenzione è quello di evitare l'assenza temporanea o costante della tensione di alimentazione di apparati elettrici o elettronici che possano in questa condizione causare danni per l'interruzione del loro regolare funzionamento . The main purpose of the invention is to avoid the temporary or constant absence of the power supply voltage of electric or electronic apparatuses which in this condition could cause damage due to the interruption of their regular operation.

In vista di tale scopo, la presente invenzione provvede un dispositivo elettronico di tampone per l'alimentazione di dispositivi elettrici ed elettronici, la cui caratteristica essenziale forma oggetto della rivendicazione principale, che si intende qui integralmente riportata. In view of this purpose, the present invention provides an electronic buffer device for powering electric and electronic devices, the essential characteristic of which forms the subject of the main claim, which is intended to be fully reported here.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose risultano nelle rivendicazioni subordinate, che pure si intendono qui integralmente riportate. Further advantageous characteristics result in the subordinate claims, which are also intended as fully reported here.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione dell 'invenzione. Detailed description of an example of embodiment of the invention.

L'invenzione viene ora dettagliatamente descritta con riferimento ai disegni esemplificativi allegati, in cui: The invention is now described in detail with reference to the accompanying exemplary drawings, in which:

- la fig. 1 è uno schema a blocchi, illustrante un esempio di realizzazione del dispositivo elettronico secondo la presente invenzione ; - fig. 1 is a block diagram illustrating an example of embodiment of the electronic device according to the present invention;

- la fig. 2 è uno schema a blocchi, mostrante un esempio dì applicazione del dispositivo elettronico secondo l'invenzione . - fig. 2 is a block diagram showing an example of application of the electronic device according to the invention.

Con riferimento allo schema a blocchi di figura 1, il dispositivo elettronico secondo la presente invenzione è essenzialmente composto dai sottoelencati componenti elettrici o elettronici: With reference to the block diagram of figure 1, the electronic device according to the present invention is essentially composed of the electric or electronic components listed below:

- un elemento di raccordo RI, - a connecting element RI,

- degli elementi di memoria MI e M2, - of the memory elements MI and M2,

- degli elementi di visualizzazione VI, V2, V3, VA, - display elements VI, V2, V3, VA,

- un elemento PI di ripristino delle memorie MI, M2, - an element PI for restoring the memories MI, M2,

- degli elementi di connessione Cl, C2, C3, CA, C5, C6, elettricamente collegati in circuito elettrico rispetto a due batterie elettriche Bl, B2, da una parte, e ad un dispositivo utilizzatore elettrico DI, d'altra parte, secondo la disposizione:circuitale descritta in quanto segue. - of the connection elements Cl, C2, C3, CA, C5, C6, electrically connected in an electric circuit with respect to two electric batteries B1, B2, on the one hand, and to an electric user device DI, on the other hand, according to circuit arrangement described below.

La batteria elettrica Bl è elettricamente connessa al primo ingresso dell'elemento di raccordo RI, all'ingresso dell'elemento di memoria MI e all'elemento di visualizzazione VI tramite il collegamento Cl. The electric battery Bl is electrically connected to the first input of the connecting element R1, to the input of the memory element M1 and to the display element VI through the connection Cl.

La batteria elettrica B2 è elettricamente connessa al secondo ingresso dell'elemento di raccordo RI, all'elemento di memoria M2 e all'elemento di visualizzazione VA tramite il collegamento C2. The electric heater B2 is electrically connected to the second input of the connecting element R1, the memory element M2 and the display element VA via the connection C2.

L'uscita dell'elemento di raccordo RI è elettricamente connessa agli ingressi di alimentazione delle memorie MI, M2 e del dispositivo utilizzatore DI tramite il collegamento C4. Le uscite delle memorie MI e M2 sono elettricamente connesse rispettivamente agli elementi di visualizzazione V2 e V3 tramite i collegamenti C3 e C4. The output of the connecting element R1 is electrically connected to the power supply inputs of the memories M1, M2 and of the user device DI through the connection C4. The outputs of the memories M1 and M2 are electrically connected respectively to the display elements V2 and V3 through the connections C3 and C4.

L'uscita dell'elemento PI di ripristino delle memorie MI, M2 è elettricamente connessa all'ingresso di ripristino delle memorie tramite il collegamento C6. The output of the reset element PI of the memories M1, M2 is electrically connected to the reset input of the memories through connection C6.

La connessione elettrica delle batterie Bl, B2 ai collegamenti CI e C2 può essere eseguita direttamente o tramite interruttori elettrici II, 12, i quali possono quindi essere inclusi nel dispositivo. The electrical connection of the batteries Bl, B2 to the connections CI and C2 can be carried out directly or by means of electrical switches II, 12, which can therefore be included in the device.

Funzionamento . Operation.

La tensione elettrica di ciascuna delle batterie Bl e B2 raggiunge tramite i rispettivi collegamenti CI e C2 l'elemento di raccordo RI, il quale provvede a raccordare elettronicamente le due tensioni senza che il cortocircuitamento di una delle due batterie interferisca sull'altra. Detto elemento di raccordo RI provvede, inoltre, a fornire sulla sua uscita, cioè sul collegamento C4, una tensione elettrica che è la somma logica delle tensioni delle due batterie. The electrical voltage of each of the batteries B1 and B2 reaches through the respective connections C1 and C2 the connecting element R1, which electronically connects the two voltages without the short-circuiting of one of the two batteries interfering with the other. Said connecting element R1 also provides on its output, ie on connection C4, an electric voltage which is the logical sum of the voltages of the two batteries.

A titolo di esempio, nel dispositivo elettronico di tampone DT, l'elemento di raccordo RI comprende dei mezzi elettronici che collegano elettronicamente il dispositivo utilizzatore DI con entrambe le batterie Bl, B2, facendo erogare, in condizione di loro funzionamento normale, da ciascuna di dette batterie metà della potenza elettrica di funzionamento richiesta e, in condizione di malfunzionamento di una delle batterie stesse, la totalità della potenza elettrica di alimentazione dall'altra batteria. By way of example, in the electronic buffer device DT, the connecting element R1 comprises electronic means which electronically connect the user device D1 with both batteries B1, B2, causing each said batteries half of the required electric operating power and, in a condition of malfunction of one of the batteries themselves, the totality of the electric power supply from the other battery.

Questo fa si, che la sospensione dell'alimentazione elettrica erogata da una delle due batterie non causa l'interruzione dell’alimentazione sul collegamento C4, dal quale si alimentano il dispositivo utilizzatore DI e le memorie MI e M2, poiché è comunque erogata la tensione elettrica di alimentazione dall'altra batteria. Pertanto, sia il dispositivo DI, che le memorie MI, M2 sono sempre elettricamente alimentate, anche se una delle due batterie disfunziona. This means that the suspension of the electric power supply supplied by one of the two batteries does not cause the interruption of the power supply on connection C4, from which the user device DI and the memories MI and M2 are powered, since the voltage is in any case supplied. power supply from the other battery. Therefore, both the device DI and the memories MI, M2 are always electrically powered, even if one of the two batteries malfunctions.

Gli elementi di visualizzazione VI e V4 servono a informare l'utente della presenza della tensione sui collegamenti CI e C2, quindi nel caso di una batteria Bl o B2 completamente scarica, inefficiente o di interruttore II o 12 non inserito, il rispettivo elemento di visualizzazione non si accende. Quanto sopra descritto è sufficiente a monitorizzare il mal funzionamento statico delle batterie o degli interruttori, cioè quando una batteria è costantemente interrotta, in cortocircuito, completamente scarica o quando l'interruttore tra la batteria e il dispositivo è guasto. The display elements VI and V4 serve to inform the user of the presence of voltage on the connections CI and C2, therefore in the case of a completely discharged, inefficient battery Bl or B2 or switch II or 12 not inserted, the respective display element does not turn on. The above is sufficient to monitor the static malfunction of batteries or switches, i.e. when a battery is constantly interrupted, short-circuited, completely discharged or when the switch between the battery and the device is faulty.

Vi sono però altri tipi di malfunzionamento, che possono essere definiti di tipo dinamico. Questi si manifestano come interruzioni temporanee dell'alimentazione elettrica dovute all'usura della batteria, alle sollecitazioni meccaniche della batteria e dell'interruttore, ad esempio un urto accidentale, a vibrazioni causate da eventuali motori o altri dispositivi meccanici situati fisicamente nello stesso apparato contenente le batterie e gli interruttori. Queste interruzioni dell'alimentazione elettrica possono essere di tipo impulsivo e si manifestano anche in tempi molto brevi (possono scendere sotto il millesimo di secondo). Questo di per sé non è molto influente sul funzionamento di certi dispositivi, ma solitamente è un sintomo di un futuro guasto della batteria o del relativo interruttore, che andrebbero controllati ed eventualmente sostituiti prima che disfunzionino compietamente, causando i problemi sopra enunciati. However, there are other types of malfunctions, which can be defined as dynamic. These manifest themselves as temporary interruptions of the power supply due to wear of the battery, to mechanical stresses of the battery and of the switch, for example an accidental impact, to vibrations caused by any motors or other mechanical devices physically located in the same apparatus containing the batteries and switches. These power outages can be impulsive and also occur in a very short time (they can drop below one thousandth of a second). This in itself is not very influential on the operation of certain devices, but it is usually a symptom of a future failure of the battery or its switch, which should be checked and possibly replaced before they completely malfunction, causing the problems listed above.

Per ovviare a tali inconvenieneti sono provvisti, secondo l'invenzione, gli elementi di memoria MI, M2, gli elementi di visualizzazione V2 e V3 e l'elemento di ripristino PI. To obviate these drawbacks, according to the invention, the memory elements M1, M2, the display elements V2 and V3 and the reset element PI are provided.

Gli elementi di memoria MI e M2, infatti, hanno il compito di memorizzare interruzioni temporanee dell'alimentazione, anche molto brevi, sulle connessioni CI e C2, monitorizzando sugli elementi di visualizzazione V2 e V3 una condizione di allarme (ad esempio, accensione). L'elemento di ripristino PI serve per inizializzare gli elementi di memoria MI e M2 qualora, rimossa la causa della precedente memorizzazione, si voglia procedere con una successiva memorizzazione. The memory elements MI and M2, in fact, have the task of memorizing temporary power outages, even very short ones, on the connections CI and C2, monitoring an alarm condition on the display elements V2 and V3 (for example, ignition). The reset element PI serves to initialize the memory elements M1 and M2 if, once the cause of the previous storage has been removed, it is desired to proceed with a subsequent storage.

Il compito dell* elemento di ripristino FI può anche essere svolto automaticamente quando il dispositivo viene alimentato. The task of the FI reset element can also be done automatically when the device is powered up.

La figura 2, a titolo esemplificativo e non limitativo, rappresenta un esempio di applicazione. In questo esempio vi sono due batterie B1 e B2 che sono elettricamente connesse tramite gli interruttori II e 12 al dispositivo elettronico di tampone DI, oggetto della presente invenzione. Quest'ultimo provvede ad alimentare il dispositivo DI che in questo esempio è una radioricevente. Questa a sua volta controlla dei servomeccanismi che possono essere utilizzati nei seguenti casi: Figure 2, by way of non-limiting example, represents an example of application. In this example there are two batteries B1 and B2 which are electrically connected by means of the switches II and 12 to the electronic buffer device DI, object of the present invention. The latter supplies power to the device DI which in this example is a radio receiver. This in turn controls servomechanisms that can be used in the following cases:

1 - azionamento parti mobili di un velivolo; 1 - actuation of moving parts of an aircraft;

2 - azionamento di bracci meccanici; 2 - operation of mechanical arms;

3 - apertura e chiusura di valvole di condutture. 3 - opening and closing of valves of pipelines.

Secondo l'esempio illustrato in fig. 2, nel dispositivo elettronico DT: According to the example illustrated in fig. 2, in the electronic device DT:

- l'elemento di raccordo RI comprende sostanzialmente due diodi, i cui anodi sono elettricamente collegati ciascuno con una rispettiva batteria Bl, B2 ed i cui catodi, elettricamente collegati tra loro, costituiscono l'uscita di RI; - the connecting element R1 substantially comprises two diodes, the anodes of which are each electrically connected to a respective battery B1, B2 and whose cathodes, electrically connected together, constitute the output of R1;

- gli elementi di memoria MI, M2 sono di tipo elettronico, ad esemplo dei transistor o dei microchip, ma potrebbero anche essere di tipo elettromeccanico, quali dei microrelè; - the memory elements M1, M2 are of the electronic type, for example transistors or microchips, but could also be of the electromechanical type, such as microrelays;

- gli elementi di visualizzazione VI - V4 sono costituiti da LED o da qualunque altro mezzo atto a trasformare un flusso di corrente elettrica in radiazioni luminose; - the display elements VI - V4 consist of LEDs or any other means capable of transforming an electric current flow into luminous radiation;

- gli elementi di connessione CI - C6 sono dei conduttori elettrici isolati. - the connection elements CI - C6 are insulated electrical conductors.

Naturalmente, numerose varianti potranno, in pratica, essere apportate rispetto a quanto descritto ed illustrato a solo titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione e quindi dal dominio della presente privativa industriale. Naturally, numerous variations may, in practice, be made with respect to what has been described and illustrated by way of non-limiting example only, without thereby departing from the scope of the invention and therefore from the domain of the present industrial property.

Claims

CLAIMS 1. Electronic buffer device for powering electric and electronic equipment, in which at least two electric power supplies, for example two electric batteries (B1, B2), are electrically connected - directly or through respective electric or electronic switching devices (II, 12) - in an electrical circuit for the electrical supply of an electrical or electronic user device (DI), of which it is desired to avoid a malfunction due to lack of electrical supply, characterized by this, which comprises - in electrical connection in said electrical circuit ( connections Cl, C2, C4) - of the electronic connecting means (RI), which electronically connect said at least two electric power supplies with respect to said electric or electronic user device, supplying said user device with an electric voltage which is equal to the logical sum of the voltages of said power supplies, avoiding the short-circuiting of such power supplies one of the power supplies interferes with the other or the others, so that, in normal operating conditions, the electrical power supplied is uniformly distributed among said power supplies, while, in a condition of malfunction of at least one power supply, the power supply or the power supplies still functioning, they supply all the electric operating power necessary for said user device.

2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises electrical / electronic signaling means, for example display means (VI, V4), which are electrically connected in an electrical circuit (connections Cl, C2) with respect to said means electronic connectors (R1) and to said power supplies (B1, B2), so as to indicate, for example by turning on, the state of good operation of each of said electric power supplies (B1, B2), when electrically connected.

3. Device according to claim 1 and / or 2, characterized in that it comprises electrical / electronic signaling means, for example display means (V2, V3), which are electrically connected in an electrical circuit (connections C3, C4 , C5) with respect to said electronic connecting means (R1) through respective memory means (M1, M2), in turn electrically connected in an electric circuit (connections Cl, C2) with a respective electric power supply (B1, B2), thus that, in the event of a malfunction of an electric power supply, the respective memory means memorize this condition, causing the corresponding signaling means to be activated, for example their ignition.

4. Device according to claim 3, characterized in that it comprises reset means (P1), electrically connected in an electrical circuit (connection C6) with respect to said memory means (M1, M2), for resetting the memory means themselves and deactivating said electrical / electronic signaling means (V2, V3), after detecting the malfunction status signaled by them. All substantially as described and illustrated and for the specified purposes.